Nové generace resolových izolací – vysoká účinnost při malých tloušťkách

Vysoce účinné a odolné izolace jsou alternativou k tradičně používaným izolacím z polystyrenu a minerální vlny. V porovnání s ostatními izolačními materiály poskytují tyto izolační desky vyšší efektivitu při zateplení. Představují tak jednoduchý způsob, jak splnit všechny požadavky budoucí stavby, zejména při omezeném prostoru pro aplikaci izolantu.

Více než třetina celkových emisí CO₂ vzniká v důsledku potřeby udržení teploty v budovách. Proto jsou požadavky na energetické úspory obytných a užitkových staveb velice náročné. To vše vyžaduje nové metody výstavby a hlavně stále dokonalejší tepelněizolační materiály. O nutnosti tepelné izolace není dnes již třeba diskutovat. Tématem k diskusím mezi staviteli, projektanty a zpracovateli je stále volba té „správné” izolace. 

Proces výběru tepelné izolace
Vlastnosti zvolené tepelné izolace by měly odpovídat požadavkům normy ČSN 73 0540 – Tepelná ochrana budov, v níž jsou uvedeny doporučené hodnoty tepelných odporů. 

Poměrně častým jevem je, že o tom, jaký druh tepelné izolace se použije, rozhoduje sám investor. Velký důraz se přitom klade zejména na cenu materiálu bez důkladného posouzení jeho vlastností. Špatný výběr tepelné izolace však kromě nežádoucích tepelných ztrát způsobuje i další problémy, jakými jsou kondenzace vlhkosti či přehřívání (zejména u podstřešních prostorů). Proto se důrazně doporučuje ponechat výběr izolačního materiálu v kompetenci proškoleného projektanta. Pokud zvolíme nevhodný materiál, případně se vyskytnou chyby v aplikaci, dochází k degradaci nejen vlastního tepelněizolačního materiálu, ale i celé konstrukce (ať už se jedná o fasády, podlahy, střechy, či náročné detaily). Nesmí se zapomínat, že rekonstrukce a opravy představují investici, která může převýšit původní náklady na výstavbu.

Vlhkost v tepelné izolaci
Vláknitá tepelná izolace, v níž se nachází vlhkost v kapalném skupenství, má sníženou tepelněizolační schopnost. Voda, která má několikanásobně vyšší tepelnou vodivost než vzduch, se totiž naváže na jednotlivá vlákna tepelného izolantu a nahrazuje stojaté molekuly vzduchu. V konečném důsledku tak zvyšuje celkovou tepelnou vodivost izolace. Voda v tepelném izolantu způsobuje degradaci nosných prvků, korozi kovových konstrukcí, které jsou s ním v přímém kontaktu, a v neposlední řadě ničí i samotný izolační materiál [1]

Tepelné mosty v konstrukcích
Tepelný most je místo, které má obvykle vyšší tepelnou vodivost než okolní konstrukce, proto se na jeho vnitřním povrchu projevuje pokles povrchové teploty více než na okolní ploše. Takový jev může způsobovat tepelné ztráty a ve vysoké míře se podílí i na tvorbě kondenzace vlhkosti. V místech s kondenzací a minimální možností provětrávání se postupem času začnou tvořit plísně, které mohou negativně ovlivňovat zdraví obyvatel budovy.

Co říká norma
Aktuální požadavky kladené na energetickou hospodárnost budov – novostaveb i rekonstrukcí – staví širokou stavební veřejnost před základní otázky, jak a hlavně jaký izolant použít k dosažení požadovaných či doporučených hodnot součinitele prostupu tepla konstrukcí U. 

Dostát hodnotám uvedených v normě (viz tabulka 1) lze i použitím konvenčních izolantů, avšak při velké tloušťce izolantu, což je pro řadu architektů a investorů neakceptovatelné. Nejde přitom jen o estetické důvody, velmi často se totiž lze setkat s výhradami vlastních realizačních firem z důvodu obtížné technické proveditelnosti takových silných izolačních vrstev, kde se jako problematické jeví zejména jejich efektivní kotvení. 

Tabulka 1: Požadavky stanovené platnou normou ČSN 73 0540-2

Tabulka 2: Srovnání parametrů různých typů tepelné izolace

Moderní izolace z resolové pěny
V případě zateplování budov je nutné kromě tepelnětechnického hlediska zohledňovat i estetická a funkční kritéria. Mimo jiné je nezanedbatelný i celkový dojem ze vzhledu budovy po aplikaci ETICS. Silná vrstva konvenčních izolantů mění proporce objektu, což je patrné hlavně při řešení detailů v oblasti ostění oken či parapetů. Vzniká nepatřičný dojem dodatečného „obalu“ původní struktury fasády. Konvenční řešení s využitím tradičních zateplovacích materiálů tak zcela pochopitelně v mnoha případech naráží na estetické pochopení nejen u laické veřejnosti, ale hlavně u příslušných orgánů památkové péče, které z těchto důvodů u exponovaných objektů v centrech měst často (a logicky) nedají k realizaci ETICS souhlas, čímž znemožní uživatelům objektu jeho celkové zhodnocení v oblasti energetických úspor.

Resolové izolace otevírají projektantům, investorům a zejména uživatelům nové možnosti. Izolace z tvrdé fenolické pěny se vyrábí napěněním fenolické pěny mezi hliníkové kompozitní fólie nebo mezi textilii ze skelných vláken. Jejich hlavní předností je hodnota součinitele tepelné vodivosti λ (u desek řady Kingspan Kooltherm například jen 0,020 W/mK, zatímco u fasádního polystyrenu EPS se uvádí 0,039 W/mK).

Základní fyzikální vlastnosti resolových izolací
– Součinitel tepelné vodivosti 
– λ = 0,018–0,023 W/m.K,
– faktor difuzního odporu µ = 35,
– objemová hmotnost ρ = 25 až 60 kg/m³,
– třída reakce na oheň C, speciální produkty B,
– pevnost v tlaku cca 150 kPa.

Výroba resolových izolací se řídí harmonizovanou normou ČSN EN 13166 ed. 2: Tepelněizolační výrobky pro budovy – Průmyslově vyráběné výrobky z fenolické pěny (PF).

Použití
Resolové desky můžeme použít k zateplení všech částí budov, obzvláště vhodné je použití při rekonstrukcích historických objektů nebo při řešení stavebních detailů. U novostaveb se používají například při výstavbě na minimálním prostoru (proluky v centrech měst). Obvyklé je i použití desky z fenolické pěny do podlahy, docílí se tak výrazného zlepšení tepelného odporu konstrukce při zachování minimální požadované světlé výšky místnosti. Podobné obtíže s prostorem lze očekávat u zateplování teras, kde by vyšší vrstva izolace znamenala nutnost přebudovat vstupní dveře, případně použít schody či jiné řešení změny výšky podlahy. 

Vlastnosti
Oproti izolantům z polyuretanu a polyisokyanurátu mají fenolické izolace lepší tepelněizolační vlastnosti. Důležitou výhodou je reakce na oheň třídy C. Výhodou fenolických izolací je kromě nízké tepelné vodivosti i jejich dobrá mechanická odolnost a pevnost v tlaku.

V neposlední řadě nelze opomenout výhodu plynoucí z poloviční tepelné vodivosti oproti konvenčním izolantům, a tedy fakt, že objem materiálu, který je třeba dovézt na stavbu, je poloviční a tím pádem jsou i nižší nároky na prostor pro skladování a případné zabezpečení (zatížení, krádeže).

Zároveň to znamená také méně odpadů (odřezků). 

U izolací je nicméně potřeba věnovat pozornost správnému návrhu a provedení konstrukce s vyloučením kondenzace vody v izolačním materiálu, aby nedošlo k degradaci velmi nízké tepelné vodivosti. 

PIR izolace
Izolace na bázi polyisokyanurátové pěny PIR je tvořena kombinací isokyanurátových vazeb. Jde o velmi podobný materiál jako známější polyuretan (PUR), PIR má ale obecně vyšší pevnost v tlaku (PUR 100 kPa, PIR 170 kPa), menší tepelnou vodivost a výrazně lepší odolnost vůči ohni. 

Desky je možno vyrábět řezáním z bloků vzniklých volným pěněním nebo ve formách. Pokud mají být desky pevně spojeny s jinými materiály (například s hliníkovou fólií, plechem, skelnou tkaninou) vyrábí se výhradně napěňováním do finální tloušťky. Suroviny pro výrobu pěny se aplikují mezi tenké materiály tvořící budoucí povrch desek. Proběhne chemická reakce a prostor je vyplněn pěnou, zároveň dojde ke spojení pěny s povrchovou fólií.

Kompozity z PUR a PIR pěny se užívají pro izolaci střech, podlah, stěn, popřípadě se vyrábějí jako hotové celostěnové panely s hliníkovým pláštěm (k montáži na průmyslových hal apod.). V České republice se používají pro nadkrokevní systémy šikmých střech, kde se využívá jejich vysoké pevnosti při zachování jejich tepelněizolačních charakteristik [2].

Manipulace s PIR deskami je velmi snadná; jsou lehčí než například minerální vlna (PIR desky Kingspan Therma váží pouze 32 kg/m³, zatímco minerální vlna váží zhruba 150 kg/m³) a jejich pokládka je i díky tomu snadná a přesná.

Základní fyzikální vlastnosti PIR izolací
– Součinitel tepelné vodivosti λ = 0,021 až 0,023 W/m.K,
– faktor difuzního odporu µ = 35,
– objemová hmotnost ρ = cca 30 kg/m³,
– třída reakce na oheň C–E (dle konkrétního chemického složení).

Izolace plochých střech
U plochých střech jsou tepelnými mosty nejen prostupy různých potrubí a rozvodů, ale často se v těchto konstrukcích vyskytují tepelné mosty i v podobě nosných a kotvicích prvků. V konečném důsledku eliminace tepelných mostů ovlivňuje výslednou tepelněizolační schopnost střešního pláště [1].

Pro tepelné izolace plochých střech se u nás dlouhodobě používají zejména izolace z EPS a minerální vlny (kamenné, resp. skelné). Stále více se u nás prosazují izolace na bázi PIR. Ve srovnání s minerální vlnou jsou výrazně lehčí, odolnější a trvanlivější. V čase nemění své vlastnosti

podle podkladů společnosti Kingspan Izolace Česká republika
foto archiv firmy Kingspan Insulation (1–3, 6), archiv firmy H & B delta, s. r. o. (4, 5)

Literatura:
1) ZLIECHOVEC, M. Chyby tepelné izolace v konstrukcích šikmých a plochých střech [online]. Dostupné z http://www.mp-izol.cz/2011/03/chyby-tepelne-izolace-v-konstrukcich-sikmych-a-plochych-strech.
2) Izolace PUR, PIR a fenolická pěna [online]. Dostupné z http://stavba.tzb-info.cz/tepelne-izolace/izolace-pur-pir-a-fenolicka-pena.
3) Technické příručky firmy Kingspan Insulation.

Normy:
– ČSN 73 0540 – Tepelná ochrana budov.
– ČSN EN 13165 ed. 2: Tepelněizolační výrobky pro budovy – Průmyslově vyráběné výrobky z tvrdé polyurethanové pěny (PU).
– ČSN EN 14315: Tepelněizolační výrobky pro budovy – Výrobky ze stříkané tvrdé polyurethanové (PUR) a polyisokyanurátové (PIR) pěny vyráběné in situ.
– ČSN EN 13501-5 Klasifikace podle výsledků zkoušek střech vystavených vnějšímu požáru.