Jan Hollan[1]
One of them is a garden shed with
loadbearing strawbales, the other one a thermal insulation of a 10 m3
vertical steel cylinder, which should serve as a thermal storage of
a solar system. The insulation is 85 cm thick.
loadbearing strawbale
construction, thick thermal insulation, adobe, tempered glass rooftiles;
stavění z balíků slámy, tlustá tepelná izolace, nepálená hlína, krytina
z kaleného skla
Hostětín
je malá obec mezi Bojkovicemi a Slavičínem. Stala se známou např. díky
obecní štěpkové výtopně, kořenové čistírně, desítce solárních systémů
a moštárně. Za moštárnou (zrekonstruovanou stodolou) vznikly letos
i dvě slaměné stavby.
Sláma se jako
konstrukční materiál začala používat po zavedení lisů do zemědělské praxe
koncem 19. století v několika „obilných“ státech v USA. Renesance
tohoto stavebního materiálu začala na přelomu druhého a třetího
tisíciletí. Nejrozšířenější je použití balíků slámy jako doplnění dřevěných
konstrukcí. V jedné ze staveb v Hostětíně je ale sláma současně nosným
materiálem. Druhou stavbou je válcová izolace tepelného zásobníku, stojaté
ocelové nádrže o objemu 10 m3. Tloušťka slaměné izolační vrstvy
je zde 80 cm.
O mnohých jiných
stavbách, kde sláma tvoří většinu materiálu, se lze dočíst v archivu
http://amper.ped.muni.cz/strawbale a starším
http://amper.ped.muni.cz/straw -- více informací pak na
http://www.baubiologie.at.
Použití balíků slámy
jako nosného materiálu zdí skladu vyplynulo ze snah stavět s minimálním
škodlivým dopadem na životní prostředí, s co největším prospěchem pro
místní producenty, a také získat zkušenosti s takovým stavěním.
Autorem projektu
a hlavním pracovníkem byl Ing. Ludvík Trnka z Ekologického institutu
Veronica. Z jeho textu [1] cituji:
„Sklad má vnější
půdorys 4,55 m x 3,5 m. Tato velikost je volena především kvůli snadnému
povolovacímu řízení. Stavba byla pouze
ohlášena jako drobný objekt do 16 m2 zastavěné plochy plnící
vedlejší funkci k budově hlavní.
Pokud by se jednalo o větší budovu, bylo by nutné získat stavební povolení a prokazovat odstupové
vzdálenosti a požární odolnosti konstrukcí, což je v případě ,nové
konstrukce` velice problematické a může to být i finančně náročné.
Stavba začala druhý týden v červenci,
kdy se žne teprve v teplejších krajích. To způsobilo zvýšené náklady
na dopravu balíků z větší
vzdálenosti, ale i tak nás investice do slámy včetně dopravy přišla na
pouhých 1600 Kč.“
Balíky nebyly pro nosnou
stěnu ideální: byly jen málo slisované -- správně měla být jejich objemová
hmotnost výrazně přes sto kilogramů na metr krychlový. Dalším problémem bylo
deštivé počasí v době stavby. Jak balík jednou promokne, začne probíhat
jeho rozklad, přičemž uvnitř vzroste teplota až na padesát stupňů -- projeví se
tak skvělé tepelně izolační schopnosti slámy (v suchém stavu stejné
jakou jiných izolačních materiálů).
Sklad jsme stavěli se
základy v úrovni terénu z materiálu budov rozebraných dříve na pozemku
Nadace Veronica, hlavně z vápenocementových cihel. Pojivem byla malta
z místní hlíny. Vlhkostně byla sláma oddělená od základů třicet centimetrů
nad terénem asfaltovým pásem.
Pro nosné zdi se používá
orientace balíků, která je tepelně nevýhodná. Stébla jsou u ní orientována
převážně napříč zdi (měrná tepelná vodivost je v tomto směru až
o dvacet procent vyšší než u polystyrénu nebo minerální vaty, to nám
ale nevadilo). Zdění probíhá bez pojiva; posunu balíků brání spojovací prvky --
první z nich (ocelové) jsou zakotveny už v základě, další vrstvy
balíků se spojují svislými tyčemi (klacky) zasouvanými shora, rohy pak
zajišťují skobami z drátu. Zdění je rychlé a pohodlné. Potřebné
balíky poloviční nebo jiné délky se vytvoří svázáním části balíku (jako jehla
slouží ocelový drát) zvlášť, poté se přestřihnou původní provazy. Balíky
nejsou tvrdé ani nemají zcela rovná čela a tak je potřeba, hlavně před
zasouváním svislých tyčí, kontrolovat a opravovat svislost zdi.
Během zdění jsme
připravili a na zemi sestavili tuhý masívní dřevěný věnec. Po položení
věnce jsme upravili rovinnost (údery lopatou na balíky zevnitř či zvenku)
a svislost stěn. Ani zarovnané balíky nedávají plochu vhodnou pro omítání,
protože z nich stébla vyčnívají různě daleko; hladší podobu získala stěna
ostříháním zahradními nůžkami.
Do definitivní výšky lze
stěny stlačit tím, že se věnec přitáhne k základu. My jsme na to měli
připravené třmeny z drátů, provlečených základy. Silné stahování pomocí
nich ale nebylo možné, neb základ byl jen zděný a v místech třmenů se
bořil do balíků (k silnému předepnutí zdí by byl nutný tuhý protějšek
věnce). Jako pomoc jsme věnec zatížili barely s vodou, abychom sedání zdi
urychlili. Další urychlení přineslo vyplnění věnce hlínou, jako ochrany před
hlodavci i zatékáním vody (u obytné budovy by hlína tvořila tepelný
most a místo ní by pod věncem byla fólie). Na věnec přišly pozednice
a krov s pálenou krytinou. Ten představoval už tak velké zatížení, že
stavba se stala dobře tuhou. Aby uvnitř bylo dostatek světla, ve dvou místech
nahradila taškovou krytinu stará kalená autoskla přichycená třmeny
z bronzového drátu (tak svítíme doma na půdě již mnoho let). Během pěti
dnů od postavení se stěny stlačily asi o pět procent. Opět cituji autora
stavby:
„S tím je nutno počítat
zejména při instalaci nosných rámů pro
okna, které musí být již o tuto část snížené oproti naměřené výšce balíku. My jsem původně očekávali sedání menší
a tuhý rám pro okno způsobil
nerovnoměrné sedání, dokonce naklonění domu na stranu od okna. Řešili jsme to
vytahováním slámy z balíků pod a nad oknem a úroveň jsme
postupně vyrovnali.“
Ještě během počátečního
sedání zdí jsme nanášeli tenkou vnější hliněnou omítku jako ochranu proti dešti
-- zůstala dlouho vlhká a deformovala se spolu se zdmi. Předpis na omítku
a závěrečné poznámky, dle L. Trnky:
„Směs na omítku jsme
připravili smícháním jednoho dílu hlíny
s velkým obsahem jílu s jedním dílem písku a jedním dílem hrubě sekané slámy. Hliněná malta se pak
rukama vtírala do slaměných balíků, čímž
se vytvářela zvláštní originální struktura stěny. Druhá vrstva se může
natahovat hladítkem nebo nahazovat zednickou lžící, ale až po úplném sednutí
domu, které může trvat až několik
měsíců.
Podlahu v domě jsme
vytvořili ze starých hliněných cihel položených do pěti centimetrů jemného štěrku. Podobná podlaha leží již dvě
stě let ve staré sušírně ovoce opodál bez výrazné známky opotřebení, tak se
domníváme, že i zde nějakou dobu vydrží.
Domek byl postaven zhruba za devět dní
s pomocí asi deseti lidí, kteří se účastnili letního kurzu vesnických
ekologických aktivit v Hostětíně pořádaného ZO ČSOP Veronica Brno. Mezi
účastníky byli i dva mladí
architekti.
Rozpočet na materiál na
tuto stavbu je asi 12.000,-Kč, ovšem my jsme využili množství již dříve použitého
materiálu (cihly, dráty, tašky), takže jsme se dostali asi na 5000 Kč za celou
stavbu, bez započtení práce.“
Mezi zahradním skladem
a moštárnou stojí válcová ocelová nádoba o objemu deseti krychlových
metrů, která bude sloužit jako tepelný zásobník solárního systému
s největším českým souvislým kolektorem o ploše absorbéru 36 m2.
Na podzim 2002 byla nádoba opatřena izolací z vrstvičky minerální vaty a dvou
řad slaměných balíků, v celkové tloušťce 85 cm (poloměr vnitřního
ocelového válce je 90 cm).
Prvním krokem bylo
instalování střechy nad válec. Šlo o šestibokou dřevěnou střechu, stojící
na šesti sloupcích tloušťky 10 cm. Ty sice představují tepelný most
v izolaci, ale „efektivní povrch“ zvětšují méně než o jedno procento.
Střecha byla pokryta coulovými prkny a provizorně polyetylénovou fólií.
Ocelový válec stojí na
čtyřech betonových nohách, které představují tepelné mosty -- i když jen
ze spodní části zásobníku, která bude obvykle chladná. Pro zmenšení jejich zimního
vlivu začíná izolační základový prstenec už dvacet centimetrů pod zemí,
s mírně větším půdorysem než izolace nadzemní. Je tvořen lehkým
polystyrénem (15 kg/m3), který sice je mírně nasákavý, ale
v běžném stavu nebude izolovat dvakrát hůře než extrudovaný polystyrén,
při méně než poloviční ceně za jednotku objemu. V úrovni terénu pokračuje
základ směrem pod válec deseticentimetrovou vrstvou polystyrénu, pokrytou
polyetylénovými fóliemi, které mají zabránit vzlínání vlhkosti do slaměných
balíků. Slámou je vyplněn i prostor pod válcem.
První vrstvou „zdiva“
v kontaktu s válcem byla pěticentimetrová opásaná vrstva minerální
vaty -- ta bude mít význam v horní části válce, kde teplota jeho povrchu
může přesahovat sto stupňů. Na vnějším okraji minerální vrstvy nepřesáhne 95
stupňů, takže sláma se nebude nijak degradovat.
Balíky pro pro tuto
stavbu byly ideální, hutné a tuhé. Tloušťka balíků byla 40 cm, šířka 50 cm
a délka 6 dm, objem tedy zhruba sto dvacet litrů, při ceně pěti korun za
kus (cena vázání a dopravy v rámci katastru vesnice, sláma samotná
byla zdarma). Cena za krychlový metr zdiva byla tak pod padesát korun. Balíky
jsme kladli „nabok“, kdy stébla jsou orientována svisle.
Specialitou zdění bylo,
že vrstva měla přiléhat těsně k válci. Každý prstenec půlmetrové výšky
byl dvakrát opásán. Používali jsme plastovou pásku, ocelové spony a ruční
páskovačku. Díky zvolené orientaci balíků šlo opásání napříč stébel a do
balíků se nebořilo. Takové stavění je pohodlné, každá dokončená vrstva se
i při značné štíhlosti stává tuhou součástí zdi. Při plném napětí, které
pásky snesou, se zeď i přes svou výšku pěti metrů již nesesedá a dá
se hned omítat. V případě potřeby lze po čase snadno vyměnit nejspodnější
vrstvu slaměné izolace, kdyby došlo k zaplavení okraje nivy, na němž
stavba stojí.
Válcové zdění vytvářelo
na vnějším líci zdiva klínové dutiny mezi balíky, ty byly vyplňovány ručně
namačkávanou slámou. Mezi prstence slaměného zdiva se vkládal vodorovně papír,
aby přerušil konvekci ve vláknité vrstvě. Svislou papírovou vrstvou se
z téhož důvodu oddělovala i druhá vrstva zdiva od první.
Druhá vrstva zdiva
začínala polystyrénovou podezdívkou do výše 20 cm nad okolní terén. Doplňujícím
opatřením proti vlhnutí zdiva při tající sněhové pokrývce bylo ovinutí dolní
části zdi tuhou polyetylénovou fólií do výše třičtvrtě metru. Pak byla stavba
ovinuta řídkým ocelovým pletivem a omítnuta tenkou cementovou omítkou,
jako ochranou proti dešti i větrotěsnou vrstvou.
Zvláštním detailem
stavby byl kanál propojující válec s budovou. Vede jím deset trubek,
které nesmějí zamrznout. Ochranou proti tomu je ponechání holé plochy válce
uvnitř kanálu -- ta je asi dvacetkrát menší než povrch kanálu, zatímco měrná
tepelná přestupnost tohoto přechodu je stokrát vyšší než měrná propustnost izolace.
Kolem kanálu bylo nutné vytvořit některé balíky jiné „výšky“, tj. zkrátit je
napříč stébel; to šlo snadno pomocí řetězové pily.
Použitím slámy se
dosáhlo slušné tloušťky izolace při nízké ceně. Běžný způsob izolování
tepelných zásobníků používá izolačních tlouštěk menších, než by bylo vhodné,
neb cena běžných „levných“ komerčních izolační materiálů je kolem tisíce korun
za metr krychlový. V našem případě tvořila komerční minerální vata jen
dvacetinu objemu izolace, stejně tak základový polystyrén. Přesto se na ceně
izolačních materiálů podílely dvěma třetinami z celkové sumy necelých pěti
tisíc korun při objemu izolačního materiálu necelých čtyř desítek metrů
krychlových.
Literatura
[1] TRNKA, L. Sláma jako stěnový
nosný prvek -- zkušenosti ze stavby malého skladu [online] verze z 28.
srpna 2002. Dostupné na adrese <http://www.veronica.cz/slama>, kde je též
hojnost obrazové dokumentace.
[1] Jan
Hollan, RNDr.; VUT v Brně, FAST, Ústav technologie stavebních hmot
a dílců, 2. ročník;
hollan@ped.muni.cz; http://amper.ped.muni.cz/jenik; Hvězdárna, Kraví hora 2, 616 00 Brno