Ekologické stavitelství

Číslo výzvy: IPo – Oblast 2.2 (výzva 15) Registrační číslo: CZ.1.07/2.2.00/15.0485 Inovace magisterského a bakalářského Studijního programu Architektura a urbanismus Fakulty architektury VUT v Brně

IMPLEMENTACE PRINCIPŮ TRVALE UDRŽITELNÉHO ROZVOJE DO VÝUKY

Ekologické stavitelství KATALOG SLAMĚNÝCH DOMŮ Daniel Grmela / editor Lucie Látalová, Hana Urbášková

1

© Vysoké učení technické v Brně Fakulta architektury Daniel Grmela / editor Lucie Látalová, Hana Urbášková Rok vydání 2012 ISBN 978-80-214-4418-8

2

OBSAH Úvod - ekologické stavitelství 1. Stavební materiál – sláma 2. Technické vlastnosti slámy 3. Konstrukční systémy 4. Často kladené dotazy 5. Příklady realizací slaměných domů

05 10 18 34 37

-Slaměný dům ve stodole v obci Výžerky

37

-Pasivní rodinný dům ve Velkém Vřešťově

40

-Dům pro dva v Šebetově

42

-Rodinný dům ve Vrbové Lhotě

45

-Pasivní RD v Dědicích

47

-Dům v Rocky Mountains

50

-Market- Hotel Yusuhara

52

-Restaurace a kavárna POP-UP v Sydney

59

-Café v kampusu Herdfordshire

64

-Rodinný dům s kanceláří v Islingtonu

69

3

4

Úvod - ekologické stavitelství Ekologické stavitelství se snaží omezit vliv stavebních činností na životní prostředí a současně zlepšit jejich kvalitu budov s ohledem na zdravé vnitřní prostředí, šetření přírodními zdroji energií i s ohledem na estetické vlastnosti budov a jejich maximální životnost. Postupy ekologické stavitelství jsou aplikovány v celém životním cyklu budov, počínaje jejích návrhem, výstavbou, provozováním až po jejich demolici a recyklaci. Nejedná se při tom normový předpis, ani o architektonický styl, ale o životní postoj a přístup k životnímu prostředí. Jedním z možných kvantifikovatelných a celostních přístupů k ekologické výstavbě je "Posuzování životního cyklu" (Life Cycle Assessment) a jeho vliv na jednotlivé složky enviromentu. Například energetickém hodnocení zohledňuje nejen energie při provozu, ale také pro výrobu a likvidaci stavebních materiálů (např. polystyren má velkou výrobní i recyklační zátěž). Proto ekologické stavitelství upřednostňuje přírodní materiály (např. dřevo-nosná konstrukce, sláma-izolace, hlína-omítka, nepálené cihly-akumulace) a recyklovatelné materiály. Zdůrazňuje integraci obnovitelných zdrojů energie do budov, optimalizaci zdrojů obnovitelné energie, využívání ekologických technologii (např. zadržování dešťové vody pro technické potřeby domu, kořenové čistírny odpadních vod) a použití zelených střech domu jako náhradu za zábor zastavěného místa stavbou. Upřednostnění přírodních a recyklovatelných stavenbních materiálů před konvenčními stavební materiály znamená: minimalizaci ekologických dopadů při výrobě (průmyslová chemie, umělé hmoty, odpad, CO2) využití místních zdrojů nízká výrobní a dovozní energetická náročnost Typickými zástupci jsou: nepálené cihly (zdivo) hlína (omítky) sláma (tepelná izolace, zdivo) dřevo (nosná konstrukce, obklady) kámen (základ stavby) konopí, ovčí vlna, len, rákos (tepelná izolace)

5

Katalog prezentuje ekologické stavitelství na příkladech staveb využívající nekonvenční stavební materiály, především slámu, která je vynikající materiál pro ekologicky a ekonomicky příznivé stavění. Každá slaměná stavba je připravena po ukončení své životnosti jednoduše separovat použité materiály a zajistit jejich recyklaci.

6

1. Stavební material – sláma V následující stati je uveden přehled vlastností slámy jako stavebního materiálu a představeny jednotlivé konstrukční systémy staveb izolovaných slaměnými balíky. Úvod je doplněn odpověďmi na často kladené dotazy Sláma z hlediska trvale udržitelného rozvoje Sláma je levný, snadno dostupný a obnovitelný přírodní produkt. V současné době činí roční nadprodukce obilné slámy téměř 30 % (výhledově kolem 20 %), což představuje nejméně 1,2 mil. tun. Z této nadprodukce by bylo možné postavit asi 170 000 běžných rodinných domů o cca 120m2 užitné plochy.

obr.: Srovnání CO2 bilance stavebních materiálů, překlad autor dle WIHAN, J. Humidity in straw bale walls and its effect on the decomposition of straw [online], 2007, Dostupné na WWW: http://www.slamak.info/osveta/clanky/cizojazycne/

7

obr.: Primární energie v balíku slámy, Krick, 2006)

Roční výstavba všech rodinných domů v DR se v posledních letech pohybuje mezi 12 – 18 tisíci. Těch izolovaných slámou jsou to zatím jen desítky, přibývá jich však geometrickou řadou. Neexistuje důvod k předpokladu, že by slámy využitelné pro stavebnictví nebyl i v budoucnu dostatek. Sláma je téměř vždy dostupná v blízkosti stavby. Přináší prospěch místní ekonomice a odpadají environmentální dopady spojené s dopravou. Slaměné konstrukce mohou být součástí uzavřených bezodpadových cyklů, neboť slámu ze stavby, která již dosloužila, lze bez problému zkompostovat a vrátit na pole. Z historie Obydlí za slámy a rákosí byly postaveny na africkém kontinentě již v paleolitu. Ze směsi slámy s hlínou (tzv. cob) staví lidé od nepaměti. V konstrukcích z takové směsi zůstává sláma zachována i po několik století.

Slaměný dům v Africe zdroj: http://www.dreamstime.com/

Slaměný dům postavený v roce 1886 v Nebrasce, zdroj: http://blogs.voanews.com/

Balíky slámy při stavbě domu byly použity již před 400 lety v Německu. V Americe v Nebrasce byl v roce 1850 vynalezen mechanický lis na slaměné balíky a v letech 1886-87 tu byla ze slaměných

8

balíků postavena škola. Vynálezem lisu se značně usnadnilo stavění za slámy a od roku 1890 se tento systém stavění rozšiřuje do celého světa. V Americe dosud stojí a plní svoji funkci řada prvních domů z nosné slámy z tohoto období.

obr. : Pilgrim Hollines Church v Nebrasce z roku 1920, zdroj: http://thelaststraw.org

obr. : První dům využívající slámy jako izolačního materiálu je ve Francii v Motargis, postavený v roce 1921. Zdroj. http://www.strawbale.com

V současné době se stavění ze slámy stává oblíbenou alternativou stavebních materiálů pro novodobé nízkoenergetické a pasivní stavění. Na stavbě amerického architekta Andrewa Morisona je patrný tradiční přístup k použití tradičních materiálů ke stavbě. Slaměné balíky jsou minimálně 18 palců tlusté a dosahují hotnoty tepelného odporu udávají hodnoty R-30 to R-35.

Obr.: Dům Andrewa Morisona, foto zdroj: www.makingthishome.com

9

2. Technické vlastnosti slámy Slaměné balíky vhodné pro stavbu Vhodná je jakákoli obilná sláma. U nás přichází v úvahu sláma pšeničná, žitná, ječmenná a ovesná. Ke svázání balíků je nejvhodnější pevný polypropylenový motouz. S motouzy z přírodních materiálů neumí lisy na slámu pracovat (trhají je). Z dřívějších dob stále přežívají lisy na malé balíky. Rozměry takových balíků jsou od 28x40x50 cm po 45x55x80 cm. Objemová hmotnost balíků vhodných pro stavbu by se měla pohybovat mezi 90 – 120kg/m3. Za minimální použitelnou objemovou hmotnost lze v případě nouze považovat 70kg/m3. Balík by měl být rovnoměrně slisovaný, dva rozměry mít konstantní, délka může být různá s tolerancí 10cm, např. od 70-80cm. Balík se při uchopení za oba provázky nesmí rozpadat. Pod oběma provázky má mít přibližně stejné množství slámy (tolerance 3cm). Po délce má být přibližně rovný (tolerance 3cm), ale nerovná čela balíků nevadí, ta se při stavbě snadno upraví. Hmotnostní vlhkost slámy by při lisování balíků neměla překročit 20%. Slisovaná sláma by v balíku měla tvořit plátky skládané po délce balíku jako harmonika. Při přestřižení provázků se délka balíku zvětší cca o 5-15cm, ale jinak víceméně drží tvar. Stébla by neměla být příliš krátká, aby se při přeříznutí provázků balík nerozpadl na všechny strany. Zeleného plevele by neměl obsahovat více než 10%. S malými balíky se dobře pracuje. Novější lisy lisují větší balíky o rozměrech od 60 x 80 x 100 cm po 90x140x250 cm. Hustota takových balíků bývá cca 200 kg/m3. Jsou vhodné pro využití slámy jako nosné. Stěna z takových balíků rychle přibývá, ale stavba je nemyslitelná bez mechanizace. Přelisování velkých hranatých balíků na malé není možné. Sláma je v nich rozdrcená a přelisované balíky již nedrží tvar. Velké kulaté balíky pro stavbu vhodné nejsou, ale jejich přelisování na malé hranaté je snadné. Příznivé mikroklima Dobře uskladněná a správně do konstrukce zabudovaná sláma nemá žádný škodlivý vliv na zdraví osob. Ve správně navržené konstrukci neplesniví ani nehnije a neláká žádné škůdce. Sennou rýmu neovlivňuje, neobsahuje žádný pyl, navíc je chráněna vrstvou omítky. Při stavbě samotné se však samozřejmě práší a citliví lidé se bez roušky neobejdou.

10

Oproti běžným silikátovým materiálům, vykazuje sláma vyšší hodnotu tepelné kapacity (c [J.kg-1.K-1]). To spolu s velkou tloušťkou a velkou objemovou hmotností příznivě ovlivňuje tepelnou stabilitu. Při přerušení vytápění dům jen pomalu chladne a v létě se nepřehřívá. Vynikající vliv na kvalitu vnitřního prostředí mají silné hliněné omítky (cca 5cm) provedené přímo na slámu. Vytvářejí vhodné elektroiontové mikroklima, mají schopnost pohlcovat škodlivé plyny a regulovat vzdušnou vlhkost. mikroklimatu. Vyznačují se dobrými tepelně-akumulačními vlastnostmi, což ve spojení s dobrými tepelně-izolačními vlastnostmi slámy zajišťuje udržení tepelné pohody s minimálními náklady na vytápění a splňuje zásadní podmínky potřebné k vytvoření kvalitního mikroklimatu. Prostup tepla slaměnou stěnou Tepelná vodivost je závislá na objemové hmotnosti (míře slisování) slámy. Za optimální se považuje hodnota 90 kg/m3, tepelná vodivost však zřejmě s rostoucí objemovou hmotností poroste jen nevýznamně málo. I při 200kg/m3 bude tepelná vodivost přibližně stejná. Tepelná vodivost slámy závisí také na orientaci stébel. Tepelná vodivost slámy (měření autora přístrojem Isomet) Tepelná vodivost λ = *W/m.K+

stěna z balíků na výšku

tok tepla 0,05 kolmo na stébla

stěna z balíků na plocho

tok tepla rovnoběžně se stébly

0,06

Tepelný odpor U = [W/m2.K] 0,14 při tl. 35 cm

0,12 při tl. 50 cm

Tab. – závislost tepelné vodivosti na směru stébel

obr.: Malé balíky slámy ve stavbě domu – foto autor Při tepelném toku kolmo na stébla (balík je ve stěně uložen na výšku) je o něco nižší. Stébla jsou v balíku obvykle orientována víceméně ve směru jeho šířky.

11

Výhodou stěny z balíků na výšku je jejich menší celková spotřeba, menší poměr zastavěné plochy k ploše užitné a o něco menší tepelná vodivost. Poměr tlouštěk „na výšku/na šířku“ je obvykle větší než poměr hodnot tepelných vodivostí podél/kolmo na stébla. Prostup tepla balíkem postaveným na výšku je tak i přes nižší tepelnou vodivost přece jen obvykle o něco málo vyšší. Při použití slámy jako nosné je nevýhodou balíků kladených do stěny na výšku také horší stabilita při vzpěru. Stěny z balíků na plocho jsou stabilnější a hodí se pro stavby z nosné slámy. Při kladení balíků na plocho omítka se seříznutými konci stébel sice o něco málo lépe váže (Pfeiferová, 2001), z praktického hlediska to však nehraje žádnou roli. Použití drátěného pletiva ať už jako nosiče omítky či ochrana proti hlodavcům nemá žádné opodstatnění. Stejně tak nemá žádný praktický význam prokládání vrstev balíků kartony, které mají teoreticky snižovat prostup tepla prouděním (Hollan, 2008). Zdroj

Andersen [2] Stone [5] Strawbale guide [3] ByogByg [2] ByogByg [2] Hause der zuk. [2] Christian [2] McCabe [2] Sandia national [2] Bautechnik inst. [6] Grmela

teplota

vlhkost

(°C)

(%)

23 20,6

objemová hmotnost

tepelná vodivost kolmo na stébla λ (W/mK) 0,05

75 90 100 62 resp. 81 150 90 90-120 70

<15 14

0,052 0,056 0,38 0,057 0,048 0,05-0,06** 0,044 0,052

Tab. Tepelné vodivosti udávané různými autory * přepočteno z IP (inch-pound) jednotek R=1.45 Btu/hr.s.f. °F/inch ** orientace nespecifikována

12

tepelná ekvivalentní vodivost podél stébel tepelná vodivost λ (W/mK) λ (W/mK) 0,082 0,085 0,099* 0,09 0,057 0,06 0,082 0,06 0,05-0,06** 0,067 0,063

Tepelná vodivost slámy závisí na orientaci stébel. Ve směru kolmém na stébla je nižší než ve směru podél stébel. Rozdíly v hodnotách uvedených v tabulce č.1 jsou dány různou vlhkostí, různými druhy slámy, různou mírou slisování a různými okrajovými podmínkami měření. Ekvivalentní tepelná vodivost zahrnuje vedle vedení i šíření tepla prouděním a sáláním. Od konvenčních tepelných izolací se izolace ze slaměných balíků liší zejména mnohem větší průvzdušností a tloušťkou. S rostoucím teplotním spádem, průvzdušností a tloušťkou vrstvy roste vliv šíření tepla prouděním (konvekcí) uvnitř tepelně izolační vrstvy. Při nejnižších ročních venkovních teplotách snižuje toto vnitřní proudění tepelný odpor slaměné stěny asi o čtvrtinu. Velikost konvekce ve slaměných stěnách závisí podstatnou měrou na použitém stavebním systému, technologii a kvalitě provedení. Nejlépe fungují stěny takových konstrukčních systémů, kde jsou balíky ve stěnách vertikálně stlačeny, rozpínají se do stran a eliminují tak mezery. Slaměná hmota je rovnoměrně stlačena a průvzdušnost je tak snížena. Pro konstrukce z kvalitních slaměných balíků (90-100kg/m3) vtlačených jako „infill“ do fošnové konstrukce stěn či stropu počítám: a) Ve výpočtech měrné potřeby tepla (průměrná roční venkovní teplota->nevýznamný podíl přenosu tepla konvekcí): - pro směr tepelného toku podél stébel s tepelnou vodivostí 0,06 W/mK - pro směr tepelného toku kolmo na stébla s tepelnou vodivostí 0,05 W/mK b)Ve výpočtech tepelných ztrát (nejnižší venkovní teplota->významný podíl přenosu tepla konvekcí): - pro směr tepelného toku podél stébel s tepelnou vodivostí 0,08 W/mK - pro směr tepelného toku kolmo na stébla s tepelnou vodivostí 0,07 W/mK Cena slaměných balíků jako tepelné izolace Obvyklá cena balíku slámy klasických rozměrů 40 x 50 x 70 cm se pohybuje mezi 14 a 30 Kč/kus. Na běžný dům o cca 120 m2 užitné plochy je k izolaci stěn, podlahy a střechy potřeba asi 1000 kusů balíků.

13

V tabulce jsou srovnány tloušťky a ceny běžných stavebních izolací s izolací z balíků slámy se stejným prostupem tepla. Prostup tepla udává kolik wattů „uteče“ 1 m 2 plochy konstrukce při jednotkovém teplotním spádu (tj. rozdílu teplot na vnější/vnitřní straně konstrukce 1 °C= 1 °K).

tloušťka *cm+ cena [Kč/m2]

Prostup tepla U = 0,12 W/m2K slaměný balík polystyren 14kč/ks 30kč/ks EPS 70 F 50 50 30 50 107 306

minerální vlna Ursa DF 39 32 186

Tab. Srovnání cen slaměného balíku a nejlevnějších konvenčních tepelných izolací (aktuální ceny 2012 dle www.nejlevnejsiizolace.cz )

obr: Závislost střední hodnoty tepelné vodivosti na vlhkosti, z měření přístrojem Izomet, pšeničná sláma hustoty 70kg.m-3, tepelný tok kolmo na stébla, měření a graf autor

14

Vlhkost Pro prevenci růstu plísní a hub nesmí vlhkost balíků překročit 15 % a neměly by ani být dlouhodobě umístěny v prostředí s relativní vlhkostí vzduchu větší než 70 %. *Jones, 2001+. Proto je balíky před nadměrnou vlhkostí nutno chránit, a to jak během skladování a výstavby, tak v průběhu celé životnosti budovy. Při skladování je důležité zejména nenechat zvlhnout střed balíku ať už odshora či zespodu, protože by již pro použití na stavbě dostatečně nevyschl, zatímco vlhnutí ze stran nebývá problémem. Slámou voda nevzlíná. Zvlhne pouze do takové hloubky, do jaké je déšť zahnán větrem. Po dešti balíky vyschnou díky přirozenému pohybu vzduchu kolem stohu. Jistou míru vlhkosti sláma snese, ale během let se vlhkost v konstrukci nesmí akumulovat.

obr: Schéma vlhnutí stěny ze slaměných balíků –KING, B: Design of Straw Bale Buildings; The State of the Art, Green Building Press, 2006, ISBN 978-0976491118 obr: Schéma vysychání stěny ze slaměných balíků – dle KING, B: Design of Straw Bale Buildings; The State of the Art, Green Building Press, 2006, ISBN 978-0976491118

15

V celoroční bilanci se musí všechna zkondenzovaná vlhkost z konstrukce odpařit. To je možné zajistit dvěma základními způsoby: a) parobrzdou na vnitřním líci konstrukce (např. desky OSB) b) hliněnou omítkou na vnitřním a hliněnou nebo vápennou omítkou na vnějším líci balíků Hořlavost Stěny ze slaměných balíků byly po celém světě podrobeny mnoha testům požární odolnosti. Všechny výsledky jednoznačně potvrzují, že hořlavost není u slaměného balíku vůbec žádným problémem. Spadá do kategorie B – materiály normálně hořlavé podobně jako dřevo. Dne 30.6. 2011 proběhla v požární zkušebně PAVUS ve Veselí nad Lužnicí požární zkouška 2 typů slaměných stěn. Stěna z nosné slámy prokázala požární odolnost REI 120 minut, stěna, kde byly slaměné balíky použity pouze jako výplň dřevěného skeletu se sloupky 50x100mm prokázala požární odolnost REI 60 minut. Výsledek zkoušky vysoce překračuje požadovanou požární odolnost nosných stěn v přízemí dvoupodlažního domu je REI 30minut. To mění dosavadní situaci, kdy požární odolnost nosné slaměné stěny musela oficiálně zajišťovat přizdívka z cihel, celoplošné bednění či předimenzované nosné sloupky 120x160mm, protože slaměná stěna s omítkou neměla v ČR požární odolnost stanovenou vůbec (čili v oficiálních výpočtech požární bezpečnosti stavby REI = 0).

obr: Zkouška požární odolnosti, zdroj: EKODŮM o.s., výsledky měření *online+ dostupné na www:

16

Dosud však v ČR nemáme platně stanoveny parametry, ze kterých vychází výpočet požárně nebezpečného prostoru kolem stavby. Požární odstupové vzdálenosti od fasád slaměných stěn tak zůstávají i nadále vysoké (běžně kolem 8-9m). V tomto prostoru tak zatím nelze oficiálně stavět žádné další objekty. Z hlediska požární odolnosti je výhodnější kladení balíků na plocho, provázky jsou uvnitř stěny, balíky se při požáru nerozpadají. Při kladení balíků na výšku mohou v některých konstrukčních systémech při požáru velké intenzity provázky pod omítkou přehořet, balíky se rozpadat a podporovat hoření. Škůdci Hlodavci Samotnou slámu hlodavci nežerou. Pokud je autorovi známo, není v tuzemsku ani ve světě popsán ani jediný případ problémů s hlodavci v hotových omítnutých či zaklopených slaměných stěnách. Do domu izolovaného slámou nejsou lákáni o nic více, než do domu z jakéhokoli jiného materiálu. Mezi balíky slámy se však rádi zabydlí při jejím skladování stejně jako všude tam, kde najdou teplo, úkryt a potravu. Čím méně je sláma vymlácená, zůstává v ní více zrn, tím bude při skladování lákat hlodavce více. Účinnou a jednoduchou pomocí je kočka. Mravenci Přestože žádný případ problémů s mravenci ve slaměné izolaci nebyl dosud, pokud je autorovi známo, popsán, teoreticky se do ní nastěhovat mohou. Výskyt mravenců bývá v domech izolovaných slámou obdobně častý a výrazný jako v domech z konvenčních materiálů. Hlodavci do domu izolovaného slámou nejsou lákáni o nic více, než do domu z jakéhokoli jiného materiálu. Mezi balíky slámy se však rádi zabydlí při jejím skladování stejně jako všude tam, kde najdou teplo, úkryt a potravu. Čím méně je sláma vymlácená, zůstává v ní více zrn, tím bude při skladování lákat hlodavce více. Účinnou a jednoduchou pomocí je kočka.

17

Akustické vlastnosti Obvodová slaměná stěna s hliněnou omítkou (balík 400mm, omítka 2x40mm) má v závislosti na objemové hmotnosti balíků (70-90kg/m3) akustický útlum 50-55dB, normový požadavek je v závislosti na podmínkách max. 50dB. Obyvatelé slaměných domů akustickou kvalitu jejich vnitřního prostředí okamžitě zaznamenají. V USA jsou ze slámy postavena nejméně dvě nahrávací studia a řada meditačních center. V čím dál větší míře jsou slaměné balíky využívány také pro stavby akustických clon silnic pro motorová vozidla a letišť. (Jones, 2001).

3. Konstrukční systémy Ze slámy lze stavět v podstatě dvěma základními způsoby: použít ji jako nosnou či jako nenosnou konstrukci. Nosná sláma Tíhu stropu a střechy nesou balíky samy, žádný jiný nosný konstrukční prvek zde není. Balíky se na sebe kladou na vazbu jako cihly. Od čtvrté vrstvy nahoru se do každého balíku vtloukají 2 asi 4cm silné lískové pruty, které brání vybočení stěn při jejich stahování textilními popruhy, jaké se používají v nákladní dopravě. Navrch zdiva z balíků slámy přijde tuhý dřevěný věnec, který stěny sváže. Na věnec se osadí střecha. Stlačení balíků způsobuje nejen eliminaci mezer mezi jednotlivými vrstvami, ale i eliminaci mezer mezi jednotlivými balíky vedle sebe, protože se balíky při stlačení rozpínají do stran. To zlepšuje izolační vlastnosti slaměného zdiva. Výhodou takového způsobu stavění je úspora řeziva na konstrukci stěn. Samotné stěnové stojky však z celkové kubatury řeziva pro stavbu tvoří sotva 10%. Konstrukce pozednicových věnců je u nosné slámy složitější než prosté osazení vaznic z trámů u systémů s nosným skeletem. Balíky pro stavbu musejí být kvalitnější a jejich kladení do stěn musí být pečlivější. Tolerance přesnosti kladení balíků je do 1cm. Menší přesnost kladení zvyšuje boulení samonosných slaměných stěn při stahování a zatížení. Stavba samonosné slaměné stěny vyžaduje mnohem více zkušeností než použití balíků jako výplně skeletu a zabere také o něco více času. Při stavbě z nosné slámy nejde

18

ani tak o úsporu pořizovacích nákladů jako spíše o maximální kvalitu výsledného díla. Nevýhodou je komplikace s uchováním slámy v suchu v průběhu výstavby.

Obr.: Stavba nosných slaměných stěn v rodinného domu v Chrášťanech u Litoměřic, autor: Milan Kollinger, Foto: Eva Zacharová

Obr.: malířský atelier s apartmány, Werner Schmidt, Graun, Jižní Tyrolsko, Itálie 2007 Zdroj: http://www.casopisstavebnictvi.cz/nosne-konstrukce-pasivnich-domu_N3019

19

Hybridní systém – nosná sláma s lehkým skeletem Spojuje výhody stěnového systému z nosné slámy a systému skeletového. Tedy zejména ochranu balíků před deštěm během stavby a stlačení slaměných stěn. Subtilní skelet nese zpočátku lehkou střechu. Až se stěny z balíků pod střechou vyzdí, střecha se na ně spustí a může být dodatečně zatížena (nejlépe hlínou a osázena trávou). Tato technologie je vhodná i pro větší a složitější stavby.

Obr. : Hybridní systém - Dům sociálního bydlení Jakub Wihan a Barbara Jones, Waddington, Anglie

20

Sláma zde zajišťuje celkovou prostorovou tuhost budovy větší měrou než dřevo. Stavba je balíky zavětrovaná a balíky také brání vybočení stěnových stojek při vzpěru. Dřevěné stojky jsou umístěny ve všech rozích a po obou stranách všech oken a dveří. Navrhují se tak, aby je bylo možno zapustit do věnce na úrovni 2. podlaží a/nebo střechy a balíky slámy jí takto byly stlačeny.

Obr. Hybridní systém: Dům pro aukce moderního umění a kanceláře, Stansted, 2008

Variací hybridního systému je tzv. CUT (cell under tension – systém stlačených buněk) technologie výstavby slaměných stěn holanďana Toma Rijvena. Mezi stojky z coulových prken jsou balíky kladeny do sloupců, pole mezi stojkami je o něco kratší než délka balíku.

21

V každé vrstvě se balíky stlačí shora párem latí, které se přivrutují ke stojkám. 2,5 metru vysoká stěna postavená touto technologií unese zatížení 1,2kN (12tun) na metr délky. Tato technologie není náročná na zkušenost stavitele, dobrých výsledků dosahují i úplní začátečníci.

Obr. CUT technika stavby slaměných stěn Toma Rijvena (Rijven, 2008)

Nevýhodou je komplikace s uchováním slámy v suchu v průběhu výstavby obdobně jako u nosné slámy. Systém je praxí ověřen pouze na menších stavbách (s délkou stěn do 6m). U větších staveb je riziko nedostatečné prostorové tuhosti.

22

Obr. CUT technika stavby slaměných stěn Toma Rijvena (Rijven, 2008)

Nenosná sláma Balíky slámy stěnu pouze vyplňují a izolují, zatímco veškerá zatížení jsou přenášena samostatně nosnou a prostorově dostatečně tuhou konstrukcí. Nenosná sláma – skeletový systém Masivní skelety Všechna zatížení od stropů a střechy jsou přenášena nejčastěji dřevěnou rámovou konstrukcí. Zpravidla šikmé dřevěné vzpěry také stavbu zavětrují.

23

Stěnové sloupky mohou být z masivních profilů cca 150x150mm až 200 x 200mm či z odkorněné kulatiny průměru 200~300mm, takové sloupky je vhodné umístit dovnitř dispozice, v interiéru zůstanou pohledové a stěna z balíků je samostatná, na nosné konstrukci nezávislá. Možné je také umístit takové sloupky ven, nevýhodou jsou však větší rozpony stropních trámů a jejich prostupy skrze vnější obálku budovy, čímž je snižována její těsnost. Takové stěnové sloupky není vhodné integrovat do slaměných stěn. Balíky by kolem nich bylo zapotřebí vyřezávat, což je jednak pracné a jednak to snižuje kvalitu tepelné izolace ze slaměných balíků. Úplně nevhodné je do slaměné konstrukce integrovat šikmé zavětrovací diagonály masivních skeletů.

Obr. Skelet z odkorněné kulatiny v Hradčanech u Tišnova (Aleš Brotánek 2009), se zavětrovacími diagonálami integrovanými do slaměné stěny stavbu výrazně prodloužil a prodražil, důsledkem velkého obsahu jílu s malým obsahem plniva (slaměné řezanky) v tlustých hliněných omítkách jsou jejich výrazné objemové změny projevující se praskáním v koutech. Spáry kolem z různých směrů sbíhavých, šikmých stropních trámů z odkorněné kulatiny prostupující hliněnými omítkami jsou velmi obtížně utěsnitelné. Přes maximální snahu stavebníků dům utěsnit je hodnota průvzdušnosti obálky budovy 7,0/h. Zdroj: http://www.rigi.cz/ekologicka-sekce/projekt-slunecni-ulice/

24

Tepelné mosty a těsnost obálky budovy Nízká těsnost obálky má na potřebu tepla k vytápění mnohem výraznější vliv než „tepelné mosty“ způsobené prostupem dřevěných profilů. Průvzdušnost obálky budovy je definovaná jako násobek objemu vzduchu v místnostech, který se vymění za jednu hodinu při přetlaku 50 Pa, což odpovídá vystavení budovy působení průměrně silného větru. Jednonásobná výměna vzduchu představuje asi 4,5kWh/m2.rok. Pasivní domy mají hodnotu vzduchotěsnosti menší než 0,6/h. Slaměné domy s hliněnými omítkami přímo na slámě mají při pečlivém provedení omítek v ploše a dobrém utěsnění všech detailů vzduchotěsnost 0,45-0,6/h. Domy se špatně provedenými omítkami a nevyřešenými detaily však i 12/h. U takových domů tak může být potřeba tepla ke krytí tepelných ztrát průvzdušností (50kWh/m2.rok) 2x-5x větší než potřeba tepla ke krytí tepelných ztrát samotným prostupem (10-25kWh/m2.rok). Dejme tomu, že prostup tepla samotnými stěnami může tvořit z celkové tepelné ztráty domu (ztráta větráním, průvzdušností = neřízeným větráním, prostupem výplněmi otvorů, prostupem stěnami, podlahou a střechou) např. 20%. Tepelná vodivost dřeva ve směru vláken (0,18W/m.K) je asi 3x vyšší než tepelná vodivost slámy (dejme tomu 0,06W/m.K). Prostupy stropních trámů můžou z plochy stěn tvořit asi 0,25%. Bude li potřeba tepla potřebná ke krytí tepelných ztrát stěnami činit např. 10kWh/m2.rok, pak potřeba tepla ke krytí tepelných ztrát vlivem takovýchto „tepelných mostů“ může být sotva 0,025kWh/m2.rok což je zanedbatelné. Masivní skelety z lepeného lamelového dřeva Velmi efektivní je vkládání balíků mezi velká pole (3-6m) masivního skeletu z lepeného lamelového dřeva. Stěnové stojky profilu cca 8x400mm (na šířku balíků) jsou zavětrovány jedním křížem z ocelových lan v každém podlaží. Zavětrovací kříž může být např. při vnitřním povrchu. Schová se pod hliněnou omítku a slaměné izolaci tak nepřekáží. Pomocí moderních kovových spojovacích prvků je také možné navrhnout tuhé styčníky stojka-vazný trám a bez zavětrovacích diagonál se tak obejít.

25

Tento systém se hodí pro moderní architekturu s velkými prosklenými plochami a velkými nečleněnými poli plných stěn.

Obr. Masivní skelet z lepeného lamelového dřeva - rodinný dům – Belgie, www.barchi.be

Obr. Masivní skelet z lepeného lamelového dřeva - rodinný dům – Belgie, www.barchi.be

26

Lehký skelet z lepených I profilů Slaměné balíky jsou uzavřeny v konstrukci suché dřevostavby mezi prefabrikované I nosníky. Z vnitřní strany jsou uzavřeny konstrukční deskou osb (ta stavbu zavětruje a zároveň brzdí v prostup vodních par z interiéru do konstrukce), z vnější strany jsou uzavřeny deskou dhf (má nízký difuzní odpor a umožňuje tak prostup par z konstrukce ven). Obdobnou konstrukci má i podlaha a střecha. Výhodou suché montované stavby je vyšší rychlost výstavby a snadné dosažení vysoké těsnosti obálky budovy. Nevýhodou je vyšší pořizovací cena prefabrikovaných materiálů a větší ekologická stopa. Stěží uchopitelné a popsatelné kouzlo slámy přímo omítané hliněnou či vápennou omítkou se při takovém způsobu částečně vytrácí.

Obr. Rodinný dům v Šebetově – Mojmír Hudec, 2008 zdroj: http://www.elam.cz/realizace/ned-rd-v-sebetove/

27

Lehký skelet z fošen Slaměné balíky jsou kladeny do sloupců mezi stěnové stojky z fošen cca 40x160mm. Hloubka fošen je o několik málo centimetrů menší než polovina šířky balíků. Stěnové stojky je možné umístit k vnitřnímu či vnějšímu líci slaměné izolace. Stojky se zcela vmáčknou mezi balíky aniž by bylo zapotřebí balíky vyřezávat, jeden líc stěny tak zůstává bezezbytku slaměný, druhý líc (ten se stojkami) je zavětrovaný šikmými prkny cca 2x10cm ob dvě prkna. Tato prkna je možné i bez použití nosiče omítky (rákosového pletiva) dobře zaomítat tlustou hliněnou omítkou se slaměnou řezankou. Aby omítka podél prken nepraskala, hliněná omítka s řezankou musí být silná aspoň 2,5cm a musí obsahovat dostatečné množství řezanky, která v ní plní funkci plniva a tahové výztuže. Jeden líc může být omítnutý hliněnou či vápennou omítkou přímo na slámu. Druhý líc (ten se zavětrovacími prkny) může být omítnutý hliněnou omítkou či zaklopen deskou (zevnitř osb, zvenčí dhf). Případně na něj lze upevnit latě vytvářející mezeru (pro větranou fasádu zvenčí či instalační mezeru zevnitř). V podlaze a ve střeše jsou pak vždy dvě fošny nad sebou, vytvářejí tak mezeru pro vložení balíku (na celou výšku) a umožňují uchycení podbití a záklopu. V takovém typu konstrukce zapotřebí balíky převazovat ani vyřezávat. Z balíku je po přestřižení provázků možné uloupnout kus potřebné délky, který je možné pomocí 2mm tlustého plechu zastrčit do případného volného pole s jinou než modulovou délkou. To platí pro stěny, podlahu i střechu. V některých případech může být potřeba poslední vrstvu balíků pod pozednicí upravit pilou (řetězovou či ještě lépe protiběžnou). Často se nepodaří odhadnout skladebný rozměr balíků na výšku a pod pozednici tak nevyjde počet vrstev balíků jako celé číslo. Skladebný rozměr na délku snese toleranci překvapivě velkou. Balík v tom směru pruží a dá se snadno i bez pily dělit. Do polí kratších než je délka balíku o méně než 3cm je možné balík vmáčknout aniž by vybočoval z vodorovné či svislé roviny. Pro pole kratší než je délka balíku o méně než 8cm je možné z balíku vytrhat potřebné množství slámy z čela (u hodně hustých balíků je dobrou pomůckou nos tesařského kladiva). Pro pole ještě kratší je bez převazování balíky možné dělit prostým uloupnutím kusu potřebné

28

délky. Pro pole delší než je délka balíku je možné balík nastavit kusem uloupnutým z jiného balíku. Výhodou tohoto systému je nízká spotřeba řeziva. Stačí nejlevnější běžné stavební řezivo. Zejména pro odolnost vůči škůdcům by však mělo být kácené v zimě. Takové dřevo je také pevnější a taková těžba je také vůči stromům ohleduplnější. Śikovný stavebník provede takovou stavbu svépomocí včetně dřevěné konstrukce díky její jednoduchosti a nenáročnosti na tesařské spoje. Vkládání balíků do konstrukce je jednoduché, poměrně rychlé, bez nároků na zkušenost stavitele či vysokou kvalitu balíků. Stavba je dostatečně tuhá a může nést střechu už před instalací balíků. Výhodné je izolovat balíky jako první střechu (shora), poté položit krytinu a dále již pod ochranou střechy instalovat balíky do podlahy a stěn. Takový systém se hodí pro jakoukoli moderní i tradiční architekturu a všude tam, kde má slaměná stavba působit obdobně jako stavba zděná.

Obr. Adaptace zahradní chaty k bydlení u Blanska – fošinková konstrukce stěn a podlahy, Dan Grmela, 2011

29

Obr. Dům v řadové zástavbě, zavětrování šikmými prkny. Slaměné balíky ve fošinkovém skeletu. Fasáda do ulice - hydrofobizovaná hliněná omítka na rákosovém pletivu Ivanovice na Hané, Dan Grmela, 2011

30

Nenosná sláma v kombinaci se stěnovým systémem Balíky jsou použity jako vnější izolační obálka zděné budovy. Takový způsob využití slaměných balíků se uplatní zejména u zateplení stávajících budov.

Obr. Zateplení obvodových stěn slaměnými balíky o tloušťce 400 mm, upevněnými mezi dřevěné nosníky, uzavření stěny difúzní deskou a obkladem z vláknocementových desek Cembonit, Mateřská škola v Pitíně,1 – původni fasada; 2 – nosna konstrukce k upevněni slaměnych baliků; 3 – slaměny balik; 4 – difuzně otevřena DHF deska; 5 – okno osazene před zděnou stěnou., autor: Mojmír Hudec, 2009, zdroj: http://www.casopisstavebnictvi.cz

31

Rekonstrukce domu Bražec u Náchoda, autor: Jakub Wihan, 2009

Obr. Dům před rekonstrukcí - zděná stavby z pálených cihel z 30-tých let Obr. : Izolace slaměnými balíky

Obr : Fasáda s hydrofobizovanou hliněnou omítkou přímo na balících slaměnými balíky, Bražec u Náchoda, autor: Jakub Wihan, 2009 Zdroj: http://www.slamenestavitelstvi.cz/navsteva/domy/brazec.html

32

Obr. : Cihelné zdivo připravené pro zateplení slaměnými balík. Obr.: Slaměná izolace opatřená hydrofobizovanou hliněnou omítkou Bražec u Náchoda, autor: Jakub Wihan, 2009 Zdroj: http://www.slamenestavitelstvi.cz/navsteva/domy/brazec.html

Seznam použité literatury [1] PFEIFEROVÁ, Magda, SRDEČNÝ, Karel, ŠIMEK, Miroslav. Slaměný dům. České Budějovice: ROSA o. p. s. 2001. 70 s. ISBN 80-238-6834-9 [2] JONES, Barbara - Information guide to straw bale buildings. Dostupný z: www.strawbalefutures.org.uk/images/strawbaleguide.pdf [3] ŠIMEK, František. Postavte dům ze slaměných balíků - CD. České Budějovice: ROSA o.p.s. [4] http://www.nejlevnejsiizolace.cz/ [5] Biomasa pro energii (1) Zdroje - Jan Motlík, Jaroslav Váňa [6] WIHAN, Jakub, HUMIDITY IN STRAW BALE WALLS. Dostupný z: http://www.jakubwihan.com/pdf/thesis.pdf [7] RIJVEN, Tom, BEtween Earth and Straw, 2008

33

4. Často kladené dotazy Jak slaměný dům odolává náporům škůdců Oproti konvenčnímu domu zde není nic, co by lákalo hlodavce dovnitř více. Neobsahuje-li sláma v balících žádné zrno neposlouží, na rozdíl od sena, hlodavcům jako potrava. Jakákoli potrava ponechaná v domě volně přístupná je vždy lákadlem pro různou havěť. Jakmile slaměné zdi omítnete, není mezi nimi a zdmi z cihel či tvárnic pro myši žádný rozdíl. Myši a potkani jsou společenští tvorové a rádi se zabydlují v různých dutinách. Třeba v domě pod podlahou, či ve stodole mezi balíky. Zakryjete-li např. slaměnou stěnu dřevěným obkladem tak, že mezi nimi necháte větranou mezeru, může to být pro myši atraktivní, avšak to, že stěna je ze slámy, na to nemá žádný vliv. Omítnete-li slaměnou stěnu hlínou či vápnem, nebude v ní žádná dutina a stane se pro myši zcela neatraktivní. Životnost slaměného domu Na tuto otázku zatím nelze s určitostí odpovědět, protože první slaměné domy byly postaveny teprve před 130-ti lety. V USA je dodnes obydleno asi tucet stoletých slaměných domů, které nenesou známky žádných poruch. Domů z 80tých let tam bez známek poruch stojí celá řada. Nejstarší slaměný dům v Evropě stojí beze známek poruch 90let. Předpokládaná životnost je za podmínky, že sláma bude uchována suchu, několik set let. Hořlavost slaměných stěn Jakmile je z balíků postavena stěna a je omítnuta, není v ní dost vzduchu k okysličení plamene. Požární riziko však představuje roztroušená volná sláma při stavbě! Je to jako když zkusíte spálit telefonní seznam. Jednotlivé stánky vzplanou snadno, ale celá kniha poměrně obtížně.

34

Německá organizace FASBA provedla test dle evropské normy EN 1365-1 a potvrdila pro slaměnou stěnu z balíků položených na šířku o tl. 46cm s oboustrannou hliněnou omítkou tl. 3cm požární odolnost F90 (90minut) a hořlavost B2 (normálně hořlavé). V ČR ústav PAVUS zabývající se posuzováním shody výrobků a prováděním zkoušek požární odolnosti potvrdil, že evropská norma vyhovuje ČSN 730810, včetně dosažené požární odolnosti REI90. Vlkostní tolerance Záleží kde a jak moc. Obecně lze říct, že pokud voda pronikne až do středu balíku, nestihne obvykle tento vyschnout a začne hnít. To znamená, že všechny balíky, na které intenzivně naprší shora nebo dokonce během skladování stály ve vodě, je nutno vyřadit. Máte-li však balíky proti dešti shora chráněny a ony zmoknou pouze ze stran, nepředstavuje to obvykle problém, zakrátko po dešti opět vyschnou. Lehce našedlé zabarvení stébel nepředstavuje žádný závažný problém, pro který by se balíky už nedaly ve stavbě použít. Nebezpečí hrozí pouze v případě, že by pršelo opakovaně a déšť hnaný větrem by pronikl do hloubky. Slámou voda nevzlíná. To znamená, že hniloba postihne vyloženě jen ty části balíků, které byly dlouhodobě mokré. Po vyschnutí se hniloba rozpadá v černý prach a hnití dále nepokračuje. Samozřejmě je nejlépe pracovat s balíky zlatavými a manipulaci s balíky mít s ohledem na počasí dobře naplánovanou! Konstrukční systémy slaměných domů Nosná sláma - tíhu stropů a střechy nesou slaměné balíky samy o sobě. Hybridní systém - tíhu stropů a střechy nese částečně subtilní dřevěný skelet, částečně samy balíky. Skelet s balíky staticky spolupůsobí. Balíky brání vybočení subtilních sloupků ve vzpěru a zavětrovávají stavbu, způsobují její prostorovou tuhost.

35

Skeletový systém - tíhu stropů a střechy nese dřevěný (nebo jiný) skelet. Skelet může stát mimo slaměnou stěnu (venku či uvnitř) anebo můžou být balíky do skeletu integrovány. Skelet sám o sobě zajišťuje také prostorovou tuhost stavby. Různých skeletových systémů je nepřeberná řada. Stěnový systém - nosná stěna kontaktně izolovaná balíky slámy. (Zejm. rekonstrukce, zateplení stávajících objektů) Rozvody elektřiny, vody a kanalizace -S hliněnými omítkami přímo na slámě: Rozvody elektřiny lze ve slaměném domě řešit běžným způsobem. Z hlediska vzduchotěsnosti obálky budovy pro dosažení nízkoenergetického či pasivního standardu je výhodnější vést kabely v tlusté vrstvě omítky než ve slámě. Rozvody elektřiny a kanalizace lze vést v drážkách vyřízlých do slaměných stěn. Vhodné je drážku ve slámě před instalací rozvodů vymazat hlínou, obálka budovy tak zůstává těsná. Rozvody vody je třeba izolovat proti rosení! -S instalační předstěnou: Běžným způsobem Zdroj: Ing. Daniel Grmela, 2012, Domy izolované balíky obilné slámy

Rael San Fratello Architects - Straw Gallery . San Francisco Zdroj: http://afasiaarq.blogspot.com/2011/10/rael-san-fratello-architects.html

36

5. Příklady realizací Slaměný dům ve stodole v obci Výžerky Autor: - Oliver Kálnássy, Lukáš Gavlovský Místo: Výžerky u Kostelce nad Černými lesy Realizace: 2006–2008 Užitková plocha: 70 m2 Obestavěný prostor: 350 m3

Zdroj: http://www.stavbaweb.cz/Stavba-mesice/Slameny-dum-ve-stodole-Oliver-KalnassyLukas-Gavlovsky.html

37

Autorská zpráva Stará kamenná stodola, jež byla součástí selského statku, sloužila a dodnes slouží k uschovávání mnohých věcí. Na místě dříve určeném pro obilnou slámu, je dnes „uložen“ obytný dům. Tvoří jej dva vzájemně propojené útvary. „Balík" je kvádr o vnějších rozměrech cca 6,5 x 8 m, výšky 5 m a spočívá z velké části nad terénem. Konstrukci ze smrkových fošen a borové kulatiny vyplňuje izolace ze slaměných balíků oboustranně omítnutých hliněnou omítkou. Prosklená část kvádru vyčnívá z jižní fasády stodoly. Druhý útvar ledvinovitého půdorysu vyrůstá vzhůru ze země. Je inspirován organickými prvky rostlinné říše. Cihlové jádro obaluje konopná koudel, sláma a dřevo. Dům vytápí jedna kamna, vyzděná na finský způsob. Stěny interiéru pokrývají barevné hliněné štuky – autorské obrazy několika nedalekých geologicky zajímavých lokalit, ze kterých lze získat hlínu. Dům je postaven s ohledem na jeho budoucí recyklaci. Použití jedovatých látek a nátěrů bylo omezeno na minimum. Do procesu stavby se zapojilo i mnoho dobrovolníků z řad zájemců o alternativní stavitelství.

Obr. : Původní stav fotografie a stav po rekonstrukci. Archiv autorů, www.stavbaweb.cz

38

Obr. : Půdorys, fotografie: archiv autorů, http://www.stavbaweb.cz

39

Pasivní rodinný dům ve Velkém Vřešťově Autor: k2-architekti, Ing.arch D. Kratochvíl, Ing. arch. S. Kratochvílová Místo: Velký Vřešťov Realizace: 2009

Celkový pohled na dům, fotografie: archiv autorů, http://www.veronica.cz/?id=181

Dům v pasivním standardu. Konstrukce je založena na betonových pasech s patkami. Stěna je řešena ze dřeva s provětrávanou mezerou se skladbou: OSB deska, dřevěná konstrukce vyplněná slaměnými balíky, deska hobra, difúzní folie, dřevěný větraný modřínový obklad neupravený, izolace slaměnými balíky, která probíhá kolem celé obálky domu, střešní konstrukce vazníky steico a vrchní vrstvu tvoří plastová střešní krytina, zvolena z důvodu přípravy na realizaci zelené střechy. 40

xx

Obr.: Realizace obvodového pláště, fotografie: archiv autorů, http://www.veronica.cz/?id=181

Obr: Realizace hlíněné omítky, fotografie: archiv autorů, http://www.veronica.cz/?id=181

Zdroj: Databáze slaměných domů, http://www.veronica.cz/?id=181, online, dostupné z 3.10.2012

41

Dům pro dva v Šebetově Autor: Architektonický ateliér ELAM Místo: Šebetov, Česká Republika Realizace: 2007-2008

Obr. : Pohled na čelní fasádu, www.elam.cz/realizace/ned-rd-v-sebetove

Pasivní rodinný dům je situován v obci Šebetov. Autory stavby je kancelář ELAM. Nenáročná přízemní dřevostavba s pultovou střechou je navržena pro výstavbu domu svépomocí s použítím izolace slaměnými balíky a atypického kolektoru.

42

Dům má jednoduchou dispozici, ze zádveří s šatnou se vstupuje do obývacího pokoje s kuchyňským koutem a do ložnice. Sociální zařízení je umístěno uprostřed domu. Z obývacího pokoje a ložnice vedou velké dvoukřídlé dveře na obytnou terasu. Stavba je založena na patkách vybetonovaných v otvorech vytvořených zemním vrtákem. Navazující železobetonové sloupky pod budovou v počtu 8 × 4 mají šířku 25 cm. Konstrukce nadzemní části je tvořena dřevěnými I nosníky vytvářející rámy. Mezi ně je umístěna izolace z balíků slámy, které jsou stlačeny na optimální hustotu 90 kg/m3. Tloušťka izolace všech obvodových konstrukcí je 400 mm, což je nejmenší možný rozměr balíku. Střecha je řešena jako pultová s extenzívním vegetačním pokryvem. Je tvořena nosníky, ve stropu je přídavná izolace z 70 mm minerální vaty. Skladby stěn i střechy jsou řešeny jako difuzně otevřené s provětrávanou fasádou obloženou modřínovým dřevem. Obklad vnitřních stěn je ze sádrokartonu bez použití instalační roviny. Vytápění domu je zajištěno použitím malé větrací jednotky s rekuperací a dotápěním přímotopy. Ekonomicky neefektivní elektroohřev je zvolen z důvodu minimální velikosti domu. Větrací jednotka je umístěna pod stropem WC. Jednoduchý teplovzdušný kombinovaný kolektor o ploše 12 m2 je umístěn na jižní fasádě svisle mezi okna. Teplý vzduch je ventilátorem vháněn do vnitřní dvojité příčky z vápenopískových cihel, která slouží jako tepelný akumulátor. Regulace tepla je ovládána teplotním čidlem. Spotřeba teplé vody je snížena sprchovým rekuperátorem, který zachycuje teplo odpadní vody s účinností cca 40 %. Ekologické aspekty: -Užitná plocha: 64 m2 -Měrná potřeba tepla na vytápění: dle TNI: 14,8 kWh/m2.rok. -Jednotka řízeného větrání s rekuperací tepla -Přepínací zemní registr pro předehřev nebo předchlazení větracího vzduchu -Podsprchový rekuperační předavač tepla odpadní vody -Energie z přírodních zdrojů -Použití přírodních materiálů

43

Obr. : Pohled na čelní fasádu, www.elam.cz/realizace/ned-rd-v-sebetove Obr. : Izolace stěn slaměnými balíky http://www.asb-portal.cz/tepelneizolacni-materialy-pro-energeticky-efektivni-dum

Technické údaje: Součinitele prostupu tepla U: obvodová stěna: 0,13 W/(m2K) střecha: 0,10 W/(m2K) podlaha: 0,13 W/(m2K) Okna: eurookna, pevná část rámu je překryta tepelnou izolací budovy Uw: 0,80 W/(m2K), zasklení izolačními trojskly Zdroj: Databáze slaměných domů, http://www.veronica.cz, online, dostupné z 3.10.2012 www.elam.cz/realizace/ned-rd-v-sebetove, online, dostupné z 3.10.2012

44

Slaměný Dům ve Vrbové Lhotě Autor: Tomáš Žák Místo: Vrbová Lhota Realizace: 2010 -2012

Obr.: Stavba, www.prirodni-dum.cz/reference-2?album=4&gallery=15

45

Dům se nachází v obci Vrbová Lhota. Jedná se o přízemní stavbu se dvěma rovinami pultové střechy. Budova je založena na betonových základových pasech. Nosnou konstrukci domu tvoří těžký dřevěný skelet z masivní kulatiny. Obvodové stěny tvoří slaměné balíky do fošnových roštů v rozteči sloupků 2x - 3x délka balíku. Hliněné omítky vnější i vnitřní. Nenosné stěny interiéru jsou hliněno-slaměné, dusané do fošnových rámů. Konstrukce podlahy je s provětrávanou mezerou na dřevěných I-profilech, mezilehlý prostor je vyplněn foukanou celulózou s dobrými izolačními vlastnostmi. Střešní plášť je tvořen dvěma vrstvami slaměných balíků. Skladba zelené střechy je nesena v interiéru přiznanými stropními trámy a střešními trámy z kulatiny. Vytápění domu je zajištěno plynovým kotlem. Jako druhý dodatkový zdroj tepla jsou v budoucnu plánovaná hliněná kamna v obývacím pokoji. Zdroj vody je z vlastní studny.

Obr.: Pohled na konstrukci, www.prirodni-dum.cz/reference-2?album=4&gallery=15

46

Pasivní RD v Dědicích Autor: Architektonické Studio ELAM Místo: Dědice, Česká Republika Realizace: 2012 Měrná potřeba tepla na vytápění: dle TNI: 20 kWh/m2.rok. Užitná plocha: 119,6m2

Obr.: Výstavba domu, foto: archiv autorů, www.elam.cz/realizace/pasivni-rd-v-dedicich

47

Obr.: Půdorys, foto: archiv autorů, www.elam.cz/realizace/pasivni-rd-v-dedicich

Architektonické řešení objektu: Objekt je řešen jako jednopodlažní dřevostavba ve tvaru L s pultovou střechou, orientovaná hlavním průčelím na jihozápad. Před průčelím je dřevěná terasa krytá pergolou. Fasáda je obložená dřevem, vystupující obytná část je obložena cementotřískovými deskami v přírodní barvě s popínavou zelení. Stavební řešení objektu: Nosná konstrukce je provedena jako dřevostavba z úsporných vazníků tvaru I, které jsou opláštěny deskami OSB, opatřeny tepelnou izolcí ze slaměných balíků a difúzními deskami. Vazníky tvoří uzavřené rámy vedoucí přes podlahu, stěny a strop.

48

V celé konstrukci – v podlaze, stěnách a stropu je použitá izolace ze slaměných balíků. Vnitřní příčky jsou z nepálených cihel a celý interiér má hliněné omítky. Vytápění a větrání: Jsou použity dva aktivní systémy – větrací rekuperační jednotka s velkým akumulačním zásobníkem a solární kolektory. Jednotka zajišťuje větrání a vytápění objektu teplým vzduchem. Dotápění je krbovými kamny na dřevo umístěnými v obývacím pokoji. Příprava teplé vody: Teplá voda se odebírá z akumulačního zásobníku se solárním ohřevem. Použité pasivní prvky: Objekt má pasivní standard, který je zajištěn dobrou tepelnou izolací a použitím špičkových oken s izolovanými rámy s trojskly. Jižní fasáda je stíněna před letním přehříváním přesahem střechy. Dalším použitým ekologickým prvkem je přírodní jezírko, které slouží pro zachytávání dešťové vody.

Zdroj: Pasivní RD v Dědicích, Dřevostavba z přírodních materiálů,izolovaná slaměnými balíky a s použitím hliněných omítek, dostupné z www.elam.cz/realizace/pasivni-rd-vdedicich, online z 30.8.2012

49

Dům v Rocky Mountains Autor: Andrew Michler Realizace: 2010 Místo: Rocky Mountains, Colorado, USA

Obr.: Pohled na fasádu, foto: Anthony Hurby, http://inhabitat.com/wpcontent/blogs.dir/1/files/2010/08/new-47.jpg

50

Obr.: Interiér domu, www. inhabitat.com

Ekologické aspekty: Míra ekologické zátěže se nadále zvyšuje velkou rychlostí, a proto je nutno brát v úvahu recyklovatelnost použitých materiálů jako další zdroj pro stavebnictví. Jedním z dobrých řešení stavby domu je použití voskových vlnitých sololitových desek. Nosná konstrukce stavby je tvořena slaměnými balíky stohovanými na sebe jako zeď. Na základy byly balíky sežehnuty, zabaleny do plastové folie a zality betonem. Betonová deska tvoří základ pro vertikální konstrukce. Díky tomuto postupu je zajištěna nízká energetická náročnost obvodové konstrukce. Zdroj: http://inhabitat.com/corrugated-fiberboard-house-make-great-use-of-wastematerial/, online, dostupné z 30.8.2012

51

Market- Hotel Yusuhara Autor: Kengo Kuma Místo: Yusuhara, Shikoku, Japonsko Realizace: 2011

Obr.: Pohled na uliční fasádu, Foto: ©Takumi Ota Photography, www.phota.jp

52

Polyfunkční stavba je situována v malém městečku Yusuhara na nejmenším Japonském ostrově Shikoku podél významné komunikace. Na této cestě jsou umístěny odpočinková místa zvaná “Chad Do”, jejichž součástí je čajová místnost sloužící poutníkům. Ojekt Yusuhara Machino-eki navrhl architekt Kengo Kuma. Cílem byl návrat k tradicím s použitím přírodních materiálů z místních zdrojů. Budova plní více funkcí. Obchod specializující se na prodej místních produktů a malý hotel s 15 pokoji pro poutníky. Hlavní fasáda je tvořena ze slaměných balíků sestavených do geometrických obrazců.

Obr.: Pohled na uliční fasádu, Foto: ©Takumi Ota Photography, www.phota.jp

53

Vnitřní prostor obchodu - tržiště je osazen “džunglí stromů” tvořící podpory střechy. Pilíře z tenkých cedrových pilířů, zbavených kůry, jsou uspořádáných do volné geometrie.

Budova disponuje všemi typickými prvky japonské architektury. Použivá suché stavební metody, lehké porézní materiály a dřevo jako dominantní tradiční materiál. Použití nechráněné slámy a neošetřeného dřeva, zajištuje efekt přirozeného stárnutí budovy. V posledních několika letech se tento typ stavění opět vrátil do módy.

54

. Obr. : Půdorys, foto: © takumi photography, www.phota.jp

Obr. : Balíky slámy na fasádě foto: © takumi photography, www.phota.jp

55

Obr. : Interiér pokoje, foto: ©Takumi Ota Photography , www.phota.jp

56

Obr. : Interiér, foto: ©Takumi Ota Photography , www.phota.jp

Sklo je použito ve spodní části budovy, v sekci obchodu, směrem k hlavní silnici a zajišťuje pohled do obchodu v kteroukoliv dobu. Sláměný balík má rozměry 2000 × 980mm. Pro zastřešení budovy je použitý tradiční materiál - došková krytina. (Ross , Kritiana, 2012)

57

Obr. : Pohled do interiéru, foto: Takumi Ota Photography , www.phota.jp

Zdroj: Ross , Kritiana . "Yusuhara Marche / Kengo Kuma & Associates" 07 Feb 2012. ArchDaily. Accessed 07 Oct 2012. http://www.archdaily.com/199790 http://www.archilovers.com/p49336/Yusuhara-Machino-eki, online, dostupné 30.8.2012 58

Restaurace a kavárna POP-UP v Sydney Autor: Joost Bakker Místo: The Rocks, Sydney, Australie Realizace: 2011

Obr.: Detail fasády, foto: Greenhouse website www.greenhousebyjoost.com/greenhouse/drop-1

59

Ekologické stavění je založeno na konceptu recyklovatelného stavebního systému, který byl v nedávné době předveden na demontovatelné dočasné stavbě skleníku a restaurace na nábřeží v Sydney, Austrálie. Jedná se o zajímavý a rychlý způsob, jak vytvořit budovu postavenou na základech ekologických principů s použitím přírodních matreiálů.

Obr.: Detail fasády, foto: Greenhouse website

Konstrukce je sestrojena z ocelového rámu, který může být sestavován přímo na místě s pomocí tvářecích strojů. Rámová konstrukce je opláštěna překližkou sloužící jako strukturální ztužení a tvořící vnitřní povrch budovy. Mezi rámy jsou vloženy balíky slámy jako izolace. Exteriér je opláštěn vlnitým plechem se systémem sítí s terakotovými květináči, které jsou osázeny vegetací vytvářející souvislou stěnu budovy. Nevýhodou stavby je vodivost kovové rámové konstrukce, která snižuje izolační přínosy slámy. Zatímco v trvalých stavbách je sláma schopna zastávat nosnou funkci budovy, zde je použita pouze jako izolační matreiál mezi ocelovými rámy ve stěnách a dutině střechy.

60

Zvolená struktura a skladebný způsob byla lehce přizpůsobena situaci v místě stvaby. Výhodou je rychlá demontovatelnost a recyklovatelnost.

Obr.: Restaurace, foto: Newtown Graffiti / Creative Commons, www.flickr.com

61

Restaurace: Restaurace na břehu Sydney byla postavena v termínu od 12. února do konce března 2011 a následně rozebrána. Jednalo se o demonstrativní ukázku možného způsobu stavění jak pro dočasné stavby, tak i pro stálé struktury. Ekologická úspornost se promítá i v náplni restaurace a způsobu přípravy jídel. Provoz restaurace nabízející místní produkty je založen na tzv. Permakultuře. K přípravě jídel se používají místní suroviny, vlastní máslo, vlastní mouka, vlastní oves a všechen vytvořený organický odpad se zpracovává na místě – systém bezodpadového hospodářství. Stěny uvnitř restaurace jsou opláštěny deskami, které využívají oxid hořečnatý (MgO), k ukládání uhlíku. Snaha o energetickou úspornost je promyšlena až do detailu: pisoáry jsou bezvodé, a zařízení je tvořeno z recyklovaných materiálů, jako jsou stará hliníkové potrubí, kůže a drátěné pletivo. Na střeše je zahrada, která slouží jako odkladiště ekologického kompostu vzniklého jako odpad z Greenhouse kuchyně. Olej na vaření pochází z vlastních zdrojů. Bezodpadový koncept se vztahuje na potraviny, které jsou poskytovány prostřednictvím recyklovatelných nebo vratných prostředků od místních farmářů, pěstitelů pšenice a prodejců vína. Není zde použita papírová forma jídelních lístků, ale všechny nabídky jsou psané formou graffitti na zdech. Zdroj: Straw Bales Used for Pop-Up Structure, By Philip on May. 4, 2011 dostupné z :www.jetsongreen.com/2011/05/productive-building-straw-balestructure.html, online, 30.8.2012 www.treehugger.com/sustainable-product-design/greenhouse-sydneys-travelingwaste-free-strawbale-restaurant-by-joost-bakker.html, online 30.8.2012

62

63

Obr.: Exteriér restaurace,, foto: Newtown Graffiti / Creative Commons, www.flickr.com

Café v kampusu Herdfordshire přečíst Autor: Hewid studio Místo: Herdfordshire, Anglie Realizace: 2011 Winner of the National 2011 LABC Technical Innovation Award Shortlisted for a National 2011 RIBA Design Award Shortlisted for a 2012 Wood Award (Small Projects Category)

Obr.: Pohled, foto© Paul Young/ Hewitt Studios, www.hewittstudios.co.uk/architecture_item.php?id=4

64

Tvůrcem budovy Café je anglická kancelář Hewitt Studio. Jedná se o rozšíření kavárny, kuchyně a kavárenské terasy u Holme Lacy v areálu kampusu vysoké školy v Herefordshire. Rozšíření je koncipováno jako vysokoškolské školící středisko pro udrzitelný enviromentální design. Aby se zabránilo zdlouhavému procesu výstavby, rozhodli se autoři stavby pro užití prefabrikované stavební konstrukce. Nosná konstrukce je tvořena systémem Modcell. Panely byly sestaveny na místě, v prostorách hospodářských budov fakulty architektury Nottingham University, společně se studenty a odborníky z praxe.

Obr. : Exteriér, foto © Paul Young/ Hewitt Studios, www.hewittstudios.co.uk

65

Velikost balíků slámy byla upravována na univerzitní farmě. Odpadní materiál byl kompostován nebo použitý jako podestýlka zvířatům. Dřevěný nosný rám je vyroben z odřezků z dřevařského průmyslu. Stěpkový odpad byl minimální, protože každý panel byl nařezán s velkou přesností na CNC zařízení, a veškerý odpad byl odvážen do továrny na biomasu. Odřezky z hliníku a oceli byly v rámci designu minimalizovány a následně sbírány a recyklovány.

Obr. : Půdorys, foto © Paul Young/ Hewitt Studios, www.hewittstudios.co.uk

66

Obr. : Exteriér, foto © Paul Young/ Hewitt Studios, www.hewittstudios.co.uk

Ekologické aspekty: • Demontovatelná konstrukce je navržena tak, aby po 15 letech byla jeji životnosti rozložitelná a její jednotlivé komponenty byly recyklovatelné a schopné dalšího použití. • Konstrukce: Modulová prefabrikovaná dřevěná rámová konstrukce. • Použití místních materiálů - izolace Cedr, sedum a organická sláma jsou pěstovány přímo v místech university. • Jednoduchost konstrukce: dřevěná rámová konstrukce je navržena tak, aby byla snadno demontovatelná s minimálními nároky na kvalifikované pracovní síly. Na stavbě a výsadbě zeleně se podíleli studenti a zaměstnanci.

67

Obr. : Detail , foto © Paul Young/ Hewitt Studios, www.hewittstudios.co.uk

• Pomoc při výuce ekologického způsobu bydlení: budova nabízí potenciál pro testování nových environmentálních technologií prostřednictvím zapojení postgraduálních výzkumných aktivit studentů na Nottinghamské Universitě. Získaná ocenění: Vítěz Národní 2011 LABC technickou Innovation Award Do užšího výběru pro národní 2011 Design Award RIBA Do užšího výběru pro 2012 Dřevo Award (pro malé projekty kategorie) Zdroj: A straw bale building that looks like a building , 22.1. 2012, dostupné z: www.dangerous-thinking.com/2012/01/22/a-straw-bale-building-that-looks-like-abuilding, 30.8.2012 68

Rodinný dům s kanceláří v Islingtonu

Autor: Jeremy Till and Sarah Wigglesworth Místo: Islingtonu, Londýn, Anglie Realizace: 2001

Obr. : Uliční pohled, foto: www.swarch.co.ukprojectsstock-orchard-street.jpg

Rodinný dům s kanceláří stojí v Islingtonu v severním Londýně v blízkosti železniční tratě. Autoři a majitelé architekti Jeremy Till and Sarah Wigglesworth měli za cíl vytvořit stavbu šetrnou k životnímu prostředí a s úsporou energie za vytápění. 69

Obr. : Pohled ze zahrady, foto: www.swarch.co

70

Obr.: Interiér, foto: www.swarch.co

71

Záměrem bylo dostat do povědomí veřejnosti model udržitelného života v městském prostředí. Technologie použité ke stavbě jsou založeny na principech udržitelného designu, z nichž mnohé jsou zavedeny v kontextu města poprvé. Patří mezi ně nový systém zdění z balíků slámy, recyklovaný beton v gabionových klecích a pytle s pískem eliminující hluk z místní nedaleké železnice.

Obr.: Pohled na retail fasády, foto: www.swarch.co

Vytápění domu je podlahové, které zajišťuje rovnoměrnější transport tepla. Jedná se o experimentální budovu sloužící k výzkumu nových materiálů a stavebních technik. Sarah Wigglesworth popisuje dům jako: "model udržitelného života v městském prostředí", místo k relaxaci, ve kterém se žije a pracuje.

72

Zdroj: A model of sustainable living in an urban environment, online, dostupné z: www.treehugger.com/sustainable-product-design/sara-wigglesworths-strawhouse.html, 25.8.2012 www.swarch.co.uk/projects/stock-orchard-street/info/,online, 25.8.2012

73

Publikace vyšla s podporou projektu OP VK „Inovace magisterského a bakalářského studijního programu Architektura a urbanismus Fakulty architektury VUT v Brně - implementace principů trvale udržitelného rozvoje do výuky“ CZ.1.07/2.2.00/15.0485

Vysoké učení technické v Brně Fakulta architektury Daniel Grmela Editor: Lucie Látalová, Hana Urbánková Vydalo: Vysoké učení technické v Brně, Fakulta architektury, Poříčí 5, 639 00 Brno Rok vydání 2012 ISBN 978-80-214-3691-6

74