Dlaczego styropian jest tak dobrą izolacją termiczną? Poradnik dla budujących dom

Tani, lekki i odporny na wodę – to główne cechy polistyrenu, czyli materiału budowlanego, znanego jako styropian. Jeśli dodać, że styropian ma również świetne właściwości termoizolacyjne stanie się jasne, dlaczego jest najpopularniejszym materiałem do ocieplenia domu. Poznaj jego cechy oraz możliwe zastosowanie.

Styropian EPS, nazywany fachowo polistyrenem ekspandowanym, to materiał powstający w wyniku spieniania granulek polistyrenu. W trakcie produkcji w jego porach zamyka się powietrze. To właśnie dzięki temu styropian ma tak dobrą izolacyjność termiczną.

Izolacja: styropian ciepły, bo napowietrzony

Powietrze stanowi 98% objętości styropianu. Osiąga on dzięki temu współczynnik przewodzenia ciepła λ od 0,031 do 0,042 W/(mK), przy czym im mniejsza jest jego wartość, tym lepiej. Styropian to też chyba jedyny materiał budowlany, którego izolacyjność termiczna poprawia się wraz ze wzrostem gęstości. Jednym ze sposobów weryfikacji jakości styropianu jest sprawdzenie jego wagi. Najlżejszy jest styropian fasadowy, który powinien charakteryzować się jak najlepszą izolacyjnością termiczną.  Powinien być wytrzymały na rozciąganie. Nie musi być gęsty i twardy, ponieważ nie przenosi obciążeń. Jednocześnie jego niska waga ułatwia montaż. Styropian Dach/Podłoga powinien być gęstszy i twardszy, a ten typu Parking jeszcze bardziej. Styropiany przenoszące obciążenia powinny mieć odpowiednio wysoką wytrzymałość na ściskanie przy 10-procentowym odkształceniu. 

Na izolacyjność powierzchni ocieplonych styropianem ma wpływ nie tylko wartość tego materiału, lecz również dokładność jego ułożenia. Na nic zda się świetna izolacyjność, gdy między płytami powstaną szpary będące mostkami termicznymi, przez które ucieka ciepło z pomieszczeń.

Napowietrzony, lecz nienasiąkliwy

Kulki styropianu, mimo że mają strukturę mikroporowatą, są dosyć szczelne i chłoną wodę tylko w ograniczonym stopniu. Nasiąkliwość nie jest istotnym parametrem w odniesieniu do płyt styropianu fasadowego, które nie będą w stałym kontakcie z wodą. Styropian jest jednak używany również do izolowania fundamentów, podłóg na gruncie, parkingów. Z myślą o tym przeznaczeniu produkuje się więc styropian hydrofobowy (wodoodporny), którego nasiąkliwość bada się po długotrwałym zanurzeniu w wodzie. Określa się 5 klas nasiąkliwości styropianu hydrofobowego oznaczanych symbolem WL(T). Styropian o symbolu WL(T) 1 ma nasiąkliwość do 0,5%. Materiał o klasie WL(T) 5 wykazuje zawartość wody 2,5%.

Lekki, więc łatwy w montażu

Paczka styropianu fasadowego o objętości około 0,3 m³ waży 3-4 kg. Styropian podłogowy i parkingowy są cięższe. Paczka waży 4,5-11 kg. Przenoszenie i montaż poszczególnych płyt nie stanowią żadnej trudności. Ponieważ jest lekki, nie obciąża nadmiernie konstrukcji. Również z tego względu do jego montażu na ścianach używa się bardzo mało łączników mechanicznych (kotew). Zalecenia wykonawcze dla domów jednorodzinnych dopuszczają również montaż ocieplenia z płyt styropianowych bez łączników mechanicznych. Nie zmniejsza to znacznie kosztu ocieplenia domu, ale na pewno ułatwia i przyspiesza pracę.

Izolacja: styropian łatwo palny, ale samogasnący

W budownictwie mieszkaniowym może być stosowany tylko styropian samogasnący. Powinien on być zakwalifikowany do klasy E według europejskiej klasy palności. Oznacza to, że pali się po zetknięciu z ogniem, ale po jego odstawieniu po chwili gaśnie. W trakcie pożaru polistyren topi się, a spadające, płonące krople mogą rozprzestrzeniać pożar. Dlatego nie jest polecany do stosowania na sufitach.

Płyty styropianowe

Uzyskuje się je albo przez pocięcie dużych bloków, albo w wyniku formowania pojedynczych płyt. Płyty styropianowe formowane mogą mieć różne faktury, dzięki czemu odciśnięty na płytach wzór, na przykład wafla, zwiększa przyczepność zaprawy klejowej lub tynku do styropianu. Płyty mogą też mieć frezowane krawędzie, tak by dało się je łączyć na zakład. Standardowe wymiary płyt to: 100 x 50 cm i grubość od 1 do 25 cm, dla płyt z prostymi krawędziami, a od 4 do 20 cm dla tych z profilowanymi krawędziami.

Zobacz galerię 5 zdjęć

Autor: Kalbar

Budowa domu pasywnego: styropian do izolacji płyty fundamentowej

Grafitowy styropian -  jeszcze cieplejszy

W sprzedaży jest dostępny styropian grafitowy (nazywany też szarym) produkowany ze specjalnej masy z dodatkiem grafitu. Mimo swej małej gęstości ma bardzo niski współczynnik przewodzenia ciepła λ rzędu 0,031-0,033 (W/mK). Dlatego obecnie styropian grafitowy jest coraz częściej wykorzystywany do ocieplania domów energooszczędnych. Dzięki bardzo niskiemu współczynnikowi λ warstwa ocieplenia z tego materiału może być cieńsza niż z białego, a koszty są porównywalne. Dla wielu inwestorów może to być zaskoczeniem, ponieważ cena jednostkowa styropianu grafitowego jest wyższa niż białego. Ale jeśli porównamy koszt materiału potrzebnego do uzyskania warstwy o takim samym oporze cieplnym (tak samo izolującej ścianę), to w przypadku obu materiałów jest on niemal taki sam, bo styropianu grafitowego musimy kupić mniej.

Grafitowy styropian - nagrzewanie się

Materiał izolacyjny o bardzo wielu zaletach ma jedną wadę. Ciemny kolor jaki posiadają płyty, ze względu na zawartość grafitu szybko się nagrzewa. To powszechnie znane zjawisko, że ciemne przedmioty w słońcu bardziej się nagrzewają. Dlatego materiał przywieziony na budowę nie powinien  być składowany na słońcu. Wystarczy przykryć nieprzezroczystą plandeką. W przypadku wykonywania prac ociepleniowych, zalecenia producentów informują wprost, że podczas prowadzonych prac, na rusztowaniach powinny być stosowane siatki ochronne ograniczające oddziaływanie warunków atmosferycznych. Szczególnie ważne jest to w przypadku ocieplania styropianem grafitowym. Siatka ochronna dodatkowo zabezpiecza inne etapy prac jak np. wykonywanie warstwy zbrojonej, czy aplikacji tynku cienkowarstwowego Jeśli prace ociepleniowe są wykonywane w słoneczny dzień bez ochronnych siatek, to płyty mogą się nagrzewać do wysokich temperatur sięgających nawet 80°C co powoduje duże naprężenia termiczne i ryzyko powstania szczelin lub w skrajnych przypadkach odspojenie płyty od podłoża. Ta druga sytuacja jest prawdopodobna w przy nieodpowiednio nałożonym kleju lub gdy klej nie spełnia deklarowanych cech.   Dom ocieplony styropianem grafitowym należy jak najszybciej pokryć warstwą zbrojoną z zaprawą klejowo-szpachlową.

Polistyren ekstrudowany - twardszy i cieplejszy krewniak styropianu

Polistyren ekstrudowany XPS powstaje w wyniku dodania środka pianotwórczego do masy polistyrenowej i jej sprasowaniu do pożądanej grubości. Powstały materiał jest bardzo twardy i charakteryzuje się bardzo niskim współczynnikiem przewodzenia ciepła λ - 0,029-0,038 W/(m.K)). Cechuje go również wyjątkowo mała nasiąkliwość. Dlatego stosowany jest do ocieplania ścian fundamentowych, piwnicznych, tych w pomieszczeniach wilgotnych, a także płaskich dachów odwróconych. To także dobry materiał do izolacji podłóg na gruncie, płyt funamnetowych. Można go układać bezpośrednio na zagęszczonym podłożu, poniżej izolacji przeciwwodnej. Płyty polistyrenu ekstrudowanego XPS mają wymiary 120 x 60 lub 125 x 60 cm, a ich grubość wynosi od 2 do 18 cm. Krawędzie, podobnie jak w styropianie, są gładkie lub frezowane. Produkowane są w wielu kolorach – każda firma ma swój kolor.

Materiał ten często jest wykorzystywany do produkcji płyt do zadań specjalnych (o bardzo różnych wymiarach). Płyty styropianu ekstrudowanego XPS mogą mieć powierzchnię gładką, szorstką, wytłaczaną bądź ryflowaną. Płyty ryflowane do odwodnień dachów mogą być wzbogacone o warstwę flizeliny lub geowłókniny filtracyjnej chroniącej rowki przed zatkaniem. Płyty jednostronnie pokryte warstwą kleju z zatopioną siatką są przeznaczone do wykonywania zabudów w pomieszczeniach wilgotnych. Płyty zespolone z folią dachową służą do wykonywania nakrokwiowego ocieplenia dachu.

Co szkodzi styropianowi i polistyrenowi ekstrudowanemu?

• Chemia

Najgroźniejszy jest bezpośredni kontakt z produktami zawierającymi smołę, rozpuszczalnikowymi masami bitumicznymi, rozpuszczalnikami organicznymi, olejem parafinowym, wazeliną, olejem do silników wysokoprężnych oraz benzyną. Ponadto styropian niszczą same opary rozpuszczalników organicznych, takich jak: aceton, octan etylu, benzen, ksylen, trójchloroetylen, czterochlorometan, terpentyna, i to nawet wtedy, gdy substancje te stosowane są w dość bliskim sąsiedztwie styropianu.

• Słońce

Polistyreny są wrażliwe na promieniowanie UV. Pod wpływem słońca żółkną. Proces ten nie następuje od razu, lecz po upływie kilku miesięcy. Jeśli więc z jakiegoś powodu wykończenie elewacji przesunęło się w czasie, to pożółkłą powierzchnię styropianu wystarczy przetrzeć papierem ściernym. Wyroby magazynowane na powietrzu powinny być osłonięte jasną folią do czasu ich wykorzystania.

• Temperatura

Polistyren nie może być nadmiernie nagrzewany. Zwykły styropian wytrzymuje temperaturę dochodzącą do 80°C, a polistyren ekstrudowany – do 75°C. Po jej przekroczeniu polistyren może ulec stopieniu.

Wideo: Montaż izolacji (styropian i wełna)

Ocieplanie ścian krok po kroku.