Tepelná izolace z ovčí vlny

V současném stavebnictví se stále více do popředí dostává otázka potřeby a používání kvalitních výrobků, které splňují zejména technické a ekonomické, ale i další parametry – například ekologické. Tyto požadavky nepochybně splňují materiály na přírodní bázi. V tepelněizolační oblasti mezi ně patří výrobky z ovčí vlny. Jsou to materiály, které mohou při správném použití vést k efektivnímu konstrukčnímu řešení v duchu filozofie zdravého bydlení.

Izolace z živé přírody
Ovčí vlna je přírodní vlákno, které samovolně reaguje na změnu podmínek. Z tohoto důvodu má některé specifické vlastnosti oproti ostatním izolačním materiálům.

Po ostříhání ovce se surová vlna nejprve vypere, přičemž se zbaví tuků a nečistot. Původní hmotnost vlny se tak sníží téměř na polovinu. Potom se vlna ošetřuje látkami, které zabezpečí její trvalou odolnost proti biologickým škůdcům, hlavně hmyzu. Až po takové úpravě se stává východiskovou surovinou pro výrobu tepelné izolace.

Na stavební izolace se ovčí vlna nejčastěji zpracovává ve formě měkkých izolačních desek nebo rohoží. Izolační desky se vyrábějí tak, že se vlákna kladou rovnoběžně s rovinou desky. Objemová hmotnost těchto desek bývá asi 20 až 25 kg/m³. Dalším typem tepelných izolací z ovčí vlny jsou rohože s kolmým vláknem, které se tak mohou vyrábět s menší objemovou hmotností (asi od 12 kg/m³). Tento druh izolace je trvale pružný a lze jím vyplňovat i těžko přístupné prostory (dutiny, štěrbiny apod.).

Díky své organické struktuře má ovčí vlna rozsáhlý měrný povrch, takže je schopna rychle a ve velké míře pohlcovat (sorbovat) a naopak uvolňovat (desorbovat) vodní páru. Ovčí vlna je schopna absorbovat vodu až v rozsahu 30 až 35 % vlastní hmotnosti, tj. 0,30 až 0,35 kg vody/kg suché vlny. Pro porovnání: izolace z minerálních vláken jsou schopné adsorpcí zachytit jen 1 až 1,5 hmotn. % vlhkosti. Při sorpci vlhkosti se uvolňuje sorpční teplo. Ovčí vlna má schopnost sorpcí uvolnit na 1 kg své hmotnosti (v suchém stavu) asi 960 kJ tepelné energie.

V létě chladná, v zimě teplá
Když se venku otepluje, vlna se začíná ohřívat a následně se z ní uvolňuje vlhkost. V důsledku toho se teplo spotřebuje na výpary (výparné teplo); stěna se začne ochlazovat, čímž se zmenšují tepelné toky dovnitř budovy. V porovnání s budovami, které jsou izolované vrstvou tepelné izolace z alternativních materiálů se stejnou tloušťkou, se v letním období může snížit teplota v interiéru až o několik stupňů.

Naopak když v zimním období teplota klesne, vlna se výrazně ochladí a zvýší sorpci vlhkosti. Uplatní se přitom specifická schopnost ovčí vlny pohlcovat ve velké míře vlhkost. Při sorpci vlhkosti (opačný proces než vypařování) se uvolňuje teplo (sorpční teplo).

Tento jev může v exponovaných klimatických podmínkách zlepšit teplotní poměry v interiéru až o několik stupňů Celsia. Sorpční schopnost vlny může do velké míry omezit riziko případného stékání zkondenzované vody po izolaci.

Ovčí vlna se průmyslově zpracovává na tepelné izolace, které mají při objemové hmotnosti 12 kg/m³ součinitel tepelné vodivosti asi 0,04 až 0,045 W/(m² . K). To znamená, že z hlediska svých tepelněizolačních vlastností je trochu horším ekvivalentem běžně používaných izolací. Zlepšení tepelněizolačních vlastností lze dosáhnout zvýšením objemové hmotnosti izolace (na úkor ceny výrobku).

Environmentální aktivita
Nejnovější podrobné výzkumy vlastností ovčí vlny prokazují další specifické vlastnosti tohoto materiálu. Na jejich základě se dokázala schopnost vlny trvale na sebe vázat některé škodlivé látky, které se často vyskytují v interiéru staveb. Jde především o látky, které dráždí horní dýchací cesty – jsou to například formaldehydy, které se dlouhodobě uvolňují z některých dřevotřískových materiálů, koberců a podobně.

Kromě toho vlákna vlny účinně pohlcují aldehydy (jsou složkou různých lepidel, ale i cigaretového kouře) nebo ozón (vzniká např. v kancelářích při činnosti laserových tiskáren a kopírek). Taktéž jsou schopné pohlcovat různé nepříjemné pachy a výpary z prostoru, což může mít význam pro určité skupiny lidí, například pro alergiky.

Výsledky měření prokázaly, že všude, kde se k asanaci vnitřního prostředí znečištěného formaldehydem použila ovčí vlna, hodnoty znečištění ovzduší vždy klesly. Vhodně umístněná ovčí vlna tak může mít funkci automatické čističky vzduchu v interiéru stavby a působit jako environmentálně aktivní materiál.

Stabilizace vlhkosti interiéru
Pro uvedené aktivní vlhkostní vlastnosti může vlna fungovat jako významný stabilizátor úrovně vlhkosti v interiéru objektu, přičemž tento stabilizátor je schopen automaticky udržovat relativní vlhkost vzduchu na úrovni 45 až 50 %. Je-li v interiéru příliš suchý vzduch, vlhkost z vlny se uvolňuje a vzduch se nasytí párou. Naopak je-li vzduch v interiéru vodní párou příliš nasycený, vlna ji pohlcuje. Tuto autoregulační funkci, která je důležitá hlavně pro alergiky, však podmiňuje vhodná konstrukce stěnových, respektive stropních sestav.

Uvádí se, že v porovnání se zpracováním tepelných izolací na bázi skleněných vláken zpracování ovčí vlny na izolační materiál vyžaduje asi 15 % energetických nákladů. Ovčí vlna není zdraví škodlivá a do konstrukce se může ukládat bez použití rukavic a ochranného oblečení. Když se vlákna izolace dostanou do interiéru budovy, neznamenají žádné zdravotní riziko. Potřebnou ochranu proti biologickým vlivům (poškození hmyzem apod.) a nevyhnutelnou odolnost proti požáru zabezpečují přírodní, ekologicky neškodné přídavné látky na anorganické bázi, na něž jsou vydány hygienické atesty.

Tvarová stálost
Vlákna ovčí vlny se spojují pomocí PES vláken. Jsou mechanicky pružná a tvarově stálá, to znamená, že se přizpůsobují tvaru krokví, trámů, rozličných dutin a prostoru v konstrukcích. K jejich postupnému stlačovaní nebo slehnutí tak nedochází. Testy, které se prováděly v Austrálii, prokázaly, že vlněné vlákno se zlomí tehdy, když se ohne a zase narovná asi 30 000krát.

Výrobky z vlny je možné použít jako tepelnou izolaci, vlhkostní stabilizátory prostředí nebo také jako environmentálně aktivní látky, které pohlcují chemické látky v ovzduší. Vlnu lze použít při realizaci novostaveb (hlavně dřevěných konstrukcí), rekonstrukcí nebo modernizací existujících objektů. Svoje uplatnění však doposud našla především v alpských zemích.

I když je v současnosti použití ovčí vlny jako izolace stavby technickým řešením ověřeným praxí, z hlediska projektu však vyžaduje důkladné posouzení konstrukcí, především se zřetelem na jejich vlhkostní režim a nižší požární odolnost.

Jan Krňanský
Foto: Second Nature UK Ltd.; Isowool; air hammer

Autor je vedoucím Katedry pozemního stavitelství Fakulty umění a architektury Technické univerzity v Liberci.