Energetické okénko 2: tepelná izolace – úvod
Téma tepelná izolace je více než aktuální. Aktuálnější o to víc s přicházejícími změnami v legislativě. A taky proto, že venku je 35 °C a v místnostech jen o málo míň.
Vyrůstala jsem v rodinném domě z počátku 80. let a tepelná izolace stěn byla ještě v plenkách. Tudíž dům žádnou přídavnkou kromě samotného zdiva neměl. A dodnes nemá. V létě je to opravdu markantní, v místnostech, kam svítí nejvíce slunko, je těch 30 °C běžných. V kombinaci s původními okny rozměru poloviny fotbalového hřiště je nejlepší místo k estimaci sklep.
Co je to tepelná izolace?
Co to vlastně je tepelná izolace? Norma ČSN EN ISO 9229 uvádí, že je to materiál, který omezuje prostup tepla a jehož izolační schopnosti vyplývají z jeho chemického složení a fyzikální struktury. Přitom tepelná izolace provází lidská obydlí už od doby, kdy si nějaká obydlí začali stavět. Vždyť co jiného, než tepelná izolace je mech, hlína, dřevo, sláma, seno … Zkrátka to, co lidé měli po ruce. Přesuňme se však o několik tisíciletí později. Doposud si lidé museli vystačit s přírodními materiály, případně klasickou CPP – cihla plná, pálená. Tepelná izolace byla nejčastěji zajištěna pouze tloušťkou materiálu. Co však dalo finální impuls pro izolace je rozmach chemického průmyslu v polovině 20. století. Narodily se první polymerní látky a mezi nimi EPS – expandovaný polystyren. V 70. letech se objevila minerální vlna a další materiály na sebe nenechaly dlouho čekat.
V Československu se použití polystyrenu rozšířilo díky výstavbě panelových domů a jednalo se tak o první „sendvičové“ zdivo. Mezi dvě železobetonové desky se uložil polystyren tloušťky 60 – 80 mm. Tento typ panelu se objevuje postupně, po tepelně technické revizi v 70. letech se už využívají jen panely s tepelnou izolací. Nejednalo se vždy o polystyren, používal se i keramzitobeton, plynosilikátové desky, atd.
V době porevoluční se postupně začínají objevovat první zateplení rodinných a bytových domů a stávající budovy se opatřují dodatečnou izolací. Zpřísňují se tepelně-technické požadavky, přichází období dutinových tvárnic typu THERM, roste výroba pórobetonu. Zásadním milníkem je rok 2004 – vstup České republiky do EU. Opět se zpřísňují požadavky na tepelně-technické parametry budov. Také se začínají rozbíhat první revitalizace panelových domů. V roce 2005 vznikla norma ČSN 73 2901 Provádění vnějších tepelně izolačních kompozitních systémů, která byla nahrazena v roce 2011 normou ČSN 73 2902 Vnější tepelně izolační kompozitní systémy ETICS. Je tedy již přesně definováno složení takového systému, způsob provádění. A v neposlední řadě vznikají další vyhlášky upřesňující tepelně technické parametry a jejich výpočty.
Objevují se také budovy s označením „nízkoenergetický standard“, nebo „pasivní dům“. Zatím poslední „akcí“ v této oblasti se směrnice 2010/31/EU o energetické náročnosti budov. Vzhledem k tomu, že definice ve směrnici jsou poněkud vágní, jsou tyto informace začleněny v zákoně 406/2006 Sb, o hospodaření energií ve znění pozdějších předpisu. Zde je již přesně definováno, jaké parametry je nutné splnit. Od roku 2020 budou muset všechny novostavby splňovat parametry pro „domy s téměř nulovou spotřebou energie (NZEB)“
Rozdělení tepelných izolací
A jaké jsou tedy materiály tepelných izolací?
Přírodní
Již na začátku článku byly zmíněné izolace přírodními materiály. Jejich použití vymizelo díky objevu syntetických materiálů, stále se však používají. S ohledem na dnešní celosvětový ekologický trend jejich využití narůstá. Jsou totiž z obnovitelných materiálů. V některých zemích jsou legislativně upřednostňovány ve vztahu k syntetickým látkám. Hlavní výhodou vedle zmíněné ekologičnosti je to, že ve srovnání s některými syntetickými materiály mají nižší součinitel tepelné vodivosti a vyšší tepelnou kapacitu. Samozřejmě potýkají se s nevýhodami, vyplývajícími z jejich původu. Bez dalšího ošetření jsou hořlavé a mohou podléhat biologické degradaci.
Z živočišných je to ovčí vlna, z rostlinných především konopí, lněné vlákno, juta, sláma, sisal, rákos, bavlna, dřevěná vlákna… Vyrábí se desky různých rozměrů bez přídavných látek nebo s různými druhy pojiv a aditiv (cement, pryskyřice; retardéry hoření, impregnace).
Syntetické
Největší objem zaujímá expandovaný polystyren (EPS) díky jeho nízké ceně. Součinitel tepelné vodivosti má 0,037 W.m-1.K-1 a vyrábí se v pevnostech 50-250 kPa. Polystyren je nehořlavý, vhodný pro izolaci stěn. Nesmí však být vystaven vlhku a slunečnímu záření.
Stejnou tepelnou vodivost má i extrudovaný polystyren (XPS). Díky uzavřené pórovitosti není nasákavý a lze jej použít i do vlhkého prostředí. Má vyšší pevnost, používá se i do podlah a střech.
Polyuretanová pěna (PUR); její lehčená verze je známá jako molitan. Ve stavebnictví se používá tvrzená PUR pěna. Díky množství mikropórů má hodnotu λ 0,023 W.m-1.K-1 a dobře odstiňuje sálavé teplo. Používá se jak pro izolaci stěn, tak pro izolaci střech, často se využívá v potravinářství (pivovary, mlékárny; ledničky). Kromě desek se také aplikuje nástřikem přímo na požadovanou konstrukci.
Pěnové sklo se vyrábí ze směsi hlinitokřemičitých látek s uhlíkem, kdy při zahřívání se začne materiál spékat a zároveň je nakypřován unikajícím oxidem uhličitým. Je nehořlavá a parotěsná, nevýhodou je její vysoká cena.
O něco později než polystyren byla objevena metoda zvlákňování přírodních materiálů a vznikly tak minerální izolace. Vyrábí se z čediče nebo křemene a jsou druhou nejčastěji používanou izolací. Vlna odolává proti ohni, proto se dle předpisů musí umístit např. nad vchody panelových domů a o určité výšky domu je nutné aplikovat pouze vlnu. Vlna je paropropustná, tudíž se na konstrukci nehromadí voda. Je dražší než polystyren, tudíž se není tak rozšířená u rodinných domů.
Samostatnou kapitolu tvoří aerogel. Ze vstupních surovin (na bázi oxidu křemičitého) se vyrobí gel metodou sol-gel. Gel pak vysychá a vytvoří se velmi jemná struktura s vysokou pórovitostí. Z této struktury se pak odsává vzduch. Protože se jedná o materiál citlivý, obalují se desky fólií. Díky tomu mají aerogely podstatně nižší součinitel tepelné vodivosti a to 0,004 W.m-1.K-1, tzn. že běžná tloušťka aerogelových panelů je 2 – 8 cm. Díky tomu mohou sloužit k zateplení zevnitř, což by mohla být cesta pro zateplování historických budov. Jediné, co jejich masivnímu rozšíření brání, je cena.
Bez tepelné izolace si už dnes nelze dům téměř představit. Zajišťuje ochranu před výkyvy počasí a při správném návrhu a provedení udržuje komfort a pohodu bydlení.
Zdroje:
vlastní podklady ze studia 🙂