Dřevostavby 2010 – nové pohledy na udržitelnou výstavbu

Při účasti 36 přednášejících a přes 700 návštěvníků se letošní seminář Dřevostavby ve Volyni přiblížil loňsku, i když rekord tentokrát nepadl. Nápadně však vzrostla úroveň a aktuálnost příspěvků. Některé ukázaly nové konstrukční možnosti výstavby nejen ze dřeva, ale z biomasy obecně. Jiné otevřely diskusi na téma udržitelnosti vývoje založeném na biomase.

Pro vyváženost pohledu na letošní Dřevostavby je nutno doplnit, že většina příspěvků se týkala zkušeností a detailů pro projektování a zhotovování staveb na bázi dřeva, jak ostatně návštěvníci čekali.

Letošní seminář potvrdil další trend. Stále víc lidí považuje za hlavní věcný i marketingový argument pro výběr stavebních materiálů produkci skleníkových plynů, které vznikají od jejich výroby až po likvidaci. Už ani tak nejde o politiky, ale spíš o odborníky z akademické sféry a snad ještě více z průmyslu stavebních hmot. Slova jako „Dřevo je nejdůležitější substance v boji proti 2. termodynamickému zákonu” (Dřevostavby 2009, příspěvek MŽP), letos už nezazněla. Ale myšlence, že snížením emisí CO₂ vyřešíme globální oteplování i všechny další problémy, se velice daří.

Pomalu se ukazuje, že tím nevyřešíme nic, ba ani ono globální oteplování. Naopak strach, že energie je málo a její používání škodí, vyvolá zdražování a nejistotu. Jak se už děje. Naštěstí zákazníka musejí zajímat také peníze, a to většinou více než emise CO₂. A mimochodem, energie je dost. Jen Slunce dodává Zemi za 1 až 4 hodiny (autoři se různí) víc energie, než lidstvo spotřebuje za rok. Zde hledejme cesty.

Budou v budoucnu dřevěné výrobky ze dřeva?

Takto se ve svém příspěvku ptá prof. Ing. Vladimír Simanov, CSc. Naráží na soutěžení mezi zpracovatelským a energetickým využitím dřeva na získání podílu na produkci dříví. „Zdá se, že by o přednosti zpracování dříví na výrobky s vyšší přidanou hodnotou nemělo být pochyb, protože každý dřevěný výrobek lze po skončení jeho životnosti využít energeticky a nedeformovaný trh by to tak asi i vyřešil,” říká autor a pokračuje:

„Ale permanentní energetická krize a státní intervence do obnovitelných zdrojů energií způsobují, že na trhu se setkává poptávka po nedotovaném užitkovém dříví s poptávkou po dotovaném dříví pro energetické využití. Výsledkem je další nežádoucí nárůst pálení dříví na úkor jeho vyšší finalizace.”

Působivě vyzněly doprovodné statistické údaje. Na rozdíl od málo rozvinutých zemí, se v těch vyspělých po nástupu fosilních paliv snižovala poptávka po palivovém dřevě tak, že to umožnilo rozšiřování ploch lesů i přesun části do té doby energeticky využívaného dříví do dříví užitkového. S rozvojem technologií zpracování dřeva klesal podíl palivového dříví až do období 1. světové energetické krize, a byl tak i ukazatelem technologické vyspělosti průmyslu zpracování dřeva.

Pro příklad autor uvádí dnešní podíl palivového dříví na celkových dodávkách dřeva, který je v Lesothu, Eritreji, Mauritánii, Tádžikistánu a Turkmenistánu 100 %. Na opačném konci stojí ČR (6,96 %), Slovensko (4,32), Spojené království (2,91), Irsko (0,62) a Japonsko (0,39).

Jde o to, že v období po 1. energetické krizi v 70. letech minulého století se křivka spotřeby energetického dřeva odtrhla od křivky růstu produkce. Od této doby je (v rozvinutých zemích) na každý nárůst objemu produkce potřebný neúměrně vyšší nárůst spotřeby dřeva coby paliva.

V Evropě je pak návrat k palivovému dříví stimulován vládními intervencemi, což vede ke změně struktury dodávek ve prospěch palivového dřeva, k nebývalému vystupňování poptávky po produkci dříví a ke společensky nežádoucí konkurenci mezi palivovým dřívím a užitkovými sortimenty. Pálí se dříví, které by svou jakostí bylo zpracovatelné na výrobky s vyšší přidanou hodnotou.

Podle odhadů FAO, do nichž se promítla i politická rozhodnutí o čerpání obnovitelných zdrojů energie včetně dřeva, se během 25 let očekává zvýšení světové poptávky dřeva o polovinu. Ve většině regionů je to o několik desítek procent, ovšem v Evropě je to neuvěřitelných 327 %! „Legitimní otázkou je,” říká autor, „je-li Evropa vůbec schopna takový nárůst poptávky po dříví pokrýt.”

V roce 2006 byla celková spotřeba dřeva (užitkového i palivového) v Evropě 639 mil. m³ včetně importu. Předpoklad jen v objemu palivového dříví je pro rok 2020 700 mil. m³. FAO tedy předpokládá, že za 10 let se bude v Evropě pálit o 9 % více dřeva, než je jeho současná spotřeba, jak ukazuje graf na předchozí straně. „Nelze než konstatovat, že naděje vkládané do energetického využívání dřeva opustily realitu,” říká Vladimír Simanov.

Naplní-li se tento nerealistický plán, dojde v dohledné době k přesunu kapacit na zpracování dřeva z Evropy do regionů s dostatečnými zásobami dřeva a lidé z dřevoprůmyslu se ocitnou na dlažbě. Předpoklad dovážení těženého dřeva např. z Ruska, Amazonie, povodí Konga, Jižní Afriky a Ameriky je utopický. Není vůbec jisté, že se tu podaří navýšit těžební limity, navíc zejména africké lokality ovládli Číňané.

Je otázka z mezititulku absurdní? Vlastně je už realitou. „Příkladem jsou desky AirMaxx od firmy Nolte holzwerkstoff. Střet poptávky po nedotovaném užitkovém a dotovaném palivovém dřevě se projevil v částečné náhradě dřeva pěnovým polystyrénem ve středové vrstvě dřevotřískové desky. Jde tedy o náhradu obnovitelné suroviny neobnovitelnou,” říká profesor Simanov a končí svůj příspěvek poněkud skepticky:

„Zvýšená a zároveň udržitelná těžba vyžaduje dlouhodobou přípravu, která spočívá v založení nových lesních ploch. Jinak spálíme lesy bez náhrady. Jestliže les roste do těžební velikosti 20 a více let, pak pro Evropu už není ani pět minut před dvanáctou, ale daleko po dvanácté.”

Dřevěné konstrukce a přírodní materiály

Zajímavý příspěvek měl doc. Ing. Josef Chybík, CSc. z brněnské Fakulty architektury VUT. Teoretická část se zabývala environmentálním hodnocením různých stavebních materiálů a její těžiště bylo obsaženo ve sborníku. Druhá část, v sále za mikrofonem a s projektorem, se věnovala zejména ukázkám environmentálně šetrných staveb. Většinou šlo o domy, zejména rodinné domy, v nichž byly jako konstrukční a izolační materiály použity výhradně dřevo a rostliny. Nechyběla ani svépomocná výstavba RD z hlíny a slámy. Krátce se zastavíme u environmentálního hodnocení materiálů.

„Je známo,” uvádí, resp. cituje autor, „že výstavba a provoz budov patří mezi hlavní spotřebitele materiálových a energetických zdrojů a významné znečišťovatele životního prostředí, a to ... v průběhu všech fází existence. Např. budovy postavené v Evropské unii spotřebovávají v rámci své životnosti 40 % veškeré energie, mají 30% podíl na produkci emisí CO₂ a vytvářejí 40 % všech odpadů.” Proto se přesouvá pozornost od energeticky náročných technologií k organické materiálové bázi z rostlin.

Třemi základními činiteli, které si zasluhují, aby s nimi architekti a stavební inženýři pracovali, jsou:

• množství vázané primární energie (PEI – primary energy input),
• emise CO₂ ekv. (GWP – Global Warming Potential – potenciál globálního oteplování),
• emise SO₂ ekv. (AP Acidification potential – potenciál zakyselení životního prostředí).

Vliv stavebních materiálů na životní prostředí se pak hodnotí pomocí tzv. ekologického indikátoru EI3_KON, který zahrnuje třetinové váhy složek EI_PEI, EI_GWP a EI_AP, z nichž se každá vztahuje na jeden ze tří řečených činitelů. Postup, jak se z činitelů PEI, GWP a AP s přesným fyzikálním rozměrem dojde ke třem souměřitelným bezrozměrným indikátorům EI Josef Chybík neupřesnil.

Prvotní důležitost v těchto výpočtech mají emise skleníkových plynů, které se přepočítávají na ekvivalent čistého oxidu uhličitého CO₂. Tomu odpovídá činitel GWP – potenciál globálního oteplování. Ten je do modelu třetinových vah v podstatě započítán dvakrát. Ocitá se tam i prostřednictvím PEI, tedy vázané primární energie, kterou lze snadno přepočítat na CO₂ ekv. U rostlinných hmot se od toho odečte v nich vázaný uhlík (přepočtený na CO₂), takže např. u dřeva, slámy konopí atd., které rostou díky sluneční energii, je globálně oteplovací potenciál záporný.

Takřka všichni autoři, včetně Josefa Chybíka, tento plyn aktuálně nazývají škodlivým. Při nejvyšší úctě považuji takový přívlastek za nevhodný. Oxid uhličitý je nezbytným článkem uhlíkového koloběhu v přírodě, je základní „surovinou” pro růst rostlin a předpokladem existence živé hmoty vůbec. Nic na tom nemění to, když se s ním teď vrací do ovzduší i uhlík, který „uvízl” na miliony let v zemi.

Třetí činitel, potenciál zakyselení, udaný v SO₂ ekv., je už méně známý. Při výrobě stavebních hmot se do ovzduší dostávají většinou v malé míře, a to ještě prostřednictvím pálení uhlí v elektrárnách. Pro úplnost uveďme, že problém tzv. kyselých dešťů lidstvo nejvíce trápil cca před 30 až 40 lety. Dnes díky úsilí o čistotu ovzduší si na „zakyselenost” stěžuje málokdo.

V závěru teoretické části Josef Chybík porovnává dvě konstrukce obvodového pláště vytvořené z dřevěných nosníků. Záměrem bylo navrhnout skladby s přibližně stejnou tloušťkou vhodné pro pasivní domy, kde druhá sestava má větší zastoupení přírodních materiálů.

Na interiérové straně jsou dvě sádrokartonové desky 2×15 mm, za nimiž je instalační mezera tl. 60 mm vyplněná minerální, resp. ovčí vlnou (ekologičtější případ). Dále je parotěsná PE fólie a deska OSB 18 mm/resp. dřevěná deska 20 mm. Následuje hlavní izolační vrstva z minerální vlny/resp. konopné izolace tloušťky 300 mm a pak deska MDF/resp. difúzní fólie, oboje 16 mm. Sestava je zakončena dřevěným roštem se vzduchovou mezerou tloušťky 50 mm s pohledovou sklocementovou deskou 13 mm/resp. dřevěným obkladem tl. 25 mm.

Tepelně technické a environmentální parametry obou sestav jsou tyto:

U = 0,131 resp. 0,120 W/(m²K),

PEI = 1091 resp. 864 MJ/m²,

GWP = 5,09 resp. –67,2 kg CO₂/m²,

AP = 0,396 resp. 0,242 kg SO₂/m²,

EI3_KON = 25 resp. 14 Pkt/m².

Přírodní materiály přinášejí do výstavby nové vlastnosti

Přírodní materiály mohou zaznamenat úspěch především tehdy, nabídnou-li investorům nové užitné či jiné vlastnosti, a to buď samy nebo v kombinaci s jinými materiály včetně tradičních. Může být, že investoři orientovaní na ohleduplnost k životnímu prostředí a ti, kteří praktikují principy tzv. předběžné opatrnosti při ochraně klimatu, je akceptují z náklonnosti. Ostatní zejména tehdy, budou-li přesvědčeni, že jejich volba se projeví zvýšením kvality bydlení, rychlostí stavby, dobrou cenou ap.

V příspěvku Regulace vlhkosti hliněných materiálů a jejich využití v dřevostavbách popsali autoři Michal a Milan Navrátilovi (firma RIGI) vlastnosti hliněných cihel, panelů (což je novodobý stavební materiál) a hrubých, jemných či dekorativních omítek.

O hliněných materiálech se stále častěji hovoří v souvislosti s jejich schopností regulace vlhkosti v interiérech. Dokáží zvýšenou vlhkost okamžitě pojmout a při snížení vlhkostí ji vrací zpět do interiéru. Této vlastnosti se říká absorpce a desorpce. Absorpce a desorpce je známá u všech zdicích materiálů, ale nikdy není tak vydatná, jako je tomu u hliněných stěn a omítek, možná s výjimkou sádrových materiálů. Je ale třeba si uvědomit, že tyto materiály (podobně jako jiné) vlhkost nevytvářejí, ale regulují. Osvědčily se v dřevostavbách a domech s nucenou výměnou vzduchu, kde přispívají ke stabilizaci jak teplotně, tak především vlhkostně. Mezi různými hliněnými materiály jsou v praxi značné rozdíly.

Zajímavým sortimentem jsou hliněné omítky, které lze nanášet v tloušťce 2 až 3 cm prakticky na jakýkoliv podklad, cihly, beton, OSB desku, prkenný záklop, starou cementovápennou omítku a další. Hrubé hliněné omítky lze nanášet ručně i strojně. Jemné omítky se nanášejí na hrubé po jejich dokonalém proschnutí. Jejich zrnitost je 1 až 2 mm, tloušťka omítky 2 až 6 mm. Některé jemné omítky obsahují vlákna proti vzniku trhlin. Povrch se většinou filcuje a pak se buď už neupravuje nebo se natírá kaseinovými či vápennými barvami, které vynikají vysokou paropropustností.

Zvláštní kapitolou jsou dekorativní hliněné omítky, které se vyrábějí z jílů a mramorových mouček o zrnitosti do 0,7 mm. Nanášejí se na hladký povrch v síle do 2 mm v jedné nebo dvou vrstvách. Povrch se filcuje nebo leští. Při leštění dochází k vytvoření hladkého povrchu s vyšší odolností v otěru, který je velmi příjemný na dotek.