Med najbolj pogostimi materiali, iz katerih so narejene toplotne izolacije za zunanji ovoj stavbe, so ekspandirani polistiren (EPS), mineralna volna (kamena in steklena), ekstrudirani polistiren (XPS) in celuloza, ter njihove izpeljanke. 

Materiali se razlikujejo po toplotni prevodnosti, gostoti in mehanski trdnosti, paroprepustnosti, vodoodbojnosti, ognjevarnosti, zvočni izolativnosti ...

Ekspandirani polistiren (EPS) 

Osnovna surovina je polistiren. Njegova celična struktura je relativno zaprta. Toplotna prevodnost EPS je od 0,031 do 0,039 W/mK. Najnižjo toplotno prevodnost, 0,031 W/mK, imajo plošče, ki jim je dodan grafit. 

Plošče iz EPS niso deklarirano zvočno izolativne. Tiste, ki so namenjene izolaciji v sistemu plavajočega poda, pa preprečujejo širjenje udarnega zvoka. 

EPS spada v razred gorljivosti E. Vendar je treba pri gorljivosti upoštevati na primer fasadni sistem kot celoto. Kontaktni fasadni sistem s tankoslojnim ometom, ki je najpogosteje uporabljena rešitev, tako spada v razred B, kar pomeni stopnjo gorljivosti – težko gorljiv.

Foto: Profimedia Toplotna izolacija, stiropor Paroprepustnost materiala določa količnik difuzijskega upora prehoda vodne pare µ, ki je za fasadne plošče EPS od 20 do 60. Za različne sistemske ponudnike fasadnih sistemov proizvajamo tudi perforirani oziroma luknjičasti EPS, ki ima µ okrog 10. Luknjice omogočajo boljši prehod vodne pare.

EPS je odporen na vodo in vlago, v primeru zmrzali ne spreminja svojih mehanskih lastnosti, je vodoodbojen. Material ne sprejema vlage iz okolice in ni higroskopičen. V materialu se ne bodo razvile plesni, alge ali kakšne druge bakterije.

EPS ima kljub majhni teži dobre mehanske lastnosti ter velja za zelo odporen material. Gostota fasadnih EPS plošč znaša od 14 do 18 kg/m³. Od te so odvisne fizikalne lastnostih plošč. Toplotna prevodnost z gostoto pada, vendar le do vrednosti 25 kg/m³, potem pa začne znova rasti. Povedano drugače, bolj ko je material gost, boljši toplotni izolator je, pri prej navedeni vrednosti pa se njegove toplotnoizolativne lastnosti začnejo slabšati. Z gostoto raste tudi njegova nosilnost.

Kemijska odpornost in temperaturna obstojnost pa sta praktično neodvisni od gostote. Kakovost fasadnih izolacijskih plošč je v veliki meri odvisna od njihove natezne trdnosti (oznaka TR), ki znaša 100 oziroma 150 kPa. 

Kamena in steklena volna

Bistvena razlika med kameno in stekleno volno so osnovne surovine, iz katerih ju izdelujejo. Podobni pa sta po vrednosti toplotne prevodnosti (0,034 W/mK do 0,040 W/mK) in izolativnosti. Obe sta sestavljeni iz vlaken, med katerimi so zračni prostori, sta negorljivi in po dostopnih raziskavah zdravju neškodljivi. Osnovna surovina kamene volne sta kamnini bazalt in diabaz, stekleno volno pa izdelujejo iz kremenčevega peska in recikliranega stekla. 

Foto: Profimedia toplotna izolacija Pri kameni volni večja gostota pomeni večjo mehansko in požarno odpornost. Za toplotno zaščito mehansko bolj obremenjenih delov stavbe, kot je fasada, je treba izbrati volno z večjo gostoto. Gostota vpliva na toplotno prevodnost kamene volne. Ta je večja pri manjši gostoti (material je manj toplotnoizolativen), potem pa z večanjem gostote pada in pri določeni vrednosti spet začne rasti. Najboljše toplotnoizolativne učinke ima pri gostoti od 50 do 80 kg/m³, potem pa se te zaradi rasti vrednosti toplotne prevodnosti začnejo slabšati. Za stekleno volno velja, da njena toplotna prevodnost z gostoto raste. Za različne namene vgradnje in potrebe po toplotni izolativnosti, jo izdelujejo z gostoto od 10 do 100 kg/m³. 

Za kameno volno lahko rečemo, da je eden izmed najboljših zvočnih absorberjev, zato so fasadni sistemi s kameno volno zelo dobro zvočnoizolativni. Na lahkem zidu lahko tak sistem hrup zmanjša za 5 dB, na masivnem zidu pa za 2 dB.

Mineralna volna je popolnoma negorljiv material in spada v razred A1. Pri kameni je temperatura tališča vlaken nad 1000, pri stekleni pa pri 550 stopinjah Celzija. Ker v vsaki kontaktni fasadi predstavlja volumsko največji delež materiala, so tudi fasadni sistemi s kameno volno požarno najbolj varni, in se kot celota največkrat uvrščajo v razred A2-s1, d0.

Foto: Profimedia Toplotna izolacija, steklena volna

Paroprepustnost mineralne je praktično enaka kot paroprepustnost zraka, zato jo po standardu tudi lahko označujemo s količnikom difuzijskega upora prehoda vodne pare 1. Vsi izdelki iz kamene volne za kontaktne fasade so tudi vodoodbojni, kar pomeni, da so vlakna impregnirana z vodoodbojnim sredstvom in so trajno hidrofobna. Zaradi porozne vlaknaste in paroprepustne strukture se načeloma suši zelo hitro. 

Kamena volna je naraven mineralni material z nizko vsebnostjo organskih snovi. V osnovi je sterilen material, ki ni hrana za nobeno živo bitje, in je kot kamen neomejeno trajen material. 

Ekstrudiran polistiren (XPS)

XPS je material, ki ga priporočajo za toplotno izolacijo povsod tam, kjer drugi materiali niso primerni. To so mesta s stalno prisotnostjo vlage, kot so v zemljo vkopane stene ter mesta z veliko mehansko obremenitvijo. Na zidanih zunanjih stenah ga pogosto uporabljajo za toplotno zaščito mest, kjer bi sicer nastali toplotni mostovi.

Njegova celična struktura je še bolj zaprta kot pri EPS, zato je zelo vodoodbojen in odporen proti mehanskim obremenitvam. Dobra lastnost je velika trdnost in dimenzijska obstojnost, dobro tudi preprečuje širjenje udarnega zvoka. Njegova toplotna prevodnost je od 0,034 do 0,039 W/mK.

Foto: Profimedia polistiren

Tudi XPS je gorljiv in razvrščen v razred gorljivosti E. Kar še vedno zadostuje za uporabo v gradbeništvu, le vgrajen mora biti tako, da ni izpostavljen ognju. Ker se XPS vedno vgrajuje v neki sistem oziroma konstrukcijo, izpostavljenost ognju preprečujejo pred in za njima vgrajeni materiali. Večina certificiranih fasadnih sistemov z enim od obeh materialov doseže bistveno višji razred gorljivosti, kar zelo poveča ognjevarnost. 

Zaradi v proizvodnji pripravljenih robov – dve plošči se stikata po sistemu utor-pero – je zelo preprost za vgradnjo, tako da se bo malo bolj spreten graditelj vgradnje lahko lotil kar sam. 

Celulozni kosmiči

Toplotna izolacija iz celuloze je narejena je iz naravnega in hkrati recikliranega materiala, saj za njeno proizvodnjo uporabljajo star časopisni in beli papir. V procesu proizvodnje papir z defibrilatorjem razvlaknijo in mu dodajo borovo sol. Nastanejo kosmiči, podobni vati, ki so mehki na otip. Izolacija je v razsutem stanju, pakirana v vrečah.

Celuloza ima toplotna prevodnost od 0,039 do 0,045 W/mK in dolg fazni zamik, preprečuje nastanek toplotnih mostov, samodejno uravnava vlago v prostoru, odporna je na glodavce in insekte, zagotavlja relativno dobro požarno varnost. 

Foto: Profimedia celulozni kosmiči Zaradi velike gostote, ki je kar 80 kg/m³, so celulozni kosmiči sposobni akumulirati bistveno več toplote kot denimo mineralna volna ali stiropor, hkrati pa ima daljši fazni zamik, ki pove, koliko časa je toplotna izolacija sposobna zadrževati toploto, preden jo sprosti v prostor. Celulozna izolacija je sposobna akumulirati izjemno veliko te toplote in jo dolgo, tudi 10 do 12 ur zadrževati.

Celulozne kosmiče največkrat vgrajujejo z vpihovanjem, za kar je treba na ostrešju in stenah ter tleh narediti kalupe. Ti so največkrat narejeni iz lesnih vlaknenk, v sistem konstrukcije pa se vgradi tudi paroprepustna ovira.

Strah graditeljev, da bi se v steni hiše, ki je izolirana s celuloznimi kosmiči, zaredile miši, polhi ali kakšni drugi glodavci in insekti, je odveč. Celuloznim kosmičem že v proizvodnem procesu dodajo borove soli, ki preprečujejo, da bi se v izolacije naselili in razvili insekti, plesni, glivice. 

Celulozni kosmiči so gorljiv material, ki spada v požarni razred B2. Njegovo odpornost na požar pa povečajo z borovo soljo. Ta v stiku z ognjem naredi kristalino, ki zavira gorenje in širjenje ognja. Hkrati se razvija zelo malo dima. Pri dovolj debeli plasti izolacije se širjenje požara zelo upočasni ali pa celo prepreči, saj je celotna izolacija prepojena z borovo soljo.