Isolamento XPS »A grande visão geral do material de isolamento

XPS é produzido a partir de estireno (fenileteno) - um hidrocarboneto insaturado de baixo peso molecular (monomérico), que é produzido por uma reação química a partir de etilbenzeno e que tem boas propriedades de polimerização, ou seja, a capacidade de formar moléculas grandes. Já na primeira metade do século 19, os químicos observaram que o estireno originalmente líquido engrossava após um longo período de uso e descreveram esse processo como um processo de polimerização. O material resultante foi chamado de poliestireno por eles.

Visão geral histórica: o poliestireno como produto industrial

Na década de 1920, o químico alemão Herrmann Staudinger - fundador da química macromolecular e ganhador do Prêmio Nobel - forneceu conhecimentos fundamentais sobre a formação e a estrutura dos polímeros, que criaram os pré-requisitos para a produção industrial dessas substâncias. O poliestireno é produzido industrialmente na fábrica IG Farben em Ludwigshafen desde 1931. A produção de espumas rígidas de poliestireno ("isopor") começou em 1949. A BASF detém a patente alemã para isso desde 1950, enquanto nos EUA o grupo Dow Chemical também desenvolveu um desenvolvimento paralelo patenteado. Hoje, o poliestireno é um dos plásticos padrão e, em termos de produção, ocupa o quarto lugar, atrás do polietileno, polipropileno e PVC. Existem muitos campos de aplicação para o poliestireno - ele é usado, por exemplo, para embalagens,como material de isolamento e para isolamento térmico.

XPS e EPS: poliestireno em isolamento térmico

Os dois materiais de isolamento XPS e Styrofoam / EPS estão intimamente relacionados. Ambos os materiais são feitos de poliestireno extrudível e estão disponíveis no mercado como as chamadas espumas rígidas. O XPS é produzido por extrusão, para a produção do EPS os grânulos do granulado de poliestireno são expandidos e depois soldados em um processo térmico.

Propriedades de isolamento térmico idênticas, consistência diferente

XPS e Styrofoam / EPS têm propriedades de isolamento térmico quase idênticas, mas suas outras propriedades de materiais são diferentes. As placas de isolamento XPS têm uma estrutura homogênea com uma estrutura de poros fortemente fechada, o que, entre outras coisas, resulta na robustez e resistência à umidade deste material de isolamento. Ao contrário do XPS, o EPS também é usado em qualidades elásticas - por exemplo, na forma de folhas enroláveis e laminadas - ou como isolamento em massa. XPS tem maior estabilidade de pressão e maior insensibilidade à umidade do que EPS.

XPS como material de isolamento térmico: Excelente isolamento térmico, alta capacidade de carga, uso flexível

XPS, como EPS e PUR / PIR, é agora um material de isolamento térmico sintético estabelecido. Sua participação de mercado gira em torno de 6%. O material é resistente à umidade, à pressão e em geral forte. No entanto, é principalmente utilizado onde o isolamento térmico do edifício tem de suportar cargas maiores. Os campos clássicos de aplicação são, por exemplo, isolamento de telhados planos e isolamento de perímetro. Devido ao preço relativamente baixo, o isolamento térmico econômico é possível com o XPS.

Tabela 1: Uma visão geral das propriedades do XPS

Condutividade térmica	0,035 - 0,045 W / mK
Aula de material de construção	Antigo: B1, B2 (dificilmente ou normalmente inflamável), novo: E (normalmente inflamável sem proteção contra chamas)
espessura mínima de isolamento de acordo com EnEV 2014	14 cm
Densidade aparente	25 - 45 kg / m3
Preço por m2	18-30 EUR

Quais são as substâncias do XPS?

As matérias-primas do XPS são petróleo bruto ou gás natural. O poliestireno é produzido a partir destes em várias etapas. Os elementos de isolamento XPS consistem em 98% de ar e apenas 2% de poliestireno. Propelentes (CO2, etanol) e retardantes de chama (hexabromociclododecano, HBCD) também são adicionados à massa de extrusão. O isolamento XPS mais antigo também pode conter fluorocarbonos (CFCs) como propelentes, mas seu uso agora é fundamentalmente proibido pela legislação da UE.

Como o XPS é feito?

Para a produção de XPS, o granulado de poliestireno extrudável é espumado em uma extrusora, pressionado através de uma fenda e formado em folhas rígidas e duras. A extrusão cria uma película de espuma lisa na superfície dos painéis, que permanece sobre ela ou é removida mecanicamente para obter uma melhor adesão - por exemplo para gesso ou argamassa (7,79 € na Amazon *). Além de placas de isolamento lisas, placas XPS com ranhuras ou outro relevo de superfície especial também são produzidas. A extrusão cria um grande número de pequenas células fechadas nos elementos de isolamento, que garantem a baixa condutividade térmica, a insensibilidade à umidade e a robustez geral deste material de isolamento.

Como os elementos de isolamento XPS chegam ao mercado?

O XPS está disponível no mercado apenas em forma de folha. As placas de isolamento XPS disponíveis no mercado têm entre 20 e 200 mm de espessura. São oferecidos com propriedades de carregamento diferenciadas. O preço do XPS está entre 18 e 30 euros por m2. Os custos do isolamento térmico com XPS são ligeiramente superiores aos do isolamento com lã mineral (lã de rocha e de vidro) ou EPS, que custam 10 a 20 ou 5 a 20 euros por m2.

Painéis individuais, materiais de construção compostos, ETICS

Além dos painéis individuais, vários ETICS baseados em XPS também são produzidos. XPS é usado aqui principalmente na forma de materiais de construção compostos, a fim de combinar o alto desempenho de isolamento térmico desse material de isolamento com as melhores capacidades de proteção de som e calor, bem como as propriedades de proteção contra fogo de outros materiais. Além das soluções de sistema, os materiais compostos baseados em XPS também estão disponíveis como elementos individuais nos quais os chamados painéis sanduíche com um núcleo XPS são revestidos em ambos os lados com um material diferente.

Fabricante de placas de isolamento XPS

As placas de isolamento XPS são fabricadas por vários fabricantes de materiais de construção, empresas bem conhecidas incluem BASF (“Styrodur”), Austrotherm, Dow Chemical e Ursa. ETICS baseado em XPS também vêm desses, mas também de vários outros produtores.

Quais são as propriedades físicas do XPS?

Os materiais de isolamento modernos têm uma condutividade térmica (? - Lambda) de menos de 1 W / mK (watt por metro x Kelvin). Com o XPS, este valor está entre 0,035 - 0,045 W / mK - poliestireno extrudado, portanto, tem apenas uma baixa condutividade térmica e, portanto, excelentes propriedades de isolamento. O desempenho de isolamento térmico de XPS, EPS e lã mineral é praticamente idêntico. Dos materiais de isolamento comerciais com condutividade térmica entre 0,02 e 0,025 W / mK, apenas PUR / PIR é significativamente mais potente. Tal como acontece com os outros isolantes sintéticos EPS e PUR / PIR, as excelentes propriedades isolantes do XPS resultam da estrutura de células fechadas, o que significa que estes materiais apresentam uma elevada resistência térmica mesmo em espessuras baixas.

Capacidades de baixo calor e isolamento acústico

O XPS tem apenas propriedades de isolamento térmico e acústico limitadas, que podem ser otimizadas por meio de materiais de construção compostos - por exemplo, através dos chamados painéis sanduíche e / ou integração em sistemas compostos de isolamento térmico (ETICS).

Baixa abertura de difusão

É verdade que o XPS é basicamente um material de isolamento permeável ao vapor com valores entre 80 e 200?
No entanto, a resistência à difusão do vapor de água do material é bastante alta. Para comparação: placas de silicato de cálcio são sempre usadas para isolamento térmico quando a camada de isolamento deve trazer, ao mesmo tempo, uma regulação sustentável da umidade. Eles têm uma resistência à difusão do vapor de água entre 5 e 20, tornando-os um material isolante altamente aberto à difusão e ativo capilar.

Segurança contra incêndio limitada

Como todos os outros materiais de isolamento sintéticos, o XPS é basicamente inflamável. Ele derrete em temperaturas entre 100 e 125 ° C, em temperaturas acima de 300 ° C ele se decompõe. O ponto de inflamação do estireno resultante é de apenas 31 ° C. A queima de XPS libera gases tóxicos, incluindo dioxinas. A longo prazo, o XPS é resistente à temperatura até um limite de cerca de 85 ° C.

Tabela 2: XPS e outros materiais de isolamento térmico em comparação

Materiais de isolamento	Condutividade térmica (W / mK)	Espessura mínima de isolamento de acordo com EnEV (cm)	Custos por m2 (euros)
XPS	0,035-0,045	14º	18-30 EUR
Isopor / EPS	0,035-0,045	14º	5 - 20 EUR
PUR / PIR	0,02-0,025	10	10-20 EUR
Lã de vidro	0,032-0,040	14º	10-20 EUR
Placas de silicato de cálcio	0,065	20o	80 euros

Padrões DIN, classes de materiais de construção, EnEV

De acordo com a norma EU DIN EN-13501-1, XPS é atribuído à classe de material de construção E (normalmente inflamável sem proteção especial contra chamas), de acordo com a antiga norma nacional ele pertence às classes de material de construção B1 ou B2 (dificilmente ou normalmente inflamável). O coeficiente de transferência de calor (valor U) de 0,24 W / (m²K) prescrito pela Portaria de Economia de Energia (EnEV) 2014 é alcançado por XPS, bem como lã mineral e EPS com uma espessura de isolamento mínima de 14 cm.

dicas e truques

Os painéis de isolamento XPS são feitos de poliestireno extrudido. O material de isolamento sintético tem excelentes propriedades de isolamento térmico, é resistente à umidade e às intempéries e pode suportar cargas pesadas. Em contraste, as capacidades de proteção contra som e calor do XPS são muito baixas em comparação com outros materiais de isolamento.

Áreas de aplicação para isolamento térmico com XPS

As principais áreas de aplicação do XPS são em áreas nas quais a camada de isolamento é fortemente tensionada por influências mecânicas, bem como clima e umidade. As áreas de aplicação para XPS são, por exemplo:

Isolamento de perímetro: o isolamento de perímetro é uma das áreas de aplicação mais importantes do XPS. São utilizados para o isolamento térmico das zonas de contacto com o solo no exterior do edifício - o isolamento perimetral é, portanto, uma área especial de isolamento da cave, nos edifícios que não possuem cave é efectuado como parte do isolamento da fachada. Sob o solo - ou seja, com umidade permanente e sob grande pressão - o XPS mostra suas vantagens de uma forma ideal. No caso de edifícios sem cave, o isolamento XPS é colocado sob a laje de fundação como parte do isolamento perimetral. Os painéis XPS, que podem assumir funções de drenagem, às vezes são usados para isolamento de perímetro. Além disso, o isolamento de perímetro feito de XPS protege a vedação do edifício contra danos mecânicos e, portanto, atende aos requisitos da norma DIN 18195.
Isolamento de telhado plano: o XPS é um material preferido para isolamento de telhado plano quando o isolamento fica fora da vedação do telhado, que é então protegido de efeitos mecânicos e térmicos pelo material de isolamento. Em telhados verdes planos, o XPS garante um isolamento térmico confiável, mesmo com exposição permanente à umidade. Com as placas de isolamento XPS - normalmente no âmbito do ETICS - pode ser realizado o denominado isolamento reverso do telhado, no qual o isolamento térmico é realizado de forma diferente do que com telhados planos convencionais acima da pele do telhado.
Isolamento de telhado: Graças ao seu baixo peso, resistência à umidade e alta resistência à flexão, o XPS também é adequado para isolamento de telhado inclinado. Nesta área é usado principalmente como isolamento adicional acima da viga. Dependendo da construção, esse isolamento adicional pode ser necessário para atender de forma confiável os requisitos do EnEV. Além disso, o isolamento sobre vigas exclui efetivamente a formação de pontes térmicas.
Isolamento de piso: XPS é usado principalmente para isolamento de piso quando a construção do piso deve ser muito carregada. Devido à sua alta resistência à compressão, seu comportamento viscoplástico e a capacidade de absorver altas tensões a longo prazo, o XPS é ideal para isso.
Vedação de pontes térmicas: Em construções onde é provável a formação de pontes térmicas - por exemplo, com tetos de concreto cujos componentes se estendem para a área externa - o isolamento XPS evita a formação de pontes térmicas.
Materiais compostos (painéis sanduíche com núcleo XPS) e ETICS.

Benefícios do isolamento térmico com XPS

As vantagens do isolamento térmico com XPS são:

Excelentes propriedades de isolamento térmico.
Uso econômico de materiais devido à baixa espessura mínima de isolamento.
Robustez e resiliência: as placas de isolamento XPS são repelentes à água, resistentes a bolor ou infestação de pragas e não apodrecem. Eles são permanentemente resilientes, bem como à pressão e dimensionalmente estáveis. Devido à sua consistência viscoplástica, são capazes de absorver altas tensões.
Baixo peso: Devido ao seu baixo peso, as placas de isolamento XPS também são adequadas para construções sensíveis ao peso. Permite um fácil manuseio dos painéis durante o processo de construção.
Adequação para aplicações especiais: Devido às propriedades do material, o XPS é particularmente adequado para aplicações especiais.

Desvantagens do isolamento térmico XPS

As desvantagens do isolamento térmico com PUR / PIR são:

Produção a base de petróleo: Assim como os demais isolantes sintéticos (EPS, PUR / PIR), o XPS apresenta balanço energético desfavorável em relação aos materiais orgânicos e minerais para isolamento térmico. Também é produzido a partir de recursos naturais limitados.
Propriedades de isolamento acústico e térmico muito baixas
Inflamabilidade / segurança contra incêndio limitada.
Emissões tóxicas em caso de incêndio.

Como o XPS é processado?

Nenhuma ferramenta especial é necessária para processar os elementos de isolamento PUR / PIR. Os painéis ou blocos podem ser facilmente cortados, furados ou fresados com ferramentas de madeira padrão. Ao contrário do PUR / PIR, um corte com fio quente também pode ser feito com um dispositivo de corte especial com XPS. Os painéis de isolamento XPS podem ser fixados com clipes, buchas ou colagem com adesivos especiais. Existem também variantes plugáveis para conectar os elementos de isolamento uns aos outros.

Desmontagem, reciclagem, descarte

Com grampos ou tarugos, o esforço de desmontagem para o isolamento XPS é baixo, com a colagem é alto. Não é possível reciclar os painéis. O descarte adequado de XPS ocorre por meio de incineração controlada ou no depósito de material de construção.

Segurança da saúde e segurança ocupacional

Os fabricantes enfatizam que o isolamento XPS não é prejudicial à saúde, mas especialistas em meio ambiente e materiais de construção às vezes desaconselham seu uso em ambientes fechados. Por um lado, o XPS contém pequenas quantidades de estireno não polimerizado, que é inicialmente liberado no meio ambiente e pode ser prejudicial à saúde, por outro lado, o retardador de chama HBCD possui propriedades tóxicas e bioacumulativas (que se acumulam no corpo). Ao processar o XPS, pode ocorrer poluição por estireno e poeira fina. Portanto, as normas de segurança ocupacional, como o uso de máscara respiratória, devem ser estritamente observadas, especialmente ao manusear este material de maneira regular e profissional.