Polystyren je v současné době jedním z nejpoužívanějších tepelně izolačních výrobků v plochých střechách, na fasádách a v podlahách. Hojně se využívá díky jeho výborným tepelně technickým vlastnostem a pevnosti v tlaku. Ztráty tepla nedostatečně zaizolovanou střešní konstrukcí představují u rodinných domů až 40 % z celkových tepelných ztrát. Optimálně navrženým systémem tepelné izolace střechy můžeme výrazně eliminovat tepelné úniky a snížit náklady na vytápění domu v zimních měsících, resp. zajistit vhodnou ochranu před nadměrným přehříváním domu v letních měsících.
Druhy polystyrenu a jejich vlastnosti
Existují dva hlavní druhy polystyrenu používané v plochých střechách: pěnový polystyren (EPS) a extrudovaný polystyren (XPS). Oba druhy se vyrábějí v podstatě ze stejné vstupní suroviny, ale jinou technologií. Proto se liší nejen struktura jejich hmoty, ale i některé vlastnosti, a tudíž i možnosti jejich použití a zabudování do stavby.
Pěnový polystyren (EPS)
Pěnový polystyren se používá v oblasti plochých střech jako tepelná izolace jednoplášťových plochých střech. Čerstvě vyrobený pěnový expandovaný polystyren se vykazuje smršťováním, proto po jeho výrobě dochází k procesu stabilizace neboli odležení. Po uplynutí této doby se může polystyren použít ve stavbě a jeho objemové změny jsou již zanedbatelné. Stabilizovaný pěnový polystyren používaný v plochých střechách se označuje názvem „Stabil“. Výrobky z pěnového polystyrenu se zpravidla označují značkou EPS (= expandovaný polystyren) a číslem, jež udává hodnotu pevnosti v tlaku při 10 % stlačení v kPa. Běžně se vyrábí pěnový polystyren pod označením EPS 50 až EPS 200.
Vlastnosti pěnového polystyrenu:
- Samozhášivost: Pěnový polystyren je dnes samozhášivý, má stupeň hořlavosti C1 a třídu reakce na oheň E.
- Tepelná vodivost: Jeho tepelně technické vlastnosti jsou velmi dobré a dnes vyráběné typy pěnového polystyrenu mají výrazně lepší hodnoty součinitele tepelné vodivosti (λ), než tomu bylo v minulosti. Hodnota součinitele tepelné vodivosti EPS je ovšem závislá na typu EPS - například pro EPS 100 S Stabil se dnes uvádí hodnota λ = 0,038 W/mK, což je hodnota totožná s hodnotou udávanou pro extrudovaný polystyren, pro EPS 200 S Stabil je hodnota součinitele tepelné vodivosti ještě nižší.
- Tepelná roztažnost: Koeficient tepelné roztažnosti EPS má hodnotu 5.10-5 až 7.10-5 m/K. Znamená to, že například při rozdílu teplot 70 °C dochází k prodloužení (nebo zkrácení) desky dlouhé 1 m až o 5 mm. Proto by se při provedení tepelné izolace plochých střech neměly používat desky dlouhé například 2 m, jejichž tepelná roztažnost je oproti metrovým deskám dvojnásobná. I z těchto důvodů by se měly desky z EPS v plochých střechách vždy uchytit k podkladu lepením nebo přikotvením.
- Pevnost v tlaku: Vlastní pěnový polystyren se vyrábí v několika tzv. typech podle pevnosti v tlaku (v kPa) při 10 % stlačení. Na plochých střechách se také setkáváme s namáháním tepelné izolace v tlaku, a to nejen od technologického zařízení umístěného na střeše, ale dnes stále častěji i od provozních souvrství, jako jsou terasy a střešní zahrady.
Použití pěnového polystyrenu:
Výrobky z pěnového polystyrenu (EPS) se používají zásadně jako tepelná izolace klasických jednoplášťových plochých střech a u rekonstrukcí těchto střech jako jejich dodatečná tepelná izolace - vytvoří se tzv. PLUS střecha.
Extrudovaný polystyren (XPS)
Extrudovaný polystyren se vyrábí v podstatě ze stejné základní suroviny jako klasický pěnový polystyren, ale jinou technologií. Granule jsou dávkovány do násypky, roztaveny a těsně před výstupem z vytlačovací hubice extrudéru se do taveniny vhání nadouvací plyn CO2. Touto technologií výroby se získá výrobek s homogenní strukturou s uzavřenými buňkami.
Čtěte také: Vše o měrné tepelné kapacitě betonu
Vlastnosti extrudovaného polystyrenu:
- Tepelná vodivost: Výrobky z XPS mají velmi dobré hodnoty součinitele tepelné vodivosti (stejně jako má dnes vyráběný EPS).
- Pevnost v tlaku a nasákavost: Oproti EPS má XPS výrazně větší pevnost v tlaku a výrazně menší nasákavost.
- Teplotní roztažnost: Jeho teplotní roztažnost je stejná jako u běžného EPS, ale trvalé tepelné namáhání je nižší (+75 °C).
- Samozhášivost: Extrudovaný polystyren má stupeň hořlavosti C1 a třídu reakce na oheň E.
Použití extrudovaného polystyrenu:
Z těchto důvodů se výrobky z XPS používají v oblasti plochých střech zpravidla jen jako tepelná izolace tzv. obrácených střech, tedy střech s opačným pořadím vrstev. U rekonstrukcí plochých střech se XPS používá jako dodatečná tepelná izolace vytvořením tzv. DUO střechy. V této souvislosti je třeba uvést, že desky z XPS by se neměly používat jako klasická tepelná izolace plochých střech pod povlakovou izolací, protože kvůli velké hranové pevnosti XPS může při jejich teplotní roztažnosti dojít ke tvarovým změnám, které mohou způsobit poškození povlakové izolace.
Doporučení pro instalaci polystyrenové izolace
Obecná doporučení:
- Desky EPS se pokládají vždy „na vazbu“, ne na střih.
- S ohledem na tepelnou roztažnost EPS by se nikdy neměly používat velkorozměrové desky 1 x 2 m nebo dokonce 1 x 2,5 m, ale desky max. o rozměru 1 x 1 m.
- U jednovrstvých tepelných izolací se doporučuje používat desky s polodrážkou, které snižují vliv tepelných mostů.
- I z důvodů tepelné roztažnosti by se měly desky z EPS v plochých střechách vždy uchytit k podkladu lepením nebo přikotvením.
Specifika pro obrácené střechy s XPS:
- Sklon povlakové izolace (sklon střechy) min. 2 %.
- Vždy používat desky s polodrážkou.
- Stabilitu střešního pláště obrácené střechy nebo DUO střechy zajišťuje násyp z kačírku frakce 16/32 v tl. min. 50 mm (výška, a tedy hmotnost kačírku se musí v konkrétních případech ověřit statickým výpočtem) nebo provozní vrstva - například dlažba na podložkách nebo dlažba položená do kačírku frakce 4/8 mm tl. min. 50 mm.
- Obrácená střecha nemá být realizována na lehké nosné konstrukci s minimální akumulační schopností a s malou hodnotou tepelného odporu. Podchlazená voda - zejména v přechodných obdobích roku - by způsobila výrazné snížení vnitřní povrchové teploty lehké nosné konstrukce pod hodnotu rosného bodu, docházelo by ke kondenzaci vlhkosti, a tudíž k vzniku hygienických závad (plísní). Z výše uvedeného důvodu se při tepelně technickém výpočtu obrácené střechy musí uvažovat s korekcí hodnoty součinitele prostupu tepla U dle ČSN EN ISO 6946/A1.
- Je nutné věnovat zvýšenou pozornost možnému tepelnému namáhání XPS při realizaci střech v létě. Například při pokládce tmavých nopových fólií (tvořících drenážní a hydroakumulační vrstvu vegetačního souvrství střešních zahrad) může snadno dojít k překročení teploty +75 °C a k trvalému poškození desek z XPS vysokou teplotou.
Kompletizované výrobky a odvodnění
Pro ploché střechy dnes řada našich i zahraničních výrobců nabízí tzv. kompletizované výrobky z EPS s nakašírovanými hydroizolačními asfaltovými pásy, které tvoří po pokládce první hydroizolační vrstvu. Mezi nejdůležitější detaily ploché střechy patří i správné odvodnění, které může ovlivnit kvalitu střešní konstrukce, její životnost a v konečném důsledku celkovou kvalitu bydlení. Podcenění optimálního odvodnění je častou příčinou porušení střešních plášťů. Dobře navrženou a zrealizovanou plochou střechu poznáme i podle toho, že na ní po dešti nezůstávají kaluže vody. Spád střešního pláště by měl být ≥ 2 % (doporučený standardní spád).
Efektivním řešením na odvodnění ploché střechy jsou Austrotherm EPS Úžlabí a nároží, spádové desky Austrotherm EPS NEO 100 Spádové klíny či Austrotherm EPS NEO 120 Spádové klíny na běžné zatížení a Austrotherm EPS NEO 150 Spádové klíny pro vyšší zatížení. Výhodou použití již předpřipravených prvků je nižší pracnost i eliminace odpadu.
Srovnání typů polystyrenu pro ploché střechy
| Vlastnost | Pěnový polystyren (EPS) | Extrudovaný polystyren (XPS) |
|---|---|---|
| Hlavní použití na plochých střechách | Jednoplášťové klasické střechy, PLUS střechy | Obrácené střechy, DUO střechy |
| Tepelná vodivost (λ) | Velmi dobrá (např. EPS 100 S Stabil: 0,038 W/mK) | Velmi dobrá (srovnatelná s EPS) |
| Pevnost v tlaku | Dle typu (EPS 50 až EPS 200) | Výrazně vyšší než EPS |
| Nasákavost | Vyšší než XPS | Velmi malá |
| Tepelná roztažnost | 5.10-5 až 7.10-5 m/K | Stejná jako u běžného EPS |
| Trvalé tepelné namáhání | Vyšší než XPS | Nižší (+75 °C) |
| Stupeň hořlavosti / Třída reakce na oheň | C1 / E | C1 / E |
Důležitost správného výběru a certifikace
Při zateplování střech preferujte materiál, který má vynikající tepelněizolační vlastnosti. V případě porušení střechy mu nesmí vadit voda. Při instalaci se s ním musí lehce manipulovat, tedy rozhoduje i hmotnost. V neposlední řadě musí mít rozměrovou a tvarovou stálost. Značně rozšířenou tepelnou izolací je pěnový polystyren neboli EPS. To, co určuje kvalitu a funkčnost pěnového polystyrenu je soubor fyzikálně-mechanických vlastností jako např. součinitel tepelné vodivosti, napětí v tlaku, pevnost v tahu apod. Při výběru vhodného typu je třeba spoléhat na deklarované vlastnosti od výrobce. Český výrobce pěnového polystyrenu Styrotrade a.s. například nechal své výrobky styro EPS 100S a styro EPS 150S podrobit širokému spektru zkoušek Výzkumného ústavu pozemních staveb - Certifikační společnosti. Je prokázáno, že styro EPS 100S a styro 150S si po dobu 50 let uchová ty vlastnosti, pro které jsme jej zakoupili.
Čtěte také: Význam tepelné vodivosti betonu ve stavebnictví
Čtěte také: Jak správně izolovat betonovou podlahu?
tags: #tepelna #izolace #strechy #polystyrenem