Jaké benefity přináší provozním střešním plášťům parotěsná a nenasákavá tepelná izolace FOAMGLAS®?
Tepelná izolace je zpravidla mechanicky nejslabším článkem střešního souvrství. Ještě ve zvýšené míře to platí o tepelných izolacích v provozních střešních pláštích. Vedle rizika mechanického selhání v tlaku může u tepelných izolací těchto střech docházet k výraznému zhoršování jejich tepelně izolačních vlastností v čase, aniž by s tím bylo předem počítáno.
Tepelněizolační vlastnosti se zhoršují nejen přítomností nakondenzované vlhkosti (neboť u provozních střech je prakticky nulová možnost odparu vodní páry i v letním období), ale také například díky stlačení tepelně izolační vrstvy.
V tomto ohledu je unikátní tepelná izolace z parotěsného a nestlačitelného deskového pěnového skla FOAMGLAS®, které si zachovává konstantní izolační vlastnosti za všech okolností a po celou dobu životnosti střešního pláště zatíženého libovolným provozem.
1 Pěnové sklo FOAMGLAS®
FOAMGLAS® je deskový tepelně izolační materiál na bázi pěnového skla, který se svými vlastnostmi výrazně odlišuje od ostatních tepelných izolací. Svoji výjimečnost získává díky vysoce kvalitní surovině (nově vyráběnému sklu, ze 60 % z vybraného skelného recyklátu) a 70 letům vývoje technologie výroby. Svojí nízkou tepelnou vodivostí ( ≤ 0,036 až 0,050 W/m.K, dle typu) se řadí mezi kvalitní tepelné izolace, unikátní jsou však jeho doplňkové vlastnosti. Pěnové sklo FOAMGLAS® je současně:
• zcela parotěsné ≈ ∞ – je neprodyšné pro všechny plyny včetně vodní páry
• zcela nenasákavé – nenavlhá ani vlivem difúze a kondenzace vodní páry
• zcela nehořlavé – třída A1 dle ČSN, nevyvíjí kouř ani toxické spaliny
• extrémně únosné – pevnost v tlaku mezi 0,6 až 2,8 Mpa, zcela bez stlačení
• velmi odolné – odolává všem biologickým škůdcům i většině chemikálií
• efektivní – vlastnosti izolace FOAMGLAS® se nemění, její životnost přesahuje 50 let
• ekologické – FOAMGLAS® nezatěžuje životní prostředí při výrobě, použití v konstrukci ani po skončení životnosti. Lze jej velmi snadno a účelně recyklovat.
Vzhledem k těmto výrazným odlišnostem od běžných tepelných izolací (které patří většinou mezi velmi pozitivní vlastnosti) je FOAMGLAS® používaný ve speciálních konstrukčních systémech jak ve střechách, podlahách, tak i pro vnitřní zateplení konstrukcí. V plochých střechách se pěnové sklo FOAMGLAS® používá vždy v tzv. jednoplášťové kompaktní skladbě, kterou lze navíc doplnit i o další vrstvy pro užitkové střechy. Přehled využití izolace FOAMGLAS® v různých skupinách stavebních konstrukcí naleznete na www.foamglas.cz v sekci Konstrukční řešení.
2 Pevnost v tlaku a nestlačitelnost – klíčové vlastnosti pro provozní střechy
Pevnost v tlaku tepelných izolací se testuje a deklaruje podle normy ČSN EN 826. V této normě je deskám z pěnového skla explicitně věnována příloha A, která popisuje především přípravu vzorků před samotným testem. Oba ložné líce desky pěnového skla je nutné opatřit vrstvou asfaltu AOSI o síle 1,5 kg/m2 nanášenou za horka a do ní nalepenou vrstvou papíru (papír chrání před přilepením vzorku k lisu). Tato povrchová úprava zabrání drcení křehkých povrchových stěn skleněných buněk a zajišťuje roznesení tlaku do prostorové buněčné struktury pěnoskla. A stejně tak – s asfaltovou (nebo podobnou) roznášecí vrstvou na obou zatížených plochách – je nutné ukládat desky pěnového skla ve všech typech konstrukcí, které budou zatížené tlakem a vyžadují extrémní pevnost a tuhost této tepelné izolace.
Pevnost v tlaku se u tepelných izolací standardně deklaruje pro dva stavy: stlačení vzorku o 2 % a stlačení vzorku o 10 %. Zatímco hodnota při stlačení o 2 % se používá při statických výpočtech, hodnota při stlačení o 10 % je pro stavební praxi nepoužitelná a slouží prakticky jen k „pevnostnímu označení typu“ izolace. Každý statik však musí posoudit, zda je pro jeho konstrukci přijatelné stlačení tepelné izolace o „pouhá“ 2 %, což reálně reprezentuje pohyb (nebo např. průhyb) o několik milimetrů. Takto velká stlačení izolačních vrstev vyžadují velmi vysoké vyztužení navazujících betonových desek, nebo v nich dochází ke vzniku trhlin.
U desek z pěnového skla, které jsou reálně nestlačitelné, se měří pouze jedna hodnota pevnosti v tlaku, a to při jejich porušení, ke kterému však dochází při zanedbatelném stlačení. Ze statického hlediska jsou proto tyto pevnosti nesrovnatelně vyšší, než pevnosti tepelných izolací v tlaku při stlačení 2 %. Správně uložené desky z pěnového skla (viz EN 826 příloha A) zajišťují vedle požadované únosnosti také stabilitu všech vrstev na nich spočívajících.
Ale i mezi typy desek izolace z pěnového skla může při popisování jejich pevnosti v tlaku docházet k (někdy záměrně) chybné deklaraci. Velmi podstatné je přesné pojmenování pevnosti v tlaku, tj. jestli je uvedena pevnost jako průměrná nebo zaručená. To závisí především na dvou faktorech – použité surovině k výrobě a úrovni systému kvality daného výrobce. Tj. pokud se některé typy desek z pěnového skla vyrábí přímo ze 100% recyklovaného skla, tak u této suroviny není nikdy zcela konstantní složení (respektive konstantní kvalita), a proto ani desky nemohou mít konstantní vlastnosti. Proto jsou u nich deklarovány hodnoty průměrné pevnosti, což vyžaduje použití mnohem vyššího bezpečnostního koeficientu ve výpočtech. Pěnové sklo vyráběné přímo z recyklovaného skla proto ani nemůže splňovat vyšší úrovně systémů kvality (např. Key Mark).
Pro výrobu pěnového skla FOAMGLAS® se používá výhradně nově vyrobené sklo (surovinou je 60 % selektovaného recyklátu z automobilových skel a 40 % minerálních sklářských aditiv), které má zcela konstantní kvalitu a proto jsou i hodnoty pevností v tlaku této izolace zaručené, neboli deklarované jako „vyšší nebo rovno než“.
Absolutní pevnostní špičkou jsou pak speciální typy pěnového skla FOAMGLAS®, jejichž pevnost bez stlačení přesahuje 2,75 MPa, což reprezentuje pro tepelné izolace naprosto nepředstavitelných 275 tun/m2.
Ale pozor! Stavba není laboratoř a v žádné z aplikací nelze nikdy počítat přímo s deklarovanými pevnostmi pěnového skla. Ve výpočtech je nutné vždy zohlednit možné riziko, že některá z desek nebude na 100 % plochy přilepená k podkladu. Všechny faktory aplikace a dalších souvisejících okolností (např. otřesy, vibrace apod.) se do výpočtů zavádějí pomocí bezpečnostního koeficientu, který deklarovanou pevnost desek pěnového skla poměrně výrazně snižuje. Pro běžné pojížděné konstrukce je doporučená hodnota bezpečnostního koeficientu 3,0. Pro náročnější aplikace (například založení nádrží na vrstvě izolace FOAMGLAS®) tato hodnota může přesáhnout i 6,0 – zejména pokud se staví v seizmicky aktivních oblastech.
Tj. pokud do výpočtu pojížděné vozovky zavedeme místo deklarované pevnosti v tlaku 1,6 MPa (materiál FOAMGLAS® F) po redukci bezpečnostním koeficientem 3,0 výpočtovou pevnost „pouhých“ 0,53 MPa, získáme výpočtem návrh zcela bezpečné vozovky, která vydrží i v případě, kdy by bylo pěnové sklo lokálně podlepené pouze z 1/3 plochy. Ale pevnost desek pěnového skla se nám tímto nesnížila na třetinu. V absolutní většině plochy střechy bude vozovka až trojnásobně předimenzována = bezpečnější. Ale navržená je správně – na teoreticky nejhorší možný lokální případ.
3 Do jaké míry jsou konstantní izolační vlastnosti tepelných izolací v provozních střechách?
Hodnota součinitele tepelné vodivosti (a tím komplexní izolační vlastnosti) tepelných izolací v provozních střechách se může v čase měnit (oproti hodnotám deklarovaným před zabudováním vždy pouze ZHORŠOVAT), především v závislosti na vlhkosti izolace a jejím stlačení. Pokud je stlačitelná tepelná izolace zatížená (to je v provozních střechách vždy), dojde k jejímu stlačení a tím logicky i k mírnému zhoršení izolačních vlastostí. Mnohem výraznější pokles izolačních vlastostí však způsobuje přítomnost vlhkosti v tepelné izolaci. U provozních střech (ve kterých je vždy tepelná izolace a hydroizolace skrytá pod provozním souvrstvím) nedochází k odparu zkondenzované vodní páry v takové míře, jako je tomu u běžných střech, které jsou v letním období osluněny. V řadě případů nedochází k prakticky vůbec žádnému odparu vlhkosti a jakýkoli kondenzát ve střešním plášti se kumuluje a iteračně zhoršuje izolační vlastnosti tepelné izolace, potažmo celé střechy.
Další z unikátních vlastností pěnového skla FOAMGLAS® je jeho 100 % parotěsnost a nenasákavost. Parotěsné desky slepené asfaltem (tzv. kompaktní skladba FOAMGLAS®) vytváří ve střeše vrstvu tepelné izolace, která současně tvoří dokonalou parotěsnou zábranu. U kompaktní skladby o tloušťce pár decimetrů je ekvivalentní tloušťka vzduchové mezery v řádu desítek kilometrů, tedy řádově více, než u nejkvalitnějších membránových parozábran.
Proto je parotěsná kompaktní skladba FOAMGLAS® jediným izolačním systémem, který umožňuje vytvořit provozní střechu tak, aby její tepelně izolační parametry byly dlouhodobě a za všech okolností konstantní. To platí i pro případy, kdy je provozní střecha nad vlhkým nebo mokrým prostředím a její difúzní namáhání je extrémně vysoké. Platí to i pro střechy nad studenými a vlhkými provozy (vodárenství), kdy je střecha namáhaná obousměrnou (střídavou) difúzí vodní páry. Za všech okolností suchá tepelná izolace z desek FOAMGLAS® je velkým bonusem především u vegetačních střech, u kterých minimalizuje snahu kořenů zarůstat do tepelné izolace pro vlhkost.
4 Má tepelná izolace vliv na hydroizolační bezpečnost provozních střech?
V porovnání se všemi ostatními tepelnými izolacemi mají parotěsné a zcela nenasákavé desky z pěnového skla (uložené v kompaktní skladbě do asfaltu v kombinaci s celoplošně natavenými asfaltovými pásy) jako jediné schopnost zvýšit hydroizolační bezpečnost střechy. I v případě lokálního selhání hydroizolace se vlhkost vniklá do střešního pláště místem poruchy nemá možnost dále ve skladbě volně šířit. Porucha se vlivem mrazových cyklů velmi pomalu šíří vrstvou pěnového skla směrem dolů a do šířky (cca 2 mm za mrazový cyklus) a po objevení drobného zatečení do interiéru je možné poruchu přesně nalézt a snadno opravit. Právě to, že poruchu lze přesně lokalizovat podle místa zatékání, je velmi důležité pro všechny typy provozních střech.
Proto i Směrnice ČHIS 01 v tabulce 9: Přehled obvyklých konstrukčních principů hydroizolačních konstrukcí uvádí systém H 3.5.: „kompaktní skladba s tepelnou izolací z pěnového skla“ jako nejspolehlivější z více konstrukcí hydroizolačně spolupůsobících omezením šíření vody mezi sebou.
V případě, že potřebujete konzultovat návrh desek z pěnového skla do zatížených konstrukcí, neváhejte se obrátit na bezplatný technický servis výrobce izolace FOAMGLAS® na www.foamglas.cz nebo konzultace@foamglas.cz. S navrhováním zatížených izolací z pěnového skla máme více než 50 let zkušeností a ze všech výše vyjmenovaných kategorií staveb řadu bezchybně fungujících referencí.
