moment prosím

Uvedení k problematice přírodních stavebních materiálů

05.09.2010  

Uvedení k problematice přírodních stavebních materiálů

Josef Chybík,

I. 

Obal_knihyOdklon od starých výrobních postupů, v nichž se běžně používaly přírodní materiály, začal s nástupem průmyslové revoluce, která naše území zasáhla na počátku 19. století. Její vliv spustil řetězec proměn s dopadem na urbanizaci a demografickou strukturu země. Projevil se odlivem venkovského obyvatelstva, které jako pracovní síla odcházelo do měst. Zde tito lidé „nasáli“ městský životní styl a pozvolna jej přenášeli do svých venkovských domovů. Námezdní dělníci přestali navazovat na dovednosti, které se v historickém vývoji s naprostou samozřejmostí při stavbě domů uplatňovaly. Řemeslné techniky děděné generacemi otců a dědů a materiály používané starými staviteli se v překotném vývoji překrývaly moderními způsoby výstavby. Společnost se ocitla na prahu procesů považovaných za stírání rozdílu mezi městem a vesnicí.

 

Nebyl to však hlavní důvod, který způsobil odchýlení od staletých stavitelských zvyklostí. Na uplatnění materiálů vyráběných průmyslovými metodami měl dominantní vliv především rozvoj dopravních systémů. Trasy železnic a vodních cest byly na našem území dokončeny v podstatě do konce 19. století. Poněkud volnějším tempem se rozšiřovala výstavba zpevněných komunikací a s tím související silniční přeprava. Dalším předělem se stalo období první světové války, které významnou měrou souviselo se začleněním silniční dopravy do běžného života. Najednou nebylo problematické, aby se na velké vzdálenosti transportovaly hmoty, výrobky i pracovní síla. Domácí s krajinou spjaté materiály mizely. Neodolaly tlaku průmyslové výroby. Objevují se náznaky trendů, charakterizujících opouštění tradičních způsobů výstavby, které se nakonec neudržely ani na našem venkově.

 

 

Zásadní význam pro odložení starých technologií byl vedle dopravy spojen s výrobou a snadnou dostupností oceli, skla a především s uplatněním cementu. Cement se používal nejen ke stavbě pevnějších základů, stabilních svislých stěn a vůči požáru odolných vodorovných stropů. Prostý a vyztužený beton umožnil také vytvářet konstrukce větších rozpětí. Ve velké míře se cement uplatnil i pro jednoduché vytváření povrchových úprav. Celá řada nově stavěných i původních domů ztrácela svůj výraz. Fasády se zbavovaly dřívějších výplní otvorů, které nahradila neúměrně velká a nezvykle členěná okna. Bílením nebo hliněnými omítkami upravené stěny ustupovaly sice trvanlivým, ale tuhým a nevzhledným cementovým omítkám. Domy se vzdalovaly svým původním funkcím, měnil se jejich výraz. Nejzachovalejší z nich, které si udržely zřetelné stopy těsného vztahu člověka a přírody, nazýváme památkami lidového stavitelství. Jsou reflexí materiálové základny, kterou naši předkové měli k dispozici a dovedli ji dobře využít.

 

 

K tomu po druhé světové válce přispělo zprůmyslněné stavebnictví, které spolu s typizací a unifikací, podporující produkci ohromného množství stejných nebo si velmi podobných budov, vedlo ke kvantitativnímu způsobu výstavby. Vše, co vznikalo na prknech architektů a vymykalo se této koncepci, mělo na realizaci buď velmi malou nebo spíše žádnou naději. Transformovala se řemesla. Například nejhojněji používaný přírodní stavební materiál, kterým je dřevo, se z produkce českých stavebních podniků téměř vytratil. Řemeslníci přestali přebírat zkušenosti, které se dříve předávaly z generace na generaci. Hledaly se nové cesty kosmopolitně nesourodé s tím, co bylo dříve charakteristické pro jednotlivé kraje, města a obce. Z průmyslově vytvářených dílců, postrádajících alespoň náznak přírodní substance, vyrůstaly nové městské části nazývané sídliště.

 

 

V projektových pracovištích snaha o co nejvyšší produktivitu umrtvovala invence architektů. Existovaly centrálně řízené ateliéry, kde se v poměrně velké míře pracovalo s opakovatelnými projekty. Za hranicemi „železné opony“ jsme v polovině 70. let 20. století stáli zcela mimo nastupující proud, který v evropském kontextu přivál první projekty charakteristické konceptem ekologické architektury.

 

 

Současné vývojové trendy jsou v obecné rovině úzce spjaty s myšlenkami trvale udržitelného rozvoje. V daleko větší míře, nežli tomu bylo v minulosti, vznikají obavy z vyčerpání surovinových a energetických zdrojů a z nadměrného znečišťování ovzduší. Myšlení stále většího počtu lidí silně ovlivňuje ekologie a snaha o zachování pokud možno co nejčistšího přírodního prostředí. I proto je jedním z důležitých parametrů přírodních materiálů jejich téměř stoprocentní recyklovatelnost. Stále větší důraz se klade na zdravotní nezávadnost materiálů. Uvedené tendence se promítají i do inovací konstrukcí. Pozornost se začíná přesouvat od energeticky náročných technologií k organické materiálové bázi, tzn. přírodním surovinám, které většinu požadavků udržitelného rozvoje splňují.

 

 

S nastalou svobodou a možnostmi poznávat, jak se staví v zahraničí, i čeští architekti a stavitelé po roce 1989 odkrývali, kam až dospěly technologie spojené s použitím přírodních materiálů. S cestami po Evropě získali zkušenosti do jaké úrovně došla vzdělanost v této oblasti a jak hluboká je naše zaostalost. Díky nevšední otevřenosti zahraničních partnerů jsme mohli začít s transferem poznatků do domácího prostředí. Navzdory mnohému pozitivnímu jen s obtížemi k nim nalézali cestu nejen stavebníci, ale i projektanti. Přesto se objevili lidé, kteří byli ochotni studovat a poznávat zákonitosti stavitelství založeného na používání tradičních surovin. Nejčastěji však s nimi pracují jen menší, zpravidla specializované stavební podniky, které jsou ochotny je systematicky a plánovitě zařazovat do výrobního programu.

 

 

Každá nová stavba, v níž se používají přírodní materiály byla a stále je sledována širokým okruhem odborníků i veřejnosti. Doprovází je množství pracovních setkání – workshopů, kde si jejich účastníci mohou vlastním přičiněním vyzkoušet stavební postupy. K tomu neodmyslitelně patří rozvoj znalostí o vlastnostech výrobků, které se do stavebního díla zabudovávají. Také tato kniha si vytyčuje za cíl být příspěvkem k tomuto poznání.

 

 

II.

Termín přírodní materiály není neznámý a můžeme jej nalézt i ve starých normách. Například v ČSN 1168, kterou již v roce 1939 vydala Česká společnost normalizační, jsou stavební materiály rozděleny do dvou skupin, na:

  1. materiály přírodní, které zahrnovaly nejen kámen, kamenné drti, štěrky, písky, hlíny, a dřevo, ale také korek, rákos a dokonce i asfalt,

  2. materiály umělé, kam patřilo vápno, cement, sádra, kamenné omítkové směsi, škvára, dehet, šedá litina a ocel, výrobky z pálené hlíny, také výrobky cementové, sádrové, litinové, ocelové a jiné.



Přírodní stavební materiály v pojetí, které představuje tato kniha, jsou hmoty zpravidla rostlinného nebo živočišného původu. Německy se nazývají „nachwachsende Rohstoffe“, což můžeme přeložit jako dorůstající suroviny. Například se jedná o konopí, korek, len, ovčí vlnu, slámu a další. Proto pozornost nebude věnována hmotám, které jsou také přírodního charakteru, ale pocházejí z oblasti neživé přírody například různé druhy hornin. Výjimkou bude pouze hlína, která rostlinné produkty velmi často vhodně doplňuje.

 

 

Významnou vlastností přírodních materiálů je skutečnost, že mají příznivý vliv jak na lidské smysly, tak i na zdravé životní prostředí. Mnoho lidí trpí alergiemi a zdravotními indispozicemi, které jsou vyvolány látkami zabudovanými do konstrukcí. Hmoty, které vytvářejí obytný a pracovní prostor a jsou z přírodních materiálů, dokáží být příspěvkem k potlačení nebo úplnému odstranění těchto těžkostí. Dovedou například dobře regulovat vlhkost vzduchu ve vnitřním prostředí. Mají charakteristickou vůni, která blahodárně působí na lidské vědomí. Vizuální kontakt nebo dotyk ruky dokáže vyvolat příjemné pocity a zprostředkovat člověku dobrou náladu. Použitím materiálů a konstrukcí realizovaných podle zásad zdravotní nezávadnosti se předejde mnohým chorobám, které se například mohou projevovat poklesem imunitních schopností organizmu, rozvojem různých forem alergií, v krajních případech vznikem karcinomů. V této souvislosti probíhá výzkum, který se zabývá studiem vlivu budov na zdraví.

 

Ubírá se několika směry.

  • "Indoor Air Polution" (IAP) se zabývá negativním působením škodlivin z  fyzikálního, chemického i biologického hlediska.

  • "Sick Building Syndrome" (SBS) - syndromem nemocných budov se nazývá negativní ovlivnění zdraví člověka v budovách, jehož původ a souvislost s budovou zatím nedokážeme prokázat.

  • "Building Related Illness" (BRI) jsou choroby, které mají prokazatelně původ v samotné budově.



Příroda produkuje velké množství surovin, které je možno použít ve výstavbě, mnohdy s jen velmi malým energetickým vkladem. Jsou anorganického původu, jako je hlína nebo kámen, rostlinného původu, ke kterým můžeme zařadit dřevo, konopí, korek, len, slámu, rákos, bambus, anebo původu živočišného, jako je ovčí vlna. Podle využití se dělí do tří kategorií na konstrukční, izolační a doplňkové (Nagy 2004).

 

  1. Konstrukční materiály slouží k vytváření nosných konstrukcí. Zde se nejlépe uplatňují například kámen, dřevo, lisovaná sláma, nepálená hlína ve formě cihel, dusaná hlína, slaměné balíky nebo exotický bambus.

  2. Izolační materiály slouží pro tepelné izolování obvodových plášťů budov, zvukovou izolaci podlah a akustické obklady. Patří sem například bavlna, celulóza, konopí, len, rákos, ovčí vlna, sláma, výrobky z dřevěných vláken a korku.

  3. K doplňkovým materiálům se řadí nátěry z přírodních látek, linoleum, podlahoviny z korku, tkaniny z juty, tkaniny z kokosových vláken, tkaniny a tapety z ovčí vlny nebo též omítky.



K výstavbě budov se po dlouhá staletí používaly především místní materiály. Zpravidla se jednalo o suroviny, které se daly vytěžit nebo vyprodukovat přímo v místě stavby. Často to byla hlína, kámen a hmoty pocházející z rostlin. Tak známe území, která jsou označována jako zóny a styčné oblasti s výskytem podunajského hliněného a kamenného domu, západoevropského hrázděného domu, českého a moravského roubeného domu nebo alpského dřevěného domu v Pošumaví (Mencl 1980). Stavby se realizovaly podle generacemi osvědčených archetypů, podpořených tradičními a staletími prověřenými technologiemi. Nejen na venkově, ale i ve městech vznikaly soubory staveb v harmonickém souladu s krajinou, přitom vyhovující životnímu stylu jejich tvůrců. V současnosti se na tuto poněkud pozapomenutou tradici navazuje. Ve stavebních realizacích se opět objevují komponenty, které jsou produktem zemědělské výroby. Patří k nim například sláma. Jejich příznivé užitné vlastnosti jim například dovolují, aby se staly surovinou do zateplovacích systémů a střešních krytin.

 

 

Po druhé světové válce nastalo období, kdy do stavebnictví vstoupila do té doby nevídaným způsobem chemická výroba. Její produkty jsou levnější než celá řada tradičních materiálů. Stačí s různými přírodními výrobky porovnat tepelné izolanty z pěnového polystyrénu. Jejich nízká cena však neobsahuje náklady nutné na recyklaci, což se stává zátěží odloženou budoucím generacím. Otázkou však zůstává, zda je vhodné aplikace hmot z neobnovitelných ropných zdrojů stále rozvíjet. Zvláště když existuje velké množství obnovitelných surovin, které dokáží synteticky vyráběný produkt nahradit a ropu i z hlediska perspektiv dalšího rozvoje ponechat pro vhodnější použití, za které můžeme například považovat produkci ušlechtilejších komodit, jako jsou léky. Přitom je potřeba si uvědomit značné závislosti na producentech suroviny, která je obtížně a mnohdy s průvodním jevem ekologických katastrof dobývána, přepravována a zpracována. Navíc se zpravidla nachází v politicky nestabilních teritoriích. Příkladem mohou být zkušenosti získané z energetické krize, která nastala v roce 1973. I současnost je prodchnuta trendem stoupajících nebo kolísajících cen ropy, zemního plynu, uhlí i elektřiny. Tíživé zkušenosti byly získány při několikatýdenním kolapsu v dodávce zemního plynu, který Evropu postihl na počátku roku 2009. To vše posiluje přesvědčení o použití nezávislých alternativních energetických a surovinových zdrojů.

 

graf1

Obr. 1 Energie vložená do zpracování stavebních materiálů (Minke 2008)

PC – plná cihla, POC – porézní cihla, BT – beton, PBD – prefabrikovaná betonová deska, DH – dřevěné hranoly, OSB – dřevoštěpkové desky, SB - slaměné balíky, DS – dřevěná nosná konstrukce vyplněná slámou (45 kWh/m2 až 70 kWh/m2), NH – nepálená hlína (1 kWh/m2 až 10 kWh/m2), SDH – strojem dusaná hlína

 

 

Nejen v mnoha evropských zemích, ale i u nás již v současnosti existuje množství příkladů, ve kterých se optimálně využívá konstrukčních vlastností hlíny a tepelně izolační schopnosti slámy, lněných nebo konopných vláken. Aktuální veličinou je přitom potřeba energie na jejich výrobu. Podle míry při výrobě vložené energie lze provést porovnání několika vybraných surovin a konstrukcí (Minke 2008), obr. 1. Nejhůře vycházejí plné cihly s 1350 kWh/m3. Porézní cihly oproti cihlám plným potřebují pouze 40 %, beton 37 % energie. Možná překvapivě vyznívají desky OSB s 95 %. Slaměné balíky mají proti plným cihlám pouze 5 % podíl vložené energie.

 

 

Přírodní materiály uplatněné ve výstavbě jsou zdravotně nezávadné hmoty. Oproti produktům vyráběných z ropy jsou charakteristické také tím, že na konci životnosti se dají snadno recyklovat. Velmi úspěšné je dřevo, které jako dorůstající obnovitelný materiál kumuluje ve své rostlinné struktuře CO2.

 

 

Environmentálně šetrný přístup se řídí teoreticky zdůvodněnými a praxí ověřenými principy, které preferují přírodní materiály z obnovitelných a recyklovatelných surovin (Pifko & Špaček et al. 2008). Zatížení dopravou může ve velké míře snížit využívání místních zdrojů. I přírodní materiály se mohou stát málo vhodné, pokud budou přepravovány po dlouhých trasách. Například převážení slámy na velké vzdálenosti může tento zajímavý a kvalitní přírodní produkt posunout až za hranici použitelnosti. Zcela se tak poruší princip o úspornosti, který by měl platit u materiálů vyrobených s minimální energetickou náročností.

 

 

V energetické optimalizaci budov je vhodnou alternativou realizace pasivních domů s použitím přírodních materiálů. To lze tvrdit i přes skutečnost, že z hlediska pořizovacích – investičních nákladů je průměrná cena těchto objektů přibližně o 8 % až 12 % vyšší. K běžnému provozu takové budovy je však potřebné pouze 10 % energie oproti domům stavěným podle současných požadavků.

 

 

V Evropě již bylo realizováno množství nových moderních domů, v nichž jsou použity přírodní materiály a přitom dosahují velmi nízké spotřeby. Příkladem může být administrativní objekt firmy natur&lehm v Tattendorfu s použitím slámy a hlíny nebo S-Haus v Böheimkirchenu. Důslednost při výstavbě v Böheimkirchenu byla dovedena až k výrobě nábytku z lisované slámy. Obě stavby vykazují vynikající energetické výsledky, které je řadí ke špičkovým dílům v kategorii pasivních domů. Takovéto domy významnou měrou přispívají ke snížení zatížení životního prostředí. Příspěvkem může být ještě případné použití paliva získaného z rostlin. Například dům v Tattendorfu je v období s nejnižšími teplotami vytápěn bioethanolem. Zajímavou stavbou je také rodinný dům ve švýcarském Eschenz (Chybík 2008), jehož realizace se uskutečnila z panelů vyrobených z lisované slámy. V České republice je obdobným pasivním domem Centrum ekologických aktivit v Hostětíně.

 

 

S tématy přírodních domů se rozvíjí i mezinárodní spolupráce. Řada našich zájemců o přírodní stavitelství vyjíždí do zemí, kde je tento typ výstavby na pokročilé technologické úrovni. Z poslední doby můžeme vzpomenout návštěvu slovenských stavitelů u Švýcara Wernera Schmidta, který je znám jedinečnými stavbami s nosné slámy. Studenti se svými učiteli vyjíždějí do Rakouska. Také do České republiky a na Slovensko přichází řada známých odborníků. Můžeme uvést vystoupení německého profesora Gernota Minkeho v Bratislavě (2008) a v Brně (2009), úspěšný návrh a realizaci profesora Georga W. Reinberga v Hostětíně, přednášku architekta Felixe Jerusalema (2008) a Wernera Schmidta (2009) v Brně nebo praktické ukázky stavitele Toma Rijvena na několika workshopech v Hradčanech u Tišnova (2007).

 

Zveřejněný text je Předmluvou a Úvodem knihy Přírodní stavební materiály (Grada Publishing, 2009, Praha, 272 s. ISBN 978-80-247-2532-1), jejímž autorem je doc. ing. Josef Chybík, CSc. Autorovi děkujeme za poskytnutí elektronické verze rukopisu a za svolení text publikovat.

 

 Převzato z www.energybulletin.cz 

INFO: K tomuto článku zatím nejsou žádné komentáře. Přidat komentář.

Překlad webu
Facebook
Google+
Poslední komentáře
Naše videa na YouTube
Reklama
Časopis Kvalitní život, mediální partner ekovesnice.cz
www.thermosolar.sk
www.naseekonomika.cz
www.dancelab.cz
Prodej stromků s.r.o. - zahradní centrum a ovocná školka Uherský Ostroh
(c)2010 alter-nativa.cz