I.Díl

• Úvod
• Materiál
• Měrná hmotnost
• Roztažnost
• Nasákavost
• Difuze
• Tepelná vodivost
• Odolnost
• Elektrické vlastnosti
• Hořlavost

Od počátku devadesátých let se na našem trhu objevila technologie izolací plochých střech nástřikem tvrdé polyuretanové pěny (dále jen PUR). Na různých seminářích či v odborném tisku se objevují protikladné názory, z obou stran často podpořené neznalostí problematiky. Byl jsem požádán redakcí časopisu Střechy, abych jako osoba dlouhodobě se zabývající touto technologií, připravil něco jako seriál, který výše uvedenou problematiku „osvětlí“ odborné i laické veřejnosti. Za tento poskytnutý prostor na stránkách časopisu Střechy redakci děkuji. Dále chci čtenáře ubezpečit, že můj pohled bude co nejvíce objektivní a podložený fakty.

Technologie má svůj počátek ve Spojených státech, v Evropě resp. v sousedním Německu od poloviny šedesátých let. Širší nástup přišel v polovině sedmdesátých let (také jako důsledek ropné krize) a od konce osmdesátých let, vzhledem k novým, na provádění jednodušším způsobům, se použití v západní Evropě zredukovalo. Vysoká náročnost na dodržování technologických pravidel školeným, zodpovědným a stabilním personálem v tvrdých pracovních podmínkách (práce v horku na ploché střeše, v masce a kombinéze) vedlo často k nekvalitní práci a zániku firmy. To však neznamená, že technologie zcela zmizela ze světového trhu.

Skvělé parametry dobře realizovaného díla a krystalizace dobrých a solidních realizačních firem posunují technologii mezi alternativní, s objemem 1 až 2 % celkového poměru na trhu izolací plochých střech. Existují samozřejmě i další způsoby uplatnění nástřiku pur pěny, kde je její místo nezastupitelné. Ale to není předmětem tohoto seriálu. V úvodu je ještě nutno uvést, že stejně jako ostatní obory se vyvíjejí, jde vývoj technologie pur též kupředu. Tyto nové směry však popíšu až na konci seriálu, neboť nyní je nutné seznámit se blíže s vlastní technologií.
 

Polyuretany jsou materiály, které nás obklopují doslova na každém kroku, jako např. podrážky obuvi, vlákna oděvů, sedadla či volanty v automobilech, plné pneumatiky stavebních strojů (v Číně jízdních kol), nábytek, matrace - molitan, izolace chladniček a mrazáků, sendvičové panely (plech-pur-plech), nebo nejprimitivnější bombičky pro utěsnění spár a dutin, které dostanete v každé drogerii. Je zjištěno, že ve vyspělých průmyslových zemích připadá na jednoho obyvatele cca 7 kg polyuretanu.
Každé odvětví má svůj typ polyuretanu - integrální pěny, měkké pěny, strukturální pěny, syntetické kaučuky nebo např. tvrdé pěny. Nás nyní zajímají tvrdé pěny zpracovávané na místě (angl. INSITU FOAM, něm. ORTSCHAUM). Tyto se opět dělí na různé druhy a typy dle charakteru použití. Z této skupiny - pro izolace plochých či lehce skloněných střech nástřikem přímo na povrch, jenž má být izolován, vyhovují stříkané tvrdé pěny o objemové hmotnosti 60 - 65 kg/m3.
Principem metody zpracování „na místě“ je dokonalé smíšení dvou tekutých komponentů v přesně stanoveném objemovém poměru a nanesením této tekuté směsi v podobě aerosolu na suchý, nemastný a čistý podklad za předepsané teploty a relativní vlhkosti vzduchu. Směs po dopadu na podklad začne ihned chemicky reagovat (do 2 sek) - reakcí složky B (diphenyldiizokyanátu - MDI) a složky A (směs vícesytných alkoholů, katalyzátorů, retardérů hoření a přesného množství vody) vzniká exotermní teplo a kysličník uhličitý, který hmotu napěňuje - do 20 sekund vznikne tvrdá pěna s uzavřenou mikroskopickou buněčnou strukturou.
Přidáním malého množství hydrochlorofluorouhlovodíku (HCFC) do složky A se dosáhne bezkonkurenční hodnoty lambda 0,02 W/m.K. Po zestárnutí a ustálení tlaku v buňkách je dosaženo hodnoty cca 0,025 W/m.K, což je vynikající. Dříve používaný freon 11 (dnes zakázaný - od roku 1995 se nevyrábí, dle Montrealské dohody) dosahoval v tvrdé pěně hodnot l = 0,017 po zestárnutí 0,02 W/m.K. Světoví výrobci (např. Solvay) již zkoušejí nové plyny, opět s lambdou kolem 0,02 W/m.K. Díky způsobu reakce - polyadice - se z pěny neuvolňují časem žádné životnímu prostředí škodlivé látky, materiál je vhodný např. i pro potravinářský průmysl. Konkurenční tvrzení, že materiál je zatěžující pro životní prostředí, je zcela nesmyslné. Jako odpad je možno pur pěnu běžně ukládat na skládku, avšak technologický pokrok již našel způsob recyklace - z hotové pěny opět tekuté suroviny.
Nyní se zaměříme na některé vlastnosti, které jsou určující pro použití samostatné izolační vrstvy na střeše:
 

Tvrdé pěny se pohybují v rozsahu 30 a 100 kg/m3.
Měrná hmotnost dále ovlivňuje tyto vlastnosti: pevnost v tlaku, v ohybu, v tahu, E modul, roztažnost, částečně nasákavost.

Pro izolace střech nástřikem se praxí osvědčila objemová hmotnost min. 60 kg/m3, která určuje

• pevnost v tlaku 0,40 N/mm2 (plně pochůzná vrstva)
• pevnost v ohybu 0,60 N/mm2 (pružná vrstva)
• pevnost v tahu 0,85 N/mm2 (rovná se hodnotě adheze)
• E modul 12 N/mm2 (dilatuje bez prasklin)

je závislá na objemové hmotnosti, od 60 kg/m3 a více, má konstantní reversibilní hodnotu 5 x 10-5.K-1, což znamená 0,00005 mm na 1 m délky při zvýšení teploty o 1 °C. Vzhledem k dokonalé (lze říci absolutní) adhezi nastříkané vrstvy k podkladu a hodnotě E modulu neomezuje se jakkoliv velikost nastříkané plochy na dilatované úseky.
 

je závislá na průběhu rosného bodu v izolaci, tzn. kondenzaci - návazně na výbornou difuzi pěny, avšak též na zpracování (dodržení směšovacího poměru, teploty a vlhkosti vzduchu), správně zpracovaná pur pěna má maximálně 5 objem % vlhkosti, průměrně však do 2 objem %. Nedodržením výše uvedených podmínek může dojít k většímu % počtu buněk s otevřenou strukturou.
 

volně nastříkaná pur pěna se vyznačuje nízkým difuzním odporem s hodnotou µ = 50 až 100, což znamená, že izolační vrstva výborně propouští tlaky vodních par zevnitř objektu, vrstva „dýchá“.
 

je ovlivněna kombinací nadouvacích plynů (tzn. CO2 + např. HCFC, současnost) obsažených v mikroskopické uzavřené buněčné struktuře. Skutečná neboli měřená hodnota l = 0,025 W/m.K.

ČSN, ale i DIN uvádí výpočtovou hodnotu l = 0,030 W/m.K. Zajímavé je to, že hodnota l je stabilní, vzhledem k teplotnímu rozsahu - 190 až + 100 °C. Tepelně izolační vlastnosti pur pěny jsou zcela vyjímečné.
 

tvrdá (střešní) pur pěna je vysoce chemicky odolná všem běžným látkám - slané a sladké vodě, kyselinám a zásadám do 10% koncentrace, benzinu a naftě, aromátům, olejům apod. Lze říci, že je prakticky nerozpustná. Je odolná biologickým vlivům - plísním, houbám, hnilobě a vrůstání kořenů. Je odolná agresivní průmyslové atmosféře. Není povrchově odolná UV záření, je nutno ji chránit vrstvou proti UV záření. Z praxe však chci uvést, že pur pěna trpí v hlubších loužích, resp. led vznikající v zimě na střeše může způsobit povrchové poškození UV vrstvy i pěny. UV ochraně je nutné věnovat velkou pozornost. Dále je možno se setkat i s ojedinělým povrchovým poškozením pur pěny ptáky, kteří konzumují na střeše potravu a občas se „netrefí“. K těmto problémům se ještě vrátíme. Tepelná odolnost pur pěny je velmi dobrá, od - 190 ºC do + 140 ºC, přičemž se téměř nemění mechanické vlastnosti. Krátkodobě pěny vydrží až 250 ºC.
 

tvrdá pur pěna je výborným elektrickým izolantem - specifický odpor 5,4 x 1014 ohmů na cm. V praxi se setkáváme s jevem, že kráčíme-li po nastříkané střeše, není náš náboj statické elektřiny odváděn a při dotyku s uzemněnou částí střechy (např. atika, hromosvod) dostaneme „ránu“.
 

tvrdá pur pěna se pohybuje dle ČSN 73 0862 v rozsahu C1 až C3 a to v závislosti na „retardéru hoření“ obsaženém v pěně. Pur pěna je obvykle samozhášitelná a odolná polétavému ohni. Dle DIN 4102 díl 1. je zatřídění B2.

Jednotlivé vlastnosti pěny lze celkem jednoduše ovlivňovat chemickým složením suroviny, resp. složky A (polyolu). Pro použití na izolace střech nástřikem se na českém trhu objevila celá řada systémů (systém znamená kombinace složek A +B) od různých světových výrobců, např. BASF Elastogran, BAYER Rhein-Chemie nebo ICI Polyurethanes-Interrokita. Dále jsou na trhu výrobky různých menších výrobců jako Nestaan (Holandsko), Pur systém (V. Británie), Resina Chemie (Holandsko) či Borsódchem (Maďarsko). Je však na zodpovědnosti každého zpracovatele - tedy realizační firmy - jaký materiál vybere a zpracuje do výše uvedených vlastností.
Samozřejmostí je povinnost každého zpracovatele mít materiál certifikovaný. To však vůbec neznamená, že výsledek musí být dobrý. O podmínkách ovlivňujících zpracování a vlastnostech konečného výrobku se dozvíte v příštím pokračování.