Využití slámy ve stavebních konstrukcích. Ing. Daniel Grmela nízkoenergetické domy z přírodních materiálů

Transkript

1 Využití slámy ve stavebních konstrukcích Ing. Daniel Grmela nízkoenergetické domy z přírodních materiálů

2

3 Udržitelnost nadprodukce v ČR - 6 mil.tun/rok pro stavebnictví - 1,2 mil. tun/rok RD/rok pozitivní CO2 (skleníkový plyn) bilance uzavřený bezodpadový cyklus - kompostování hnojivo lokální zdroj minimální ekologická stopa nízká energie na výrobu a provoz budov nízká cena

4 Na Zemi vyprodukujeme ročně 3,5 bilionu tun cementu Převzato od Amazonails

5 CO2 bilance - srovnání

6 Primární energie v balíku slámy polyamid provázek lisovaní manipulace na poli, nakládaní doprava z pole doprava na stavbu

7 Porovnání pasivních domů

8 Produkty vznikající při výrobě polyuretanu

9 Příznivé mikroklima dobrá tepelná stabilita (vyšší měrná tepelná kapacita, tloušťka a objemová hmotnost než konvenční izolační materiály) poměrně dobrý tepelný odpor sláma + hliněná omítka = funkční celek (tepelně, vlhkostně, staticky) - elektroiontové mikroklima - tepelná akumulace - regulace vzdušné vlhkosti - žádné škodlivé výpary z umělých materiálů - nižší potřeba výměny vzduchu k větrání - úspora tepla dobrá akustika

10 Zajímavé zjištění

11 Požární riziko Hořlavost: - třída hořlavosti B2 (normálně hořlavé) - ÖNORM B kg/m3 Ohnivzdornost: - F 90 (90 min) cm omítka (hlína, vápno) Chybí kyslík Nebezpečí = volná sláma

12 Hlodavci žádné zvýšené riziko nedokáží slámu (celulózu) trávit nebezpečí = zrno úkryty jako ve všech dutinách vnitřní pnutí => nesnadný pohyb

13

14 Vlhkost hmotnostní vlhkost balíku do 20% (40%) vlhkost prostředí do 70% (98%) růst hub a plísní

15 Denní úbytek slaměné hmoty Amazonails 2009

16 Simulace ve WUFI BIO

17 Zdroje vlhkosti, mechanismy vlhnutí a vysychání Vlhnutí Vysychání 1 déšť, 2 vodní pára (difuze, infiltrace), 3 zabudovaná a akumulovaná vlhkost, 4 vzlínání, 5 zatékání chybnými detaily 1 transport k povrchům a odpařování, 2 vodní pára (difuze, infiltrace), 3 drenované základy

18 Tepelně-technické vlastnosti Tepelná vodivost závisí na orientaci stébel:

19 Tepelná vodivost

20 Specifika izolací z balíků slámy velká tloušťka d (dm) dutiny v rozích a na rozhraní balíků velká průvzdušnost (permeabilita) K (0,1 mm2)

21 Vliv konvekce ve slaměné stěně na velikost tepelného odporu R am = 0,7.d.Rk.(T i -T e ) N u = a + b.r a + c.r a 2 a = b = c = R k = R/N u kde R = d/ λ

22 Teoretická závislost tepelného odporu slaměné stěny na teplotním spádu Vliv přenosu tepla konvekcí na velikost tepelného odporu v závislosti na vnější teplotě, pro Ti = 20 C (tl. izolace 5 dm) Te ( C) R k (W/m 2 K) R s vlivem konvekce R bez vlivu konvekce

23 Srovnání velikostí tepelných odporů určených různými metodami Rq z tepelných toků a povrchových teplot: Rq = 6,2 m 2 K/W Rv z teplotních vodivostí a tloušťek vrstev: Rv = 8,1 m 2 K/W Rozdíl činí 27 %.

24 Balíky Balíky malé: Cena: 7-30 Kč/kus Lis: vysokotlaký/nízkotlaký Rozměr: 40x50x60-80/ 35x40x60-70; 27x40x60-70cm Hustota: 40-70/ kg/m3 Balíky velké: Cena: 550 Kč/kus vč. dopravy Lis: vysokotlaký Rozměr: 90x120x220 Hustota: kg/m3

25 Srovnání cen - tepelný odpor R = 8,1 m 2 K/W

26 Konstrukční systémy Nosná sláma tíhu stropu a střechy nesou slaměné balíky Nenosná sláma tíhu stropu a střechy nese nosná konstrukce (zděná, skeletová)

27 Konstrukční systémy Nosná sláma - z malých balíků - z velkých balíků Hybridní systém nosná sláma + lehký skelet Nenosná sláma skeletový systém stěnový systém Smíšený systém část nosná, část ne Kanadský systém balíky v maltové matrici

28 Nosná sláma z malých balíků Pilgrim Holiness Church, Nebraska, 1928 Fawn Lake Ranch, Nebraska,

29 Nosná sláma Amazonails, Ekocentrum, New Yorkshire, Británie

30 Nosná sláma z malých balíků Dům na rozhledně (Amazon Nails, Británie, )

31 Nosná sláma z velkých balíků Petr Weber, Německo, Trier, 2006

32 Nosná sláma z obřích balíků Werner Schmidt (Švýcarsko)

33

34

35 Tom Rijven Hybridní systém

36 Hybrid ČR Popis: kruh o průměru 4 m, výška stěn na obvodu 2 m + 0,2 až 1 m nad terénem, výška ve středu 3,5 m, průměr stěny 0,5 Použité materiály: dřevo, slaměné balíky, cihly (komín), vápenocementová omítka, kanadský šindel, betonové železniční pražce (podezdívka), izolační skla Doba stavby: cca 10 měsíců ve dvou lidech s delší zimní přestávkou Náklady: cca 70 tis. (50 tis. materiál, 20 tis. doprava) Křižova hora v Čechach u Liberce

37

38 Hybridní systém Amazonails, Stansted, Britanie 2007 Aukce moderního uměni a kanceláře britské společnosti Sworders

39

40 Stěna hybridu (Amazonails 2001)

41 Konstrukční úpravy záhlaví sloupů (Amazonails 2001) Příklad řešení:

42 Skeletový systém Dům z balíků slámy ve francouzském Montargis z roku 1921 má balíky integrovány do dřevěné příhradové konstrukce. K perfektnímu stavu budovy po více než 80 letech přispívá zelená fasáda. Břečťan chrání vnější omítku před přímým vlivem deště.

43 Skeletový systém I nosníky Ing. arch. Hudec, Šebetov Sláma uzavřena v konstrukci dřevostavby mezi I nosníky (Stabil, Steico) Zevnitř OSB deska s přelepenými spoji (vyšší difuzní odpor) Zvenčí DHF deska, hobra (nižší difuzní odpor)

44 Hradčany u Tišnova Slaměný dům v Hradčanech u Tišnova byl původně koncipován jako pasivní, v průběhu procesu výstavby byl přehodnocen a označen jako nízkoenergetický, skelet z odkorněné kulatiny, slaměné balíky použity jako výplň (návrh Akad. arch. Aleš Brotánek).

45 Hrázděné zdivo + sláma zvenčí Dům v kožichu a s deštníkem. Pro velkou průvzdušnost slámy dojde k zafouknutí studeného vzduchu do kožichu, tloušťka učiné tepelně izolační vrstvy je tak minimalizována (Ing. arch. Petr Suske).

46 Dům v kožichu rychle a levně Skelet opláštěný deskami + sláma zvenčí, Honza Pospíšil, Citov u Přerova

47

48

49

50

51

52

53 Nenosná sláma-stěnový systém Zateplení stávajících stěn Kurz Amazonails, Bražec

54

55

56

57

58

59

60

61 Děkuji za pozornost a zvu Vás na stavbu do Ivanovic na Hané více na Ing. Daniel Grmela nízkoenergetické domy z přírodních materiálů