Tepelná izolace je materiál či látka, která špatně vede teplo. Energeticky úsporné domy jsou v současné době předmětem častých diskusí, a to zejména ve spojitosti se snížením nákladů na vytápění. Polystyrenové izolace se v posledních dekádách staly synonymem pro efektivní a cenově dostupné zateplení. Jejich popularita pramení z kombinace vynikajících tepelněizolačních vlastností, nízké hmotnosti a snadné manipulace. V době, kdy energetická účinnost budov hraje klíčovou roli, poptávka po polystyrenových deskách pro zateplení fasád, střech, podlah a základů neustále roste.
Na trhu se dnes setkáváme s širokou škálou polystyrenových izolací, lišících se svými vlastnostmi v závislosti na výrobním procesu a specifickém složení. Orientace v této rozmanitosti může být pro laika složitá. Proto se v tomto článku zaměříme na dva nejrozšířenější typy polystyrenu - expandovaný (EPS) a extrudovaný (XPS) - a detailně rozebereme jejich vlastnosti, použití a klíčové rozdíly.
Expandovaný polystyren (EPS)
Expandovaný pěnový polystyren (EPS) je stále ještě nejrozšířenějším tepelným izolantem. Vyrábí se vypěňováním pevných perlí zpěňovatelného polystyrenu působením syté vodní páry do bloků, které se následně řežou na jednotlivé desky. Během tohoto procesu zvětší perle svůj objem na dvaceti až padesátinásobek původního objemu a uvnitř každé perle vznikne velmi jemná buněčná struktura. Polystyren vzniká jako produkt polymerace styrenu. Následně je materiál tepelně zpracován a vypěňován do forem. Bloky se pak řežou na desky požadovaného rozměru. Typ polystyrenu se označuje např. EPS 70 S. Číslo značí pevnost v tlaku v kPa. Běžně jsou k dostání polystyreny tříd 50, 70, 100, 150, 200 a 250.
Výhody EPS:
- Vynikající tepelná izolace: Nízký součinitel tepelné vodivosti λ (lambda) zajišťuje efektivní ochranu proti únikům tepla. Materiál běžně dosahuje hodnot deklarovaného součinitele tepelné vodivosti λD = 0,036 W/(m.K) pro EPS 100. V současné době je již na trhu polystyren s příměsí grafitu (tzv. „šedý EPS“), který dosahuje výborných hodnot λD až 0,031 W/(m.K). Výhodou je vyšší izolační schopnost při menší tloušťce.
- Nízká hmotnost: Snadná manipulace a instalace, ideální pro kutily i profesionály. Pěnový polystyren je materiál s velmi příznivým poměrem výkonu a hmotnosti. Nezatěžuje konstrukci budovy, snadno se řeže a tvaruje, což zjednodušuje práci na stavbě i detailní napojení na další stavební prvky.
- Cenová dostupnost: EPS patří mezi nejdostupnější izolační materiály na trhu.
- Široká škála použití: Vhodný pro zateplení fasád, střech, podlah, stropů a příček.
- Recyklovatelnost: EPS je možné recyklovat a opětovně využít. Tepelná izolace EPS je rozměrově stabilní, odolná vůči vlhkosti v běžných podmínkách a nedegraduje ani po mnoha letech používání. Pěnový polystyren lze po skončení životnosti výrobku znovu zpracovat a použít například do nových izolačních desek nebo jako surovinu v dalších průmyslových aplikacích.
- Zdravotní nezávadnost: Tepelná izolace EPS je navíc zdravotně nezávadná, neobsahuje vlákna dráždící dýchací cesty a je vhodná pro použití v obytných i komerčních objektech.
Nevýhody EPS:
- Nižší pevnost v tlaku: EPS je méně odolný vůči mechanickému namáhání a dlouhodobému zatížení.
- Vyšší nasákavost: V porovnání s XPS je EPS náchylnější k absorpci vlhkosti, což může snižovat jeho izolační schopnosti. Expandovaný polystyren má otevřenou buněčnou strukturu a je tedy více nasákavý než polystyren extrudovaný. Při kontaktu s vodou tepelná izolace EPS snadno zadržuje vodu v mezibuněčném prostoru. Protože voda je velmi dobrým tepelným vodičem, znamená to zhoršení tepelně izolačních vlastností. Zároveň se v důsledku absorpce a zadržování vody zvyšuje hmotnost tepelněizolačních desek EPS, což může mít negativní vliv. EPS je sice odolný vůči vlhkosti, ale ne jejímu dlouhodobému působení. Objemová nasákavost je při úplném ponoření do 5 %.
- Horší odolnost vůči organickým rozpouštědlům: EPS může být poškozen některými organickými rozpouštědly.
- Expandovaný polystyren nelze dlouhodobě vystavit vlhku ani účinkům UV záření a je omezená i jeho pevnost.
Typické použití EPS:
- Kontaktní zateplovací systémy (ETICS): EPS s různými povrchovými úpravami pro zateplení fasád. Pro zateplení fasády se používá polystyren s označením 70F nebo 100F (pevnější verze s lepšími tepelně-technickými parametry). Pro zateplení fasády se nabízí šedý polystyrén s příměsí grafitu, který zlepšuje tepelně izolační vlastnosti polystyrenu až o 20 %. Jedná se sice o dražší variantu, nicméně pro zateplení fasády stačí použít menší tloušťku izolace.
- Zateplení šikmých střech: EPS desky se používají pro izolaci mezi krokvemi a pod krokvemi.
- Zateplení podlah: EPS desky se pokládají pod betonovou mazaninu pro tepelnou izolaci podlahy. Do stavebních konstrukcí se používá EPS samozhášivý, který obsahuje tzv. retardéry hoření způsobující, že při odstranění zdroje hoření materiál sám uhasne a stabilizovaný, tzn., že desky dané tloušťky byly z bloků nařezány až po tom, co proběhlo přirozené smrštění materiálu obvyklé v prvních týdnech po jeho vyrobení.
- Zateplení stropů a příček: EPS desky se používají pro zvukovou a tepelnou izolaci stropů a příček.
- EPS 70 se uplatňuje v zateplovacích systémech a jako spodní vrstva tepelné izolace nepochůzných plochých střech. EPS 100 se nejčastěji používá právě do plochých střech jako vrchní vrstva tepelněizolačních vrstev plochých střech nebo jako izolace do podlah s malou zátěží. Pro zateplení ploché nepochozí střechy se používají polystyreny s označením EPS 70, EPS 100, EPS 150 a EPS 200.
- Izolace se aplikuje v jedné vrstvě, i když jde o tloušťky třeba 30 cm. V takovém případě nehrozí kondenzace vlhkosti, která by v případě vrstvené izolace mohla vznikat.
- U sendvičového zdiva, např. s odklady z cihel KLINKER.
Perimetrický polystyren
Zvláštním typem expandovaného polystyrenu je také polystyren perimetrický, který se značí PERIMETR. Tento druh se vyznačuje tepelnou minimální nasákavostí, odolností v tlaku a mrazuvzdorností. Perimetrický polystyren má tedy podobné vlastnosti jako polystyren extrudovaný a podobná je tak i oblast jeho použití, hodí se tak pro tepelnou izolaci základových desek či suterénních stěn. Desky z perimetrického polystyrenu se rovněž používají pro izolaci bazénů, plochých pochozích střech a teras. Perimeter se vyrábí tzv. vypěňováním do formy. Výrobek se dále nedělí. Na rozdíl od EPS má uzavřenou strukturu povrchu.
Extrudovaný polystyren (XPS)
Extrudovaný polystyren označovaný zkratkou XPS (Extruded PolyStyrene Foam) byl vyvinut chemickou společností Dow Chemical ve čtyřicátých letech minulého století na základě požadavku amerického ministerstva obrany. Po ukončení války byl tento výrobek s vynikajícími tepelně izolačními vlastnostmi uvolněn i pro komerční využití. V padesátých letech minulého století vznikl na základě existence extrudovaného polystyrenu i koncept obrácené střechy, který poprvé umožnil použít tepelnou izolaci na vnější straně střešního pláště. U nás byl XPS jako tepelná izolace poprvé použit na konci sedmdesátých let minulého století na budově Kongresového centra v Praze ve skladbě DUO střechy s pochozí úpravou.
Čtěte také: Jak správně izolovat betonovou podlahu?
Extrudovaný polystyren se vyrábí procesem extruze, při kterém se tavenina polystyrenu vytlačuje za současného přidávání nadouvadla. Výsledkem je homogenní materiál s uzavřenou buněčnou strukturou, která mu propůjčuje vysokou pevnost v tlaku a odolnost vůči vlhkosti. Prvotní surovinou pro výrobu XPS je ropa, dále polystyrenový granulát, který se extruduje rozpínavými plyny.
Základními surovinami jsou polystyren, pěnivé plyny, zpomalovače hoření a aditiva, která zajišťují definující vlastnosti XPS - pevnost v tlaku a tepelnou vodivost. Recyklovaný XPS odpad (z ořezávání atd.) je dalším výrobním vstupem, protože veškerý odpad je 100% recyklován ve výrobním procesu. Z extrudéru na dopravníkový pás vychází proud roztaveného materiálu. V závislosti na rozdílech tlaků roztavená hmota rychle bobtná a tvrdne do nekonečného 20 až 200 mm silného pásu pevné pěny. Jak se pás pohybuje po výrobní lince, pomalu chladne, což je samo o sobě jedinečný a náročný proces, protože chlazené vnější části tepelně izolují vnitřní, teplejší části pěnového pásu. V dalších fázích se nekonečný tepelně izolační pás rozřeže na požadovanou délku desky, vytvoří se hrany a v případě potřeby se povrch desky upraví v závislosti na účelu aplikace.
Extrudovaný polystyren se liší od pěnového polystyrenu nejen svojí homogenní strukturou pěnové hmoty s uzavřenými buňkami a barvou, ale zejména významně vyšší pevností v tlaku, minimální nasákavostí, ale i nižší hodnotou maximálního tepelného namáhání.
Výhody XPS:
- Vysoká pevnost v tlaku: XPS je odolný vůči mechanickému namáhání a dlouhodobému zatížení. Desky extrudovaného polystyrénu jsou pevné a poměrně tvrdé, zároveň si však zachovávají nízkou váhu, která je pro polystyreny typická.
- Minimální nasákavost: Uzavřená buněčná struktura zaručuje vysokou odolnost vůči vlhkosti. Právě minimální hodnoty nasákavosti XPS jej předurčily jako jedinou tepelnou izolaci, kterou je možné položit na hydroizolaci a vystavit po celou dobu životnosti střechy působení vlhkosti a teplotním vlivům - tedy vytvořit tzv. obrácenou střechu, neboli střechu s opačným pořadím vrstev. Tento polystyren má obvykle dlouhodobou objemovou nasákavost při úplném ponoření < 3 % (dle ČSN EN 12 087). Hladký povrch desky znamená, že pás XPS nebyl ošetřen a buňky na povrchu jsou uzavřeny. Obecně platí, že více než 97 procent všech buněk v tepelných izolacích XPS je uzavřeno a vzduch zachycený v nich, tvoří velkou část produktu. Právě kvůli struktuře uzavřených buněk nemůže vlhkost do XPS proniknout.
- Dlouhá životnost: XPS si zachovává své vlastnosti po mnoho let i v náročných podmínkách.
- Odolnost vůči mrazu: XPS odolává cyklickému zmrazování a rozmrazování bez ztráty vlastností.
- Protipožární vlastnosti: Navíc má tento typ polystyrenu i skvělé protipožární vlastnosti, protože je samozhášivý.
- Ochrana hydroizolačního materiálu: Nejvýznamnější výhodou je přímá ochrana hydroizolačního materiálu před mechanickým poškozením a teplotními vlivy.
Nevýhody XPS:
- Vyšší cena: XPS je obecně dražší než EPS.
- Nižší paropropustnost: XPS je méně prodyšný než EPS, což může v některých případech vyžadovat instalaci parozábrany.
- Nižší odolnost vůči UV záření: XPS je náchylný k degradaci vlivem UV záření, proto se nedoporučuje pro zateplení exponovaných ploch.
Typické použití XPS:
- Zateplení soklů a základů: XPS je ideální pro zateplení částí budov v kontaktu se zemí a vlhkostí. Zateplení stěn v kontaktu s terénem a sokly budov.
- Zateplení plochých střech: XPS se používá v systémech s obráceným pořadím vrstev, kde je vystaven povětrnostním vlivům. Rovněž pro pojížděné střechy.
- Zateplení podlah s vysokým zatížením: XPS je vhodný pro podlahy s vysokým mechanickým namáháním, například v garážích nebo skladech. Také pod plošné základy.
- Zateplení bazénů a teras: XPS odolává vlhkosti a tlaku, proto je vhodný pro zateplení bazénů a teras.
- Výrobci extrudovaného polystyrenu nabízí celou řadu výrobků, které je možné použít nejen na vytvoření tepelné izolace plochých střech, ale i šikmých střech, podlah, suterénního zdiva a fasád. V fasádách se používá tento materiál pro izolaci soklu, hlubokých podzemních stěn, izolaci překladů a tepelných můstků.
- Desky z perimetrického polystyrenu se rovněž používají pro izolaci bazénů, plochých pochozích střech a teras.
- U obrácených střech se tloušťka pohybuje od 30 do 200 mm. U DUO střechy se používají zpravidla od tI.
Typy povrchů a hran desek XPS:
- Hladký povrch: Desky s neošetřeným povrchem jsou vhodné pro montáž v místech, která jsou nejvíce vystavena mechanickému zatížení, vodě a vlhkosti. Díky uzavřené buněčné struktuře po celé ploše povrchu mohou být hladké desky XPS vystaveny dlouhodobému působení vody difuzí i přímému kontaktu s vodou, a přesto neztrácejí své tepelněizolační vlastnosti.
- Hladké desky s drážkami: Pro pokládku pod základové desky pasivních a nízkoenergetických budov se používají hladké desky s drážkami pro lepší přilnavost k základové desce.
- Povrch s profilovanou úpravou ("vaflový" povrch): Povrch desky se obrousí a poté se na něj vtiskne „vaflová“ struktura. Tento druh povrchu slouží jako vynikající základ pro další dokončovací vrstvy. Nejčastěji se profilované desky používají ve spodní části fasádní stěny, v soklu. Zabraňují také vzniku tepelných mostů v nadpraží a ve svislých a vodorovných vazbách. Jsou vhodnou volbou pro dobrou přilnavost dalších povrchových vrstev.
- Upravený povrch - drážky: Tyto desky jsou určeny pro těžké povrchové vrstvy, jako jsou fasádní cihly nebo kamenné obklady, protože jejich povrchová úprava umožňuje ještě lepší přilnavost povrchové vrstvy. Aby tyto desky unesly těžké dokončovací vrstvy nebo obklady, musí mít dostatečnou pevnost v tahu a měly by být správně připevněny k nosné stěně.
- Hrana ve tvaru písmene "L" (Shiplap): Desky s "L" hranou se používají všude tam, kde chceme zabránit vzniku tepelného mostu ve spojích desek.
- Hladká hrana "I": Desky s hladkou hranou se používají pro vícevrstvé aplikace tepelně izolačních desek. Tepelným mostům lze zabránit lepením desek tak, aby spoje spodní vrstvy byly zakryty deskami horní vrstvy desek - takzvaně převázány.
- Pero a drážka - hrana "D": Hrany "D" se používají také k zamezení tepelných mostů ve spojích mezi deskami. Jsou vhodné zejména pro viditelné vnitřní opláštění velkých šikmých střech, kde se XPS dále neupravuje a je třeba použít parotěsné desky.
Porovnání EPS a XPS
Charakteristiky těchto polystyrenů jsou docela výrazné a z tohoto důvodu je rozličná i oblast jejich použití. Zatímco EPS je lehčí, cenově dostupnější a má vyšší paropropustnost, XPS vyniká vysokou pevností v tlaku, minimální nasákavostí a odolností vůči vlhkosti. Správná volba typu desky je rozhodující pro nejlepší výkon tepelné izolace.
| Vlastnost | Expandovaný polystyren (EPS) | Extrudovaný polystyren (XPS) |
|---|---|---|
| Výroba | Vypěňování perlí styrenu, otevřená buněčná struktura | Extruze taveniny polystyrenu, uzavřená buněčná struktura |
| Pevnost v tlaku | Nižší (0,1-0,2 MPa) | Výrazně vyšší (až 10 MPa) |
| Nasákavost | Vyšší (až 5 %) | Minimální (pod 3 %) |
| Tepelná vodivost λD | 0,036 W/(m.K) (EPS 100), až 0,031 W/(m.K) (šedý EPS) | Srovnatelná, závisí na výrobci |
| Odolnost vůči vlhkosti | Nižší, nelze dlouhodobě vystavit vlhku | Vysoká, odolný proti dlouhodobému působení vlhkosti |
| Paropropustnost | Vyšší | Nižší |
| Odolnost vůči UV záření | Nižší | Nižší |
| Cena | Nižší | Vyšší |
| Typické použití | Fasády (kontaktní systémy), šikmé střechy, podlahy s malou zátěží, stropy, příčky | Základy, sokly, ploché střechy (obrácené pořadí vrstev), podlahy s vysokým zatížením, bazény, terasy |
Při výběru vhodné izolace je důležité zvážit specifické požadavky projektu a konzultovat s odborníky. Správně zvolená polystyrenová izolace přispěje k energetické úspornosti budovy, zvýší komfort bydlení a prodlouží životnost konstrukce.
Čtěte také: Přečtěte si o řešení ICYNENE pro zateplení
Čtěte také: Zjistěte více o AL polepu u tepelných izolací
tags: #tepelna #izolace #exp #co #to #je