Drevovláknité dosky

V praxi rozlišujeme mäkké drevovláknité dosky (vyrábané technológiou bez lisovania) a tvrdé alebo polotvrdé – (lisované) drevovláknité dosky. Tvrdé a polotvrdé dosky sa označujú skratkou HDF a MDF.

Drevovláknité nelisované dosky sú tepelnoizolačné materiály na organickej báze, ktoré sa vyrábajú z krátkych jemných vlákien mäkkého dreva pri súčasnom pôsobení pary a vysokej teploty. Ďalšími surovinami pri ich výrobe sú spojivá na báze prírodných živíc a vodoodpudivé látky z prírodných produktov, ktoré zabezpečujú hydrofobizáciu dosák v hmote (parafíny). Celkovo sa kladie veľký dôraz na ekologický charakter materiálu.

Príslušnými technologickými postupmi sa zhotovujú dosky rôznych hrúbok (od 6 do 100 mm), ktorých okraj môže byť rovný alebo profilovaný – spájaný na pero a drážku. Objemová hmotnosť dosák sa pohybuje v rozmedzí 120 až 260 kg/m³. Niektoré druhy dosák (určené na povrchové úpravy) majú spevnené povrchy, čo znižuje riziko ich poškodenia pri manipulácii.

Dvojité pero a drážka na doskách s vyššou hrúbkou	Použitie v podlahách, systémové riešenie kročajovej izolácie

Tepelnoizolačné vlastnosti

Tepelná vodivosť

Veľkosť tepelného toku materiálom ovplyvňuje súčiniteľ tepelnej vodivosti λ, ktorý bežne dosahuje pri drevovláknitých nelisovaných doskách hodnotu λ = 0,04 – 0,05 (W/m . K). Nositeľom tepelno-izolačných vlastností v drevovláknitej doske je vzduch.

Tepelná kapacita

Dôležitou vlastnosťou materiálov z pohľadu tepelnej stability interiérov budov je ich schopnosť akumulovať tepelnú energiu. Keďže časť týchto teplotných extrémov pohltí tepelná kapacita, teplota v interiéroch je málo citlivá na dynamiku vonkajších zmien. Materiálovou charakteristikou, ktorá vyjadruje schopnosť pojať teplo, je merná tepelná kapacita c.

Drevovláknité dosky majú vysokú akumulačnú schopnosť. Ich merná kapacita je 1630 až 2510 J/(kg . K).

Vlhkostné vlastnosti

Z pohľadu vlhkosti sa sledujú najmä tri vlastnosti, a to schopnosť materiálu prepúšťať vodnú paru (najmä mechanizmom difúzie), odpudzovať vodu (hydrofóbnosť) a absorbovať alebo desorbovať vodnú paru (sorpčné vlastnosti).

Priepustnosť pary

Táto vlastnosť rozhoduje o schopnosti konštrukcie prepúšťať vodnú paru, ktorá sa sťahuje mechanizmom difúzie a pórovej konvekcie z interiéru do exteriéru a naopak. Priepustnosť výrazne ovplyvňuje mikroklímu v budovách a takisto spolurozhoduje o miere výskytu kondenzácie vody v konštrukciách. Veličinou popisujúcou schopnosť materiálu prepúšťať vodnú paru mechanizmom difúzie je faktor difúzneho odporu μ. Udáva, koľkokrát viacej vodnej pary prejde za jednotku času vrstvou daného materiálu v porovnaní s rovnako hrubou vrstvou vzduchu (za inak rovnakých podmienok). Najmenší faktor difúzneho odporu má vzduch, a síce hodnotu 1 (porovnávacia hladina).

Z toho vyplýva, že čím menšiu hodnotu faktoru difúzneho odporu materiál má, tým lepšie umožňuje vodnej pare (ale aj ostatným plynom) jednoduchší pohyb naprieč konštrukciou (mechanizmom difúzie a pórovej konvekcie). To je dôležitá skutočnosť na tvorbu tzv. difúzne otvorených konštrukcií. Faktor difúzneho odporu μ drevovláknitých dosák má bežne hodnotu v rozmedzí 5 až 10 (platí pre dosky s objemovou hmotnosťou nad 150 kg/m³).

Hydrofóbnosť

Keďže sú drevovláknité dosky počas skladovania a montáže (obyčajne niekoľko týždňov) vystavené priamemu pôsobeniu klimatických podmienok, odporúča sa, aby boli aspoň po určitý čas vodostále (nenapučali), vlhkosťou nedegradovali a vodu v kvapalnej fáze aj odpudzovali. Všetky tieto požiadavky možno v prípade drevovláknitých dosák zabezpečiť pomocou hydrofobizácie v hmote. Niektoré typy dosák sú ošetrené aj povrchovou úpravou na báze prírodného latexu. Tieto úpravy zabezpečujú zvýšenú odolnosť proti zrážkovej vode, najmä na dlhodobejšiu expozíciu vonkajšej klíme (napr. debnenie striech).

Sorpčné schopnosti

Rovnako ako drevo aj drevovláknité nelisované dosky sú schopné (v porovnaní s bežnými izolantmi) vo zvýšenej miere pohlcovať vlhkosť z ovzdušia (adsorpčná schopnosť). Pri správnom návrhu konštrukcie sa to prejaví tým, že priebežne dochádza k vyrovnávaniu a stabilizácii vlhkosti v interiéri stavby. Sorpčná schopnosť dreva je analógiou tepelnokapacitných vlastností. Účinne napomáha prekonávať špičky vlhkostnej klímy. V prípade príliš suchého vzduchu v interiéri vodu vo forme vodnej pary uvoľňuje (desorbuje), v prípade príliš vlhkého vzduchu ju, naopak, pohlcuje (adsorbuje). Drevovláknitá doska je schopná prijať asi 12 až 20 % vlastnej hmotnosti vody, t. j. asi 0,12  až 0,2 kg vody na kg dosky (podľa typu dosky a stupňa hydrofobizácie).

Mechanické vlastnosti

Využívajú sa na konštrukciu stavieb, ovplyvňujú spôsob manipulácie a odolnosť dosák počas montáže. Tvrdé a polotvrdé drevovláknité dosky sú dnes jednou z mála kvalitných tepelných izolácií, pri ktorých možno hovoriť aj o mechanickej pevnosti, a sú využiteľné na konštrukciu stavby.

Pevnosť a tuhosť

V porovnaní s ostatnými bežne používanými tepelnoizolačnými materiálmi sa tvrdé a polotvrdé drevovláknité dosky vyznačujú značnou tuhosťou. To umožňuje dodávať a spracúvať dosky aj ako veľkoformátové, bežne v rozmeroch 580 × 2 500 až 1 250 × 2 600 mm, bez rizika ich zlomenia pri manipulácii. Pri doskách s objemovou hmotnosťou okolo 250 kg/m3 je pevnosť dosky v ťahu asi 70 kPa, pevnosť v tlaku asi 100 až 200 kPa.

Povrchová pevnosť

Špecifickou vlastnosťou tvrdých a polotvrdých drevovláknitých dosák určených na tvorbu povrchov exteriérov aj interiérov stavieb je ich povrchová pevnosť. Účinne sa tak zamedzuje poškodeniu hrán a podobným estetickým defektom pri manipulácii s doskami. Dosky možno tiež povrchovo brúsiť.

Mechanické upevňovanie

Keďže majú dosky dobré mechanické parametre, možno ich kotviť iba bodovo, mechanickým spôsobom bez potreby plošného podlepovania. Vhodným spôsobom upevňovania sú aj spony so širokou hranou (nastreľované pneumatickými sponkovačkami), ktoré aktivujú pri upevnení väčšiu oblasť dosky. Spony alebo dosky, ktoré sa použijú na upevnenie do dreva, treba vyhotoviť z nehrdzavejúcej ocele alebo z materiálov s dostatočnou koróznou odolnosťou.

Spojenie na pero a drážku

Statické spolupôsobenie drevovláknitých MF dosák v ploche sa pochopiteľne vylepšuje, ak sa použijú dosky s okrajmi upravenými pre spoj typu pero a drážka. Ten istý spoj zabezpečuje aj celkom rovný povrch susediacich dosák pri skladaní väčšej celistvej plochy pri montáži. Tým sa určitým spôsobom znižujú požiadavky na presnosť (rovinnosť) podkladovej nosnej konštrukcie, čo spätne zrýchľuje montáž. Dostatočne rovná plocha povrchu plôch je nutnou podmienkou pre ekonomickú a bezproblémovú aplikáciu vonkajších tenkovrstvových omietok. Systém perodrážka navyše v podstate znemožňuje infiltráciu vzduchu, takže sa netreba obávať tepelných strát pre jeho konvekciu. Za určitých podmienok možno spoj perodrážka umiestniť aj mimo podpory, čo značne znižuje množstvo odrezkov použitého materiálu.

Stužujúci účinok

Tvrdé a polotvrdé drevovláknité dosky majú pre svoju štruktúru relatívne vysoké parametre pevnosti aj tuhosti. Vďaka tomu sa ako konštrukčný faktor môže čiastočne uplatniť aj stenová tuhosť dosky, ktorá sa aktivuje pri namáhaní dosky v jej rovine. Viacero výrobcov drevostavieb túto vlastnosť vedome využíva pri konštrukcii stenových panelov tak, že tradičné nosné opláštenie (dosky OSB, drevotrieskové dosky, cementotrieskové dosky a podobne) umiestňuje iba zo strany interiéru. Zo strany exteriéru sa umiestňuje iba samotná drevovláknitá doska.
Uvedený spôsob použitia drevovláknitých dosák pri konštrukcii obvodových a strešných plášťov drevostavieb prináša niektoré výhody (znižuje sa prácnosť a počet vrstiev v konštrukcii, zrýchľuje výroba). Ekonomický dosah je zrejmý.

Zvukovoizolačná schopnosť

Tvrdé a polotvrdé drevovláknité dosky majú pre orientáciu zhruba desaťnásobne vyššiu plošnú hmotnosť ako rovnako hrubé dosky minerálne vláknitých alebo penových izolácií. Tým sa zlepšuje zvukovoizolačná schopnosť z hľadiska vzduchovej nepriezvučnosti. Mäkšie drevovláknité dosky sa taktiež používajú v podlahách – kladú sa  pod nášľapné vrstvy, a to pre ich schopnosť tlmiť kročajový hluk.

Požiarna odolnosť

Drevovláknité dosky majú dobrú požiarnu odolnosť. Konštrukcia steny drevostavby, zateplená z vonkajšej strany tvrdými a polotvrdými drevovláknitými doskami hrubými 60 mm, má z exteriéru overenú podstatne vyššiu požiarnu odolnosť.

Použitie

V prípade tradičných stavieb sú drevovláknité dosky vhodným materiálom na konštrukciu zateplenia podkroví aj obvodových plášťov. V tejto aplikácii (vďaka svojej vysokej tepelnej kapacite) navyše pozitívne ovplyvňujú inak problémovú tepelnú stabilitu interiérov drevostavieb či zateplených podkroví.  Pri drevostavbách a zatepľovaní strešných plášťov ide o základný konštrukčný materiál pre difúzne otvorené konštrukcie drevostavieb. Tradičnou a najstaršou aplikáciou dosák je ich použitie v podlahách (funkcia tepelnej a kročajovej izolácie). V súčasnosti našli dosky uplatnenie aj v interiéroch stavieb. Využívajú sa na oplášťovanie priečok a na tvorbu podhľadov. Povrchovo sa upravujú tenkovrstvovými omietkami. Vzhľadom na menšiu náchylnosť na praskanie často nahrádzajú obklady sadrokartónovými doskami.

Dosky sa vyrábajú štandardnými priemyselnými technológiami vo veľkých objemoch. Ich aplikácia v bežných stavbách neprináša v porovnaní so zvyčajne  používanými tepelnými izoláciami žiadne významnejšie riziká.

doc. Ing. Jan Krňanský, CSc.
Foto: Insowool

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.

Recenzoval prof. Ing. Jozef Štefko, CSc.