Izolace XPS »Velký přehled izolačního materiálu

XPS se vyrábí ze styrenu (fenylethenu) - nízkomolekulárního (monomerního) nenasyceného uhlovodíku, který se vytváří z ethylbenzenu chemickou reakcí a má dobré polymerační vlastnosti, tj. Schopnost tvořit velké molekuly. Již v první polovině 19. století chemici pozorovali, že původně kapalný styren po delší době používání zahušťoval, a popsali tento proces jako polymerační proces. Výsledný materiál se jim říkal polystyren.

Historický přehled: polystyren jako průmyslový produkt

Ve 20. letech 20. století poskytl německý chemik Herrmann Staudinger - zakladatel makromolekulární chemie a nositel Nobelovy ceny - základní znalosti o tvorbě a struktuře polymerů, které vytvořily předpoklady pro průmyslovou výrobu těchto látek. Polystyren se průmyslově vyrábí v závodě IG Farben v Ludwigshafenu od roku 1931. Výroba tuhých pěn z polystyrenu („polystyren“) začala v roce 1949. Společnost BASF k tomu vlastní německý patent od roku 1950 a v USA vyvinula patentovaný paralelní vývoj také skupina Dow Chemical. Dnes je polystyren jedním ze standardních plastů; z hlediska výroby je na čtvrtém místě za polyethylenem, polypropylenem a PVC. Existuje mnoho oblastí použití polystyrenu - používá se například k balení,jako izolační materiál a pro tepelnou izolaci.

XPS a EPS: polystyren v tepelné izolaci

Oba izolační materiály XPS a polystyren / EPS spolu úzce souvisejí. Oba materiály jsou vyrobeny z extrudovatelného polystyrenu a na trhu jsou dostupné jako takzvané tuhé pěny. XPS se vyrábí vytlačováním, zatímco pro výrobu EPS se kuličky polystyrénového granulátu expandují a potom se tepelně svařují.

Stejné tepelně izolační vlastnosti, odlišná konzistence

XPS a polystyren / EPS mají téměř identické tepelně izolační vlastnosti, ale jejich další materiálové vlastnosti se liší. Izolační desky XPS mají homogenní strukturu se silně uzavřenou strukturou pórů, což má mimo jiné za následek robustnost a odolnost proti vlhkosti tohoto izolačního materiálu. Na rozdíl od XPS se EPS používá také v elastických vlastnostech - například ve formě rolovacích a laminovaných desek - nebo jako hromadná izolace. XPS má větší tlakovou stabilitu a větší necitlivost na vlhkost než EPS.

XPS jako tepelně izolační materiál: Vynikající tepelná izolace, vysoká nosnost, flexibilní použití

XPS, jako EPS a PUR / PIR, je nyní zavedeným syntetickým tepelně izolačním materiálem. Jeho podíl na trhu se pohybuje kolem 6%. Materiál je odolný proti vlhkosti, tlaku a celkově pevný. Používá se však hlavně tam, kde tepelná izolace budovy musí odolat většímu zatížení. Klasickými oblastmi použití jsou například izolace plochých střech a obvodové izolace. Vzhledem k relativně nízké ceně je u XPS možná ekonomická tepelná izolace.

Tabulka 1: Přehled vlastností XPS

Tepelná vodivost	0,035 - 0,045 W / mK
Třída stavebních materiálů	Staré: B1, B2 (těžko nebo normálně hořlavé), nové: E (normálně hořlavé bez ochrany plamenem)
minimální tloušťka izolace podle EnEV 2014	14 cm
Sypná hustota	25 - 45 kg / m3
Cena za m2	18-30 EUR

Jaké látky jsou v XPS?

Surovinami pro XPS jsou ropa nebo zemní plyn. Polystyren se z nich vyrábí v několika krocích. Izolační prvky XPS se skládají z 98% vzduchu a pouze 2% polystyrenu. Do vytlačovací hmoty se také přidávají hnací látky (CO2, ethanol) a zpomalovače hoření (hexabromcyklododekan, HBCD). Starší izolace XPS může také jako pohonné látky obsahovat fluorované uhlovodíky (CFC), ale jejich použití je nyní zásadně zakázáno právem EU.

Jak se vyrábí XPS?

Pro výrobu XPS se extrudovatelný polystyrenový granulát napění v extruderu, protlačí štěrbinovou matricí a vytvaruje do pevných, tvrdých desek. Vytlačením se vytvoří hladký pěnový povrch na povrchu panelů, který na něm buď zůstane, nebo se mechanicky odstraní, aby se dosáhlo lepší přilnavosti - například u omítky nebo malty (7,79 EUR u Amazonu *). Kromě hladkých izolačních desek se vyrábějí také desky XPS s drážkami nebo jinou speciální povrchovou ražbou. Vytlačováním se vytváří velké množství malých uzavřených buněk v izolačních prvcích, které zajišťují nízkou tepelnou vodivost, necitlivost na vlhkost a celkovou robustnost tohoto izolačního materiálu.

Jak se izolační prvky XPS dostávají na trh?

XPS je na trhu k dispozici pouze v listové formě. Komerčně dostupné izolační desky XPS mají tloušťku mezi 20 a 200 mm. Jsou nabízeny s odlišenými vlastnostmi načítání. Cena XPS se pohybuje mezi 18 a 30 eury za m2. Náklady na tepelnou izolaci pomocí XPS jsou o něco vyšší než u izolace minerální vlnou (kamenná a skleněná vlna) nebo EPS, které stojí 10 až 20 nebo 5 až 20 eur za m2.

Jednotlivé panely, kompozitní stavební materiály, ETICS

Kromě jednotlivých panelů se vyrábí také různé ETICS založené na XPS. XPS se zde používá především ve formě kompozitních stavebních materiálů, aby se spojil vysoký tepelně izolační výkon tohoto izolačního materiálu s lepšími zvukovými a tepelnými ochrannými schopnostmi a protipožárními vlastnostmi jiných materiálů. Kromě systémových řešení jsou k dispozici také kompozitní materiály na bázi XPS jako jednotlivé prvky, ve kterých jsou takzvané sendvičové panely s jádrem XPS na obou stranách potaženy jiným materiálem.

Výrobce izolačních desek XPS

Izolační desky XPS vyrábí řada výrobců stavebních materiálů, známými společnostmi jsou například BASF („Styrodur“), Austrotherm, Dow Chemical a Ursa. ETICS založené na XPS také pocházejí z těchto, ale také od mnoha dalších výrobců.

Jaké jsou fyzikální vlastnosti XPS?

Moderní izolační materiály mají tepelnou vodivost (? - Lambda) nižší než 1 W / mK (watt na metr x Kelvin). U XPS je tato hodnota mezi 0,035 - 0,045 W / mK - extrudovaný polystyren má proto pouze nízkou tepelnou vodivost a proto vynikající izolační vlastnosti. Tepelně izolační vlastnosti XPS, EPS a minerální vlny jsou jinak do značné míry totožné. Z komerčních izolačních materiálů s tepelnou vodivostí mezi 0,02 a 0,025 W / mK je výrazně silnější pouze PUR / PIR. Stejně jako u ostatních syntetických izolačních materiálů EPS a PUR / PIR jsou vynikající izolační vlastnosti XPS výsledkem uzavřené buněčné struktury, což znamená, že tyto materiály mají vysoký tepelný odpor i při malých tloušťkách.

Nízké tepelné a zvukové izolační schopnosti

XPS má pouze omezené tepelné a zvukové izolační vlastnosti, které lze optimalizovat pomocí kompozitních stavebních materiálů - například prostřednictvím takzvaných sendvičových panelů a / nebo integrací do tepelně izolačních kompozitních systémů (ETICS).

Nízká difuzní otevřenost

Je pravda, že XPS je v zásadě paropropustný izolační materiál s hodnotami mezi 80 a 200?
Avšak difúzní odpor vodní páry materiálu je poměrně vysoký. Pro srovnání: Desky z křemičitanu vápenatého se vždy používají pro tepelnou izolaci, pokud má izolační vrstva současně zajistit udržitelnou regulaci vlhkosti. Mají odpor difúze vodní páry mezi 5 a 20 ° C, což z nich činí vysoce difuzně otevřený a kapilárně aktivní izolační materiál.

Omezená požární bezpečnost

Stejně jako všechny ostatní syntetické izolační materiály je XPS v zásadě hořlavý. Taje při teplotách mezi 100 a 125 ° C, při teplotách nad 300 ° C se rozkládá. Bod vzplanutí výsledného styrenu je pouze 31 ° C. Při spalování XPS se uvolňují toxické plyny, včetně dioxinů. Z dlouhodobého hlediska je XPS teplotně odolný až do limitu přibližně 85 ° C.

Tabulka 2: XPS a další tepelně izolační materiály ve srovnání

Izolační materiály	Tepelná vodivost (W / mK)	Minimální tloušťka izolace podle EnEV (cm)	Náklady na m2 (EUR)
XPS	0,035-0,045	14	18-30 EUR
Polystyren / EPS	0,035-0,045	14	5 - 20 EUR
PUR / PIR	0,02-0,025	10	10-20 EUR
Skleněná vlna	0,032-0,040	14	10-20 EUR
Desky z křemičitanu vápenatého	0,065	20	80 EUR

Normy DIN, třídy stavebních materiálů, EnEV

Podle evropské normy DIN EN-13501-1 je XPS přiřazen do třídy stavebních materiálů E (obvykle hořlavý bez speciální ochrany proti plameni), podle staré národní normy patří do tříd stavebních materiálů B1 nebo B2 (těžko nebo normálně hořlavý). Součinitel prostupu tepla (hodnota U) 0,24 W / (m²K) předepsaný nařízením o úsporách energie (EnEV) z roku 2014 je dosažen jak XPS, tak minerální vlnou a EPS s minimální tloušťkou izolace 14 cm.

tipy a triky

Izolační panely XPS jsou vyrobeny z extrudovaného polystyrenu. Syntetický izolační materiál má vynikající tepelně izolační vlastnosti, je odolný proti vlhkosti a povětrnostním vlivům a vydrží velká zatížení. Naproti tomu zvukové a tepelné ochranné schopnosti XPS jsou ve srovnání s jinými izolačními materiály velmi nízké.

Oblasti použití pro tepelnou izolaci pomocí XPS

Hlavní oblasti použití XPS jsou v oblastech, kde je izolační vrstva silně namáhána mechanickými vlivy, povětrnostními vlivy a vlhkostí. Oblasti použití XPS jsou například:

Obvodová izolace: Obvodová izolace je jednou z nejdůležitějších oblastí použití pro XPS. Používají se pro tepelnou izolaci ploch v kontaktu se zemí na vnější straně budovy - obvodová izolace je proto speciální oblastí izolace suterénu; v budovách, které nemají suterén, se provádí jako součást izolace fasády. Pod zemí - tj. S trvalou vlhkostí a pod velkým tlakem - ukazuje XPS své výhody optimálním způsobem. U budov bez suterénu se izolace XPS pokládá například pod základovou desku jako součást obvodové izolace. Pro obvodovou izolaci se někdy používají panely XPS, které mohou převzít odvodňovací funkce. Navíc obvodová izolace z XPS chrání těsnění budovy před mechanickým poškozením a splňuje tak požadavky normy DIN 18195.
Izolace ploché střechy: XPS je upřednostňovaným materiálem pro izolaci ploché střechy, když je izolace mimo střešní těsnění, které je pak izolačním materiálem chráněno před mechanickými a tepelnými účinky. Na zelených plochých střechách zajišťuje XPS spolehlivou tepelnou izolaci i při trvalém působení vlhkosti. S izolačními deskami XPS - obvykle v kontextu ETICS - lze provádět také tzv. Reverzní izolaci střechy, kdy se tepelná izolace provádí jinak než u běžných plochých střech nad střešním pláštěm.
Izolace střechy: Díky své nízké hmotnosti, odolnosti proti vlhkosti a vysoké pevnosti v ohybu je XPS vhodný také pro izolaci šikmé střechy. V této oblasti se používá hlavně jako dodatečná izolace nad krokvemi. V závislosti na konstrukci může být taková dodatečná izolace nezbytná pro spolehlivé splnění požadavků EnEV. Nadkrokevní izolace navíc účinně vylučuje tvorbu tepelných mostů.
Izolace podlahy: XPS se používá hlavně k izolaci podlah, když má být konstrukce podlahy silně zatěžována. Díky své vysoké pevnosti v tlaku, viskoplastickému chování a schopnosti dlouhodobě absorbovat velká napětí je XPS k tomu ideální.
Těsnění tepelných mostů: V konstrukcích, kde je pravděpodobné vytvoření tepelných mostů - například v betonových stropech, jejichž součásti zasahují do vnější oblasti - izolace XPS brání vzniku tepelných mostů.
Kompozitní materiály (sendvičové panely s jádrem XPS) a ETICS.

Výhody tepelné izolace s XPS

Výhody tepelné izolace s XPS jsou:

Vynikající tepelně izolační vlastnosti.
Ekonomické použití materiálů díky nízké minimální tloušťce izolace.
Robustnost a odolnost: Izolační desky XPS jsou vodoodpudivé, odolné proti napadení plísněmi nebo škůdci a nehnijí. Jsou trvale odolné, stejně jako tlak a rozměrově stabilní. Díky své viskoplastické konzistenci jsou schopny absorbovat velká napětí.
Nízká hmotnost: Izolační desky XPS jsou díky své nízké hmotnosti vhodné také pro konstrukce citlivé na hmotnost. Umožňuje snadnou manipulaci s panely během procesu výstavby.
Vhodnost pro speciální aplikace: Díky svým materiálovým vlastnostem je XPS obzvláště vhodný pro speciální aplikace.

Nevýhody tepelné izolace XPS

Nevýhody tepelné izolace s PUR / PIR jsou:

Výroba na ropě: Stejně jako ostatní syntetické izolační materiály (EPS, PUR / PIR) má XPS nepříznivou energetickou bilanci ve srovnání s organickými a minerálními materiály pro tepelnou izolaci. Vyrábí se také z omezených přírodních zdrojů.
Velmi nízké tepelné a zvukové izolační vlastnosti
Hořlavost / omezená požární bezpečnost.
Toxické emise v případě požáru.

Jak se zpracovává XPS?

Ke zpracování izolačních prvků PUR / PIR nejsou zapotřebí žádné speciální nástroje. Panely nebo bloky lze snadno řezat, vrtat nebo frézovat pomocí standardních dřevěných nástrojů. Na rozdíl od PUR / PIR lze řezat horkým drátem také pomocí speciálního řezacího zařízení s XPS. Izolační panely XPS lze připevnit pomocí spon, hmoždinek nebo lepením pomocí speciálních lepidel. Existují také zásuvné varianty pro vzájemné propojení izolačních prvků.

Demontáž, recyklace, likvidace

V případě svorek nebo hmoždinek je demontáž izolace XPS nízká, ale v případě lepení je vysoká. Panely nelze recyklovat. Správná likvidace XPS probíhá řízeným spalováním nebo na skládce stavebního materiálu.

Bezpečnost a ochrana zdraví při práci

Výrobci zdůrazňují neškodnost izolace XPS proti zdraví, ale odborníci na životní prostředí a stavební materiály někdy doporučují nepoužívat ji uvnitř. Na jedné straně XPS obsahuje malá množství nepolymerizovaného styrenu, který se zpočátku uvolňuje do životního prostředí a může být zdraví škodlivý, na druhé straně má samozhášivý HBCD toxické a bioakumulativní vlastnosti (které se hromadí v těle). Při zpracování XPS může dojít ke znečištění styrenem a jemným prachem. Proto je třeba přísně dodržovat bezpečnostní předpisy, jako je používání dýchacích masek, zejména při pravidelném a odborném zacházení s tímto materiálem.