Obr. 1: Řezací přístroj Styrocut 400
Z výše uvedených údajů plyne, že do
budoucna přibude velké množství konstrukcí, které by měly být
nějakým způsobem sanovány či rekonstruovány, a může se objevit
i problém s jejich recyklací.
Pozn.: Pěnový polystyren (EPS) je v České republice
jedním z nejpoužívanějších izolačních materiálů pro stavební
účely a jeho spotřeba neustále roste. Celková spotřeba
v ČR činila v roce 2008 48 400 tun. Ve srovnání
s předchozím rokem jde o zvýšení o 21 %. Jedná
se o jeden z nejvyšších meziročních nárůstů spotřeby
v Evropě, kdy evropským průměrem je nárůst pouze o 10%.
Celková spotřeba polystyrenu v Evropě se pohybuje okolo 1 430
000 tun za rok.
Zhruba 80 % z celkového objemu spotřeby EPS je
určeno pro stavebnictví, zbytek je zpracován na obaly. Zhruba
70 % polystyrenu spotřebovaného ve stavebnictví jsou
polystyrenové desky. Zbývajících 10 % připadá na
tvarovky.
PORUCHY, VADY
Druh a rozsah poruchy má zásadní vliv na to, zdali
kontaktní zateplovací systém sanovat či rekonstruovat. Proto bychom
měli poruchám předcházet dodržováním všech platných postupů
a předpisů nejen v oblasti navrhování, ale také
v oblasti provádění. Poruchy můžeme rozdělit do čtyř
základních skupin.
Vliv okrajových podmínek:
● vliv umístění stavby,
● teplotní změny – návrh tloušťky tepelněizolační
vrstvy,
● agresivní prostředí – napadení živočichy
a rostlinami,
● změna využití objektu – změna tepelně
vlhkostních poměrů v konstrukci a následný vznik
plísní.
Vliv technologické nekázně:
● technologická nekázeň v přípravě podkladu
– nedostatečná únosnost, příliš velká nerovnost,
● technologická nekázeň při lepení
tepelněizolační vrstvy – lepicí hmota v malé ploše, chybné
umístění lepicích terčů,
● technologická nekázeň při tvorbě výztužné
vrstvy – chybné umístění výztužné mřížky.
Obr. 2: Separace výztužné vrstvy
Vliv projektové
dokumentace:
● nedostatečná projektová dokumentace,
● chybný návrh tepelně technických
parametrů,
● nedořešení tepelných mostů (ostění, nadpraží,
soklová oblast, atika apod.),
● návrh nekompatibilního souvrství (chemická
nesnášenlivost).
Vliv degradace:
● vliv škůdců,
● nekompatibilnost souvrství (chemická
nesnášenlivost),
● vliv stáří.
Rekonstrukce vnějšího kontaktního zateplení spočívá
v odstranění stávajícího souvrství a vytvoření nového
tepelněizolačního souvrství. Tento druh rekonstrukce je
z hlediska energetického nevýhodný.
Obr. 3: Detail separované výztužné vrstvy
MOŽNOSTI SANACE
Oprava kontaktního zateplení sanací je
z environmentálního hlediska výhodnější než rekonstruování.
Sanace ETICS spočívá ve většině případů v provedení
dodatečného neboli doplňkového zateplení. Postup provádění můžeme
rozdělit do tří kroků. Prvním krokem je kvalitní stavebně technický
průzkum, který je výchozím podkladem pro zvolení dodatečného
tepelněizolačního souvrství. Průzkum musí obsahovat zjištění důvodu
a zdroje poruchy, jednoznačné materiálové a tepelně
technické vlastnosti stávající konstrukce. V druhém kroku
projektant navrhne souvrství, které splňuje tyto požadavky:
● tepelně-technické parametry konstrukce dle
ČSN 730540-2 (2007),
● požární odolnost,
● funkčnost (správný návrh skladby),
● životnost (zvolení vhodných materiálů, množství
a druh kotvicích prvků),
● stabilita konstrukce.
Ve třetím kroku je nutné dbát na správné provedení konstrukce
z technologického hlediska, což je v dnešní době ve velké
míře opomíjeno.
MOŽNOSTI RECYKLACE
Polystyren
Recyklovatelnost polystyrenu se v dnešní době týká
především materiálů, které jsou k recyklaci připravené, tzn.
materiál je relativně čistý, zbavený příměsí. Získání takového
materiálu je velmi obtížné. Zdroje takového polystyrenu nalezneme
buď v komunálním odpadu, kde tvoří ve většině ochrannou
funkci, anebo se jedná o odpadní materiál při výrobě nového
polystyrenu. Avšak většina polystyrenu užívaná ve stavebnictví je
přidružena k jiným konstrukcím, jako je především vnější
kontaktní zateplení. Tento materiál je spjat s obklopujícími
konstrukcemi natolik, že jejich separace je velmi obtížná.
Z tohoto důvodu je většina kontaktních zateplovacích systémů
deponována na skládce místo toho, aby byla dále recyklována.
Druhy možné recyklace:
1. Mechanická recyklace:
a) zlepšování kvality půdy (provzdušnění),
b) příměs do stavebních materiálů (cihly, malty, izolační
omítky, lehčené betony atd.),
c) EKO polystyren (vlastnosti dle koplenu),
d) tepelněizolační násypy,
e) opětovné využití při výrobě nových tvarovek
a prvků.
2. Recyklace surovin:
a) pyrolýza – fyzikálně-chemický děj, řadící se do relativně
široké skupiny termických procesů; termickými procesy jsou
v praxi míněny technologie, které působí na odpad teplotou,
jež přesahuje mez jeho chemické stability;
b) alkolholýza,
c) zplyňování.
3. Rekuperace energie (1
kg EPS = 1,3 l LTO).
4. Skládkování (čeká na
recyklaci).
Minerální vlákna
Recyklace minerálních vláken je velmi obtížná. Je to dáno
specifickou výrobou tohoto stavebního materiálu. Recyklace je možná
pouze v průběhu výroby z odpadního materiálu. Tuto
recyklaci můžeme rozdělit do tří druhů:
a) opětovné využití bez úprav,
b) regenerace na stejný produkt,
c) použití při výrobě stavebních materiálů.
Skelná vlákna
Výrobní proces skelných vláken je velmi podobný výrobnímu
procesu minerálních vláken, proto je jejich recyklovatelnost na
stejné úrovni a pohybuje se ve stejné oblasti možností.
Graf: Vliv tloušťky tepelné izolace na výtěžnost separační
metody
SEPARAČNÍ METODA
V rámci doktorského studia na Fakultě stavební ČVUT
v Praze se zabývám sanací a recyklací vnějších
tepelněizolačních kompaktních systémů. Jedna z prvních
myšlenek jak recyklovat byla oddělit jednotlivé vrstvy
tepelněizolačního souvrství od sebe. Proto byl vytvořen projekt,
který se zaměřil na separaci jednotlivých vrstev. Experiment,
podporován interním grantem ČVUT (CTU0800311), byl proveden
v laboratořích Fakulty stavební ČVUT.
Hlavním cílem projektu bylo zjistit energetickou náročnost
separace tepelné izolace z EPS z vnějšího kontaktního
zateplovacího systému. Projekt byl rozdělen na dvě fáze.
V první fázi byla provedena vlastní separace konstrukce
a v druhé fázi vyhodnocení recyklačního procesu
z hlediska využitelnosti v praxi
a z energetického hlediska. Pro zjednodušení zde byla
použita konstrukce bez kotvicích prvků.
Konstrukce, na kterých byl experiment proveden, měly dva druhy
složení, lišící se v tloušťce výztužné vrstvy. Nosnou
konstrukci tvořila vlákno-cementová deska o tloušťce
8 mm. Na ni byl přilepen tepelný izolant z extrudovaného
polystyrenu tloušťky 60 mm lepicím tmelem o tloušťce
3 mm. Lepicí tmel byl nanesen v 60 % lepené plochy.
Na vrstvu tepelné izolace byl nanesen tmel s výztužnou
tkaninou, tvořící výztužnou vrstvu. Povrchovou úpravu tvořila
tenkovrstvá silikátová omítka zrnitosti 1,5 mm + armovací
vrstva ze sklotextilní tkaniny. Konstrukce byla bez kotvicích
prvků.
Přístrojovou základnu tvořila pájka na polystyren Styrocut
o výkonu 400 W s neomezenou dobou použití a délková
měřidla (svinovací metr, digitální posuvné měřidlo).
V průběhu experimentu docházelo ke dvěma problémům. První
problém byl s množstvím zplodin, které vznikaly
v důsledku tavení tepelněizolační vrstvy. Z tohoto důvodu
je možné provádět separaci in situ anebo v experimentálních
místnostech. Druhým problémem byl řezací nůž na pájce. Tento prvek
je silný 0,5 mm a po zahřátí na potřebnou teplotu se
začal deformovat vlivem velkých teplotních rozdílů. Při provádění
in situ by byl teplotní rozdíl ještě větší. To mělo zásadní vliv na
kvalitu separace. Tato deformace dosahovala až 4 mm na 200mm
noži. Proto má výsledný separovaný prvek velké povrchové
nerovnosti. Kromě již zmíněných vlivů je zde vliv lidského faktoru.
Pro samotný proces separování je velmi důležitá plynulost řezu, což
je ovlivněno mnoha faktory, jako např. výkonem řezačky, kvalitou
řezacího nože, obsluhou řezacího zařízení.
Výsledný vyseparovaný prvek měl relativně velké rozměrové
odchylky. Nerovnost řezu byla cca 4 mm, což u testovaného
vzorku o tloušťce 60 mm znamenalo výsledný rozměr
56 mm ±4 mm. Výsledná výtěžnost se tedy pohybovala kolem
91,5 %. Tato výtěžnost se mění v závislosti na tloušťce
tepelněizolační vrstvy. Například pro tloušťku izolantu 50 mm
je výtěžnost 90,2 %, ale pro tloušťku 100 mm je výtěžnost
94,1 %. To znamená, že s narůstající tloušťkou separované
vrstvy narůstá výtěžnost a účinnost této recyklační metody.
Rychlost separačního procesu byla 65 mm/s při šířce řezu
200 mm.
Vyhodnocení z energetického hlediska je zcela
jednoznačné. Pro testovanou skladbu s 60 mm tepelné
izolace z EPS:
● energie na separaci 1 m2 ……5,6
kJ,
● energie na výrobu 1 m2 ……19 591
kJ.
Pro objektivní posouzení energetické náročnosti je vhodné
použít rovnici hospodárnosti energetické náročnosti ve
stavebnictví. Tato podmínka zní:
∑ ENROZR = ∑ ENDOPR +
∑ ENZPRAC ≤ ∑ ENNÁVR,
kde
ENROZR ... energie nutná pro
rozrušení stavby či konstrukce,
ENDOPR ... energie na dopravu
a úklid,
ENZPRAC ... energie na
zpracování,
ENNÁVR ... energie získaná
návratem do materiálového cyklu.
Pro energetické vyhodnocení navrhované separační metody vypadá
rovnice hospodárnosti takto:
∑ ENROZR = ∑ ENDOPR +
∑ ENZPRAC ≤ ∑ ENNÁVR
35 kJ + 5,6 kJ ≤ 19 591 kJ
40,6 kJ ≤ 19 591 kJ,
kde
ENDOPR ... energie na dopravu
a úklid tvoří obsluha řezačky, která po recyklačním procesu
uklidí;
ENZPRAC ... energie spotřebovaná
tavnou řezačkou na odpájení konstrukcí z interiérové
i exteriérové strany tepelněizolační vrstvy;
ENNÁVR ... energie získaná
návratem do materiálového cyklu je rovna primární energii, kterou
je nutné dodat pro výrobu stavebního prvku o stejném objemovém
množství.
Z těchto závěrů vyplývá, že energie nutná pro vznik
recyklátu o stejném objemu je 480krát menší než energie
potřebná pro vznik nového stavebního prvku.
SHRNUTÍ MOŽNOSTÍ RECYKLACE
Z energetického hlediska se jeví „recyklace KZS“ jako
velmi úsporná. Z hlediska technologického je tato možnost
v dnešní době prozatím nereálná, protože separace
tepelněizolační vrstvy je v praxi ve velkém objemu
neproveditelná. Je to způsobeno více vlivy, nejen nedostatečnou
přístrojovou základnou, ale i vlivem detailů a kotvicích
prvků. V současné době je z ekologického hlediska
efektivnější sanace, která spočívá v dodatečném zateplení. Ale
ne vždy je možné aplikovat dodatečné zateplení, a proto bychom
se neměli do budoucna přestat zabývat recyklací.
foto autor
Ing. Petr Jaroš (*1982) je absolventem VUT v Brně,
Fakulty stavební, obor pozemní stavby. Nyní studuje postgraduální
studium na ČVUT, Fakultě stavební, v programu Stavební
inženýrství, oboru pozemní stavby. Disertační práce: Sanace
a recyklace vnějších kontaktních tepelněizolačních kompaktních
systémů.
Komentáře:
K článku zatím nejsou žádné komentáře.
Pro přidání komentáře se musíte přihlásit.