Využití slámy ve stavebních konstrukcích
Ing. Daniel Grmela nízkoenergetické domy z přírodních materiálů www.slamak.info
Udržitelnost • nadprodukce v ČR - 6 mil.tun/rok • pro stavebnictví
- 1,2 mil. tun/rok
• 175 000 RD/rok • pozitivní CO2 (skleníkový plyn) bilance • uzavřený bezodpadový cyklus - kompostování – hnojivo • lokální zdroj • minimální ekologická stopa – nízká energie na výrobu a provoz budov • nízká cena
Na Zemi vyprodukujeme ročně 3,5 bilionu tun cementu
Převzato od Amazonails
CO2 bilance - srovnání
Primární energie v balíku slámy •
polyamid provázek
•
lisovaní
•
manipulace na poli, nakládaní
•
doprava z pole
•
doprava na stavbu
Porovnání pasivních domů
Produkty vznikající při výrobě polyuretanu
Příznivé mikroklima • dobrá tepelná stabilita (vyšší měrná tepelná kapacita, tloušťka a objemová hmotnost než konvenční izolační materiály) • poměrně dobrý tepelný odpor • sláma + hliněná omítka = funkční celek (tepelně, vlhkostně, staticky) - elektroiontové mikroklima - tepelná akumulace - regulace vzdušné vlhkosti - žádné škodlivé výpary z umělých materiálů - nižší potřeba výměny vzduchu k větrání - úspora tepla • dobrá akustika
Zajímavé zjištění
Požární riziko • Hořlavost:
- třída hořlavosti B2 (normálně hořlavé) - ÖNORM B 3800 - 90 kg/m3
• Ohnivzdornost: - F 90 (90 min) - 2+2 cm omítka (hlína, vápno) • Chybí kyslík • Nebezpečí = volná sláma
Hlodavci • žádné zvýšené riziko • nedokáží slámu (celulózu) trávit • nebezpečí = zrno • úkryty jako ve všech dutinách • vnitřní pnutí => nesnadný pohyb
Vlhkost • hmotnostní vlhkost balíku do 20% (40%) • vlhkost prostředí do 70% (98%) • růst hub a plísní
Denní úbytek slaměné hmoty
Amazonails 2009
Simulace ve WUFI BIO
Zdroje vlhkosti, mechanismy vlhnutí a vysychání Vlhnutí
1 – déšť, 2 – vodní pára (difuze, infiltrace), 3 – zabudovaná a akumulovaná vlhkost, 4 – vzlínání, 5 – zatékání chybnými detaily
Vysychání
1 –transport k povrchům a odpařování, 2 – vodní pára (difuze, infiltrace), 3 – drenované základy
Tepelně-technické vlastnosti Tepelná vodivost závisí na orientaci stébel:
Tepelná vodivost
Specifika izolací z balíků slámy • velká tloušťka – d (dm) • dutiny v rozích a na rozhraní balíků • velká průvzdušnost (permeabilita) – K (0,1 mm2)
Vliv konvekce ve slaměné stěně na velikost tepelného odporu
Ram = 0,7.d.Rk.(Ti-Te) Nu = a + b.Ra + c.Ra2 a = 0.792385 b = 0.0291139 c = -4.87954.10-5 Rk = R/Nu kde R = d/ λ
Teoretická závislost tepelného odporu slaměné stěny na teplotním spádu Vliv přenosu tepla konvekcí na velikost tepelného odporu v závislosti na vnější teplotě, pro Ti = 20 °C (tl. izolace 5 dm) 30
Te (°C)
20 10 0 -10
0
2
4
6
8
-20 Rk (W/m2 K) R s vlivem konvekce
R bez vlivu konvekce
10
Srovnání velikostí tepelných odporů určených různými metodami Rq z tepelných toků a povrchových teplot: Rq = 6,2 m2K/W Rv z teplotních vodivostí a tloušťek vrstev: Rv = 8,1 m2K/W Rozdíl činí 27 %.
Balíky Balíky malé:
Balíky velké:
• • •
• • • •
•
Cena: 7-30 Kč/kus Lis: vysokotlaký/nízkotlaký Rozměr: 40x50x60-80/ 35x40x6070; 27x40x60-70cm Hustota: 40-70/90-120 kg/m3
Cena: 550 Kč/kus vč. dopravy Lis: vysokotlaký Rozměr: 90x120x220 Hustota: 170-200 kg/m3
Srovnání cen - tepelný odpor R = 8,1 m2K/W
Konstrukční systémy Nosná sláma
Nenosná sláma
• tíhu stropu a střechy nesou slaměné balíky
• tíhu stropu a střechy nese nosná konstrukce (zděná, skeletová)
Konstrukční systémy • Nosná sláma - z malých balíků - z velkých balíků • Hybridní systém – nosná sláma + lehký skelet • Nenosná sláma – skeletový systém •
– stěnový systém
• Smíšený systém – část nosná, část ne • Kanadský systém – balíky v maltové matrici
Nosná sláma z malých balíků
Pilgrim Holiness Church, Nebraska, 1928
Fawn Lake Ranch, Nebraska, 1900-1914
Nosná sláma Amazonails, Ekocentrum, New Yorkshire, Británie
Nosná sláma z malých balíků „Dům na rozhledně“ (Amazon Nails, Británie, 2004-2008)
Nosná sláma z velkých balíků Petr Weber, Německo, Trier, 2006
Nosná sláma z obřích balíků Werner Schmidt (Švýcarsko)
Hybridní systém Tom Rijven
Hybrid ČR
• • • • •
Popis: kruh o průměru 4 m, výška stěn na obvodu 2 m + 0,2 až 1 m nad terénem, výška ve středu 3,5 m, průměr stěny 0,5 Použité materiály: dřevo, slaměné balíky, cihly (komín), vápenocementová omítka, kanadský šindel, betonové železniční pražce (podezdívka), izolační skla Doba stavby: cca 10 měsíců ve dvou lidech s delší zimní přestávkou Náklady: cca 70 tis. (50 tis. materiál, 20 tis. doprava) Křižova hora v Čechach u Liberce www.livepla.net
Hybridní systém Amazonails, Stansted, Britanie 2007 Aukce moderního uměni a kanceláře britské společnosti Sworders
Stěna hybridu (Amazonails 2001)
Konstrukční úpravy záhlaví sloupů (Amazonails 2001) Příklad řešení:
Skeletový systém
Dům z balíků slámy ve francouzském Montargis z roku 1921 má balíky integrovány do dřevěné příhradové konstrukce. K perfektnímu stavu budovy po více než 80 letech přispívá zelená fasáda. Břečťan chrání vnější omítku před přímým vlivem deště.
Skeletový systém – I nosníky
Ing. arch. Hudec, Šebetov
• • •
Sláma uzavřena v konstrukci dřevostavby mezi I nosníky (Stabil, Steico) Zevnitř OSB deska s přelepenými spoji (vyšší difuzní odpor) Zvenčí DHF deska, hobra (nižší difuzní odpor)
Hradčany u Tišnova
Slaměný dům v Hradčanech u Tišnova byl původně koncipován jako pasivní, v průběhu procesu výstavby byl přehodnocen a označen jako nízkoenergetický, skelet z odkorněné kulatiny, slaměné balíky použity jako výplň (návrh Akad. arch. Aleš Brotánek).
Hrázděné zdivo + sláma zvenčí
Dům v kožichu a s deštníkem. Pro velkou průvzdušnost slámy dojde k zafouknutí studeného vzduchu do „kožichu“, tloušťka učiné tepelně izolační vrstvy je tak minimalizována (Ing. arch. Petr Suske).
Dům v kožichu rychle a levně
Skelet opláštěný deskami + sláma zvenčí , Honza Pospíšil, Citov u Přerova
Nenosná sláma-stěnový systém Zateplení stávajících stěn Kurz Amazonails, Bražec
Děkuji za pozornost a zvu Vás na stavbu do Ivanovic na Hané více na www.slamak.info
Ing. Daniel Grmela nízkoenergetické domy z přírodních materiálů www.slamak.info
