Přírodní materiály - obnovitelné zdroje surovin (I)

Životní prostředí a jeho ochrana nabývají ve stavebnictví na významu, i když zatím převážně pouze ve smyslu hledání nových zdrojů energie a šetření energiemi během užívání stavby. Pojmy jako svázaná (též šedá, zabudovaná...) energie do výrobků během jejich výroby a provádění, životní cyklus budov apod. si pomalu razí cestu mezi zainteresované. Ekonomika státu na ně však dosud není nastavená, proto nejsou vnímány odbornou veřejností příliš vážně.

Hlína, dřevo a kámen - až donedávna jediné materiály pro výstavbu domů. Člověk v nich žil po tisíciletí bez újmy na zdraví. S příchodem moderních stavebních materiálů, které přinesly především lepší mechanické vlastnosti, bylo možno stavět budovy vyšší při zachování nebo dokonce snížení tloušťky stěn. Reklamní akce vykonaly své natolik, že i drobné stavby, jako např. rodinné domy, se dnes staví z železobetonu bez ohledu na to, že jeho mechanické vlastnosti zůstanou nevyužity, zatímco ostatní je třeba tlumit. Dnešní zedník nedokáže pracovat např. s hliněnou maltou, pod pojmem vápenná malta rozumí maltu, do které je mimo vápna třeba přidat řádný přídavek cementu, aby "držela". Energetické vstupy na výrobu cementu jsou vysoké, v jeho ceně se to však neodráží.

Přednosti přírodních materiálů proti moderním, vyráběným uměle, jsou:

• nepatrné množství energie nutné při jejich zpracování a při provádění stavby
• nižší náklady na dopravu v případě užití místních materiálů
• příznivé působení na zdraví člověka
• snadný návrat do přírody po dožití stavby, snadná, nenáročná recyklace.

ZDRAVOTNÍ HLEDISKA

Moderní stavební materiály užívané v posledních sto letech sebou přinesly mimo technické vlastnosti výhodné pro spolehlivost stavby a její odolnost proti různým vlivům také některá negativa v podobě uvolňování škodlivin do vnitřního, příp. i do vnějšího prostředí, kde poškozují zdraví člověka. Kvalita vnitřního prostředí budov nabývá na významu zvláště v posledních letech, kdy se ze statistik dozvídáme, že člověk v interiéru budov tráví v průměru 90% celkové doby, na straně druhé přibývá nemocí, jejichž příčiny se postupně zjišťují jako následek vlivů způsobených právě budovami, a to v různých podobách. Znečištění vzduchu v interiéru se stalo natolik vysoké, že kvalitě vzduchu ve vnitřním prostředí budov je v posledním desetiletí věnovaná zvýšená pozornost. Zkoumání negativních vlivů se ubírá několika směry.

"Indoor Air Polution" (IAP) se zabývá negativním působením škodlivin z hlediska fyzikálního, chemického i biologického.

"Sick Building Syndrome" (SBS) - syndromem nemocných budov se nazývá negativní ovlivnění zdraví člověka v budovách, jehož původ a souvislost s budovou zatím nedokážeme prokázat.

"Building Related Illness" (BRI) jsou choroby, které mají prokazatelně původ v samotné budově.

Škodliviny pocházející ze stavebních materiálů je možno rozdělit do několika základních skupin:

1. radioaktivní materiály a plyny (např. radon)
2. vláknité částečky (např. azbestové, minerální nebo skleněná vlákna)
3. prchavé organické sloučeniny (např. rozpouštědla a ředidla)
4. monomery umělých živic (např. formaldehyd)
5. přídavky do plastů (např. změkčovadla)
6. vybavení interiérů (podlahové krytiny a další)
7. zdroje vlhkosti v konstrukcích (plísně)
8. další.

Je to právě kvalita vnitřního prostředí, kterou spoluvytvářejí materiály užité ve stavbě i v jejím interiéru. Řada vlastností nových stavebních materiálů je zcela neznámých a upozorní na ně teprve zdravotní potíže uživatelů, jako dráždění dýchacích cest a očních spojivek, bolesti hlavy, kožní choroby, podrážděnost, poruchy koncentrace atd. Příčina těchto zdravotních poruch není známá a teprve při hromadných zdravotních problémech se začíná pátrat po příčinách a způsobech léčení a také prevence těchto onemocnění, která spočívá především v odstranění škodlivých vlivů z okolí člověka. Ze zkušeností je však známo, že včasné varování se často bagatelizuje a dotyčná osoba se stává někdy i předmětem výsměchu, protože řada negativních vlivů je současnými přístroji obtížně měřitelná a tudíž i prokazatelná. Jak tedy předcházet škodlivému vlivu vnitřního prostředí? Za prvé je ho třeba exaktně určit. Při veškeré pečlivosti nelze zjistit takové škodliviny, o jejichž existenci nevíme. Je zcela pravděpodobné, že v budoucnosti budeme zjišťovat další negativní vlivy nově vyvíjených staviv.

Jedním z fyzikálních parametrů interiéru (i exteriéru) - na který je během historického vývoje adaptován lidský organismus - je přirozené geomagnetické pole nabývající v naší zeměpisné šířce hodnotu přibližně 50 μT (mikro tesla) = 50 . 10^-6 T. V budovách s ocelovým skeletem je přirozené geomagnetické pole deformované až o cca 60-70 % vzhledem ke své původní hodnotě, zatímco nejméně je jeho průběh porušen ve stavbách z přírodních matriálů (dřevěné stavby, hliněné stavby, po případě klasické cihlové stavby) s minimálním železným / ocelovým / vybavením interiéru.

Které stavební materiály lze považovat za bezpečné z hlediska zdraví člověka? Především takové, kterými je člověk obklopen po celou dobu svého vývoje a na něž se lidský organizmus dokonale adaptoval. Přírodní materiály, jako je dřevo, kámen, hlína, části rostlin, srst, vlna apod., bez chemických aditiv, která v nevhodném složení mohou negovat pozitiva těchto materiálů. V zahraničí vznikají a jsou užívané technologie výstavby dřevostaveb bez použití spojovacích kovových prvků (hřebíky, vruty, hmoždíky, ocelové desky s prolisovanými trny atd.). Jedná se vlastně o novodobé varianty technologií užívaných našimi předky (tesařské spoje, dřevěné kolíky apod.).

V poslední době se připisuje značný význam pozitivním vlastnostem hliněných omítek v interiéru budov, které dokáží přijmout velice rychle vysoký obsah vzdušné vlhkosti a po pominutí příčiny uvolňování vlhkosti do ovzduší (např. z koupelny, z kuchyně, aj.) jsou schopny vodní páru postupně uvolňovat znovu do vnitřního prostředí. Pohlcují zápachy. Tímto svým chováním zabezpečují relativně stálé teplotně-vlhkostní mikroklima ve vnitřním prostoru, což příznivě působí na zdraví člověka a omezuje nemoci z nachlazení.

HISTORICKÁ ZÁSTAVBA Z NEPÁLENÉ HLÍNY

Jílové minerály, jejich schopnost změny (přijímání vody, výměna kationů) položily základ ke vzniku života na zemi. Nepálená hlína jako stavební materiál se užívala pro výstavbu masivních hliněných stěn prakticky na celém světě, a to v několika základních technologiích, které se místně obměňovaly, měly různé názvy, v podstatě se však jedná o několik základních principů vytváření konstrukcí. Jsou to:

• hloubení staveb do hlíny (v některých zemích pro vytvoření obytných staveb, v našich zemích pro sklepy, v moderní podobě domy kryté zemí...)
• výstavba masivních stěn monolitických (technologie stěn nakládaných, dusaných aj.)
• výstavba masivních stěn zděných (z hliněných tvarovek, jako války, vepřovice, atd.)
• kombinace hlíny se dřevem (omazávky roubených domů, proutěné výplně hrázděných stěn, válečky omotávané slámou s hliněnou kaší apod.).

Životnost hliněných staveb přesahuje století, pokud je stavba trvale chráněna proti vodě. U nás představuje stáří dochované hliněné zástavby 100 až 400 let, výjimečně i více. Hliněné stavby z prehistorických dob se dochovaly pouze v zemích se suchým podnebím, kde nepodlehly destruktivním účinkům vody, která představuje pro hliněné stavby největšího nepřítele, jak ostatně ukázaly i povodně na přelomu tisíciletí. Při archeologických průzkumech lze někdy jen s obtížemi rozeznat, co je zemní prostředí a co je pozůstatek hliněného zdiva, a proto naše znalosti o nejstarších stavbách z nepálené hlíny jsou čerpány především z dochovaných písemných zpráv.

Vitruvius ve svých Deseti knihách o architektuře vysoko hodnotí trvanlivost hliněného zdiva a cení ho nad stavby z kamene, které ač "je na pohled ladné a vkusné, nemůže při dlouhém trvání nebýti na spadnutí. Proto odhadci při odhadu společných zdí neoceňují jich na tolik, zač byly postaveny,... vydávají posudek, že stěny nemohou vydržet déle než 80 let. Při zdích z nepálených cihel se však nesráží nic, pokud ještě stojí rovně, nýbrž oceňují se vždy natolik, zač byly kdysi postaveny". Jinde čteme: "V některých městech je tedy možno viděti jak budovy veřejné, tak i soukromé domy, ba i královské paláce... v Halikarnassu palác přemocného krále Mausola, který má sice všechno vyzdobeno prokonneským mramorem, stěny má však zbudované z nepálených cihel, které až dodnes jeví znamenitou pevnost a jsou omítkovými pracemi tak vyhlazeny, že se zdá, jako by měly průhlednost skla. Přitom tento král to nedělal z nedostatku..."

U nás je užití nepálené hlíny jako hlavního stavebního materiálu, stejně jako v západní Evropě, zmiňováno ve 13. až 14. století. K oživení masivních hliněných konstrukcí došlo v evropských zemích na přelomu 16. a 17. století, tedy v době, kdy mohutné požáry v oblastech s převládajícími tradičními dřevěnými konstrukcemi ničily celé vesnice a města. Hliněné stavby odolné proti ohni nacházely široké uplatnění a ocenění v nízkopodlažní zástavbě nejen na vesnicích, ale i ve městech (klasicistní patrové domy ve Slavkově, Uherském Ostrohu), dřevěná srubová stavení byla opatřována silnou hliněnou omazávkou (obr. 1).

Obr.1 - Roubený dům v Rymicích se silnou omazávkou při bourání. Tzv. ježkování - systém dřevěných kolíků - sloužil k dobrému spojení dřevěné konstrukce se silnou vrstvou hliněného materiálu.

Obr. 2 - Plán hliněného domu pro stavební povolení

Ve druhé polovině 18. století byla vydána dvorní a guberniální nařízení, které měla napravit vady a nedostatky způsobené přílišnou stavební volností, dosud omezenou pouze ohledy požární bezpečnosti a ohledy sousedskými.

Protipožární a stavební nařízení dala základ k vytvoření pozdějších stavebních řádů. Tzv. Ohňový patent císařovny Marie Terezie z roku 1751 přikazuje, aby kuchyně a komíny byly zděné a aby každá chalupa měla do roka zděný komín. Pravděpodobně více než kontroly jednotlivých bodů tohoto patentu napomohl jeho uskutečnění nedostatek stavebního dříví, když vrchnost odpírala poddaným právo brát stavební dříví z panských lesů.

Pro stavitelství bylo rovněž důležité rozhodnutí o zavedení číslování domů vydané v roce 1770, kdy bylo také nařízeno, aby každý obyvatel měl své stálé jméno a příjmení. Dvorní dekret ze dne 5. března 1787 nařizuje mimo jiné zkoušení stavebních plánů, dvorní dekret z roku 1819 přiznával poddaným právo vyrábět na svých pozemcích cihly pro vlastní potřebu i na prodej. Rozšíření hliněných konstrukcí v tradičních hliněných regionech jižní Moravy v prvních desetiletích 19. století zachycují mapy stabilního katastru. V roce 1833 byl vydán první stavební řád, který stanoví veškeré podmínky stavby od podání žádosti s plánem přes úřední povolení až k realizaci a kolaudaci.

Kótování plánů se v letech 1765 až 1876 provádělo s dolnorakouskou soustavou měr. 1 vídeňský sáh (Klafter, 1° = 1,89648 m) měl 6 stop; 1 stopa (Schuh, 1' = 0,31608 m) byla rovna 12 palcům; 1 palec (Zoll, 1∀ = 0,02634 m). Na příklad kóta 1°-0'-6∀ označující na obrázku 1 výšku 2. NP, tj. výšku sýpky, tedy znamenala světlou výšku místnosti 2,055 m. Teprve po roce 1876 byla zavedena dnešní metrická soustava.

S vydáním nařízení byl zároveň zesílen dozor na stavby, aby toto ustanovení bylo uvedeno v život. Konstrukční pravidla obsažená ve stavebních řádech a dalších nařízeních znamenala zvýšení bezpečnosti a životnosti staveb. Po roce 1864 byla působnost u soukromých staveb odebrána okresním hejtmanstvím a převedena na obce. V té době nastoupil na místo všech dosavadních předpisů stavební řád pro Království České vydaný dne 11. 5. 1864, v němž jsou mimo jiné uvedeny podmínky pro konstrukce staveb.

Hlava IV - o stavbách mimo Prahu:

§63.: Průčelí, kterýmž dům jest k ulici neb k náměstí obrácen, nemá býti na odpor krasochuti, zapovídá se je potírati barvami příliš světlými a křiklavými.

§ 64.: Je-li dům ve způsobu takovém, že by se mohl sesouti, má úřad bez průtahů náležitá opatření učiniti, aby se všeliké nebezpečenství odvarovalo.

§75.: V menších osadách, zvláště v krajinách, kde není vápna a kde by se muselo příliš draho kupovati, může k stavbám za spojidlo užito býti hlíny. Dovoleno také, aby stavební obytná uvnitř z vepřovic byla udělána a stavení hospodářská vůbec aby z nich byla vystavěna. Také povoleno v chudších krajinách, aby nová obydlí ve vesnicích stavěna byla z vepřovic, ale tak, aby se ze základu na tři střevíce vyhnala zeď a na vodorovnou výšku té zdi aby se teprvé stavělo z vepřovic. Také se dovoluje užíti příček aneb stěn přepažovacích k oddělení vnitřních prostranství ve stavení, ač nejsou-li příčky takové postaveny na blízku kamen, komínů nebo ohnišť tak, že by se tím porušila nařízení o bezpečnosti před ohněm vydaná.

§79.: Když se zřizují nová stavení mimo Prahu, byť i byla k povolení úřednímu z dřeva roubená, buďtež dřeva krytební příhodně oddělena ode dřev stropových, a budiž na to naléháno, aby půda (podstřeší) v nových a v starších staveních byla dlaždicemi vydlažena, aneb lepenicí z hlíny zvýší 4 palců dobře olepena. Stavení, která se mají dle toho, jak bylo nařízeno, i mimo Prahu stavěti ze staviva nespalného, mají býti vůbec také opatřena střechou před ohněm bezpečnou.

Stavební řád pro Království České ze dne 8. 1. 1889 v části V o provádění staveb v obcích za podmínek ulehčujících uvádí:

§105: ...Budovy přízemkové, které zaplavením nejsou ohroženy, mohou býti zřizovány také z cihel nepálených (z vepřovic), v případu tom však třeba, aby základní zdi vyhnány byly až do výše 45 cm nad povrch půdy, aby pak nárožní pilíře i s mezipilíři, jichž by bylo zapotřebí, až po krov zřídily se z kamene nebo z cihel pálených. V krajinách, kde dobrého kamene k stavbám nebo dobré látky k cihlám páleným nebo vepřovicím není, nebo kde by takové stavivo zdaleka přivážeti a proto příliš draze platiti se musilo, nebo konečně, kde stavba dřevěná dá se omluviti poměry podnebí nebo způsobem provozované živnosti, mohou se budovy obytné a hospodářské stavěti ze dřeva, stavení taková buďte však pro větší trvanlivost stavěna na podezdívku, která alespoň 60 cm na povrch země vynikati má.

§106: ... u střech šindelových, prkenných a slaměných ... dlužno však, aby v budovách takových komíny a topeniště byly řádně stavěny z cihel nebo z kamene, aby půdy položily se vrstvou rumu 8 cm vysokou a nad ní lepenicí 6 cm tlustou nebo dlaždicemi z cihel...

LITERATURA:

ŽABIČKOVÁ, I. Hliněné stavby. Brno ERA 21, 2002.
ČERMÁKOVÁ, E., ŽABIČKOVÁ, I. Stavby z přírodních materiálů, versus ocelové konstrukce. ERA 21, 2005, roč. 2005, č. 6.