Izolacja EPS »Duży przegląd materiału izolacyjnego

Podstawowym materiałem do styropianu jest styren. Chemicy rozpoznali właściwości polimeryzacyjne tego niskocząsteczkowego (monomerycznego) nienasyconego wodoru już w XIX wieku i rozpoczęli produkcję polistyrenu - czyli spolimeryzowanego styrenu - w warunkach laboratoryjnych. W latach 20. XX wieku niemiecki chemik i laureat Nagrody Nobla Herrmann Staudinger położył podwaliny pod przemysłową produkcję polistyrenu, prowadząc badania nad chemią polimerów.

Produkcja przemysłowa styropianu

IG Farben w Ludwigshafen produkuje na dużą skalę polistyren ekspandowany od 1931 roku. Od 1949 roku BASF przejął ten oddział jako następca IG Farben. Niemiecki patent na styropian został przyznany firmie BASF w 1950 roku. Amerykańska grupa chemiczna Dow Chemical wprowadziła na rynek opatentowany równoległy produkt pod marką Styrofoam.

Polistyren - standardowy plastik

Polistyren jest standardowym tworzywem sztucznym, które można wykorzystać na wiele sposobów; w światowej produkcji zajmuje czwarte miejsce po polietylenie, polipropylenie i polichlorku winylu (PVC). Wyroby z polistyrenu wykorzystywane są m.in.jako amortyzujący materiał opakowaniowy, jako materiał izolacyjny do instalacji elektrycznych, do produkcji folii technicznych oraz do izolacji termicznej.

Polistyren jako izolacja termiczna: EPS i XPS

Polistyren jest stosowany jako materiał termoizolacyjny jako EPS (polistyren ekspandowany) lub XPS (polistyren ekstrudowany). Oba materiały izolacyjne wykonane są z wytłaczanego granulatu polistyrenowego. Do produkcji styropianu kulki styropianowe są dodatkowo spieniane, co pomaga zoptymalizować właściwości termoizolacyjne i inne właściwości fizyczne materiału. EPS i XPS mają identyczne właściwości izolacyjne. Ze względu na silnie zamkniętą strukturę komórkową XPS, który jest dostępny tylko w postaci sztywnych arkuszy, jest szczególnie odporny na nacisk i niewrażliwy na wilgoć, zwłaszcza w porównaniu z EPS. Z drugiej strony EPS jest bardziej wszechstronny. Na przykład EPS jest również dostępny w postaci granulatu do izolacji masowej i wdmuchiwanej, a także w wersji elastycznej.

EPS jako materiał termoizolacyjny: doskonałe właściwości termoizolacyjne i elastyczne zastosowanie

Podobnie jak XPS i PUR / PIR, EPS jest uznanym syntetycznym materiałem izolacyjnym. Jego udział w rynku w Niemczech wynosi około 30%. EPS to obok wełny mineralnej (wełna mineralna i szklana) jeden z najpopularniejszych materiałów izolacyjnych na niemieckim rynku materiałów budowlanych. Przyczyniają się do tego wysoka izolacyjność termiczna, bardzo elastyczne możliwości zastosowania, prosta obróbka i bardzo przystępna cena tego materiału izolacyjnego. EPS może być stosowany do praktycznie wszystkich rodzajów izolacji. Jednak właściwości styropianu w zakresie ochrony dźwięku i ciepła są ograniczone.

Tabela 1: Właściwości styropianu w skrócie

Przewodność cieplna	0,035 - 0,045 W / mK
Klasa materiału budowlanego	Stare: B1, B2 (trudno lub normalnie palne), nowe: E (normalnie palne bez ochrony przed ogniem)
minimalna grubość izolacji zgodnie z EnEV 2014	14 cm
Gęstość nasypowa	15 - 30 kg / m3
Cena za m2	5 - 20 EUR

Z jakich surowców jest wykonany styropian?

Surowcami do produkcji styropianu są ropa naftowa lub gaz ziemny, z których styren jest najpierw wytwarzany przez destylację, a następnie polimeryzowany. EPS to syntetyczny materiał izolacyjny na bazie organicznej. Składa się z 2% polistyrenu i 98% powietrza. Jako dodatki stosuje się propelenty (pentan) i środki zmniejszające palność (wyłącznie heksabromocyklododekan, HBCD).

Jak powstaje EPS?

Do produkcji styropianu granulat polistyrenowy jest wstępnie spieniany w temperaturze 90 ° C przy użyciu pary wodnej i za pomocą środka porotwórczego pentan, kulki styropianu rozszerzają się od 20 do 50 razy w stosunku do ich pierwotnego rozmiaru. Następnie spienione kulki pianki są spieniane lub prasowane pod działaniem termicznym w celu utworzenia arkuszy, bloków lub wyprasek EPS. Na właściwości fizyczne elementów izolacyjnych styropianu można wpływać i kontrolować ich czas trwania, temperaturę i inne parametry produkcyjne. Struktura ziarnista granulatu styropianowego jest zachowana podczas produkcji elementów izolacyjnych, kulki styropianu są trwale zgrzewane.

Jak trafiają na rynek elementy izolacyjne ze styropianu?

Elementy izolacyjne EPS są dostępne na rynku w postaci sztywnych płyt lub bloków z pianki, elementy formowane ze styropianu - na przykład kliny izolacyjne - jako elastyczne, zwijane arkusze lub jako spieniony styropian. Dostępne w handlu panele EPS mają grubość od 20 do 200 mm. Grubsze panele zapewniają nie tylko bardziej wydajną izolację termiczną, ale także zwiększają wytrzymałość na ściskanie i ogólną stabilność mechaniczną izolacji.

EPS - niezwykle niedrogi materiał izolacyjny

Przy cenie od 5 do 20 euro za m2 styropian jest jednym z najtańszych materiałów izolacyjnych na rynku i umożliwia bardzo ekonomiczną izolację termiczną. Dla porównania: wełna mineralna kosztuje od 10 do 20 euro za m2, cena za metr kwadratowy izolacji XPS wynosi od 18 do 30 euro.

ETICS i kompozytowe materiały budowlane

EPS jest klasycznym materiałem na kompozytowe materiały izolacyjne i kompozytowe systemy izolacji cieplnej (ETICS). Kompozytowe materiały izolacyjne na bazie EPS produkowane są w postaci powlekanych paneli lub arkuszy. Obejmuje to również tak zwane arkusze bezpieczeństwa EPS do szczególnie wytrzymałej izolacji termicznej ze styropianu, które są stosowane na przykład do izolacji dachów.

Producent elementów izolacyjnych EPS

Elementy izolacyjne ze styropianu są produkowane przez wielu producentów materiałów budowlanych w Niemczech i Europie. Znani producenci to wiodący na rynku BASF („Styropor”, „Neopor” itp.), Austrotherm, Dow Chemical, Isobouw i Isover. ETICS na bazie EPS pochodzą na przykład z firm Austrotherm, Brillux i Isover, ale są również oferowane przez wielu innych dostawców sprzętu budowlanego.

Jakie są fizyczne właściwości styropianu?

Przewodność cieplna (? - Lambda) EPS wynosi między 0,035 - 0,045 W / mK (waty na metr x kelwin). Jest ona w dużej mierze identyczna z izolacyjnością wełny mineralnej i XPS i przekracza ją tylko PUR / PIR, którego przewodność cieplna wynosi tylko 0,02 do 0,025 W / mK. Podobnie jak w przypadku innych tworzyw sztucznych do izolacji termicznej (XPS, PUR / PIR), doskonałe właściwości izolacyjne wynikają z zamkniętej struktury komórkowej materiału, co skutkuje wysokim oporem cieplnym nawet przy niewielkich grubościach.

Ograniczone możliwości izolacji cieplnej i akustycznej

Podobnie jak XPS, EPS ma bardzo ograniczone właściwości w zakresie izolacji termicznej i akustycznej - dlatego nie jest pierwszym wyborem dla budynków, które również mają wysokie wymagania w tym zakresie. Jednak dobrą ochronę przed hałasem i ciepłem można osiągnąć stosując kompozytowe materiały budowlane i ETICS na bazie styropianu.

Jak otwarty na dyfuzję jest EPS?

EPS jest zasadniczo paroprzepuszczalnym materiałem izolacyjnym, jego opór dyfuzyjny pary wodnej wynosi od 20 do 100? a zatem jest również niższa niż na przykład w XPS z 80 do 200? Produkowana jest tutaj izolacja EPS o różnych właściwościach materiałowych. Wersje o dużej przepuszczalności dyfuzyjnej nadają się również do izolacji wewnętrznej ścian zewnętrznych, co stawia szczególnie wysokie wymagania odnośnie kapilarnej aktywności materiału izolacyjnego. Na przykład panele krzemianowo-wapniowe są preferowanym materiałem do renowacji starych budynków ze względu na ich otwartość na działanie dyfuzyjne i kapilarne w celu osiągnięcia trwałej regulacji wilgotności w budynku. Twój opór dyfuzyjny pary wodnej wynosi od 5 do 20? - EPS zdecydowanie może „konkurować” tutaj w górnym obszarze.

Ograniczona ochrona przeciwpożarowa

Spieniony polistyren jest materiałem łatwopalnym. Topi się w temperaturach nieco powyżej 100 ° C i rozkłada się od około 300 ° C. Podczas spalania kropli styropianu powstaje styren o temperaturze zapłonu 31 ° C oraz pentan, który zapala się w temperaturach do -50 ° C. W przypadku pożaru izolacja styropianowa może działać jako przyspieszacz pożaru, ale dodatek środka zmniejszającego palność HBCD ma pozytywny wpływ na zachowanie styropianu podczas pożaru. EPS pali się dużą ilością dymu i uwalnia toksyczne gazy. W dłuższej perspektywie jest odporny na temperaturę do około 85 ° C. Powłoki ognioodporne i kompozytowe materiały izolacyjne na bazie styropianu mogą służyć do optymalizacji właściwości przeciwpożarowych budynków izolowanych styropianem.

Tabela 2: Porównanie styropianu i innych materiałów termoizolacyjnych

Materiały izolacyjne	Przewodność cieplna (W / mK)	Minimalna grubość izolacji zgodnie z EnEV (cm)	Koszty za m2 (euro)
EPS / styropian	0,035-0,045	14	5 - 20 EUR
XPS	0,035-0,045	14	18-30 EUR
PUR / PIR	0,02-0,025	10	10-20 EUR
Wełna mineralna (27,50 € w Amazon *)	0,035-0,040	14	10-20 EUR
Płyty silikatowe	0,065	20	80 EUR

Normy DIN, klasy materiałów budowlanych, EnEV

Norma UE DIN EN-13501-1 przypisuje EPS do klasy materiałów budowlanych E - normalnie palny bez specjalnej ochrony przeciwogniowej. Zgodnie ze starą normą krajową DIN 4102-1 należy do klasy materiałów budowlanych B1 (środek zmniejszający palność) z dodatkiem środków zmniejszających palność oraz do klasy materiałów budowlanych B2 (normalnie palny) bez ochrony przeciwogniowej. Izolacja styropianowa o minimalnej grubości 14 cm spełnia wymagania rozporządzenia w sprawie oszczędzania energii (EnEV) 2014. EPS, podobnie jak XPS i wełna mineralna, osiągają w ten sposób określoną przez EnEV wartość U (współczynnik przenikania ciepła) 0,24 W / (m²K).

porady i wskazówki

Elementy izolacyjne EPS wykonane są ze spienionego polistyrenu. Posiadają doskonałe właściwości termoizolacyjne, są odporne na wilgoć i sprężyste. Jako granulat EPS nadaje się również do izolacji masowych i dmuchanych.

Obszary zastosowania izolacji termicznej styropianem

EPS może być stosowany niezwykle elastycznie i obejmuje prawie całą gamę różnych rodzajów izolacji. Obszary zastosowania styropianu do izolacji termicznej to m.in .:

Izolacja rdzenia i izolacja wnęki: EPS jest tutaj stosowany w postaci granulatu oraz w postaci izolacji luzem lub dmuchanej.
Izolacja dachu: Izolacja dachu styropianem jest możliwa we wszystkich formach i wariantach - materiał izolacyjny nadaje się do dachów spadzistych, jak również do izolacji dachów płaskich. Zwykle panele styropianowe do izolacji dachu są dostarczane z papą bitumiczną (26,99 euro w Amazon *) lub inną ochroną przed obciążeniami mechanicznymi i wpływami atmosferycznymi. Do izolacji dachów płaskich stosuje się panele ze sztywnej pianki EPS ze szwem schodkowym lub bez, lub arkusze EPS rolowane. Do izolacji nadkrokwiowej stosuje się bardzo duże płyty izolacyjne EPS z przylgą lub bez. Izolację między krokwiami wykonuje się często za pomocą elastycznych elementów izolacyjnych EPS. Podkrokwiową izolację styropianową zwykle laminuje się płytami budowlanymi.
Izolacja elewacji: dzięki izolacji elewacji na dużą skalę EPS zapewnia zarówno ekonomiczną, jak i skuteczną izolację termiczną. Materiał izolacyjny nadaje się również do wewnętrznej izolacji ścian zewnętrznych i wentylowanych ścian osłonowych.
Izolacja od dźwięków uderzeniowych: Ze względu na swoją sprężystość, panele z twardej pianki EPS idealnie nadają się do izolacji dźwięków uderzeniowych, w tym celu istnieją specjalne panele wykonane z właściwościami elastycznymi.
Izolacja podłóg i sufitów: dostępne są również specjalne panele do izolacji podłóg z EPS, które nadają się również do wewnętrznej izolacji sufitów.
Izolacja obwodowa: Dzięki swojej sprężystości i odporności na wilgoć styropian może być również stosowany do izolacji obwodowej. Jednak XPS jest preferowanym materiałem, szczególnie w przypadku bardzo dużych obciążeń.
Wewnętrzna izolacja termiczna.
Kompozytowe materiały izolacyjne i ETICS.

Zalety izolacji termicznej styropianem

Zalety izolacji termicznej styropianem to:

Doskonałe właściwości termoizolacyjne.
Wysoka ekonomiczność dzięki małej grubości izolacji.
Odporność, odporność na wilgoć i warunki atmosferyczne.
Otwartość dyfuzyjna i aktywność kapilarna: EPS jest materiałem otwartym na dyfuzję i kapilarnie, który w odpowiednich właściwościach nadaje się również do renowacji starych budynków i / lub wewnętrznej izolacji ścian zewnętrznych.
Niska waga: dzięki niskiej gęstości nasypowej izolacja EPS jest również bardzo odpowiednia dla wrażliwych na ciężar powierzchni budowlanych - na przykład do izolacji dachów spadzistych. Niewielka waga podczas budowy umożliwia nieskomplikowaną obsługę.

Wady izolacji termicznej styropianu

Wadami izolacji termicznej styropianu są

Produkcja oparta na ropie naftowej i gazie ziemnym: EPS, podobnie jak inne tworzywa stosowane do izolacji termicznej, ma niekorzystny bilans energetyczny. Ponadto jest wykonany tylko z ograniczonych surowców.
Bardzo ograniczone właściwości izolacji cieplnej i akustycznej.
Palność: Bez dodatku środków zmniejszających palność, EPS jest normalnie palny. W przypadku pożaru uwalnia toksyczne emisje.

Jak przetwarzany jest EPS?

EPS można ciąć, wiercić, piłować lub frezować zwykłymi narzędziami do drewna. Ponadto do obróbki styropianu można również zastosować tzw. Cięcie gorącym drutem (cięcie termiczne) ze specjalnym urządzeniem tnącym - jedną z zalet tej formy obróbki jest uniknięcie potencjalnie szkodliwych drobnych pyłów. Elementy izolacyjne ze styropianu są zwykle mocowane za pomocą kleju na całej powierzchni lub kołków. W przypadku ETICS izolację styropianową można również mocować za pomocą systemu szynowego.

Demontaż, recykling, utylizacja

W przypadku kołków izolacyjnych EPS wysiłek przy demontażu jest niewielki, natomiast w przypadku klejonych paneli EPS i elementów izolacyjnych duży. W przypadku czystych odpadów styropianowych teoretycznie możliwy jest recykling jako materiał izolacyjny luzem lub materiał wnękowy w konstrukcjach betonowych, ale w praktyce nie odgrywa on roli ze względu na nakłady ekonomiczne. EPS jest odpowiednio utylizowany poprzez kontrolowane spalanie odpadów lub na wysypisku materiałów budowlanych.

Przepisy dotyczące bezpieczeństwa i ochrony zdrowia

Materiały izolacyjne z polistyrenu początkowo wydzielają styren, który jest szkodliwy dla zdrowia i dlatego powinien być używany dopiero po okresie minimalnym czterech tygodni. W związku z tym zainstalowana izolacja styropianowa jest nieszkodliwa dla zdrowia. HBCD uniepalniający ma właściwości toksyczne i bioakumulacyjne (kumulujące się w organizmie), które są szczególnie istotne przy produkcji i utylizacji styropianu. Podczas obróbki styropianu może wystąpić drobny pył i styren (z materiału, który nie był wystarczająco długo przechowywany lub z cięcia na gorąco). W związku z tym, szczególnie w przypadku regularnego kontaktu z EPS, należy przestrzegać odpowiednich przepisów bezpieczeństwa pracy - noszenia maski do oddychania i ewentualnie specjalnych rękawic.