CZ31095U1 - Směs pro prodyšný protipožární lehčený polystyrénový zateplovací systém - Google Patents

Description

Směs pro prodyšný protipožární lehčený polystyrénový zateplovací systém

Oblast techniky

Tepelná izolace na bázi pěnového polystyrenu je dnes neodmyslitelnou součástí stavebnictví, průmyslu a dalších odvětví lidské činnosti.

Dosavadní stav techniky

Polystyren má ve stavebnictví nezaměnitelnou úlohu.

Polystyren vzniká jako produkt polymerace styrenu. Do skupiny polystyrénových hmot patří standardní polystyren, houževnatý PS, zpěňovatelný PS, vytlačovaný pěnový PS a kopolymery.

Ve stavebnictví se využívá především pěnový, nebo tzv. expandovaný polystyren. Tepelně izolační výrobky z pěnového (expandovaného) polystyrenu (EPS) se dělí do kategorií podle navrženého použití.

Výrobky označené EPS F (fasádní) jsou určeny pro použití ve vnějších kontaktních zateplovacích systémech a je u nich kladen důraz na stabilitu a na přesnost rozměrů. Má také dostatečně nízký součinitel tepelné vodivosti 0,04 W/m. K. Elastifikovaný typ se používá jako akustická izolace podlah a má označení EPS EF.

Další kategorii tvoří tepelně izolační desky s povrchovou úpravou a sníženou nasákavostí (perimetrické desky) EPS P, určené do konstrukcí s předpokládaným působením vlhkosti.

Pro útlum kročejového hluku v podlahových konstrukcích jsou určeny desky EPS T se sníženou dynamickou tuhostí.

Poslední využití je pro aplikace bez zatížení, tzv. výplňový materiál s označením EPS S.

Zatím nejnovějším typem EPS je šedý polystyrén Neopor®, další značky téhož materiálu jsou NeoFloor, GreyWall nebo Lambdapor®. Jde o novou generaci EPS, která se od běžného polystyrenu liší tepelně izolačními vlastnostmi. Šedý pěnový polystyrén s objemovou hmotností 15 kg/m³ má součinitel tepelné vodivosti 0,03 W/m.K. Výborné tepelně izolační vlastnosti způsobují saze, obsahující nanočástice uhlíku, které se do polystyrenu přidávají před vypěněním, a které zajišťují omezení šíření sálavé složky tepla.

Extrudovaný polystyren je druh polystyrenu značený XPS, je dodáván nejčastěji ve formě desek s polodrážkou nebo hranou, který se využívá k izolování základových desek a soklů nebo ve skladbě střech s obráceným pořadím vrstev. Nej známější obchodní názvy tohoto materiálu jsou Styrodur, Styrofoam nebo Fibran ECO aj. Materiál má uzavřené póry, je proto nenasákavý a lze ho použít ve vlhkém prostředí, kde působí jako tepelná izolace a hydroizolace. Je velmi pevný, na druhé straně je nutné ho chránit před LUV zářením.

Pokud potřebujeme zajistit lepší odvětrávání fasády a tím i odvod vlhka, je potřeba zajistit co nejlepší difúzi vodních par. K těmto účelům byly vyvinuty speciální paropropustné polystyreny, kterým říkáme prodyšné. Jsou to desky z pěnového polystyrenu EPS, které jsou speciálně upraveny příčnou perforací (otvory). Vzhledem k těmto difuzním vlastnostem se doporučuje prodyšný paropropustný polystyren na zateplení fasád s vyšším výskytem vlhkosti v obvodových stěnách a soklech.

Podstata technického řešení

V dnešní době se vzhledem k narůstajícím cenám za energie klade velký důraz na zateplení staveb. Velmi levnou a poměrně jednoduchou formou je zateplení expandovaným polystyrenem EPS. Jedná se o desky z kuliček, které obsahují vzduch, a jsou vyrobeny z polymeru vinylbenzenu. Celý materiál obsahuje 97 % vzduchu, který je dobrým izolantem. Celá struktura představuje velké množství přestupových odporů pro teplo. Tepelná izolace se dá ještě zvýšit přidáním uhlíkových nanočástic, které odráží tepelné záření. Jedná se o tzv. šedý polystyren.

-1 CZ 31095 Ul

Problémy, vznikající použitím tohoto typu izolace na stavbách, jsou známy. Celý materiál je dokonale nepropustný pro vodní páry, tedy zcela zabraňuje volné difúzi vodních par z vnitřku domu směrem ven. Hromadění vodních par uvnitř vyvolává na vnitřní straně zdivá vznik vlhkosti a to především na obvodovém zdivu, které má vždy nižší teplotu, a dále v rozích a v místech tepelných mostů. Zde se vlhkost sráží a v ní vznikají plísně. Ty, nejen že ničí zdravé prostředí pro bydlení, ale zároveň se šíří směrem ven přes celé zdivo až k tepelné izolaci. Zdivo takto zasažené již nelze nijakým způsobem trvale ošetřit a plísní zbavit a je znehodnoceno.

Novým druhem expandovaného polystyrenu je tzv. prodyšný polystyren s vodorovnými kapilárami, které mají zajistit propustnost vodních par. Faktem ale je, že uzavřením kapilár z vnější a vnitřní strany např. lepidlem jsou tyto perforace místem, kde se vlhkost naopak hromadí, a tam se plísně tvoří především.

Expandovaný polystyren je tvořen vzduchem a vysoce hořlavým plastem. Celkově vzniká velmi hořlavý materiál, který je zařazen do třídy Reakce na oheň E: Výrobky jsou schopné odolávat působení malého plamene po krátký časový interval bez významného rozšíření plamene. Z definice je zřejmé, že materiál bude při vzniku požáru v domě hořlavý a bude oheň šířit.

Již při teplotě 65 °C nastává rychlá sublimace materiálu a při teplotě 90 °C taje. Při teplotách od 300 °C se tavenina rozkládá a vznikají plynné hořlavé produkty (oxid uhelnatý, styren a jiné aromatické uhlovodíky), které se mohou vznítit i malým plamenem. Teplota samovznícení roztaveného EPS standardního typu je 450 °C. Po zapálení se hoření snadno šíří po exponovaném povrchu EPS, k šíření požáru přispívá především vysoký podíl vzduchu.

Jako retardér hoření se do polystyrénu přidává hexabromcyklododekan (HBCD). Tím je zvýšena teplota samovznícení, ovšem šíření požáru přesto zabránit nelze. Bohužel je prokázána i toxicita tohoto aditiva, kdy při manipulaci se uvolňují nanočástice této látky a po vdechnutí vytváří riziko vzniku rakoviny a narušení hormonální rovnováhy.

Další nevýhodou expandovaného polystyrenu je jeho koroze, která je katalyzována ÚV zářením, zvýšenou teplotou od 50 °C a jinými povětrnostními vlivy. Dochází k ní i přesto, že je polystyren zakryt.

Podstata technického řešení spočívá v eliminaci nežádoucích vlastností expandovaného polystyrenu, jeho neprodyšnosti a vysoké hořlavosti. Směs pro prodyšný, protipožární, lehčený, polystyrénový, zateplovací systém obsahuje polystyrénové kuličky velikosti od 3 do 6 mm. Kuličky jsou nejdříve ze všech stran obaleny tenkou vrstvou sodného vodního skla, které má výborné lepící a tmelící účinky. Pomocí něj jsou spojeny do kompaktního materiálu tak, že se bodově dotýkají. Po vyschnutí připomíná vodní sklo materiál podobný klasickému sklu, je velmi tvrdé, odolné proti vodě, dokonale paropropustné a díky vysokému pH=12 také protiplísňové.

Paropropustnost vodního skla zajišťuje prodyšnost celého materiálu. Tepelná odolnost vodního skla je přes 1000 °C, má tedy protipožární účinky. Toto pojivo tedy zajistí materiálu tepelnou odolnost a sníží hořlavost materiálu. Je to dáno tím, že kuličky jsou obaleny vodním sklem, které je chrání před ohněm. Tento polystyrénový systém na rozdíl expandovaného polystyrenu nešíří oheň.

Pro zlepšení tepelně izolačních vlastností materiálu jsou do směsi přidány saze, které mají tu schopnost odrážet tepelné záření zpět ke zdroji. Tím se ještě sníží další prostup tepelné energie.

Směs lze aplikovat jako výplň stropů a podlah s minimální stavební zátěží a to vylitím a následně rozetřením směsi, tedy způsobem, jakým se nanáší např. beton. Lze z nich vytvářet obkladové desky a aplikovat je na vnější i vnitřní zdivo, na stropy a podlahy s malou stavební zátěží. Lze je nanášet také stříkáním přímo na zdivo, dřevo-OSB desky, sádrokarton apod.

Směs pro prodyšný protipožární lehčený polystyrénový zateplovací systém obsahuje 10 % hmotn. kuliček z expandovaného polystyrenu o průměru 3 až 6 mm, 88 % hmotn. sodného vodního skla, 1 % hmotn. sazí a 1 % hmotn. stabilizátoru vodního skla - hydrofilní alkoxylové alkylamoniové soli.

-2CZ 31095 Ul

Příklady uskutečnění technického řešení

Směs pro prodyšný protipožární lehčený polystyrénový zateplovací systém obsahuje 10 % hmotn. kuliček z expandovaného polystyrenu o průměru 3 až 6 mm, 88 % hmotn. sodného vodního skla, 1 % hmotn. sazí a 1 % hmotn. stabilizátoru vodního skla - hydrofilní alkoxylové alky5 lamoniové soli.

Průmyslová využitelnost

Směs pro prodyšný protipožární lehčený polystyrénový zateplovací systém má široké využití především ve stavebnictví. Lze ji používat jako lehčený beton pro vyrovnávání podlah a stropů s minimální stavební zátěží a jako tepelná, voděodolná izolace. Lze ji aplikovat na zdivo, dřevoío OSB desky, sádrokarton apod. tlakovým stříkáním. Lze z ní po zaschnutí a vytvrdnutí vyrábět desky nebo bloky, sloužící jako tepelně izolační, protipožární, prodyšný a protiplísňový obkladový materiál na stávající zdivo, dřevo apod.

Claims (1)

1. NÁROKY NA OCHRANU

   1. Směs pro prodyšný protipožární lehčený polystyrénový zateplovací systém, vyznaču15 jící se tí m , že obsahuje 10 % hmotn. kuliček z expandovaného polystyrenu o průměru 3 až

   6 mm; 88 % hmotn. sodného vodního skla; 1 % hmotn. sazí; a 1 % hmotn. stabilizátoru vodního skla - hydrofilní alkoxylové alkylamoniové soli.