Posledné štvrťstoročie sa čoraz nástojčivejšie derie do popredia problematika úspor energií a s tým súvisiaca téma zatepľovania obálky domov. Zateplením budov dochádza k znižovaniu spotreby energií, čím sa obmedzuje produkcia skleníkových plynov, ale aj popola, dymových častíc a pod.
Bonusom pre obyvateľov a užívateľov dobre zateplených budov je celoročné zlepšenie tepelnej pohody v obytných priestoroch, odstránenie problémov s kondenzáciou vodných pár na vnútornom povrchu obvodových stien, obmedzenie problémov s plesňami a v neposlednom rade dosiahnutie výrazných úspor na vykurovanie.
V súvislosti s potrebou zavádzania opatrení na úspory energií sa do povedomia verejnosti dostali opatrenia Stratégie 20 – 20 – 20, ktoré smerujú k zníženiu produkcie skleníkových plynov v porovnaní s úrovňou z roku 1990 o 20 %. Slovensko, aj napriek tomu, že sa podpísalo pod túto stratégiu, jej ciele nesplní, a to o pár mesiacov budeme stáť na prahu ďalšieho desaťročia, na konci ktorého sa má energetická spotreba stavieb znížiť v porovnaní s rokom 1990 až o viac ako 30 %.
Čím teda zatepľovať?
Z uvedeného vyplýva, že zatepľovanie a tepelné izolácie sa stávajú neoddeliteľnou súčasťou všetkých stavieb. Tepelné izolácie tvoria bariéru zabraňujúcu prestupu tepla. Vzhľadom na to, že teplo sa prenáša vždy z miesta s vyššou teplotou na miesto s nižšou teplotou, izolácia zabraňuje v zimnom období unikaniu tepla z vykurovaných priestorov a v letnom období prehrievaniu interiéru budov. Vo všeobecnosti o tepelných izoláciách platí, že majú nízky stupeň tepelnej vodivosti a v niektorých prípadoch môžu fungovať aj ako akustické izolácie.
EPS
Pod týmto označením sa skrýva dobre známy penový polystyrén. Vzniká polymerizáciou styrénu a pentánu a následným speňovaním produktu, do ktorého sa v záujme dosiahnutia požiarno-bezpečnostných parametrov pridávajú retardéry horenia, zabezpečujúce samozhášavosť tohto materiálu. Výsledný materiál je tvorený asi z dvoch percent hmotnosti styrénom a vzduchom. Takáto štruktúra zabezpečuje veľmi dobré tepelnoizolačné vlastnosti. Expandovaný polystyrén sa vyrába s pevnosťou v tlaku od 50 do 250 kPa. Dovolenú pevnosť konkrétneho polystyrénu udáva číslica v jeho označení (v kPa). Napríklad, bežne používaný tzv. fasádny polystyrén má označenie EPS 70 a pevnosť v tlaku 70 kPa.
Objemová hmotnosť penového polystyrénu
Súčiniteľ tepelnej vodivosti pre tento typ polystyrénu je od λ = 0,038 W/(m.K). Objemová hmotnosť penového polystyrénu je 15 – 40 kg/m3, pričom objemová hmotnosť je jedným z kvalitatívnych znakov materiálu.
Penový polystyrén sa reže do blokov, z ktorých sa následne režú dosky požadovaných hrúbok, ktoré sa priamo používajú na zateplenie obálky stavby – základov, obvodových múrov a strechy. Pri použití na zateplenie stien a plochých striech sa musí k stavebnej konštrukcii mechanicky kotviť. Aby sa predišlo tepelným mostom, polystyrénové platne sa v zateplení plochých striech kladú v dvoch vrstvách na väzbu. Viacerých prekvapí fakt, že penový polystyrén je nasiakavý, preto je potrebné chrániť ho pred dlhodobými účinkami vlhkosti.
Sivý polystyrén je stále novinkou medzi zatepľovacími materiálmi. Ide o novú generáciu penového polystyrénu vyrábanú s pridaním nanočastíc uhlíka pred jeho vypenením. Tieto sú pôvodcom jeho sivého sfarbenia, ale aj zlepšenia izolačných vlastností materiálu (obmedzujú sálavú zložku šírenia tepla materiálom). V porovnaní s klasickým penovým polystyrénom má sivý o 15 až 20 % lepšie izolačné vlastnosti.
XPS
Skratkou XPS označujeme extrudovaný polystyrén, ktorý sa vyrába procesom nazývaným extrúzia. Tavenina kryštalického polystyrénu sa vytláča zo zariadenia za súčasného sýtenia speňovadlom. Na konci vytláčacej trubice sa uvoľní tlak, čím dochádza k napeneniu materiálu. Takto získa extrudovaný polystyrén štruktúru s uzatvorenými pórmi, a tým aj prakticky nulovú nasiakavosť, preto sa využíva na stavebné konštrukcie, ktoré sú v trvalom kontakte s vlhkosťou, napríklad na zateplenie základov, soklov fasád alebo do strešného plášťa striech s opačným poradím vrstiev, keď sa tento izolant inštaluje nad hydroizoláciu strechy.
Vo všetkých týchto oblastiach sa využije aj väčšia odolnosť materiálu voči zmenám teploty, voči mechanickému poškodeniu a jeho podstatne vyššia pevnosť, keďže pevnosť v tlaku je až 300 kPa.
Objemová hmotnosť extrudovaného polystyrénu
Objemová hmotnosť extrudovaného polystyrénu je 30 – 40 kg/m3. Hodnoty súčiniteľa tepelnej vodivosti λ sú porovnateľné s penovým polystyrénom.
PUR a PIR
Polyuretánová pena je makromolekulový materiál na organickom základe. Vzniká exotermickou reakciou polyadíciou difenyldiisocyanátu a zmesou viacnasýtených polyéter a polyester alkoholov, rôznych aktivátorov, katalyzátorov, stabilizátorov, retardérov horenia, vody a pomocných látok, ktorými sa ovplyvňujú výsledné mechanické vlastnosti materiálu, ako jeho objemová hmotnosť, pevnosť v tlaku a iné. Takto vzniknutá polyuretanová hmota sa napeňuje a vytvára štruktúru s uzatvorenými pórmi, na základe čoho má vynikajúce tepelnoizolačné aj hydroizolačné vlastnosti.
Keďže polyuretán obsahuje predovšetkým uretánové väzby, materiál PIR je tvorený kombináciou uretanových a isokyanurátových väzieb. Pri jeho výrobe sa používajú aj polyesterové polyoly, zapadajúce do jeho prstencovej štruktúry, na základe čoho získava zvýšenú odolnosť voči ohňu, lepšie izolačné vlastnosti, väčšiu pevnosť v tlaku ako aj väčšiu rozmerovú stálosť.
Tepelné izolanty s nízkym súčiniteľom tepelnej vodivosti
Táto skupina tepelných izolantov má veľmi nízky súčiniteľ tepelnej vodivosti λ < 0,025 W/(m.K). Vzhľadom na bunkovú štruktúru s veľmi malými pórmi vyplnenými vzduchom je materiál schopný vo výraznej miere eliminovať sálavú zložku šírenia tepla penou.
PUR a PIR materiály sú ťažko horľavé. Vyznačujú sa vysokou odolnosťou voči nízkym a vysokým teplotám v rozmedzí -50 °C až +130 °C. Materiál je však veľmi citlivý na UV žiarenie, preto je ho potrebné okamžite po zabudovaní prekryť omietkou, poistnou hydroizoláciou, strešnou krytinou a pod. Na zatepľovanie je dobré používať tieto izolácie vo forme tuhých dosiek, ktoré zabezpečia tepelnotechnické parametre v celom objeme. V porovnaní s polystyrénom a inými druhmi tepelných izolácií dosiahneme rovnaké tepelnoizolačné vlastnosti pri použití podstatne menších hrúbok tepelnej izolácie. Objemová hmotnosť PUR a PIR izolácií je 30 až 100 kg/m3.
V stavebníctve sa úspešne používajú aj PUR peny dodávané vo forme peny určenej na vypenenie rôznych stavebných škár, pričom sa využíva ich schopnosť niekoľkonásobne zväčšovať svoj objem a dobre vypĺňať akékoľvek škáry. Chybou však je, že mnoho remeselníkov je až príliš kreatívnych a pomocou tohto materiálu rieši množstvo detailov, ktoré by sa mali spracovávať klasickými postupmi.
Minerálne vlny
Pod označením MW nájdeme izolačný materiál vyrábaný z rôznych východiskových surovín – kamennú a sklenú vlnu, ktorý sa označuje spoločným názvom minerálna vlna. Sklená vlna vzniká tavením kremeňa a kamenná vlna tavením čadiča. Jemné vlákna taveniny sa ochladzujú. Počas tohto procesu sa medzi ne vstrekujú hydrofobizačné oleje, prísady proti plesniam a iné aditíva zlepšujúce vlastnosti finálneho výrobku. Po ochladení sa materiál reže na požadované rozmery. Buď sú to dosky alebo rohože väčších dĺžok, ktoré sa na uľahčenie prepravy stáčajú a stláčajú do roliek.
Vzhľadom na pomerne nízku objemovú hmotnosť sú balíky izolácie pomerne ľahké. Dosky aj rohože sa dobre delia a tvarujú. Aj napriek tomu, že je práca s minerálnymi izoláciami pomerne jednoduchá, odporúčame používať ochranný odev zabraňujúci poškodeniu zdravia drobnými úlomkami a prachom z nich.
Ako je to pri minerálnych vlnách?
Súčiniteľ tepelnej vodivosti minerálnych vĺn je od λ = 0,035 W/(m.K), objemová hmotnosť 35 – 150 kg/m3.
Oba druhy minerálnych vĺn majú podobné vlastnosti. Sú odolné voči ohňu, preto sa používajú pri zatepľovaní fasád vyšších budov. Pri navrhovaní systémov zateplenia sa s úspechom uplatňuje nízky difúzny odpor minerálnych izolácií, a tým aj vysoká paropriepustnosť. Stavba s izoláciami na báze minerálnej vlny tak môže dýchať, čo znamená, že vlhkosť skondenzovaná v obvodovom plášti sa môže teoreticky odparovať. Vďaka tejto vlastnosti sa izolácie z minerálnej vlny môžu navrhovať do difúzne otvorených konštrukcií. Otázka difúzie vodných pár cez fasádu, v ktorej je zabudovaná minerálna vlna, sa však musí posudzovať komplexne, teda do úvahy je potrebné brať aj ostatné vrstvy fasády, predovšetkým vrstvy lepidla a omietky.
Minerálna i sklená vlna sú nasiakavé. Ich tepelnoizolačné vlastnosti klesajú už pri dvojpercentnom obsahu vlhkosti. Preto je nutné dôsledne ich chrániť pred navlhnutím počas prepravy, uskladnenia a hlavne po zabudovaní do obvodového plášťa budovy.
Izolačné materiály s prírodným pôvodom
Na Slovensku má využitie tejto skupiny materiálov na izolovanie príbytkov veľmi dlhú históriu, avšak, veľká časť verejnosti, vrátane odbornej, k nej pristupuje stále s obavami. Tieto ekologické izolačné materiály, ktoré nezaťažujú životné prostredie počas ich produkcie, po zabudovaní do stavebných konštrukcií, ani po ich doslúžení, majú pôvod v rastlinnej a živočíšnej ríši. Najpoužívanejšie izolanty z rastlinnej ríše sú slama, tŕstie, konope, ľan, drevené vlákna a celulóza.
Na našom trhu sú dostupné aj izolanty z korku a kokosu. Vzhľadom na potrebu dopravy tohto materiálu na obrovské vzdialenosti sa však ich ekologický prínos stráca. Živočíšnu ríšu zastupujú izolanty vyrobené z ovčej vlny.
Všetky prírodné izolačné materiály sa môžu použiť vo forme voľnej vlny alebo vlny lisovanej do dosiek alebo rohoží. Ich vlastnosti sa dajú upraviť tak, že dobre odolávajú vzdušnej vlhkosti, neplesnejú, nevnikajú do nich živočíšni škodcovia a aj pomerne ťažko horia. Skúsenosti pri ich využívaní dokazujú, že po prekonaní predsudkov pôjde o izolačné materiály budúcnosti.
Čo je dobré si zapamätať?
- Trh so stavebnými materiálmi ponúka veľké množstvo tepelných izolácií, z ktorých si na základe svojich priorít môže vybrať každý.
- Návrh materiálu a hrúbky tepelnej izolácie by mal urobiť odborník, a to podľa podmienok konkrétnej stavby.
- Správne zabudovať tepelnú izoláciu do stavebnej konštrukcie vyžaduje vedomosti, skúsenosti i zručnosti, zverte preto túto prácu do rúk profesionálom.
