Ani není nutné zdůrazňovat, že v šetrné, čisté a uklizené zemi, jako je Švýcarsko, je péče o životní prostředí občanským zájmem i bez zákonů a vyhlášek a udělení ceny životního prostředí znamená pro laureáta vysokou prestiž. Letošní cenu Schweizerischer Umweltpreis 2014 v kategorii inovace obdrželi za vývoj aerogelové tepelněizolační omítky Fixit 222 společně švýcarský spolkový výzkumný a zkušební ústav EMPA (Eidgenössiche Materialprüfungs- und Forschungsanstalt), Dübendorf, a společnost Fixit AG, Holderbank, ze skupiny Fixit Gruppe, kam patří též značky stavebnin Hasit, Kreisel a Röfix.
Omítka vznikla v rámci výzkumného projektu SuRHiB (Sustainable Renovation of Historical Buildings).
Plně minerální systém omítky je založen na přírodním hydraulickém vápně (jakosti NHL 5 dle EN 459-1) s malou přísadou bílého cementu (bez chromanů CrO4–2), vápenného hydrátu, jemnozrnného agregátu (d50 do 1,4 mm) a aerogelového granulátu. Oceněná omítka je první aerogelovou omítkou, zatímco deskové materiály s aerogelem, jako např. StoTherm In Aevero s λ 14 mW.m–1K–1, byly vyvinuty dříve.
![Graf: Porovnání hodnot součinitele tepelné vodivosti λ [mW.m–1K–1] běžných omítek a aerogelové tepelněizolační omítky Fixit 222](https://imaterialy.cz//wp-content/uploads/obrazky/557add28b6bae/aerogelova-omitka-1_500x363.jpg "Graf: Porovnání hodnot součinitele tepelné vodivosti λ [mW.m–1K–1] běžných omítek a aerogelové tepelněizolační omítky Fixit 222")
Aerogel nositelem tepelněizolační schopnosti omítky
Aerogel od firmy Cabot Corp. používaný do omítky Fixit 222 a často označovaný jako „zmrzlý dým“, je hydrofobní a nehořlavý pevný gel oxidu křemičitého SiO2, obsažený v granulátu v množství cca 5 %, zatímco cca 95 % tvoří vzduch v pórech o průměru 20–40 nm (1 nm = 10–9 m). Má podobu agregátů středního průměru d50 0,008–2 mm jemných částic nanometrové velikosti. Hustota aerogelu je pouhých 3 až 9 kg.m–3 a měrný povrch 750 m2.g–1 (už byl ale vyroben i aerogel s hustotou jen 0,003 kg.m–3, s obsahem vzduchu 99,8 % obj., s podílem SiO2 jen 0,2 % obj. a měrným povrchem až 1000 m2.g–1). Aerogely na bázi SiO2 dnes dodává více výrobců a jejich vlastnosti se nepatrně liší.
U použitého aerogelu Cabot má součinitel tepelné vodivosti λ podle provedení hodnotu 9–22 mW.m–1K–1. Proti tomu objemová hmotnost pěnového polystyrenu EPS je 30 kg.m–3 a jeho tepelná vodivost λ je 33 až 39 mW.m–1K–1. Aerogel propůjčuje omítce Fixit 222 tepelnou vodivost λ 28 mW.m–1K–1, a překonává tak tepelněizolační desky z „pěnového“ expandovaného EPS. Tepelná vodivost aerogelu je poloviční až třetinová oproti běžným omítkám používaným pro sanaci historických objektů (porovnávané omítky měly střední hodnotu λ 83 mW.m–1K–1). Díky aerogelu je omítka Fixit 222 výrazně lehká s hustotou 220 kg.m–3.
Vlastnosti a užití omítky Fixit 222
Další předností omítky je její funkce jednosměrné paropropustné membrány, když propouští vodu a páru ven, směrem dovnitř je vodoodpudivá. Póry aerogelu propouštějí molekuly vodní páry, nikoliv však kapky vody. Paropropustnost µ dle EN 1015-19 je 4–5. Navíc je omítka nehořlavá – třídy A2 dle EN 13501-1 –, neobsahuje portlandský cement, požární retardanty ani organické látky, neuvolňuje těkavé organické látky (VOC) a má malou „uhlíkovou stopu“. Nevytváří povrchovou vlhkost, nepodporuje růst plísní, řas a hub. Je 100% recyklovatelná, neohrožuje životní prostředí a dovoluje upustit od užití deskových pěnových tepelněizolačních látek fosilního původu – expandovaného (EPS) a extrudovaného (XPS) polystyrenu, pěnového polyisokyanurátu (PIR) a nejnovějšího pěnového materiálu Slentite z expandovaného polyuretanu s charakterem organického aerogelu a se součinitelem λ nižším než 16 mW.m–1K–1.
Používá se v minimální tloušťce vrstvy 3 cm, maximální vrstva může mít 15 cm, optimální tloušťka je 3 až 8 cm. Spotřeba omítky je 2 kg na plochu 1 m2 a tloušťku vrstvy 1 cm. Dodává se v 10kg balení a pro použití se rozdělává 10 kg suché omítky 14 litry vody, přičemž směs je zpracovatelná po dobu 45 až 60 minut při teplotě okolí 5 až 30 °C. Po 28 dnech vytvrzuje na pevnost v tlaku cca 0,5 MPa. Podle potřeby lze omítku zpevnit armovací síťovinou ze skleněných vláken s velikostí ok 8×8 mm. Může se nanášet běžnými omítacími stroji a technikami uvnitř i vně budov a umožňuje zachovat historický vzhled objektu.
Jako referenční stavba byly omítnuty budovy starého mlýna z 15. století v Sissachu (kanton Basilej), historické městské domy ze 16. až 19. století i testovací hrázděná stavba. Od 2. pol. roku 2013 byla omítka použita k sanaci 35 historických objektů ve Švýcarsku a Německu.
Nákladová stránka renovací
Podle tloušťky vrstvy vychází náklady na omítnuté plochy bez předúpravy na 50 až 100 CHF za metr čtvereční. Ceník Fixit AG pro rok 2014 uvádí cenu za 1 t omítky Fixit 222 ve výši 20 500 CHF bez DPH (ve Švýcarsku 8 %). Pro porovnání, 1 t tepelněizolační omítky Fixit 288 s hydraulickým vápnem bez aerogelu stojí 2820 CHF bez DPH. Při kurzu zhruba 22,50 Kč/CHF představuje omítka Fixit 222 nákladnou záležitost. Náklady však vyrovnává tepelněizolační účinnost a úspora energie při venkovním a vnitřním použití omítky.
U reference projektu SuRHiB budovy Alte Mühle v Sissachu s obytnou plochou 775 m2 a 13 obyvateli byla (dle výpočtů Alteno AG a Carbotech AG podle SIA 380/1) před zateplením 5cm vrstvou omítky Fixit 222 roční spotřeba tepla 110 000 kWh, po zateplení 41 000 kWh. To představuje snížení o 63 %. Roční spotřeba primární energie na osobu činila před zateplením 1781 W, po zateplení 698 W, tj. snížení o 61 %. Emise CO2 na osobu a rok před zateplením byly 2,3 t, po zateplení 0,12 t – snížení o 95 %. Plocha zateplení omítkou Fixit 222 ani cena energie nebyla v informaci uvedena.
O aerogelu trochu více
Aerogel byl použit v kosmickém programu pro plnění obleků amerických astronautů a pro izolaci kosmických lodí a v roce 2006 se úspěšně uplatnil při zachytávání kosmického prachu kolektorem sondy Stardust ke kometě Wild 2, která po téměř třech miliardách kilometrů a třech obletech Slunce přinesla z ocasu komety částice hvězdného prachu, možná starší než je naše sluneční soustava.
Úspěšně se používá k konstrukci aerogelových oken a osvětlovacích panelů z plochých nebo komůrkových desek z polykarbonátu (PC) Lexan, resp. Lexan Thermoclear. Skla plněná aerogelem pohlcují tepelné záření a mají klimatizační efekt. U 13mm vrstvy aerogelu je to až 27 % tepelného záření. Výrazně snižují spotřebu energie na vytápění nebo klimatizaci. Aerogel potlačuje lesk a umožňuje výrobu matných nebo opakních neprůhledných oken. Výhodou aerogelů je značné zvukové tlumení, zvláště nižších frekvencí od 50 Hz s maximem při 1000 Hz, kde PC okna a panely s 16mm vrstvou aerogelu absorbují až 25 % zvuku. První zkušenosti s tlumením hluku v okolí letišť a dálnic potvrdily předpoklad. Aerogely se vyrábějí í i v podobě tepelněizolačních textilií Spaceloft s hodnotou λ 15 mW.m–1K–1 a součinitelem prostupu tepla U 1,5 W.m–2K–1.
ALEXANDR ABUŠINOV
foto archiv firmy Fixit
Ing. Alexandr Abušinov (*1935)
absolvoval v roce 1961 obor materiálového inženýrství a koroze na VŠCHT Praha. Přes 40 let se zabývá kovovými materiály, plasty a povrchovými úpravami. Od roku 1992 píše jako nezávislý publicista o materiálech a reportáže z cest.
