TENTO DOKUMENT JE SPOLUFINANCOVÁN EVROPSKÝM SOCIÁLNÍM FONDEM A STÁTNÍM ROZPOČTEM ČESKÉ REPUBLIKY. Cesta k environmentálnímu stavitelství (náměty k zamyšlení) k předmětu CZ51 Environmentálnímu stavitelství 1. Úvodní myšlenkové východisko Principy ekologické výstavby přinášejí do oblasti stavebnictví nové požadavky, které usilují o minimalizaci vlivu na životní prostředí. Snižování energetické náročnosti objektu je dosud nejvíce vnímáno především jako snížení potřeby energie spojené s jeho provozem. Tento pohled však nezohledňuje energii nutnou na výrobu stavebních materiálů, jeho skladování či případnou likvidaci, z něhož byl objekt postaven. Z hlediska principů ekologické výstavby je tedy nutné se zabývat stavebními materiály nejen z hlediska zvyšování jejich užitných vlastností, ale také z hlediska snižování environmentální zátěže v celém jejich životním cyklu. Výroba uměle vytvořených stavebních materiálů je velmi náročná a s tím i spojená jejich likvidace na konci jeho životnosti. Navíc jsou při jeho výrobě do ovzduší uvolňovány zplodiny zvyšující emisní limity. Máme ovšem možnost využít materiály, které jsou ryze přírodní, kde odpadá náročná výroba. 2. Využití ryze přírodních stavebních materiálů Materiály na bázi surovin rostlinného a živočišného původu jsou ve stavebnictví využívány už od pradávna. 2. 1 Sláma Přístřešek spletený z trav byl jednou z prvních stavebních konstrukcí, mechové vycpávky roubených staveb či využití řezanky do záklopů podlah, hliněných omítek a nepálených cihel patří k tradičním stavebním technologiím. Zateplení venkovských stavení uskladněním sena a slámy na půdách v zimním období je první příklad zateplení objektu, použití slaměných došků jako střešní krytiny či použití rákosu jako nosné výztuže pro omítané stropy je nedávnou minulostí. Stavební materiály na bázi obnovitelných zdrojů surovin. 2007. [cit. 27. 2. 2012]. Dostupné na WWW: <http://www.casopisstavebnictvi.cz/clanek.php?detail=498> Sláma je přírodní obnovitelnou surovinou, jejíž použití ve stavebnictví zažívá v poslední době jistou renesanci. Sláma se ve stavebnictví využívala již odedávna. Tradiční bylo použití slámy v doškových střechách, ke zhotovování nepálených cihel "vepřovic", navíc přes zimu na půdě uskladněná sláma stavení tepelně izolovala. Stavební materiály z přírodních obnovitelných zdrojů druhotných surovin. 2006. [cit. 27. 2. 2012]. Dostupné na WWW: <http://www.tzb-info.cz/3221-stavebni-materialy-z-prirodnichobnovitelnych-zdroju-druhotnych-surovin> 1
V dnešní době se sláma používá zejména při stavbě slaměných domů, jedná se o alternativní ekologický stavební materiál. Lze ji využít například jako výplň dřevěného skeletu, kde plní funkci tepelně izolační. Další využití slámy je v podobě slámové došky jako střešní krytina. Dále můžeme slámu použít jako vnější izolaci nebo samotnou nosnou konstrukci stěn Sláma představuje ekologickou alternativu stavebního materiálu, používá se zejména při stavbách slaměných domů. Lze využít přímo její nosnou funkci, anebo ji použít jako tepelnou izolaci (zatímco nosnou funkci plní například dřevěné sloupky) - stavební konstrukce s tepelnou izolací z balíků slámy mají i odpovídající požární odolnost. Sláma jako stavební materiál. 2008. [cit. 27. 2. 2012]. Dostupné na WWW: <http://www.enviwiki.cz/wiki/sl%c3%a1ma_jako_stavebn%c3%ad_materi%c3%a1l> Tradiční materiály při stavbě domů dlouhodobě dominují, ale prosazují se i neobvyklé výrobní postupy např. domy ze slámy (myšleno objekt opláštěný panely z lisované slámy), o které je rok od roku největší zájem. Důvody jsou minimálně tři. Jedná se o vynikající tepelně izolační vlastnosti, rychlou výstavbu a cenu takového domu. 2.2 Dřevo Dřevo je jako stavební materiál používáno už od nepaměti. Kromě tradičního použití řezaného dřeva se vyrábějí také desky z dřevitých částic pojených silikátovými pojivy. U nás se vyrábějí zejména dobře známé cementodřevotřískové desky typu Cetris, izolační desky Heraklit a dřevovláknocementové zdící stěnové tvárnice. Stavební materiály z přírodních obnovitelných zdrojů druhotných surovin. 2006. [cit. 27. 2. 2012]. Dostupné na WWW: <http://www.tzb-info.cz/3221-stavebni-materialy-z-prirodnichobnovitelnych-zdroju-druhotnych-surovin> Dřevo je ekologická, obnovitelná surovina, kterou nám lesy poskytují prakticky po neomezenou dobu. Materiálů je tedy dostatek a jeho cena příliš nestoupá. Ve srovnání s cihlovými stavbami jsou dřevěné stavby levnější a navíc rychleji postavené, díky suché technologii. Mezi nevýhody dřevěných konstrukcí patří tvarové změny vlivem vlhkosti, odolnost proti biologickým škůdcům a požární odolnost. Za jistou praxi v používání tohoto materiálu se dá spousta negativních vlastností eliminovat, např. vhodnou impregnací nátěrem apod. 2
2. 3 Konopí Použití konopí ve stavebnictví je alternativou za tepelné izolace ze skleněných či minerálních vln. Izolace z technologického konopí patří k přírodním materiálům a neobsahuje škodlivé látky. Konopnou izolaci lze použít ve všech stavbách jako zátěžovou izolaci podlah, vodorovnou izolaci stropů a podhledů, svislou izolaci stěn aj. Vyrábějí se z konopných vláken s přidáním uhličitanu sodného pro zlepšení odolnosti proti ohni. Na trh se dodávají v podobě rohoží nebo v rolích. Z konopného vlákna lze zhotovit desky sendvičového typu, kterou jsou několikrát pružnější a pevnější než jejich dřevěné protějšky. Konopí bylo oblíbeným stavebním materiálem již v historii. Má velkou stabilitu, je odolné proti roztrhání a suverénně se vypořádá s vlhkem a mokrem. Už v archaických chatrčích z hlíny byly zabudovány stonky konopí. V jižní Francii archeologové objevili most z období merovejské dynastie (500-751), při jehož stavbě bylo použito konopí. Dům budoucnosti dům z konopí. 2005. [cit. 27. 2. 2012]. Dostupné na WWW: <http://www.bushka.cz/archiv/konostavby.html> Izolace z technického konopí patří k přírodním materiálům, které neobsahují škodlivé látky. Vyrábějí se z konopných vláken s přidáním uhličitanu sodného pro zlepšení odolnosti proti ohni. Při výrobě tepelných izolací z konopí se vlákno s určitými parametry zpracovává do podoby panelových rohožovitých útvarů různé tloušťky a hustoty. Kromě vnitřních izolací se vyrábějí i fasádní desky na vnější zateplení budov. Konopné izolace jsou vhodné zejména na zaizolování konstrukcí střech na stavebních objektech vyhotovených z přírodních materiálů nezávisle na tom, zda jde o novostavbu nebo starší dům.. Izolace z technického konopí se ukládá mezi krokve. Na to, aby byla izolace správně umístěna, třeba předem změřit světlou vzdálenost mezi krokvemi nebo trámy a připočítat 2 až 3 cm. Takto zhotovená rohož lépe těsní a zároveň eliminuje výskyt tepelných mostů. Konopné rohože a role jsou difuzně otevřeným materiálem, který zaručí příjemné klima v interiéru. Letní ochranu proti vysokým teplotám zaručí schopnost technického konopí tlumit teplotu s časovým posunem (tlumení teplotní amplitudy). Konopná tepelné izolace lze použít ve všech stavbách obecně jako ekvivalent minerální tepelné izolace. Ideální použití této izolace je v dřevostavbách a krovů běžných staveb, kde se dá výhodně využít difuzně otevřená skladba. Skladba s Konopnou izolací je podstatně bezpečnější vzhledem k redistribuci vlhkosti. Násobně více vlhkosti je schopna z konstrukce odvést a odvětrat. Pochopitelnou podmínkou však zůstává sledování výskytu nadměrné vlhkosti v konstrukci, použití parozábrany a funkčního vnějšího odvětrání. Konopí jako izolant. 2011. [cit. 27. 2. 2012]. Dostupné na WWW: <http://www.konopi.org/konopi-ve-stavebnictve/konopi-jako-izolant> 3
2. 4 Len Len je další ryze přírodní materiál. Uplatnění ve stavebnictví má ale spíše jako součást některé umělé podpůrné látky, kde pak společně tvoří tepelný izolant. Len se tedy používá především pro výrobu tepelných izolantů. Jedná se o smíchání krátkých lněných vláken s polyesterovými vlákny. Výroba bývá velmi komplikovaná, z důvodu snadného přetrhnutí lněných vláken. Tepelná izolace v podobě plsti nebo desek vykazuje vynikající tepelně izolační vlastnosti. Pro zlepšení některých fyzikálních vlastností je možné přidat přísady. Len se prakticky přestal v České republice pěstovat. V květnu 2010 byla uzavřena poslední tírna lnu - neměla odbyt Len patří mezi domácí obnovitelné surovinové zdroje. Z ekologického pohledu má pěstování lnu smysl, protože len je dobrou plodinou v osevním postupu a nepotřebuje žádná umělá hnojiva. Vzhledem k vysokému podílu umělých podpůrných vláken je však označení tohoto izolačního materiálu za přírodní poměrně relativní. Co je to len? 2010. [cit. 27. 2. 2012]. Dostupné na WWW: <http://www.ekoporadna.cz/wiki/doku.php?id=stavby:co_je_to_len> 2. 5 Korek Korek se získává oloupáním kůry z korkového dubu, která má schopnost kůru regenerovat a umožňuje její loupání, aniž se poškodil samotný strom. Vlastnosti korku vyplývají z jeho struktury a chemického složení. Protože korkové pletivo obsahuje 89,7% plynných látek, jeho hustota je nízká. Tento údaj vyjadřuje velký nepoměr mezi objemem a hmotností korkové suroviny. Plynný prvek nacházející se v korku téměř neumožňuje vodivost z hlediska tepelného, zvukového nebo vibračního působení. Díky své struktuře má dobrou stlačitelnost a je flexibilní. 4
Dub korkový lze pěstovat pouze v oblasti Středozemního moře. Snížení dostupnosti korku jako suroviny se však z dlouhodobého hlediska neočekává, protože v současné době je obhospodařováno pouze 60 % stavu těchto stromů a plochy pro jejich výsadbu lze rozšiřovat. Pěstování korkového dubu je z ekologického pohledu výhodné. Jeho systém hospodaření s vodou vytváří příznivé podmínky též pro růst jiných rostlin, křovin a trávy. Dub korkový je schopen přežít i krátké lesní požáry. Je však třeba odmítnout čisté monokultury a radikální sloupávání kůry ze stromů (i větví), k němuž dochází příliš často. Levný korek se často vyznačuje nepříjemným vlastním zápachem. Při použití nekvalitního korku nebo korku upraveného za příliš vysokých výrobních teplot mohou vznikat rakovinotvorné látky (polycyklické aromatické uhlovodíky). Ve značkových výrobcích však nebyl jejich výskyt prokázán. Delší transport surovin probíhá většinou nákladními automobily. Spotřeba energie při výrobě je velmi nízká. U korku je obzvláště třeba uvážit rozdílnou kvalitu výrobků. Tzv. čistě nízkoexpandovaný korek velmi dobře splňuje ekologické a zdravotní požadavky. Co je korek? 2005. [cit. 27. 2. 2012] Dostupné na WWW: <http://www.ekoporadna.cz/wiki/doku.php?id=stavby:co_je_to_korek> Korková izolace se vyrábí ve formě expandované drtě nebo desek. Korkové desky se zhotovují bez použití cizích pojiv. Při zvýšené teplotě v kombinaci s vysokým tlakem se z korkových granulátů vytlačuje vlastní pryskyřice, čímž dochází k propojení granulátů do deskové formy. Tak se desky vyrábějí v požadované tloušťce a hustotě. Korek má trvalé technické vlastnosti. Používá se v ekologických nízkoenergetických stavbách, kde je nutno vytvořit zdravé prostředí s neměnnými vlastnostmi pro více generací. 2. 6 Kokosové vlákno Přírodní izolace z kokosových vláken a expandovaných korkových desek zaujímají své místo na světovém trhu a bude zajímavé sledovat, zda-li se prosadí díky svým přednostem a technickým parametrům ve větším měřítku u nás. Ochranná schránka bílého kokosu se skládá z vlákenné vrstvy a pevné ochranné skořápky, na které jsou vlákna zachycena. Po sklizni kokosů, rozříznutí a sloupnutí kokosové hmoty z vnitřku obalu se skořápky suší na Slunci a po vysušení se vlákna samovolně oddělují od skořápky. Samotná vlákna se zatíží a namáčí po dobu šesti měsíců ve vodě. Po ukončení mokrého procesu jsou vlákna mechanicky separována od pevné hmoty a sušena. Kokosová vlákna jsou obnovitelnou surovinou, která je k dispozici v dostatečném množství. Nejsou však místně dostupné a je nutná doprava na dlouhé vzdálenosti. Výrobní proces lze označit jako málo zatěžující životní prostředí. Pokud se síran amonný, který se používá za účelem ochrany proti vznícení (a též jako umělé hnojivo), dostane při úpravě izolace do kontaktu s tělem, způsobuje pálení v očích a v malých rankách. Jiné škodlivé 5
účinky na zdraví nejsou známy. Je třeba zvláště dbát na konstrukční opatření protipožární ochrany. Co je to kokosové vlákno? 2010. [cit. 27. 2. 2012]. Dostupné na WWW: <http://www.ekoporadna.cz/wiki/doku.php?id=stavby:co_je_to_kokosove_vlakno> Přestože se kokosové vlákno hojně používá především v textilním průmyslu, našlo si cestu i ke světovému stavebnictví. Přes své dobré technické parametry zatím nenachází hojné uplatnění v tuzemsku. 2. 7 Rákos Rákos jako stavební materiál se vyznačuje větší pevností, větším objemem a delší trvanlivostí než např. sláma. Použití ve stavebnictví známe z nedávné minulosti ve formě nosiče omítek dřevěných podbití stropů. V současnosti existuje řada průmyslově zpracovávaných výrobků, které je možno použít pod omítky, jako tepelné izolace nebo jako střešní krytinu a nahradit jimi výrobky využívající neobnovitelné zdroje s vyššími energetickými nároky na zpracování. Mezi hlavní výhody použití rákosu patří: rákos nabízí difúzně otevřené řešení střechy z přírodního materiálu zdvojená funkce rákosových střech - esteticky hodnotná krytina a tepelná izolace zároveň možnost obnovy střešní krytiny bez nutnosti odstranění původní vrstvy rákosu (doplňováním) protipožární opatření: lapače jisker na komínech, ochranné nástřiky, hasící systémy střech (Holandsko, Belgie, Dánsko) rákosové panely použitelné jako kontaktní izolace pro difúzně otevřené konstrukce využití rákosových rohoží jako nosičů hliněných omítek u nesavých konstrukcí Hlína, konopí a rákos znovuobjevené materiály pro zdravé bydlení. 2008. [cit. 27. 2. 2012]. Dostupné na WWW: <http://biom.cz/cz/odborne-clanky/hlina-konopi-a-rakosznovuobjevene-materialy-pro-zdrave-bydleni> Obr. Možnost využití rákosu v obvodové konstrukci Hlína, konopí a rákos znovuobjevené materiály pro zdravé bydlení. 2008. [cit. 27. 2. 2012]. Dostupné na WWW: <http://biom.cz/cz/odborne-clanky/hlina-konopi-a-rakosznovuobjevene-materialy-pro-zdrave-bydleni> 6
2. 8 Nepálená hlína Nejstarší zmínky o stavbách z nepálené hlíny pocházejí už z Mezopotámie, Číny, Říma, a to už z doby 8000 před n. l. V západní Evropě se stavby z nepálené hlíny rozšiřují až ve 13. a 14. století. Další rozmach v užívání nepálených cihel je zastaven až průmyslovou revolucí, kdy byl vydán zákaz používat nepálené cihly. Nyní nastala doba, kdy se k nepáleným cihlám vracíme z důvodů ekologického cítění současné generace, dále také z důvodů jejího plného zpětného využití a jejích pozitivních vlastností. Mechanické vlastnosti nepálené cihly jsou srovnatelné s jinými stavebními materiály. Objemová hmotnost nepálených cihel bez přísad činí 1600 až 2000 kg/m 3, s lehčivy 1000 až 1600 kg/m 3. Pevnost v tlaku závisí na hutnění, složení, vlhkosti aj. Tepelně technické vlastnosti (součinitel prostupu tepla U závisí na objemové hmotnosti, obsahu vlhkosti a složení konstrukce, akumulační vlastnosti jsou velmi dobré a jsou využívány). Hliněné konstrukce jsou také schopné regulovat teplotu v místnosti. Mezi přednosti nepálené hlíny patří: Je antialergická řešení pro alergiky, tvárný materiál, proto je základním materiálem sochařů, voní a dokáže absorbovat nejrůznější škodlivé pachy (cigaretový kouř, pachy z kuchyní či restaurací, obecné alergeny), konzervuje dřevo díky nízké vyrovnávací vlhkosti, která se odevzdává prostřednictvím kapilárního účinku, výtečná akumulace tepla, propouští vodní páry, interiér domu postavený z nepálených cihel je charakteristický příjemným mikroklimatem s optimální vlhkostí vzduchu okolo 50%. Nedostatky nepálené hlíny jsou: Malá odolnost vůči působení vody ve všech skupenstvích, není proto vhodná do inundačních území, není vhodným materiálem pro venkovní omítky nechráněné před deštěm, specifickým nedostatkem na našem území je nevšímavost stavebních firem k tomuto materiálu. SOCHOR, L. Nepálená hlína v dnešním českém stavebnictví. In: 9. konference Juniorstav. Brno, 2007, s.2 [cit. 27. 2. 2012]. Dostupné na WWW: <www.fce.vutbr.cz/veda/juniorstav2007/sekce_1.2/sochor_lukas_cl.pdf> 7
Mezi tradiční technologie nepálených hlín patří: Nepálená cihla (vepřovice, kotovice, buchta aj.) hlína dusaná do připravených forem, po udusání odstranění formy a vysýchání, války ručně tvarované válce z hlíny a slámy, bez řádného vyschnutí cihel, kladené v klasové vazbě, bez malty vrstvená hlína, lepenice masivní konstrukce cca 800-1000mm, vrstvená na sebe bez bednění dusaná hlína do bednění (pěchovanica, tlučénka, nabíjeníce aj.) zavlhlá směs dusaná do posuvného bednění, většinou omítané omazávky, mazanice dřevěná konstrukce, omazávání proutěného výpletu stěn silnou vrstvou hliněné kaše. Tradiční technologie. [cit. 27. 2. 2012]. Dostupné na WWW: <http://www.hlina.info/cs/hlinene-stavitelstvi/hlina-stavebni-material/tradicnitechnologie.html> Mezi současné technologie patří: Lisování cihel do forem lisování hlíny do forem hydraulickým lisem, přesnost výrobků, dusání hlíny do systémového bednění podobné jako dusání z tradičních technologií, dusání prováděno pneumatickým dusačem, lehčené hliněné cihly do směsi přidávány lehčiva. Současné technologie. [cit. 27. 2. 2012]. Dostupné na WWW: <http://www.hlina.info/cs/hlinene-stavitelstvi/hlina-stavebni-material/soucasnetechnologie.html> Použité zdroje: [1] Stavební materiály na bázi obnovitelných zdrojů surovin. 2007. [cit. 27. 2. 2012]. Dostupné na WWW: <http://www.casopisstavebnictvi.cz/clanek.php?detail=498> [2] Stavební materiály z přírodních obnovitelných zdrojů druhotných surovin. 2006. [cit. 27. 2. 2012]. Dostupné na WWW: <http://www.tzb-info.cz/3221-stavebni-materialy-zprirodnich-obnovitelnych-zdroju-druhotnych-surovin> [3] Sláma jako stavební materiál. 2008. [cit. 27. 2. 2012]. Dostupné na WWW: <http://www.enviwiki.cz/wiki/sl%c3%a1ma_jako_stavebn%c3%ad_materi%c3%a1l> [4] Dům budoucnosti dům z konopí. 2005. [cit. 27. 2. 2012]. Dostupné na WWW: <http://www.bushka.cz/archiv/konostavby.html> [5] Konopí jako izolant. 2011. [cit. 27. 2. 2012]. Dostupné na WWW: <http://www.konopi.org/konopi-ve-stavebnictve/konopi-jako-izolant> 8
[6] Co je to len? 2010. [cit. 27. 2. 2012]. Dostupné na WWW: <http://www.ekoporadna.cz/wiki/doku.php?id=stavby:co_je_to_len> [7] Co je korek? 2005. [cit. 27. 2. 2012] Dostupné na WWW: <http://www.ekoporadna.cz/wiki/doku.php?id=stavby:co_je_to_korek> [8] Co je to kokosové vlákno? 2010. [cit. 27. 2. 2012]. Dostupné na WWW: <http://www.ekoporadna.cz/wiki/doku.php?id=stavby:co_je_to_kokosove_vlakno> [9] Hlína, konopí a rákos znovuobjevené materiály pro zdravé bydlení. 2008. [cit. 27. 2. 2012]. Dostupné na WWW: <http://biom.cz/cz/odborne-clanky/hlina-konopi-a-rakosznovuobjevene-materialy-pro-zdrave-bydleni> [10] SOCHOR, L. Nepálená hlína v dnešním českém stavebnictví. In: 9. konference Juniorstav. Brno, 2007. [cit. 27. 2. 2012]. Dostupné na WWW: <www.fce.vutbr.cz/veda/juniorstav2007/sekce_1.2/sochor_lukas_cl.pdf> [11] Tradiční technologie. [cit. 27. 2. 2012]. Dostupné na WWW: <http://www.hlina.info/cs/hlinene-stavitelstvi/hlina-stavebni-material/tradicni technologie.html> [12] Současné technologie. [cit. 27. 2. 2012]. Dostupné na WWW: <http://www.hlina.info/cs/hlinene-stavitelstvi/hlina-stavebni-material/soucasnetechnologie.html> 9