Současné vývojové trendy ve stavebnictví jsou úzce spjaty s myšlenkami trvale udržitelného rozvoje. Tyto myšlenky reflektují obavy společnosti z vyčerpání surovinových a energetických zdrojů i z dalšího nadměrného znečišťování ovzduší. Také daleko více akcentují zdravotní nezávadnost materiálů používaných ve stavebnictví. Uvedené trendy se promítají i do inovací konstrukce nových typů tepelných izolací.
V tomto článku se budeme věnovat charakteristickým vlastnostem jednoho druhu tepelných izolací organické báze - dřevovláknitým nelisovaným deskám, stejně jako dalším typům dřevovláknitých desek, například MDF HMR.
Co je dřevovláknitá deska?
Dřevovlákno je přírodní a ekologický materiál, který se, jak již název napovídá, vyrábí rozvlákněním dřeva na dřevní vlákna. Název MDF (také DVD „dřevovláknitá deska“) vznikl z angl. názvu Medium Density Fiberboard a jedná se o multifunkční alternativu k masivnímu dřevu.
Výroba dřevovláknitých desek
Výroba středně husté vláknité desky (MDF) probíhá suchou cestou, kdy se zbytky tvrdého i měkkého dřeva rozsekají do dřevěných vláken, a poté se smíchají s umělým voskem a pryskyřicovým pojivem. Následuje formování do finální podoby desek, a to za vysokých teplot a tlaku. Vláknitá hmota uvnitř se nejen „slepí“, ale vytváří nerozlučnou sloučeninu. Kvalita mletí zdrojových surovin umožňuje dosáhnout vysokého stupně homogenity materiálu, což zajišťuje stabilitu, tvarovou stálost v průběhu času a snadnost zpracování.
Dřevovláknité nelisované desky jsou vyráběny z krátkých jemných vláken měkkého dřeva za současného působení páry a vysoké teploty. Dalšími surovinami jsou pojiva na bázi přírodních pryskyřic a případně i vodoodpudivé látky vyrobené z přírodních produktů, které zabezpečují dokonalou hydrofobizaci desek ve hmotě (parafíny).
Čtěte také: MDF desky: Přehled vlastností
Klíčové vlastnosti dřevovláknitých desek
Příslušnými technologickými postupy se získávají desky o různých tloušťkách. Komerčně se běžně dodávají desky v tloušťkách od 6 do 100 mm. Dodávají se jak s rovným okrajem, tak i profilované pro spoj pero a drážka. Objemová hmotnost desek je obvykle v rozmezí 120 až 260 kg/m3.
Měrná tepelná kapacita a tepelná stabilita
Důležitou vlastností materiálů je z pohledu tepelné stability interiérů budov jejich schopnost akumulovat tepelnou energii. Měrná tepelná kapacita udává, kolik energie je potřeba k tomu, aby se ohřál 1 kg materiálu o 1 °C. Nelisované dřevovláknité desky mají vysokou akumulační schopnost. Tepelná kapacita část teplotních extrémů pohltí, „obrousí jim hrany“, a teplota v interiérech je potom málo citlivá na dynamiku venkovních změn.
Dřevovláknitá izolace ve skutečnosti sice nechladí, ale svými parametry (strukturou materiálu, nízkou tepelnou vodivostí, téměř 3x vyšší tepelnou kapacitou a vysokou objemovou hmotností) vyrovnává teplotu mezi maximální a minimální teplotou během dne a noci (tzv. teplotní útlum) a posouvá v čase zpětný výdej akumulovaného tepla z exteriéru do interiéru (tzv. fázový posun).
Tato vlastnost je klíčová pro zajištění příjemného a zdravého klimatu v prostoru, zejména v létě, kdy zabraňuje přehřívání interiérů. U tradičních staveb jsou dřevovláknité desky vhodným materiálem na konstrukci zateplení podkroví i obvodových plášťů. V této aplikaci (díky své vysoké tepelné kapacitě) navíc zaručují jinak problémovou tepelnou stabilitu interiérů dřevostaveb či zateplených podkroví.
Tepelná vodivost
Základní veličinou, která ovlivňuje velikost tepelného toku materiálem, je jeho součinitel tepelné vodivosti λ (W/mK). Nositelem tepelně-izolačních vlastností je vzduch v dřevovláknité desce. Součinitel tepelné vodivosti desek dosahuje hodnot λ = 0,038-0,05 (W/mK). Většina izolací je vyráběna k jedinému účelu, kterým je redukce úniku tepla z vytápěného prostoru během topné sezóny. Tuto funkci plní většina izolací na trhu více či méně podobně. Zpravidla se nespletete, když budete počítat se součinitelem tepelné vodivosti (λ) u všech izolací s přibližnou hodnotou 0,04 W/mK.
Čtěte také: Průvodce Hobra podložkami pod podlahy
Odolnost proti vlhkosti a difuzní odpor
Dřevovláknité desky mohou být během skladování a montáže po určitou dobu (obvykle několika týdnů) vystavené přímému působení klimatu. Pro tyto případy je nezbytné, aby byly alespoň po určitou dobu desky vodostálé, aby nebobtnaly, nedegradovaly vlhkostí a pokud možno vodu v kapalné fázi i odpuzovaly. Všechny tyto požadavky je možné u dřevovláknitých desek zajistit pomocí hydrofobizace ve hmotě. Některé typy desek jsou opatřeny i povrchovou úpravou na bázi přírodního latexu. Uvedené úpravy zajišťují zvýšenou odolnost proti srážkové vodě, zejména pro dlouhodobější expozici vnějšímu klimatu (např. bednění střech).
Stejně jako dřevo vykazují i tyto desky schopnost (v porovnání s běžnými izolanty) ve zvýšené míře pohlcovat vlhkost z ovzduší (adsorpční schopnost). Tato vlastnost se při správném návrhu konstrukce prakticky projeví tím, že průběžně dochází k vyrovnávání a stabilizaci vlhkosti v interiéru stavby. Sorpční schopnost dřeva je tedy jistou analogií tepelně kapacitních vlastností. Účinně napomáhá překonávat „špičky“ vlhkostního klimatu. V případě příliš suchého vzduchu v interiéru vodu ve formě vodní páry uvolňuje (desorbuje), v případě příliš vlhkého vzduchu ji naopak pohlcuje (adsorbuje). Dřevovláknitá deska je schopná pojmout asi 12-20 % vlastní hmotnosti vody, tj. asi 0,12-0,2 kg vody na 1 kg desky (podle typu desky a stupně hydrofobizace).
Tato vlastnost rozhoduje o schopnosti konstrukce propouštět vodní páru, která se stěhuje mechanizmem difuze a pórové konvekce z interiéru do exteriéru a naopak. Propustnost jednak výrazně ovlivňuje mikroklima v budovách, jednak spolurozhoduje o míře výskytu kondenzace vody v konstrukcích. Veličinou popisující schopnost materiálu propouštět vodní páru mechanizmem difuze je faktor difuzního odporu µ. Udává, kolikrát méně vodní páry projde za jednotku času vrstvou daného materiálu v porovnání se stejně silnou vrstvou vzduchu (za jinak stejných podmínek). Nejmenší faktor difuzního odporu má vzduch, a sice hodnotu 1 (srovnávací hladina). Z uvedeného plyne, že čím menší hodnotu faktoru difuzního odporu materiál má, tím lépe „dýchá“, tj. umožňuje vodní páře (ale i ostatním plynům) snazší pohyb napříč konstrukcí (mechanizmem difuze a pórové konvekce). To je důležitá skutečnost pro tvorbu tzv. difuzně otevřených konstrukcí. Faktor difuzního odporu μ dřevovláknitých desek má hodnotu běžně v rozmezí 5-10 (platí pro desky s objemovou hmotností cca nad 150 kg/m3).
MDF HMR desky: Zvýšená odolnost proti vlhkosti
Naše MDF deska má zelenou barvu, protože je v provedení HMR (Highly Moisture Resistant). To znamená, že je vysoce odolná proti vlhkosti. Extra odolnost proti vlhkosti HMR deska získává přidáním speciální vysoce kvalitní pryskyřice v průběhu její výroby. Výsledkem je také hladký povrch (pozn.: k výrobě voděodolných desek se obvykle používá zelená barva, a to proto aby bylo snazší odlišit tento typ desek od nevoděodolných). Desky MDF HMR jsou ideální pro místnosti s vysokými výkyvy vlhkosti, jako jsou koupelny nebo kuchyně. Snadno se opracovávají a ručně tvarují, což umožňuje docílit krásně barevného a zdobeného povrchu. Nejsou ale vodotěsné. Přímý kontakt s vlhkostí způsobuje jejich bobtnání, jsou primárně určeny pro vnitřní použití.
Charakteristické vlastnosti MDF HMR:
Čtěte také: Vše o bílé dřevovláknité HDF desce
- Odolnost proti vlhkosti - ideální např. do koupelen a kuchyní.
- Vhodná pro velké množství povrchových úprav.
- Vyšší hustota materiálu - je srovnatelná či dokonce vyšší než u tvrdých dřevin.
Mechanické vlastnosti a zpracování
V porovnání s ostatními běžně užívanými tepelně izolačními materiály se dřevovláknité desky vyznačují značnou tuhostí. To umožňuje dodávat a zpracovávat desky i jako velkoformátové, běžně ve velikostech 580 × 2500 až 1250 × 2600 mm, bez rizika jejich zlomení při manipulaci. U desek s objemovou hmotností okolo 250 kg/m3 je pevnost desky v tahu asi 70 kPa, pevnost v tlaku asi 100-200 kPa. Specifickou vlastností dřevovláknitých desek určených pro tvorbu povrchů exteriérů i interiérů staveb je jejich povrchová pevnost. Účinně se tak zamezuje urážení hran a podobným estetickým defektům při manipulaci s deskami.
Díky velmi dobrým mechanickým parametrům je možné desky kotvit pouze bodově, mechanickým způsobem bez potřeby plošného podlepování. Vhodným způsobem upevňování jsou spony se širokým hřbetem (nastřelované pneumatickými sponkovačkami). Spony aktivují při upevnění větší oblast desky a navíc je tento způsob upevňování výrazně rychlejší.
Statické spolupůsobení dřevovláknitých nelisovaných desek v ploše se pochopitelně vylepšuje, pokud se použijí desky s okraji upravenými pro spoj typu pero a drážka. Tentýž spoj zabezpečuje i zcela rovný povrch sousedních desek při skládání větší celistvé plochy při montáži. Tím se poněkud snižují požadavky na přesnost (rovinnost) podkladní nosné konstrukce, což zpětně zrychluje montáž. Dostatečně rovná plocha povrchu ploch je nutnou podmínkou pro ekonomickou a bezproblémovou aplikaci vnějších tenkovrstvých omítek. Systém pero a drážka navíc v podstatě znemožňuje infiltraci vzduchu, takže se není třeba obávat tepelných ztrát z titulu jeho konvekce.
Dřevovláknité desky mají díky své struktuře relativně vysoké parametry pevnosti i tuhosti. Díky tomu se jako konstrukční faktor může částečně uplatnit i stěnová tuhost desky, která se aktivuje při namáhání desky v její rovině.
Akustické vlastnosti
Dřevovláknité desky mají pro orientaci zhruba desetinásobně vyšší plošnou hmotnost než stejně tlusté desky minerálně vláknitých nebo pěnových izolací. Tím je automaticky dána lepší zvukoizolační schopnost z pohledu vzduchové neprůzvučnosti. Vedení zvuku materiálem ovlivňují zejména dva parametry, a to již zmiňovaná objemová hmotnost a modul pružnosti. Zde platí, že čím vyšší má materiál objemovou hmotnost a čím nižší modul pružnosti, tím je útlum zvuku materiálu lepší. Modul pružnosti si představíte jednoduše tak, že čím křehčí a hůře ohebný materiál je (např. polystyren), tím snáze se jím zvuk vede.
Požární odolnost
Dřevovláknité desky se vyznačují vysokou požární odolností. Orientačně uveďme, že konstrukce stěny dřevostavby, zateplená z vnější strany dřevovláknitými deskami tloušťky 60 mm, má z této strany ověřenou požární odolnost 120 minut.
Využití dřevovláknitých desek ve stavebnictví
Dřevovláknité desky se vyrábějí standardními průmyslovými technologiemi ve velkých objemech. Jsou proto materiálem, který může být rychle využitý i ve „velkém“ stavebnictví.
Dřevostavby
Řada výrobců dřevostaveb tuto vlastnost vědomě využívá při konstrukci stěnových panelů tak, že tradiční nosné opláštění (desky OSB, dřevotřískové desky, cementotřískové desky a podobně) umisťuje pouze ze strany interiéru. Ze strany exteriéru se umísťuje pouze samotná dřevovláknitá deska. Uvedený způsob použití dřevovláknitých desek pro konstrukci obvodových a střešních plášťů dřevostaveb přináší některé důležité výhody. Z ryze ekonomického hlediska se snižuje počet vrstev v konstrukci, což snižuje pracnost a zrychluje výrobu.
U dřevostaveb a u zateplování střešních plášťů jde o základní materiál pro konstruování v konceptu difuzně otevřených konstrukcí stěn a podkroví.
Zateplení a podkroví
U tradičních staveb jsou dřevovláknité desky vhodným materiálem na konstrukci zateplení podkroví i obvodových plášťů. V této aplikaci (díky své vysoké tepelné kapacitě) navíc zaručují jinak problémovou tepelnou stabilitu interiérů dřevostaveb či zateplených podkroví. Co se týče tloušťky izolace ve střeše, ta je obecně oproti stěnám opomíjená, přestože je její důležitost vyšší než ve zmiňovaných stěnách. Běžná výška krokví je max. 240 mm, což je zároveň i max. výška běžně vyráběného KVH hranolu. Při větších výškách se již vyplatí použít do střešní konstrukce dřevěný I nosník o výšce 240 - 400 mm, čímž dosáhneme perfektně zaizolované střechy současně. Pokud si však výšku krokve zvolit nemůžete nebo střechu rekonstruujete, je zde možnost nadkrokevní izolace.
Podlahy a interiéry
Tradiční a nejstarší aplikací desek je jejich použití do podlah (funkce tepelné a kročejové izolace). V současnosti našly desky značné uplatnění i v interiérech staveb. Zde se využívají k oplášťování příček i k tvorbě podhledů. Povrchově se upravují tenkovrstvými omítkami.
Srovnání sádrovláknitých a dřevovláknitých desek
Sádrovláknité desky jsou stavební a protipožární desky, tak i desky do vlhkých místností. Sádrovláknitá deska, krátce sádrovlákno, je kompozitní stavební materiál, sádra armovaná vlákny. Sádrovláknitá deska se vyrábí ze sádry a vláken. Je homogenní (v každém bodě průřezu má stejné vlastnosti), má vysokou objemovou hmotnost a díky tomu i lepší vlastnosti v protipožární ochraně a ochraně proti hluku. Pro sádrovláknité desky je tak charakteristická vysoká stabilita, pevnost a odolnost. Suché konstrukce s těmito deskami mají výborné akustické vlastnosti i díky inteligentní kombinaci materiálů a skladby konstrukce, montované stěny se sádrovláknitými deskami mají vyšší hodnoty vzduchové neprůzvučnosti než s běžnými sádrokartonovými deskami. Sádrovláknité desky mohou přijímat přebytečnou vlhkost a vydávat ji do suchého vzduchu v prostoru. Vyvážený poměr tepelné izolace a akumulace tepla zajišťuje příjemné a zdravé klima v prostoru. Desky se vyrábějí v různých rozměrech, například 1000x1500 nebo 1250x2500 mm a v tloušťkách od 10 do 25 mm. Dají se snadno řezat pilou a vrtat. Sádrovláknité systémy jsou určeny pro použití od sklepa až po střechu, pro rekonstrukce i novostavby, pro dílčí řešení až po celé objekty. Významnou oblastí uplatnění pro sádrovláknité systémy jsou dřevostavby, u nichž lze těmito deskami vyztužovat dřevěné konstrukce nosných stěn a používat je i v exteriéru.
| Vlastnost | Dřevovláknité desky (nelisované) | Sádrovláknité desky |
|---|---|---|
| Měrná tepelná kapacita | Vysoká akumulační schopnost (téměř 3x vyšší než polystyren/PUR pěna) | Vyvážený poměr tepelné izolace a akumulace tepla |
| Součinitel tepelné vodivosti (λ) | 0,038-0,05 W/mK | Není uvedeno (primárně protipožární a akustické) |
| Faktor difuzního odporu (µ) | 5-10 (pro objemovou hmotnost nad 150 kg/m³) | Mohou přijímat a vydávat vlhkost |
| Odolnost proti vlhkosti | Hydrofobizace ve hmotě, zvýšená odolnost proti srážkové vodě (u některých typů) | Desky do vlhkých místností, přijímají a vydávají vlhkost |
| Objemová hmotnost | 120-260 kg/m³ | Vysoká objemová hmotnost |
| Akustické vlastnosti | Značně vyšší plošná hmotnost = lepší zvukoizolační schopnost | Výborné akustické vlastnosti, vyšší vzduchová neprůzvučnost |
| Požární odolnost | Vysoká (např. 60mm tloušťka = 120 minut) | Vysoká protipožární ochrana |
| Typická tloušťka | 6-100 mm | 10-25 mm |
| Typické rozměry | 580×2500 až 1250×2600 mm (velkoformátové) | 1000×1500 nebo 1250×2500 mm |
tags: #drevovlaknita #deska #merna #tepelna #kapacita