Reklama

Použití nepálené hlíny pro zlepšení tepelné a vlhkostní stability obytných budov

Ing. Jan Müller, Ph.D., VUT v Brně, Fakulta stavební, Ústav pozemního stavitelství

Z mnoha zdrojů, počínaje historickými zkušenostmi přes řemeslníky pracující s hlínou až po vědecké práce z oboru přírodního stavitelství, je známo, že hlína dokáže efektivně pracovat s vlhkostí. V minulosti byla tato vlastnost ne vždy považována za výhodnou. Stále se traduje, že v hliněných domech je chladno a vlhko, a mnoho lidí má s tím spojený růst plísní a nezdravé prostředí obecně. V dnešních moderních domech bojujeme často s přesným opakem. V zimním období nás trápí suchý vzduch a v letním období bez klimatizace vysoká teplota ve dne a často i v noci. Přitom by často stačilo spojit moderní postupy a znalosti s historicky prověřenými hliněnými materiály, aby se zlepšilo vnitřní mikroklima.

Reklama

1. Úvod

Z mnoha zdrojů, počínaje historickými zkušenostmi, přes řemeslníky pracující s hlínou až po vědecké práce týkající se použití přírodních materiálů ve stavebnictví, je známo, že hlína dokáže vyrovnávat vlhkost vnitřního vzduchu. V minulosti byla tato vlastnost ne vždy považována za výhodnou. Stále se traduje, že v hliněných domech je chladno a vlhko a mnoho lidí má s tím spojený růst plísní a nezdravé prostředí obecně. Tento názor souvisí pravděpodobně s nedokonalou či chybějící izolací proti zemní vlhkosti, terénními změnami v okolí domu, které zvýší množství vody absorbované konstrukcí a často také s nedostatečným větráním. V dnešních moderních domech bojujeme často s přesným opakem. V zimním období nás trápí suchý vzduch a v letním období bez klimatizace vysoká teplota ve dne a často i v noci. Přitom by často stačilo spojit moderní postupy a znalosti s historicky prověřenými hliněnými materiály, aby se zlepšilo vnitřní mikroklima. [1]

2. Obvodové konstrukce u dřevostaveb a obytných podkroví

Dřevostavby i obytná podkroví, postavené v minulosti i v době nedávné, mívají často jeden velký problém, a to je netěsná obálka budovy. Zde je třeba upozornit, že netěsná obálka budovy, skrze kterou dochází k nadměrné infiltraci venkovního vzduchu, a tzv. difúzně otevřená koncepce obvodového pláště, jsou rozdílné pojmy. Obvodové konstrukce domu mohou vykazovat nízký difúzní odpor, přičemž jsou zároveň těsné proti infiltraci venkovního vzduchu. Netěsná obálka nejen že způsobuje nechtěné tepelné ztráty i zisky, ale zejména v zimě způsobuje i výrazné ztráty vody ze vzduchu v interiéru, čímž nejen že dochází k nepříznivé změně vnitřního mikroklimatu, ale v extrémním případě může dojít i k degradaci materiálů obvodové stěny vlivem kondenzace této vody uvnitř konstrukce.

2.1 Skladba lehkého obvodového pláště u dřevostaveb a obytných podkroví

Typická skladba dřevostavby či obytného podkroví začíná ze strany interiéru obvykle sádrokartonovou deskou, pod kterou se přímo nachází foliová parozábrana, pokud je vůbec provedena. Parozábrana je v těchto případech perforována kotevními vruty sádrokartonu, či nešetrnou elektroinstalací, což má za následek výrazné snížení jejího difúzního odporu. To, že se v této konstrukci nevyskytuje neustále několik litrů zkondenzované vody, je často jen z důvodu fungování vnitřních prostor objektu. Pokud zde lidé jen přespávají, nemají žádné pokojové rostliny a nesuší zde prádlo, je produkce vodní páry natolik malá, že i ta trocha zkondenzovaná v konstrukci se stihne vypařit dříve, než napáchá nějakou škodu. Problémy tak nastávají jen v případech, kdy má rodina například malé děti a produkce vlhkosti je zvýšená. Jelikož těchto případů asi není mnoho, není žádný tlak na stavební firmy a projektanty ohledně jejich řešení. Dům je postaven, děti za pár let vyrostou, není potřeba tolik prát, problém se v podstatě vyřeší sám. Bohužel tomu tak není. Spát v prostředí s příliš nízkou vlhkostí vzduchu není zdravé pro člověka v žádném věku.

2.2 Akumulační stěny uvnitř objektů dřevostaveb a obytných podkroví

Dalším problémem zmiňovaných staveb je také tepelná stabilita místnosti. V zimním období ji dnes už nepovažujeme za problém, při dostatečném zateplení není problém ji zajistit. Horší je to v létě, kdy teplota přes den výrazně stoupá a pokud v místnosti není žádná konstrukce, která by si dokázala udržet nižší teplotu, je v místnosti pocitově nepříjemně. Tato akumulační konstrukce chybí zejména ve dřevostavbách a obytných podkrovích, kdy kvůli rychlosti jejich výstavby prostě není čas tuto konstrukci provést. Pokud projektant neví o tomto riziku, stavební firma většinou toto neřeší a stavebník tak v létě pravidelně trpí, dokud si nepořídí energeticky náročnou klimatizaci. Pak trpí dále, neboť proudící studený vzduch mu způsobí bolesti zad, nachlazení a další možné komplikace.

Mohlo by vás zajímat:
"Zejména v zimě cítíme, že dýcháme suchý vzduch, protože se více topí a i větráním se vzduch vysušuje. A právě tomu můžeme předcházet použitím materiálů, jako je hlína. Přestože má hlína výborné vlastnosti, na tento materiál se trošku zapomíná. Pokud srovnáme cihly pálené s nepálenými stejné tloušťky, tak cihly nepálené mají lepší zvukově izolační vlastnosti a hlavně dokáží pozitivně ovlivňovat vlhkostní mikroklima. Hlína dokáže do sebe absorbovat vlhkost a když máme v interiéru suchý vzduch, tak ji zase uvolňuje, aby vlhkost byla ideální a my se cítili příjemně,“ říká Ing. Pavel Heinrich, produktový manažer společnosti HELUZ. Příklad realizace si přečtěte ve článku na TZB-info.

3. Řešení pomocí hlíny

Pro řešení problémů uvedených výše existuje více možností. Tento článek si klade za cíl představit řešení s pomocí konstrukcí z nepálené hlíny zejména z těchto důvodů:

ekologičnost – hlína je přírodní materiál s nízkými náklady na přípravu. V ideálním případě je k dispozici na zahradě za domem, případně se dají koupit připravené směsi hliněných omítek nebo nepálené cihly. I tyto však mají nižší ekologický dopad než jiná podobná řešení (pálené cihly, sádrokarton a podobně).
finanční náklady – cena materiálu je vždy jen část ceny výsledného díla a to částí nikoliv největší. Konstrukce z hlíny mají tu výhodu, že si je při troše šikovnosti a určitých znalostech člověk dokáže provést i sám, případně s partou zručných kamarádů. Na rozdíl od moderních materiálů vám hlína odpustí i některé technologické chyby, případně je snadnější tyto chyby napravit později. Každý, kdo někdy s hlínou pracoval, také jistě potvrdí, že práce s hlínou je příjemná a zdraví neškodná.
pocity – když člověk přijde do místnosti, kde je použita hlína, na vlastní kůži zažije pocit, že je tu něco jinak. Lidé se zde často cítí příjemněji. Ať už je to v důsledku barevnosti, kdy hliněné stěny bývají zřídkakdy bílé, ale spíše v jemných odstínech teplých přírodních barev, nebo v důsledku zaoblených tvarů, kdy práce s hlínou přímo vybízí k vytváření zaoblených ostění nebo výtvarných reliéfních prvků v plochách stěn, pocitově je pobyt v hliněném interiéru vždy zážitkem.

3.1 Těsná obálka budovy

Z hlediska těsnosti obvodových stěn budovy je z dlouhodobého hlediska vhodnější spoléhat na pevnější a trvanlivější materiály než plastovou fólii slepenou pomocí samolepící pásky. I výsledky mnoha blower-door testů vyházejí v souladu s tímto názorem, dřevostavby s fóliovou parozábranou často nesplňují požadavky normy ČSN EN ISO 9972 [2], obdobné stavby s použitím OSB desek jsou na tom o poznání lépe. Pokud se s tím počítá již ve fázi návrhu, není problém vytvořit následně povrch z 2 až 3 cm tlusté hliněné omítky, která kromě dalšího zvýšení vzduchotěsnosti stěny dokáže vyrovnávat vlhkost vnitřního vzduchu.

3.2 Akumulace tepla a vody

Těžké akumulační stěny se v současné době jeví jako vhodné řešení pro tepelnou stabilitu interiérů v letním období, pokud chceme energeticky nenáročné řešení. Konkrétní zlepšení tepelné stability interiéru závisí na mnoha proměnných (orientace ke světovým stranám, oslunění interiéru, barvy povrchů atd.), takže nelze obecně doporučit univerzální řešení. Každopádně, pokud to statické řešení umožní, je vhodné umístit do interiéru konstrukci, která dokáže zabezpečit určitou tepelnou setrvačnost a zabránit rychlému přehřívání interiéru v létě, zejména odpoledne. Návrh stěny z nepálené hlíny má oproti současným konvenčním řešením tu výhodu, že dokáže zvýšit i vlhkostní stabilitu místnosti, zejména pak v zimním období, kdy v důsledku větrání dochází často k výraznému poklesu relativní vlhkosti vzduchu a s tím spojeným zdravotním problémům.

Příklad takového interiéru je například znázorněn na grafu 1, který zobrazuje průběh teplot a relativní vlhkosti vzduchu naměřený v ložnici umístěné v podkroví rodinného domu. Relativní vlhkost vzduchu se pohybuje výrazně pod doporučovaným rozsahem 40 až 60 % a spánek v takové místnosti musí být nepříjemný. V tomto konkrétním případě je na vině kromě pravděpodobně netěsné obálky budovy i zvolený způsob vytápění pomocí časového spínače, a nikoliv teplotního čidla.

Naproti tomu graf 2 zobrazuje stejné průběhy pro ložnici v dřevostavbě s použitím 3 cm tlustých hliněných omítek. Vlhkost vzduchu se pohybuje v optimálních hodnotách, přičemž krátkodobé výrazné poklesy vlhkosti jsou vždy rychle srovnány díky reakci hliněné omítky na pokles vlhkosti v interiéru. Situaci napomáhá také to, že teplota je zde řízena teplotním čidlem a není nastavena na příliš vysokou hodnotu.

Graf 1a: Průběh teplot vzduchu v ložnici v podkroví RD v Otrokovicích – skladby konstrukcí s použitím sádrokartonu a nefunkční parozábranou [1]

Graf 1b: Průběh relativních vlhkostí vzduchu v ložnici v podkroví RD v Otrokovicích – skladby konstrukcí s použitím sádrokartonu a nefunkční parozábranou [1]

Graf 1: Průběh teplot vzduchu (nahoře) a relativních vlhkostí vzduchu (dole) v ložnici v podkroví RD v Otrokovicích – skladby konstrukcí s použitím sádrokartonu a nefunkční parozábranou [1]

Graf 2a: Průběh teplot vzduchu v ložnici RD v Bílovicích – skladby konstrukcí s použitím hliněných omítek v interiéru [1]

Graf b2: Průběh relativních vlhkostí vzduchu v ložnici RD v Bílovicích – skladby konstrukcí s použitím hliněných omítek v interiéru [1]

Graf 2: Průběh teplot vzduchu (nahoře) a relativních vlhkostí vzduchu (dole) v ložnici RD v Bílovicích – skladby konstrukcí s použitím hliněných omítek v interiéru [1]

Aby hliněná akumulační stěna byla schopna vyrovnat nejen teplotu, ale i vlhkost, potřebuje také správné chování obyvatel daného prostoru. Sebelepší akumulace vody přestává fungovat, pokud nemá co akumulovat, pokud se stěna nemá jak vodou „nabít“. Jak konkrétně zvýšit stěně vlhkost by vydalo na samostatný článek. Někdy stačí, když se v místnosti pohybuje několik fyzicky aktivních osob, pomůžou určitě pokojové rostliny, pokud se nejedná o sukulenty, akvárium je také výrazný zdroj vlhkosti a pokud mají obyvatelé vodní fontánku kvůli záporným iontům ve vzduchu, dokáže tato výrazně dotovat vlhkostí i hliněnou konstrukci. Jako většina přírodních metod, vyžaduje i toto od uživatele domu určité zacvičení a experimentování, které ale ve výsledku přinese vnitřní prostředí s optimálnějšími mikroklimatickými vlastnostmi.

4. Závěr

Pokud je stavebník odhodlaný řešit problém vnitřního mikroklimatu přírodní cestou bez použití energeticky náročných způsobů, je hlína rozhodně vhodným řešením. Nelze bohužel říct, že je řešením univerzálním. Ne vždy je možno konstrukci přitížit pro použití těžké akumulační stěny, ne vždy je také možno utěsnit obálku budovy, aby se zabránilo výraznému snížení vlhkosti vzduchu skrze ni. Když se ale řešení najde, odměnou bude stavebníkovi nejen zdravé vnitřní prostředí, ale i krásný netradiční interiér v příjemných barvách.

Literatura

MÜLLER, Jan. Vliv obkladových panelů z nepálené hlíny na tepelně-vlhkostní mikroklima podkroví: disertační práce, Brno, 2011. 120 s. Vysoké učení technické v Brně, Fakulta stavební. Vedoucí disertační práce Ing. Milan Ostrý, Ph.D.
ČSN EN ISO 9972 Tepelné chování budov – Stanovení průvzdušnosti budov – Tlaková metoda, 2017, Úřad pro technickou normalizaci, metrologii a státní zkušebnictví

English Synopsis

Use of Clay for Improving Thermal and Moisture Stability of Indoor Climate in Residential Houses

A lot of family houses from recent history have problems with low air humidity in winter. Earth materials, such as earth plaster or wall made of earth bricks, can be the right solution for ecologically-minded builders who prefer low energy consumption solutions for thermal and humidity stability issues of indoor climate. Yet, this solution still requires some proactive behaviour from its users.