Zvyšování kvality výuky technických oborů

Zvyšování kvality výuky technických oborů Klíčová aktivita V. 2 Inovace a zkvalitnění výuky směřující k rozvoji odborných kompetencí žáků středních škol Téma V. 2.24 Zateplování budov minerálními deskami Kapitola 19 Izolační hmoty z organických materiálů Bc. Leoš Pater 30. 10. 2013

Obsah ÚVOD ANOTACE... 1 1 IZOLAČNÍ HMOTY Z ORGANICKÝCH MATERIÁLŮ... 2 2 DOPORUČENÁ LITERATURA... 9 3 POUŽITÁ LITERATURA A ZDROJE... 10 4 SEZNAM OBRÁZKŮ... 11

Úvod anotace Výukový materiál se zabývá izolačními hmotami z organických materiálů, jako je celulóza, izolace z termo-konopí, ovčí vlna, len a dřevovláknité desky, jejich vlastnostmi a výrobou. Výklad je doplněn kontrolními otázkami. Výukový materiál je určen žákům 3. ročníku vzdělávacího oboru 33-67-H/01 Zedník a zájemcům o získání profesní kvalifikaci Zhotovitel zateplovacích systémů 36-022-H. Výukový materiál pokrývá nejdůležitější obsahovou část odborných předmětů Technologie a Odborný výcvik. 1

1 Izolační hmoty z organických materiálů 1.1 Materiály na bázi celulózy celulózových vláken Celulózová vlákna se získávají z rozvlákněného novinového papíru, jde tedy vlastně o izolaci z recyklovaného materiálu. Za účelem ochrany proti vznícení, proti hmyzu a myším se k vláknům přidává přibližně 20% boraxu a kyseliny borité. Borax při zahřátí uvolňuje krystalovou vodu, která materiál ochlazuje, a posléze při vyšší teplotě vytváří sklovitou vrstvu, která brání ohni v postupu a zpomaluje prohoření. Vlastnosti: měkká celulózová vlákna umožňují difúzi páry, vyrovnávají vlhkost, má dobré tepelně izolační vlastnosti, dobře pohlcuje zvuk používá se také jako zvukově izolační materiál, nevhodné použít do míst s vyšší vlhkostí, jemná celulózová vlákna mají dobrou plnivost, důkladně vyplní celý izolovaný prostor včetně koutů a štěrbin, kam se jiný izolační materiál nedostane. Foukaná izolace proto dosahuje lepších výsledků než zateplování pomocí izolačních desek nebo matrací, snížení spotřeby energie až o 30-50 %, nízké náklady na aplikaci. Izolace z celulózy se používají již přes 60 let - především v Kanadě a skandinávských zemích. Celulózová vlákna se používají k utěsnění dutin, k izolacím prostoru mezi střešními krokvemi a k izolování trámových stropů a stěn rámové konstrukce se dřevěnými sloupy. Při nafoukání do dutin stěn a stropů nejsou žádné ztráty a odřezky. Na svislé stěny a stropy lze papírové vločky nafoukat namokro. K celulózové izolační hmotě se přidá čistá voda, takže výsledná hmota má 10% vlhkost. Po nanesení a vyschnutí vznikne celistvá izolace bez mezer a děr. Obchodní značky: Climatizer Plus, Isofloc, Intelan, Isodan aj. Obrázek 1. Foukaná izolace 2

Obrázek 2. Použití celulózové foukaná izolace ve stropní konstrukci 1.2 Izolační materiály z Termo-konopí Konopí je jedna z nejstarších plodin, která se používala k výrobě oblečení, papíru, olejů, jako palivo a v současné době také k výrobě tepelné izolace. Technické konopí je zdravotně nezávadné, neobsahuje návykové látky. Svojí povahou je technické konopí velmi podobné dřevěným pilinám a hoblinám, proto je jeho využití ve stavebnictví velmi podobné jako využití dřevěných pilin a hoblin. Rostlina během 100 120 dnů dorůstá až do výšky až 4 m, roste velmi rychle a zastiňuje půdu, takže zabraňuje jejímu zaplevelení. Vlastnosti: velmi dobré tepelně izolační vlastnosti, dobré protihlukové vlastnosti, pohlcuje kročejový hluk a vibrace, ekologický přírodní materiál z obnovitelných zdrojů, lze se vyhnout umělým hnojivům, tepelná izolace obsahuje 82 85% konopného vlákna, 10 15% dvousložkové vlákno a 3 % soda jako protipožární ochranu, velmi dobrá schopnosti akumulovat teplo, třída hořlavosti B2, maximální použitelná teplota 120 o C, odolné vůči škůdcům, využití celé rostliny, schopnost vyrovnávat vlhkost díky vysoké sorpční schopnosti, vede ke zdravému a příjemnému klimatu ve vnitřních obytných prostorách, jednoduché zpracování řezáním, rychlá montáž bez dráždění kůže, výrobky jsou tvarově stálé, výrobek lze kompostovat, Nevýhody: nutnost registrovat pěstování konopí na poli, vysoké výdaje na sklízecí stroje a výrobní linky, alternativní materiál (obyvatelé ČR jsou příliš konzervativní a dávají přednost tradičním materiálům). Termo konopí se vyrábí ve formě rohoží a rolí pro tepelnou izolaci stavebních konstrukcí nebo jako konopná koudel pro utěsnění dutin, spár a mezer či konopná plsť vhodná 3

k utlumení kročejového hluku. Rohože se používají na tepelnou izolaci všech typů konstrukcí střech, stěn, podlah, stropů. Vyrábějí se v tloušťkách 30, 40, 50, 60, 80, 100, 120, 140, 160, 180 mm. Od tloušťky 200 mm jsou rohože dvojitě přeloženy svystřídáním spár. Standardní rozměry rohoží jsou 1200/625 mm, 1200/580mm, 2000/1000mm. Role mají tloušťku 30, 40, 50,60 a 80 mm a standardní šířku 580 a 625 mm, rozvinutá délka rolí je 6000, 8000, 10000 mm. Konopný filc se používá jako kročejová izolace do dřevěných, parketových a laminátových podlah. Má schopnost vázat na sebe vzdušnou vlhkost a znovu ji odpařovat. Mají klimatizační účinek a chrání dřevěné podlahy před výkyvy vlhkosti. Konopný filc se dodává v rolích dlouhých 15 a 25 m a v tloušťkách 3, 5, a 10 mm. Konopná drť se používá jako izolační a těsnící materiál do podlah. Základem jsou konopné stonky rozdrcené na jemné kousky a obalené v přírodním asfaltu. Ty se rozprostřou mezi připravené polštáře na podkladní podlahové vrstvě a pečlivě se udusají. Na polštáře se rozloží podklad pod plovoucí podlahu např. vlnitá lepenka z recyklovaného konopného papíru a tím se zabrání pronikání asfaltem upraveného konopí z vrchních vrstev násypu do spár mezi podlahovými deskami. Nakonec se položí podlahové desky. Obrázek 3. Příklady konopných desek, koudele a plsti 4

Obrázek 4. Oblast použití konopné izolace Obrázek 5. Stopy s izolací z termo-konopí 1.3 Izolační materiály z ovčí vlny V poslední době je ovčí vlna oblíbený izolační materiál v tzv. ekologických stavbách. Vyrábí většinou z dovážené australské a novozélandské vlny, ale také z valašských ovcí. Výroba izolace z ovčí vlny je tedy vhodná alternativa pro zemědělce. Vlna se musí nejdříve zbavit tuku, proto se propere v roztoku jádrového mýdla a propláchne sodou. Pak se provádí splétání vláken do podoby pavučin - technologie kolmého kladení mykaného ovčího rouna a povrchové zpevňování vylučuje jakékoliv použití pojiv. Směs vybrané ovčí vlny je zformována do vlnovek, které jsou mechanicky přichyceny k armovací polypropylenové mříži. Rohož zpevňuje a umožňuje laminování izolace na požadovanou tloušťku. Aby výrobky nebyly napadány moly, je vlna impregnována močovinovými deriváty nebo jinými prostředky na bázi přírodních látek. Vlastnosti: má výborné izolační vlastnosti, součinitel tepelné vodivosti, je zdravotně nezávadná a je plně přírodním produktem, sama nehoří, ale škvaří se, je samozhášivá, pro snížení hořlavosti se impregnuje boraxem nebo fosforečnanem sodným, objemová hmotnost - 12,5 25 kg/m 3, má vysokou hydroskopičnost až 30%, absorbuje a opět uvolňuje vzdušnou vlhkost. Schopnost vlněného vlákna udržet vlhkost je asi 20-ti násobně vyšší, než schopnost vlákna minerálního. Nevyžaduje parozábranu, která by jinak bránila přirozenému klimatizačnímu účinku a prodyšnosti domu. Ovčí vlna dýchá. adsorpce škodlivých látek (formaldehydy, ozon aj.), energeticky nenáročná, šetří životní prostředí, obnovitelná, recyklovatelná, odpady lze kompostovat a využít, je ošetřena proti hmyzu, je příjemná na dotyk, není při montáži potřeba používat ochranných pomůcek, snadná montáž, vlákna se snadno přizpůsobují tvaru krokví, trámů, různých dutin a prostor v konstrukcích a díky své mechanické pružnosti spolehlivě zajišťují tvarovou stálost 5

izolací. Nedochází k postupnému stlačování a sléhávání rohože. Podrží si tak v čase svou nízkou objemovou hmotnost, a tím i stálou vysokou tepelně-izolační schopnost. Z ovčí vlny se vyrábějí rohože v tloušťkách 40-160 mm, pásy ošířce 700-900 mm. Další výrobky se vyrábí v podobě izolační plsti, vaty kucpávání dutin, provazců k izolaci spár oken a dveří, rohoží, rolí, desek k izolaci fasád. Na dřevěný podklad se izolace uchycuje pomocí sponkovaček, případně hřebíkovaček, do lehkých příček a desek se používají nalepovacími hroty nebo oboustranně samolepící páska, bodové uchycení musí být s roztečí max. 400 mm. Úprava materiálu se provádí nůžkami, zpravidla se připevňuje více vrstev přes sebe. Nejčastěji se ovčí vlna používá jako tepelná a zvuková izolace stěn, podhledů a stropů. Není vhodná např. do plovoucích a betonových podlah, na vnější zateplení panelových domů, na izolaci pochůzných střech (neobsahuje plnidla, proto není odolná proti tlaku). Obchodní značky: Inwool, Doscha-Wolle, Isowool, Daemwool, Isolena aj. 6 Obrázek 6. Příklad použití izolace z ovčí vlny na podlahy 1.4 Izolační materiály ze lnu K výrobě izolace ze lnu se používají stonky plodiny pěstované na semeno, takže se zužitkovává celá plodina. Jde tedy ovýrobu izolace z obnovitelné suroviny, s nízkou spotřebou energie při výrobě a montáži a důležitá je i její ekologická likvidace. Při zpracování lnu na stavební vláknité materiály se jeho vlákna zplsťují na textilních strojích. Vznikají tenké pásy rouna, které se navrstvují až do požadované tloušťky. Současně se v tekuté formě na vlákna nanáší lepidlo ze škrobu a boritá sůl nebo amonné soli a pak se pásy suší, přičemž se pevně spojují přídavné látky svlákny. Izolační materiál tak bez použití syntetických prostředků získává potřebnou pevnost a požadovanou odolnost proti působení požáru a plísní. Výsledkem je pružná a tvarově stálá izolační deska. U některých desek jsou lněná vlákna smíšena s určitým množstvím textilních polyesterových vláken. Různé obchodní značky se liší svým obsahem podpůrných vláken, který může být až 20%. Vlastnosti: lněná vlákna mají dobré izolační vlastnosti, vlákna jsou velmi pevná v tahu, avšak málo elastická a snadno se lámou, při instalaci lněné izolace je nebezpečí přeříznutí či přetržení vláken lnu, izolace je hořlavá, proto se přidávají sloučeniny amoniaku nebo boraxu či vodního skla, čímž se zvyšuje její odolnost proti ohni

Použití: Len je pro účely tepelné izolace k dostání v podobě plsti nebo desek, také jako volně sypaná izolace pro vyplňování dutin. Nejvíce vhodný ktepelné a zvukové izolaci šikmých střech, dřevěných trámových stropů a dřevěných stěn v rámové konstrukci, kde není velké statické zatížení, dále je vhodný kutěsnění štěrbin, spár a dutin například ve dveřních zárubních, oknech a střešních oknech Obchodní značky: Termolen Obrázek 7. Příklady tepelné izolace ze lnu 1.5 Izolace z dřevovláknitých desek Dřevovláknité desky patří také k izolacím přírodního původu z obnovitelných zdrojů. Často se k jejich výrobě využívá odpadní dřevo. Jsou vhodné i pro zvukovou izolaci. Tuhé desky lze použít i jako konstrukční materiál. Desky se vyrábějí v různém provedení - měkké, tvrdé a odolné proti stlačení a v různých tloušťkách a povrchových úpravách i s drážkami pro vzájemné sestavování do větších celků. Měkké dřevovláknité desky se vyrábí ze smrkového nebo borového dřeva. Jako surovina se používají zbytky vzniklé při zpracovávání v dřevařském průmyslu a odpadní dřevo. Dřevo se nejprve rozseká na polena a dále se tepelně a mechanicky zpracuje na jemná vlákna. Při jejich slisování dojde k propojení a slepení vláken, čímž se dosahuje potřebné pevnosti. Po přidání kamence se přírodní pryskyřice, která se vyskytuje v dřevné hmotě, uvolní a dá deskám po vysušení požadované pevnostní vlastnosti bez přidání pojiv Do desek, odolným vůči vlhkosti, se přidávají různé vodoodpudivé (hydrofobizační) prostředky - jako například asfalt, vosk, nebo náhražky asfaltu na bázi přírodních pryskyřic. Vícevrstevné desky se vyrábí slepováním klihem na dřevo. Voda vznikající při procesu lisování může být přivedena zpět do továrního oběhu, čímž se opět šetří životní prostředí. Desky se upevňují mechanicky pomocí spon se širokým hřbetem nebo vrutů s velkými podložkami. Desky lze snadno opracovávat, řezat běžnými prostředky (okružní pily, ruční pily, přímočaré pily apod.). Vlastnosti: tepelně izolační vlastnosti jsou horší než u minerální vlny nebo expandovaného polystyrénu, desky propouštějí vodní páru, lze je použít také jako zvuková izolace, 7

tvrdé desky mají mechanickou pevnost a tuhost, mají homogenní struktura a tvarová stálost, měkké desky mají schopnost pohlcovat kročejový hluk, jsou zdravotně nezávadné, pro místa, kde by mohla pronikat vlhkost, se požívají desky hydrofobizované přidáním přírodní pryskyřice nebo bitumenu, parafinu, požární odolnost B2, odpovídá požadavkům na ekologicky šetrný výrobek a představuje alternativu, k izolacím z umělých hmot nebo minerálních vláken. Dřevovláknité desky lze, kromě jiného, použít k tepelné a akustické izolaci podlah, tvorba podhledů, obklady stěn a stropů. Kontrolní otázky: Obrázek 8. Příklady dřevovláknitých desek typu Hofatex 1. Jaká jsou izolační hmoty z organických materiálů?...... 2. Z čeho se získává celulózové vlákno?.... 3. V jaké formě se vyrábí termo-konopí?. 8

2 Doporučená literatura 1. Mgr. Radan, Nachmilner, Ing. Vladimíra Pavlicová. ZHOTOVITEL ZATEPLOVACÍCH SYSTÉMŮ, Praha: CZB, 2006. 2. Jiří Šála, Milan Machatka. ZATEPLOVÁNÍ V PRAXI, Grada Publishing a.s, Praha: 2002. ISBN 80-247-0224-X. 3. Doc. Ing. Milan Vlček, CSc., Ing. Petr Beneš, CSc. ZATEPLOVÁNÍ STAVEB, CERM Brno: 2000. ISBN 80-7204-164-9. 4. Jiří Šála. ZATEPLOVÁNÍ BUDOV, Grada Publishing, spol. s. r. o., Praha: 2000. ISBN 80-7169-833-4. 5. Doc. Ing. Milan Vlček, CSc., Ing. Petr Beneš, CSc. PORUCHY A REKONSTRUKCE STAVEB II, Brno: Era group, spol. s.r.o., 2005. ISBN 80-7366- 013-X. 6. Ladislav Linhard. ZATEPLOVÁNÍ BUDOV, Grada Publishing a.s, Praha: 2010. ISBN 978-80-247-3361-6. 7. Antonín Vaněk. STROJNÍ ZAŘÍZENÍ PRO STAVEBNÍ PRÁCE, Sobotáles, Praha: 1999. ISBN 8085920611. 8. Ing. František Tichý, Ing. Václav Mužík. ZATEPLOVÁNÍ BUDOV, SIA, Praha: ISBN 80-85380-37-4. 9. TZB info-zdroj internet 9

3 Použitá literatura a zdroje 1. Jiří Šála, Milan Machatka. ZATEPLOVÁNÍ V PRAXI, Grada Publishing a.s, Praha: 2002. ISBN 80-247-0224-X. 2. Doc. Ing. Milan Vlček, CSc., Ing. Petr Beneš, CSc. ZATEPLOVÁNÍ STAVEB, CERM Brno: 2000. ISBN 80-7204-164-9. 3. Jiří Šála. ZATEPLOVÁNÍ BUDOV, Grada Publishing, spol. s. r. o., Praha: 2000. ISBN 80-7169-833-4. 4. Doc. Ing. Milan Vlček, CSc., Ing. Petr Beneš, CSc. PORUCHY A REKONSTRUKCE STAVEB II, Brno: Era group, spol. s.r.o., 2005. ISBN 80-7366- 013-X. 5. Ing. František Tichý, Ing. Václav Mužík. ZATEPLOVÁNÍ BUDOV, SIA, Praha: ISBN 80-85380-37-4. 6. TZB info-zdroj internet 10

4 Seznam obrázků OBRÁZEK 1. FOUKANÁ IZOLACE... 2 OBRÁZEK 2. POUŽITÍ CELULÓZOVÉ FOUKANÁ IZOLACE VE STROPNÍ KONSTRUKCI... 3 OBRÁZEK 3. PŘÍKLADY KONOPNÝCH DESEK, KOUDELE A PLSTI... 4 OBRÁZEK 4. OBLAST POUŽITÍ KONOPNÉ IZOLACE... 5 OBRÁZEK 5. STOPY S IZOLACÍ Z TERMO-KONOPÍ... 5 OBRÁZEK 6. PŘÍKLAD POUŽITÍ IZOLACE Z OVČÍ VLNY NA PODLAHY... 6 OBRÁZEK 7. PŘÍKLADY TEPELNÉ IZOLACE ZE LNU... 7 OBRÁZEK 8. PŘÍKLADY DŘEVOVLÁKNITÝCH DESEK TYPU HOFATEX... 8 11