Tepelně izolační vlastnosti izolačních materiálů a jejich porovnání

Jednou ze základních vlastností tepelně-izolačních materiálů je difuzní odpor (označuje se μ) a také to, že mají velmi malou schopnost vodit teplo. Tuto schopnost popisujeme prostřednictvím součinitele tepelné vodivosti, který se označuje písmenem λ (lambda). Čím je menší λ, tím lepší tepelně-izolační vlastnosti daný materiál má.

Pěnové izolační materiály

Pěnové izolační materiály se vyznačují zvláštní strukturou – vzduch je v nich uzavřen v malých komorách v nichž téměř vůbec nedochází k přenosu tepla prostřednictvím proudění vzduchu. Součinitel tepelné vodivosti je v nich proto nízký, pohybuje se kolem 0,03 až 0,04 W / (mK) a pěnové izolační materiály se proto staly velmi oblíbeným zateplovacím materiálem.

Pěnový polystyren – EPS

λ = 0,035 – 0,040 W / (m. K)

Pěnový polystyren je velmi lehká a pevná látka, která se vyrábí polymerizací styrenu. Styren se pro průmyslové účely získává z ropy, jedná se tedy o nepříliš ekologický materiál, což je zřejmě i jeho největší negativum. Kromě toho je to materiál difúzně uzavřený, nedá se tedy použít ve všech typech konstrukcí (například není příliš vhodný pro starší domy s vyšší vlhkostí). Nevýhodou pěnového polystyrenu je, že vyšší teplotu snáší jen omezeně, což je problém především v případě, že se při zateplování fasády použije tmavší barva.

Velmi příznivá cena předurčila pěnový polystyren k tomu, aby se stal nejčastěji používaným tepelně izolačním materiálem. Jeho výhodou je snadná zpracovatelnost a nízká hmotnost, proto je manipulace s ním poměrně jednoduchá. Pěnový polystyren vykazuje velkou tuhost v tangenciálním směru (např. v porovnání s minerální vlnou), určitým rizikem je na druhé straně menší odolnost vůči vlhkosti a tlaku.

Šedý polystyren

λ = 0,033 W / (m. K)

Novějším typem pěnového polystyrenu je tzv. „šedý polystyren“, který má přibližně o 20-25% lepší izolační účinky než běžný polystyren. Tento typ polystyrenu s přídavkem grafitu je ale na druhé straně o něco dražší a je nutné ho instalovat ve stínu, protože hrozí riziko popraskání fasády pod vlivem tepelné roztažnosti.

Extrudovaný polystyren

λ = zhruba 0,034 W / (m. K)

Za extrudovaný polystyren si ve srovnání s pěnovým sice o něco připlatíte, poskytne vám ale lepší vlastnosti. Nehrozí při něm například riziko nasákavosti, protože má uzavřené póry. Díky tomu se může bez problémů použít na izolaci soklu a dalších míst, kde je dlouhodobě schopen odolávat kontaktu s vodou. Extrudovaný polystyren má také velmi dlouhou životnost a má kvalitní mechanické vlastnosti (odolnost vůči tlaku).

Pěnový polyuretan PUR

λ = zhruba 0,030 W / (m. K)

Pěnový polyuretan PUR je další z řady izolačních materiálů, který se vyrábí z ropy. Jeho tepelněizolační vlastnosti jsou velmi příznivé, součinitel tepelné vodivosti se pohybuje okolo 0,023 – 0,032 W / (m. K) a jeho výhodou je velká odolnost vůči nízkým i vysokým teplotám (od -50 °C až po 130 °C). Polyuretan koupíte buď ve formě tuhých desek, nebo ve formě polyuretanové pěny, která se vytvoří smícháním dvou komponentů a aplikuje se přímo na stavbě. Nevýhodou pěnového polyuretanu je citlivost na UV záření, je proto třeba ho zajistit ochranným nátěrem (to se samozřejmě netýká jen PUR, ale i polystyrenu).

Pěnové sklo

λ = 0,041 do 0,048 W / (m. K)

Jedním z novějších izolačních materiálů je pěnové sklo. Vyznačuje se parotěsností, nenasákavostí, nehořlavostí a velkou tlakovou únosností, což přispívá k jeho využívání např. při izolaci základů či plochých střech. Dalším plusem pěnového skla je jeho ekologický původ – vyrábí se z mletého, často recyklovaného skla, které se napěňuje pomocí oxidu uhličitého. Součinitel tepelné vodivosti pěnového skla je od 0,041 do 0,048 W / (m. K), jeho granulát do základů v suchém stavu má výpočetní hodnotu 0,08 W / (m. K).

K pozitivům pěnového skla patří, že jde o materiál s dlouhou životností a odolností vůči organickým rozpouštědlům. Tepelnou izolaci z pěnového skla můžete koupit buď jako štěrk, desky (pro eliminaci tepelných mostů na základech a napojení stěn) nebo jiné stavební prvky. Tento zajímavý ekologický materiál, který v minulosti možná někdy odradil svou vyšší cenou se dnes už vyrábí i u nás a jeho výroba není tak drahá. Své využití našlo pěnové sklo nejčastěji např. na základech (zde se dává ve vrstvě 0,5 m).

Přehled vlastností pěnových izolačních materiálů v tabulce

Minerální izolační materiály

Skelná vlna

λ = 0,032 – 0,05 W / (m. K)

Skelná vlna je jedním z minerálních izolačních materiálů. Ty se vyrábějí tavením hornin, v tomto případě z křemíku, ke kterému se přidávají příměsi. Výhodou skelné vlny je nízký difúzní odpor, což znamená, že izolace je vysoce paropropustná. Díky tomu může dům dýchat a vlhkost ze stěn má možnost se odpařovat. Součinitel tepelné vodivosti skelné vlny je zhruba 0,032 – 0,05 W / (m. K). Skelná vlna je vhodná například na izolaci fasád, oken, nebo střech.

Ani skelná vlna nemá pouze klady. Jedním z jejích negativ je např. poměrně velká nasákavost, což znemožňuje její využití ve vlhkých místech. Obecně známým faktem je také nutnost používat ochranné pomůcky při manipulaci se skleněnou vlnou, protože její vlákna mohou způsobit při poranění kůže záněty a navíc hrozí také riziko jejího vdechnutí.

Minerální vlna

λ = zhruba 0,035 – 0,042 W / (m. K)

Minerální a skelná vlna jsou produkty s velmi podobnými vlastnostmi, liší se především prvotní surovinou pro výrobu. V případě minerální vlny je to čedič. Podobně jako skelná vlna není ani minerální vlna vhodná na vlhká místa, protože se vyznačuje vysokou nasákavostí. Své využití často nachází při izolaci fasád, kolem oken, izolaci střech, jestli všude tam, kde je potřebný nehořlavý izolační materiál. Příznivou vlastností tohoto materiálu je i malá tepelná roztažnost, díky níž nemohou ani významnější teplotní změny způsobit praskání fasády.

Přehled vlastností minerálních izolačních materiálů v tabulce

Alternativní izolační materiály

Dřevovláknitá izolace

λ = 0,038- 0,05 W / (m. K)

Dřevovláknité desky jsou oblíbené nejen pro své tepelněizolační vlastnosti (součinitel tepelné vodivosti 0,038-0,05 W / mK), ale také díky svému ekologickému původu. Vyrábějí se z obnovitelných zdrojů – krátkých jemných vláken měkkého dřeva ak tomu se přidávají vodoodpudivé látky a smůla. Výsledným produktem jsou izolační desky, běžně dodávané v tloušťkách 6 až 200 mm.
Izolační dřevovláknité desky se vyznačují schopností propouštět vodní páru, což je vítané především v difúzně otevřených konstrukcích (např. dřevostavby). Mají také dobrou schopnost zvukové izolace a schopnost kumulovat tepelnou energii. Díky tomu je pak vnitřní teplota v interiéru méně závislá na vnějších změnách.

Konopí

λ = 0,035 – 0,050 W / (m. K)

Jedním ze zajímavých alternativních izolačních materiálů je konopí. Součinitel tepelné vodivosti izolačních desek z konopí se pohybuje mezi 0,035 – 0,050 W / (m. K) v závislosti na objemové hmotnosti. Podobně jako u dřevovláknité izolaci, konopné desky dobře propouštějí vodu a aby vykazovaly větší ohnivzdornost kombinují se s retardéry hoření. Jako tepelná izolace se konopí využívá např. při izolaci střech, stěn, či akustické izolaci podlah.

Sláma

λ = 0,052 – 0,08 W / (m. K)
Tepelněizolační vlastnosti prověřené staletími má další z řady alternativních izolačních materiálů – sláma. Součinitel tepelné vodivosti se při slámové izolaci pohybuje kolem 0,052 – 0,08 W / mK (přičemž záleží, zda jsou vlákna uspořádány kolmo nebo podélně). Kromě toho je součinitel také z velké části ovlivněn prouděním vzduchu uvnitř balíku. Aby bylo proudění vzduchu menší, vkládají se do balíku pruhy papíru, které proudění přeruší a lambda je díky tomu vyšší.

Balíky které se používají nejčastěji na izolaci stěn by měly mít objemovou hmotnost přibližně 90 kg / m3 – jedná se o speciální lisované balíky určené na zateplování, v některých případech dokonce se využívají i jako samonosná konstrukce. Při slámové izolaci ale počítejte s větším množstvím práce – její aplikace je náročnější. Na druhé straně pozitivem této izolace je její příznivá cena.

Ovčí vlna

λ = zhruba 0,04 W / (m. K)

Čistá ekologická a zdravotně neškodná tepelná a akustická izolace je ovčí vlna. Vlákno ovčí vlny je velmi trvanlivé a tento typ izolace je vhodný i do různě tvarovaných míst a prostor, kterým se díky pružnosti dokáže vlna přizpůsobit. Zajímavou vlastností izolace z ovčí vlny je její schopnost vázat na sebe vlhkost, kterou následně uvolňuje do vzduchu podle aktuální vlhkosti interiéru.

Izolace z ovčí vlny musí být ošetřena látkami, které zajišťují její odolnost vůči hmyzu, plísním, a zvyšují její požární odolnost (rizikem nekvalitně zpracované ovčí vlny je nepříjemný zápach). Zpracovává se buď do formy měkkých izolačních desek, přičemž jejich objemová hmotnost se pohybuje kolem 20 až 25 kg / m3. Druhá forma – izolační rohože – má objemovou hmotnost zhruba od 12 kg / m3 a součinitel tepelné vodivosti okolo 0,04 W / (m. K).

Přehled vlastností alternativních izolačních materiálů v tabulce

Další tepelné-izolační materiály

Celulózová izolace

λ = zhruba 0,04 W / (m. K)

Stále oblíbenějším izolačním materiálem vyráběným recyklací novinového papíru představuje celulózová izolace. Ta poskytuje tak tepelnou, tak zvukovou ochranu a využívá se nejčastěji pro stropní konstrukce. Díky své jednoduché aplikaci – foukáním – je ale vhodná i do dalších těžko dostupných míst, které je třeba zateplit. Celulózová izolace je v poslední době oblíbená především v dřevostavbách, kde se jí objemová hmotnost pohybuje okolo 35 – 45 kg / m3. Součinitel tepelné vodivosti celulózové izolace je přibližně 0,04 W / (m. K).

Expandovaný perlit

λ = zhruba 0,04 W / (m. K)

Expandovaný perlit je lehká pórovitá látka, která se vyrábí z křemičitanu hlinitého, látky sopečného původu. Perlit má velmi kvalitní tepelněizolační i akustické vlastnosti při poměrně nízké objemové hmotnosti, je nehořlavý a odolný vůči vlhkosti, mikroorganismům a plísním. Jako izolant se perlit používá pro izolaci podlah, zda pro výrobu tepelněizolační malty a omítky. Součinitel tepelné vodivosti perlitu je přibližně 0,04 W / (m. K).

Vakuová izolace – VIP

λ = 0,006 – 0,008 W / (m. K)

Vakuová izolace se objevuje v podobě vakuových izolačních panelů, které můžete najít pod zkratkou VIP. Vnitřní strukturu panelů tvoří částice oxidu křemičitého, zvenku je materiál uzavřen ve vzduchotěsném obalu vytvořeném z fólie. Tento mechanicky tuhý obal umožňuje manipulaci, nesmí však být narušen, jinak materiál ztrácí své izolační vlastnosti.
Tloušťka VIP se pohybuje od 2 do 8 cm a desky se vyznačují mimořádně výbornými tepelněizolačními vlastnostmi. Součinitel tepelné vodivosti se pohybuje kolem 0,006 - 0,008 W / (m. K), což představuje desetkrát lepší izolační schopnost, než jakou nabízí většina běžných izolantů. Velký potenciál má vakuová izolace při řešení problematických detailů, např. Při těsnění oken, dveří, nebo při rekonstrukci do podlah. Všechny přednosti vakuové izolace na druhé straně vyvažuje její poměrně vysoká cena.

Přehled vlastností dalších izolačních materiálů v tabulce