Ekodomy a stavební materiály

Zuzana Pátková
Lenka Ševčíková

1 Úvod
Ekologickou architekturu je třeba chápat ne jako novou alternativu či "pokrokový přístup" k občanské výstavbě, ale jako návrat k prapůvodním principům stavebnictví, a to především kvůli soudobému trendu neohleduplnosti k přírodě, energetickému mrhání a mimo jiné i odcizení se člověku samému.

Celosvětové diskuse o ekologii staveb a udržitelném rozvoji probíhají v rámci odborných konferencí a setkání již od roku 1973, kdy se poprvé vážněji projevila ekologická a energetická krize. Alarmující byla zpráva Světového fondu na ochranu přírody (WWF 1998), vyhodnocující období 1970 - 1995, že za pouhé čtvrt století přišla Země o třetinu svého přírodního bohatství. Toto zjištění vedlo k odklonu od čistě antropocentrického chápání světa a k hledání souladu s přírodou, s níž je lidská existence úzce svázána [1].

Náš článek se snaží upozornit na možnosti řešení v této problematice. Je rozdělen podle možného přístupu k pojmu Ekododům. Ten může být tvořen buď svou ekologickou stavebně architektonickou koncepcí nebo vyžitím ekologických stavebních materiálů. Případně kombinací obou způsobů.

2 Ekodům
Definice pojmu "ekodům" je poměrně složitá, přední odborníci v této problematice - akad. arch. Aleš Brotánek, D.L.Barnettová, W.D.Browning, doc. Bohdan Malaniuk - charakterizují ekodům jako stavbu: harmonizující s okolím, vhodně využívající půdu, efektivně využívající vodu, energii, dřevo, chránící rostliny, zvířata, zemědělské, kulturní a archeologické zdroje, spotřebovávající minimum stavebního materiálu pro vlastní výstavbu a maximum recyklovaných hmot, zohledňující snadnou a ekologicky šetrnou likvidaci stavby po dovršení její životnosti [2].

3 Hlavní typy ekodomů
3.1 Z tradičních materiálů
Následující členění je pouze omezeným výčtem ze široké škály možností. Tradičních stavebních materiálů (děrované velkoformátové bloky, pórobetonové tvárnice, dřevěné desky, dřevo..) je na českém trhu velké množství. Jejich kombinace nabízí bezpočet konstrukčních řešení s různým stupněm ekologičnosti v širším slovy smyslu.

Domy kryté zemí:
Jde o modifikaci bioklimatických domů - stavby jsou ze severní (někdy i z východní a západní) strany kryty zeminou. Toto stavební opatření šetří až 3/4 běžné spotřeby energie pro vytápění. Tyto domy jsou především hitem v USA, realizací po celém světě je více než 5 tisíc (viz Obr. 1) [2].

Solární architektura
V případě, že jsou domy projektovány tak, aby již svou konstrukcí zachytily co nejvíce sluneční energie (viz Obr. 2, 3), jedná se o tzv. pasivní solární systémy. Pokud k získávání tepelné energie využiji prvky TZB, hovoříme o aktivních solárních systémech. Kombinací obou systémů vznikají systémy hybridní. Jako příklad pasivní solární architektury jsme vybraly dům s Trombeho stěnou. Jedná se prosklení předsazené před masivní akumulační stěnu. Tím je vytvořen vzduchový kolektor. Teplo se do přilehlé místnosti šíří konvekcí přes otvory ve stěně a radiací přes masivní akumulační stěnu. (viz Obr. 4, 5) [2].

Nízkoenergetické a pasivní domy
Tyto domy se vyznačují nízkou potřebou energie pro vytápění - nízkoenergetické domy 50 kWh/(m².rok), pasivní domy 15 kWh/(m².rok). Úpravy, kterými můžeme snížit energetickou spotřebu jsou především: maximální zateplení, co nejlépe tepelně-izolující okna, nucená výměna vzduchu v místnosti, zamezení vzniku tepelných mostů apod. (viz Obr. 6) [2].

Domy s transparentní tepelnou izolací
Použití transparentních tepelných izolací ve stavebních konstrukcích má velkou výhodu v tom, že tyto izolace nejen snižují tepelnou ztrátu konstrukce jako tradiční neprůhledné izolace, ale navíc přispívají i nezanedbatelným tepelným ziskem. Tímto způsobem mohou transparentní tepelné izolace napomoci snížení spotřeby tepelné energie v budovách. Je možné dosáhnout během topné sezóny jisté úspory energie, která se odvíjí od typu stavebního konceptu budovy. Jedná se především o inovovaný koncept tzv. Trombeho stěny. Velkou výhodou akumulační stěny je, že tato stěna působí jako velkoplošný zářič, což vede k možnému snížení vytápěcí teploty vzduchu v místnosti bez ztráty tepelné pohody. Nutnou podmínkou dobré funkce transparentních izolací je dynamicky regulovatelný topný systém, který může rychle reagovat na tepelné zisky stěnou. Tento systém je stále ve vývoji, kde se řeší jednotlivé konstrukční problémy. Na našem trhu je zatím cenově nevýhodný.

3.2 Z netradičních materiálů
Pod pojmem ekodomy se často zahrnují i stavby z netradičních materiálů jako například nepálená hlína nebo sláma. Jedná se totiž o suroviny ryze přírodní, jejichž výroba je energeticky velmi nenáročná, materiál se používá blízko místa svého vzniku (není zde tedy zátěž dopravou) a dům tím zatěžuje životní prostředí méně jak během života stavby, tak i po skončení její životnosti.

Domy z nepálené hlíny
Cihla z nepálené hlíny potřebuje na výrobu asi čtyřicetkrát méně energie než klasická pálená cihla [2]. Při výrobě se šetří značné množství energie, které je jinak potřebné na vypalování, což jejich výrobu zlevňuje. Na druhou stranu je ale jejich výroba náročnější na ruční práci, čímž se výroba naopak prodražuje. Výsledný produkt je tedy ve vyspělých zemích buď jen nepatrně levnější, nebo prakticky stejně drahý jako klasická pálená cihla. Nové typy těchto cihel mají pevnost a odolnost srovnatelnou s jinými stavebními hmotami, ale přitom si zachovává své přednosti ekologické i ekonomické. Už při návrhu stavby z nepálené hlíny mohou nastat problémy s legislativou, která se v různých zemích liší v požadavcích a možnostech použití tohoto stavebního materiálu.

Domy ze slámy

Sláma je materiál levný, se kterým se dobře pracuje. U většiny domů je kostra domu ze dřeva a balíky slámy tvoří výplň. Domy se staví na betonové podezdívce cca 30 cm vysoké, která chrání slámu proti vlhkosti a také mj. proti myším a potkanům. Kromě toho bývá sláma kryta rabicovým pletivem. Balíky slámy se nejprve hutní a pak napichují na tyče, které zároveň dům stabilizují. Sláma má vynikající tepelně izolační vlastnosti - 40 cm slaměná zeď izoluje jako 20 cm polystyrénu. Během procesu výstavby nesmí do slámy proniknout déšť ani vlhkost. Došlo by ke zvýšení součinitele prostupu tepla a také by mohly vznikat problémy s plísněmi a dalšími mikroorganismy. Další otázkou je požární bezpečnost. Ta se odvíjí od konkrétních skladeb konstrukcí viz. [11].

Obr. 11 Skladba zdi s použitím slaměné izolace [10]

Domy z odpadů
Objevily se i pokusy stavět domy z různých odpadních materiálů, např. ze starých pneumatik, z hliníkových plechovek apod. Smyslem těchto staveb je využít aspoň část z obrovského množství odpadů, které lidstvo produkuje, nicméně hodnota těchto pokusů je zatím dost problematická. Ze starých pneumatik se může uvolňovat nezanedbatelné množství škodlivin. A domy z plechovek jsou už zcela nesmyslné, protože se tak na velmi dlouhou dobu umrtví obrovské množství energie, která byla na výrobu těchto plechovek vynaložena. Mnohem smysluplnější je hliník důsledně recyklovat a stavět z přirozenějších materiálů

3.3 Domy se použitím zvláštních materiálů
S izolací z ovčí vlny
Nové technologie umožňují vyrábět stavební izolaci z ovčí vlny s menší energetickou náročností ve srovnání s minerálními izolacemi a lze zužitkovávat i ovčí vlnu, která je nevhodná pro spřádání a tkaní látek v textilním průmyslu. Tato vlna je schopna přijmout až 30 % vzdušné vlhkosti a vzápětí ji vrátit do ovzduší, čímž plní funkci přirozené klimatizace, přičemž se dokonce přechodně zlepšuje součinitel tepelné vodivosti ?. Není karcinogenní. Měrná hmotnost je 12 - 20 kg/m³, tepelná vodivost 0,040 W/mK. Třídou hořlavosti patří do B2 [8].

S izolací z recyklované džínsoviny

UltraTouch je bavlněná izolace vyrobená z upraveného průmyslového odpadu zpracovávajícího džínsovinu: 6 - 8% džínsoviny končí jako odřezky a ty jsou základním materiálem pro tuto izolaci. Mikroskopická olefinová vlákna jsou přidaná k bavlněnému vláknu v základní hmotě a vytváří tak trojrozměrnou dimenzi, která se po stlačení odrazí zpět. Boritany jsou přidávány pro lepší odolnost proti škodlivému hmyzu a ohni. Toto rouno může být široké 140- 640 mm [3].

Obr. 12 Umisťování recyklované džínsoviny do obvodového pláště

Střešní krytina s došky nebo z rákosu
Jedná se o snopek ze žitné slámy, rákosu nebo kukuřice sloužící k pokrývání střechy. Došky se přivazují k latím nebo střešní konstrukci. Spolu se šindeli patří došky k velmi lehkým krytinám, kterým postačuje poměrně řídký sled krokví s roztečemi až dva metry. Poměrně značným problémem této krytiny je zajištění její neprůvzdušnosti. Z důvodu zabránění infiltrace proudu chladného vzduchu je vhodné střešní souvrství vybavit vrstvou difúzní fólie. Pokud se tento materiál neuzavře difúzní folií, má schopnost regulovat vlhkost a teplotu a ovlivňuje ve vnitřních prostorách i odérové mikroklima. V místnostech pod touto krytinou je i po letech lehce cítit příjemná vůně slámy. Nedostatkem krytiny je především její hořlavost [9].

Domy s použitím konopí a lnu
Konopné lýko je v kombinaci s pryskyřičnými pojidly výjimečně pevné (jako beton), mnohem lehčí, pružnější a lépe odolávající přírodním pohromám. Konopí je vynikající alternativou dřeva pro stavební materiály (od stavebního řeziva po překližku a dřevotřísku) a nedocenitelná je také jeho obnovitelnost. Vnitřní část stonku bohatá na celulózu se ošetří ohnivzdornou látkou a pak se nastříká na stěny. Nedráždí pokožku, plíce [4].

4 Závěr
Ekodomy z tradičních i netradičních materiálů vytváří kvalitní vnitřní prostředí staveb a zároveň jsou šetrné k životnímu prostředí jak v průběhu užívání stavby, tak po skončení její životnosti. Tyto atributy jsou stěžejní z hlediska budoucího trendu ve stavebnictví, kdy se ekologická šetrnost pomalu stává nutností.

V textu jsou uvedeny pouze nejvýznamnější a následně méně typické příklady ekologické architektury. Je zřejmé, že téma ekodomů je široké a variabilita možných řešení téměř nespočetná.