Jaké druhy přírodních izolačních materiálů použít na zateplení a izolaci domu?
Pokud jsme ekologickými aktivisty, určitě se zajímáme o přírodní materiály k zateplení. Z ekologického a biologického hlediska jsou tyto materiály zdaleka nejlepší a lze je z tohoto důvodu jedině doporučit na rozdíl od minerálních vláken.
Jedním z takových materiálů jsou kokosová vlákna. Jejich výroba je prostá. Kokosové slupky se ponechají ve vodě tak dlouho, až zetlí nebo shnijí a odolají pouze nejsilnější vlákna. Zbylá vlákna jsou zpracována na izolační hmoty nebo také na podlahové krytiny. Tento spíše exotický způsob výroby se používá hlavně v Indii a nebo v Indonésii. Takto vyrobený tepelně izolační materiál má velmi dobrý součinitel tepelné vodivosti, který se pohybuje okolo hodnot 0,045 – 0,050 W/mK. Součinitel odporu difúze vodních par je také velmi nízký a je to velmi dobrý izolant proti hluku. Jeho hořlavost však dosahuje velmi vysokých hodnot a i vzhledem k vysoké ceně se používá velmi zřídka jako izolace zbytkových ploch.
Dalším a velmi mladým materiálem, co se týče uvedení na trh, je bavlna. Byla uvedena na trh roku 1993 a stává se velmi oblíbenou tepelnou izolací. Práce s tímto materiálem, který je získáván ze semenných vláken bavlníkových keřů, je velmi snadná. Z bavlny se vyrábějí ucpávky a izolační pletence pro mimořádně obtížné zbytkové plochy k zateplení.
Jedním z nejstarších izolačních stavebních materiálů je len. Používá se již po tisíciletí. Tento izolační materiál není velmi rozšířený. Pěstování lnu není příliš rozšířeno a cena tohoto materiálu je velmi velká. Je třikrát dražší než minerální vlákno. Jeho výhodou je jeho ekologičnost a jednoduchá instalace, která se velmi podobá minerální vlně.
Posledním uvedeným přírodním materiálem je ovčí vlna. Tento materiál je vyráběn z čisté vlny, která je stříhána z živých ovcí. Velkou výhodou je navlhavost tohoto materiálu. Ovčí vlna je velmi odolná proti hnití a dokáže pojmout velké množství vlhkosti aniž by se změnila její kvalita. Používá se při izolaci střech a stropů, ale i jako vkládaná izolace do hrázděných konstrukcí a k vidění jsou často při izolaci ventilačních kanálů a topných trubek.
Minerální a skelná vlna
Minerální vlna často značená jako MV je velmi oblíbeným tepelným izolantem. Například v Německu, kde se vyrobí ročně kolem 20 milionů m2 izolačních materiálů z minerální vlny zabírají více než 50% tržního podílu všech tepelných izolantů. Důvodem je cena a její l, který je roven 0,035 – 0,050 W/mK. Skelná a minerální vlna se vyrábí tavením anorganických látek. K výrobě skelného vlákna musíme tavit běžné přísady jako jsou při výrobě skla, na závěr jsou odstředěná vlákna, která se používají jako izolace. U minerální vlny se taví společně mnoho jiných materiálů jako je například živec, dolomit či pískovec a opět se základní materiál odstřeďuje na jemnou vlákninu, která zjevně připomíná vatu. Dále se přidávají různá pojiva, podle požadovaného konečného produktu.
Typy používané v kontaktním zateplení jsou tužší a hmotnější než plastové izolace. Tato hodnota se pohybuje okolo 60-150kg/m3 a vyjímečně 400 kg/m3 a mají přibližné stejné vlastnosti. Lehčí typy se užívají jako tepelně izolační výplň mezi nosnými prvky, kterými jsou například krokve u střechy aj., kde nedochází k vyvíjení tlaku na izolaci. Pokud dochází k tlakům na izolaci je vhodné použití tužších typů MV desek.
Dalším druhem minerální vlny je skelná vlna. Tento druh tepelné izolace patří mezi nejkvalitnější tepelnou izolaci, která je vyráběna. Její hlavní výhodou je snášenlivost tepla, která se pohybuje dle druhu pojiva až + 700°C. Jsou vyráběny desky měkké, tuhé a polotuhé. S úpravou povrchu nebo bez úpravy, s nalepenými fóliemi i bez. Dále lze zakoupit mnoho typů tvarovek.
Velikou nevýhodou je nízká pevnost v tlaku. Již po 10% stlačení se pohybuje jeho pevnost od 0,01 – 0,07 MPa. Pokud jsou desky stlačeny více, dochází k jejich lámání nebo hroucení (například čedičová či skelná vlna). K tomu často dochází, pokud jsou špatně provedeny stěnové konstrukce, nebo kde rohož z vlny není kotvena, ale je zatížena svou vlastní vahou. Velikou výhodou těchto desek je jejich dobrá izolace požární (kategorie A1, A2), nebo u kašírovaných vláken (kategorie B1). Před pár lety v SRN a ve Švýcarsku bylo oznámeno, že se z tohoto materiálu mohou uvolňovat karcinogenní mikrovlákna, podobně jako u výrobků z azbestocementu. Ačkoli byla tato hypotéza potvrzena, byla také doplněna. Těchto vláken je tak malé množství, že na náš zdravotní stav nemají žádný vliv a také pomocí výrobních postupů byla tato rizika eliminována.
Při použití minerálních vláken na stropy nebo krokve je bezpodmínečné zajistit ochranu proti orosení, jelikož poté se materiál stává pro teplo více vodivý. Často jsou doporučovány sádrokartonové desky. Tyto materiály jsou velmi nasákavé a musíme je chránit často parozábranami nebo postačí dostatečné vnitřní odvětrávání. Velkým problémem při použití u střech jsou drobní hlodavci a proto se také často musí izolace chránit hustými mřížkami.
Výrobky: izolační klíny – izolace mezi krokvemi
pevná plst – izolace mezi krokve a hrázděnou stěnu
rohože z minerálních vláken – izolace mezi krokve i pod krokve (stabilní), hrázděnou stěnu
min. vlák. kašírované hliníkem – jako předchozí se zabudovanou parozábranou
rohože pro tlumení kročejového hluku – izolace hlavně do plovoucích podlah
Cebuna
Vzniká z cebuny (ekologický výrobek vznikající z nezpracovatelného odpadu při výrobě papír) a dalších příměsí, kterými může být voda, cement a kamenivo. Smícháním s vodou a cementem získáváme pružnou omítku. Při zpracování všech příměsí vzniká další tepelně izolační směs, ze které jsou tvořeny desky. Tyto desky jsou často známy u nás pod názvy Heraklit a Lignát. Jejich součinitel tepelné vodivosti l se pohybuje od 0,11 do 0,40 W/mK a není tedy velmi dobrým tepelným izolantem. To je důvodem, proč se tento materiál nepoužívá jako samostatná izolace. Mají dobrou přilnavost ke klasickým pojivům jako je malta a beton. Často slouží jako dodatečná izolace například u polystyrenu nebo minerální vlny, který nemá tak vysokou pevnost v tlaku. Jeho objemová hmotnost se pohybuje od 300 do 1200 kg/m3. Bez cementu se stává materiál mnohem lehčí, jeho součinitel tepelné vodivosti je nižší (l=0,090 W/mK).
Rohože a plsti
Tyto materiály jsou velmi oblíbené pro jejich dobrou izolační vlastnost a dobrou práci s nimi. Jsou často velmi lehké a proto se jejich použití obvykle orientuje pro tepelnou izolaci střech, ale i ve speciálních úpravách jako izolace proti kročejovému hluku apod.. Lze je rozdělit ještě na minerální vlnu, čímž myslíme minerálně-syntetický materiál a rostlinné a živočišné izolační materiály. Je jich mnoho různých provedení např. plst kašírovanou hliníkem, izolační klíny nebo samolepící plst. Jejich ceny jsou různé podle použití tepelného materiálu. Minerální vlna se často pohybuje mezi nejlevnějšími izolanty, zatímco rostlinné a živočišné produkty jsou mnohem dražší.
Dřevovláknité izolační desky
Dřevěná vlákna vznikají jako odpad při zpracování jehličnatého a tenkého dřeva. Materiál je rozřezán nadrobno, poté se rozvlákňuje, změkčuje vodní párou a společně s přídavnými látkami je lisován a sušen. Je tedy jasné, že tento materiál je ekologický. Nepříjemná je však jeho výroba, která vyžaduje velké množství energie a desky jsou poté velmi drahé a při použití na velké plochy se často nevyplatí. Používají se v kombinaci s jinými izolanty. Mezi kladné vlastnosti patří nízké l, vysoká schopnost akumulace tepla, desky jsou odolné vůči tlaku, a velkou výhodou je snadná zpracovatelnost. Vyrábějí se tvrdé dřevovláknité desky pro podklady pod podlahovou krytinu a bednění nebo měkké desky pro tepelnou a zvukovou izolaci stěn, stropů a střech.
Polyuretan
Polyuretany vznikají polyadicí dizokyanátu s dvojfunkčními a nebo více funkčními alkoholy, nebo aminy. Pěnový polyuretan je nejúčinnější tepelnou izolací s výbornými tepelně vlhkostními parametry. Existuje jako měkká pěna (molitan) nebo tvrdá polyuretanová pěna, která je často nazývána PUR. Existují dva druhy polyuretanové pěny. Jednosložková a dvousložková.
Jednosložková polyuretanová pěna o objemové hmotnosti 20 kg/m3 má polootevřenou až otevřenou strukturu. K její vypěnění a vytvrdnutí dochází pomocí vlhkosti vzduchu. Často se tato pěna dodává v kartuších a slouží jako tepelná izolace pro vyplňování spár.Často jsou to spáry mezi konstrukcemi. Nejvhodnější teploty pro aplikaci jsou 15 až 20 °C. Existují však speciální polyuretanové pěny nazývané „zimní“, které snáší při aplikaci i nižší teploty. Pěna v kartuši se používá například pro lepení jednotlivých konstrukcí.
Dvousložková PUR o objemové hmotnosti 35 až 120 kg/m3 (600 kg/m3), vzniká smícháním izokyanátu a polyolu, který obsahuje další příměsi. K vypěnění dochází únikem kysličníku uhličitého (dříve varem freonu R11) či jiného nadouvadla a následným zesíťováním (ztvrdnutím) materiálu. Pevnost v tlaku se pohybuje kolem hodnot 0,1 až 3 MPa. PUR o obj. hm. 600 kg/m3 má až 42 MPa, ale tato pěna je velmi speciálně vyráběna a její součinitel tep. vodivosti je vyšší a to 0,085 W/mK. U klasické PUR je l 0,02 až 0,035 W/mK. Teplotní stálost tohoto materiálu se pohybuje od –50°C do + 130°C a jeho hořlavost je velmi podobná jako u PPS (C3 až B), ale oproti pěnovému polystyrenu nedochází k odkapávání. PUR musí být často natřen ochranou vrstvou proti přímému působební UV-záření. Působením UV-záření degraduje (zbarvení do hněda a následný rozpad). Jeho velkou výhodou je jeho aplikace, kterou lze provádět hned na místě s možností kopírování různých tvarů. Je vysoce přilnavý k jakémukoli povrchu, kromě povrchů, které jsou vlhké a mastné. Nevýhodou aplikace je naopak proměnlivost tloušťky tepelné izolace a hrbolatost jejího vnějšího povrchu. Nástřik musí být obvykle prováděn při teplotě nad +15°C při relativní vlhkosti 70% a při větru o rychlosti 3m/s. Naše podnebné pásmo zajišťuje tyto podmínky spíše výjimečně, a proto nelze zajistit stoprocentní dodržení vlastností izolace. Stříkaný polyuretan se u nás používá od roku 1991. S prvními střechami zateplenými dvousložkovou pěnou pěnového polyuretanu byly často problémy, ale v dnešní době některé české firmy dokázaly technologii zvládnout. Při vhodném výběru firmy se jedná o dobře investované peníze.
Jednou z největších předností tohoto materiálu je jeho nenasákavost. Proto je jeho časté použití k vidění například u obrácených střech, kde tvoří automaticky i hydroizolaci. Dále tvoří pojistnou hydroizolaci a tepelnou izolaci u šikmých střech.
Polyuretan se nenachází pouze ve spreji, ale existují také polyuretanové desky. Obvykle se tyto desky používají v malých dutých prostorech, kde není mnoho místa na jinou silnou tepelnou izolaci. Polyuretanové desky se před UV-zářením chrání krycí vrstvou stavebního papíru, umělé hmoty nebo hliníku. Cena těchto desek je velice vysoká a dosahuje až dvojnásobku ceny polystyrenové desky.
Pěnový polystyren
Polystyren je často dodáván v podobě izolačních desek. Pěnový polystyren se vyrábí ve dvou podobách. EPS a XPS. Tyto dva produkty jsou si velmi podobné, avšak EPS je poněkud hrubozrnější než XPS a jejich výroba i aplikace jsou odlišné
Pěnový polystyren je značen PPS, ale v dnešní době se často značí EPS(expandovaný polystyren). V dřívější době byl tento druh polystyrenu používán se stupněm hořlavosti C3. V dnešní době, s nynějšími požadavky se tento polystyren potírá detergenty. Tyto detergenty snižují stupeň hořlavosti z C3 na C1. Velkou nevýhodou tohoto materiálu je malá odolnost teplu. Starší typy mají odolnost do 70°C, ale typy dnešní snesou i teploty okolo 85°- 90°C. Dále je velmi reaktivní s organickými rozpouštědly. Dalším z problémů je nepříznivý vliv slunce Þ UV záření. Často po těchto nepříznivých vlivech dochází ke smrštění polystyrenu a následuje ztráta tepelné vodivosti. Součinitel tepelné vodivosti l se pohybuje okolo 0,035 – 0,040 W/mK. Polystyren je často prodáván jak samostatně, tak i společně např. s hliníkovou fólií v podobě desek určených pro izolaci kročejového hluku nebo s povrchovou úpravou dřevité vlny. V zateplovacích systémech se používají polystyrenové desky PPS-S 20 nebo PPS-S 30, kde číslo uvádí objemovou hmotnost (20 a 30 kg/m3). Často bývají také nazývány jako samozhášivé fasádní desky z tuhého EPS – F (hořlavost=C1, obj. hm.=15-25 kg/m3). Tyto desky však nesmějí obsahovat žádný cizí regranulát, který mohl vzniknout například recyklací EPS.
XPS, extrudovaný polystyren tzv. vytlačovaný, je obvykle hutnější. Jeho obj. hm. se pohybuje okolo 30 – 40 kg/m3. Jeho velkou výhodou proti PPS je jeho malá nasákavost, což pozitivně ovlivňuje jeho tepelnou vodivost. Pokud aplikujeme extrudovaný polystyren, musíme si dát pozor na jeho objemové změny. XPS se často vyrábí jako EPS v podobě desek různých velikostí, dále ho můžeme používat na stěny a stropy v podobě tvarovek připomínajících stavebnici LEGO. Jeho zbylé vlastnosti jsou jinak stejné. Často se používá pro venkovní zateplení, pro jeho dobrou odolnost proti vlhkosti nebo také při izolaci sklepů a podzemních garáží.
Pěnový polystyren je velmi dobrým izolačním univerzálním materiálem. Venku slouží jako termoplášť či izolace do větraných fasád nebo uvnitř jako estetický doplněk a izolace mezi střešní trámy a dřevěné stropy. Velkým uplatněním XPS je jeho použití při projektu zelené střechy, kde slouží jako hydroakumulační drenážní vrstva.
Klasická instalace PPS je pomocí lepidel, kterých trh nabízí nepřeberné množství. Během práce je pak důležitý podklad. Pro lepení na zdivo existuje například úplně jiné lepidlo, než když polystyren lepíte na kov nebo sklo. Pokud jde o zateplení polystyrenem v zateplovacích systémech. Je to podstatně složitější.
Pěnové sklo
Tento materiál vzniká napěněním skloviny pomocí práškového uhlí. Jeho vlastnosti jsou díky uzavřeným pórům podobné sklu: vodotěsnost a parotěsnost. Extrémními teplotami, které snáší(-260 až +430°C), výborná pevnost v tlaku (0,7 až 1,6MPa) při objemové hmotnosti 120 až 180kg/m3 a nízký součinitel tepla (0,040 až 0,050 W/mK) je začleňuje mezi nejlepší izolace. Materiál není pružný, ale pro jeho pevnost v tlaku se hodí na zatížené plochy, kterými mohou být bazény, sauny ale i náročné střechy, posuvné terasy, komíny atd.. Tento materiál je nejpevnější tepelnou izolací, ale také je samozřejmě nejdražší, a proto je jeho použití velmi řídké.
Tepelně izolační desky
Velikou výhodou desek s porovnáním s rohožemi a pásy z plstí je jejich vysoká stabilita a jejich vyšší pevnost v tlaku. Existují desky, které potřebují mít krycí vrstvy, ale existují i desky, které slouží zároveň jako nášlapná vrstva nebo podklad pod omítku. Velmi často jsou používány sendvičové desky vyrobené z různých materiálů, které dominují svými specifickými výhodami.
Minerální izolační materiály v podobě desek
Pro výrobu desek nemají materiály z minerálních látek příliš velký význam. Jejich uplatnění je však často využíváno v sendvičových deskách s izolačními vrstvami z izolačních vláken. Čistě minerálním materiálem, který se vyrábí v podobě desek jsou perlitové desky a výše zmíněné desky z pěnového skla.
