1. O STAVEBNÍM PRŮMYSLU A POTENCIÁLU PŘÍRODNÍCH MATERIÁLŮ
KONFERENCE STAVBY Z PŘÍRODNÍCH MATERIÁLŮ
Impact HUB Praha
drtinova 10, 150 00 praha
28. ÚNORA 2014
VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ
FAKULTA ARCHITEKTURY
JOSEF CHYBÍK
2. Staropaleolitické sídliště před 320 000 lety
V Bilziingsleben v Duryňsku byla nalezena obydlí velikosti 3-5 m s vchody orientovanými k jihovýchodu
Obr. In Jan Jelínek: Střecha nad hlavou
3. 3
Svahy nad Věstonicemi z doby před 25 000 lety
Gravettští lovci mamutů
Obr. In Jan Jelínek: Střecha nad hlavou
4. Rekonstrukce mladopaleolitického sídliště před 15 000 lety
Osada s chýšemi na soutoku řek Rosava a Ros, což je pravostranný přítok Dněpru
Obr. In Jan Jelínek: Střecha nad hlavou
5. 5
Domy z období kolem roku 2 900 př. Kr.
Osada Charavines u jezera Paladru ve Francii
Obr. In Jan Jelínek: Střecha nad hlavou
6. 6
Iglú ze začátku 19. století
Černé plochy jsou okna z blány z mrožího žaludku
Obr. In Jan Jelínek: Střecha nad hlavou
10. 1900 1920 1940 1960 1980 2000 2020 2040 2060
0
200
400
600
800
1000
1200
NOVÉ DRUHY
GEOTERMÁLNÍ + MOŘE
SLUNCE
NOVÁ BIOMASA
VÍTR
VODA
TRADIČNÍ BIOMASA
ATOMOVÁ ENERGIE
ROPA A ZEMNÍ PLYN
Rok
Exajoule
Prognóza globální energetické spotřeby do roku 2060 10
11. V současnosti cca 20 % obyvatelstva spotřebuje 80 % energie.
POHLED NA NOČNÍ ZEMI Z KOSMU
11
16. ZMĚNY PRŮMĚRNÉ TEPLOTY ZA POSLEDNÍCH 20000 LET
1750
16
V roce 1750 měla Evropa na 140 milionů obyvatel, v roce 1850 to pak bylo 266 mil
a v roce 1913 468 mil. obyvatel.
18. MAUNA LOA HAWAII - KONCENTRACE CO2
DAVE KEELING AND TIM WHORF (SCRIPPS INSTITUTION OF OCEANOGRAPHY)
18
19. Civilizace
Redukce stratosférické ozónové vrstvy
Klimatické změny
(vliv na srážky, snížení zem. produkce)
Degradace půd
(snížení zemědělské produkce)
Snížená dostupnost pitné vody
Ztráta biodiverzity a funkcí ekosystému
HLAVNÍ PROBLÉMY SOUČASNÉHO ŽIVOTNÍHO PROSTŘEDÍ 19
21. 2007 – NOBELOVA CENA MÍRU AL GOREOVI + 2500 AKTIVISTŮM
Globální oteplování je „největší morální a duchovní výzvou před jakou bylo lidstvo postaveno “.
AL GORE
21
22. NED PD ND AD
-20
-10
0
10
20
30
40
50
50
15
5
-15
-10
Kategorie energeticky úsporného domu
MěrnápotřebateplanavytápěníEA[kWh/(m2·a)]
KATEGORIE ENERGETICKY ÚSPORNÝCH DOMŮ
Sluňákov Horka/Moravou
INTOZA Ostrava Sunlighthouse PressbaumENERGYBASE Wien
22
Foto Jury Troy
23. Vázaná primární energie (PEI), tzv. šedá energie
Je to údaj v MJ, který vypovídá o množství spotřebované primární energie v daném materiálu. Jde o energii vynaloženou na získání suroviny, výrobu a
dopravu materiálu a také na jeho likvidaci. Při přepočtu 1 MJ odpovídá 0,27 kWh.
Emise CO2ekv. (potenciál globálního oteplování)
Zahrnuje emise látek přispívajících ke skleníkovému efektu. CO2 se vzhledem k jeho množství, které se v atmosféře vyskytuje považuje za srovnávací
ekvivalent. Ve stavebních materiálech se uvádí kolik kilogramů CO2 bylo uvolněno při výrobě materiálu. Ne každý materiál má pozitivní bilanci. Například
dřevo a jiné rostoucí suroviny absorbují během růstu více CO2, než se uvolní při jejich přípravě a zabudování ve stavbě.
Emise SO2ekv. (potenciál zakyselení životního prostředí)
Jako ekvivalent se používá SO2, ale údaj zahrnuje i jiné plyny, které se podílejí na acidifikaci. Především oxid dusnatý N2O a amoniak NH4. Tento méně
známý, ale také důležitý údaj nám dává informace o nezvratném procesu zasíření přírody průmyslovou produkcí. Plyny reagují a váží se v atmosféře s
vodou a dopadají na Zemi především ve formě kyselých dešťů, které přispívají nejen k poškozování vodních, lesních a půdních ekosystémů, ale i budov.
23
27. Ekologická stavba Klasická stavba
0
200000
400000
600000
800000
1000000
1200000
513000
1019000
Typ stavby
Zabudovaná energie (MJ)
Ekologická stavba Klasická stavba
-40000
-20000
0
20000
40000
60000
-35000
65000
Typ stavby
Vázané a vypuštěné CO2 (kg)
Ekologická stavba Klasická stavba
0
50
100
150
200
250
300
350
175
300
Typ stavby
Produkce SO2 (kg)
Porovnání dvou materiálových variant stejného domu.
1. varianta, ekologická stavba – dům ze dřeva, celulózy a
hlíny. Dům je pod základovou deskou izolovaný.
2. varianta, klasická stavba – dům z klasických materiálů –
železobetonové stropy, kontaktní izolace na bázi EPS a
minerálních vláken.
27
28. 1. Po r. 1945 radikálně vstupuje do stavebnictví chemie. Její produkty jsou
dnes levnější než celá řada tradičních materiálů (např. izolanty
z pěnového polystyrénu).
2. Je přesto správné rozvíjet výrobu z neobnovitelných surovinových
zdrojů?
3. Vzniká závislost na producentech suroviny - např. ropy - je obtížně a
mnohdy s průvodním jevem ekologických katastrof dobývána,
přepravována a zpracována.
4. Suroviny se nacházejí v politicky nestabilních teritoriích.
5. I přírodní materiály mohou být málo vhodné, pokud budou
přepravovány po dlouhých trasách.
1. Rozšířit použití obnovitelných surovin, které dokáží synteticky vyráběné
produkty nahradit.
2. Neobnovitelné suroviny ponechat pro vhodnější použití, za které
můžeme považovat produkci ušlechtilejších komodit, (například
farmaceutické nebo dermatologické výrobky z ropy).
3. Environmentální přístup preferuje přírodní materiály z obnovitelných a
recyklovatelných surovin.
4. Využitím místních zdrojů nastává výrazné snížení zatížení dopravou.
5. V energetické optimalizaci budov, je optimální alternativou realizace
pasivních domů s použitím přírodních materiálů.
ENVIROMENTÁLNÍ POHLED NA STAVEBNÍ MATERIÁLY
28
34. Sláma z obilí a řepky jako energetická surovina ve spalovně v Roštíně s výkonem 4 MW
35. Rodinná farma v Jamném u Jihlavy kde se vyrábí dřevěné brikety
Nejvhodnější na tvorbu briket je dřevo, dá se lisovat také řepková sláma, triticale, žito,
ječmen, šťovík, který je výborná plodina ke spalování, avšak problé-mová při pěstování,
nutnost kvalitních klimatických a půdních podmínek, sousední zemědělci vnímají šťo-vík
jako plevel.
40. . Nejvyšší hliněný dům ve střední Evropě
Ve Weilburgu an der Lahn dosud stojí nejvyšší hliněný dům ve střední
Evropě. Pětipatrová masivní stěna z dusané hlíny byla vybudována nad
přízemím z lomového kamene a pochází z let 1825 až 1828. V dolní
části je tlustá 750 mm a s každým dalším podlažím se zužuje o 50 mm
až 100 mm. V nejvyšší podlaží má stěna šířku 400 mm.
Foto Gernot Minke 40
42. Sláma omazaná hlínou
Lehká hlína ρ = 800 kg/m³
Hlína s pěnovým sklem ρ = 740 kg/m³
Hlína lehčená slámou ρ = 750 kg/m³
Lehká hlína ρ = 1000 kg/m³
Lehká hlína ρ = 1200 kg/m³
Hlína se slámou ρ = 1400 kg/m³
Hlína se slámou ρ = 1600 kg/m³
Masivní hlína ρ = 1800 kg/m³
Masivní hlína ρ = 2000 kg/m³
0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4
0,5
0,3
0,18
0,2
0,4
0,5
0,6
0,8
0,95
1,2
Tepelná vodivost [W/(mK)]
Materiál a jeho objemová hmotnost
0 4 8 12 16
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Pevnost v tlaku
Hmotnostní vlhkost (%)
Pevnost v tlaku (MPa)
0 1 2 3 4 5 6 7 8 910111213141516
0
100
200
300
400
500
600
700
800
40 mm
80 mm
Den
Absorbovaná vlhkost [g/m2]
42
43. EXPERIMENTY
S VYLEHČOVÁNÍM NEPÁLENÉ HLÍNY
A – BEZ VYLEHČENÍ
B – LEHČENO KONOPÍM
C – LEHČENO PERLITEM
C
B
A
Tradiční těžba a zpracování hlíny
Hlína zpracovaná jako suchá maltová směs
43
95. 95
30. 6. 2011 - Požární zkoušky MPO Efekt
30.6.2011 byla úspěšně ukončena série požárních zkoušek obvodových stěn pro NE/PAS domy realizovaná v rámci Projektu 122 142 0507: „VYBRANÉ VLASTNOSTI PŘÍRODNÍCH A DALŠÍCH
STAVEBNÍCH MATERIÁLŮ, STAVEBNÍCH PRVKŮ A BUDOV“.
Celkem byly zkoušeny 3 obvodové stěny na bázi dřeva a 3 obvodové stěny s využitím TI ze slámy.
Zkouška stěny z nosných slaměných balíků s požární odolností 2 hodiny 25 minut prokázala, že sláma skutečně nehoří!
Podrobnosti na stránkách Katedry konstrukcí pozemních staveb Fakulty stavební ČVUT v Praze.
121. I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
2,6
0,1
0,6
2,8
Měsíce
Potřeba tepla [kWh/m2]
BÖHEIMKIRCHEN A
SPOTŘEBA TEPLA NA VYTÁPĚNÍ BUDOVY
ARCHITEKTEN SCHEICHER ZT GmbH
121
