Polistyren ekstrudowany, czyli styropian XPS (Extruded Polystyrene) lub styrodur jest materiałem termoizolacyjnym wytwarzanym poprzez ekstrudowanie polistyrenu, dzięki czemu końcowy produkt otrzymuje wyjątkową wytrzymałość i izolacyjność. Lekki styropian XPS jest szeroko ceniony za swoje właściwości termoizolacyjne i odporność na kontakt z wodą, co sprawia, że z łatwością znajduje zastosowanie w izolacji elementów konstrukcyjnych budynku, w których wymagana jest duża wytrzymałość mechaniczna i wysoka odporność na działanie wilgoci, takich jak fundamenty, dachy czy podłogi w kontakcie z gruntem.
Produkcja styropianu XPS
Styrodur powstaje w procesie ekstrudowania polistyrenu, czyli metodzie modyfikacji surowców przy wysokiej temperaturze, ciśnieniu oraz sile ścinającej. Drobne ziarenka granulatu polistyrenowego są najpierw topione, a następnie z dodatkiem środka spieniającego poddawane obróbce pod wysokim ciśnieniem. To tworzy charakterystyczną, ścisłą strukturę zamkniętych komórek o bardzo wysokiej gęstości. Właśnie niepowtarzalna struktura materiału odpowiada za doskonałe właściwości termoizolacyjne i bardzo niską nasiąkliwość płyt XPS.
Właściwości techniczne styropianu ekstrudowanego
Niezwykle ważna jest izolacyjność cieplna (λ) lekkiego styropianu XPS. Współczynnik przewodzenia ciepła innowacyjnego styroduru wynosi od 0,029 do 0,036 W/m·K, co czyni go bardzo dobrym izolatorem, podobnym do styropianu grafitowego EPS.
Bardzo łatwe w obróbce płyty styropianu ekstrudowanego charakteryzują się wytrzymałością na ściskanie od 200 do 700 kPa, co sprawia, że są idealnym materiałem do miejsc w budynkach narażonych na duże obciążenia, takich jak fundamenty czy podłogi przemysłowe.
Posiada bardzo niska nasiąkliwość, wynosząca od 0,2 do 0,7%. Dla porównania, styropian grafitowy EPS i biały EPS mogą charakteryzować się nasiąkliwością osiągającą nawet kilkanaście procent. Odporność pozwala na zastosowanie styroduru w miejscach narażonych na permanentne działanie wody i wilgoci.
Gęstość materiału w zależności od specyfiki stworzenia i ostatecznego zastosowania wynosi od 30 do 45 kg/m³, co nadaje nowoczesnemu styropianowi XPS odpowiednią, wymaganą sztywność i optymalną wytrzymałość.
Płyty styropianu ekstrudowanego są odporne na niekorzystne, zmienne warunki atmosferyczne. Lekki styrodur jest chociażby odporny na wielokrotne zamrażanie i rozmrażanie, dlatego okazuje się świetnym produktem do zastosowania jako izolator w chłodnym klimacie.
Różnice między styropianem XPS a styropianem EPS białym i grafitowym
Struktura zmodernizowanego styroduru ma konstrukcję wewnętrzną charakterystycznych, zamkniętych komórek. Takie rozwiązanie zapewnia płytom wyjątkową odporność na działanie wilgoci. Styropian EPS, zarówno biały i grafitowy posiada system otwartych komórek, zdecydowanie bardziej podatny na niekorzystne nasiąkanie wodą.
Przewodność cieplna lekkiego styropianu grafitowego EPS charakteryzuje podobna wartość λ, jak styropianu XPS. To oznacza, że grafit zapewnia na ogół podobną izolację przy tej samej grubości co styropian ekstrudowany. XPS nie wyróżnia się więc tutaj pod względem termoizolacyjności, nadrabia z kolei lepszą wytrzymałością. Biały styropian EPS w tym termicznym zestawieniu wypada oczywiście najsłabiej.
Styropian XPS ma wyraźnie lepszą wytrzymałość na ściskanie niż płyty EPS, dlatego bardziej nadaje się do stosowania w izolacji elementów szczególnie narażonych na obciążenia mechaniczne. Przypomnijmy, że wytrzymałość styropianu ekspandowanego wynosi mniej więcej od 70 do 150 kPa, a styroduru od 200 do 700 kPa.
Innowacyjny styrodur ma o wiele mniejszą nasiąkliwość wilgocią w porównaniu ze styropianem ekspandowanym. Pozwala to na stosowanie lekkiego XPS w wilgotnych warunkach, gdzie EPS bezwzględnie wymaga dodatkowej hydroizolacji.
Zastosowanie styropianu ekstrudowanego w budownictwie
Dzięki swoim właściwościom, styropian XPS jest stosowany w szerokim zakresie w ochronie elementów konstrukcyjnych budynku.
Izolacja fundamentów i ścian piwnicznych przy użyciu styroduru
Nowoczesny styropian XPS jest doskonałym materiałem do izolacji fundamentów, szczególnie będących w kontakcie z gruntem, ze względu na odporność na wodę i wytrzymałość.
Izolacja podłóg styropianem ekstrudowanym
Styropian ekstrudowany sprawdza się w eksploatowanych i narażonych na zniszczenie podłogach na gruncie i podłogach przemysłowych, gdzie konieczna jest izolacja przy wysokiej wytrzymałości na ściskanie.
Dachy płaskie i tarasy zabezpieczone XPS
Styropian ekstrudowany jest popularnie stosowany do izolacji dachów płaskich, szczególnie w systemach dachów odwróconych, gdzie wymagana jest właściwa odporność materiału na wilgoć i najróżniejsze zmiany temperatur.
Izolacja podziemnych części budynków styropianem XPS
Właściwości wodoodporne płyt sprawiają, że są idealnym materiałem w niesprzyjających, wilgotnych warunkach, na przykład przy specjalistycznej izolacji parkingów podziemnych.
Zalety styropianu XPS na tle innych materiałów termoizolacyjnych
XPS odporny na wodę i wilgoć
Wyróżnia go niezwykle niska nasiąkliwość. Styropian ekstrudowany używa się w miejscach o dużej wilgotności, bez konieczności stosowania dodatkowej profesjonalnej ochrony przed wodą. Wełna mineralna oraz EPS mają wysoką nasiąkliwość, wymagają dodatkowej ochrony przed wilgocią.
Optymalna wytrzymałość mechaniczna styroduru
Duża wytrzymałość mechaniczna jest także bardzo praktyczną cechą dobrego izolatora. Doskonała odporność innowacyjnego styropianu ekstrudowanego na ściskanie sprawia, że świetnie nadaje się do zastosowania pod dużymi obciążeniami. Wełna mineralna charakteryzuje niższa wytrzymałość mechaniczna, jest podatna na deformacje pod obciążeniem.
Odporność na klimat płyt XPS
Styrodur jest odporny na niekończące się cykle zamarzania i rozmrażania. Styropian XPS wyróżniają stabilne właściwości termiczne i strukturalne w zmiennych, niesprzyjających warunkach atmosferycznych naszego klimatu. Wełna mineralna co prawda na ogół traci cenne właściwości izolacyjne pod wpływem kontaktu z wilgocią, ale za to ogólnie dobrze znosi radykalne zmiany temperatur.
Wady styropianu ekstrudowanego w porównaniu do innych materiałów termoizolacyjnych
Wysokie koszty XPS
To, co pierwsze rzuca się w oczy, to bezwzględnie wyższy koszt lekkich i łatwych w montażu płyt styropianu XPS. Produkt jest droższy niż biały i grafitowy EPS, czy wełna mineralna, więc wysoka cena ogranicza jego stosowanie w mniej wymagających projektach architektonicznych.
Jednakowa izolacyjność cieplna materiałów
Podobna izolacyjność cieplna dla styropianu grafitowego EPS, który ma lepszy współczynnik λ niż styrodur powoduje, że przy izolacji elementów wymagających maksymalnej termoizolacyjności z zastosowaną niewielką grubością materiału, grafitowy EPS może okazać się takim samym wyborem jak XPS. Wełna mineralna też posiada podobną lub tylko nieco wyższą wartość λ, bo około 0,032–0,045 W/m·K, czyli bardzo nieznacznie gorszą od XPS. Jednak zastosowanie wełny charakteryzuje lepsza efektywność w przypadku aplikacji tego materiału do elewacji wentylowanych.
Słaba paroprzepuszczalność styroduru
Wadą na pewno jest ograniczona paroprzepuszczalność styropianu. Zamknięta struktura sprawia, że styrodur nie jest materiałem paroprzepuszczalnym. Jego odpowiednie stosowanie wymaga dedykowanych, specjalistycznych rozwiązań wentylacyjnych i izolacyjnych. Bezwzględnie należy przecież skutecznie uniknąć efektu kondensacji pary wodnej w strukturach budynku. Wełna mineralna dla odmiany posiada wysoką paroprzepuszczalność, z łatwością umożliwia oddychanie ścian, co jest szczególnie korzystne w systemach wentylowanych.
XPS nie izoluje dźwięków
Innowacyjny XPS z powodu jednorodności, czyli zamkniętej struktury komórek ma minimalne właściwości tłumienia dźwięku i okazuje się jeszcze mniej efektywny w tym względzie niż równie słaby akustycznie EPS.
Z kolei wełna mineralna charakteryzuje się bardzo dobrą izolacyjnością akustyczną. Szczególnie skuteczna okazuje się w zakresie tłumienia hałasu powietrznego, czyli dźwięków rozmowy za oknami, czy ruchu ulicznego. Dzięki porowatej strukturze wełna jako izolator skutecznie absorbuje i rozprasza dźwięki, co czyni ją bardziej odpowiednim materiałem do ochrony akustycznej budynku.
Słaba reakcja na ogień styropianu ekstrudowanego
Zarówno styropian XPS, jak i styropian EPS to materiały łatwopalne, które bez problemów rozprzestrzeniają ogień. Dlatego stosuje się specjalne dodatki ogniochronne, ograniczające palność płyt izolatora. Wzmocniony w ten sposób styropian się topi, a nie pali. Obecnie w budownictwie stosuje się więc wyłącznie styropian samogasnący, mający klasę reakcji na ogień E.
Wełna mineralna jest za to materiałem trudnopalnym, może występować w klasie reakcji na ogień A2 oraz niepalnym w klasie reakcji na ogień A. Materiał nie wpływa na prędkość rozprzestrzeniania płomieni, a przy tym podczas spalania nie wydziela toksycznych gazów.
Nowoczesny XPS
Zgodnie z powyższym zestawieniem okazuje się, że nowoczesny styropian XPS pozostaje jednym z najbardziej wszechstronnych materiałów izolacyjnych w budownictwie, chociaż nie jest pozbawiony pewnych wad. Lekkie, łatwe w obróbce płyty oferują doskonałe połączenie izolacyjności cieplnej, wytrzymałości mechanicznej i niezwykłej odporności na kontakt z wodą i wilgocią.
Warto pamiętać, że styropian jest nie tylko chętnie stosowanym materiał termoizolacyjnym. Polistyren to produkt popularny w opakowaniach transportowych zabezpieczających elektronikę i sprzęt AGD. Na dodatek, w ostatnich latach rozwija się ciekawa technologia budowy całorocznych, kompletnych domów jednorodzinnych w oparciu o wysokiej jakości styropian.
