Tepelná izolace je nedílnou součástí stavební konstrukce a její význam v posledních letech narůstá, zejména s ohledem na ceny energií a potřebu chránit teplo. Izolace rovněž hrají klíčovou roli v ochraně před vlhkostí. Nabídka tepelných izolací může být na první pohled jednotvárná, avšak mezi jednotlivými typy existují zásadní rozdíly, které výrazně ovlivňují fungování celé stavby. Proto je důležité nepodceňovat ani zdánlivé detaily a zaměřit se na klíčové parametry:
- Součinitel tepelné vodivosti λ [W/mK]: Čím menší je jeho hodnota, tím méně tepla izolace vede a tím lépe izoluje.
- Faktor difuzního odporu μ: Vyšší faktor znamená, že materiál hůře propouští vodní páru difuzí.
- Pevnost v tlaku: Obvykle se udává v kPa.
- Nasákavost: Rozhoduje o tom, zda lze materiál trvale vystavit například zemní vlhkosti.
Pěnové sklo se svými vlastnostmi od ostatních tepelných izolací výrazně odlišuje.
Co je pěnové sklo?
Pěnové sklo je tepelně izolační materiál na bázi skla, který je zároveň vysoce ekologický. Materiál vzniká recyklací skla, což zaručuje jeho mimořádně dlouhou trvanlivost. Na 11 tun pěnového skla je potřeba 13 500 lahví. Zpěnění skelné hmoty zajišťuje uhlíkový prach, který se za tepla mění na oxid uhličitý. Výsledný produkt vypadá spíše jako pemza na ztvrdlou kůži. 99,5 % pěnového skla tvoří oxid křemíku, který je součástí obalového i tabulového skla. Zbytek představují pojidla a oxidační pěnidla. Díky uzavřené struktuře buněk pěnové sklo dokonale zabraňuje prostupnosti chladného či teplého vzduchu a nepropustí ani vodu. Nevznikají tedy žádné kapiláry a nedochází k promrzání materiálu. Pěnové sklo nepodléhá vnějším vlivům a nenasákne vodou.
Výroba pěnového skla
Výroba pěnového skla byla patentována již v roce 1936 a od té doby prošla značným vývojem. V současné době se pěnové sklo vyrábí z nově vyrobeného nebo recyklovaného skla, které se po odtavení a vychlazení rozemele na velmi jemný prášek (skleněná moučka). Skleněný prach je smíchán s jemně mletým uhlíkem a tato směs je v tenké vrstvě rozprostřena do ocelové formy. Formy jsou zahřáté v peci na cca 1000 °C, kdy dochází k natavení skloviny a k současné oxidaci uhlíku na CO2. Tento plyn vytvoří drobné bublinky, které cca dvacetinásobně zvětší původní objem skloviny a vyplní celou formu. Během procesu řízeného chlazení dochází ke ztuhnutí této pěny. Poté je blok napěněné skloviny zvolna ochlazován z 1000 °C na 20 °C a po konečném zchlazení materiálu zůstává v buňkách podtlak cca 1/3 atmosférického tlaku. Po vychlazení jsou bloky pěnového skla obroušeny, zbaveny povrchové „kůrky“ a dále řezány na desky formátu 600×450 mm s konstantní tloušťkou (od 30 do 160 mm) nebo na spádované desky či jiné tvarovky. Celá výroba je plně automatizovaná a splňuje požadavky systému kvality ISO 9002.
Vlastnosti pěnového skla
Hodnota součinitele tepelné vodivosti se u pěnového skla pohybuje na úrovni ostatních kvalitních tepelně-izolačních materiálů (mezi 0,038 a 0,049 W/mK dle typu). Unikátní jsou však doplňkové vlastnosti pěnového skla, které jej činí výjimečným stavebním materiálem:
Čtěte také: Uložení recyklovaného asfaltu
- Parotěsnost: Pěnové sklo je zcela parotěsné, jelikož je vyrobeno z hermeticky uzavřených skleněných buněk. Ve vrstvě pěnového skla nemůže dojít ani k vnitřní kondenzaci a navlhání.
- Nehořlavost: Pěnové sklo je absolutně nehořlavé (třída A - nehořlavé hmoty podle ČSN 73 0823, Euroclass A1 podle EN 13501). Nehoří ani hoření nepodporuje, brání šíření plamene, při požáru nevyvíjí kouř, nebezpečné zplodiny a neodkapává.
- Vysoká pevnost v tlaku: Díky nedeformovatelné buněčné struktuře má pěnové sklo vysokou pevnost v tlaku i při dlouhodobém zatížení. Únosnost zhutněného podsypu ze štěrku z pěnového skla je 0,6-1,2 MPa.
- Odolnost vůči chemickým a biologickým vlivům: Vyniká vysokou odolností proti škodlivým chemickým (například ropné produkty, soli) i biologickým vlivům (hniloba, škůdci, hlodavci, plísně).
- Rozměrová stálost: Sklo se nesráží ani nebobtná, což zajišťuje stabilní podklad. Nízký koeficient roztažnosti skla zajišťuje stabilní podklad, obdobný jako ocel nebo beton, což výrazně prodlužuje životnost hydroizolačních membrán.
- Ochrana proti radonu: Zabraňuje pronikání radonu, jelikož se skládá z hermeticky uzavřených skleněných buněk. Je to 100% bezpečná protiradonová bariéra a tepelná izolace v jedné vrstvě.
- Ekologické vlastnosti: Nezatěžuje životní prostředí při výrobě, použití v konstrukci ani po skončení životnosti. Neobsahuje ekologicky škodlivé zpomalovače hoření, pěniva ani ekotoxické složky. Po generacích použití může být recyklováno jako výplň při terénních úpravách nebo jako tepelně izolační granulát. Průměrný obsah recyklovaných materiálů u výrobků FOAMGLAS® je 50 %.
- Snadné opracování: Skládá se z tenkostěnných skleněných buněk, lze ho řezat na jakékoli požadované rozměry pomocí jednoduchých nástrojů.
Tyto vlastnosti dělají z pěnového skla materiál srovnatelný s minerálními vlákny nebo polystyrenem, avšak s mnoha doplňkovými výhodami.
Použití a instalace pěnového skla
Největší část produkce pěnového skla se používá na zakládání nových staveb systémem plovoucí základové desky na pěnovém skle. Tento materiál se vyrábí ve formě štěrku nebo desek.
Základové desky a spodní stavby
Pěnové sklo ve formě štěrku je vysoce kvalitní izolační materiál určený zejména pro zakládání staveb, základové desky a zateplení konstrukcí v kontaktu s terénem. Díky kombinaci tepelné izolace, drenáže a ochrany proti vlhkosti tvoří ideální podklad pro moderní stavby s vysokými nároky na kvalitu. Pokud se pěnové sklo umístí do základů novostavby, vytváří dokonalou izolaci. Díky tomu není potřeba budovat sklep ani se nemusíme obávat průniku vlhkosti do stěn, což je důležité především u dřevostaveb. Založení na desce z pěnového skla eliminuje vznik tepelných mostů, které u klasického zakládání mohou vzniknout především v oblasti návaznosti desky, podlahy a soklu. Pěnové sklo se v tomto případě uplatňuje jako výborná náhrada extrudovaného polystyrenu a kamenného štěrku. Kromě toho slouží jako svislá tepelně izolační vrstva zdiva pod povrchem. Funguje pak jako tepelná izolace a drenážní těleso zároveň. U starších domů a chalup, kde bývá pod podlahou vlhko, zabraňuje tento typ izolace vzlínání vody na povrch.
Instalace štěrku z pěnového skla
Postup při použití pěnového skla je snadný. Na hrubou rovinu výkopu se položí speciální geotextilie (doporučená 200 g/m2) tak, aby na krajích přesahovala minimálně 50 cm. V další fázi se první vrstva zasype štěrkem z pěnového skla REFAGLASS. Díky nízké hmotnosti je možné materiál ve stavebním prostoru snadno rozmístit, u větších staveb se používá nakladač. Pro zhutnění štěrku postačí lehká vibrační deska o váze 80-120 kg, pro velké plochy válec 1-5 t (bez vibrace). Instalace je rychlá a snadná a při použití štěrku z pěnového skla není potřeba budovat tak hluboký základ jako při použití klasického kameniva, což znamená méně práce a nižší náklady na stavební techniku.
Ploché střechy a kompaktní skladba
Pojížděné ploché střechy kladou vysoké nároky na kvalitu materiálů i způsob provedení. Pěnové sklo se svými tepelněizolačními schopnostmi řadí mezi kvalitní tepelné izolace pro ploché střechy. Aby bylo možné plně využít unikátní vlastnosti pěnového skla, je nutné tento materiál použít v tzv. jednoplášťové kompaktní střešní skladbě. Jedná se o jednoplášťovou střechu, která neobsahuje žádnou membránovou parotěsnou zábranu, neboť vrstva pěnového skla je sama dostatečně parotěsná (µ = 70 000 až 700 000). Pokud je izolace z pěnového skla provedena ve dvou vrstvách s vzájemně překrytými spárami, difúzní odpor celé vrstvy se blíží nekonečnu.
Čtěte také: Proč zvolit Hebel pro vaši stavbu?
Provádění kompaktní skladby
Kompaktní skladba může být provedena prakticky na libovolné nosné konstrukci, nejčastěji na betonové desce, trapézovém plechu, dřevěném bednění nebo záklopu z velkoplošných OSB desek, desek z překližky nebo podobných. Přímo na nosnou konstrukci se celoplošně nalepují desky pěnového skla. Výjimku tvoří trapézový plech; v tomto případě se desky lepí pouze na horní plochu vln. Ve většině případů se jako lepidlo používá horký asfalt, kterým jsou současně celoplošně slepeny všechny spáry mezi jednotlivými deskami pěnového skla. Další vrstvu kompaktní skladby tvoří celoplošný zátěr horního povrchu pěnového skla prováděný opět horkým asfaltem. Tento zátěr zajišťuje dokonalé roznášení zatížení na horním povrchu pěnového skla a současně zajišťuje možnost celoplošně a kompaktně natavit na pěnové sklo hydroizolaci z asfaltových pásů. Pěnové sklo je v kompaktní skladbě chráněno celoplošně navařenou hydroizolací proti námraze v otevřených povrchových buňkách. Následně lze na kompaktní skladbě vytvořit prakticky libovolné provozní souvrství: pochozí střechu, pojezdnou střechu, heliport, zelenou střechu nebo ledovou plochu. V žádném případě nesmí být pěnové sklo použito v systému obrácené (inverzní) střechy, protože by se na obnaženém horním povrchu vytvořil vodní film a následná opakovaná námraza by způsobila masivní erozi skleněných buněk.
Správně provedená kompaktní skladba tvoří velmi dokonalou parotěsnou zábranu v celé své tloušťce. Proto může být tato skladba použita i ve střechách nad velmi vlhkými provozy, kde je vystavena extrémní difuzi vodní páry při vysokém rozdílu parciálních tlaků, nebo nad studenými vlhkými provozy, kde se mění směr difuzního toku v závislosti na teplotě v exteriéru (například vodárny, vodojemy, zimní stadiony). Současně pěnové sklo, kompaktně uložené do asfaltu, zajišťuje přenos tlakového zatížení v maximální možné míře a s minimální deformací. V kompaktní skladbě se pěnové sklo nestlačuje, ale při dlouhodobém zatížení dochází pouze k malému stlačení hydroizolace a asfaltové vrstvy.
Využití pěnového skla v provozních střechách
Pojem „provozní střechy“ zahrnuje střechy pochozí, pojezdné, střešní parkoviště, střešní zahrady, heliporty apod. Pro všechny typy těchto střech je kompaktní skladba ideálním základem. Obecným pravidlem pro zatížené kompaktní skladby z pěnového skla je dodržení bezpečnostního koeficientu 3,0 pro namáhání v tlaku.
Pochozí střechy
Provoz na pochozí střeše pro tepelnou izolaci z pěnového skla nepředstavuje vysoké zatížení. Pro pochozí střechy obvykle postačí pěnové sklo s nižší pevností v tlaku (např. FOAMGLAS® T4 - 0,7 MPa). Hydroizolaci je pouze nutno chránit pochozí vrstvou proti poškození provozem. Pochozí vrstva může být tvořena různými typy dlažeb (do písku, na terče, zámkovou apod.), betonovým potěrem, asfaltovým kobercem nebo jiným speciálním povrchem. Před vytvářením nášlapné vrstvy (respektive roznášecí vrstvy) je vhodné chránit hydroizolaci geotextilií (v případě násypů), PE fólií (v případě betonových potěrů) apod.
Pojezdné střechy
Kompaktní skladba z pěnového skla tvoří velmi tuhý podklad pro betonovou vozovku. Ve srovnání např. s extrudovaným polystyrenem umožňuje tuhost pěnového skla výrazně snížit tloušťku i vyztužení vozovky a tím současně odlehčit nosnou konstrukci, která tak může být navržena subtilnější. Kompaktní skladba z pěnového skla je více odolná po stránce chemické (úniky ropných produktů na parkovištích) i z hlediska nežádoucí vegetace. Mezi střechami konstruovanými na kompaktní skladbě z pěnového skla nejsou výjimkou ani střechy pojížděné vozidly o váze 60 tun nebo přistávací plochy pro těžké vojenské vrtulníky.
Čtěte také: Jak namontovat sádrokartonovou příčku
Příkladem využití je pojezdná střecha Arkády Pankrác, kde je použito pěnové sklo s pevností v tlaku 0,7 MPa o tloušťce 100 mm. Centrální autobusové nádraží v Českých Budějovicích (Dopravně-obchodní centrum Mercury) je rovněž umístěno na střeše obchodního centra. Zde byl zvolen únosnější typ pěnového skla s pevností v tlaku 0,9 MPa. Provoz na této střeše je vskutku extrémní, pokud uvážíme, že se zde „otočí“ stovky autobusů denně. Důvod pro volbu pěnového skla a kompaktní skladby je stejný - spolehlivost a dostatečná únosnost.
Heliporty
Přistávací plochy pro helikoptéry neboli heliporty na budovách patří mezi střechy s největším statickým zatížením - zejména z důvodu vysokého podílu dynamické složky při přistávání vrtulníků. Kompaktní skladba střešního heliportu se prakticky shoduje s výše popsanými železobetonovými vozovkami pro vyšší zatížení. Při výpočtech je nutné uvažovat vyšší dynamické účinky od dosedajících strojů a pro toto krátkodobé zatížení se velmi pozitivně projevuje „nepružnost“ kompaktní skladby. Pěnovým sklem jsou v České republice izolovány heliporty na Vojenské nemocnici v Praze Střešovicích, Fakultní dětské nemocnici v Brně a nemocnici v Novém Městě na Moravě.
| Parametr | Pěnové sklo | Standardní minerální izolace / polystyren |
|---|---|---|
| Tepelná vodivost λ [W/mK] | 0,038-0,049 | 0,034-0,043 |
| Faktor difuzního odporu μ | 70 000 - 700 000 (nekonečno ve dvou vrstvách) | 1,0-70 |
| Pevnost v tlaku | Až 1,2 MPa (dle typu a použití) | Obvykle nižší (např. EPS cca 100 kPa) |
| Nasákavost | Nulová (nenasákavé) | Různá, některé typy nasákavé |
| Nehořlavost | Třída A1 (absolutně nehořlavé) | Různé třídy (např. EPS C1) |
| Odolnost vůči chemikáliím | Vysoká | Nižší |
| Odolnost vůči škůdcům a plísním | Absolutní | Nižší |
| Parozábrana | Ano (integrovaná) | Vyžaduje samostatnou parozábranu |
tags: #ulozeni #izolace #sklo #instalace #vlastnosti