Izolace z ovčí vlny
Článek obsahuje dílčí výsledky výzkumu vlastností přírodních tepelných izolací, konkrétně ovčí vlny. Měření závislosti součinitele tepelné vodivosti na vlhkosti probíhalo na výrobcích Isolena Premium a Isolena Klemmfilz rakouské firmy Isolena.
1. Úvod
Ovčí vlna patří mezi přírodní materiály. Jedná se o odpadní materiál. Jejím zpracováním se nesnižuje množství žádného přírodního zdroje.
Ovčí vlna se používala především v textilním průmyslu. Postupně její využití klesalo a dnes se celosvětově zpracují pouze 3 % (1,3 miliónu tun) z celkového objemu. Zbytek produkce je likvidován. V posledních letech, jak stoupala poptávka po přírodních stavebních materiálech, se začal tento odpadní materiál využívat a z ovčí vlny se začala vyrábět izolace ve formě plstí, pásů a rouna.
Zdravé bydlení po razantním snížení škodlivých látek. Řešení díky ovčí vlně. Mladí manželé si pořídili montovaný dům ze 70. let. Že byl silně zatížen formaldehydem, se projevilo až při kontrole vzduchu v místnostech. Po celkové rekonstrukci se výrazně podařilo snížit koncentraci formaldehydu. Drastická redukce v místnostech byla založena pouze na principu přírodního účinku ovčí vlny obsažené v deskách FERMACELL greenline. Kreatin, obsažený v ovčí vlně, dokáže škodlivé látky absorbovat a přeměnit na neškodlivé. www.fermacell.cz
2. Výroba izolace
2.1. Surovina
Na 1 m2 10 cm tlusté izolační rohože se spotřebuje ovčí rouno ze 2 ovcí. Rouno je nutné zbavit nečistot (potu, tuku, které tvoří cca 15–50 %). Surovina pochází z živých ovcí. Vlákno tvoří pigment, keratin a voda. Z prvků má největší podíl uhlík (50 %), kyslík a dusík (40 %) [4]. Vlněná vlákna se řadí mezi keratinová. Keratin je základní složkou vlasů, chlupů a nehtů. Jedná se o bílkovinu, řadící se mezi skleroproteiny.
2.2. Ochrana proti molům
Vlna, jako živočišné vlákno, patří mezi materiály, které jsou náchylné k biologické degradaci. Největší nepřítel vlny je mol šatní. Proti tomuto škůdci se musí materiál chránit chemickými přípravky – Molantinem SP, roztokem močoviny nebo soli.
Molantin SP je 10% roztok fotostabilního syntetického pyretroidu – permethrinu, dráždí pokožku, toxický pro vodní organismy, nevýhodou je nízká životnost, jelikož se odpařuje (některé zdroje uvádějí životnost do 10 let, jiné, že nebyla měřena) [7], [8].
Močovina, používá 3% roztok. Jedná se o organickou sloučeninu uhlíku, dusíku, kyslíku a vodíku ((NH2)2CO). Zdravotní nezávadnost je při 3% roztoku zanedbatelná. Životnost takto ošetřené ovčí vlny nebyla měřena [2].
Roztok soli (na bázi titanu a fluoru) vyvinula pro ošetření rakouská společnost Isolena. Jedná se o anorganickou sůl, která se chemicky naváže na molekuly bílkoviny aminokyselin [3].
Výhodou tohoto přípravku je, že se díky chemické reakci nerozpouští ve vodě, nesublimuje a nevyplavuje se. Trvanlivá ochrana proti molům (po několikerém vyprání vzorků a následnému vystavení molům nedošlo v průběhu 6 měsíců k napadení).
2.3. Vlastní výroba
Výroba izolace z ovčí vlny je jednoduchá a šetrná k životnímu prostředí. Nejprve se vlna ve vodě vypere, ošetří proti molům a následně zpracuje.
Jsou tři technologie zpracování. Prví je technologie vodorovného kladení mykaného ovčího rouna bez použití pojiva. Druhou je technologie kolmého kladení mykaného vlákna, za použití BiCo (dvousložkové bikomponentí vlákno složené ze dvou polymerů) vlákna. V prvním případě se jedná o 100% přírodní produkt. Třetí způsob zpracování je plstnatění.
Ve všech třech případech zpracování se jedná o ekologický proces, při kterém nevzniká žádný odpad.
3. Vlastnosti izolace z ovčí vlny
Objemová hmotnost
Dle typu zpracování se může pohybovat od 13 kg.m−3 do 30 kg.m−3.
Hořlavost
© MoonBloom - Fotolia.com
Řadí se (dle DIN 4102 – část 1.) do třídy B2. Ovčí vlna je nehořlavá, má samozhášecí schopnost. Její samozápalná teplota je zhruba 560 °C (některé zdroje uvádějí 570–600 °C). K hoření potřebuje vyšší koncentraci kyslíku (Limiting Oxygen Index (LOI = 25.2)) [5], [6].
Vlákno taje bez zkapalnění a při hoření nevznikají žádné toxické plyny. Vlna hoří pomalu a je snadno uhasitelná. Pro snížení hořlavosti lze aplikovat přibližně 2 % retardéru hoření „HCA ITC“. Mezinárodní normy však izolace splňuje i bez této úpravy.
Součinitel tepelné vodivosti
Součinitel tepelné vodivosti, jak uvádí výrobce, se pohybuje od 0,035 do 0,045 Wm−1K−1. Tato charakteristika je závislá na pórovitosti materiálu, respektive na jeho objemové hmotnosti.
Výhodou ovčí vlny je její hygroskopičnost. Ovčí vlna reguluje vlhkost vzduchu v místnosti, díky schopnosti navázat na sebe vodu. Uvádí se množství vody 30 až 35 % vlastní váhy bez ztráty izolačních vlastností. Vlhkost je vstřebána přímo vlákny a následně je uvolněna.
Faktor difuzního odporu
Pohybuje se v rozmezí 1 a 2. Jedná se o prodyšný izolační materiál. Při použití ovčí vlny je vhodné použít parobrzdy ke zpomalení průniku vodní páry.
Akustické vlastnosti
Díky rozdílné jemnosti vláken (14–40 µm) a speciální technice plstění dosahují produkty kročejového útlumu ΔLw = 21 dB [6].
Mechanické vlastnosti
Schopnost zachovávat trvale pružnost. Vlnu lze použít i na neutralizaci formaldehydu ve vzduchu. Keratin obsažený ve vláknech neutralizuje formaldehyd. Při chemické reakci se škodliviny navážou právě na tyto molekuly keratinu. Dále se vzduch čistí od prachu, pylů, cigaretového kouře a dalších. Proces čištění může probíhat řadu let, aniž by se vlna stávala toxickou. Po výměně vlny se takto ošetřený materiál dá zkompostovat. [3]
Vlna je odolná proti plísním, pro hlodavce je nestravitelná.
Zátěž pro životní prostředí
Primární energie z obnovitelných zdrojů – PEIne 8,77 MJ.kg−1.
Potenciál globálního oteplování GWP –0,244 kg.CO2 equ. .kg−1.
Potenciál okyselování prostředí AP 0,0034 kg.SO2 equ. .kg−1. [3]
4. Závislost součinitele tepelné vodivosti na vlhkosti
Pro stanovení vztahu mezi součinitelem tepelné vodivosti a vlhkosti bylo použito přístroje Izomet, digitální váhy a digitálního vlhkoměru. Naměřené hodnoty byly následně přeneseny do grafu, který ukazuje rúst součinitele tepelné vodivosti (λ) v závislosti na zvyšující se vlhkosti (w).
Měření probíhalo na 6 vzorcích o rozměrech 200 × 200 mm, tloušťky 100 mm. Jednalo se o výrobek firmy Isolena Premium. Vzorky byly namočeny a následně sušeny. Postupně probíhalo měření digitálním vlhkoměrem a měření součinitele tepelné vodivosti přístrojem Izomet.
Graf č. 1 Závislost tepelné vodivosti na vlhkosti – vzorky Isolena Premium
5. Závěr
Z výsledků měření plyne, že izolace z ovčí vlny dokáže absorbovat vlhkost bez snížení schopnosti izolovat až do 65% vlhkosti hmotnosti vzorku. Tato vlastnost společně se schopností uvolňovat vlhkost do okolního prostředí je pro vlnu typická a spolu s dalšími vlastnostmi – nehořlavost, ekologičnost, obnovitelnost, řadí vlnu mezi výborné tepelné izolace.
Pokud stát v rámci podpory ekologie, podpoří výrobu této izolace např. osvobozením finálního výrobku od DPH, podpořil by nepřímo zemědělskou výrobu a následně i zaměstnanost v daných regionech. Tím by se mu investice minimálně dvojnásobně vrátila.
Literatura
- [1] Doc. Ing. SVOBODA Luboš, CSc., a kol. Stavební hmoty. 1. vydání. Bratislava: Jaga, 2004. 471 s. ISBN 80-8076-007-1.
- [2] Doc. Ing. CHYBÍK Josef, Přírodní stavební materiály. 1. vydání. Praha: Grada, 2009. 268 s. ISBN 978-80-247-2532-1.
Internetové stránky:
- [3] www.isolena.cz
- [4] http://cs.wikipedia.org
- [5] http://www.csiro.au/files/files/p9z9.pdf
- [6] http://www.sheepwoolinsulation.ie/why_wool/default.asp
- [7] www.lh-shop.cz/-doc/pv-molantin.pdf
- [8] http://www.ecolife-trading.eu/produkty/tepelna-izolace-gold
The article contains partial results of the research of natural thermal insulation properties, specifically sheep wool. The measurement of the thermal conductivity on the humidity was carried out on the products Isolena Premium and Isolena Klemmfilz Austrian company Isolena.