Dřevostavba nebo cihlový dům? Výsledky studie vlivu na životní prostředí

Nezávislá studie zpracovaná na VŠCHT Praha srovnává dva tvarově a rozměrově téměř shodné domy. Prvním je typová dřevostavba, z níž je pak odvozen cihlový dům: Ten se liší jen „těžkým“ obvodovým zdivem z cihel Family 2in1 a tradičními materiály pro jeho dokončení. Cílem bylo se blíže odborně podívat , který z domů je šetrnější k životnímu prostředí.

Zadavatel studie byl Cihlářský svaz Čech a Moravy (CSČM), jejími zpracovateli a autory Doc. Ing. Vladimír Kočí, PhD., MBA a Bc. Juraj Petrík z Vysoké školy chemicko-technologické v Praze. Volba „nestavebního” odborného pracoviště byla vhodná, a to zejména pro jeho věcnou i vztahovou nestrannost.

Podklady pro dřevostavbu byly laskavě poskytnuty Ing. Jitkou Beránkovou, Ph.D., ředitelkou Výzkumného a vývojového ústavu dřevařského, Praha, s.p. Jednalo se o rodinný dům KUBIS 631/25°+1M, jehož dokumentaci vypracovala Ing. Eva Navarová, autorizovanými inženýry byly Ing. Zdeněk Chromý a Ing. David Ondra. Zpracovatel projektu byla společnost RD Rýmařov.

Data týkající se cihlového domu byla poskytnuta zadavatelem studie. Na základě dokumentace k dřevostavbě byla zpracována souhrnná technická zpráva a dokumentace pro provedení stavby pro dům dispozičně i provozními parametry odpovídající výše uvedené dřevostavbě. Zpracovatelem technické dokumentace byl ateliér Blackback, s.r.o., autorem projektu byli Ing. Lukáš Pojar a Ing. Josef Baloušek.

Doplňme ještě, že tepelněizolační cihelné zdivo Family 2in1, ze kterého byl referenční cihlový dům navržen, má ve svých dutinách tepelnou izolaci – pěnový polystyrén. A to v takové míře, že obvodové zdivo z těchto cihel již nezateplujeme. Přesto docílíme stejného nebo lepšího izolačního efektu, než u dřevostavby nebo běžné cihlové stavby, obalené vrstvou tepelné izolace.

Metodika

Základním zadáním pro environmentámní hodnocení obou domů byl postup „Cradle to Grave”, tedy od kolébky do hrobu, který započítává všechny fáze života domu: jeho výstavbu, užívání, likvidaci a s tím vším související dopravu. Toto hodnocení celého životního cyklu budov – LCA (Life Cycle Assesement) zahrnovalo celkem 11 indikátorů. Doplňme ještě, že u obou domů se uvažovala stejná životnost 50 let. To je blízké realitě u dřevostavby, cihlová stavba se běžně „dožívá” sta i více let.

Tab.: Vliv na životní prostředí – dřevostavba
FázeStavbaDemoliceDopravaProvozCelkem
Úbytek nerostných surovin [kg Sb ekv.]1,39-0,10,000,081,29
Úbytek fosilních surovin [MJ]447 000-115 0005 5203 790 000337 520
Acidifikace [kg SO2 ekv.]112,00-49,900,951 020,0063,05
Eutrofizace [kg PO4 2– ekv]12,600,270,2394,2013,1
Sladkovodní ekotoxicita [kg DCB ekv.]416-22,702,19497395,49
Globální oteplování (100 let) [kg CO2 ekv.]13 40014 100400382 00027 900
Globální oteplování (100 let), nezapočtený biogenní uhlík [kg CO2 ekv.]34 200-7 200403383 00027 403
Humánní toxicita [kg DCB ekv.]22 600-1 080811 90021 528
Úbytek stratosférického ozonu [kg R11 ekv.]0,000275-0,0008600,0000000,000001-0,000585
Vznik fotooxidantů [kg C2H4 ekv.]12,10-2,88-0,3180,908,91
Půdní ekotoxicita [kg DCB ekv.]205,0043,400,66233,00249,06
Tab. 1: Výsledky indikátorů kategorií dopadu jednotlivých fází životního cyklu dřevostavby. Záporné hodnoty značí environmentální benefit získaný například recyklací odpadů či využitím odpadní energie. Zkratky: Sb – antimon, DCB – dichlorbenzen. Zeleně jsou podbarveny indikátory, v nichž je dřevostavba lepší než cihlový dům.

Energetické vlastnosti budov

Záměna obvodových stěn typové dřevostavby za cihelné stěny byla „nastavena” tak, aby domy měly stejnou podlahovou plochu. Protože vzorová dřevostavba vykazovala průměrný součinitel prostupu tepla budovy Uem = 0,27 W/(m2K), bylo nakonec vybráno obvodové zdivo z produkce tepelněizolačních cihel HELUZ Family 38 2in1, které ve výsledku i s „věncem”, omítkami, fasádou a okny dávalo téměř shodný průměrný součinitel prostupu tepla budovy Uem = 0,26 W/(m2K).

Hlavní závěry studie

Metodou posuzování životního cyklu LCA,” píše se ve studii, „byly porovnány environmentální dopady dvou rodinných domů, z nichž jeden byl dřevostavbou a druhý cihlovou stavbou. Jednalo se o domy svým účelem i dispozicí srovnatelné. Zhodnocení bylo provedeno na základě poskytnuté dokumentace domů a jejich průkazů energetické náročnosti. Následující významná zjištění,” uzavírá tato studie na str. 51, „jsou formulována výhradně na základě výsledků hodnocení dopadů životního cyklu:

Zjištění 1: Rozdíl mezi environmentálními dopady životního cyklu dřevostavby a cihlového domu není významný.

Zjištění 2: Při porovnávání samotné fáze výstavby budov vykazuje cihlový dům o necelých 30 % vyšší uhlíkovou stopu než dřevostavba. S výjimkou sladkovodní toxicity však cihlový dům vykazuje ve všech ostatních oblastech dopadu (úbytek abiotických i fosilních surovin, acidifikace, eutrofizace, humánní toxicita, úbytek stratosférického ozonu, tvorba fotooxidantů, terestrická ekotoxicita) lepších výsledků, než dřevostavba. Když se do porovnání zahrnou i dopady či benefity nakládání s materiály vzniklými z demolice, environmentální dopady obou druhů budov se vyrovnají.

Zjištění 3: Při hodnocení environmentálních dopadů celého životního cyklu porovnávaných budov mají dominantní roli tepelně-izolační vlastnosti obálky budov. Celkové výsledky environmentálních dopadů zásadním způsobem (ve většině environmentálních dopadů více než 90 %) ovlivňuje užívání budov (vytápění), nikoliv to, zda je obálka domu cihlová nebo dřevostavba.

V tabulkách Tab. 1Tab. 2 jsou přehledně uvedené výsledky ekologického posouzení obou domů. Zeleně jsou podbarveny indikátory, u kterých bez započtení položky „Provoz” má posuzovaný dům lepší hodnotu.

Tab.: Vliv na životní prostředí – cihlový dům
FázeStavbaDemoliceDopravaProvozCelkem
Úbytek nerostných surovin [kg Sb ekv.]1,05-0,080,000,070,97
Úbytek fosilních surovin [MJ]431 000-27 0007 4403 290 000411 440
Acidifikace [kg SO2 ekv.]98,7-8,411,28890,0091,57
Eutrofizace [kg PO4 2– ekv]12,401,670,3181,9014,38
Sladkovodní ekotoxicita [kg DCB ekv.]486-0,422,95432488,53
Globální oteplování (100 let) [kg CO2 ekv.]26 6007 390540333 00034 530
Globální oteplování (100 let), nezapočtený biogenní uhlík [kg CO2 ekv.]33 800-831543333 00033 512
Humánní toxicita [kg DCB ekv.]20 700-3001110 40020 411
Úbytek stratosférického ozonu [kg R11 ekv.]0,000112-0,0003000,0000000,000001-0,000188
Vznik fotooxidantů [kg C2H4 ekv.]7,34-0,45-0,4270,306,47
Půdní ekotoxicita [kg DCB ekv.]166,0069,300,89202,00236,19
Tab. 2: Výsledky indikátorů kategorií dopadu jednotlivých fází životního cyklu cihlového domu. Záporné hodnoty značí environmentální benefit získaný například recyklací odpadů či využitím odpadní energie. Zkratky: Sb – antimon, DCB – dichlorbenzen. Zeleně jsou podbarveny indikátory, v nichž je cihlový dům lepší, než dřevostavba.

Shrnutí

Bylo zjištěno,” říká zpráva v závěrečném shrnutí, „že environmentální dopady dřevostavby a cihlového domu jsou z pohledu celého životního cyklu srovnatelné.” Z pohledu provozní náročnosti byly výsledky ovlivněny mírně lepší tepelnou izolací obálky cihlové stavby: V běžné praxi ale není problém izolaci dřevostavby dorovnat na úroveň cihlového domu nebo lepší. To ale nelze obecně říct o životnosti dřevostavby. Kdybychom environmentální dopady obou staveb vztáhli na časový úsek 100 let, v němž bychom museli stavět dvě dřevostavby a jednu likvidovat, výsledek by vyzněl více ve prospěch cihlové stavby, jejíž životnost převyšuje 100 let.

Poznámky redakce

Popisovaná studie od autorů Vladimíra Kočího a Juraje Petríka je v českém stavebnictví průlomová. Je třeba také vyzdvihnout roli CSČM, který tuto studii nechal vypracovat u nezávislého vědeckého pracoviště na VŠCHT Praha.

Studie říká, že ekologická zátěž obou typů porovnávaných staveb – dřevostaveb a cihlových staveb, postavených na úrovni současné technologie – je srovnatelná. Četní příznivci tradičního zdění, speciálně pak z cihel, kteří mají vztah k přírodě a její ochraně, tak nemusí řešit ekologická dilemata při výstavbě pro sebe a své blízké.

Studie nezmiňuje přesnost výpočtů, čili rozptyl hodnot, ve kterém se daná veličina pohybuje. Možná tento interval implicite vyplývá z řádu poslední platné číslice. Jestliže lze „ekologickou stopu” cihly relativně přesně určit, stopa výrobků ze dřeva je méně určitá. Už jen těžba dřeva, jeho lesní zpracování a pak doprava surové krácené kulatiny do dřevařského závodu spotřebuje energii, která se dřevo od dřeva a závod od závodu liší i o násobky. Následná výroba fošen, trámů, prken, dýh, laťovek, dřevotřískových a pilinových desek a s tím spojené sušení, napařování, lisování, formátování atd. spotřebuje v přepočtu na kg nebo m3 energii, která se také může závod od závodu podstatně lišit.

V každém případě by explicitní definice intervalu přesnosti ve stanovení jednotlivých indikátorů i celkového ekologického srovnání umožnila mnohem lépe odlišit, v čem je dřevostavba nebo cihlová stavba lepší.

Dřevostavby a cihlové stavby v nulovém provedení

V hypotetickém případě, píší autoři studie v závěru zprávy, že by byly obě budovy provozovány jako nulové domy, tzn. že by na svůj provoz nespotřebovávaly žádnou z vnějšku dodávanou energii, můžeme uvažovat o modelu životního cyklu, který zahrnuje jen výstavbu domu, dopravu a demolici.

To zahrnuje do jisté míry i případ, říká dále zpráva, kdy se v domech vytápí biomasou z místních zdrojů, sesbíranou a zpracovanou nejlépe ručně. Autoři studie tvrdí, že by ke spálení tohoto dřeva došlo tak jako tak a emise CO2 považují ve vztahu k přírodě za vyrovnané.

Pestrost řešení

Příroda nás každý den přesvědčuje, že si navzdory lidským snahám o normalizaci a utahování opasků oblíbila pestrost. Jeden z vůbec nejvíc univerzálních přírodních zákonů v prostoru i čase, zákon o stálém růstu entropie, mimo jiné také říká, že svět má na výběr stále více nových možností a řešení. Jedním z nich jsou nyní i cihlové domy bez zateplení, které přesto velmi dobře izolují teplo a nabízejí celoročně příjemné vnitřní klima.

Rozdíly mezi environmentálními dopady životního cyklu dřevostavby a cihlového domu se ukázaly jako minimální (foto Man As h ep , Shutterstock)

Závěr

Jde o vůbec první studii tohoto druhu v ČR. Studie srovnává ekologické chování dřevostavby a tvarově podobné cihlové stavby z pohledu jejich vlivu na životní prostředí podle metodiky LCA (Life Cycle Assesement). Výsledky říkají, že cihlová stavba je ekologicky stejně šetrná jako dřevostavba, a to v případě, že uvažujeme životnost domu 50 let, což je životnost dřevostavby. Pokud bychom nastavili životní cyklus na 100 let, což je běžná doba života cihlové stavby, výsledky této studie by hovořily více ve prospěch cihlové stavby.

Zamyšlení zadavatele studie

Podívejme se do historie, jaká si lidé stavěli obydlí. Převážně se to odvíjelo od jejich fyzických a majetkových možností, s čímž souvisely i možnosti zpracovat daný materiál. V průběhu historie tak vznikaly různé dřevostavby, kamenné stavby, později cihlové stavby. Nyní betonové a ocelové se skleněným pláštěm. Vše bylo podřízeno tomu, jak se člověk vyvíjel resp. jeho poznání a řemeslné či průmyslově dovednosti. V podmínkách střední Evropy během posledních dvou století dominovaly stavby cihelné a pokud jde o stavby pro bydlení ve městech, pak vícepatrové bytové domy s využitím betonu. Samozřejmě přicházejí nové a nové materiály, jejich možnost použití ve stavbách pro bydlení je prakticky neohraničená.

Tradice u nás v Čechách a na Moravě má své historické kořeny a opodstatnění. Cihlové stavby zde převládají z více jak 85 %. Do hor a čisté nezasažené přírody pak patří dřevostavba se vším všudy, tzn. v podobě srubové stavby. Jde také o tradici architektury a tu bychom měli ctít, dotváří naše myšlení a kulturu.

Žijeme dnes rychle, vše chceme mít hned, a proto se staví i dřevodomy. Je to vývoj, který je dán dobou, ale masívní stavby zůstanou i dalším generacím. Jde o součást naší české a středoevropské kultury. Uvedená studie jasně ukázala jak je to se zátěží ve vztahu k životnímu prostředí. Někdy nám postačí zdravý selský rozum, jindy se musíme „vědecky” přesvědčovat kde je reálná pravda.

1 Zpracováno na základě studie „Posouzení životního cyklu dřevostavby a cihlového domu od autorů Vladimíra Kočího a Juraje Petríka, VŠCHT Praha
Autor: RNDr. Jiří Hejhálek
Foto: Archiv redakce