Polystyren a izolace ploché střechy | Coleman.cz - materiály pro střechy a fasády

Polystyren a izolace ploché střechy

Datum:13.1.2015

Polystyren je v současné době jedním z nejpoužívanějších tepelně izolačních výrobků v plochých střechách, na fasádách a v podlahách. Dominantně se využívají zejména jeho výborné tepelně technické vlastnosti a pevnost v tlaku. Při nevhodném použití polystyrenu však může dojít i k závažným poruchám, které mohou způsobit nemalé materiální škody.
Dnes se používají dva druhy polystyrenů, a to
  • pěnový polystyren (označovaný EPS)
  • extrudovaný polystyren (označovaný XPS)
Oba druhy polystyrenu 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. Již dávno není pěnový polystyren jen bílý a extrudovaný ten barevný. Některé speciální výrobky z pěnového polystyrenu jsou také barevné – například růžový PERIMETR, používaný především na tepelné izolace spodní stavby, a nově šedý GreyWall nebo NeoFloor na tepelnou izolaci stěn a podlah. EPS ani XPS není odolný vůči UV záření a některým chemickým látkám. 
V plochých střechách se oba druhy polystyrenu používají jako tepelná izolace, ale zejména s ohledem na jejich mechanické vlastnosti a nasákavost mají odlišné uplatnění. Pěnový polystyren se používá v oblasti plochých střech jako tepelná izolace jednoplášťových plochých střech, zatímco extrudovaný polystyren jako tepelná izolace tzv. obrácených střech (jednoplášťových střech s opačným pořadím vrstev).

PĚNOVÝ (expandovaný) POLYSTYREN (EPS)

Základní surovinou pro jeho výrobu je polymerizovaný styren s pentanem tvořícím nadouvadlo a s aditivy, jež ovlivňují vlastnosti konečného produktu. Tato výchozí surovina se dodává výrobcům EPS ve formě tvrdého granulátu – tzv. perlí. Pěnový polystyren se vyrábí vypěňováním (expanzí) tohoto granulátu sytou párou v kovových formách ve tvaru kvádru. Takto vyrobené bloky pěnového polystyrenu se následně rozřezávají na desky nebo spádové klíny. 
Čerstvě vyrobený pěnový polystyren však vykazuje v důsledku způsobu jeho výroby velké objemové změny, které se projevují smršťováním polystyrenové hmoty – tedy zmenšováním především jeho plošných rozměrů. Tyto dodatečné objemové změny EPS by se nepříznivě projevily na stavbě po jeho zabudování do střech nebo na fasádách, proto se na výrobu těchto výrobků, řezaných z bloků EPS, musí použít tzv. stabilizovaný polystyren, u něhož jsou již uvedené objemové změny minimální. Pro tzv. stabilizované výrobky z EPS je na základě zkoušek stanovena doba odležení (stabilizace), po jejímž uplynutí je toto dotvarování již zanedbatelné. U nových výrobních zařízení a při použití nízkopentanových surovin se doba stabilizace zkracuje. Stabilizovaný pěnový polystyren používaný v plochých střechách se označuje názvem „Stabil“. 
Vlastní pěnový polystyren se vyrábí v několika tzv. typech podle pevnosti v tlaku (v kPa) při 10% stlačení. Výrobky z pěnového polystyrenu se zpravidla označují značkou EPS (= expandovaný polystyren) a číslem, jež udává hodnotu pevnosti v tlaku při 10% stlačení v kPa. Dnes se tedy vyrábí pěnový polystyren pod označením EPS 50 až EPS 200. Pěnový polystyren na zateplování fasád musí mít oproti ostatním výrobkům přesnější rozměry. 
Pěnový polystyren je dnes samozhášivý, má stupeň hořlavosti C1 a třídu reakce na oheň E. Tepelně technické vlastnosti pěnového polystyrenu jsou velmi dobré a lze konstatovat, že 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/m2K, což je hodnota totožná s hodnotou udávanou pro extrudovaný polystyren, pro EPS 200 S Stabil je hodnota součinitele tepelné vodivosti ještě nižší. Nové výrobky z pěnového polystyrenu řady NeoFloor a GreyWall, vyráběné firmou RIGIPS, s. r. o., s využitím grafitového prášku, mají dokonce deklarovanou hodnotu součinitele tepelné vodivosti λ = 0,031 až 0,033 W/m2K. 
Obecně lze říci, že do podlah se používá nejčastěji EPS 100 Z (nebo speciální výrobky s větší pevností v tlaku a s větším útlumem kročejového hluku), do plochých střech EPS 100 S Stabil, na terasy a střešní zahrady EPS 150 S Stabil či dokonce EPS 200 S Stabil a na kontaktní zateplovací fasádní systémy nejčastěji EPS 70 F Fasádní či méně často EPS 100 F Fasádní. Pěnový polystyren na ploché střechy (například EPS 100 S Stabil) je stabilizovaný stejně jako polystyren na fasádu (například EPS 100 F Fasádní). V této souvislosti je však nutno upozornit, že pěnový polystyren určený na zateplování fasád lze použít i jako tepelnou izolaci plochých střech, ale pěnový polystyren určený jako tepelná izolace plochých střech se nedá použít na fasády. 

Je tomu tak proto, že

  • fasádní polystyren smí mít plošné rozměry max. 500 x 1000 mm, zatímco polystyren na ploché střechy může mít plošné rozměry až 1000 x 1000 mm (nebo 1000 x 1250 mm), a to z důvodů jeho tepelné roztažnosti
  • fasádní polystyren má povoleny výrazně menší rozměrové odchylky (tolerance) desek než pěnový polystyren na ploché střechy
  • fasádní polystyren má povoleny výrazně menší odchylky (tolerance) pravoúhlosti a rovinnosti desek než pěnový polystyren na ploché střechy.
Z toho vyplývá, že na fasádní pěnový polystyren jsou obecně kladeny větší požadavky na rozměrovou přesnost než na pěnový polystyren na ploché střechy. Fasádní pěnový polystyren je proto také dražší. 
Je třeba poukázat i na další fyzikální vlastnost EPS, kterou je tepelná roztažnost EPS. 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. Samozřejmě, že záleží také na teplotě, při níž byly desky z EPS na střeše položeny. 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. U volně položených desek nelze zabránit plnému uplatnění uvedených rozměrových změn EPS – v zimě vznikají tepelné mosty a může dojít i k poškození povlakové vodotěsné izolace – zejména v případě použití asfaltových pásů s málo pevnými nosnými vložkami. 
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. 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. Z pěnového polystyrenu se dnes vyrábí i spádové klíny, které umožňují vyspádování střešní plochy k odvodňovacím prvkům. 

Zásady pokládky EPS v plochých střechách

  • Desky EPS se pokládají vždy „na vazbu“, ne na střih. Tato pokládka se dnes doporučuje i u spádovaného EPS.
  • Desky se pokládají zásadně „na sraz“, maximální mezery mezi deskami z EPS mohou být do 5 mm.
  • 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. 1 x 1,25 m, u kompletizovaných výrobků dvoudesky nebo trojdesky (složené z několika desek menších rozměrů).
  • U jednovrstvých tepelných izolací se doporučuje používat desky s polodrážkou, které snižují vliv tepelných mostů. U dvouvrstvé pokládky by měly být proto desky ve vrchní vrstvě posunuty vůči spodní řadě desek o polovinu šířky.
  • U klasických jednoplášťových střech by se měly výrobky z EPS vždy přilepit nebo kotvit k podkladu – nejen z hlediska namáhání sáním větru, ale i proto, aby se minimalizoval vliv tepelné roztažnosti EPS.
 

EXTRUDOVANÝ POLYSTYREN (XPS)

Tento 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. Následně se materiál vytlačuje na pás výrobní linky, kde je po vychladnutí a ztvrdnutí formátován, včetně konečné úpravy hran desek. Touto technologií výroby se získá výrobek s homogenní strukturou s uzavřenými buňkami – s výbornými tepelně izolačními vlastnostmi, s vysokou pevností v tlaku a s velmi malou nasákavostí. Desky z XPS mají velmi vysokou hranovou pevnost a oproti EPS velmi ostré hrany. 
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. Jednotliví výrobci dodávají XPS v různých barvách, například modré, růžové, žluté, zelené… Výrobky z XPS mají velmi dobré hodnoty součinitele tepelné vodivosti (stejně jako má dnes vyráběný EPS), ale oproti EPS výrazně větší pevnost v tlaku a výrazně menší nasákavost. Jeho teplotní roztažnost je stejná jako u běžného EPS, ale trvalé tepelné namáhání je nižší (+75 °C). Tyto technické parametry XPS předurčují jeho použití. Extrudovaný polystyren má stupeň hořlavosti C1 a třídu reakce na oheň E. 
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. U volné pokládky by muselo být souvrství střešního pláště samozřejmě zajištěno proti účinkům sání větru přitížením kačírkem nebo provozním souvrstvím. 

Zásady pokládky XPS v plochých střechách

  • Používat XPS jen jako tepelnou izolaci obrácených střech, u rekonstrukcí plochých střech jako dodatečnou tepelnou izolaci vytvořením tzv. DUO střechy.
  • Sklon povlakové izolace (sklon střechy) min. 2 %. Desky z XPS nesmí být dlouhodobě ponořeny ve vodě.
  • Desky z XPS se kladou u obrácených střech „na vazbu“ volně na podklad.
  • Vždy používat desky z XPS jen v jedné vrstvě (na rozdíl od minulosti).
  • Vždy používat desky s polodrážkou.Na desky z XPS se pokládá ochranná textilie, která tvoří separační vrstvu a zabraňuje zanášení spár mezi deskami nečistotami.
  • 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. minimálně 40 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). Je proto vhodné, aby minimální plošná hmotnost střešního pláště pod hydroizolací byla alespoň 240 kg/m2 a aby jeho tepelný odpor měl hodnotu alespoň 0,75 m2K/W.
  • 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. Započtení vlivu proudící podchlazené dešťové vody pod tepelnou izolací z XPS proto může vyvolat nutnost výrazného zvýšení tloušťky této tepelné izolace.
  • 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. Proto musí být neprodleně položeny další vrstvy vegetačního souvrství (filtrační geotextilie + substrát), aby nemohlo dojít ke zvýšení teploty XPS pod tmavou nopovou fólií.
  • S výhodou se využívá velmi vysoké pevnosti v tlaku této tepelné izolace, zejména u teras s dlažbou na podložkách, u provozního souvrství parkovišť a u střešních zahrad s drenážní a akumulační vrstvou z nopové fólie.

ZÁVĚR

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.
polystyren_na_ploche_strechy 
polystyrenova_izolace_ploche_strechy 
polystyren a izolace ploché střechy 

Další články

Požadavky na požární bezpečnost střech

Stanovíme si základní pojmy a popíšeme jejich význam. Cílem požární bezpečnosti staveb je zabránit vyšším ztrátám na životech, zdraví osob a majetku než je nezbytně nutné. Stavební objekty proto musí být navrženy tak, aby celý článek

Stanislav Nohavica 13.1.2015

Nosná vložka asfaltových pásů

Kvalita a trvanlivost asfaltového pásu je dána mimo potřebnou kvalitu asfaltů rovněž nosnou vložkou, ta v asfaltovém pásu plní hlavně následující funkce. celý článek

13.1.2015

Okapní plechy - okapnička - a její popis

Využití okapních plechů a podmínky pro jejich navrhování a dimenzování celý článek

Stanislav Nohavica 13.1.2015


+420 571 499 600
info@coleman.cz
Odběr novinek emailem

Naše skvělé nabídky a novinky. Stačí pouze vyplnit vaši

Editace, odhlášení
facebook icon      linkedin icon   
Powered by Programia