Možnosti uplatnění technického konopí při výrobě tepelněizolačních materiálů

Poptávka po tepelněizolačních materiálech na materiálovém trhu ČR v posledních letech enormně rychle roste. Tuto skutečnost má za následek zpřísňování legislativních požadavků v oblasti tepelně-technických vlastností stavebních konstrukcí, proces revitalizace a zateplování bytových i rodinných domů a v neposlední řadě také růst ceny energií.

Nedostatek tepelněizolačních materiálů na našem trhu vyvolal enormní zvýšení jejich cen. Čeští prodejci se zvýšenou poptávku snaží vykompenzovávat dovozem materiálů ze zahraničí, především z Polska, Německa, Ukrajiny a v poslední době dokonce i z Číny. Vzhledem k tomu, že česká surovinová základna je relativně omezená, je trendem posledních let snaha najít další snadno obnovitelné zdroje vhodné pro výrobu tepelněizolačních materiálů. Tento článek se věnuje možnostem využití technického konopí jako rychleobnovitelného surovinového zdroje pro výrobu tepelněizolačních materiálů pro použití ve stavebnictví.

Konopí
Konopí má v Evropě již několikatisíciletou tradici. Jedná se o jednoletou rostlinu poměrně náročnou na vodu, půdu i agrotechniku. V České republice ji lze pěstovat do nadmořské výšky 450 m. Výhodou konopí je jeho krátké vegetační období – v některých oblastech lze konopí sklízet až dvakrát do roka. Pro technické účely se využívá konopí seté, což je robustní bylina se vzpřímenou, řídce větvenou lodyhou, dorůstající výšky 2–6 metrů. Na příčném řezu je lodyha v bazální části stlačeně válcovitá, v horní je hranatá a uvnitř dutá. Konopí je tvořeno převážně:
– celulózou (44–55 %),
– hemicelulózou (16–18 %),
– ligninem (4–28 %),
– pektiny (4–18 %),
– pryskyřicemi, popelovinami a proteinem (6–7 %).

Obsah ligninu ve stonku se během vegetačního období mění. Největší obsah ligninu rostlina obsahuje v době zrání semene. Konopí seté si v posledních letech nachází uplatnění i ve stavebním průmyslu. Z konopných rostlin se pro stavební účely získávají vlákna a pazdeří. Konopné vlákno se získává na speciální lince, kde dochází k odstranění pazdeří ze stonků.

Tepelné izolace z konopného vlákna
Konopné vlákno se vzhledem ke svým fyzikálním a mechanickým vlastnostem velmi dobře hodí pro výrobu tepelněizolačních vláknitých desek. Tyto desky se vyrábějí na speciální výrobní lince, kde je konopné vlákno kráceno na požadovanou délku, smícháno s cca 15% přídavkem polyesterových vláken a dalších příměsí (především soli kyseliny borité), které mají zaručit požární odolnost a odolnost vůči biologickému napadení. Přídavek polyesterových vláken dává konopným izolačním deskám požadovanou pružnost a stabilitu. Konopné desky se lisují za tepla na požadovanou objemovou hmotnost, která se většinou pohybuje v rozmezí od 30 do 100 kg.m–3.
Součinitel tepelné vodivosti desek z konopných vláken se pohybuje v rozmezí hodnot 0,035– 0,050 W.m–1.K–1 v závislosti na objemové hmotnosti. Obecně platí, že hodnota součinitele tepelné vodivosti klesá spolu se vzrůstající objemovou hmotností materiálu (dochází k omezení přenosu tepla vlivem proudění vzduchu v pórové struktuře materiálu).
Vláknité konopné desky jsou velmi dobře propustné pro vodní páru. Faktor difuzního odporu konopných desek se pohybuje v rozmezí 2–6 v závislosti na objemové hmotnosti materiálu a jeho vlhkostním obsahu. Schopnost materiálu absorbovat vzdušnou vlhkost přispívá k udržení optimální hladiny relativní vlhkosti v interiéru stavebních konstrukcí (pozitivní účinek na lidské zdraví). Požární odolnost izolačních desek je většinou zvýšena přídavkem solí, přičemž reakce těchto izolačních desek na oheň je nejčastěji klasifikována třídou E.
Tepelněizolační desky vykazují také velmi dobré akustické vlastnosti. Vysoká hodnota zvukové pohltivosti je dána zvýšenou pórovitostí konopného vlákna oproti např. vláknu skleněnému nebo minerálnímu.
Tepelněizolační desky je možné aplikovat v exteriéru i interiéru stavebních konstrukcí. Desky se nejčastěji osazují do lehkých ocelových nebo dřevěných rámů nebo je je možné při vyšší objemové hmotnosti aplikovat přímo na povrch stavební konstrukce (ETICS).

 

Autor: Jiří Zach, Ph.D.

          Ing. Ivana Sedlářová

Foto:  foto archiv firmy CANABIA (1), a.s., Jiří Zach (2,3), archiv firmy IZOLACE KONOPÍ CZ, s.r.o. (6)

obr. 1 – konopí seté

obr. 2 – konopné vlákno

obr. 3 – krácené pazdeří, které vzniká jako odpad při zpracování konopí

obr. 6 – zateplení podkroví pomocí izolačních desek z konopí