Materiály na zateplenie fasád

O užitočnosti zateplenia v období, keď platby za energie spotrebujú značnú časť rodinného rozpočtu, netreba asi nikoho presviedčať. Zatepľovať jednoducho treba. Nie je však zateplenie ako zateplenie. Na trhu sú aj produkty, ktoré predstavujú špičku techniky zatepľovania. Na správne uplatnenie ich odborníci zoskupili do zatepľovacích systémov vhodných na rozmanité prípady zatepľovania.

Galéria

Prečo zatepľovať
Cieľom zateplenia budovy je výrazne znížiť spotrebu energie na vykurovanie objektu prostredníctvom zamedzenia tepelných strát cez obvodový plášť. Výsledok obnovy bytového domu má aj estetický kontext. Aj pri rozmanitom vkuse a estetických požiadavkách obyvateľstva každý dobre obnovený bytový dom prináša nové estetické hodnoty. V nich sa odráža aj úroveň starostlivosti o vlastný majetok.

V súčasnosti rastú požiadavky na čoraz dokonalejšie izolácie vonkajšieho plášťa budov (strechy, podlahy, steny, výplne otvorov). Zvýšené nároky sa uplatnili i v normách. V STN 730540-2 (2002) sa udáva, že predpísaný tepelný odpor obvodových stien RN musí byť pri rekonštruovaných budovách rovný resp. väčší ako 2 m2.K.W-1. V tejto norme sa pre novostavby odporúča hodnota RN väčšia resp. rovná ako 3 m2.K.W-1, čo je hodnota, ktorú bežné konštrukcie (postavené zo štandardne vyrábaných najnovších murovacích materiálov) nie sú schopné dosiahnuť.

Termická sanácia
Obnovou domu sa rieši komplexný problém, ktorý má ekonomický, spoločenský a technický aspekt. Z technického hľadiska pozostáva z viacerých zásahov – výmeny okien, vyváženia vykurovacieho systému, zateplenia strešného plášťa a zateplenia obvodového plášťa – termickej sanácie. Termická sanácia sa začína návrhom optimálneho spôsobu zateplenia a výberom zatepľovacieho systému, výberom dobrej realizačnej firmy, od ktorej očakávame kvalitnú realizáciu, samotnou realizáciou a kontrolou kvality počas realizácie a končí sa poskytnutím dlhodobej záruky.

Tepelné mosty
Pri dosiahnutí optimálneho výsledku zateplenia zohráva významnú úlohu aj eliminácia tepelných mostov. Tepelné mosty (miesta so zvýšeným prechodom tepla, spravidla nedostatočne tepelne izolované) totiž dokážu výrazne znepríjemniť život v interiéri. Ich existencia vedie v zime k ochladzovaniu povrchu steny v interiéri, ku kondenzácii vodných pár a následne často aj k vzniku plesní, najmä v oblasti tepelných mostov.
Najvhodnejšie je eliminovať vznik tepelných mostov už pri návrhu konštrukcie, nie vždy je to však možné. Detaily kvalitných zatepľovacích systémov pri správnej realizácii eliminujú všetky tepelné mosty. Je preto dôležité rozhodnúť sa nielen pre správny zatepľovací systém, ale aj pre realizačnú firmu, ktorá má dostatočné skúsenosti so zatepľovaním, a svoju prácu odvedie tak, aby viedla k očakávanému výsledku.

Tepelné izolanty
V súčasnosti sa v stavebníctve využíva najmä polystyrén a minerálna vlna. Ostané druhy izolácii sú zastúpené v menšej miere, najmä pre vyššiu cenu. Na zateplenie obvodových sa stien používa napríklad vynikajúci izolant, ako je polyuretán (λ = 0,02 až 0,035 W/m . K) alebo penové sklo (λ = 0,04 W/m . K).

Minerálna vlna
Rozlišujeme sklenú a kamennú, resp. čadičovú vlnu. Obidve sú ideálnym tepelno-, požiarno- a zvukovoizolačným materiálom. Tepelná izolácia z minerálnej vlny je zaradená do najbezpečnejšej nehorľavej triedy A1.

Sklená vlna je ľahká, mäkká a trvalo elastická. Väčšinou sa predáva zrolovaná a stlačená na jednu tretinu svojho objemu. Kamenná vlna má v porovnaní so sklenou dvoj- až desaťnásobne väčšiu hustotu a je tvrdšia. Kamennú vlnu vďaka jej odolnosti proti tlaku možno použiť aj na zaťažovanú izoláciu – lisované dosky. Súčiniteľ tepelnej vodivosti minerálnovláknitých materiálov je 0,034 až 0,076 W/m . K (závisí od konkrétneho výrobku). Materiály sú v celom priereze hydrofobizované, t. j. odpudzujú vodu. Ak sa voda dostane na povrch dosiek, zostane na ňom alebo stečie. Dosky majú minimálnu nasiakavosť. Rohože nie sú tvarovo stále, ale dosky z kamennej vlny nemenia svoj tvar a objem ani po 50 rokoch. Štruktúra minerálnej vlny zaručuje vysokú priepustnosť vodnej pary.

Polystyrén
Expandovaný polystyrén (EPS) je bežne známy biely materiál, ktorý dobre chráni budovu pred chladom a teplom. Bežný fasádny polytyrén (EPS) má tepelnú vodivosť λ (lambda) 0,036 až 0,039 W/m . K (keď hrúbku polystyrénu v metroch vydelíme týmto číslom, dostaneme tepelný odpor konkrétnej dosky). Každý balík polystyrénu musí podľa STN EN 13 163 obsahovať priložený leták s uvedením výrobcu, typu a ďalších povinných informácií. Na zateplenie fasády kontaktným zatepľovacím systémom (ETICS = external thermal insulation compound systems) by sme mali používať známy (biely) expandovaný stabilizovaný polystyrén s objemovou hmotnosťou 14 – 20 kg/m3. Polystyrén je výborný tepelnoizolačný materiál. Má však horšiu difúziu (priepustnosť) vodnej pary cez stenovú konštrukciu. Nemožno ho použiť v prostredí, kde by teplota mohla vystúpiť nad 70 °C.

Extrudovaný polystyrén (XPS) má uzavretú bunkovú štruktúru , vďaka ktorej disponuje vynikajúcimi vlastnosťami (je takmer nenasiakavý a veľmi pevný). Jeho súčiniteľ tepelnej vodivosti je 0,032 – 0,038 W/m . K. Priepustnosť vodnej pary je veľmi nízka. Používa sa aj na zateplenie stien pod úrovňou terénu, kde nájde uplatnenie aj tzv. perimeter – lisovaný polystyrén EPS.
Polystyrén s grafitom

Na trhu sa nedávno objavil nový sivý polystyrén, ktorý má o 20 percent lepšie tepelné vlastnosti ako bežný polystyrén (EPS). Jednou z ciest, ako vytvoriť dokonalý tepelný izolant, je minimalizovať v ňom šírenie tepla. Novým spôsobom sa šírenie tepla minimalizuje znižovaním priepustnosti tepelného žiarenia cez polystyrén. Tvorí 30 až 40 % energie z celkového množstva tepla, ktoré izolantom prejde. Pritom je potrebné zabrániť najmä vyžarovaniu zložky s dĺžkou vlny 9,85 μm, ktorá prevažuje pri teplote 21 °C. Umožňuje to stopová prísada grafitu, ktorý je jemne rozomletý na nanometrické častice. Vďaka nanotechnológii je možné vytvoriť jemné častice grafitu a súčasne zaistiť ich rozmiestnenie vo vzdialenosti do 10 μm od seba tak, aby sa navzájom nedotýkali. S bežne rozomletým grafitom je to nerealizovateľné. Membrána polystyrénovej expandovanej bunky je pre tepelné žiarenie s dĺžkou vlny okolo 10 μm nepriestupná (podobne ako kovová sieťka priehľadných dvierok mikrovlnnej rúry s milimetrovými okami pre mikrovlnu dĺžky 12,5 cm). Nanočastice grafitu v podstate vytvárajú z membrán polystyrénových guľôčok tepelné zrkadlá, ktoré odrážajú a pohlcujú žiarenie. Vďaka tomu dochádza k zníženiu merateľného súčiniteľa tepelnej vodivosti λ na hodnotu 0,032 Wm-1K-1.

Zatepľovacie systémy
Samotný izolant nestačí na zabezpečenie všetkých požiadaviek (pevnostných, estetických, trvanlivostných, protipožiarnych, hygienických, atď.). Potrebné je použiť ďalšie materiály, ktorých spolupôsobenie musí byť z hľadiska požiadaviek na zateplenie produktívne. Hovoríme o kompatibilite jednotlivých materiálov, ktoré spolu tvoria zatepľovací systém. Základná skladba systémov je určená pre najčastejšie prípady zateplenia. Sofistikovanejšie systémy sa však môžu skladať z produktov, z ktorých sú niektoré môžu byť zameniteľné za iné, takže systém možno upraviť presne „na mieru“.

Vetrané zatepľovacie systémy
Vetraná fasáda umožňuje prestup vodnej pary cez obvodové steny aj pri použití nepórovitých materiálov ako sú pohľadové dosky z kameňa, kovu alebo skla. Tepelný izolant pripevnený k nosnej konštrukcii obvodovej steny pomocou kotiev alebo roštu je chránený pohľadovým doskami pred dažďom, snehom, vetrom a slnkom. Je však od nich oddelený niekoľkocentimetrovou vetracou medzerou. Medzera umožňuje odvádzanie pary z budovy do vonkajšieho vzduchu cez škáry medzi pohľadovými doskami. Používajú sa tu najmä izolanty z minerálnej vlny.

Kontaktné zatepľovacie systémy
Tepelná izolácia je pri tomto systéme spojená pomocou lepiacej malty a tanierových rozperných kotiev priamo s pôvodnou konštrukciou a vrstvou omietky. Dodatočné obklady kontaktným spôsobom sa robia najčastejšie penovým polystyrénom a vláknitými minerálnymi doskami.

V ďalšom texte sa budeme venovať materiálom na kontaktné zatepľovacie systémy, ktoré sa najčastejšie používajú na rodinných domoch.

Zloženie kontaktného systému
Základom zatepľovacieho systému sú fasádne izolačné dosky z expandovaného penového polystyrénu alebo z minerálnej vlny. Na pôvodný podklad sa lepia a zaisťujú tanierovými kotvami. Na lepenie, vyrovnávanie a stierkovanie dosiek je určená hydrofobizovaná lepiaca malta (stierka, tmel, lepidlo) na báze cementu, modifikovaná polymérmi. Po namontovaní dosiek na polystyrénový povrch treba vytvoriť základnú vrstvu omietky z lepiacej malty. Vystuženie základnej vrstvy omietky zabezpečíme armovacou sklotextilnou mriežkou odolnou proti pôsobeniu zásaditého prostredia.

Pred nanesením vrchnej vrstvy farebnej omietky je potrebné základnú vrstvu napustiť základným (penetračným) náterom na zjednotenie nasiakvaosti obkladu a zlepšenie prídržnosti vrchnej tenkej vrstvy omietky. Tá môže byť silikónová, silikátová alebo akrylátová. Pri výbere omietky treba vedieť, že akrylátové omietky majú vyšší difúzny odpor, teda horšie prepúšťajú paru.

Paropriepustný kontatný systém
Je známe, že izolačné dosky z minerálnej vlny majú lepšie priepustnosť vodnej pary, ako polystyrénové izolačné dosky. Používajú sa na zateplenie v prípadoch, keď interiér budovy produkuje väčšie množstvo pár. Sú to prípady vlhkých prevádzok, ale aj prípady, v ktorých je v stenách aj po sanácii väčšie množstvo vody. Nie sú však úzko zamerané na tieto situácie – napomáhajú totiž v interiéri vytvoriť optimálnu klímu pre príjemné bývanie. Z tohto hľadiska je zaujímavý paropriepustný systém (otvorený, tzv. open system, z angl.) na báze polystyrénu. Pozostáva z navzájom dokonale zosúladených vrstiev.

• Fasádne izolačné dosky na báze expandovaného penového polystyrénu sú optimálne paropriepustné, čím zaručujú optimálnu vnútornú klímu. Perforované dosky z polystyrénu majú rozmer 100 × 50 cm a dodávajú sa v hrúbkach 8 a 10 cm. Do výšky 10 m (s výnimkou betónu a jestvujúcich omietok) nie je potrebné ich mechanické kotvenie rozpernými kotvami.
• Lepiaca stierka je lepiaca malta spravidla na báze cementu na lepenie, vyrovnávanie a stierkovanie fasádnych izolačných dosiek.
• Sklotextilná mriežka je armovacia mriežka, určená na použitie v skladbe kontaktného zatepľovacieho systému. Musí byť odolná proti pôsobeniu zásaditých roztokov.
• Základný náter slúži na vyrovnanie nasiakavosti podkladu a zlepšenie prídržnosti štruktúrovanej omietky so zvýšenou paropriepustnosťou.

Vysoko paropriepustná tenkovrstvová omietka na úpravu povrchu zateplenia sa vyrába na minerálnej báze s aplikáciou nanotechnológií. Vďaka tomu je nielen odolná proti znečisteniu, ale dokonca disponuje samočistiacou schopnosťou. Ako alternatívy povrchovej úpravy možno v rámci kontaktného zatepľovacieho systému použiť ušľachtilú farebnú štruktúrovanú (na veľké plochy) alebo hladkú omietku (na povrchovú úpravu ostení, šambrán a drobných ozdôb fasády).

S využitím nanopórov
Technologickou novinkou je omietka, vyvinutá na základe nanotechnológií. Nanotechnológia sa zaoberá využitím extrémne malých štruktúr – jeden nanometer zodpovedá približne jednej desaťtisícine hrúbky ľudského vlasu. Špeciálny povrch omietky má „nanoporéznu“ štruktúru, je teda mikroskopicky hladký. Nanopóry sú príliš malé na to, aby sa na ich povrchu dokázali usadiť organické či anorganické čiastočky nečistôt. Ak sa aj nejaké usadia, účinkom UV-žiarenia, dažďa, vetra, snehu a zmien teploty, zachytené nečistoty na povrchu zvetrávajú a uvoľňujú sa z fasády. Nanopórová omietka má navyše veľmi nízky elektrostatický náboj, preto nepriťahuje nečistoty a fasáda sa tak neznečisťuje. Odoláva aj vzniku plesní a lišajníkom, pretože má optimálnu paropriepustnosť a rýchlo sa vysušuje.

Pre nízkoenergetické domy
Bežnou záležitosťou sa dnes stávajú nízkoenergetické domy. Obrovským tempom rastie záujem o pasívne domy, ktoré majú spotrebu tepla na vykurovanie menšiu ako 15 kWh/m2, súčiniteľ prechodu tepla plášťa musí byť menší než 0,15 W.m-2.K-1 a súčiniteľ prechodu tepla výplňami otvorov menší než 0,80 W.m-2.K-1. Nutnosťou je zaistenie účinného vetrania s rekuperáciou a vzduchotesnosti budovy. Vysoká paropriepustnosť konštrukcie týchto budov nie je potrebná, môže byť dokonca nežiaduca. V týchto prípadoch nie je potrebné použiť zatepľovací systém so zvýšenou paropriepustnosťou.

Text a fotografie: Ing. arch. Martin Mašek z podkladov Baumit a Stanislav Botur z podkladov BASF, Henkel a Saint-Gobain Construction Products, s. r. o., divízia ISOVER