IZOLAČNÍ MATERIÁLY

1. IZOLAČNÍ MATERIÁLY Anna-Marie Vichrová 2.A Jazykové gymnázium Pavla Tigrida Ostrava

2. Obsah • Co jsou izolanty • Izolační materiály: • Třídění tepelně izolačních materiálů • Základní požadavky kladené na tepelně izolační materiály • Druhy tepelně izolačních materiálů

3. Co jsou izolanty • za tepelně-izolační materiály považujeme materiály, které výrazně zvyšují tepelný odpor konstrukce, laicky můžeme říci, že špatně vedou teplo • tepelné izolanty mají nízký součinitel tepelné vodivosti

4. Izolační materiály • Třídění tepelně izolačních materiálů • podle druhu základní hmoty • podle struktury • podle obsahu pojiva • podle hořlavosti • podle tvaru výrobku • podle materiálu

5. Izolační materiály • Třídění tepelně izolačních materiálů • podle druhu základní hmoty - organické - anorganické • podle struktury - vláknité - pórovité (pěnové) - zrnité

6. Izolační materiály • Třídění tepelně izolačních materiálů • podle obsahu pojiva - obsahující pojivo - neobsahující pojivo • podle hořlavosti - nehořlavé (stupeň A) - nesnadno hořlavé (stupeň B) - hořlavé (stupeň C)

7. Izolační materiály • Třídění tepelně izolačních materiálů • podle tvaru výrobku - volný (zásyp, vlna) - plochý (deska, rohož, plstˇ) - tvarový (skruže,segmenty) - šňůrový (těsnící provazce)

8. Izolační materiály • Třídění tepelně izolačních materiálů • podle materiálu - lehké silikátové výrobky (kameniva a betony) - pěnové anorganické hmoty - pěnové organické hmoty - vláknité anorganické materiály - hmoty z organických materiálů - aerogely (nanotechnologie)

9. Izolační materiály Základní požadavky • dobré tepelně-izolační vlastnosti • dlouhodobá životnost • tvarová stálost a nízká tepelná roztažnost • paropropustnost • pohltivost zvuku • snadná zpracovatelnost • mechanická odolnost • nehořlavost

10. Izolační materiály Základní požadavky • dobré tepelně-izolační vlastnosti jsou vyjádřeny: • součinitelem tepelné vodivosti, který říká jak dobře vedou nebo nevedou teplo ƛ [ W.m-1.K-1 ] • měrnou tepelnou kapacitou, která definuje kolik tepla naakumulují c [ J.kg-1.K-1 ]

11. Izolační materiály Základní požadavky • dlouhodobá životnost srovnatelná s ostatními stavebními materiály, tak, aby se v průběhu životnosti izolace nesnižovaly její užitné vlastnosti

12. Izolační materiály Základní požadavky • tvarová stálost a nízká tepelná roztažnost • materiál nesmí v průběhu své životnosti podstatně měnit tvar a základní rozměry • změna tvaru má za následek: zhoršení styčné plochy s podkladem, změny vzduchové mezery, nežádoucí změny povrchu (praskliny, zvlnění, apod.) • v průběhu roku dochází na povrchu fasády k výrazným teplotním rozdílům. Čím menší má materiál tepelnou roztažnost, tím méně jsou namáhány povrchové vrstvy zateplovacího systému

13. Izolační materiály Základní požadavky • paropropustnost • izolační materiál by neměl narušit přirozený systém odvětrávání fasády (proudění par) • umožňuje odvést kondenzované páry vznikající na povrchu konstrukcí staveb od těchto konstrukcí a zabránit tak kumulaci kondenzátu (mohou způsobit narušení konstrukcí) • je vyjádřena faktorem difúzního odporu µ [ - ]

14. Izolační materiály Základní požadavky • pohltivost zvuku • izolace může přispět ke zvýšení neprůzvučnosti izolované konstrukce, čímž přispívá k ochraně zdraví osob užívajících stavbu

15. Izolační materiály Základní požadavky • snadná zpracovatelnost • způsob opracování a dělení izolačního materiálu ovlivňuje rychlost jeho aplikace (montáže) a množství odpadu, které při instalaci vzniká. Obojí má vliv na konečnou cenu a životní prostředí.

16. Izolační materiály Základní požadavky • mechanická odolnost • mechanická odolnost má vliv na životnost izolačního materiálu i na možnosti jejího využití • tuhé materiály jsou vhodné pro izolaci fasád a pochůzích střech

17. Izolační materiály Základní požadavky • nehořlavost • izolační materiál by měl přispívat ke zvýšení požární odolnosti izolované konstrukce • jsou izolační materiály, které požární odolnost staveb zhoršují (např. drcený papír, polystyrén) • jsou izolační materiály, které požární odolnost staveb výrazně zlepšují (např. kamenná vlna s teplotou tavení 1100°C)

18. Izolační materiály Základní požadavky Požadovaných vlastností izolačních výrobků můžeme dosáhnout vhodnými kombinacemi různých materiálů.

19. Izolační materiály Druhy tepelně izolačních materiálů Některé základní izolační materiály • Fenolické pryskyřice • Polyuretanová pěna (PUR) • Pěnový polystyren (EPS) • Extrudovaný polystyrén (XPS) • Kamenná vlna • Ovčí vlna • Dřevovláknité izolace

20. Izolační materiály Druhy tepelně izolačních materiálů • Skelná vata • Impregnované celulózy • Expandovaný perlit • Korek • Aerogely a nanogely • Vakuově izolační panely (VIP)

21. Izolační materiály Druhy tepelně izolačních materiálů Fenolické pryskyřice • objemová hmotnost se pohybuje v rozmezí 30-80 kg/m3 • materiál na bázi termosetické fenolické pěny • dobré tepelně-izolační vlastnosti • nevýhodou je hořlavost (požární odolnost C2 – podporuje hoření) • vysoká nasákavost • špatná paropropustnost • odolává organickým rozpouštědlům, slabým kyselinám • odolává mikroorganismům, hlodavcům • povrch lze upravit nátěry, nástřiky, obklady

22. Izolační materiály Druhy tepelně izolačních materiálů Kamenná vlna • vyrábí se tavením čediče a strusky v kupolové peci při teplotě ca 1400°C a následným rozvlákněním taveniny odstředivou silou na rotujících kotoučích • tvořena množstvím jemných vláken a malých dutinek, ve kterých je uzavřen vzduch, vlákna jsou pojena pryskyřicemi • relativně dobré tepelně (i zvukově) izolační vlastnosti • nehořlavý materiál do 1100°C • dlouhodobá objemová stálost (zachování tvaru, vlastností) • nepodléhají biodegradaci (působení plísní, hmyzu a hlodavců) • vynikající mechanické vlastnosti, snadno oddělitelná • objemová hmotnost se pohybuje v rozmezí 30-210 kg/m3 • dobrá paropropustnost, přičemž má hydrofobní vlastnosti

23. Izolační materiály Druhy tepelně izolačních materiálů Skelná vata • vyrábí se tavením skla ve sklářské peci při teplotě ca 700°C a následným rozvlákněním taveniny odstředivou silou na rotujících kotoučích (podobně jako u kamenné vlny) • tvořena množstvím jemných vláken a malých dutinek, ve kterých je uzavřen vzduch, vlákna jsou pojena pryskyřicemi • relativně dobré tepelně (i zvukově) izolační vlastnosti • nehořlavý materiál do ca 300°C • nepodléhají biodegradaci (působení plísní, hmyzu a hlodavců) • snadno tvarovatelná a oddělitelná • dobrá paropropustnost • objemová hmotnost se pohybuje v rozmezí 10-50 kg/m3

24. Izolační materiály Druhy tepelně izolačních materiálů Expandovaný perlit (LIAPOR a SIOPOR) • vyrábí se tepelným zpracováním horniny sopečného původu - perlitu, chemické složení a vlastnosti jsou podobné sklu • při teplotách 950 –1200°C expanduje, objem zvětší až 10x • používá se jako tepelně izolační zásypové hmoty • výhodou je velmi nízká tepelná vodivost • chemicky inertní, nehořlavý do 900°C • vysoce nasákavý a velmi prašný • používá se jako plnivo (perlitbetony, lehčené izolační omítky, zdící malty, protipožární desky do plochých střech, do dutých cihel) • objemová hmotnost se pohybuje v rozmezí 500-1500 kg/m3 (nadměrně zatěžuje konstrukci)

25. Izolační materiály Druhy tepelně izolačních materiálů Impregnované celulózy • drcený recyklovaný papír • nutná impregnace proti hoření a biologickému napadení boraxem a kyselinou boritou (zdraví škodlivé látky) • nasákavý a proto použitelný pouze v suchém stavu • nemá únosnost v tlaku • lze nafoukat do dutin, přidáním vody, případně lepidla lze aplikovat i na svislou plochu nebo podhled

26. Izolační materiály Druhy tepelně izolačních materiálů Korek • základní surovinou je kůra z korkového dubu • izolační desky se vyrábějí lisováním korkové drti s příměsí pojidla • používají se převážně jako izolační základové desky k utlumení otřesu strojů, i jako tepelně a zvukově izolační vrstvy

27. Izolační materiály Druhy tepelně izolačních materiálů Dřevovláknité izolace • desky z dřevité vlny a cementu • používají se v kombinaci s pěnovým polystyrénem nebo s deskami z minerální vlny z důvodu pevnosti • nevýhodou je vysoký rozptyl součinitele tepelné vodivosti

28. Izolační materiály Druhy tepelně izolačních materiálů Polyuretanová pěna (PUR) • objemová hmotnost se pohybuje v rozmezí 30-80 kg/m3 • výhodou je možnost napěňovat přímo na staveništi a tak kopírovat i složité tvary konstrukcí • vyrábí se desky různých rozměrů • nevýhodou je nízká teplotní odolnost – krátkodobě 250°C • dobře odolává běžným chemickým látkám • při hoření neodkapává • nízká pevnost v tlaku • podléhá erozi • nízká paropropustnost

29. Izolační materiály Druhy tepelně izolačních materiálů Pěnový polystyren (EPS) • objemová hmotnost se pohybuje v rozmezí 15-36 kg/m3 • vyrábí se dvojím zpěňováním v uzavřených formách vyhřívaných párou při teplotě ca 100°C, napěňovacím prostředkem je uhlovodík pentan • tepelně-izolační vrstva do betonových panelů, drcený jako zásyp, nebo plnivo do polystyrenbetonu, desky • krátkodobě snáší teploty až 200°C • nevýhodou jsou velké objemové změny způsobené velkou teplotní roztažností a smršťováním (až 4%), • nízká odolnost vůči chemickým látkám

30. Izolační materiály Druhy tepelně izolačních materiálů Extrudovaný polystyrén (XPS) • objemová hmotnost se pohybuje v rozmezí 28-43 kg/m3 • vytlačovaný extrudovaný polystyrén s uzavřenou strukturou • nižší nasákavost oproti EPS • vyšší pevností oproti EPS

31. Izolační materiály Druhy tepelně izolačních materiálů Ovčí vlna • objemová hmotnost se pohybuje v rozmezí 15-35 kg/m3 • vyrábí se česáním a následným stlačováním ovčí vlny • čistě přírodní materiál • výborná paropropustnost • horší protipožární vlastnosti • nelze použít na venkovní izolace • vysoká cena

32. Izolační materiály Druhy tepelně izolačních materiálů Aerogely a nanogely • objemová hmotnost se pohybuje v rozmezí 130 až 300 kg/m3 • extrémně nízká tepelná vodivost (až 10x nižší než jiné materiály) • odpuzuje vodu • nanotechnologie, která kombinuje křemičitý aerogel se zpevňovacími vlákny • vysoká cena • dlouhodobá objemová stálost (zachování tvaru, vlastností) • nepodléhají biodegradaci (působení plísní, hmyzu a hlodavců) • vynikající mechanické vlastnosti, snadno oddělitelná

33. Izolační materiály Druhy tepelně izolačních materiálů Zvláštním materiálem je AEROWOLLE • objemová hmotnost je ca 250 kg/m3 • vyrábí se kombinací aerogelu s vlákny z kamenné vlny, čímž vznikají unikátní vlastnosti • nízká tepelná vodivost • odpuzuje vodu • paropropustnost • nevýhodou je značně vysoká cena (až 10 násobek kam. vlny) • dlouhodobá objemová stálost (zachování tvaru, vlastností) • nepodléhají biodegradaci (působení plísní, hmyzu a hlodavců) • vynikající mechanické vlastnosti, snadno oddělitelná • omezená nehořlavost, stále výrazně lepší než PUR, EPS, XPS

34. Izolační materiály Druhy tepelně izolačních materiálů Vakuově izolační panely (VIP) • objemová hmotnost se pohybuje v rozmezí 180 až 230 kg/m3 • základem je spékaný oxid křemičitý, vakuovaný • extrémně nízká tepelná vodivost • odpuzuje vodu • dlouhodobá objemová stálost (zachování tvaru, vlastností) • vynikající mechanické vlastnosti • nevýhodou je špatná paropropustnost • nevýhodou je značně vysoká cena • nevýhodou je, že panely nelze zpracovat (dělit), aby nedošlo k porušení vakuové náplně

35. Izolační materiály Druhy tepelně izolačních materiálů Porovnání součinitelů tepelné vodivosti

36. Děkuji za pozornost.

37. Zdroje Stránky: http:// www.aerogel.com http:// www.va-Q-tec.com http:// www.rockwool.com http://www.aerowolle.at http://www.mpo-efekt.cz/dokument/98_890.9.pdf