Kvalitní tepelná izolace je nedílnou součástí jakékoliv stavby.
Na trhu narazíte na nespočet izolačních materiálů, které se liší svými vlastnostmi i způsobem použití.
Minerální vlny patří mezi nejpoužívanější izolační materiály vůbec.
Obvykle izolace rozdělujeme na minerální, syntetické a přírodní.
Minerální tepelná izolace není organická, a tak příliš nepodléhá napadáním hub, plísní a parazitů.
Vyniká nehořlavostí a zpravidla i dobrou propustností par.
Patří mezi nejpoužívanější izolační materiály vůbec.
Vyrábí se z minerálních vláken v podobě skelné vlny nebo čedičové vaty.
Oba typy mají velmi podobné vlastnosti, rozdíl spočívá zejména ve výrobní technologii.
Skelné vaty se produkují z recyklovaného borosilikátového skla, ty čedičové pak z čediče a dalších hornin.
Moderní typ tepelné izolace, u kterého oceníte vysokou odolnost v tlaku.
Na pěnové sklo narazíte v podobě drtě nebo izolačních desek.
Mají porézní strukturu, a tak dokážou dobře pohlcovat vlhkost a současně ji odpařovat.
Vyrábí se z různých plniv minerálního původu a zpravidla obsahují také vlákna celulózy.
Pěnové minerální desky mají podobné vlastnosti jako desky vápenosilikátové.
Vstupními surovinami pro výrobu jsou vápno, písek, voda a zpěňovadlo.
Materiály jsou velmi odolné proti napadení plísněmi.
Desky jsou křehké a při neopatrné manipulaci se mohou lámat.
Vulkanické materiály se zahřejí na vysokou teplotu a zvětší při tom svůj objem.
Tepelná izolace ze syntetických materiálů je vyhledávaná pro skvělé tepelněizolační vlastnosti a cenovou dostupnost.
Nejvyužívanějším druhem syntetického izolačního materiálu je bezpochyby polystyren.
Podle technologie výroby jej rozdělujeme na pěnový (EPS) a extrudovaný (XPS).
Vynikají skvělými hodnotami součinitele tepelné vodivosti, musí však být chráněny před UV zářením, které způsobuje degradaci materiálu.
PUR a PIR pěny mají jemnou strukturu pórů.
Tyto pěny jsou vhodné pro technologii stříkané izolace, dostupné jsou však i v podobě desek.
Patří mezi moderní izolační materiály, které vynikají nízkou hmotností, snadnou montáží a dobrými tepelněizolačními vlastnostmi.
Deska z fenolické pěny o síle 100 mm má podobné parametry jako deska z polystyrenu o síle 180 mm.
Je tak vhodnou alternativou pro zateplení do míst s omezeným výplňovým prostorem.
Izolaci pro zateplení podlahy, půdy a dalších stavebních konstrukcí vyřešíte také použitím izolace z přírodních materiálů.
Poměrně obsáhlou skupinu tvoří tepelné izolace na bázi dřeva a papíru, které však často obsahují i další přísady minerálního či syntetického charakteru.
Spadají sem především dřevovláknité a dřevocementové izolace.
Vzhledem k velké objemové hmotnosti mají dobrou schopnost tepelné akumulace.
Používají se zejména jako vnější izolace, případně izolace ze strany interiéru, a důležitou roli hrají při zateplování dřevostaveb.
Jsou také alternativou k sádrokartonu pro zhotovení vnitřních příček.
Dřevocementové desky se pak používají jako izolant do sendvičových příček.
Izolanty na bázi papíru a celulózy se nejčastěji využívají pro technologii foukané izolace.
Protože je vstupním materiálem recyklovaný papír, je výroba ekologická.
Z papíru se dále vyrábí vlnité desky či voštinové desky.
Ty se používají např.
Izolační materiály čistě přírodního původu jsou hypoalergenní a šetrné k životnímu prostředí.
Přesto musí obsahovat speciální látky, které materiály ochrání před škůdci, plísněmi či houbami a minimalizují hořlavost.
Pro zateplení stavebních konstrukcí můžete použít například izolaci z ovčí vlny.
Používá se jako výplň a při adekvátní technologické úpravě se hodí i pro izolaci střešních plášťů či plovoucích podlah.
Nevýhodou je vyšší cena a zvýšené riziko požáru.
Konkrétní typ výrobku tepelné izolace volte podle způsobu zpracování a umístění.
Nejčastěji narazíte na izolanty ve formě desek, rohoží nebo volného násypu.
S deskami se vám bude dobře manipulovat a oceníte i jejich větší pevnost v tlaku.
Rohože jsou pak kompaktnější, a tak vám umožní snazší izolaci prostorů nepravidelného tvaru.
Volně sypané izolanty pak můžete použít při zateplení spodních vrstev podlah.
Oblast zateplení a izolačních materiálů je rozsáhlá a výběr na trhu pestrý.
Ať už se rozhodnete pro pořízení jakékoli tepelné izolace, navštivte některou z poboček stavebnin Izomat.
V dnešní době se klade co největší důraz na zateplení a celkovou energetickou náročnost budov bez rozdílu toho, jestli se jedná o navrhování novostaveb nebo provádění rekonstrukcí.
Chceme dosáhnout tepelné pohody v interiéru a co nejnižších energetických ztrát.
Cílem je minimalizovat náklady na energie a zároveň chránit životní prostředí.
V souvislosti s tímto trendem rostou tepelně technické požadavky na jednotlivé konstrukce domů.
Výrobci tepelněizolačních materiálů se snaží v rámci konkurenčního boje dosáhnout co nejlepších parametrů u svých výrobků.
Následně uvádějí jakési deklarované hodnoty součinitelů tepelné vodivosti stanovené na základě určitých postupů v normách.
Kde je ale pak v praxi skutečná tepelná vodivost materiálu?
Je všeobecně známo, že tepelněizolační vlastnost se s vlhkostí materiálu zhoršuje.
Na tepelnou izolaci působí během její životnosti mnoho faktorů, kterým se do materiálu může vlhkost dostat.
Tato skutečnost byla hlavní motivací pro zpracování mé diplomové práce s jejíž výsledky v rámci experimentální části bych Vás seznámit.
Bylo vybráno celkem 7 tepelněizolačních materiálů pro vnější kontaktní zateplovací systémy.
• pěnový polystyren - Isover EPS 70F, tl. • pěnový polystyren s příměsí grafitu - Isover EPS Greywall Plus, tl. • minerální vlna s podélným vláknem k rovině desky - Isover TF Profi tl. • minerální vlna s kolmým vláknem k rovině desky - Isover NF 333 tl. • polyuretanové desky - TPD - PUR 30/40 tl. • fenolická pěna - Kingspan Kooltherm K5 tl. • pěnové sklo - Foamglas T4+ tl.
Obr. Jedním z experimentů bylo zjišťování vlivu absorbované vlhkosti z vlhkého prostředí na tepelnou vodivost materiálu.
Pro tyto zkoušky byly připraveny tři vzorky od každého materiálu o rozměrech 100 × 100 mm a výšce odpovídající tloušťce konkrétní tepelné izolace.
Vzorky byly umísťovány do exsikátorů, kde byly ponechány v různě vlhkých prostředích nad roztoky solí do doby, než se ustálila jejich hmotnostní vlhkost.
Tepelná vodivost vzduchu je přibližně dvacetkrát menší nežli tepelná vodivost vody, tudíž je zřejmé, že i tepelná vodivost suchých materiálů s pórovitou strukturou bude nižší než u materiálů s obsahem vlhkosti.
Výrobci tepelněizolačních materiálů udávají pouze deklarovanou hodnotu součinitele tepelné vodivosti v jednom určitém stavu, která má sloužit zejména pro porovnání materiálů mezi sebou a je stanovována na základě určitých postupů měření.
Tato hodnota ve své podstatě ale nevypovídá o vlastnostech materiálu při zabudování do konstrukce.
Právě v praxi působí na materiály z různých zdrojů vlhkost, která může tepelněizolační schopnost materiálů zhoršovat.
Z tohoto důvodu bylo předmětem experimentální části také zjištění vlivu vlhkosti tepelných izolací na jejich tepelnou vodivost.
Na základě výše uvedeného postupu byly naměřeny hodnoty hmotnostních vlhkostí a tepelných vodivostí v závislosti na stavu prostředí.
Tab. Obr. V tab. 1 jsou uvedeny hodnoty hmotnostních vlhkostí mH jednotlivých tepelných izolací v závislosti na prostředí, kterému byly vzorky vystaveny.
Tabulka popisuje jednotlivé materiály z hlediska absorpce vzdušné vlhkosti a absorpce vody při ponoření.
Znázornění absorpce u jednotlivých materiálů je na obr. 2, kde je mezi nimi viditelné srovnání.
Absorpce vzdušné vlhkosti se nejvíce projevila u fenolické pěny, u které došlo k nárůstu hmotnostní vlhkosti již v prostředí s nejnižší absolutní vlhkosti.
S dalším nárůstem vlhkosti prostředí vlhkost fenolické pěny dále prudce stoupala.
Poměrně výrazná absorpce vlhkosti byla zjištěna i u vzorků z tvrdého polyuretanu.
Naopak materiály z minerálních vláken s ohledem na vláknitou strukturu překvapily relativně nízkou absorpcí v porovnání s polyuretanem a fenolickou pěnou.
Nižší pohltivost vlhkosti lze v tomto případě opět přisuzovat hydrofobní úpravě materiálu.
Z grafu je zřejmé, že orientace vláken minerální vlny nemá vliv na absorpci vzdušné vlhkosti.
Hodnoty hmotnostních vlhkostí a jejich průběh v závislosti na prostředí je pro minerální vlnu s rozdílnou orientací vláken téměř totožný.
Podle hmotnostní vlhkosti nasycených vzorků vodou lze pozorovat nasákavost jednotlivých materiálů při úplném ponoření do vody po 7 dnech.
Pro zajímavost jsou v tab. 1 uvedeny i změny naměřené hmotnosti materiálu, opět vysušeného po předchozím plném nasycení vodou.
Záporné hodnoty hmotnostních procent poukazují na úbytek hmotnosti materiálu.
Vzhledem k hodnotám v řádech desetin procenta se pravděpodobně jedná pouze o úbytek materiálu v důsledku mechanického poškození při manipulaci.
V případě fenolické pěny je úbytek výraznější, zde se zřejmě jedná o vyplavení některých složek z materiálu - pravděpodobně nezreagovaného fenolu.
Tab. V tab. 2 jsou uvedené průměrné hodnoty hmotnostních vlhkostí materiálu a k nim příslušící naměřené hodnoty součinitele tepelné vodivosti při jednotlivých vlhkostních stavech.
Je celkem logické, že při vzrůstající vlhkosti materiálu dochází ke zvýšení tepelné vodivosti, a tudíž ke zhoršení tepelněizolační schopnosti.
Na obr. 4 je pak znázorněna závislost tepelné vodivosti na vlhkosti materiálu porovnání.
Pro názornost jsou hodnoty proloženy lineární spojnicí, musíme ale počítat s tím, že skutečný průběh chování materiálů bude odlišný.
V praxi se dá předpokládat exponenciální průběh hodnot tepelné vodivosti s přibývající vlhkostí, pro přesnější vykreslení by bylo nutné provést více zkoušek na více vzorcích, případně volit přesnější metody měření.
Z tohoto experimentu nejlépe vyšel expandovaný polystyren, který si i přes výrazný obsah vlhkosti po ponoření vzorků do vody nejlépe zachoval svou tepelněizolační schopnost.
K nejvýraznějšímu nárůstu naměřených hodnot tepelné vodivosti došlo v případě fenolické pěny a minerální vlny s podélným vláknem.
Hodnotu součinnitele tepelné vodivosti u nasycených vzorků minerální vlny s kolmými vlákny se nepodařilo přístrojem Isomet naměřit ani jednou z dostupných sond.
Z hodnot lze také vyvodit, že u materiálů, které přišly do kontaktu s vodou, nedochází po jejich vysušení k výraznému či vůbec žádnému zhoršení tepelněizolačních vlastností.
Tab. V tab. 3 jsou porovnány naměřené průměrné hodnoty součinitelů tepelné vodivosti vzorků materiálů vystaveným jednotlivým prostředím s hodnotami součinitele tepelné vodivosti deklarovanými výrobci.
Závislost součinitele tepelné vodivosti materiálu na konkrétním prostředí je následně zobrazena na obr. Obr. 6 srovnává hodnoty naměřené na původních suchých vzorků, hodnoty naměřené u nasycených vzorků vodou a hodnoty naměřené následně na vysušených vzorcích.
Z grafu (obr. 5) je zřejmé, že polystyren a pěnové sklo si nejlépe zachovávají své tepelněizolační vlastnosti i při vysoké vlhkosti prostředí.
Jedná se o materiály s uzavřenou a pro vodu nepropustnou vnitřní buněčnou strukturou, do které nepronikají vodní páry nebo pronikají jen v omezené míře.
Naopak zejména u fenolické pěny dochází k výraznému nárůstu tepelné vodivosti při zvýšené vzdušné vlhkosti, což je důsledek její vysoké absorpce vodních par do vnitřní struktury materiálu.
Vysoká absorpce vlhkosti a nasákavost oproti ostatním materiálům může být u fenolické pěny zapříčiněna existencí nanometrických pórů ve hmotě, obklopující větší póry.
Pěnové sklo je ze zkoumaných materiálů difúzně nejuzavřenější, výrobce udává, že je vodním parám nepropustné.
Ani vysoká vzdušná vlhkost tepelněizolační vlastnosti pěnového skla nezhoršila.
Naměřená hmotnostní vlhkost po úplném ponoření materiálu do vody se dá přisuzovat pouze zaplnění otevřených pórů na povrchu materiálu.
Pěnové sklo se vyznačuje velkou pevností v tlaku, což však platí pouze při jeho plošném zatížení.
Při manipulaci se totiž ukázalo být velice křehké.
Bylo také zjištěno, že po úplném vysušení vzorků nasycených vodou dochází k obnovení původní tepelněizolační schopnosti materiálu.
Tepelná vodivost po vysušení nabývá téměř původních nebo zcela stejných hodnot jako před namočením.
Lze tedy konstatovat, že zkoušené tepelné izolace si zachovávají v suchém stavu své tepelněizolační vlastnosti i přesto, že projdou fází plného nasycení vodou.
Předpokladem je však zachování struktury materiálu, která může být například mechanicky poškozena.
Zároveň je nutné vzít v úvahu, že v praxi k úplnému vysušení materiálu většinou nedojde, jelikož zajištění podmínek pro úplné vysušení je v praxi téměř nemožné.
Vzhledem k hysterezi sorpční křivky u většiny materiálů bude tedy ustálená vlhkost materiálu při desorpci po plném nasycení vodou vyšší než vlhkost, dosažená v materiálu sorpcí ze suchého stavu.
Vzdušná vlhkost má zásadní vliv na izolační funkci v případě tepelné izolace z fenolické pěny a minerální vlny, méně výrazný vliv byl zjištěn u polyuretanových desek a pěnového polystyrenu.
