Izolace ze dřeva a celulózy

18. září 2008

Partneři sekce:

Už dávno se ví, jakou významnou funkci má správná tepelná izolace. Nejde jen o tepelné ztráty. Velmi důležité je i vytvoření příjemného vnitřního klimatu v celém objektu. A zde se dostávají ke slovu tepelné izolace, které jsou z přírodních materiálů, ekologické, snadno odbouratelné a především prospěšné pro naše zdraví. Tyto izolace zaručují nejen příjemné vnitřní klima, ale i vysokou kvalitu vzduchu.

Před téměř 90 lety využil stavitel jménem Thomas Jefferson při výstavbě domu v USA pravděpodobně poprvé přírodní izolační materiál – celulózu. Jde o polysacharid, který je součástí mnoha podpůrných struktur rostlin. V rostlinách je celulóza hlavní složkou buněčných stěn a dodává jim mechanickou pevnost a odolnost. V současnosti se celulózová izolace vyrábí recyklováním novinového papíru. Jefferson však použil nejdostupnější materiál – dřevo. Izolace byla vyrobena z lýka a kůry uzavřené v papírovém obalu.

Dodnes můžeme tuto izolaci najít v některých historických objektech na severovýchodě USA. U nás se jako zásypy dutých stropů používaly plevy smíchané s vápnem.

S nástupem nových izolačních materiálů (minerální a kamenná vlna) se rozvíjel i papírenský průmysl, který přinesl tepelněizolační i akustické desky na bázi papíru. Izolační desky z celulózy, zejména ve srovnání se skleněným vláknem, však ve své původní formě přestaly být brzy efektivní, a tak byla celulóza zatlačena do pozadí. Změna v pohledu na celulózovou izolaci nastala začátkem 70. let s nástupem energetické krize. Energetická panika a volání po úsporách byly tak velké, že nebylo možné zájem o minerální a kamennou vlnu uspokojit. Proto se začaly hledat nové možnosti a především nové materiály – ke slovu se tudíž opět dostala celulóza.

Tepelná izolace z celulózy

Tepelná izolace z celulózy je izolace ve formě jemných vloček vyrobených z tříděného novinového papíru, která se nafoukává do připravené konstrukce. Vláknitá izolace funguje na principu mikroprostorů vyplněných vzduchem, který je uzavřen mezi vlákny. Jejich tepelněizolační kvalita závisí na jemném rozvláknění papíru s co největším počtem co nejmenších prostorů a vláken, které nesmějí mít příliš vysokou tepelnou vodivost a musejí být dostatečně dlouhé. Těchto vlastností se dosahuje speciální technologií turbínového rozvláknění, které je k vláknům velmi šetrné a v maximální možné míře zachovává jejich původní délku. Výhodou této jemné struktury je menší hloubkové provětrání izolace u odvětrávaných konstrukcí, čímž se zachovají izolační schopnosti v celé tloušťce konstrukce.

Mezi další výhody tepelné izolace patří i velký fázový posun při prostupu tepla. Znamená to, že letní horko poledního slunce prostoupí izolací z celulózy do podkrovního prostoru až po necelých pěti hodinách, právě když na vnější straně střechy dosáhne nejvyšší teploty.


Aplikace tepelné izolace z celulózy

Jak se celulóza montuje

Celulózová tepelná izolace se do stavebních konstrukcí fouká pomocí aplikačního zařízení, v němž se materiál balený v pytlích rozvlákní a smíchá se vzduchem. Dopravní hadice standardního zařízení mají dosah do vzdálenosti asi 40 až 45 m a výšky sedmého patra. Dopravu materiálu obstarává vzduch.

V nové výstavbě lze při aplikaci celulózy do dřevostaveb postupovat dvěma způsoby:

Plnit materiál do konstrukcí přímo na stavbě. To přináší z hlediska spotřeby materiálu úsporu, protože je možné množství dopravené celulózy přizpůsobit konstrukci a jejímu sklonu. Navíc lze izolovat i drobné detaily vzniklé při montáži.
Plnit prefabrikované konstrukce přímo při jejich výrobě v továrně. U tohoto způsobu je však zapotřebí použít vyšší objemovou hmotnost celulózy, aby nedošlo v průběhu transportu k sedání a vzniku tepelných mostů. Výhodu tovární výroby tak mírně snižuje nevýhoda vyšší spotřeby a nutnosti vysoké technologické disciplíny.

Na vodorovné plochy se aplikuje materiál s co nejnižší objemovou hmotností. To znamená, že na každý m3 izolace se spotřebuje 30 až 40 kg izolační celulózové vlny. Normované sednutí je v tomto případě maximálně 15 % (u minerálních vláknitých izolací je to 20 %). Skutečné sednutí po několika letech je asi 10 %. V praxi to znamená, že chcete-li mít trvale zaizolovanou konstrukci vrstvou o tloušťce 20 cm, měla by vám aplikační firma nafoukat vrstvu o tloušťce asi 22 až 23 cm. U uzavřených stropů se může stát, že se izolace během aplikace dotýká horního záklopu. Po určité době se však vrstva o něco sníží a vzduchová mezera se obnoví. Proto se doporučuje aplikovat materiál právě s co nejnižší objemovou hmotností.

U šikmých ploch, například při zateplení krovu, se musí množství materiálu na 1 m³ zvýšit asi na 40 až 60 kg. Tato objemová hmotnost se zvyšuje podle sklonu konstrukce. Aby se zabránilo jakémukoli sesedání, používá se nejnižší hmotnost u střech s nízkým sklonem a nejvyšší u strmých střech. Nejnáročnější je vyplňování kolmých stěn. Zde je třeba použít na každý m3 tepelné izolace 55 až 65 kg celulózy.

U historických objektů se montáž provádí obvykle do stropních nebo na stropní konstrukce tak, aby se zajistilo dokonalé vyplnění izolovaného prostoru. Při zateplení kleneb nebo obvodových stěn se velmi dobře osvědčila i aplikace mírně zvlhčeného materiálu, protože vlhká izolace v požadované tloušťce přilne ke konstrukci a natrvalo zůstane v jednolité vrstvě bez nebezpečí sesuvu. Izolace navíc stále zůstává difuzně otevřená. Voda vyschne do 5 až 10 dní a z izolace se vytvoří přesná deska kopírující všechny výstupky a zaoblení konstrukce.

Papírová směs se do bednění zafoukává na potřebnou šířku tak, aby vytvořila kompaktní tepelnou izolaci bez spár a styků. Plní tak funkci nenosné tepelné izolace stěn, příček, stropů a střech. Vrstva vytvořená nasypáním papírové směsi je vhodná i jako zvuková izolace do podlah. Plnit můžeme sádrokartonové příčky i obvodové konstrukce montovaných domů. Předností tohoto postupu je možnost aplikace jedním otvorem do úseku širokého 60 cm a vysokého 3 m. Takto se v příčkách i podpůrných konstrukcí montovaných staveb vytvářejí technologické předěly. Plnění se provádí pomocí hadice aplikačními otvory. Při zafoukávání stěn to může být otvor o průměru 8 cm nebo u dutých stropů, tzv. štukatorů, otvor o rozměrech 20 × 25 cm. Bezprašný odvod dopravního vzduchu umožňují speciální aplikační koncovky X-Jet.

Vlastnosti tepelné izolace z celulózy

Základ papírových vloček tvoří rozvlákněná celulóza, která je obohacena boritými solemi. Tyto přísady ovlivňují vlastnosti hotového výrobku a zajišťují jeho odolnost proti ohni, proti vzniku plísní a vytvářejí prostředí, které je pro hmyz a drobné hlodavce nepříznivé. Celulóza nasypaná v konstrukci je pro myši nepříjemná, nedokáže však omezit jejich pohyb, protože není pro živý organizmus agresivní. V praxi se celulóza použila při zateplování mnoha zemědělských objektů s velkým výskytem hlodavců (zejména menších druhů myší), kde následně došlo k výraznému omezení jejich výskytu.

Požární odolnost zaručují látky jako kyselina boritá, borax pentahydrát nebo síran hořečnatý. Jde o anorganické sloučeniny, v nichž krystalické struktury jsou i molekuly vody. Tyto látky mění vlivem teploty svou strukturu, čímž se zbavují právě molekul vody. Voda se při teplotách nad 120 °C začne uvolňovat, a chladí tak izolační vrstvu. Při dlouhodobějším působení přímého plamene se vlivem postupného ohoření vytváří sklovitá vrstvička, která postup ohně dále zpomaluje. Prokázalo se, že materiál je do teploty 105 °C zcela stabilní a jeho struktura se nemění. Nedoporučuje se jeho použití při izolování povrchů, které tuto teplotu překračují, protože hrozí chemické změny přísad, tudíž by z dlouhodobého hlediska nemusela ochrana proti ohni dosahovat původních parametrů.

Tepelná izolace z celulózy je schopna přijímat a vydávat vlhkost, proto dokáže vytvořit příjemné vnitřní klima.
Důležitou podmínkou kvalitní izolace z recyklovaného novinového papíru je platný certifikát a odborná montáž školenými mistry.

Celulóza a voda

Na problém vlhkosti, respektive vody v izolační vrstvě, je třeba pohlížet z různých stran.
Běžným jevem u izolačních materiálů je absorbování vodních par a vlhkosti ze vzdušné vlhkosti okolního prostředí. Rovnovážná vlhkost celulózy je asi 10 %. Při této vlhkosti probíhá větší část zkušebních měření tepelné vodivosti, proto ji lze považovat za neškodnou, respektive, jednoduše řečeno, za zcela normální. Podstatou celulózy je přirozená, velmi intenzivní snaha zbavovat se přebytečné vlhkosti, proto se i po mírném navlhnutí velmi rychle vrací k optimálním vlastnostem.

Problémem jsou vodní páry, které procházejí izolační vrstvou a kondenzují. Kondenzát se vytváří buď přímo v izolaci, nebo v konstrukci nad izolací a následně kape nazpět do izolace. Voda tak znehodnocuje tepelněizolační vlastnosti a s jejím zvyšujícím se obsahem se výrazně zhoršuje funkce izolace. Tomuto jevu je nutné zabránit ještě v projekční fázi pomocí poměrně složitých stavebněfyzikálních výpočtů. Důležité je svěřit návrh a montáž odborné a zkušené firmě, která posoudí vaše požadavky a doporučí nejvhodnější řešení potvrzené výpočtem.

Situaci, kdy voda z různých důvodů nateče do izolace, je třeba řešit s rozvahou. Pokud voda nateče jen málo, nemusí dojít ke znehodnocení, které by znamenalo výměnu izolace. Je-li prostor dobře odvětraný, má celulózová izolace přirozenou schopnost rychle vodu odpařit a vrátit se do původního stavu.

Tepelná izolace z korku
Korkový dub, který roste v pásmu Středozemního moře, má schopnost regenerovat svou kůru. Tento jev umožňuje její loupání, aniž by se strom poškodil. K prvnímu loupání (virgin cork) dochází u dubu starého alespoň 25 let s minimálním obvodem 70 cm. Následující sběry korkové kůry jsou po dalších 9 až 11 letech během letních měsíců. Až při třetím sběru dosáhne kůra požadované kvality. Korkový dub se v průměru dožívá 180 let, což znamená, že se kůra může oloupat minimálně 17krát. Světová produkce kůry se pohybuje kolem 320 000 tun ročně, z toho více než 50 % se nasbírá v Portugalsku. Každá buňka obsahuje plyn podobný vzduchu, stěny buněk tvoří celulóza, suberin a vosk, což z korku činí velmi dobrý izolant.

Tepelná izolace z korku je stoprocentní přírodní izolace, protože se vyrábí z granulovaného korku (korkový šrot), který se ohřívá vodní párou na teplotu 380 °C, dokud nenabobtná a nezačne se uvolňovat živice (suberin). Tato živice jednotlivé granulky spojí do korkových bloků. K výrobě tepelné izolace se často používá i regranulát, který vznikl recyklací korkové izolace.

Desky z korku jsou vhodné do fasádních zateplovacích systémů. Používají se i jako tepelná izolace do lehkých montovaných konstrukcí. Regranulát se používá k izolaci přístaveb, stropů, stěn nebo jako výplňová izolace dveří, protože má velmi dobré tepelné a zvukové izolační schopnosti.