Polystyren je v současné době jedním z nejpoužívanějších tepelně izolačních výrobků v plochých střechách, na fasádách a v podlahách. Hojně se využívá díky jeho výborné tepelně technické vlastnosti a pevnosti v tlaku. Existují dva hlavní druhy polystyrenu: pěnový expandovaný polystyren (EPS) a extrudovaný polystyren (XPS). Oba se vyrábějí v podstatě ze stejné vstupní suroviny, ale jinou technologií, což se projevuje v rozdílné struktuře hmoty, vlastnostech a možnostech použití.
Extrudovaný polystyren (XPS)
Extrudovaný polystyren se vyrábí z granulí, které jsou dávkovány do násypky, roztaveny, a těsně před výstupem z vytlačovací hubice extrudéru se do taveniny vhání nadouvací plyn CO2. Následně se materiál vytlačuje na pás výrobní linky, kde je po vychladnutí a ztvrdnutí formátován, včetně konečné úpravy hran desek.
Touto technologií se získá výrobek s homogenní strukturou a uzavřenými buňkami, což mu propůjčuje výborné tepelně izolační vlastnosti, vysokou pevnost v tlaku a velmi malou nasákavost. Povrch XPS pěny je díky výrobnímu procesu uzavřený, celistvý a poměrně hladký, což z ní činí nenasákavý materiál. Klíčový rozdíl mezi XPS a EPS je právě absorpce vody.
Výrobky z XPS mají velmi dobré hodnoty součinitele tepelné vodivosti, srovnatelné s moderním EPS, avšak oproti EPS se vyznačují výrazně větší pevností v tlaku a výrazně menší nasákavostí. Teplotní roztažnost je sice stejná jako u běžného EPS, ale trvalé tepelné namáhání je nižší (+75 °C). Extrudovaný polystyren má stupeň hořlavosti C1 a třídu reakce na oheň E.
Kde je použití XPS vhodnější než EPS?
XPS je hustý materiál se strukturou uzavřených buněk, je prakticky vodotěsný, ale také méně otevřený průchodu vodní páry. Je zásadní, aby byl XPS instalován v oblastech, které jsou v kontaktu s vlhkostí nebo vodou, stejně jako na exponovaných fasádních oblastech, které vyžadují tvrdší izolační desky. Typicky se jedná o sokly, střešní římsy, dveřní a okenní otvory. Tepelná izolace EPS by naopak měla být instalována na nadzemních plochách vnějších stěn, protože difúze vodní páry je důležitou součástí tepelné ochrany budovy. EPS by nikdy neměl být používán pod úrovní terénu a v plochých střechách mimo hydroizolaci, protože při absorbci vody by ztratil část své tepelně izolační funkce.
Čtěte také: tepelná izolace ze skelných vláken
Při kontaktu s vodou tepelná izolace EPS snadno zadržuje vodu v mezibuněčném prostoru. Protože voda je velmi dobrým tepelným vodičem, dochází k zhoršení tepelně izolačních vlastností. Zároveň se v důsledku absorpce a zadržování vody zvyšuje hmotnost tepelněizolačních desek EPS, což může způsobovat problémy.
Použití XPS v praxi
- Sokly: Izolace soklu v novém domě je klíčovým prvkem během jeho výstavby. Extrudovaný polystyren (XPS), často označovaný jako soklový polystyren nebo Perimetr, je pro tyto účely ideální. Má dobré tepelně izolační vlastnosti, což pomáhá snižovat tepelné mosty na soklu a zlepšuje celkovou energetickou efektivitu domu. Je odolný proti stlačení, což je důležité pro oblasti, kde může dojít k mechanickému namáhání. Při plánování zateplení soklu XPS deskou je důležité zajistit, že všechny spáry a spoje jsou správně utěsněny a že celková instalace je provedena odborně.
- Obrácené střechy a DUO střechy: Výrobky z XPS se v oblasti plochých střech používají zpravidla jen jako tepelná izolace tzv. obrácených střech, tedy střech s opačným pořadím vrstev. U rekonstrukcí plochých střech se používají jako dodatečná tepelná izolace vytvořením tzv. DUO střechy.
- Obrácená střecha: Sklon povlakové izolace (sklon střechy) by měl být minimálně 2 %. Vždy je doporučeno používat desky s polodrážkou. Stabilitu střešního pláště obrácené střechy zajišťuje násyp z kačírku frakce 16/32 v tloušťce min. 50 mm nebo provozní vrstva, například dlažba na podložkách nebo dlažba položená do kačírku frakce 4/8 mm. Obrácená střecha nemá být realizována na lehké nosné konstrukci s minimální akumulační schopností a s malou hodnotou tepelného odporu. Podchlazená voda by v přechodných obdobích roku způsobila výrazné snížení vnitřní povrchové teploty lehké nosné konstrukce pod hodnotu rosného bodu, což by vedlo ke kondenzaci vlhkosti a vzniku plísní. Z tohoto důvodu se při tepelně technickém výpočtu obrácené střechy musí uvažovat s korekcí hodnoty součinitele prostupu tepla U dle ČSN EN ISO 6946/A1.
- DUO střecha: Jedná se o variantu, kdy je na klasickou jednoplášťovou střechu s povlakovou vodotěsnou izolací a s vhodnou tepelnou izolací (např. z EPS) položena další tepelná izolace z XPS.
- Podlahové izolace: Podložky pod podlahu vyrobené z XPS pěny se vyznačují schopností tepelně i zvukově izolovat (vyznačují se vysokou hodnotou redukce kročejového hluku). Podložka pod podlahu STARLON TOP 1,6 mm byla speciálně vyvinutá pod podlahové topení. Drážkový a děrovaný systém umožňuje jednoduché uvolnění tepla přes podložku. Ať už pásy nebo desky - Podložky pod podlahu STARLON vylepšují uživatelský komfort a prodlužují životnost samotné podlahy.
Typy povrchů XPS desek
Správná volba typu desky je rozhodující pro nejlepší výkon tepelné izolace XPS.
- Hladký povrch desky: Pás XPS nebyl ošetřen a buňky na povrchu jsou uzavřeny. 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. Tento typ desek je vhodný pro montáž v místech, která jsou nejvíce vystavena mechanickému zatížení, vodě a vlhkosti.
- 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. Účelem drážek na horním povrchu desek je zajistit dobrou přilnavost mezi tepelněizolačními deskami a železobetonovou deskou. V tomto případě se nepoužívá žádná separační vrstva mezi tepelnou izolací a železobetonovou deskou.
- Povrch s profilovanou úpravou ("vaflový" povrch): Na rozdíl od hladkých desek jsou desky s "vaflovým" povrchem dodatečně ošetřeny speciálním zařízením. 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. Tento typ desek se používá v případech, kdy jsou rozhodující přesné rozměry desek a také v rámci zateplení ze strany interiéru vždy, když nelze instalovat tepelnou izolaci na vnějším plášti budovy.
- Upravený povrch - drážky: Kromě "waflování" může být povrch desky upraven také drážkami, jako je tomu u desky FIBRANxps ETICS BT. 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 - nejprve se lepí lepicí maltou nebo nízkoexpanzním PU lepidlem a poté se dodatečně kotví do stěny.
Typy hran XPS desek
Různé povrchové úpravy a typy hran jsou určeny pro různé způsoby použití tepelněizolačních desek XPS. Každý typ hrany slouží svému účelu.
- Hrana ve tvaru písmene "L" (Shiplap): Nejčastěji používanou a doporučovanou hranou je shiplap hrana, protože jen tak máme jistotu, že se vyhneme tepelným mostům ve spojích desek XPS. Používá se 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.
Důležité upozornění pro použití XPS v plochých střechách
Extrudovaný polystyren by se s ohledem na nižší tepelnou odolnost (jen +75°C) a velkou hranovou pevností neměl používat jako tepelná izolace v klasické jednoplášťové ploché střeše. Zdánlivě malý rozdíl pouhých 5°C mezi hodnotou maximálního tepelného namáhání XPS (+75°C) oproti EPS (+80°C) má pro zabudování výrobků z XPS do střešního pláště významný dopad. Povrchová teplota povlakové vodotěsné izolace z asfaltových pásů dosahuje v létě až hodnoty +80°C. Při této teplotě však již dochází k nevratné deformaci (obvykle prohnutí) desek z XPS. Protože výrobky z XPS mají nejen velkou pevnost v tlaku, ale i velkou hranovou pevnost, mohla by potom prohnutá deska z XPS svými ostrými hranami poškodit vodotěsnou izolaci. Právě proto by se neměl používat XPS pod vodotěsnou izolaci v klasické jednoplášťové střeše, ale jen na obrácené střeše, tedy střeše s opačným pořadím vrstev, případně na tzv. DUO střeše.
Zahraniční předpisy (například německé „abc der Bitumenbahnen") připouštějí pokládku asfaltových pásů na tepelnou izolaci z XPS s podmínkou, že asfaltové pásy budou odděleny od povrchu desek XPS dělicí vrstvou ze skelné rohože a první vrstva vodotěsné izolace bude volně položena nebo volně položena a mechanicky přikotvena k podkladu. V každém případě bychom měli k takovému mimořádnému použití XPS předem získat písemný souhlas dovozce extrudovaného polystyrenu. I v tomto případě by bylo nutné zajistit vhodným způsobem i snížení povrchové teploty působící v létě na tepelnou izolaci - například ochrannou vrstvou z kačírku.
Čtěte také: Vše o měrné tepelné kapacitě betonu
Například výrobce XPS firma Dow Chemical, jehož výrobky Roofmate SL nebo Floormate jsou u nás známé, na základě svých zkušeností také nedoporučuje použití XPS v klasické skladbě střešního pláště z důvodu možného rizika rozměrové nestálosti desek XPS pod hydroizolací, zejména v letních měsících roku.
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.
Srovnání EPS a XPS
| Vlastnost | EPS (Expandovaný polystyren) | XPS (Extrudovaný polystyren) |
|---|---|---|
| Struktura buněk | Otevřená, tvořena spojenými kuličkami | Uzavřená, homogenní |
| Technologie výroby | Expandování (nafukování) polystyrenových perel | Extruze taveniny polystyrenu s nadouvacím plynem |
| Nasákavost | Vyšší, snadno zadržuje vodu v mezibuněčném prostoru | Velmi nízká, prakticky vodotěsný |
| Pevnost v tlaku | Dobrá (např. EPS 50 až EPS 200) | Výrazně vyšší |
| Tepelná vodivost (λ) | Dobrá (např. λ = 0,038 W/m2K pro EPS 100 S Stabil) | Velmi dobrá (srovnatelná s EPS, často i nižší) |
| Maximální trvalé tepelné namáhání | +80 °C | +75 °C |
| Použití v kontaktu s vlhkostí | Nevhodné pod úrovní terénu a mimo hydroizolaci | Vhodné pro kontakt s vlhkostí a vodou (sokly, obrácené střechy) |
| Typické použití | Fasády, podlahy, jednoplášťové ploché střechy | Sokly, základy, obrácené střechy, DUO střechy, podlahy podlahového topení |
Oba druhy polystyrenu se výborně uplatňují jak u nových plochých střech, tak u jejich rekonstrukcí. 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. Výrobky z extrudovaného polystyrenu (XPS) se používají jako tepelná izolace obrácených střech (střech s opačným pořadím vrstev) a u rekonstrukcí klasických jednoplášťových střech jako jejich dodatečná tepelná izolace - vytvoří se tzv. DUO střecha.
Čtěte také: Význam tepelné vodivosti betonu ve stavebnictví
tags: #tepelná #izolace #XPS #na #pasy