Tepelná izolace střechy z ekologických materiálů

Na přírodní materiály coby stavební izolace se dosud mnozí dívají s nedůvěrou. Na druhé straně, pro izolování svých těl je odjakživa používáme běžně, před den oblečení, v noci víceméně vysvlečení v postelích. O tom, že tlustá peřina izoluje velmi dobře, stěží kdo pochybuje. Natož o tom, že teplokrevné živočichy chrání před chladem jejich srst či peří.

I záměrné tepelné izolování obydlí má v některých regionech svou tradici. Největší asi tam, kde se domy v našem slova smyslu vůbec nestaví. Vůbec nejlépe tepelně izolovaná tradiční obydlí bývají jurty kryté filcem. Filc bývá z ovčí vlny, ale může být i z jaků a snad i jiných zvířat. Pro samotnou konstrukci jurty by stačila jen jedna filcová vrstva, ale v zimě se jich používá až osm, v celkové tloušťce kolem dvaceti centimetrů (a tedy hodnotou U = 0,20 W/m2K).

Jinou tepelnou izolaci používali dále na severu: sníh, navršený na konstrukci z kamení, hlíny, velrybích kostí a mrožích kůží, nebo (na západě Grónska a v Kanadě) rovnou jako konstrukční materiál. Kompaktní sníh izoluje alespoň dvakrát lépe než plné cihly, třiceticentimetrová vrstva propouští tedy asi 1 W/m2K (iglú může mít jen poloviční tloušťku stěn, ale také půlmetrovou). Někdy může sníh izolovat i lépe než dřevo, není-li příliš hutný. Samozřejmě, teplota stěn uvnitř nemůže převýšit bod mrazu, a tak se v některých případech dovnitř zavěšovala vrstva kožešin.

V našich zemích tepelné izolace nebývaly základní součástí domů, jakžtakž izolující byly jen sruby z hodně tlustých kmenů (dřevo izoluje aspoň čtyřikrát lépe než cihly). Dost dobrou tepelnou izolaci ale mívaly venkovské domy přes zimu: totiž půdu zaplněnou slámou a senem. Teplo tak utíkalo jen skrze zdi a podlahu, strop býval krásně teplý.

Zamysleme se nad tím, jak vlastně různé izolační vrstvy snižují únik tepla z těl či domů nebo naopak přítok tepla z horkého prostředí. Dělají to dvěma způsoby. Jednak brání proudění vzduchu kolem plochy, která nemá být ochlazována či ohřívána, a jednak brání průchodu záření. Ohřev zářením je zásadní v případě přímého oslunění. Zářivé ochlazování je dominantní v noci za jasného nebe a bezvětří.

Čtěte také: Jsou tepelná čerpadla skutečně ekologická?

V izolační vrstvě, kterou se záření těžko prodírá, se v optimálním případě vzduch nepohybuje a většina tepelného toku pak probíhá srážkami molekul vzduchu, padá tedy na vrub tepelné vodivosti vzduchu. K tomu se přidává vedení vlákny (ta jsou tak pětkrát vodivější) a záření od vlákna ke vláknu. Tok tepla je nepřímo úměrný tloušťce izolační vrstvy.

A ovšem přímo úměrný rozdílu teplot, velikosti izolované plochy a vlastní tepelné vodivosti materiálu, která se označuje většinou písmenem lambda. Jinak je to ovšem, když izolační vrstvou vzduch proudí, ať již samovolně (konvekcí, teplejší směrem vzhůru, chladnější dolů) nebo vlivem proudění okolního vzduchu. Proto ve větru nebo na kole ohromně pomůže, když na svetr přidáme sebetenčí, ale hodně neprodyšnou větrovku.

U vláknitých, prodyšných stavebních izolací je také zásadní, aby do nich vůbec nepronikaly poryvy větru. Vezmeme-li klasický případ slámy či sena na půdě, pomáhá malá prodyšnost střechy, dále lze pomoci, když přes vrstvu slámy přetáhneme málo prodyšnou textilii. I za bezvětří ale vzduch izolační vrstvou na půdě proudí, je-li dostatečně tlustá, zespodu vyhřívaná a venku je mráz.

Metrová vrstva slámy, tak nakonec ve velkém mraze neizoluje lépe než patnáct centimetrů pilin... To proto, že sláma je z izolačních materiálů ten nejprodyšnější, složený z nejtlustších vláken (stébel) s podobně širokými skulinami mezi vlákny. Konvekce se dá přibrzdit výše uvedeným zakrytím izolační vrstvy shora, aby proudění nemělo nahoře „zkrat“ - volnou cestu bez nutnosti se prodírat mezi vlákny.

Jde-li o velmi tenkou vrstvu, jen tak dvanáct centimetrů silnou, dokáže takové zakrytí úplně zabránit proudění uvnitř vrstvy. U tlustších vrstev mu ale nezabrání, a proto u nich izolační vlastnosti nerostou úměrně tloušťce, jak by měly. Naštěstí existuje velmi snadné řešení: tlustou vrstvu rozdělit málo prodyšnými přepážkami na několik vrstev tenčích. Na každé je pak jen zlomkový spád teplot a konvekce se ani v mraze nerozběhne. U slaměné vrstvy celkové tloušťky čtyři decimetry stačí dělení na dvě poloviční vrstvy, u tloušťky 1,2 m stačí vrstvy tři. Pokud není jisté, že se podaří všechny stejně silné, je lépe jedno dělení přidat. Není to drahé, stačí na to libovolný papír, např. Máte-li půdu hodně vysokou, můžete použít tři vrstvy balíků slámy (po 0,4 m) oddělené papírem a shora překryté lepenkou.

Čtěte také: Odškodnění za emise z českých elektráren

Tu lze přitížit např. deskami, ale i hlínou nebo pískem, aby ji nepozvedával vítr. Táž vrstva zvýší ohnivzdornost izolace. Je možné použít i dlaždice nebo původní cihly půdní podlahy, které místo pod slámou můžou být na ní. Pod takovou důkladnou vrstvu tepelné izolace je nutné dát novou souvislou polyetylénovou fólii, jako vzduchotěsnou vrstvu i parozábranu. Měrná tepelná propustnost stropu pak bude menší než čtyři setiny wattu na metr čtvereční. Nemáte-li slámy nebo místa tak moc, dobrý komfort poskytne i vrstva půlmetrová.

Tu lze snadno vyskládat z rozebraných balíků - dají se z nich odlupovat vrstvy, které zůstávají poměrně dobře stlačené. Má to i výhodu, že bude stejnorodější - původní balíky jsou totiž velmi nedokonalé hranoly a důkladné docpávání škvír mezi nimi zabere dost času (výše uvedené úvahy o počtu vrstev rozdělených papírem jsou založené na tom, že vzduch nemá nikde cestu, kudy by se mu proudilo snadněji). Půlmetrovou vrstvu doporučuji sestavit ze tří částí, starých novin či jiného papíru nebo odpadní lepenky určitě není škoda. Nakonec bude vrstva mít nějakých osm setin wattu na metr čtvereční a kelvin, též uspokojivý výsledek.

Co se samotné tepelné izolace týká, jsou veškeré přírodní materiály pro instalaci v několika konvektivně oddělených vodorovných vrstvách rovnocenné. Sláma se na půdě dobře uplatní tím, že její vrstva může být dost tuhá, pochůzná. Je možné ji použít jen na poslední vrstvu nebo dvě a pod ní mít např. Balíky slámy se stále častěji používají do zdí jako materiál výplňový, ale i konstrukční. Zejména ty obří, s minimálním rozměrem asi 0,8 m, jsou dostatečně tuhé a staví se z nich velmi pevné zdi. Z jižní strany takové domy mají velkorysé prosklení (viz např. Ze slámy se staví pěkně a rychle.

Jen s omítáním je potřeba při použití malých balíků počkat, až se po zatížení krovem a střechou zdi sesednouu (balíky musí být pro tento účel hodně slisované, s objemovou hmotností alespoň devadesát kilogramů na metr krychlový). Užívají-li se balíky jako výplň dřevěné konstrukce nebo izolační „přizdívka“, stačí, když mají jen 70 kg/m3. Balíky se většinou kladou tak, že provazy, kterými jsou svázány, zůstávají uvnitř zdi a stébla jsou orientována kolmo ke zdi. Ve směru podél stébel jsou totiž balíky nejpevnější a mají stálé rozměry. Zeď se pak dá pěkně srovnat (mechanicky, např. palicí, a následně dle potřeby řetězovou pilou) a omítnout. Takové masivní slaměné stavby fungují výborně a jsou prakticky nekonečně trvanlivé (řada jich stojí už sto let). Izolují lépe než iglú a jurty.

Přesto, při vědomí že skutečně dobré domy má člověk po většinu roku vytopit svým vlastním metabolismem, stavbám ze slaměných balíků chybí něco k dokonalosti. Problém je v onom v samovolném tepelném proudění vzduchu, konvekci. Na rozdíl od vodorovných izolací na půdě, kdy se při malém spádu teploty a malé izolační tloušťce konvekce vůbec nerozběhne, ve svislých nebo šikmých izolacích (ve krovech) probíhá vždy. Dokonalá náprava neexistuje, ale uspokojivá ano: rozdělit izolaci na více vrstev.

Čtěte také: Využití obnovitelných zdrojů

Je-li izolace tlustá 0,4 m, stačí její rozdělení na tři vrstvy, lepší je ale rozdělení na čtyři vrstvy. Ve zdech je to obtížnější než na půdě, nelze tam prostě cokoliv rozvrstvovat a občas překrýt papírem. Na druhé straně, z obřích balíků se dobře oddělují čtverce tloušťky tak jeden decimetr, které lze ke zdi přikládat a prokládat papírem. I malé balíky tak lze „loupat“, jen ty pláty mívají proměnlivější tlouštku.

Tak jsme nainstalovali tři až čtyři slaměné vrstvy na jednu zeď budovy seminárního centra v Hostětíně, do připravených svislých laťových roštů v rozteči 80 cm. Vytváření kvalitní slaměné vrstvy na svislé zdi je dost pracné. To proto, že vrstva má být stejnorodá, bez málo stlačených míst. Kdekoliv jsou mezi stébly velké mezery, tam vzduch proudí mnohem snáze, a taky se už velmi uplatňuje zářivý tepelný tok (už při sedmimilimetrových mezerách je stejně velký jako vedení tepla vzduchem).

Alternativou umožňující pohodlné vytvoření homogenních vrstev je instalovat slámu do dřevěných rámů na zemi a teprve ty vztyčit ke zdi. Zvláště snadné je to tehdy, když se na podlaze v montážní hale sestavují celé zdi budoucího domu. Tak to bylo v případě slavného domu firmy Natur und Lehm, který stojí v Tattendorfu jižně od Vídně - v jejich případě ale do konstrukce našlapali celé balíky a ne vrstvy slámy prokládané papírem (o problému s konvekcí nevěděli; kdyby ano, snadno mohli postup upravit, protože sláma je beztak schovaná za šikmým deskovým bedněním, tuhost balíků nebyla podstatná).

V hale na dřevoslaměné zdi nanesli i tlusté hliněné omítky a po jejich vyschnutí je po železnici přivezli na staveniště. Pokud je dům už hotový a zeď se má izolovat dodatečně, je možné moduly s dřevěnou konstrukcí použít také. Konstrukce stačí subtilní, laťová, a jednotlivé moduly mohou být malé, řekněme o šířce necelého metru a výšce dva metry, s tloušťkou dle možností od tří do šesti decimetrů.

Zadní strana modulů může být nejsnáze tvořena polyetylénovou fólií, čímž vznikne pružná, mírně vypouklá plocha, která dobře přilehne ke zdi. Takové moduly nemusejí vážit více než šedesát kilogramů, takže s nimi mohou manipulovat dva lidé. Na zeď se modul připevní dvěma šikmými táhly z drátu vedoucího od spodní vnější hrany modulu ke hmoždinkám, které jsou o kus výše.

Aby byl blok dobře přitlačený ke zdi v celé své výšce, hodí se přidat ještě další šikmá táhla v horní polovině modulu. Sklon táhel volíme podle toho, jak je modul těžký - má-li přes šedesát kilogramů, mohou být táhla odkloněná ode zdi jen o třicet stupňů (modul je pak na zeď tlačen polovinou své váhy), u lehkých modulů může být vhodný sklon 45 stupňů. I když zadní strana bloků bude tvořena polyetylénovou fólii, je vhodné jinou, třeba jen tenkou fólii zavěsit předem na zeď.

Ta vytvoří řádově vyšší bariéru pro průnik páry z interiéru do izolační vrstvy mezi bloky, než bude bariéra tvořená omítkou. Fólie zavěšená na zdi a přitlačená izolací není ale vzduchotěsná, protože je v ní mnoho otvorů v místě kotvení drátěných táhel. Vzduchotěsnost musí zajišťovat omítka nebo jiné vrstvy v interiéru (např. Pro pohodlné připevňování bloků na zeď je vhodné ponechávat mezi nimi mezery široké jeden decimetr.

Ty se pak vyplní třemi či více vrstvami slámy rovnou na zdi (je to jednodušší než vyplňování širokých polí, protože šířka jednotlivých vrstev nepřesahuje jejich hloubku, a ony tak během instalace nemají tendenci odpadávat). Do takových laťových dřevěných rámů není nutné klást zrovna slámu. Stejně dobré je seno, hobliny, piliny, peří - jakékoliv lehké přírodní materiály. Jejich jediným účelem je pohlcovat záření a brzdit proudění vzduchu.

U peří, sena i pilin by mělo vždycky stačit dělit čtyřdecimetrovou vrstvu na tři díly: jemnější vlákna a jemnější skuliny mezi nimi kladou proudění vzduchu větší odpor než hrubá textura slámy. Výhoda slámy oproti ostatním materiálům je v tom, že i když má stébla podél zdi, dá se nahazovat omítkou. Pak je vhodné mít přední část modulu hodně rovinnou a stlačenou, toho lze docílit instalováním alespoň osmi vodorovných latí (po dvou decimetrech), které slámu přitlačují a udržují zhruba v rovině.

Čelní latě, jsou-li dost široké, mohou být tlusté pouhý jeden centimetr, ušetří se tak na objemu omítky. Pokud se má izolace obkládat, přední vodorovné latě nejsou potřeba. Stačí celou izolační soustavu překrýt spojitě papírem (proti větru a konvekci) a přitlačit obkladem, čímž se i zatlačí vypouklé polštáře izolační vrstvy v každém modulu.

Obklad může být různě složitý: v Hostětíně na papírovou vrstvu přišlo šikmé bednění ob desku, pak mírně prodyšná textilie proti rozstřiku dešťových kapek i poryvům větru (proudění vzduchu klade velmi vysoký odpor) a teprve pak vodorovný obklad z nenapuštěných modřínových desek. Není-li pod izolační vrstvou dosti souvislá polyetylénová fólie, nesmí být obklad ani mírně vzduchotěsný (coulová dřevěná vrstva je totiž větší bariérou pro vodní páru než cihlová zeď).

Sláma jako stavební materiál se ve skutečnosti užívá už dlouho. Ve stěnách ve formě provazců omazaných hlínou nebo jako přídavek do hliněných cihel, na střeše coby krytina. Příležitostně lze u nás na venkově najít sto let staré vnější slaměné izolační vrstvy např. Ve formě balíků se sláma začala používat coby nosný materiál (na nosnosti se podílí omítky) v devatenáctém krátce po zavedení lisů v Nebrasce a jinde v USA. Nezávisle se z balíků stavěly domy coby východisko z nouze na Ukrajině a nejspíš i jinde. Dnes je ve vyspělé Evropě nových domů se slaměnou izolací už stovky. Nekladou-li se na ně nejvyšší nároky (tj. standardu pasivního domu s U ≤ 0,15 W/m2K), je taková technologie uspokojivá, poskytuje i při teplotách kolem nuly (letos vlastně nejnižších...) U kolem 0,2 W/m2K.

... Na druhé straně, když už sláma může izolovat stejně dobře jako polystyrén téže tloušťky, pokud v ní je nulová nebo zanedbatelná konvekce, proč to nevyužít? Pak může půlmetrové souvrství ze tří až čtyř vrstev oddělených papírem propouštět méně než 0,10 W/m2K, nezávisle na tom, je li deset nad nulou nebo dvacet pod nulou.

Vrstvené izolace z přírodních materiálů, pokud se aplikují šikovným způsobem, mají jednu velkou přednost: nemá smysl šetřit na jejich tloušťce. Už proto, že jsou levné - krychlový metr by neměl stát více než sto dvě stě korun, nepřírodní materiály stojí alespoň pětkrát víc. Slámy či přebytečného sena (stačí, ba lepší je seno nekvalitní, žluté, jen ne plesnivé) rozhodně není škoda, naopak: v budově je pak na desítky či stovky let uskladněn uhlík, místo aby zoxidovaný unikl do ovzduší.

A pracnost izolování zdi nebo instalování izolační výplně do dřevěné konstrukce jen málo roste s tloušťkou izolace. Ve vhodně konstruovaných souvrstvích lze uplatnit i materiály sypké, typicky hobliny a piliny - opět je to lepší použití než s nimi zatopit, natož je nechat zetlít. Vrstvené izolace mají proti kompaktním balíkům slámy samozřejmě i nevýhody, a to malou vlastní pevnost, přinejmenším v tahu, a malou vlastní odolnost proti požáru.

Pevnost v tahu musí poskytovat dřevěná konstrukce, odolnost proti šíření ohně pak souvislý dřevěný obklad nebo minerální vrstva. Na rozdíl od konstrukcí z omítnutých balíků, která prošly na výbornou důkladnými rakouskými a americkými požárními testy, pro vrstvené izolace testy ještě nebyly provedeny - nastává čas to napravit. Bát se ale vrstvených izolací určitě nemusíme, porovnáme-li to s praxí, když na půdě ležela sláma či seno volně... Oproti balíkům aplikovaným na stav...

tags: #tepelná #izolace #na #střechu #ekologická #materiály

Oblíbené příspěvky:

• Malířské interpretace Adršpachu
• Závěsný koš Injeton Plast - recenze
• Studie o třídění odpadu
• Kleště na odpad: Použití
• Dálniční známka Rakousko - eco