Dřevovláknité desky

povrchové úpravy 4/2015
Dřevovláknité desky
Ing. Ivo Holub
Jsou vyrobeny ze dřeva lisováním
krátkých jemných dřevěných vláken
měkkého dřeva (95 % smrk + 5 %
jedle). Dalšími surovinami jsou pojiva
na bázi přírodních pryskyřic, voda a vodoodpudlivé látky (parafíny) vyrobené
z přírodních produktů, které zabezpečují hydrofobizaci desek ve hmotě (obr.
1 a 2).
Vyráběno mokrým nebo
suchým procesem
Mokrý proces je starší technologie ze
syrového dřeva. Umožňuje výrobu desek v tloušťkách od 8 do 20 mm. 20-ti
milimetrové polotovary se poté k sobě
vzájemně lepí až do výsledné tloušťky
160 mm (možnost kombinovat polotovary o rozdílné objemové hmotnosti).
Technologie obecně umožňuje výrob-
Obr. 1 - Detail desky Pavatex na nároží
6
ky o vyšší objemové hmotnosti (170260 kg/m3).
Suchý proces je modernější technologie ze suchého dřeva. Umožňuje
výrobu desek v tloušťkách od 40 do
300 mm. Komerčně se běžně dodávají (a používají) desky v maximální
tloušťce 200 mm. Technologie obecně
umožňuje výrobky o nižší objemové
hmotnosti (110-200 kg/m3) ale s větší
pevností v tlaku.
Desky se dodávají jak s rovným okrajem, tak i profilované pro spoj pero-drážka. Desky mají v důsledku použité technologie zpevněné povrchy, což snižuje
riziko jejich poškození při manipulaci.
Stavební fyzika
Z pohledu stavební fyziky se u obálek
budov sleduje několik skupin vlastností.
Zaměřme se na tři z nich, které zásadně
charakterizují energetiku budovy a kvalitu ovzduší v interiéru (tab. 1).
Povšimněme si předběžně tepelné
akumulace. Důležitou vlastností je z pohledu tepelné stability interiérů budov
schopnost materiálů pojmout určité
množství tepelné energie. Tato kapacitní rezerva, pokud ji konstrukce má,
umožňuje překonat období teplotních
extrémů vnějšího prostředí, ať už chladu nebo naopak horka. Tepelná kapacita část těchto extrémů pohltí, „obrousí
jim hrany“, a teplota v interiérech je potom málo citlivá na dynamiku venkovních změn. To je samozřejmě žádoucí
stav. Tepelná kapacita desek Pavatex
se projeví reálně v objektech stabilizací
teploty. Názorná ukázka zaznamenávající teplotu interiéru je na obr. 3 a obr. 4.
Obr. 2 - Ukázka různých typů desek
Pavatex
Tab. 1 - Vybrané vlastnosti stavební fyziky pro jednotlivé materiály Pavatex a pro souvrství obálky budovy využívající desky Pavatex
*- Hodnoty pro konstrukční souvrství platí pro obálku budovy s deskami Pavatex
Akumulační schopnost závisí na měrné
tepelné kapacitě a objemové hmotnosti.
Tepelná kapacita
Obr. 3 - Vliv akumulačních vlastností desek Pavatex na stabilitu teploty interiéru v létě
Materiálovou charakteristikou, která
vyjadřuje schopnost pojmout teplo, je
měrná tepelná kapacita c [J/(kg.K)]. Pro
srovnání uvádíme v tabulce 2 charakteristické hodnoty c i pro jiné, běžně
používané tepelně izolační materiály.
Z tabulky je patrné, že dřevovláknitá
deska Pavatex výrazně převyšuje svojí
měrnou tepelnou kapacitou hodnoty
ostatních běžných tepelných izolantů.
Tepelná akumulace
Obr. 4 - Vliv akumulačních vlastností desek Pavatex na stabilitu teploty interiéru v zimě
Tepelná kapacita je jen jedna materiálová charakteristika vyjadřující akumulační schopnosti materiálu. Protože
je vztažena na 1 kilogram hmoty, je důležité porovnat i objemové hmotnosti ρ
[kg/m3] jednotlivých materiálů. Pak teprve lze soudit, jaké množství tepelné
energie je ten který materiál schopen
pojmout/vydat.
Pro srovnání uvádíme v tabulce 3
charakteristiky vyjadřující množství
energie Q, které je potřeba dodat/
odebrat, aby se jednotkový objem
1m3 ohřál/ochladil o 1°C. Snadným
dopočtem lze poté odvodit hodno-
7
povrchové úpravy 4/2015
Tab. 2 - Měrné tepelné kapacity vybraných materiálů
součinitel tepelné vodivosti je nízký; má
hodnotu λ=0,038-0,046 W/(m.K).
Pro srovnání uvádíme v tabulce 4
charakteristické hodnoty λ i pro jiné,
běžně používané tepelně izolační materiály.
Vlhkostní vlastnosti
Prostupnost vodních par
Tato vlastnost rozhoduje o schopnosti konstrukce propouštět vodní
páru, která se stěhuje mechanismem
difuze z interiéru do exteriéru a naopak. Je důležitou vlastností proto, že
jednak ovlivňuje výrazně mikroklima
Tab. 3 - Tepelně akumulační schopnosti vybraných materiálů. Měrná tepelná kapacita a objemová hmotnost jsou průměrné hodnoty uvedených materiálů
tu pro 1m2 při dané tloušťce tepelné
izolace. V posledním sloupečku je tuhá
dřevovláknitá deska Pavatex referenční
materiál vyjadřující hodnotu 100 %.
Q = c . ρ [J/(m3.K)]
Q - energie nutná k ohřátí nebo
ochlazení 1m3 o 1°C
c - měrná tepelná kapacita
ρ - objemová hmotnost
Tepelná vodivost
Základní veličinou, která ovlivňuje
velikost tepelného toku materiálem, je
jeho součinitel tepelné vodivosti λ [W/
(m.K)]. Čím menší je hodnota λ, tím hůře
materiál vede teplo a tedy tím menší
jsou i tepelné ztráty objektu. Nositelem
tepelně-izolačních vlastností je (jako
i u jiných tepelně-izolačních materiálů)
vzduch ve dřevovláknité desce. Jak již
naznačuje pórovitá struktura desky, její
Tab. 4 - Součinitele tepelné vodivosti vybraných materiálů
v budovách, jednak je podstatným činitelem, ovlivňujícím výskyt kondenzace vody v konstrukcích. Veličinou popisující schopnost materiálu propouštět
vodní páru 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 umožňuje vodní páře (ale i ostatním plynům) volně
se pohybovat napříč konstrukcí. To je
důležitá skutečnost pro tvorbu difúzně
otevřených konstrukcí.
Kondenzace par
Vodní páry mají přirozenou tendenci
směřovat k rovnoměrné koncentraci
v prostoru. Proto, pokud je v interiéru
budovy větší koncentrace vodních par
než v exteriéru (běžná situace po většinu roku od podzimu do léta), vodní
páry se snaží proudit obvodovým pláštěm ven z budovy. Pokud jí v určitém
8
Tab. 5 - Schopnosti propouštět vodní páru difúzí u vybraných materiálů
místě obvodového pláště stojí v cestě
parotěsná vrstva nebo vrstva pro páru
málo propustná, vzniká zde zvýšené
riziko srážení, neboli kondenzace par.
Vzniklý kondenzát může degradovat
materiál, v případě zmrznutí může dokonce poškodit konstrukci celého obvodového pláště. Proto je prostupnost
par, měřená opět faktorem difuzního
odporu μ, důležitá i z tohoto hlediska.
Faktor difuzního odporu μ dřevovláknitých desek Pavatex má hodnotu
μ=3-5 [-].
Pro srovnání uvádíme v tabulce 5 charakteristické hodnoty μ pro jiné běžně
používané tepelně izolační materiály.
Z tabulky je patrné, že dřevovláknité
desky Pavatex se pohybují svým difúzním odporem na velice nízké úrovni.
Proto jsou předurčeny k projektování
a tvorbě difúzně otevřených konstrukcí
bez parotěsných fólií.
Navrhování difúzně otevřených konstrukcí je však samostatnou kapitolou,
která si klade za cíl difúzi umožnit,
avšak bez kondenzace vodních par,
která by ohrožovala nejen konstrukci,
ale i zdravé klima v interiéru.
Stabilizace vlhkosti – sorpční
schopnost
Stejně jako dřevo vykazují i tyto
desky schopnost ve zvýšené míře pohlcovat vlhkost (sorpční schopnost).
Tato vlastnost se prakticky projeví tím,
že průběžně dochází k vyrovnávání
a stabilizaci vlhkosti v interiéru. 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, v případě příliš vlhkého vzduchu ji naopak sorbuje. Dřevovláknitá deska je schopná pojmout až
20 % vlastní hmotnosti molekul vodní
páry, tj. asi 0,20 kg vodní páry na 1 kg
desky. Podstatné je, že při tom nemění
své tepelně izolační vlastnosti.
Pokud bychom hovořili o dalších
neopomenutelných vlastnostech dřevovlákna Pavatex, pak se jedná o vlastnosti požární, akustické a mechanické.
Požární vlastnosti
Obálky budovy, kde se vyskytují dřevovláknité desky, se vyznačují vysokou
požární odolností. Konstrukce zateplení
obvodových plášťů dřevostaveb má deklarovanou požární odolnost 60 a více
minut z interiéru. Konstrukce zateplení
střech a stropů bungalovů má požární
odolnost až 30 minut. Poměrně dlouhá
doba požární odolnosti je důsledkem
velké objemové hmotnosti. A to i přesto, že klasifikace Třídy reakce na oheň
dřevovlákna podle EN 13501-1 je E.
Akustické vlastnosti
Dřevovlákno Pavatex se vymyká jiným tepelně izolačním materiálům
strukturními vlastnostmi. Materiál
je relativně těžký a přitom je složen
z drobných vláken dřevní hmoty. Tím
je předurčen k tomu, že zabudován do
konstrukce, významně ovlivňuje vzduchovou neprůzvučnost. Stěny a střechy
velice dobře odbourávají hluk z vnějšího prostředí. V interiéru je tiché prostředí. Ze stejného důvodu je Pavatex
používán ve skladbách suchých skládaných podlah jako kročejová izolace.
Oproti jiným vláknitým izolacím má
podstatně větší pevnost v tlaku.
Mechanické vlastnosti
Dřevovláknité desky ovlivňují jak samotnou konstrukci fasádního systému
a zateplení střech, tak i způsob manipulace a odolnost desek během montáže.
Pevnost a tuhost desek
V porovnání s ostatními běžně užívanými tepelně izolačními materiály
(zejména vláknitými) se dřevovláknité
desky vyznačují značnou tuhostí. To
umožňuje dodávat a zpracovávat desky jako velkoformátové, běžně ve velikostech 580 x 1450 až 1200 x 2500 mm,
bez rizika jejich zlomení vlastní vahou
a podobně. Podle aplikace mohou být
namáhány jak ohybem (např. při použití desek jako nadkrokevního opláštění
střechy), tak i kombinací tlaku a smyku
(při opláštění svislých stěn, zejména
u dřevostaveb). Pevnosti v tahu kolmo
k rovině desky se pohybují v rozsahu
2,5-30,0 kPa. Pevnost v tlaku desky je
opět značná, a to 50-250 kPa (napětí
v tlaku při 10% stlačení).
Ztužující funkce desek
Dřevovláknité desky mají díky své
struktuře vysoké parametry pevnosti
i tuhosti. Uplatňuje se zde stěnová tuhost desky, která se aktivuje při namáhání desky v její rovině. Tato vlastnost
se již několik let využívá při konstrukci
stěnových panelů dřevostaveb tak, že
tradiční nosné opláštění (desky OSB,
sádrovláknité desky, dřevotřískové
desky a podobně) se umisťují pouze
v interiéru. Ze strany exteriéru se potom umístí jen samotná deska Pavatex.
Tento způsob použití desek pro konstrukci obvodových stěnových panelů
dřevostaveb přináší některé důležité
výhody. Využitím tuhosti desek se ušetří materiál za vnější nosné opláštění
a odstraní se jinak běžné plošné lepení
tepelně izolačních materiálů na nosné
desky vnějšího opláštění. I s ohledem
na aplikaci tenkovrstvé omítky se tak
celkově sníží pracnost a zkrátí se doba
pobytu panelu ve výrobním zařízení
nebo doba montáže na staveništi. Ekonomické dopady jsou očividné.
Spoj pero a drážka
Statické spolupůsobení dřevovláknitých desek jako jednoho celku 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 fasády při
montáži. Zcela rovná plocha povrchu
zejména na stycích desek je nutnou
podmínkou pro ekonomickou a bezproblémovou aplikaci vnější tenkovrstvé omítky. Navržený systém pero-drážka navíc znemožňuje infiltraci
vzduchu, takže se není třeba obávat
tepelných ztrát z titulu proudění
vzduchu. Tuhost spoje bez problémů
umožňuje napojení desek umístit
kdekoliv mimo podporu, což značně
snižuje prořez materiálu.
9
povrchové úpravy 4/2015
Technologie montáže
Řezání
Desky se velice snadno řežou dostupnými prostředky na řezání dřeva.
Běžně je možné používat formátovací
pily, ruční elektrické kotoučové a přímočaré nářadí i obyčejné ruční pily.
Napojování
Pro všechny použitelné desky spojované na pero a drážku není nutné,
aby bylo místo styku desek podložené dřevěnou nosnou konstrukcí nebo
podkladním roštem (spoj může být
kdekoliv mezi podpěrami). Montáž
opláštění lehkého skeletu dřevostav-
by pomocí dřevovláknitých desek je
rychlá, případné opracování desek je
snadné a desky se mohou montovat ve
velkých formátech.
Obvodový plášť
Podkladní konstrukce
U obvodových plášťů dřevostaveb
se ve většině případů využije samotné
nosné konstrukce stavby. Výjimečně se
desky kotví do pomocného dřevěného
laťového roštu.
Mechanické upevňování
Díky velmi dobrým mechanickým
parametrům je možné desky Pavatex
Obr. 5 - Ukázka sponkování širokými sponami
Obr. 6 - Detail omítkového souvrství
10
kotvit jen bodově mechanickým způsobem, bez potřeby plošného podlepování. Možnými způsoby upevňování
jsou spony (nastřelované pneumatickými sponkovačkami), vruty nebo kotevní hmoždinky do dřeva pro zateplovací systémy ETICS. Doporučeným
spojovacím prostředkem jsou spony
se širokým hřbetem. Tyto spony aktivují při upevnění větší oblast desky
a navíc je tento způsob upevňování
výrazně rychlejší. Ať se však použijí pro
upevnění spony nebo šrouby do dřeva,
vždy je potřebné provedení z nerezu
nebo z materiálu s dostatečnou korozní odolností.
Spony musí být provedeny z drátu
o minimálním průměru 1,8 mm, šířka hřbetu alespoň 27 mm. Minimální
hloubka zaražení do podkladní dřevěné nosné konstrukce je 30 mm. Sponkování je ukázáno na obr. 5.
Kotevní hmoždinky do dřeva se doporučuje používat společně s velkoplošnou podložkou o průměru 60 mm. Minimální hloubka zapuštění do dřevěné
nosné konstrukce je 25 mm.
Povrchová úprava
Na povrch desek je možné aplikovat
běžné povrchové úpravy; například
tenkovrstvé omítky, dřevěné palubkové obklady, obklady z cementotřískových desek apod. Důležité ovšem je
použít takové materiály, které se bez
problémů vyrovnají s difúzí vodních
par a neuzavřou stěnu v nejkritičtějším místě vnějšího povrchu. Proto se
používají omítková souvrství výhradně
Obr. 7 - Zateplení deskami Pavatex - montáž palubkového obkladu na svislý
laťový rošt dřevostavby
na silikátové a silikonové bázi. Způsob
nanášení jednotlivých vrstev společně
s výztužnou síťkou je znázorněn na
obr. 6. Obklady se vždy připevní na
svislý laťový rošt, který vytváří provětrávanou vzduchovou mezeru. Ukázka
montáže obkladu je na obr 7.
Zateplení deskami
nad krokvemi
Zateplení podkroví deskami nad
krokvemi je prakticky realizováno dvojím způsobem.
Tepelná izolace mezi krokvemi
Využije se prostor mezi krokvemi vyplněný pružnou izolací (například Pavaflex Light, minerální izolace
apod.) a tuhé desky se kladou přímo
na krokve v minimální tloušťce 60
mm. Tím je zajištěna dostatečná minimalizace tepelných mostů v místě
krokví. Desky se pokládají přímo na
krokve od okapu směrem ke hřebeni.
Požadavek na velkoformátové rozměry (minimální délka 1,8 m) a spoj
pero-drážka umožňuje desky spojovat kdekoliv mezi krokvemi, přičemž
každá deska má při obvyklé vzdálenosti krokví do 90 cm vždy alespoň
dvě podpory. Ukázka zateplení krovu
deskami Isolair tl. 100 mm na krokvích
pod střešní krytinou je na obr. 8. Napětí v tlaku používaných desek při
stlačení o10 % je σ≥100 kPa.
Viditelné krokve
V případě požadavku na viditelné
krokve v interiéru je většinou žádoucí
pohledový palubkový záklop. V tom
případě se desky Pavatex kladou na
záklop. Desky se kladou na záklop od
okapu ke hřebeni. Doporučená minimální tloušťka dřevovláknitého souvrství Pavatex je 200 mm. Proto se obvykle použijí desky ve dvou vrstvách.
První vrstva ležící na záklopu může
mít tupý spoj, lze proto použít výrobek
PAVATHERM. U druhé vrstvy ležící pod
střešní krytinou je spoj pero-drážka vyžadován.
Obr. 8 - Desky Pavatex Isolair položené na krokvích
a tuhé desky se kladou buď na laťový
rošt, nebo přímo na krokve v minimální tloušťce 60 mm. Tím je zajištěna
dostatečná ochrana tepelných mostů
v místě krokví. Používá se během rekonstrukce a zateplování půdních prostor na obyvatelná podkroví. Každé řešení je individuální podle konkrétních
podmínek, proto lze stanovit rámcové
řešení problému. Nutno podotknout,
že zejména využití desek Pavatex na
laťovém roštu s tenkovrstvou omítkou
v interiéru má již desítky úspěšných
a funkčních aplikací, a to bez jakékoliv
další fólie. Ukázka rekonstrukce tohoto
typu je na obr. 9.
Podkladní konstrukce
a kladení desek
Tenkovrstvá omítka v interiéru
Zateplení podkroví deskami pod
krokvemi se provádí na laťový rošt kolmý ke směru krokví. Používají se střešní latě 40/60 mm v osové vzdálenosti
400 mm. Hustota laťového roštu zaručí
rovinou plochu i při nejmenší tloušťce
tuhé desky 20 mm.
Tuhý a rovný povrch desek je předurčen k aplikaci interiérové tenkovrstvé omítky. Firmy vyrábějící materiály
pro tenkovrstvé omítky nabízí bohatou
materiálovou a estetickou škálu finálního vzhledu vnitřního povrchu. Při do-
Mechanické upevňování
Desky Pavatex se kotví do krokví
dlouhými vruty přes kontralatě. Minimální hloubka zapuštění závitu vrutu
do krokve je 80 mm. Osvědčené jsou
vruty RAPI-TEC® SK TopTherm.
Zateplení deskami z interiéru
pod krokvemi
Vždy se využije prostor mezi krokvemi vyplněný pružnou izolací (například
Pavaflex Light nebo minerální izolace)
Obr. 9 - Rekonstrukce staršího půdního prostoru na obyvatelné podkroví bez
parobrzdné/parotěsné fólie
11
povrchové úpravy 4/2015
držení požadavků na správné omítkové
souvrství, tloušťku desky Pavatex alespoň 60 mm a použití vhodné výplně
mezi krokvemi není nutná parobrzdná/
parotěsná fólie. Fyzikální šíření vodní
páry difúzí je řízeno správným řazením
vhodných materiálů v souvrství.
Palubky v interiéru
V případě požadavku na palubkový
podhled se využívá systémového řešení desky Pavatherm-Profil s dřevěnou
lištou. Oba prvky se na sebe napojují
způsobem pero-drážka. Lišta slouží
pro uchycení interiérových palubek.
Palubky v interiéru nejsou dostatečným parobrzdným ani vzduchotěsným
Obr. 10 - Kladení desek v interiéru
materiálem. Souvrství musí být vždy
doplněnou vzduchotěsnou a parobrzdnou fólií. Její polohu a účinek je nutné
posoudit stavebně fyzikálním výpočtem.
Přesné konstrukční uspořádání je
potřeba vždy navrhnout s ohledem na
tloušťku tepelné izolace mezi krokvemi
a na požadovanou hodnotu součinitele
prostupu tepla U.
Kladení desek
Desky se pokládají kolmo na podkladní konstrukci. Požadavek na spoj
pero-drážka umožňuje desky spojovat
kdekoliv mezi podporami. Díky dostatečné tuhosti je možné používat desky
od tloušťky 20 mm bez nebezpečí zvl-
Mechanické upevňování
Desky Pavatex se kotví do laťového
roštu výhradně pomocí vrutů. Minimální průměr hlavičky vrutu (podložky) je 14 mm, průměr šroubovice je 6
mm. Doporučené jsou stavební vruty
RAPI-TEC® SK. Vrut je zapuštěn do latě
40 mm. Schéma kotvení desek do laťového roštu je na obr. 11.
Na závěr zopakujme skutečnost, že
dřevovláknité desky Pavatex (kontakt
na str. 13) izolují objekt proti chladu
a zároveň i proti horku. Ukázka realizace kompletní obálky je na obr. 12. 
Obr. 11 - Schéma kotvení desek do latí pomocí vrutů
Obr. 12 - Kompletní obálka dřevostavby z desek Pavatex
12
nění podhledu. Schéma kladení desek
na laťový rošt je na obr. 10.