Základné vlastnosti tepelnoizolačných materiálov

Pri výbere izolačného materiálu sa vždy kladie dôraz na jeho primárnu funkciu, či sa jedná o tepelnoizolačný materiál, akustický, protipožiarny atď. Je dôležité vziať do úvahy aj jeho druhotný prídavok, ktorý je pre konečného užívateľa len plusovou hodnotou popri jeho primárnej funkcii. V podstate môžeme rozdeliť základné vlastnosti materiálov na fyzikálne a environmentálne/sociálne, vďaka ktorým môžeme materiály medzi sebou vzájomne porovnávať.
Fyzikálne vlastnosti
Leto - zima.png

Tepelnoizolačné vlastnosti

Asi najznámejším a najvýznamnejším parametrom pre tepelnoizolačné materiály je súčiniteľ tepelnej vodivosti (hovorovo „lambda“). Súčiniteľ tepelnej vodivosti, laicky povedané, opisuje schopnosť materiálu viesť tepelnú energiu. Z toho vyplýva, čím je jeho hodnota nižšia, tým má daný materiál lepšie tepelnoizolačné vlastnosti. Pri návrhu konštrukcie je dôležité rozoznávať tzv. deklarované hodnoty súčiniteľa tepelnej vodivosti, ktorý sa označuje ako λD a návrhové hodnoty súčiniteľa tepelnej vodivosti λ.

 

Deklarovaný súčiniteľ tepelnej vodivosti udáva jeho laboratórne meranú vlastnosť pri podmienkach stanovenými v eurokóde  STN EN ISO 10 456 zatiaľ čo návrhová hodnota súčiniteľa tepelnej vodivosti λ zohľadňuje zabudovanie a využívanie materiálu počas životnosti stavby. Zvyčajne je návrhová hodnota súčiniteľa tepelnej vodivosti vyššia ako jeho deklarovaná hodnota.

Súčiniteľ tepelnej vodivosti teda priamo ovplyvňuje tepelnotechnické vlastnosti konštrukcie a normovo posudzované parametre konštrukcie ako sú tepelný odpor konštrukcie R (m².K/W) a súčiniteľ prechodu tepla U [W/(m².K)]. 

Výrobky na báze minerálnych vláken disponujú nízkymi hodnotami ako deklarovaného tak aj návrhového súčiniteľa tepelnej vodivosti. Navyše členovia AVMI SK disponujú prepočtovým programom, ktorý umožňuje prepočet deklarovanej hodnoty súčiniteľa tepelnej vodivosti na návrhovú hodnotu pre konkrétny výrobok portfólia členov AVMI SK a okrajové podmienky zabudovania. Vďaka tomu je možné využiť v plnej miere tepelnoizolačné vlastnosti moderných minerálnych izolácií.

 
Plameň.png

Horľavosť

V stavebníctve sa jednotlivé materiály hodnotia triedami reakcie na oheň podľa eurokódu STN EN 13501-1. Tieto triedy reakcie na oheň nadobúdajú označenia A1 (neprispieva k šíreniu požiaru a nezvyšuje požiarne zaťaženie v žiadnom štádiu požiaru, a to ani pri plne rozvinutom požiari) až E (horľavý materiál). Trieda reakcie na oheň s označením F zahŕňa materiály, ktoré neboli testované pre kategorizáciu v rámci triedy reakcie na oheň.

 

Okrem samotných tried reakcie na oheň sa materiály, alebo konštrukcie hodnotia aj doplnkovými kritériami ako sú vývoj dymu označený ako s1 (bez tvorby dymu) až s3, alebo tvorba horiacich kvapiek d0 (žiadne plameňom vytvorené kvapky) až d2.

S nástupoch pomerne veľkých hrúbok tepelnoizolačných materiálov sa postupne zavádza aj vlastnosť tzv. tlenie (smouldering). Jedná sa o bezplameňovú forma spaľovania, podporovanú teplom, ktoré sa uvoľňuje, keď kyslík priamo napadá povrch paliva 

 

Pri použití minerálnej izolácie odpadávajú projektantovi a investorovi takmer všetky problémy s horľavosťou a požiarnou ochranou. Minerálna izolácia sa radí do triedy reakcie na oheň A1 alebo A2, čo sú nehorľavé výrobky, ktoré nie len že nehoria, ale ani neprispievajú k požiaru. Navyše tieto výrobky ani nedymia pri požiari (doplnkové hodnotenie d0) a nekvapkajú z nich žiadne kvapky (doplnkové hodnotenie s1). Veľmi často sa pri iných iných horľavých materiáloch obhajuje s termínom  - samozhášavý, to však nie je ekvivalent k vlastnosti nehorľavý. Výrobky ktoré sú samozhášavé môžu spadať až do triedy reakcie na oheň E.

 
Reprák.png

Zvukovo izolačné vlastnosti

Z hľadiska stavebníctva je možné akustiku rozdeliť na stavebnú akustiku a priestorovú akustiku. Tu je dôležité rozlišovať jednotlivé vlastnosti materiálov, ktoré sa pri tomto delení akustiky uplatňujú.

Stavebná akustika sa zaoberá šírením zvuku v rámci budovy. Zvuk sa pritom môže šíriť buď vzduchom, vtedy hovoríme o vzduchovej nepriezvučnosti (hovorené slovo, hudba, atď.). Pre hodnotenie schopnosti konštrukcie izolovať takýto prenos zvuku sa najčastejšie používa parameter Rw (vážená nepriezvučnosť), vyjadrený v decibeloch (dB). Čím je hodnota parametra Rw vyššia, tým lepšie dokáže konštrukcia eliminovať nežiadúci zvukový prenos.

Druhou možnosťou je šírenie zvuku nárazom na konštrukciu (údery kladivom, schôdza, atď). Vtedy hovoríme nárazovom hluku (v staršej literatúre označovanom ako krokový hluk). Pre hodnotenie schopnosti konštrukcie izolovať prenos nárazového hluku sa najčastejšie využíva parameter Ln,w (laboratórna normalizovaná hladina nárazového hluku), vyjadrená taktiež v decibeloch (dB). Tu platí, čím je hodnota tohto parametra nižšia, tým je schopnosť konštrukcie tlmiť nárazový hluk lepšia. Pre dosiahnutie dobrej zvukovej izolácie nárazového hluku sa preto v skladbách konštrukcií využíva vrstva materiálu, ktorá má nízke hodnoty tzv. dynamickej tuhosti, označovanej ako s‘ (MN/m³).

Priestorová akustika sa zase zaoberá šírením zvuku v danom priestore. Najznámejším parametrom pre hodnotenie priestoru z pohľadu priestorovej akustiky je čas dozvuku, vyjadrený v sekundách (s). Jedná sa o čas, za ktorý poklesne hladina hluku v priestore o 60 dB po prvotnom poklese 5 dB. Znamená to, že sa v posudzovanom priestore vygeneruje napríklad špecifický šum, ktorého hladina je pre posudzované oktávové pásma minimálne o 65 dB vyššia ako bežná hladina hluku v danom oktávovom pásme, počká sa kým táto hladina klesne o 5 dB a následne sa začne merať čas, kým hladina šumu klesne o potrebných 60 dB.

 

Pre ovplyvnenie času dozvuku a tým spojených aj iných parametrov priestorovej akustiky sa najčastejšie využíva inštalácia tzv. zvukovej pohltivosti α (-). Keď sa zvyšuje podiel zvukovej pohltivosti v priestore, dochádza k rýchlejšiemu útlmu zvukovej energie. Vo väčšine prípadov platí, čím nižší je čas dozvuku, je priestor vyhovujúcejší (napríklad pre verbálnu komunikáciu je ideálny čas dozvuku oko 1 s).

 

Zvuková pohltivosť sa hodnotí podľa eurokódu STN EN ISO 11 654 a dosahuje hodnoty od 0,00 (nepohlcuje zvukovú energiu vôbec a klasifikuje sa ako E) do maximálne 1,00 (úplné pohltenie zvukovej energie, klasifikované ako A). Pri kvalifikácií sa ešte určuje aj tzv. tvar pohltivosti v rámci sledovaných oktávových pásem. Najlepšie hodnotenie aké môže materiál dosiahnuť pre priemernú hodnotu súčiniteľa zvukovej pohltivosti je trieda A s tvarom L

Zvuková pohltivosť sa taktiež využíva aj pri stavebnej akustike - vzduchovej nepriezvučnosti pre utlmenie rezonančných javov v dutinách ľahkých deliacich konštrukciách. Tým sa zvýši vážená nepriezvučnosť konštrukcie Rw pri použití minerálnej izolácie o cca 4 dB. Aplikáciou minerálnej izolácie do konštrukcie sa takmer vždy zvýšia jej zvukovoizolačné vlastnosti. Navyše vykazujú takmer rovnaké vlastnosti aj po rokoch užívania (napr. kroková izolácia v podlahách).

 
Difúzia.png

Paropriepustnosť

Poaropriepustnosť môžeme zjednodušene opísať ako schopnosť materiálu dýchať. Nejedná sa však o prievzdušnosť vplyvom nárazov vetra. Jedná sa o prechod vodnej pary obsiahnutej vo vzduchu cez materiál, ktorý je spôsobený tlakovým rozdielom najčastejšie v interiéri a exteriéri budovy.

Najčastejšie sa pre kvantifikáciu udáva veličina faktor difúzneho odporu μ (-). Jedná sa o bezrozmernú pomerovú veličinu, ktorá určuje koľkokrát je daná látka menej paropripustná ako rovnako hrubá vrstva vzduchu pri rovnakej teplote.

Pre stavebné konštrukcie sa v inžinierskej praxi využíva parameter difúzny odpor a označuje sa ako Rd (m/s). Difúzny odpor závisí od hrúbky jednotlivých vrstiev stavebnej konštrukcie (napr. stena, strecha, atď.) a vypočíta sa ako podiel hrúbky vrstvy materiálu d (m) a súčiniteľa difúzie vodnej pary δ (s).

Pri správnom návrhu stavebnej konštrukcie budova tzv. lepšie "dýcha", s čím následne súvisí aj kondenzácia vodnej pary. Ak má konštrukcia, alebo materiál v konštrukcií vysokú hodnotu difúzneho odporu, tlakový rozdiel medzi interiérom a exteriérom budovy nie je dostatočný na to, aby sa vodná para pretlačila cez danú konštrukciu a môže v nej skondenzovať. Preto je smerom od interiéru do exteriéru vhodné navrhovať súvrstvia konštrukcie tak, aby parciálne difúzne odpory jednotlivých vrstiev klesali.

Výrobky na báze minerálnych vláken dosahujú veľmi nízke hodnoty faktora difúzneho odporu (1 až 3,5). Ich aplikáciou sa takmer nemení konštrukcia z hľadiska prievzdušnosti. Preto je ich vhodná inštalácia napríklad pri kontaktnom zateplení (systém ETICS) pri budovách, kde požadujeme zdravú vnútornú klímu alebo pri rekonštrukciách, kde je možné riziko zvýšenej vlhkosti v interiéri. Minerálna izolácia nepredstavuje prekážku v difúznom toku a umožňuje tak budove "dýchať". Samozrejme v prípade, že minerálna izolácia je jedinou vrstvou, ktorá oddeľuje interiér a exteriér, je nevyhnutné aplikovať zo strany interiéru parozábranu, alebo dostatočne účinnú parobrzdu (v prípade stien je vo väčšine prípadov postačujúca parobrzda samotná konštrukcia steny). Aby bol návrh tepelnej obálky správne navrhnutý, je dôležité konzultovať ho s projektantom.

 
Dosadnutie.png

Dosadnutie/dotvorenie

Dosadnutie/dotvorenie je vlastnosť tepelnoizolačného materiálu, ktorý s inštaluje najčastejšie fúkaním. Fúkaním dochádza k prevzdušneniu tepelnoizolačného materiálu, ktorý po inštalácií na určené miesto vplyvom gravitácie a hydrotermálnych cyklov zmenší svoj objem. Najčastejšie dôjde k zmene vo vertikálnom smere (zmenší sa hrúbka vrstvy). Pre výrobky na báze minerálnych vláken sa miera dosadnutia určuje podľa eurokódu EN 14064-1. Táto normu rozdeľuje dosadnutie počas predpokladanej životnosti 25 rokov do troch skupín. Prvá skupina je sadnutie menej ako 1% z celkovej hrúbky, označené ako S1 (tzv. nemerateľné dosadnutie), druhá skupina označená ako S2 zahŕňa interval od 1% do 5% a tretia skupina S3 je vyhradená pre dosadnutie od 5% do 10%.

Materiály na báze minerálnej vlny, ktoré sú súčasťou portfólia členov AVMI SK a sú určené pre aplikáciu fúkaním spadajú do triedy sadnutia S1. Jedná sa teda o tvarovo stále materiály, ktoré aj po rokoch správneho zabudovania nemenia svoje vlastnosti.

 
 
Napätie v ťahu.png

Napätie v ťahu kolmo na rovinu

Napätie kolmo na rovinu dosky je mechanický parameter, ktorý sa označuje ako TR a udáva sa v kPa. Táto vlastnosť tepelnoizolačného materiálu sa uplatňuje najmä pri výrobkoch, ktoré sú určené pre systémy kontaktného zatepľovacieho systému ETICS. Hovorí o maximálnom deklarovanom napätí, pri pôsobení ťahu (napr. sanie vetra), ktoré výrobok prenesie. Určuje sa podľa eurokódu EN 1607:2013 - 09 (72 7051).

Výrobky členov AVMI SK, ktoré sú určené pre systémy ETICS, dosahujú dostatočné hodnoty parametra TR, aby mohli byť bezpečne zabudované do týchto konštrukcií v poveternostných podmienkach Slovenskej republiky. Navyše členovia AVMI SK disponujú dimenzačným programom, vďaka ktorému vedia konkrétnu fasádu posúdiť a využiť tak plný potenciách tepelnej izolácie na báze minerálnych vláken.

Enviromentálne/ sociálne vlastnosti
Škodci.png

Odolnosť proti drevokazným škodcom, hlodavcom a hmyzu a vtákom

Jednou zo základných požiadaviek na zabudovaný materiál v konštrukcii je samozrejme jeho odolnosť a stálosť. Vďaka širokej škále živých organizmov a rastlín v našom podnebnom pásme je možné stretnúť sa s poškodeniami stavebných konštrukcií. Dôvody sú viaceré od neodbornej inštalácie až po produkt, ktorý daným vplyvom nedokáže odolať. Preto aj pri výbere vhodnej tepelnej izolácie je potrebné prihliadať na vedľajšie benefity, ktoré tepelnoizolačný materiál prináša.

 

Pri použití izolácie z minerálnych vláken sa predchádza degradáciám hubami a plesňami tepelnoizolačného materiálu bez pridávanie podporných chemických odpudzovačov, insekticídov alebo spomaľovačov horenia. Taktiež pri aplikácií kontaktného zatepľovacieho systému ETICS s izoláciou na báze minerálnej vlny nedochádza k poškodzovaniu fasádneho systému vplyvom vtáctva.

 
Nezávadnosť.png

Zdravotná nezávadnosť a kvalita

Splnenie zdravotnej nezávažnosti je pri tvorbe zdravých budov nevyhnutnou požiadavkou. Preto je dôležité pri výbere stavebných materiálov prihliadať aj na stálosť po zabudovaní počas životnosti konštrukcie. Mnohé stavebné materiály obsahujú chemické látky, ktoré sa následne uvoľňujú pôsobením atmosférických vplyvov, rozkladajú pri vystavení UV žiareniu atď. Následne dochádza k vdýchnutiu, alebo požitiu  uvoľnených častíc, ktoré môžu ovplyvňovať nie len fyzické zdravie ale aj psychickú kondíciu.

Minerálna izolácia je prírodný materiál na báze kameňa alebo skla, ktorého vlákna majú veľmi nízku biologickú životaschopnosť po ich oddelení od celistvého materiálu. Z roho vyplýva, že sa v prípade ich vdýchnutia do organizmu rýchlo rozpadávajú a následne sú vylúčene von. Navyše minerálna izolácia nepodlieha ani rozkladu vplyvom ultrafialového žiarenia, takže nevytvára nežiadúce výpary. Vďaka týmto vlastnostiam sú výrobky z minerálnej izolácie členov AVMI SK, nositeľmi certifikátu RAL alebo EUCEB.

 
Recyklát.png

Ekologickosť a recyklovateľnosť

V dnešnej dobe je otázka udržateľnosti veľmi diskutovanou témou. Je potrebné myslieť nie len na zabudovanie a funkčnosť materiálu počas používania konštrukcie, ale aj na to, ako znova materiál využiť po skončení životného cyklu. Prvou fázou využitia materiálu bola tzv. idea "od kolísky po hrob", kedy sa uvažovalo ako nepotrebný materiál ekologicky zlikvidovať. Dnes sa začína životnosť materiálov posudzovať pomocou idey "od kolísky po kolísku", čo znamená, ako po skončení životnosti konštrukcie znova využiť použitý materiál, v čo najmenšej miere ho upravovať, poprílade likvidovať jeho časť.

 

Nakoľko je minerálna izolácia tvorená roztaveným kameňom alebo sklom, je úplne recyklovateľná v celom svojom rozsahu a pomáha tak znižovať environmentálnu záťaž. Samotný recyklát sa do výroby nových výrobkov v určitom percentuálnom zastúpení znova pridáva. Minerálnu izoláciu nie je problém demontovať či už z konštrukcie šikmých alebo plochých striech, prevetrávaných fasád, alebo podláh, pretože je pri správnom návrhu konštrukcie vždy chránená separačnými vrstvami, ktoré ju chránia počas jej životnosti v konštrukcií, alebo oddeľujú určité stavebné procesy (napr. ochrana krokovej izolácie pomocou PE fólie pri mokrom procese výstavby poteru).

 
Cena.png

Cena

Pri každom projekte, či sa jedná o súkromný alebo developerský projekt je cena určujúcou okrajovou podmienkou, ktorá ovplyvňuje výslednú realizáciu aj po kvalitatívnej stránke. Dôležité je si uvedomiť, že pri výbere izolačných materiálov je vždy potrebné porovnávať výslednú cenu za zhotovenie konštrukcie vrátane materiálov.

Pri minerálnej izolácií sa môže zdať prvotný rozdiel v cene za materiál vyšší, ale pri porovnaní výslednej realizácie často zistíme, že výsledná cena nie je signifikantne vyššia ako pri aplikácií alternatívneho produktu na inej materiálovej báze. Navyše investor okrem primárnej funkcie, pre ktorý bol materiál na báze minerálnych vláken zvolený, získava aj mnoho ďalších sekundárnych výhod, za ktoré by si musel v prípade iných materiál priplatiť.

 
Jednoduchosť.png

Náročnosť inštalácie

Jednoduchá inštalácia materiálu je dôležitá nie len kvôli rýchlej práci, ale aj pracovnej náročnosti. Mnoho staviteľov hlavne rodinných pristupuje pri výstavbe svojpomocne. Preto je výber materiálu pre konštrukciu, ktorý si vie staviteľ zabudovať sám, dôležitým faktorom. Šetria sa tým náklady na zhotovenie a urýchľuje sa aj samotná výstavba, pretože staviteľ nie je viazaný na termíny subdodávateľov.

Zabudovanie minerálnej izolácie vo forme dosiek, alebo rún či rohoží je veľmi jednoduché a zvládne ju každý realizátor, aj keď s ňou ešte praktické skúsenosti nemá. Minerálna izolácia je ľahko opracovateľná a prispôsobí sa tvaru konštrukcie. Nie je reaktívna so žiadnym stavebným materiálov, takže aj laik si môže dovoliť jej inštaláciu bez dodatočných vedomostí o spolupôsobení jednotlivých materiálov v konštrukcií. Jej aplikáciou sa nemenia žiadne vlastnosti konštrukcie v negatívnom slova zmysle, nezhoršuje akustické vlastnosti, požiarnu odolnosť ani paropriepustnosť. Je preto vhodná ako pri rekonštrukciách tak aj novostavbách.