V posledních letech se ve stavebnictví stále častěji obracíme k přírodním materiálům, které nabízejí ekologické a ekonomické výhody. Jedním z takových materiálů je i sláma, která má dlouhou tradici využití v lidových stavbách a v současné době zažívá renesanci jako moderní tepelný izolant.
Přírodní stavitelství usiluje o omezení dopadů stavebních činností na životní prostředí a zároveň o zlepšení kvality budov s ohledem na zdravé vnitřní prostředí a úspory energií. Sláma, jako obnovitelný a hojně dostupný materiál, se stává klíčovým prvkem v tomto přístupu.
Sláma ve stavebnictví: Od balíků k drcené slámě
Ve stavebnictví se můžeme setkat především se slaměnými domy, kde jsou použity malé slaměné balíky jako tepelně izolační vrstva v lehkých dřevěných skeletech. V České republice existuje celá řada takových objektů a tato technologie si již na českém stavebním trhu našla své místo.
Vedle slaměných balíků se zkoumá i potenciál drcené slámy jako stavebního materiálu. Drcená sláma vzniká drcením a řezáním velkých i malých slaměných balíků. Tato možnost výroby z různých typů balíků je velkou výhodou, zejména s ohledem na ekonomiku pro zemědělce, pro které je výhodnější vyrábět balíky velké. Na českém trhu je nedostatek malých slaměných balíků v kvalitě nutné pro stavební využití, což pro investora znamená nutnost včasného zajištění vhodného dodavatele.
Výzkum vlastností drcené slámy probíhá na Fakultě stavební VŠB-TUO nepřetržitě od roku 2013. Cílem výzkumu je stanovit požární, tepelně-technické a akustické charakteristiky drcené slámy, které doposud nebyly publikovány. Bez znalosti těchto vlastností není možné stavby s drcenou slámou navrhovat a získat stavební povolení.
Čtěte také: Vše o měrné tepelné kapacitě betonu
Tepelně izolační vlastnosti slámy
Jednou z podstatných výhod slaměných balíků jsou jejich vynikající tepelně-izolační vlastnosti. Obyčejné slaměné balíky z pole izolují stěnu téměř tak dobře jako polystyren. Sláma je obnovitelný a hojně dostupný materiál s vynikajícími tepelně izolačními vlastnostmi. Kromě slámy se jako tepelné izolanty používají také dřevovláknité desky, konopí, len a ovčí vlna.
Součinitel tepelné vodivosti λ je základní fyzikální veličinou, pomocí které se definují tepelně izolační parametry stavebních materiálů. Hodnota součinitele tepelné vodivosti stavebních materiálů závisí zejména na vlhkosti, teplotě, homogenitě a dalších parametrech. Pro běžnou pšeničnou slámu s měrnou hmotností 90 kg/m3 (průměrná hustota malých balíků) se λ pohybuje kolem 0,045 W/mK.
Tepelná vodivost je silně závislá na objemové hmotnosti (míře slisování) slámy. Dobrý tepelný odpor bude mít stěna z balíků slisovaných na hustotu alespoň 90 kg/m3. Optimální hustota je okolo 90 kg/m3. Lehčí balíky obsahují více mezer mezi vlákny, což způsobuje ztráty tepla konvekcí, hustší balíky zase příliš mnoho vláken, což odebírá prostor uzavřenému vzduchu, který se na izolačních vlastnostech podílí zásadním způsobem.
Tepelná vodivost slámy závisí také na orientaci stébel. Ve směru stébel izolují balíky trochu hůře než ve směru kolmo na stébla. To je ale vyváženo větší tloušťkou stěny, když balíky klademe naplocho. Pokud jsou balíky ve stěně položeny na výšku, jejich λ = 0,0450 W/mK, jsou-li na šířku, lze počítat s λ = 0,060 W/mK. Tyto výsledky jsou v klimatických podmínkách ČR velmi optimistické, proto se při výpočtech doporučuje držet německého závazného předpisu, který od roku 2006 oficiálně povoluje provádět tepelně-technické výpočty s hodnotami součinitele tepelné vodivosti λ = 0,080 W/mK ve směru rovnoběžném se stébly a λ = 0,052 W/mK ve směru na stébla kolmém.
Problémem slaměných zdí je samovolné proudění vzduchu (konvekce), které zhoršuje izolační vlastnosti. Řešením je rozdělení izolace na více vrstev pomocí přepážek z papíru nebo lepenky. S rostoucím teplotním spádem, průvzdušností a tloušťkou vrstvy roste vliv šíření tepla prouděním (konvekcí) uvnitř tepelně izolační vrstvy. Nejlépe fungují stěny takových konstrukčních systémů, kde jsou balíky ve stěnách vertikálně stlačeny, rozpínají se do stran a eliminují tak mezery.
Čtěte také: Význam tepelné vodivosti betonu ve stavebnictví
Vlhkost vždy působí negativně na izolační schopnosti materiálů, včetně slámy. Pro prevenci růstu plísní a hub nemá vlhkost balíků překročit 20 % a neměly by ani být dlouhodobě umístěny v prostředí s relativní vlhkostí vzduchu větší než 70 %.
Srovnání tepelné vodivosti slámy s jinými materiály
Níže uvedená tabulka srovnává tloušťky a ceny běžných stavebních izolací s izolací z balíků slámy se stejným prostupem tepla.
| Materiál | Tloušťka pro stejný prostup tepla (cm) | Součinitel tepelné vodivosti λ (W/mK) |
|---|---|---|
| Slaměné balíky (na výšku) | 45 | 0,045 |
| Slaměné balíky (na šířku) | 60 | 0,060 |
| Minerální vlna | 20 | 0,035 - 0,040 |
| Polystyren (EPS) | 20 | 0,035 - 0,040 |
| Dřevovláknité desky | 25 | 0,045 - 0,050 |
Požární bezpečnost slaměných konstrukcí
Požární charakteristiky stavebních materiálů hrají podstatnou roli při navrhování staveb. U staveb, které využívají přírodní (organické) stavební materiály, je otázka požární odolnosti složitější, než je tomu například u staveb zděných. Nicméně, oboustranně omítnuté balíky vytváří kombinaci nehořlavého povrchu a dobře tepelně izolujícího vnitřku, značně odolnou vůči požáru.
Slaměná stěna s hliněnou vnitřní (2 cm) a vápennou vnější (2 cm) má ověřenou požární odolnost F90 (90 minut). Česká republika přispěla k testování v roce 2011 zcela zásadním způsobem, a to zkouškou nosné stěny ze slaměných balíků. Stěna z balíků tloušťky 500 mm omítnutá zevnitř hliněnou omítkou a zvenčí vápennou omítkou vydržela pod zatížením 144 minut. Požární odolnost REI byla stanovena na 120 minut. Zkouška proběhla podle evropských norem (ČSN EN 13501-2 a ČSN EN 1365-1), takže výsledky jsou použitelné v rámci celé EU.
Výsledky výzkumu zaměřeného na stanovení třídy reakce na oheň a hodnoty součinitele tepelné vodivosti drcené slámy ukázaly, že drcená sláma má předpoklady stát se alternativou k dnes standardně využívaným přírodním tepelným izolacím. Na základě provedených požárních zkoušek byla drcená sláma zatříděna do třídy C-s1, d0 podle reakce na oheň. Většina ostatních přírodních materiálů je zatříděna podle reakce na oheň do třídy D nebo E.
Čtěte také: Jak správně izolovat betonovou podlahu?
Mnohem větší riziko než hoření balíků představuje volná sláma rozházená po stavbě, proto je třeba ji pravidelně uklízet a chránit místo před vandalismem - podobně jako běžnou dřevostavbu. Připravený hasicí přístroj je samozřejmostí.
Akustické vlastnosti
Slaměné balíky mají velmi dobré zvukově izolační vlastnosti, zvláště při nižších frekvencích. Oboustranně omítnutá slaměná stěna má akustický útlum více než 50 dB. Praktické zkušenosti naprosto přesvědčivě dokazují výborné zvukově izolační vlastnosti stěn ze slaměných balíků.
V roce 2003 byl na Univerzitě v Eindhovenu proveden test zvukového útlumu stěny z běžných dvouprovázkových balíků o hustotě mezi 120-130 kg/m3 položených na šířku, o síle 46 cm a omítnutých z obou stran hliněnou omítkou tloušťky 2,5 a 3,5 cm. Zjistilo se, že celkový útlum se pohybuje v hodnotách mezi 43-49 dB.
Další výhody a aspekty využití slámy
- Vlhnutí a vysychání: Během desítek let bylo díky realizacím prokázáno, že stavby ze slaměných balíků úspěšně slouží i ve vlhkém klimatu. 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.
- Prevence hniloby a škůdců: Sláma jako organický materiál s sebou nese riziko hniloby a následného rozkladu. Důraz je proto třeba dát především na vhodný konstrukční návrh. Hlodavci vyhledávají balíky spíše pro budování obydlí. Nicméně v balících, díky předepnutí stlačením, se vyhloubené chodbičky hned zatahují, což hlodavcům značně ztěžuje pohyb. Po omítnutí nebo opláštění problém odpadá, omítnutá zeď sama o sobě myš odrazuje.
- Zdravé vnitřní prostředí: Hliněné omítky, které jsou součástí správně provedené slaměné obvodové konstrukce, mají na kvalitu vnitřního prostředí vynikající vliv. Čistá světlá sláma má nízký alergický potenciál a neobsahuje téměř žádné plísně nebo spory.
- Cena: Slaměný balík je nejlevnější tepelnou izolací - obvyklá cena balíku slámy klasických rozměrů 40 × 50 × 75 cm je 15-35 Kč/kus.
Slaměné balíky představují vynikající alternativu k tradičním tepelným izolacím. Jejich použití ve stavebnictví přináší řadu ekologických a ekonomických výhod, a díky probíhajícím výzkumům se neustále získávají nové poznatky, které posilují jejich pozici jako spolehlivého a udržitelného stavebního materiálu.
tags: #tepelna #izolace #slamene #baliky