Tepelné izolácie z ovčej vlny

Po ostrihaní ovce sa surová vlna najskôr vyperie, pričom sa zbaví tukov a nečistôt. Pôvodná hmotnosť vlny sa tak zníži takmer na polovicu. Potom sa vlna ošetruje látkami, ktoré zabezpečia jej trvalú odolnosť proti biologickým škodcom, najmä hmyzu. Až po takejto úprave sa stáva východiskovou surovinou na výrobu tepelnej izolácie. Na stavebné izolácie sa ovčia vlna najčastejšie spracúva vo forme mäkkých izolačných dosiek alebo rohoží.

Izolačné dosky sa môžu vyrábať tak, že sa vlákna kladú rovnobežne s rovinou dosky. Objemová hmotnosť týchto dosiek býva asi 20 až 25 kg/m³.

Ďalším typom tepelných izolácií z ovčej vlny sú rohože s kolmým vláknom, ktoré sa tak môžu vyrábať s menšou objemovou hmotnosťou (asi od 12 kg/m³). Tento druh izolácie je trvalo pružný a možno ním vypĺňať aj ťažko prístupné priestory (dutiny, štrbiny a pod.).

Materiál a jeho základné vlastnosti

Ovčia vlna je prírodné vlákno, ktoré samovoľne reaguje na zmenu podmienok. Z tohto dôvodu má niektoré špecifické vlastnosti oproti ostatným izolačným materiálom.

Vďaka svoje organickej štruktúre má rozsiahly merný povrch, takže je schopná rýchlo a vo veľkej miere pohlcovať (sorbovať) a, naopak, uvoľňovať (desorbovať) vodnú paru. Ovčia vlna je schopná absorbovať vodu až v rozsahu 30 až 35 % vlastnej hmotnosti, t. j. 0,30 až 0,35 kg vody/kg suchej vlny. Na porovnanie: izolácie z minerálnych vlákien sú schopné adsorpciou zachytiť iba 1 až 1,5 hmotn. % vlhkosti.

Pri sorpcii vlhkosti sa uvoľňuje sorpčné teplo. Ovčia vlna má schopnosť sorpciou uvoľniť na 1 kg svojej hmotnosti (v suchom stave) asi 960 kJ tepelnej energie.

V lete chladná, v zime teplá

Keď sa vonku otepľuje, vlna sa začína ohrievať a následne sa z nej uvoľňuje vlhkosť. V dôsledku toho sa teplo spotrebúva na výpary (výparné teplo), a teda stena sa ochladzuje, čím sa zmenšujú tepelné toky do vnútra budovy. V porovnaní s budovami, ktoré sú izolované vrstvou tepelnej izolácie z alternatívnych materiálov s rovnakou hrúbkou, sa v letnom období môže znížiť teplota v interiéri až o niekoľko stupňov. Naopak, keď v zimnom období teplota klesne, vlna sa výrazne ochladí a zvýši sorpciu vlhkosti. Uplatní sa pritom špecifická schopnosť ovčej vlny vo veľkej miere pohlcovať vlhkosť. Pri sorpcii vlhkosti (opačný proces ako vyparovanie) sa uvoľňuje teplo (sorpčné teplo). Tento jav môže v exponovaných klimatických podmienkach zlepšiť teplotné pomery v interiéri až o niekoľko  °C. Sorpčná schopnosť vlny môže do veľkej miery obmedziť riziko prípadného stekania skondenzovanej vody po izolácii.

Tepelnoizolačná schopnosť

Ovčia vlna sa priemyselne spracúva na tepelné izolácie, ktoré majú pri objemovej hmotnosti 12 kg/m³ súčiniteľ tepelnej vodivosti λ asi 0,04 až 0,045 W/(m² . K). To znamená, že z hľadiska svojich tepelnoizolačných vlastností je trochu horším ekvivalentom bežne používaných izolácií. Zlepšenie tepelnoizolačných vlastností možno dosiahnuť zvýšením objemovej hmotnosti izolácie (na úkor ceny výrobku).

Environmentálna aktivita

Najnovšie podrobné výskumy vlastností ovčej vlny preukazujú ďalšie špecifické vlastnosti tohto materiálu. Na ich základe sa dokázala schopnosť vlny trvalo na seba viazať niektoré škodlivé látky, ktoré sa často vyskytujú v interiéri stavieb. Ide najmä o látky, ktoré dráždia horné dýchacie cesty – sú to napríklad formaldehydy, ktoré sa dlhodobo uvoľňujú z niektorých drevotrieskových materiálov, kobercov a pod. Okrem toho vlákna vlny účinne pohlcujú aldehydy (sú zložkou rozličných lepidiel, ale aj cigaretového dymu) alebo ozón (vzniká napr. v kanceláriách pri činnosti laserových tlačiarní a kopírok).

Takisto sú schopné pohlcovať rozličné nepríjemné pachy a výpary z priestoru, čo môže mať význam pre určité skupiny ľudí, napr. pre alergikov.

Výsledky meraní preukázali, že všade, kde sa na asanáciu vnútorného prostredia znečisteného formaldehydom použila ovčia vlna, hodnoty znečistenia ovzdušia vždy klesli. Vhodne umiestnená ovčia vlna tak môže mať funkciu automatickej čističky vzduchu v interiéri stavby (environmentálne aktívny materiál).

Stabilizácia vlhkosti interiéru

Pre uvedené aktívne vlhkostné vlastnosti môže vlna fungovať ako významný stabilizátor úrovne vlhkosti v interiéri objektu, pričom tento stabilizátor je schopný automaticky udržiavať relatívnu vlhkosť vzduchu na úrovni 45 až 50 %. Ak je v interiéri príliš suchý vzduch, vlhkosť z vlny sa uvoľňuje a vzduch sa nasýti parou. Naopak, ak je vzduch v interiéri priveľmi nasýtený vodnou parou, vlna ju pohlcuje. Túto autoregulačnú funkciu, ktorá je dôležitá najmä pre alergikov, však podmieňuje vhodná konštrukcia stenových, resp. stropných zostáv.

Zdravotne neškodná

Uvádza sa, že v porovnaní so spracovaním tepelných izolácií na báze sklených vlákien si spracovanie ovčej vlny na izolačný materiál vyžaduje asi 15 % energetických nákladov. Ovčia vlna nie je zdraviu škodlivá a do konštrukcie sa môže ukladať bez použitia rukavíc a ochranného oblečenia. Ak sa vlákna izolácie dostanú do interiéru budovy, neznamenajú nijaké zdravotné riziko. Potrebnú ochranu proti biologickým vplyvom (hmyz a pod.) a nevyhnutnú odolnosť proti požiaru zabezpečujú prírodné, ekologicky neškodné prídavné látky na anorganickej báze, na ktoré sú vydané hygienické atesty.

Tvarová stálosť

Vlákna ovčej vlny sa spájajú pomocou PES vlákien. Sú mechanicky pružné a tvarovo stále, to znamená, že sa prispôsobujú tvaru krokiev, trámov, rozličných dutín a priestoru v konštrukciách. K ich postupnému stláčaniu alebo uľahnutiu tak nedochádza. Testy (ktoré sa robili v Austrálii) preukázali, že vlnené vlákno sa zlomí vtedy, ak sa ohne a zasa narovná asi tridsaťtisíckrát.

Použitie tepelnej izolácie z ovčenej vlny

Výrobky z vlny možno použiť ako tepelnú izoláciu, vlhkostné stabilizátory prostredia alebo aj ako environmentálne aktívne látky, ktoré pohlcujú chemické látky v ovzduší. Vlnu možno použiť pri realizácií novostavieb (najmä drevených konštrukcií), rekonštrukcií alebo  modernizácií existujúcich objektov. Svoje uplatnenie však doposiaľ našla najmä v alpských krajinách.
Aj keď je v súčasnosti použitie ovčej vlny ako izolácie stavby technickým riešením overeným praxou, z hľadiska projektu si však vyžaduje dôkladné posúdenie konštrukcií, najmä so zreteľom na ich vlhkostný režim a nižšiu požiarnu odolnosť.

doc. Ing. Jan Krňanský, CSc.
Foto a obrázky: Second Nature UK Ltd.; Isowool; air hammer
Recenzoval Ing. arch. Eugen Nagy, Ph.D.

Autor je vedúcim katedry pozemného staviteľstva Fakulty umenia a architektúry Technickej univerzity v Liberci. Okrem toho je hlavným vývojovým pracovníkom spoločnosti Insowool, s. r. o., kde sa špecializuje na tvorbu tzv. difúzne otvorených konštrukcií stavieb (systém „diffuwall“) a tiež na inováciu v oblasti použitia materiálov na biologickej báze.