Tepelná izolácia. Prehľad, materiály a použitie

Tepelné izolácie slúžia na oddelenie vnútorného prostredia o užívateľom požadovanej teplote od vonkajšieho prostredia, ktoré sa vyznačuje veľkou premenlivosťou teploty počas dňa i roka. Cieľom tepelnej izolácie je zabezpečiť užívateľom definované pobytové teploty v priebehu každého dňa i celého roka, a to pri najnižšej možnej spotrebe energie za zimné vykurovanie a letné chladenie.

Je známe mnoho typov izolácií nielen z hľadiska funkcie a použitia, ale aj z pohľadu materiálov a ich štruktúry. Základné rozlíšenie izolačných materiálov je na:

• tepelné izolácie 
• hydroizolácie.

Ďalej možno rozlišovať špeciálne izolácie akustické či izolácie proti radónu a ďalším plynom atp. ň

V tomto článku sa venujeme len tepelným izoláciám.

Medzi najstaršie tepelné izolácie patria prírodné materiály, teda seno, lišajníky či slama. Zvláštne, ale trvalo účinnou tepelnou izoláciou je vrstva snehu na streche. Zostaňme ale u izolácií, ktoré vytvára človek. Už polovici 60. rokov minulého storočia sa objavili penové plasty, ktoré sa uplatnili predovšetkým v izoláciách spodných častí budov.

Penové plasty dnes patria medzi najpoužívanejšie tepelné izolácie.

Hlavnou úlohou tepelných izolácií je vytvoriť bariéru, ktorá bráni prestupu tepla stenami, podlahami, stropmi či strechami. Aby sa dostavil očakávaný efekt, je nutné vybrať správny typ izolácie a dbať na jej správne prevedenie. Tepelné izolácie majú nielen udržať teplo v dome, ale tiež zabrániť prehrievaniu interiéru v letnom období. Tepelné izolácie, najmä na minerálnej báze, dobre slúži aj ako akustické.

Materiálovo možno tepelnej izolácie rozdeliť na penové materiály, minerálne vláknité a rastlinné materiály. Všetky sa vyznačujú veľmi nízkym súčiniteľom tepelnej vodivosti. Zvláštnym typom sú fóliové reflexné tepelnej izolácie, ktoré fungujú na princípe prerušenie sálavého toku tepla vo vzduchovej medzere, ktorú ohraničujú svojou plochou.

Penové tepelné izolácie

Medzi penové tepelno izolačné materiály patrí polymérne peny - polystyrény, polyuretány, PVC, PE, kaučuk, ďalej penové sklo či živica. Asi najbežnejšími sú expandovaný (EPS) a extrudovaný (XPS) penový polystyrén.

1. Penový polystyrén, EPS

Ide o produkt polymerizácie styrénu, ktorý je následne speňovaný a narezaný do blokov. Nevyhnutné je pridanie retardérov horenia pre zaistenie samozhášavosti materiálu. Súčiniteľ tepelnej vodivosti expandovaného polystyrénu sa pre typ EPS 100 pohybuje od λ = 0,037 W / (m · K) vyššie. Číslo "100" reprezentuje pevnosť v tlaku v kPa. EPS sa vyrába v hodnotách pevnosťou 50 až 250 kPa. Pri aplikácii sa dosky EPS kotví lepením v kombinácii s kotvením hmoždinkami. Penový polystyrén je možné aplikovať aj ako kročajovú izoláciu, nemožno ho však dlhodobo vystaviť vlhku. Medzi výhody patrí nízka cena.

Zatiaľ najnovším typom EPS je šedý polystyrén. Ide o novú generáciu ESP, ktorá sa od bežného EPS líši šedivým vzhľadom, ale predovšetkým lepšími tepelnoizolačnými vlastnosťami. Šedý penový polystyrén s objemovou hmotnosťou 15 kg / m3 má súčiniteľ tepelnej vodivosti 0,032 W / (m · K). Táto hodnota bola dosiahnutá prídavkom uhlíkových nanočastíc do polystyrénu pred vypenením, ktoré spôsobujú šedé zafarbenie. Hlavne ale obmedzili prestup tepla sálaním, ktorý sa deje v riedkej tuhej pene, čo viedlo k lepšej hodnote súčiniteľa tepelnej vodivosti. Pri rovnakej hrúbke má teda šedý EPS o 15-20% lepšie tepelnoizolačné účinok, než biely. Iný príklad: aby sme tohto izolačného účinku dosiahli u klasického EPS, jeho objemová hmotnosť by musela byť aspoň 32 kg / m3.

2. Extrudovaný polystyrén, XPS

Tento druh polystyrénu, značený tiež XPS, je dodávaný najčastejšie vo forme dosiek s polodrážkou alebo hranou, využívaný je najmä pre izoláciu sokla, ďalej pri izolovaní základových dosiek alebo v skladbe striech s obráteným poradím vrstiev.  Materiál má uzavreté póry, je preto nenasiakavý a možno ho použiť vo vlhkom prostredí, kde pôsobí ako tepelná izolácia, a tiež ako účinná súčasť hydroizolácie. Je veľmi pevný, na druhej strane je nutné ho chrániť pred UV žiarením. Dôležitou súčasťou sú aj v tomto prípade spomaľovače horenia.