Wielu uczestników procesu budowlanego posiada dość skromną wiedzę w zakresie oznakowań stosowanych na wyrobach oraz wymagań normowych dotyczących styropianu.
Do Zakładu Konstrukcji i Elementów Budowlanych często zwracają się uczestnicy procesu budowlanego w celu weryfikacji właściwości styropianów dostarczonych na plac budowy.
Celem artykułu jest przedstawienie wymagań normowych wyrobów ze styropianu EPS produkowanych fabrycznie i stosowanych do izolacji cieplnej.
Styropian (EPS) – sztywne komórkowe tworzywo sztuczne, wytworzone przez formowanie granulek spienionych polistyrenu lub jednego z jego kopolimerów, o strukturze komórek zamkniętych, wypełnionych powietrzem [1].
Styropian ekstrudowany – sztywny komórkowy materiał izolacyjny z tworzywa sztucznego, wytwarzany przez spienianie i ekstrudowanie polistyrenu lub jednego z jego kopolimerów, z naskórkiem lub bez, o strukturze komórek zamkniętych [2].
.jpg)
Rys.1. Zależność naprężeń ściskających przy 10-proc. odkształceniu (kPa) a gęstością pozorną (kg/m3) dla badania pośredniego:
1 – średnie naprężenia ściskające;
2 – przewidywane naprężenia ściskające
Normą określającą wymagania dotyczące wyrobów ze styropianu (EPS) wykonanych fabrycznie z okładzinami lub powłokami, lub bez nich jest PN-EN 13163:2009 [1]. Norma uwzględnia wyroby (wytworzone w postaci płyt, rulonów etc.) stosowane do izolacji cieplnej budynków w prefabrykowanych systemach izolacji cieplnej i płytach warstwowych. Opisuje poszczególne właściwości wyrobu i procedury badań, klasyfikację i oznaczanie, ocenę zgodności, znakowanie i etykietowanie oraz określa wartości deklarowane i minimalną częstość badania w zakładowej kontroli produkcji. Klasy mandatowe podano tylko dla „reakcji na ogień”. Norma nie obejmuje wyrobów o deklarowanym oporze cieplnym mniejszym niż 0,25 m2K/W lub deklarowanym współczynniku przewodzenia ciepła w temperaturze 10oC większym niż 0,060 W/(mK).
Wymagania do wyrobów zostały podzielone w normie na dwie grupy:
– wymagania dotyczące wszystkich zastosowań;
– wymagania dotyczące określonych zastosowań (jeżeli nie ma wymagania dotyczącego właściwości związanej z użytkowanym wyrobem, to właściwość może nie być określana i deklarowana przez producenta).
Opisane poniżej właściwości są badane w zakresie uzależnionym od przyjętego systemu oceny zgodności wyrobów i powinny być wykonywane podczas wstępnych badań typu oraz zakładowej kontroli produkcji. Badania te w zależności od przyjętego systemu oceny zgodności i zadań w nim przewidzianych mogą być wykonywane przez uprawnione jednostki badawcze oraz producenta.
Rys.2. Zależność między współczynnikiem przewodzenia ciepła (W/mK) przy grubości odniesienia 50 mm i średniej temperaturze 10oC a gęstością pozorną dla badania pośredniego (kg/m3): 1 – średni współczynnik przewodzenia ciepła; 2 – przewidywany współczynnik przewodzenia ciepła
Wymagania dotyczące wszystkich zastosowań
Norma PN-EN 13163:2009 stawia wymagania dotyczące wszystkich zastosowań wyrobów – tab. 1.
Oprócz powyższych badań dla wyrobów dotyczących wszystkich zastosowań powinna być określona klasa reakcji na ogień PN-EN 13501-1. Stawiane są również wymagania odnośnie do styropianów w zakresie trwałości – właściwości użytkowe reakcji na ogień, współczynnik przewodzenia ciepła, długość i szerokość, stabilność wymiarowa nie powinny zmieniać się w czasie.
Wymagania dotyczące określonych zastosowań
W zakresie stabilności wymiarowej w określonych warunkach temperaturowych i wilgotnościowych przewidziano cztery poziomy stabilności (podana wartość jest górną lub dolną granicą wymagania; poziom jest podany jako deklarowana wartość danej właściwości). Są to: DS(70,-)1, DS(70,-)2, DS(70,-)3, DS(70, 90)1. Pierwsza liczba 70 w oznaczeniu odpowiada temperaturze badania (70oC), liczby 1–3 określają poziom wilgotności podczas badań. Względne zmiany długości, szerokości i grubości zależnie od poziomu nie powinny przekraczać 13%.
W zakresie odkształcenia w określonych warunkach obciążenia ściskającego i temperatury przewidziano trzy poziomy: DLT(1)5, DLT(2)5, DLT(3)5. Cyfry 1, 2, 3 określają warunki przeprowadzenia badania (obciążenie, temperaturę, czas trwania). Dla wszystkich poziomów odkształcenie nie powinno przekroczyć 5%.
Tab. 1. Wymagania dotyczące wszystkich zastosowań wyrobów z EPS wg [1]
|
Właściwość
|
Klasa
|
Tolerancje
|
|
|
Płyty
|
Rulony
|
||
|
±0,6% lub ±3 mm
|
-1% + nie ogranicza się |
||
|
±2 mm
|
|
||
|
±0,6% lub ±3 mm
|
±0,6% lub ±3 mm
|
||
|
±2 mm
|
|
||
|
Grubość
|
T1
|
±2 mm
|
|
|
T2
|
±1 mm
|
||
|
Prostokątność
|
S1
|
±5 mm/1000 mm
|
|
|
S2
|
±2 mm/1000 mm
|
||
|
Płaskość (podawana w odniesieniu do metrów bieżących) |
P1
|
30 mm
|
|
|
P2
|
15 mm
|
||
|
P3
|
10 mm
|
||
|
P4
|
5 mm |
||
|
Stabilność wymiarowa w stałych normalnych warunkach laboratoryjnych (względne zmiany długości i szerokości) |
DS(N)5
|
±0,5% |
|
|
DS(N)2
|
±0,2%
|
||
|
Stabilność wymiarowa w określonych warunkach temperaturowych i wilgotnościowych
|
–
|
±1%
|
|
|
Wytrzymałość na zginanie
|
–
|
Nie mniej niż 50 kPa
|
|
W zakresie naprężeń ściskających przy 10-procentowym odkształceniu przewidziano 15 poziomów: CS(10)30, CS(10)50, CS(10)60, CS(10)70, CS(10)80, CS(10)90, CS(10)100, CS(10)120, CS(10)150, CS(10)200, CS(10)250, CS(10)300, CS(10)350, CS(10)400, CS(10)500. Symbol 10 oznacza 10-procentowe odkształcenie, natomiast pozostałe liczby podają minimalną wartość naprężenia ściskającego wyrażonego w kPa.
W zakresie wytrzymałości na rozciąganie prostopadle do powierzchni czołowych przewidziano siedem poziomów: TR20, TR50, TR80, TR100, TR150, TR200, TR400. Część liczbowa w oznaczeniu przedstawia minimalną wartość obciążenia rozciągającego w kPa.
W zakresie wytrzymałości na zginanie przewidziano 14 poziomów: BS50, BS75, BS100, BS115, BS135, BS150, BS170, BS200, BS250, BS350, BS450, BS525, BS600, BS750. Część liczbowa w oznaczeniu przedstawia minimalną wartość obciążenia zginającego w kPa.
Każdy z typów styropianów (używanych w zastosowaniach wymagających przenoszenie obciążeń) powinien spełniać dwa różne warunki w tym samym czasie (warunek nieprzekroczenia naprężeń ściskających przy 10-procentowym odkształceniu oraz wytrzymałości na zginanie). I tak np. EPS 100 musi charakteryzować się naprężeniem ściskającym przy 10-procentowym odkształceniu równym 100 kPa oraz wytrzymałością na zginanie nie mniejszą niż 150 kPa.
Tab. 2. Zależność między gęstością pozorną styropianu, a jego sposobem zastosowania wg [3]
|
Oznaczenie wyrobu
|
Gęstość pozorna,
|
Oznaczenie wyrobu
|
Gęstość pozorna,
|
|
EPS 50 – 042 EPS EN 13163 T1-L1-W1-S1-P2-BS75-CS(10)50-DS(N) 5-DS(70,-)3 |
12,0 – 10 %
|
EPS 250 – 036 PODŁOGA/PARKING EPS EN 13163 T1-L1-W1-S1-P3-BS350-CS(10)250-DS(N) 5-DS(70,-)2-DLT(1)5 |
40,0 – 10 %
|
|
EPS 70 – 040 FASADA EPS EN 13163 T2-L2-W2-S1-P3-BS115-CS(10)70-DS(N) 2-DS(70,-)2-TR100 |
15,0 – 10 %
|
EPS 80 – 040 PŁYTY WARSTWOWE Z OKŁADZINAMI METALOWYMI EPS EN 13163 L1-W1-S1-P4-BS125-CS(10)80-DS(N) 2-DS(70,-)1-TR100 |
15,0 – 10 %
|
|
EPS 80 – 036 FASADA EPS EN 13163 T2-L2-W2-S1-P4-BS125-CS(10)80-DS(N) 2-DS(70,-)2-TR100 |
18,0 – 10 %
|
EPS 100 – 038 PŁYTY WARSTWOWE Z OKŁADZINAMI Z PAPY – DACHY EPS EN 13163 T2-L1-W1-S1-P4-BS150-CS(10)100-DS(N) 2-DS(70,-)1-TR150 |
20,0 – 10 %
|
|
EPS 100 – 038 DACH/PODŁOGA EPS EN 13163 T1-L1-W1-S1-P3-BS150-CS(10)100-DS(N) 5-DS(70,-)2-DLT(1)5 |
20,0 – 10 %
|
EPS T ……*) – 24 dB PODŁOGA PŁYWAJĄCA EPS T 13163 T3-L1-W1-S1- BS50-DS(N)5-SD20-CP2 |
Nie określa się
|
|
EPS 200 – 036 DACH/PODŁOGA/PARKING EPS EN 13163 T1-L1-W1-S1-P3-BS250-CS(10)200-DS(N) 5-DS(70,-)2-DLT(1)5 |
30,0 – 10 %
|
EPS T ……*) – 30 dB PODŁOGA PŁYWAJĄCA EPS T 13163 T3-L1-W1-S1- BS50-DS(N)5-SD15-CP3 |
Nie określa się
|
|
EPS 250 – 036 PODŁOGA/PARKING EPS EN 13163 T1-L1-W1-S1-P3-BS350-CS(10)250-DS(N) 5-DS(70,-)2-DLT(1)5 |
40,0 – 10 %
|
EPS P [WL(T)3-WD(V)5 – typ charakteryzujący się obniżoną absorpcją wody] |
Nie określa się
|
Jedną z właściwości możliwych do deklarowania jest pełzanie przy ściskaniu. Właściwość ta jest podawanaza pomocą oznaczenia CC(i1/i2/y)σc, gdzie: i1 – pełzanie przy ściskaniu, %;i2 – całkowita redukcja grubości, %; y – czas eksploatacji, lata; σc – deklarowane naprężenie ściskające, kPa. Oznakowanie takiej właściwości symbolem CC(2,5/2/50)100 będzie świadczyło o tym, że deklarowany poziom pełzania styropianu przy ściskaniu nie przekracza 2% przy naprężeniu ściskającym 100 kPa i 2,5% całkowitej redukcji grubości po eksploatacji do 50 lat.
W zakresie długotrwałej nasiąkliwości wodą przewidziano sześć poziomów: WL(T)5, WL(T)4, WL(T)3, WL(T)2, WL(T)1, WL(T)0,7. Oznakowanie liczbowe przedstawia nieprzekraczalny poziom nasiąkliwości wyrażony w procentach.
Norma przewiduje sześć poziomów absorpcji wody przy długotrwałej dyfuzji: WD(V)15, WD(V)12, WD(V)10, WD(V)7, WD(V)5, WD(V)3. Oznakowanie liczbowe przedstawia nieprzekraczalną wartość absorpcji dla deklarowanego poziomu wyrażoną w procentach.
Norma przewiduje możliwość deklaracji odporności na zamrażanie–odmrażanie. Po 300 cyklach zamrażania–odmrażania redukcja naprężenia ściskającego przy 10-procentowym odkształceniu powinna być mniejsza niż 10%.
Właściwości dotyczące przenikania pary wodnej powinny być deklarowane dla wyrobów jednorodnych jako współczynnik oporu dyfuzyjnego pary wodnej, a dla wyrobów warstwowych jako opór dyfuzyjny pary wodnej. Podczas badań laboratoryjnych żaden wynik nie powinien być mniejszy niż wartość deklarowana.
W zakresie sztywności dynamicznej norma przewiduje osiem poziomów: SD50, SD40, SD30, SD20, SD15, SD10, SD7, SD5. Oznakowanie liczbowe przedstawia nieprzekraczalną wartość sztywności dynamicznej dla deklarowanego poziomu wyrażoną w MN/m3.
Oprócz przedstawionych wyżej cech mogą być deklarowane klasy ściśliwości (CP) oraz właściwości w zakresie długotrwałej redukcji grubości, uwalniania się substancji niebezpiecznych, ciągłego spalania w postaci żarzenia oraz gęstości pozornej.
Gęstość pozorną określa się w przypadku, kiedy jest to potrzebne do badań pośrednich. Norma pozwala na oszacowanie naprężenia ściskającego przy 10-procentowym odkształceniu oraz współczynnika przewodzenia ciepła przez wykorzystanie gęstości pozornej (rys. 1 i 2).
Norma PN-B-20132:2005 [3] wprowadza zależność pomiędzy gęstością pozorną styropianu a jego sposobem zastosowania. Zależność tę ilustruje tabela 2.
Reasumując, styropian z przykładowym oznakowaniem EPS 70 – 040 FASADA
EPS EN 13163 T2-L2-W2-S1-P3-BS115-CS(10)70-DS(N)2-DS(70,-)2-TR100 jest:
– styropianem do docieplenia ścian budynków (świadczy o tym zapis FASADA);
– posiada właściwości zgodne z PN-EN 13163
oraz charakteryzuje się następującymi właściwościami technicznymi:
– tolerancja grubości styropianu ±1mm, długości i szerokości ±2 mm;
– prostokątność płyty styropianowej jest nie gorsza niż ±5 mm/1000 mm;
– tolerancja płaskości styropianu 10 mm;
– poziom wytrzymałości na zginanie co najmniej 115 kPa;
– poziom naprężenia ściskającego przy 10-procentowym odkształceniu wynosi nie mniej niż 70 kPa;
– stabilność wymiarowa w warunkach laboratoryjnych ±0,2%, stabilność wymiarowa w temperaturze 70oC ±2%;
– poziom wytrzymałości na rozciąganie nie mniejszy niż 100 kPa.
dr inż. Ołeksij Kopyłow
Zakład Konstrukcji i Elementów Budowlanych ITB
Literatura
1. PN-EN 13163:2009 Wyroby do izolacji cieplnej w budownictwie – Wyroby ze styropianu (EPS) produkowane fabrycznie – Specyfikacja.
2. PN-EN 13164:2010 Wyroby do izolacji cieplnej w budownictwie – Wyroby z polistyrenu ekstrudowanego (XPS) produkowane fabrycznie – Specyfikacja.
3. PN-B-20132:2005 Wyroby do izolacji cieplnej w budownictwie – Wyroby ze styropianu (EPS) produkowane fabrycznie – Zastosowania.
