Właściwości styropianów w świetle PN-EN 13163

02.03.2011

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].

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,
kg/m3

 

Oznaczenie wyrobu

 

Gęstość pozorna,
kg/m3

 

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.

www.facebook.com

www.piib.org.pl

www.kreatorbudownictwaroku.pl

www.izbudujemy.pl

Kanał na YouTube

Profil linked.in

Używamy cookies i podobnych technologii m.in. w celach: świadczenia usług, reklamy, statystyk. Korzystanie z witryny bez zmiany ustawień Twojej przeglądarki oznacza, że będą one umieszczane w Twoim urządzeniu końcowym. Pamiętaj, że zawsze możesz zmienić te ustawienia. Szczegóły znajdziesz w Polityce Prywatności.