Polistyrenowe materiały termoizolacyjne

Tworzywa sztuczne należą do najczęściej wykorzystywanych surowców do wytwarzania materiałów termoizolacyjnych o korzystnych własnościach użytkowych. Zdecydowanym liderem w tej grupie wyrobów są produkty wytwarzane na bazie polistyrenu znane jako polistyren ekspandowany EPS, tzw. styropian w postaci różnych odmian oraz polistyren ekstrudowany XPS, a do niektórych zastosowań wykorzystywane są również spienione tworzywa poliuretanowe. O optymalnym doborze tych produktów do konkretnych zastosowań decyduje szereg parametrów technicznych, wymagana technologia aplikacji i oczywiście cena.

Polistyrenowe materiały termoizolacyjne
Z artykułu dowiesz się:
  • Z czego powstają polistyrenowe materiały termoizolacyjne?
  • Jakie są orientacyjne parametry dla termoizolacji polistyrenowej?
  • Gdzie układać poszczególne materiały?

Spienione polistyreny

Surowcem wyjściowym do produkcji wyrobów styropianowych jest polistyren w postaci twardych granulek i zależnie od odmiany wzbogacony o dodatki, np. w postaci proszku grafitowego. Wykorzystywane są dwie technologie produkcji pozwalające na uzyskanie zwykłego styropianu ekspandowanego o oznaczeniu EPS lub wyrobu ekstrudowanego o oznaczeniu XPS.

Styropian EPS jako produkt końcowy powstaje w wyniku wstępnego spienienia granulatu pod działaniem gorącej pary wodnej. W efekcie zwiększa on wielokrotnie swoją objętość, tworząc kulki o zamkniętej strukturze wewnętrznej. Kolejny etap to sezonowanie półwyrobu w wentylowanych silosach, gdzie następuje utwardzenie pod wpływem powietrza.

Utworzenie zwartej struktury płyt powstaje poprzez "sklejenie" granulek w formę dużego bloku pod wpływem pary i jego ostudzenie, a określony kształt i wymiary uzyskuje się poprzez termiczne przecinanie bloku, tworząc np. płyty o wymaganej grubości, natomiast kształtowanie krawędzie przeprowadza się metodą frezowania.

Struktura tego materiału jest dość porowata, co wpływa na dużą jego nasiąkliwość w przypadku zawilgocenia, a słabe wiązania między granulkami nie zapewniają dużej wytrzymałości mechanicznej.

Polistyren ekstrudowany XPS produkowany jest w nieco inny sposób - w formach o docelowych wymiarach płyt, do których wtłaczany jest granulat ulegający spienieniu, tworzący zwarty materiał. Utworzone w ten sposób płyty czy kształtki mają znacznie bardziej jednorodną zamknięto komórkową strukturę o gładkich powierzchniach, dzięki czemu charakteryzują się znikomą nasiąkliwością wody i większą twardością niż płyty EPS.

Orientacyjne parametry dla termoizolacji polistyrenowej

Obecnie wyroby termoizolacyjne oznaczane są na opakowaniach wielosegmentowym kodem literowo-liczbowym podającym charakterystyczne parametry, ale jego rozszyfrowania wymaga posłużenia się tabelą znormalizowanych symboli.

Przykładowe oznaczenie: płyta styropianowa EPS 70-040 fasada EPS-EN 13163-T2-L2W2-S1-P3-BS115-CS(10)70-DS(N)2-DS(70,-)2-TR100. W praktyce wystarczająca jest informacja zawarta w pierwszym członie oznaczenia określająca naprężenia w kPa przy odkształceniu 10% (tu 70 kPa), przewodność cieplną( tu 0,040 W/m K) oraz główny obszar zastosowania (tu ocieplenie ścian zewnętrznych).

Orientacyjne parametry dla termoizolacji polistyrenowej
Odmiana XPS EPS
Gęstość objętościowa 30-35 kg/m3 12-40 kg/m3
Deklarowany współczynnik przewodzenia ciepła λ (W/m K) 0,029-0,034 0,031-0,040
Naprężenia przy 2% odkształceń 80-250 kPa b.d
Naprężenia przy 10% odkształceń 300-650 kPa 50-250 kPa
Nasiąkliwość po 28 dniach poniżej 0,5% od 1,5 %*
Względny opór dyfuzyjny dla pary wodnej μ 80-200 20-100
Temperatura stosowania do 75°C do 70°C

 * dla specjalnej odmiany hydro

Gdzie układać poszczególne materiały?

Po zapoznaniu się z podstawowymi parametrami polistyrenowych materiałów ociepleniowych można wstępnie określić ich wybór do konkretnych zastosowań i zależnie od warunków użytkowania decydujący wpływ będzie mieć, np. niska nasiąkliwość czy odporność na obciążenia. W przypadku tych wyrobów trzeba też brać pod uwagę możliwość kontaktu z substancjami chemicznymi - głównie benzyną, rozpuszczalnikami - gdyż materiały te nie są odporne na oddziaływanie wielu cieczy i gazów oraz na długotrwałe oddziaływanie promieniowania słonecznego.

Pod względem ochrony przeciwpożarowej klasyfikowane są jako nierozprzestrzeniające ognia, ale w razie zapalenia wydzielają szkodliwe gazy, a rozgrzane krople utrudniają działania ratownicze. Zasadniczo wszystkie ocieplenia z tych materiałów powinny być całkowicie osłonięte, gdyż luźno ułożone, np. na podłodze strychu sprzyjają zagnieżdżeniu się gryzoni czy nawet ptaków.

Styropiany EPS

Ten rodzaj styropianu produkowany jest w kilku odmianach o różnym przeznaczeniu, a w wyborze odpowiedniego materiału pomaga informacja na opakowaniu. W budownictwie jednorodzinnym wykorzystuje się głównie trzy odmiany styropianu: EPS 50 stosowany w ociepleniu ścian warstwowych, EPS 70 lub 80 wykorzystywanych przy ociepleniach elewacji metodą BSO oraz odmianę EPS 100 jako izolację podłóg. Oczywiście można zamiennie stosować mocniejsze odmiany zamiast zalecanych, ale odbija się to na kosztach - twardszy styropian to droższy styropian.

Styropian EPS jest wykorzystywany przy ociepleniach elewacji metodą BSO.
Styropian EPS jest wykorzystywany przy ociepleniach elewacji metodą BSO. Fot. Termo Organika.

Styropian produkowany jest w płytach o wymiarach 50 lub 60 cm x 100 cm, a krawędzie mogą być proste lub schodkowe. Produkowane są też styropiany modyfikowane (szare, z kropkami) jednak ich parametry i zastosowanie zasadniczo nie różnią się od płyt standardowych. Oprócz podstawowego asortymentu przy budowie wykorzystuje się również płyty "akustyczne" EPS T - 24 dB lub 30 dB, służące do izolacji dźwiękowej podłóg.

Polistyren ekstrudowany XPS

Dzięki znikomej nasiąkliwości i dużej twardości płyty XPS stosowane są głównie do ocieplenia podziemnych części budynku, cokołów, tarasów i dachów odwróconych. Mimo znacznie wyższej ceny niż styropianu warto zdecydować się na taki materiał w tych obszarach zastosowania. Rzadziej wykorzystywane są do termoizolacji dachów w formie samonośnej lub na deskowaniu. Producenci oferują kilkanaście odmian płyt z polistyrenu ekstrudowanego dostosowanych do konkretnych zastosowań.

Polistyren ekstrudowany XPS sprawdzi się m.in. podczas ocieplenia podziemnych części budynku.
Polistyren ekstrudowany XPS sprawdzi się m.in. podczas ocieplenia podziemnych części budynku. Fot. Austrotherm.

W budownictwie jednorodzinnym wykorzystuje się głównie tańsze odmiany o prostych lub schodkowych krawędziach z powierzchnią gładką, rowkowaną lub chropowatą. Popularnym obszarem wykorzystania tego materiału jest tworzenie ocieplonych płaskich dachów odwróconych, co pozwala na użytkowanie ich jako powierzchnia rekreacyjna czy ogród, dzięki wysokiej odporności płyt XPS na długotrwały kontakt z wodą.

Granulat styropianowy

Taka forma materiału termoizolacyjnego ze spienionego polistyrenu wykorzystywana jest jako luźne wypełnienie zamkniętych przestrzeni, np. ścian warstwowych, przestrzeni podpodłogowych czy stropodachów. Materiał może być „nowy” jako półprodukt wykorzystywany do produkcji płyt styropianowych lub pozyskany z recyklingu po uprzednim rozdrobnieniu i oczyszczeniu płyt wycofanych z użytkowania.

Przy takich termoizolacjach wykorzystuje się metodę wdmuchiwania przez naturalne lub specjalnie wykonane otwory, a uzyskaną tą metodą ciepłochronność można ocenić jedynie szacunkowo, gdyż nie ma gwarancji szczelności wypełnienia ani zbadanej wartości współczynnika przewodności cieplnej luźnego materiału i dla tych ociepleń przyjmuje się współczynnik λ, na poziomie 0,1 W/(m K)

Granulowany styropian wykorzystywany jest również jako dodatek do lekkich betonów o dobrych własnością termoizolacyjnych. Zaletą tego produktu jest możliwość pokrywania powierzchni spadzistych o dość znacznym nachyleniu, np. na dachach jako „ciepły” podkład wyrównujący. Przy gęstości 600 kg/m3 wytrzymałość styrobetonu wynosi nie mniej niż 0,5 MPa, a współczynnik przewodności cieplnej λ osiąga ok. 0,2 W/(m K).

Autor: Cezary Jankowski
Zdjęcie otwierające: Atlas
Zdjęcia w tekście: Termo Organika, Austrotherm

 

Komentarze

FILMY OSTATNIO DODANE