Odborné články

Využití slámy ve stavebních konstrukcích

Snaha o celostní pohled na tvorbu kvalitního vnitřního prostředí obytných budov beroucí v potaz maximum hospodářsko-sociálních a environmentálních vztahů a dopadů, vyúsťuje v použití stavebních konstrukcí ze slaměných balíků s hliněnými a vápennými omítkami, jako jedné z cest splňující v maximální míře takto definované požadavky, přesto však přes svůj obrovský potenciál zatím nedoceněné. A to zejména při využití slámy tím environmentálně nejefektivnějším způsobem, čili jakožto nosné.

Kvalitní mikroklima s minimální spotřebou energie

Oproti běžným silikátovým materiálům vykazuje sláma vyšší hodnotu tepelné kapacity (c [J.kg-1.K-1]). To příznivě ovlivňuje tepelnou stabilitu. Součástí správně provedené slaměné obvodové konstrukce jsou hliněné a vápenné omítky – dohromady tvoří jeden funkční celek. Hliněné omítky mají na kvalitu vnitřního prostředí vynikající vliv. Vytváří vhodné elektroiontové mikroklima, mají schopnost pohlcovat škodlivé plyny a regulovat vzdušnou vlhkost. Mají dobré tepelně-akumulační schopnosti.

Tepelný odpor a cena slámy

Tepelná vodivost je silně závislá na objemové hmotnosti (míře slisování) slámy. Za optimální se považuje hodnota 90 kg/m3. Tepelná vodivost slámy závisí také na orientaci stébel.

Výhodou stěny z balíků na výšku je jejich menší celková spotřeba. Nevýhodou je horší stabilita a nevhodnost podkladu pro omítku. Hodí se k použití v takových konstrukcích, ve kterých jsou balíky uzavřeny uvnitř. Stěny z balíků naplocho jsou oproti tomu stabilnější a do roviny seříznuté konce stébel tvoří ideální podklad pro omítku.

Slaměný balík je nejlevnější tepelnou izolací - obvyklá cena balíku slámy klasických rozměrů 30 x 50 x 60 cm je 5 Kč/kus. Ta však se vzrůstající popularitou slaměného stavění roste a specializovaní zemědělci, je již prodávají i za 20 Kč/kus. Tyto dražší balíky jsou však optimálně slisované a skladované. Balík slámy uložený naplocho (50 cm) má tepelný odpor srovnatelný s 30-ti cm polystyrenu či minerální vlny.

Takové tloušťky konvenčních izolací jsou však již za hranicí jejich ekonomické i ekologické rentability.

Vlhkost

Pro prevenci růstu plísní a hub nesmí vlhkost balíků překročit 20% a neměli by ani být dlouhodobě umístěny v prostředí s relativní vlhkostí vzduchu větší než 70%. [2] 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 odspoda, 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. Cyklus vlhnutí/vysychání balíky nepoškozuje. Balíky se v žádném případě nesmí zapařit, proto je není vhodné zakrývat neprodyšnou plachtou. Postačí přístřešek. Také v konstrukci je za tímto účelem potřeba učinit jistá opatření. Nejdůležitější je dostatečný přesah střechy, zvednutí první vrstvy balíků nad úroveň terénu, drenáž základů a správné provedení omítek. Použití parotěsné zábrany se nedoporučuje.

Hořlavost

Ve slaměném balíku není dostatek vzduchu k okysličování hoření. Dle ÖNORM B 3800 je klasifikována do třídy hořlavosti B2 (normálně hořlavé). Slaměná stěna s hliněnou vnitřní (2 cm) a vápennou vnější (2 cm) má ověřenou požární odolnost F90 (90 minut). V balíku není dostatek vzduchu k okysličování hoření. Z hlediska rizika vzniku požáru je nebezpečná pouze volná sláma, která je z balíků při stavbě vytroušena.

Hlodavci

Neobsahuje-li sláma v balících žádné zrno, není v domě ze slámy nic, co by oproti konvenčnímu domu, lákalo hlodavce dovnitř více. Nedokáží slámu (celulózu) trávit. Ve slaměném balíku se jim navíc také díky jeho značnému vnitřnímu pnutí obtížně pohybuje.

Akustické vlastnosti

Prozatím nejsou k dispozici výsledky žádného oficiálního výzkumu týkajícího se akustických vlastností slámy. Praktické zkušenosti výborné zvukově-izolační vlastnosti stěn ze slaměných balíků naprosto přesvědčivě dokazují. Obyvatelé i návštěvníci 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.

Konstrukční systémy

Stavby ze slámy se staví v zásadě dvojím způsobem: s nosnými a s nenosnými stěnami.

Nenosná sláma: Slaměné balíky lze použít jako výplň skeletu, jako kontaktní zateplení zvenčí či tepelnou izolaci vevnitř sendvičové obvodové konstrukce. Při použití slámy jako nenosné není v porovnání s celkovou cenou domu úspora za materiál zdí (cihly či tvárnice) a materiál tepelné izolace (minerální vlna či polystyren) v porovnání s celkovou cenou domu (náklady na pozemek, okna, dveře, střešní krytinu, podlahy, obklady a dlažby, topení, elektroinstalace, vodovod atd.) až natolik významná. Ekologická stopa takovýchto staveb není oproti stavbám konvenčním snížena až tak podstatně. Podstatnou výhodou je však aplikace zažitých stavebních metod a možnost splnění stávajících předpisů.

Nosná sláma: Potenciál environmentální i ekonomické efektivity slámy je naplno využit teprve při jejím použití jakožto nosné. Sláma plní nejen funkci tepelně izolační, ale zároveň také funkci konstrukční. Žádných jiných masivních svislých konstrukčních prvků není třeba. Vedle nákladů na materiál zdí a tepelnou izolaci odpadají i náklady na nosnou konstrukci a s ní spojených odborných prací. Tím se snižuje i celková hmotnost stavby, čímž se otevírá možnost dalších úspor při budování základů, potažmo dopravě, která může tvořit až třetinu celkových nákladů na stavbu. V neposlední řadě se použití nosné slámy promítne snížením potřeby tepla pro vytápění i do provozních nákladů budovy. Tepelný odpor stěny z nosné slámy je totiž díky rovnoměrnému rozložení slaměné hmoty vyšší.

Technologie

Původní 100 let stará metoda nebrasských osadníků stavění domů z nosné slámy měla jednu zásadní nevýhodu. V průběhu stavby nebyly balíky chráněny před deštěm střechou. Navíc byla ještě dána jistá dispoziční omezení vlivem nízké stability stěn z nosné slámy. Barbara Jones z britské neziskové společnosti Amazon Nails však v posledních dvaceti letech vyvinula slaměný stavební systém tzv. hybridní. Ten spojuje všechny výhody použití slámy jako nosné a nenosné. Velmi řídký a subtilní skelet nese zpočátku lehkou střechu. V průběhu zdění slaměné stěny jsou ztužující věnec se střechou ponechány 100 mm nad jejich zamýšlenou výškou. Až se stěny z balíků pod střechou vyzdí, střecha se na ně spustí a může být dodatečně zatížena (nejlépe hlínou a osázena trávou). Konstrukční řešení musí umožňovat zapuštění sloupků do věnce. Proti vztlaku větru se věnec spojí smyčkou – stahovacími třmeny – se základovou konstrukcí. Těžká střecha zdivo z balíků stlačí a stabilizuje. 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.

Základy

Specifiky základů domů z nosné slámy jsou požadavky na jejich tuhost, ochranu proti vodě a vlhkosti, uchycení třmenů pro stažení zdí mezi základ a věnec a vetknutí prutů či tyčí pro nabodnutí slaměných balíků.

Poddajnost

Nosná sláma omítnutá hliněnou či klasickou vápennou omítkou z hašeného vápna tvoří poddajnou konstrukci. Ve většině případů (tam, kde jsou dostatečně únosné zeminy) není nutné provádět masivní betonové základy tak, jak je zvykem v běžné stavební praxi, která se prakticky neobejde bez použití cementu, který při sebemenším pohybu praská. Slaměnému domu je dovolen pohyb, pružné omítky se s pohybem vypořádají. [3]

Ochrana proti vodě a vlhkosti

Pata slaměné zdi musí být pečlivě ochráněna před vlhkostí. To znamená, že musí být zvednuta dostatečně vysoko nad úroveň terénu tak, abychom zabránili jejímu porušení vlivem odstřikující dešťové vody. Základy musí umožňovat odvodňováni akumulované vláhy ze slaměné zdi působením gravitace. Nebylo-li by tomu tak, akumulovaná vláha stékající vnitřkem slaměné zdi by zůstávala v její patě a způsobila by její poruchu – hnití. Proto se používají základy drenážované.

Výhodné je založení slaměného domu na starých pneumatikách. Drenážní funkci zajišťuje vtipně otvor pro kolo vysypaný štěrkem. Využito je také hydroizolační schopnosti samotného materiálu pneumatiky. Amazon Nails jich takto úspěšně založili již desítky.

Stěny

Balíky se ukládají naplocho. Stébla jsou orientována kolmo na stěnu. Omítka s konci stébel dobře váže. Přechodová vrstva mezi omítkou a slámou je důležitá ze statického hlediska. Vytváří vyztuženou tuhou oblast, která zabraňuje omítce ve vybočení a kolapsu díky vzpěru. Z omítky se stává dosti únosná deska. Sláma s omítkou pak spolupůsobí jako dva spřažené elementy.

Amazon Nails ještě zvyšují stabilitu slaměné stěny rádlováním dvěma průběžnými tyčemi na šířku balíku.

V první vrstvě se použijí ty nejlepší balíky. Ve spodní části stěny je balík nejvíce zatížen a jeho tvarová stabilita má dobrý vliv na stabilitu a rovinnost výsledné stěny.

Balíky jsou kladeny obdobně jako cihly či tvárnice s převázáním o půl délky pro lepší stabilitu a rovnoměrné roznesení tlaku. Při zdění se postupuje z pevně daných bodů – buď rohů, nebo rámů oken a dveří, do středů stěn. Tak se nejsnáze dosáhne toho, že rohy stěn a okraje otvorů budou rovné.

Okna a dveře

Všechny otvory ve zdech z nosné slámy musí mít nějakým způsobem zajištěno roznášení tíhy balíků, podlah a střechy nad nimi. Vzhledem k poddajnosti a dalším vlastnostem slámy není použití ocelových nebo betonových nosníků vůbec vhodné.

Konstrukční rámy

Nejjednodušší je okna a dveře osazovat do dřevěných konstrukčních rámů. Při instalaci rámů je třeba brát v potaz sednutí balíků v důsledku hmotnosti podlahy a střechy nad nimi. Přesnou velikost sednutí není vzhledem k nestejné hustotě balíků možno přesně spočítat. Prakticky ale postačí nechat nad rámy 75 mm širokou mezeru.

Modulové rozměry

Rozměry rámů je vhodné volit modulové, tzn. jako násobky rozměrů balíků. Vnější rozměr rámu může tedy být půl až tři balíky na šířku a jakýkoli počet balíků na výšku zmenšený o 75 mm, aby umožnil sednutí.

Rámy nosné a nenosné

Rám může, ale nemusí být nosný. Nosný rám nese váhu zdi, stropu a střechy nad sebou. Nosné rámy jsou vhodné pro otvory širší než 1,2 m.

Nenosný rám musí být shora chráněn nosným překladem, který rozloží výše popsané zatížení na okolní nosnou zeď. Překlad nad nenosným dveřním nebo okenním rámem by měl přesahovat do okolní stěny aspoň o polovinu šířky otvoru.

Věnec

Věnec je ztužující obvodový prvek. Zabraňuje vybočení zdí v horizontálním směru a rovnoměrně rozkládá zatížení od střechy a podlah vyšších nadzemních podlaží do zdí po celé jejich šířce a po celém obvodu stavby.

Poskytuje pevné body ke kotvení a uchycení třmenů, ke stažení slaměné zdi (mezi věnec a základ) – zvýšení její tuhosti a k zajištění střechy proti vztlaku větru.

Je možné použít i věnec betonový, ale v souladu s filosofií slaměného stavění je mnohem lépe věnec dřevěný.

Omítky

Obecně mají omítky úlohu ochrannou a estetickou. V případě použití slámy jako nosné plní i funkci konstrukční.

Množství kondenzátu difúzí vodní páry skrz materiál omítky nebývá natolik kritické, aby způsobilo škodu v konstrukci slaměné stěny. Naproti tomu vodní pára, která se do konstrukce zdi dostane infiltrací – prasklinami v omítce, může způsobit nebezpečné hromadění kondenzátu.

V současné inženýrské praxi, zejména u některých nízkoenergetických technologií, se klade důraz na snížení průniku vlhkosti do konstrukcí. Na jedné straně se zvyšuje neprodyšnost obálek stěnových sendvičů a snižuje se jejich paropropustnost. Na druhé straně se předpokládá, že ideální utěsnění je nemožné. Netěsným místům se nedá zabránit, a proto je důležité umožnit v rámci konstrukce bezpečnou míru akumulace vlhkosti a zároveň vlhkost zpřístupnit snadnému vysycháni. [3]

Z hlediska vlhkosti se požadavky na omítky slaměných zdí dají shrnout do tří bodů: ochrana slámy před průnikem kapalné vody; prodyšnost – umožnění vysychání; pružnost – jinak by na slámě praskaly. Těmto požadavkům vyhovují pouze dva typy omítek – vápenné a hliněné omítky. [3]

Závěr

Přes zjevné výhody jako jsou minimální spotřeba energie na výrobu a provoz, nízká cena, dostatečná životnost a následná jednoduchá a ekologicky výhodná likvidace, využití lokálních zdrojů, přínos pro místní ekonomiku a vhodnost pro stavbu svépomocí brání širšímu využívání slaměných balíků ve stavebnictví zejména nedostatek tuzemských zkušeností, nedůvěra investorů a chybějící metodika pro navrhování.

V současnosti je nejschůdnějším kompromisem pro běžnou výstavbu použití slaměného balíku pouze jako náhrady konvenční tepelné izolace, kdy jsou balíky uzavřeny v konstrukci dřevostavby, pro následující zřejmé důvody: pracnost shodná s klasickou dřevostavbou; zlevnění stavby snížením nákladů na tepelnou izolaci; minimální znalost speciálních technologií; možnost dodávky stavby zaučenou firmou specializovanou na dřevostavby [4]

Vezmeme-li v potaz všechny výše naznačené souvislosti, jeví se do budoucna jako nejvýhodnější použití slámy jako nosné s hliněnými a vápennými omítkami.

Literatura:

  • [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] WIHAN, Jakub. Nosná sláma a CO2 neutrální dům Materiály pro stavbu 3/2007
  • [4] HUDEC, Mojmír. Slaměný balík jako stavební komponent – přednáška k příležitosti Světového dne pasivního domu 2007
  • [5] ŠIMEK, František. Postavte dům ze slaměných balíků - CD. České Budějovice: ROSA o.p.s.
  • [6] http://www.nejlevnejsiizolace.cz/
  • Tento článek byl publikován v rámci spolupráce redakce časopisu Alternativní energie a CZ Biom.

    Článek: Tisknout s obrázky | Tisknout bez obrázků | Poslat e-mailem

    Související články:

    Sláma jako palivo - technické předpoklady a ekonomika

    Zobrazit ostatní články v kategorii Obnovitelné zdroje energie

    Datum uveřejnění: 17.3.2008
    Poslední změna: 17.3.2008
    Počet shlédnutí: 13527

    Citace tohoto článku:
    GRMELA, Daniel: Využití slámy ve stavebních konstrukcích. Biom.cz [online]. 2008-03-17 [cit. 2019-11-14]. Dostupné z WWW: <https://biom.cz/czp/odborne-clanky/vyuziti-slamy-ve-stavebnich-konstrukcich>. ISSN: 1801-2655.

    Komentáře:
    ilustrační foto ilustrační foto ilustrační foto ilustrační foto ilustrační foto