Stavby 21. století - stavby ze dřeva (III)
Ve třetím dílu seriálu hledá autor odpověď na otázku "proč má český spotřebitel stále nedůvěru ke stavbám na bázi dřeva?", když v průmyslově vyspělých státech s náročným spotřebitelem podíl dřeva jako stavebního materiálu stále roste. Jistě je to i tím, že si tyto státy uvědomují, že ekologie není jen o využívání obnovitelných zdrojů energie a snižování spotřeby energie na vytápění, ale i o snižování spotřeby energie na výrobu, transport a likvidaci staveb.
Proč má český spotřebitel stále nedůvěru ke stavbám na bázi dřeva?
Proč se pak v průmyslově vyspělých zemích s rozvinutým tržním hospodářstvím a náročným spotřebitelem stále zvyšuje podíl staveb na bázi dřeva jak v bytové, tak i v občanské výstavbě?
Neplatí právě zde ono staré osvědčené moudro, že neexistují nevhodné stavební materiály, ale existuje pouze jejich nevhodné použití?
Kdo dokáže změnit tento neutěšený stav na našem trhu? Zákony tržního hospodářství? Těžko! Řada nedostatků na nekvalitně navržených nebo nekvalitně realizovaných stavbách, ať již jsou ze dřeva, cihel, nebo oceli se obvykle projeví až za deset, patnáct, nebo dvacet let. Pokud se projeví po jednom nebo dvou letech užívání, pak už se evidentně jedná buď o totální zmetek, nebo o lokální zcela špatně navržený či provedený stavební detail z nevhodných materiálů, obvykle nevhodnou technologií. Jak ale zajistit, aby stavby a stavební konstrukce byly navrhovány a realizovány pouze z vhodných materiálů a vhodnou technologií?
Pokud nebude státní správa důsledně kontrolovat dodržování zákonů a pokud nebude spolehlivě fungovat ochrana spotřebitele před nepoctivými a neseriózními dodavateli staveb, je zbytečné diskutovat na téma, které stavby a z jakých materiálů jsou lepší, nebo horší.
Nevhodné použití není způsobeno příslušným použitým materiálem, ale nedostatečnými teoretickými znalostmi a praktickými zkušenostmi v oboru navrhování a provádění stavebních konstrukcí a staveb z kteréhokoliv stavebního materiálu. Mnohdy se však ale jedná i o úmyslné a vědomé poškozování spotřebitele s cílem získat více zakázek nereálným snížením ceny stavebního díla, nákupem levnějších materiálů, nebo nedodržením doporučených, osvědčených technologií provádění.
Dovolím si zde znovu opakovat, že všechny stavby jsou konec konců navrhovány a projektovány Autorizovanými osobami, členy ČKAIT, a realizovány firmami oprávněnými k provádění staveb, což předpokládá, že minimálně zaměstnávají ve vedení alespoň jednu Autorizovanou osobu, člena ČKAIT.
Proč se zvyšuje podíl staveb ze dřeva v průmyslově vyspělých zemích?
Oprostěme se od současného stavu věcí na "tak zvaném trhu" v České republice a zkusme se zamyslet, proč se tak výrazně uplatňují stavby na bázi dřeva na trzích vyspělých zemí Evropy a světa.
Zkusme se také racionálně zamyslet nad tím, z jakých materiálů a jakými technologiemi budeme moci stavět za 50, 100 nebo 200 let. A jak budeme zabezpečovat v těchto stavbách příznivé mikroklima a ohřev vody i v nepříznivých ročních obdobích. Určitě existují reálné úvahy o zásobách strategických surovin pro výrobu energie a pohonných hmot. Z několika málo publikací o nízkoenergetických stavbách, které v naší republice již vyšly, se můžeme dozvědět, jaký je v současné době podíl spotřeby primární energie v jednotlivých odvětvích.
Spotřeba primární energie ve světě
13 % na průmyslovou výrobu.
19 % na dopravu.
20 % na novou výstavbu.
48 % na provoz budov.
(Zdroj: "Nízkoenergetický dům" - Ing. arch. Pavel Šmelhaus a kol.)
Je jasné, že pokud chceme snížit spotřebu omezených zásob fosilních zdrojů energie, bude třeba výrazně snižovat spotřebu energie i v průmyslu, dopravě a při realizaci staveb. V poměrně krátké době bude však nutno výrazně omezit největší spotřebu energie při provozu budov. Hlavními cestami snižování potřeby energie na provoz budov je snižování tepelných ztrát obvodovým pláštěm a využívání solárních zisků a netradičních zdrojů energie pro vytápění a ohřev TUV. To je však přístup, který řeší problematiku spotřeby fosilních, neobnovitelných zásob energetických surovin jen částečně. Nezabývá se potřebou energie na výrobu stavebních hmot, na jejich dopravu na staveniště, ale ani dopadem výroby, dopravy a realizace staveb na životní prostředí. Zcela opomíjenou otázkou zůstává problematika likvidace staveb na konci jejich technické nebo morální životnosti. Pouhé snižování spotřeby energie na provoz budov je jen zlomkem problematiky trvale udržitelného rozvoje.
Podle zákona o životním prostředí č. 17/1992 Sb. je trvale udržitelný rozvoj společnosti takový rozvoj, který současným i budoucím generacím zachovává možnost uspokojovat jejich základní potřeby a přitom nesnižuje rozmanitost přírody a zachovává přirozené funkce ekosystémů. Ve vyspělých zemích Evropy a světa se stále více prosazuje záměr realizovat v praxi ekologické hodnocení podle metodiky hodnocení životního cyklu staveb (Life Cycle Assessment - LCA), jež zohledňuje náklady na stavbu po celou dobu její životnosti, tj. náklady na její pořízení, provoz i likvidaci. Některé pohledy na posuzování lidské činnosti jdou ještě dál. Zabývají se i posuzováním vlivu činností na životní prostředí (Environmental Impact Assessment - EIA) a představují účinný preventivní systém, který vychází z prognóz a hodnocení očekávaných vlivů plánovaných záměrů, projektů a politických zájmů na životní prostředí.
Ideální stavbou budoucnosti se tak stává jakási samostatně živoucí "bytost", která se přizpůsobuje okolnímu prostředí tak, aby byla po celou dobu své životnosti energeticky soběstačná. Na konci její životnosti se pak část konstrukcí a materiálů použije pro realizaci další stavby. Část se využije pro výrobu energie a zbytek se rozpadne na humus.
Takovouto stavbu lze realizovat pouze z obnovitelných a recyklovatelných surovin a materiálů, které se bez použití další energie bezezbytku samy rozloží, aniž by jakýmkoliv způsobem poškozovaly životní prostředí. Mezi takovéto suroviny a materiály bezesporu patří především dřevo.
Proto také na všech renomovaných stavebních veletrzích stále narůstá nabídka konstrukcí a staveb na bázi dřeva, spolu s nabídkou obnovitelných a recyklovatelných surovin pro tepelné izolace staveb, jako jsou tepelně izolační desky ze lnu, technického konopí, vlny a samozřejmě i z dřevního vlákna. Objevují se zde i domovní systémy na spalování pelet z energetických plodin, vhodné právě pro nízkoenergetické stavby rodinných domů.
Jen pro zajímavost konopí seté, které se liší od zakázaného konopí indického, jež je zdrojem výroby hašiše a marihuany, obsahuje jen 0,3 % omamných látek v sušině. V současné době se celosvětově pěstuje asi na 260.000 ha a v západní a ve střední Evropě asi na 55.000 ha (informační pramen: Ing. Václav Sladký a kol. - Zemědělské informace č. 1/2004). V zemích EU byla vyvinuta řada technologií zpracování konopného vlákna pro potřeby stavebnictví, automobilového průmyslu a papírenského průmyslu. To znamená, že může významně ovlivnit i používání kvalitního dřeva pro výrobu papíru. Významně se uplatňuje při výrobě briket a pelet, které jsou vhodným palivem pro automatické kotle na dřevní hmotu. Jejich výhřevnost se pohybuje podle způsobu zpracování od 15 do 18 MJ.kg-1. Cena takovéhoto paliva se pohybuje do 2.500 Kč/t. Prokazatelné antibakteriální účinky konopí mohou významně přispět k tak zvané konstrukční ochraně dřevěných konstrukcí proti biotickým škůdcům.
Co udělat pro to, aby stavby ze dřeva měly dostatečně dlouhou životnost?
Postačí jen naučit se stavby ze dřeva a těchto dalších organických materiálů navrhovat a realizovat tak, aby proces rozkladu těchto materiálů a staveb nebyl nastartován nevhodným technickým řešením, nebo nevhodným technologickým provedením hned druhý den po zahájení užívání takovýchto staveb. S trochou nadsázky by se dalo říci, že hlavní suroviny a materiály potřebné v budoucnu pro realizaci našich obydlí si můžeme vypěstovat v lese a na poli. Nejdůležitější je změnit naše znalosti o vlivu stavební činnosti na životní prostředí a naučit se navrhovat a provádět stavby z obnovitelných surovin s dostatečnou životností a spolehlivostí. O tom, že to je nutné, se můžeme přesvědčit na řadě staveb a konstrukcí na bázi dřeva, např. historických krovech, které mnohdy přežily i několik století a do havarijního stavu se dostaly až po nevhodném a nekvalifikovaném zásahu v tomto oboru nevzdělaného člověka.
Co nám přinese zvýšení rozvoje staveb na bázi dřeva?
Orientovat se pouze na úspory energie při provozu staveb otázku udržitelného rozvoje společnosti neřeší. Nízkoenergetické domy lze teoreticky realizovat na jakékoliv materiálové bázi. Rozdíl je pouze v tom, jaké množství energie potřebujeme na těžbu potřebných surovin a výrobu příslušných stavebních materiálů. Stejně tak se výrazně liší objem a hmotnost materiálů, stavebních hmot, které musíme na stavbu dopravit. Zatím co tloušťka obvodové stěny na bázi dřeva pro nízkoenergetický dům se pohybuje okolo 250 až 300 mm, potřebná tloušťka z cihelných bloků a tepelně izolační vrstvy bude činit asi 500 až 600 mm. Sami výrobci voštinových cihelných bloků přiznávají, že další zvětšování jejich tepelného odporu by bylo na úkor kvality, únosnosti a křehkosti cihelného střepu. Další zvyšování tloušťky obvodových stěn na bázi dřeva je prakticky bezproblémové.
V publikaci "Nízkoenergetické domy" od Othmara Humma je sice na několika místech "vytýkáno" dřevostavbám, že nemají dostatečnou akumulaci, aby byly vhodné jako nízkoenergetické domy. V části, kde jsou ale jednotlivé materiálové varianty staveb hodnoceny z hlediska potřeby energie na výrobu a provoz, je uvedeno, že lehká stavba na bázi dřeva vyžaduje méně energie na pořízení a masivní stavba méně energie na provoz. Jako nejvýhodnější pak jsou hodnoceny stavby s označením mezivarianty. Například lehká dřevostavba s masivními podlahami.
Zůstává tedy otázkou, zda z hlediska trendů směřujících k realizaci energeticky úsporných staveb má vůbec smysl pokoušet se nízkoenergetické stavby realizovat jen na té či oné materiálové bázi. Možná, že je nejvhodnější doba ukončit žabomyší války, který dům je lepší, zda zděný nebo ze dřeva, a v duchu již vzpomínané moudrosti, že neexistují nevhodné stavební materiály, ale existuje řada případů jejich nevhodného používání, spojit síly a realizovat domy, kde jednotlivé materiálové báze budou použity tak, aby nejlépe a společně plnily jeden cíl. Navrhovat a realizovat takové stavby a jednotlivé stavební konstrukce, aby se minimalizovaly nároky na potřebu energií pro výrobu a realizaci staveb. Aby stavba vykazovala minimální nároky na potřebu energií pro její provoz. Ale aby i potřeba energie pro likvidaci těchto staveb byla již v projektu minimalizována a aby v co možná nejmenší míře realizace těchto staveb, jejich provoz a likvidace zatěžovala a devastovala životní prostředí.
Toho lze dosáhnou jen spojenými silami a ne nesmyslným komerčním bojem. Řada významných evropských výrobců dřevostaveb a výrobců materiálů pro lehké konstrukce ze dřeva již tyto materiálové kombinace v nových konstrukcích používá. Kromě tepelně technických vlastností se tím výrazně zvyšují i akustické parametry lehkých dřevěných konstrukcí a v neposlední řadě i jejich požární odolnost. Vzorovým příkladem takovéhoto přístupu by mohla být i experimentální stavba rodinného domku v Koberovech, který byl realizován ve spolupráci největšího producenta dřevostaveb v České republice RD - Rýmařov a českého výrobce rekuperačních jednotek pro vytápění nízkoenergetických rodinných domků Atrea - Jablonec n. Nisou.
Osobně se domnívám, že na akumulačních schopnostech obvodových konstrukcí z hlediska úspor energie záleží jen velmi málo. Je pravda, že díky akumulační schopnosti i obvodových stěn dochází vzhledem k možnosti přerušovaného vytápění ke snížení počtu topných dní a tím i k menší spotřebě energie na vytápění příslušné stavby. To lze ale velmi snadno u lehké stavební konstrukce eliminovat zvýšením jejího tepelného odporu, respektive snížením součinitele prostupu tepla konstrukcí. To nejdůležitější je využít teplo, respektive sluneční energii i ve slunných zimních dnech. K tomu ale bohatě postačí vnitřní konstrukce, které jsou schopny tuto energii akumulovat. Navíc naakumulovaná energie ze solárních zisků do vnitřních konstrukcí je prakticky bezezbytku předána s časovým posuvem zpět do vnitřního prostředí. Energie naakumulovaná do obvodových stěn je vždy ve větší míře odvedena ve směru většího teplotního spádu, tedy ven z objektu. Předhánět se ale pouze v navrhování a realizaci staveb s nízkou potřebou energie na jejich provoz způsobem "ať to stojí co to stojí" by bylo krátkozraké a neřeší to problém stavebnictví z hlediska udržitelného rozvoje.
Je obecně známo, že těžba jakýchkoliv surovin je vždy doprovázena poškozováním nebo i devastací přírody a životního prostředí. Dobře a šetrně prováděná těžba dřeva je naopak nutnou podmínkou pro dobrý zdravotní stav lesa. To, že použití dřeva ve stavebních konstrukcích má příznivý dopad na potřebu energie na těžbu a výrobu stavebních hmot a konstrukcí, je zřejmé i z porovnání třípodlažních bytových domů o podlahové ploše 654 m2, uvedeného ve Stavební knize 2002.
Energetická spotřeba na výrobu
(v MWh, vztaženo na 100 m2 podlahové plochy)
| Cihlové stěny, železobetonový strop | 75 MWh | (100 %) |
| Lehký dřevěný skelet | 21,4 MWh | (28,5%) |
Hmotnost konstrukcí
(v t, vztaženo na 100 m2 podlahové plochy)
| Cihlové stěny, železobetonový strop | 113 t | (100 %) |
| Lehký dřevěný skelet | 9,2 t | (8,2 %) |
Pro dopravu všech konstrukcí a komponentů rodinného domku na bázi dřeva na staveniště potřebujeme obvykle dva až tři kamióny. Nutno zde ale připomenout, že tyto kamióny nejsou zdaleka využity co do nosnosti. To má samozřejmě příznivý dopad na spotřebu PHM a životnost jak tahače tak i návěsu. Pro dopravu materiálu na výstavbu rodinného domku na silikátové bázi je potřeba kamiónů 2 až 3 krát větší. I to má své dopady jak na spotřebu energií, tak hlavně na poškozování životního prostředí.
Ve stejné publikaci najdeme další zajímavé srovnání v kapitole "Ekologické hledisko volby stavebních materiálů". Je zde uvedeno porovnání energetické náročnosti, respektive spotřeby energie v kWh na výstavbu bytu o podlahové ploše 100 m2 v členění na hrubou stavbu a dokončovací práce.
| Hrubá stavba | Dokončovací práce | |
| Keramické cihly/bloky | 151.757 kWh | 40.388 kWh |
| Porobeton | 123.219 kWh | 32.263 kWh |
| Dřevo (montovaný skelet) | 98.336 kWh | 28.670 kWh |
Podobné hodnocení celkové energetické náročnosti na výrobu stavebních prvků a na výstavbu různých druhů masivních stěn a lehké obvodové stěnové konstrukce na bázi dřeva najdeme i v publikaci "Nízkoenergetický ekologický dům" (Ing. arch. Eugen Nagy).
| Obvod. stěna |
Konstrukční skladba stěny |
Tloušťka stěny bez omítky (cm) |
Součinitel prostupu tepla (W/m2.K) |
Celková energetická náročnost (kWh) |
| Masivní | 35 30 38 |
0,45 0,44 0,45 |
120-170 140-180 200-250 |
|
| Lehká | Dřevěný rám, celulózová tepelná izolace o tl. 12 cm, opláštění ze sádrokartonových a dřevovláknitých desek, vnější obklad | 24 | 0,35 | 50 |
Z hodnot uvedených v tabulce je zřejmé, že celková bilance spotřeby energie vychází nejvýhodněji pro lehké stěnové systémy na bázi dřeva. Jejich energetická náročnost z hlediska výroby a výstavby je 2,5 až 5 krát nižší v porovnání s masivními konstrukcemi, což má i svou pozitivní odezvu z ekologického hlediska. Při zabezpečení dnes požadovaných hodnot součinitelů prostupu tepla se budou tyto "energetické nůžky" ještě více rozevírat.