Isolation XPS »Le grand aperçu du matériau isolant

Le XPS est produit à partir de styrène (phényléthylène) - un hydrocarbure insaturé de faible poids moléculaire (monomère), qui est produit par une réaction chimique à partir de l'éthylbenzène et qui a de bonnes propriétés de polymérisation, c'est-à-dire la capacité de former de grandes molécules. Dès la première moitié du 19e siècle, les chimistes ont observé qu'à l'origine le styrène liquide s'épaississait après une période d'utilisation plus longue et ont décrit ce processus comme un processus de polymérisation. Le matériau résultant a été appelé polystyrène par eux.

Aperçu historique: le polystyrène en tant que produit industriel

Dans les années 1920, le chimiste allemand Herrmann Staudinger - fondateur de la chimie macromoléculaire et prix Nobel - a fourni des connaissances fondamentales sur la formation et la structure des polymères, qui ont créé les conditions préalables à la production industrielle de ces substances. Le polystyrène est produit industriellement dans l'usine IG Farben de Ludwigshafen depuis 1931. La production de mousses rigides en polystyrène («Styrofoam») a commencé en 1949. BASF en détient le brevet allemand depuis 1950 et aux États-Unis, le groupe Dow Chemical a également développé un développement parallèle breveté. Aujourd'hui, le polystyrène est l'un des plastiques standard; en termes de production, il se classe quatrième après le polyéthylène, le polypropylène et le PVC. Il existe de nombreux domaines d'application pour le polystyrène - il est utilisé, par exemple, pour l'emballage,comme matériau d'isolation et pour l'isolation thermique.

XPS et EPS: polystyrène dans l'isolation thermique

Les deux matériaux d'isolation XPS et Styrofoam / EPS sont étroitement liés. Les deux matériaux sont en polystyrène extrudable et sont disponibles sur le marché sous forme de mousses dites rigides. Le XPS est produit par extrusion, tandis que pour la production d'EPS, les billes du granulat de polystyrène sont expansées puis soudées dans un processus thermique.

Propriétés d'isolation thermique identiques, consistance différente

XPS et Styrofoam / EPS ont des propriétés d'isolation thermique presque identiques, mais leurs autres propriétés de matériau sont différentes. Les panneaux isolants XPS ont une structure homogène avec une structure à pores fortement fermés, ce qui se traduit entre autres par la robustesse et la résistance à l'humidité de ce matériau isolant. Contrairement au XPS, l'EPS est également utilisé dans les qualités élastiques - par exemple sous la forme de feuilles enroulables et laminées - ou comme isolant en vrac. XPS a une plus grande stabilité à la pression et une plus grande insensibilité à l'humidité que l'EPS.

XPS comme matériau d'isolation thermique: excellente isolation thermique, capacité de charge élevée, utilisation flexible

Le XPS, comme l'EPS et le PUR / PIR, est désormais un matériau d'isolation thermique synthétique reconnu. Sa part de marché est d'environ 6%. Le matériau est résistant à l'humidité, à la pression et globalement solide. Cependant, il est principalement utilisé lorsque l'isolation thermique du bâtiment doit supporter des charges plus importantes. Les domaines d'application classiques sont, par exemple, l'isolation des toits plats et l'isolation du périmètre. En raison du prix relativement bas, une isolation thermique économique est possible avec XPS.

Tableau 1: Un aperçu des propriétés de XPS

Conductivité thermique	0,035 à 0,045 W / mK
Classe de matériau de construction	Ancien: B1, B2 (difficilement ou normalement inflammable), nouveau: E (normalement inflammable sans protection contre les flammes)
épaisseur minimale d'isolant selon EnEV 2014	14 cm
Densité apparente	25 à 45 kg / m3
Prix au m2	18-30 EUR

Quelles substances se trouvent dans XPS?

Les matières premières pour XPS sont le pétrole brut ou le gaz naturel. Le polystyrène est produit à partir de ces derniers en plusieurs étapes. Les éléments d'isolation XPS sont constitués de 98% d'air et de seulement 2% de polystyrène. Des propulseurs (CO2, éthanol) et des retardateurs de flamme (hexabromocyclododécane, HBCD) sont également ajoutés à la masse d'extrusion. Les anciens isolants XPS peuvent également contenir des fluorocarbures (CFC) comme propulseurs, mais leur utilisation est désormais fondamentalement interdite par la législation européenne.

Comment XPS est-il fabriqué?

Pour la production de XPS, des granulés de polystyrène extrudables sont expansés dans une extrudeuse, pressés à travers une filière à fente et formés en feuilles rigides et dures. L'extrusion crée une peau de mousse lisse à la surface des panneaux, qui reste dessus ou est enlevée mécaniquement afin d'obtenir une meilleure adhérence - par exemple pour le plâtre ou le mortier (7,79 € chez Amazon *). En plus des panneaux isolants lisses, des panneaux XPS avec rainures ou autre gaufrage de surface spécial sont également produits. L'extrusion crée un grand nombre de petites cellules fermées dans les éléments d'isolation, qui assurent la faible conductivité thermique, l'insensibilité à l'humidité et la robustesse générale de ce matériau isolant.

Comment les éléments d'isolation XPS arrivent-ils sur le marché?

XPS n'est disponible sur le marché que sous forme de feuille. Les panneaux isolants XPS disponibles dans le commerce ont une épaisseur comprise entre 20 et 200 mm. Ils sont proposés avec des propriétés de chargement différenciées. Le prix du XPS est compris entre 18 et 30 euros le m2. Les coûts de l'isolation thermique avec XPS sont légèrement plus élevés que pour l'isolation avec de la laine minérale (laine de roche et de verre) ou EPS, qui coûtent 10 à 20 ou 5 à 20 euros le m2.

Panneaux simples, matériaux de construction composites, ETICS

En plus des panneaux individuels, divers ETICS basés sur XPS sont également produits. XPS est utilisé ici principalement sous forme de matériaux de construction composites afin de combiner les performances d'isolation thermique élevées de ce matériau isolant avec les meilleures capacités de protection phonique et thermique ainsi que les propriétés de protection contre l'incendie d'autres matériaux. En plus des solutions système, des matériaux composites à base de XPS sont également disponibles en tant qu'éléments individuels dans lesquels des panneaux dits sandwich avec une âme XPS sont revêtus des deux côtés d'un matériau différent.

Fabricant de panneaux isolants XPS

Les panneaux isolants XPS sont fabriqués par de nombreux fabricants de matériaux de construction, des sociétés bien connues étant, par exemple, BASF («Styrodur»), Austrotherm, Dow Chemical et Ursa. Les ETICS basés sur XPS proviennent également de ceux-ci, mais aussi de nombreux autres producteurs.

Quelles sont les propriétés physiques du XPS?

Les matériaux d'isolation modernes ont une conductivité thermique (? - Lambda) inférieure à 1 W / mK (watt par mètre x Kelvin). Avec XPS, cette valeur est comprise entre 0,035 - 0,045 W / mK - le polystyrène extrudé n'a donc qu'une faible conductivité thermique et donc d'excellentes propriétés d'isolation. Les performances d'isolation thermique du XPS, de l'EPS et de la laine minérale sont par ailleurs largement identiques. Parmi les matériaux d'isolation du commerce avec une conductivité thermique comprise entre 0,02 et 0,025 W / mK, seul le PUR / PIR est nettement plus puissant. Comme pour les autres matériaux isolants synthétiques EPS et PUR / PIR, les excellentes propriétés d'isolation du XPS résultent de la structure à cellules fermées, ce qui signifie que ces matériaux ont une résistance thermique élevée même à de faibles épaisseurs.

Faible capacité d'isolation thermique et phonique

XPS n'a que des propriétés d'isolation thermique et phonique limitées, qui peuvent être optimisées grâce à des matériaux de construction composites - par exemple grâce à des panneaux dits sandwich et / ou à l'intégration dans des systèmes composites d'isolation thermique (ETICS).

Faible ouverture de diffusion

Est-il vrai que XPS est essentiellement un matériau isolant perméable à la vapeur, avec des valeurs comprises entre 80 et 200?
Cependant, la résistance à la diffusion de vapeur d'eau du matériau est assez élevée. À titre de comparaison: les panneaux de silicate de calcium sont toujours utilisés pour l'isolation thermique lorsque la couche d'isolation est censée assurer une régulation durable de l'humidité en même temps. Ils ont une résistance à la diffusion de la vapeur d'eau comprise entre 5 et 20?, Ce qui en fait un matériau isolant très ouvert et capillaire.

Sécurité incendie limitée

Comme tous les autres matériaux isolants synthétiques, le XPS est fondamentalement inflammable. Il fond à des températures comprises entre 100 et 125 ° C, à des températures supérieures à 300 ° C il se décompose. Le point d'éclair du styrène résultant n'est que de 31 ° C. La combustion de XPS libère des gaz toxiques, y compris des dioxines. Sur le long terme, XPS résiste à la température jusqu'à une limite d'environ 85 ° C.

Tableau 2: Comparaison du XPS et d'autres matériaux d'isolation thermique

Matériaux d'isolation	Conductivité thermique (W / mK)	Épaisseur minimale d'isolation selon EnEV (cm)	Coûts au m2 (euros)
XPS	0,035-0,045	14e	18-30 EUR
Polystyrène / EPS	0,035-0,045	14e	5 à 20 EUR
PUR / PIR	0,02-0,025	dix	10-20 EUR
Laine de verre	0,032-0,040	14e	10-20 EUR
Panneaux de silicate de calcium	0,065	20e	80 EUR

Normes DIN, classes de matériaux de construction, EnEV

Selon la norme européenne DIN EN-13501-1, XPS est affecté à la classe de matériau de construction E (normalement inflammable sans protection spéciale contre les flammes), selon l'ancienne norme nationale, il appartient aux classes de matériaux de construction B1 ou B2 (difficilement ou normalement inflammables). Le coefficient de transfert de chaleur (valeur U) de 0,24 W / (m²K) prescrit par l'ordonnance sur les économies d'énergie (EnEV) 2014 est obtenu par XPS ainsi que par la laine minérale et le PSE avec une épaisseur d'isolation minimale de 14 cm.

trucs et astuces

Les panneaux isolants XPS sont fabriqués à partir de polystyrène extrudé. Le matériau isolant synthétique a d'excellentes propriétés d'isolation thermique, résiste à l'humidité et aux intempéries et peut supporter de lourdes charges. En revanche, les capacités de protection phonique et thermique du XPS sont très faibles par rapport aux autres matériaux isolants.

Domaines d'application de l'isolation thermique avec XPS

Les principaux domaines d'application du XPS sont les zones dans lesquelles la couche isolante est fortement sollicitée par des influences mécaniques ainsi que par les intempéries et l'humidité. Les domaines d'application de XPS sont par exemple:

Isolation périmétrique: L'isolation périmétrique est l'un des domaines d'application les plus importants du XPS. Ils sont utilisés pour l'isolation thermique des zones en contact avec le sol à l'extérieur du bâtiment - l'isolation du périmètre est donc une zone particulière d'isolation du sous-sol; dans les bâtiments qui n'ont pas de sous-sol, elle est réalisée dans le cadre de l'isolation de la façade. Sous terre - c'est-à-dire avec une humidité permanente et sous une forte pression - XPS montre ses avantages de manière optimale. Dans le cas de bâtiments sans sous-sol, l'isolation XPS est posée sous la dalle de fondation dans le cadre de l'isolation périmétrique, par exemple. Les panneaux XPS, qui peuvent assumer des fonctions de drainage, sont parfois utilisés pour l'isolation du périmètre. De plus, l'isolation périphérique en XPS protège le joint du bâtiment contre les dommages mécaniques et répond ainsi aux exigences de la norme DIN 18195.
Isolation de toit plat: XPS est un matériau privilégié pour l'isolation de toit plat lorsque l'isolation se trouve à l'extérieur du joint de toit, qui est ensuite protégé des effets mécaniques et thermiques par le matériau isolant. Sur les toits plats verts, XPS garantit une isolation thermique fiable même en cas d'exposition permanente à l'humidité. Avec les panneaux d'isolation XPS - généralement dans le contexte de l'ETICS - il est également possible de réaliser une isolation de toiture dite inversée, dans laquelle l'isolation thermique est réalisée différemment des toits plats conventionnels au-dessus du revêtement de toiture.
Isolation du toit: Grâce à son faible poids, sa résistance à l'humidité et sa résistance à la flexion élevée, XPS convient également à l'isolation des toits en pente. Dans cette zone, il est principalement utilisé comme isolant supplémentaire au-dessus des chevrons. Selon la construction, une telle isolation supplémentaire peut être nécessaire pour répondre de manière fiable aux exigences de l'EnEV. De plus, l'isolation sur chevrons empêche efficacement la formation de ponts thermiques.
Isolation du sol: XPS est principalement utilisé pour l'isolation du sol lorsque la construction du sol doit être fortement chargée. En raison de sa haute résistance à la compression, de son comportement viscoplastique et de sa capacité à absorber des contraintes élevées sur le long terme, XPS est parfaitement adapté pour cela.
Etanchéité des ponts thermiques: Dans les constructions où la formation de ponts thermiques est probable - par exemple avec des plafonds en béton dont les composants s'étendent vers l'extérieur - l'isolation XPS empêche la formation de ponts thermiques.
Matériaux composites (panneaux sandwich avec âme XPS) et ETICS.

Avantages de l'isolation thermique avec XPS

Les avantages de l'isolation thermique avec XPS sont:

Excellentes propriétés d'isolation thermique.
Utilisation économique des matériaux en raison de la faible épaisseur minimale d'isolation.
Robustesse et résilience: les panneaux isolants XPS sont hydrofuges, résistants aux moisissures ou aux infestations de vermine et ne pourrissent pas. Ils sont résilients en permanence ainsi que la pression et dimensionnellement stables. En raison de leur consistance viscoplastique, ils sont capables d'absorber des contraintes élevées.
Faible poids: en raison de leur faible poids, les panneaux isolants XPS sont également bien adaptés aux constructions sensibles au poids. Il permet une manipulation aisée des panneaux pendant le processus de construction.
Adaptation aux applications spéciales: en raison de ses propriétés matérielles, XPS est particulièrement bien adaptée aux applications spéciales.

Inconvénients de l'isolation thermique XPS

Les inconvénients de l'isolation thermique avec PUR / PIR sont:

Production à base de pétrole: Tout comme les autres matériaux isolants synthétiques (EPS, PUR / PIR), XPS présente un bilan énergétique défavorable par rapport aux matériaux organiques et minéraux pour l'isolation thermique. Il est également produit à partir de ressources naturelles limitées.
Propriétés d'isolation thermique et acoustique très faibles
Inflammabilité / sécurité incendie limitée.
Émissions toxiques en cas d'incendie.

Comment XPS est-il traité?

Aucun outil spécial n'est nécessaire pour traiter les éléments d'isolation PUR / PIR. Les panneaux ou blocs peuvent être facilement coupés, percés ou fraisés avec des outils en bois standard. Contrairement au PUR / PIR, le XPS peut également être utilisé pour la coupe au fil chaud avec un dispositif de coupe spécial. Les panneaux isolants XPS peuvent être fixés à l'aide de clips, de chevilles ou de collage avec des adhésifs spéciaux. Il existe également des variantes enfichables pour connecter les éléments d'isolation les uns aux autres.

Démantèlement, recyclage, élimination

Avec des agrafes ou des chevilles, l'effort de démontage pour l'isolation XPS est faible, avec le collage il est élevé. Il n'est pas possible de recycler les panneaux. L'élimination appropriée du XPS se fait par incinération contrôlée ou à la décharge de matériaux de construction.

Santé, sécurité et sécurité au travail

Les fabricants soulignent que l'isolation XPS n'est pas nocive pour la santé, mais les experts en environnement et en matériaux de construction déconseillent parfois de l'utiliser à l'intérieur. D'une part, le XPS contient de petites quantités de styrène non polymérisé, qui est initialement libéré dans l'environnement et peut être nocif pour la santé; d'autre part, le HBCD ignifuge a des propriétés toxiques et bioaccumulables (s'accumulant dans le corps). Lors du traitement du XPS, la pollution due au styrène et aux poussières fines peut se produire. Les règles de sécurité au travail telles que le port d'un masque respiratoire doivent donc être strictement observées, en particulier lors de l'utilisation régulière et professionnelle de ce matériau.