Termoizolacja lekka jak piórko. Przegląd styropianu i polistyrenu ekstrudowanego

Tani, lekki i odporny na wodę – to główne cechy polistyrenu. Jeśli dodać, że ma on również świetne właściwości termoizolacyjne stanie się jasne, dlaczego jest najpopularniejszym materiałem do ocieplenia domu.

Tajemnica białych granulek

Styropian, 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.

Ciepły, bo napowietrzony

Powietrze stanowi 98% objętości styropianu. Osiąga on dzięki temu współczynnik przewodzenia ciepła λ od 0,033 do 0,045 W/(m·K), 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.
Na izolacyjność powierzchni ocieplonych styropianem ma wpływ nie tylko wartość λ 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.
W sprzedaży pojawił się ostatnio styropian produkowany ze specjalnej masy z dodatkiem grafitu lub aluminium, który mimo swej małej gęstości ma bardzo niski współczynnik przewodzenia ciepła λ, rzędu 0,032-0,033 (W/m·K), który w styropianie tradycyjnym osiągalny był tylko przy dużych gęstościach.

Napowietrzony, lecz nienasiąkliwy

Kulki styropianu, mimo że mają strukturę mikroporowatą, są dosyć szczelne i chłoną wodę tylko w ograniczonym stopniu. Tradycyjny styropian FS 15 powinien mieć chłonność nie większą niż 1,8%, FS 20 – 1,5%, FS 30 – 1,2% (po upływie 24 godzin) w stosunku do objętości. Sprzedawany jest też styropian o obniżonej chłonności wody, którego nasiąkliwość waha się w granicach 0,2-0,4%.

Lekki, więc łatwy w montażu

Paczka styropianu o objętości około 0,3 m³ waży od 5 do 10 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) albo nawet w ogóle się ich nie stosuje. Nie zmniejsza to znacznie kosztu ocieplenia, ale na pewno ułatwia i przyśpiesza pracę.

Do cięcia płyt styropianowych wystarczy zwykła piła. Autor: STO-ISPO		Styropian nie pyli w trakcie montażu, więc przy jego układaniu nie trzeba zakładać maski ochronnej. Autor: STYROPOL

Łatwo palny, ale samogasnący

W budownictwie mieszkaniowym może być stosowany tylko styropian samogasnący, o symbolu FS.
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, granulaty, kształtki

Płyty zwykłe. Uzyskuje się je albo przez pocięcie dużych bloków, albo w wyniku formowania pojedynczych płyt. Płyty 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 lub na pióro i wpust.
Standardowe wymiary płyt to: 100 x 50 cm i grubość od 1 do 25 cm, dla płyt z prostymi krawędziami, a od 4 do 15 cm dla tych z profilowanymi krawędziami. Możliwe jest także zamówienie płyt o innych wymiarach.
Najlżejsze i zarazem najbardziej miękkie, ale najbardziej narażone na uszkodzenia są płyty PS-E FS 12 (EPS 50 042). Nie można ich zanadto obciążać. Płyty FS 15 mogą być częściowo obciążane, natomiast FS 20 służą do takich izolacji, których zadaniem jest przenoszenie znacznych obciążeń. Największą wytrzymałość mają płyty FS 30 i 40, ale one rzadko znajdują zastosowanie w budownictwie jednorodzinnym. Płyty zwykłe kosztują od 120 do 420 zł/m³.

Uwaga! Płyty o mniejszej twardości można zastąpić płytami o większej twardości, ale nigdy odwrotnie.

Płyty zwykłe często mają profilowane krawędzie, które ułatwiają ich dokładne zamocowanie i nie dopuszczają do powstawania w miejscach ich styku mostków termicznych. Autor: AUSTROTHERM		Grafit używany jako domieszka do płyt poprawia ich izolacyjność termiczną. Autor: TERMO ORGANIKA		Niektóre płyty mają wytłoczenia na powierzchni, które umożliwiają między innymi rozprowadzenie przewodów podłogowej instalacji grzewczej. Autor: AUSTROTHERM

Płyty ryflowane. Tym się różnią od zwykłych, że z jednej strony mają powierzchnię rowkowaną. Rowki mają głębokość około 1,5 cm. Dzięki temu mogą być stosowane do ocieplania domów szkieletowych metodą lekką mokrą. Ułożenie płyt nacięciami do ściany umożliwia wentylowanie przestrzeni między nimi a ścianą. Rowki służą też do sprawniejszego odprowadzania wody z dachów odwróconych, tarasów (płyty układane nacięciami do góry) czy ścian piwnic (płyty skierowane nacięciami w stronę gruntu). Płyty ryflowane są hydrofobizowane, czyli dodatkowo zabezpieczane przed zawilgoceniem. Dostępne są również ryflowane płyty styropianowe laminowane geowłókniną, która działa jak filtr i nie dopuszcza do zatkania się rowków okruchami ziemi lub kamieniami. Płyty ryflowane kosztują od 195 do 480 zł/m³.

Niektóre płyty ryflowane są laminowane geowłókniną. Autor: TERMO ORGANIKA

Płyty wodoodporne. Wytwarzane są ze specjalnego hydrofobizowanego tworzywa polistyrenowego. Mają więc kilkakrotnie mniejszą nasiąkliwość niż tradycyjne. Płyty tego rodzaju powstają zarówno w wyniku formowania, jak i cięcia. Dzięki oddzielnemu formowaniu na powierzchni płyt tworzy się coś w rodzaju szczelnego naskórka, który dodatkowo zmniejsza chłonność wody.
Niektóre firmy produkują hydrofobizowany styropian o zwiększonej spoistości. Zrobione z niego płyty mają jeszcze większą odporność na wodę.
Styropian sprzedawany przez niektóre firmy zawiera opiłki, które stają się widoczne dopiero w świetle UV. Pozwala to sprawdzić, czy kupowany przez nas wyrób faktycznie charakteryzuje się obniżoną chłonnością wody. Płyty wodoodporne kosztują od 195 do 565 zł/m³.

Płyty wykończone papą. Są to płyty styropianowe odmiany FS 20 jedno- lub dwustronnie oklejone papą podkładową. Papa wystaje na kilka centymetrów poza dwa boki płyty, by można ją było łączyć na zakład z papą znajdującą się na sąsiednio zamocowanej płycie. Płyty tego rodzaju przeznaczone są do izolacji cieplnej dachów o kącie nachylenia nieprzekraczającym 20%. Papa ma za zadanie nie dopuścić do przedostatnia się zaprawy pomiędzy płyty ocieplenia, aby nie powstały tam mostki termiczne. Na płytach laminowanych papą trzeba ułożyć dodatkową warstwę izolacji przeciwwodnej. Płyty wykończone papą wykorzystuje się również do izolacji termicznej ścian fundamentowych. Warstwa papy nie pełni tu funkcji hydroizolacji, lecz stanowi osłonę przed uszkodzeniami mogącymi nastąpić podczas zasypywania wykopów fundamentowych. Płyty wykończone papą kosztują od 28 do 93 zł/m².

Płyty laminowane papą nie muszą mieć profilowanych brzegów. Papa jest tak przymocowana, że po ułożeniu zachodzi na płyty sąsiednie, tworząc tak zwany zakład. Autor: TERMO ORGANIKA

Płyty elastyczne. To specjalny rodzaj płyt o bardzo małej gęstości (7-12 kg/m³). Stosowane są nie do ocieplania, lecz do izolowania akustycznego stropów.
Ich podstawową cechą jest duża elastyczność, dzięki której bardzo dobrze tłumią dźwięki uderzeniowe. Wykorzystuje się je do wykonywania tak zwanych podłóg pływających. Dostępne są w wymiarach 100 x 50 cm i grubości 17/15, 22/20, 27/25, 33/30, 38/35 i 43/40 mm, przy czym pierwsza wartość określa grubość płyty bez oddziaływania na nią obciążenia, druga zaś grubość – po obciążeniu wylewką.
Ostatnio na rynku pojawiły się elastyczne płyty dwuwarstwowe. Wyróżniają się tym, że oprócz tego, że tłumią dźwięki, są w stanie znacznie poprawić izolacyjność termiczną przegrody. Górna warstwa o grubości od 20 do 86 mm wykonana jest ze styropianu o bardzo dobrych właściwościach termoizolacyjnych, spodnia zaś ma stałą grubość równą 27/25 mm i stanowi izolację akustyczną. Płyty elastyczne kosztują od 180 do 250 zł/m³.

Płyty elastyczne wykorzystywane są głównie do izolowania akustycznego stropów. Autor: AUSTROTHERM		Dwuwarstwowe płyty elastyczne izolują akustycznie i termicznie. Autor: MARBET

Granulat. Stosuje się go najczęściej do ocieplania trudno dostępnych miejsc. Drobne granulki styropianowe, średnicy 4-6 mm, są wdmuchiwane w pustki powietrzne w ścianach warstwowych. Granulki ośmiomilimetrowe służą zaś do izolowania cieplnego stropów na poddaszu nieużytkowym, stropodachu bądź połaci dachowych. Granulat pakowany jest w worki o pojemność 1 lub 1,5 m³. Kosztuje od 170 do 180 zł/m³.

Granulatem mogą ocieplać tylko wyspecjalizowane firmy dysponujące odpowiednim sprzętem. Autor: AUSTROTHERM

Profile fasadowe. Styropian jest bardzo wdzięcznym materiałem, gdyż można z niego uformować dowolnie wybrane kształty. Używa się więc go także do produkcji dekoracyjnych profili fasadowych. Są one lekkie i łatwe do zamocowania. Z powodzeniem zastępują mozolne w wykonaniu gzymsy tradycyjne czy profile wokółokienne. Styropianowe profile są najczęściej powlekane elastyczną wodoodporną masą, która zwiększa ich trwałość. Firmy mają w swych ofertach po kilkanaście gotowych wzorów gzymsów, profili podparapetowych i wokółokiennych. Przykleja się je do podłoża klejem do styropianu. Profile kosztują od 15 do 80 zł/m, w zależności od wzoru.

Wzory fasadowych kształtek elewacyjnych trudno uzyskać metodami tradycyjnymi. Autor: AUSTROTHERM		Autor: AUSTROTHERM

Autor: AUSTROTHERM		Autor: AUSTROTHERM

Twardszy krewniak styropianu
Polistyren ekstrudowany 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 (około 0,027-0,038 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. Można go układać bezpośrednio na zagęszczonym podłożu, poniżej izolacji przeciwwodnej. Płyty polistyrenu ekstrudowanego mają 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. Płyty mogą mieć powierzchnię gładką, szorstką, wytłaczaną bądź ryflowaną. Te ostatnie mogą być wzbogacone o warstwę fizeliny lub geowłókniny filtracyjnej chroniącej rowki przed zatkaniem. Produkowane są w wielu kolorach – każda firma ma swój kolor. Ponadto na rynku dostępne są płyty jednostronnie pokryte warstwą modyfikowanej zaprawy cementowej lub żwirem. Wykończenie takie stanowi ochronę przed promieniami UV oraz jest dodatkową barierą dla ognia. Stosuje się je głównie do ocieplania dachów odwróconych i tarasów.

Płyty polistyrenowe są wykorzystywane głównie do... Autor: Jolanta Pietrucha		...izolowania fundamentów i ocieplania tarasów lub stropodachów. Autor: BASF

Jeden styropian i trzy normy

W Polsce obowiązują trzy normy dotyczące wyrobów styropianowych:
- PN-B-20130 z 1999 roku – stara norma, która nie przestała jeszcze obowiązywać (dopóki mają ważność deklaracje i certyfikaty zgodne z tą normą);
- PN-EN-13163 z 2004 roku – nowa norma;
- PN-B-20132 z 2004 roku – projekt nowej polskiej normy niesprzecznej z normą europejską, uzupełniony o zastosowania. Powinien być zatwierdzony do końca sierpnia.
Norma PN-EN-13163 przygotowana została między innymi w celu dostosowania oznaczeń stosowanych w naszym kraju do tych, które obowiązują w krajach Unii Europejskiej. Podstawową różnicą są tu parametry, według których klasyfikowane są wyroby. W normie PN-B-20130 jest to minimalna gęstość pozorna, a w PN-EN-13163 – deklarowany poziom naprężenia ściskającego dla 10% odkształcenia względnego i współczynnik przewodzenia ciepła λ. Nowe oznaczenia ułatwiają więc wybór styropianu o odpowiedniej izolacyjności termicznej.
Uwaga! O zgodności styropianu z normą świadczy Certyfikat Instytutu Techniki Budowlanej lub deklaracja zgodności z nią wystawiana przez firmę. Kupując styropian, koniecznie trzeba prosić sprzedawcę o okazanie kopii jednego z tych dokumentów. Poza tym wyroby zgodne z Polską Normą są oznaczone znakiem [B], a wyroby zgodne z normą europejską – znakiem CE. Wyrobów bez jednego ze znaków, certyfikatu lub deklaracji, lepiej nie kupować.

Stare (a) i nowe (b) oznaczenia styropianu. Autor: Agnieszka Sternicka , Marek Sternicki

Nie każdy izoluje akustycznie

Tradycyjne wyroby ze styropianu nie mają właściwości tłumiących hałas. Jedynie specjalne płyty elastyczne chronią przed dźwiękami, i to tylko uderzeniowymi, powstającymi na skutek stąpania lub upadku jakiegoś przedmiotu na podłogę. Nie tłumią przy tym takich dźwięków, jak: rozmowy, głośna muzyka, odgłos jadących samochodów. Stosuje się je więc jedynie do wyciszania stropów żelbetowych, płytowych, gęstożebrowych i drewnianych.

Ekstrudowany trudniej wybrać
Styropian wybiera się na podstawie oznaczenia, które informuje o jego cechach i zastosowaniu. W przypadku polistyrenu ekstrudowanego jest trudniej. Mimo że istnieje norma na te wyroby (PN-EN-13164), to brak jest w niej jednoznacznego podziału wyrobów. Jedynym kryterium jest naprężenie ściskające przy 10% odkształceniu względnym. Waha się ono od 200 do 700 kPa. Kolejnym kryterium jest współczynnik przewodzenia ciepła λ, który wynosi 0,027-0,038 W/(m·K). Jeśli chcemy ocieplić mostki termiczne, jak wieńce czy nadproża, powierzchnia wybranych płyt powinna być szorstka lub z fakturą, by przyczepność zaprawy klejowej do nich była większa.
Samemu trudno ocenić, jakiego typu płyty będą potrzebne, i nie obejdzie się bez rady konstruktora lub projektanta. Pomocą służy też poniższa tabela.

Masy bitumiczne stosowane do klejenia styropianu nie mogą zawierać rozpuszczalników organicznych. Autor: AUSTROTHERM

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 niszczą go 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 wykonanie elewacji przesunęło się w czasie, to pożółkłą powierzchnię 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, na przykład w wyniku klejenia zbyt mocno rozgrzanym lepikiem, polistyren może ulec stopieniu.

Ile m² polistyrenu mieści się w paczce?

Płyt z krawędziami łączonymi na zakładkę lub na wpust i wypust jest w paczce o mniej więcej 5% mniej niż tych z gładkimi krawędziami.