O možném využití slaměných balíků jako stavební izolace nebo přímo jako konstrukčního prvku jste se mohli dočíst v Materiálech pro stavbu již několikrát. Další zajímavý rodinný dům využívající tohoto materiálu a dosahující úrovně moderního energeticky pasivního rodinného domu byl nedávno dokončen nedaleko Prahy. Jeho majitel Jan Chvátal ho pro svou rodinu postavil převážně vlastníma rukama během necelých tří let. Tento článek shrnuje jeho zkušenosti ze stavby a zhruba dvouletého užívání domu.
Proč právě sláma?
Jsme mladá čtyřčlenná rodina. Já i manželka se dlouhodobě profesně pohybujeme na poli environmentální výchovy. Díky tomuto našemu zaměření bylo již v počátcích plánování domu jasné, že cihlový dům s izolací z polystyrenu si asi nepostavíme a budeme vybírat mezi přírodními stavebními materiály. Naše původní představa byla, že si na klíč necháme postavit dřevostavbu izolovanou foukanou celulózou. Čím více jsme si ale četli, tím více nás zaujaly další materiály jako hlína a hlavně sláma: materiál, který je v podstatě odpadem ze zemědělské výroby, ale při dobrém návrhu a provedení má velmi dobré vlastnosti pro použití ve stavebnictví. A když jsme navštívili pasivní slaměný dům našich kamarádů u Jablonce nad Nisou, bylo rozhodnuto. Zkontaktovali jsme architekta tohoto domu Jana Mártona a společně jsme se vrhli do plánování. Zároveň jsem se také rozhodl, že stavba domu je pro mě tak důležitá, že skončím v práci a budu se jí sám věnovat „na plný úvazek“.
Architektonické řešení, očekávané parametry domu
Architektonické řešení se rodilo pomalu a bolestně v dlouhých diskusích mezi námi jako investory a budoucími obyvateli a architektem v průběhu tvorby architektonické studie. Její vznik nakonec zabral asi devět měsíců a rozdílných variant řešení vzniklo tolik, že na jejich označení architektovi nestačila písmena abecedy. Opravdu dlouho nám trvalo ujasnit si, co vlastně všechno od domu chceme, jak žijeme a jaký pro to potřebujeme prostor. Velkou výhodou pak byla naše dobrá znalost pozemku – žili jsme v té době u rodičů v těsné blízkosti budoucí stavební parcely. Čas a energie vložená do této prvotní fáze se nám bohatě vyplatily: v domě se nám teď žije skvěle a na jeho vzhledu a prostorovém uspořádání bychom neměnili nic.
Dům je nakonec kompaktní kvádr se dvěmi patry krytý široce rozkročenou sedlovou „zelenou“ střechou. V půdorysu se vlastně jedná o masivní slaměné stěny s minimem oken na západní, severní a východní straně a s mohutně prosklenou jižní stěnou s dřevěnou nosnou konstrukcí. Samotný dům je situován u severní strany velmi mírně svažitého pozemku a otevírá se tedy prosklenou stěnou na jih – směrem do zahrady, ke vstupu na pozemek a k objektu garáže a dílny. To je standardní pórobetonová jednopodlažní stavba, která kryje část pozemku před pohledy z ulice.
Vlastní rodinný dům je energeticky pasivní – tedy velmi energeticky úsporný. Toho je dosaženo díky ideální orientaci domu, místností a oken vzhledem ke světovým stranám, vynikající tepelné izolaci konstrukcí i výplní, vzduchotěsnosti domu a vzduchotechnice se zpětným získáváním tepla.
Založení domu
Z důvodu minimalizace rizika navlhnutí slámy od země (např. následkem záplavy nebo chyby v hydroizolaci) bylo zvoleno založení na základových železobetonových patkách, umístěných po celém obvodu domu. Na ty pak nasedá konstrukce podlahy prvního podlaží, tvořená obvodovými trámy ze smrkového řeziva a I-nosníky STEICO přes celou šířku domu, které nesou podlahu. Konstrukce je zespoda uzavřena prkenným záklopem a meziprostor je tepelně izolován foukanou celulózou. Pod domem je tedy tzv. provětrávaná mezera vysoká asi 40 cm. Díky modelaci terénu však při pohledu zpředu není vůbec znát, že dům stojí na „nožičkách“. Souvrství nad foukanou izolací dále tvoří OSB deska (18 mm), kročejová izolace (EPS 20 mm), separační fólie, anhydrit (50 mm) a 20mm finální krytina (dlažba, třívrstvá dřevěná podlaha, smrkové palubky lepené na anhydrit).
Nosná sláma
Dům byl navržen a původně stavěn metodou nosné slámy – sláma tedy ve stěnách měla nejen izolovat a oddělovat interiér od exteriéru, ale také nést celou váhu domu bez jakýchkoli podpůrných konstrukcí. Náš dům měl být prvním dvoupatrovým domem v ČR stavěným touto metodou. Vycházeli jsme tedy hodně z teorie a neměli kam se obrátit ohledně praktických zkušeností.
Na podlahu 1. NP tvořenou OSB deskami a dřevěný rošt zvyšující výšku stěny byly pomocí jeřábu a na míru vyrobených samosvorných kovových kleští volně pokládány slisované balíky slámy o rozměrech 80x85x220 cm. Balíky byly zarovnávány tak, aby dosedaly přesně do rohů stavby, vyznačených provizorně dřevěným bedněním tvaru L a mezi ostění oken, které bylo předem na místě smontováno z vrstvených dřevěných desek Novatop. V obasti rohů byly balíky spojovány velkými železnými „kramlemi“. Balíky byly skládány ve třech vrstvách, na poslední vrstvu byla po celé délce stěny na celou šířku stěny umístěna roznášecí novatopová deska. Ta byla se slaměnou stěnou provázána zatlučením bambusových tyčí po celém obvodu slaměných stěn. Stavba slaměných stěn nám v pěti lidech s pomocí jeřábu trvala v přízemí dva dny, v horním patře jsme ji zvládli již jen za jeden den.
Na roznášecí desce pak vznikla konstrukce stropu 1. NP a podlahy 2. NP. Ta byla kvůli zachování vzduchotěsnosti objektu po obvodu a tomu, že trámy jsou z interiéru pohledové, vyrobena z lepených dřevěných profilů BSH. Na jižní stěně byla konstrukce provizorně vypodložena stavebními stojkami PERI, kterými se regulovala výška jižní stěny v průběhu sedání slámy v ostatních stěnách. Skladba nad BSH nosníky je stejná jako u podlahy v 1. NP, jen v pohledových částech jsou místo OSB desky 18mm smrkové palubky.
Sedání a stabilizace konstrukce
Podle původních informací od architekta a statika mělo díky postupnému zatěžování stavby dalšími konstrukcemi docházet k pozvolnému sedání slaměných stěn v rozsahu do 15 cm na jedno patro. Zároveň se toto sedání mělo s každou další přidanou tunou zatížení snižovat, až mělo úplně ustat. V průběhu stavby a přidávání dalších konstrukcí (dřevěná konstrukce střechy, 18 tun substrátu zelené střechy atd.) začalo být jasné, že tato teorie v našem případě z neznámých důvodů neplatí a že s každou další přidanou tunou dochází k dalšímu, byť mírnějšímu sedání.
Vzhledem k tomu, že bylo třeba pokračovat s dalšími těžkými částmi stavby (těžké betonové podlahy, exteriérové a interiérové omítky), které měly ještě více zatížit konstrukci slaměných stěn a negativně působit na sedání, bylo rozhodnuto stěny dodatečně doplnit o výstužnou dřevěnou konstrukci. Dalším z argumentů pro tento zásah bylo i nerovnoměrné sedání stěn 1. NP, které způsobilo rozdíly výšky podlahy ve 2. NP až o 6 cm.
Do konstrukce slaměných stěn byly tedy na místech určených statikem v interiéru a v 1. NP i v exteriéru vyfrézovány po celé výšce drážky pro dřevěné sloupy průřezu 10×10 cm v celkovém počtu okolo 90 ks. V místech s drobným podklesem byla konstrukce vyheverována a vyrovnána. Z vnitřní strany pak byly na sloupy instalovány OSB desky, které celou konstrukci nejen zpevnily, ale staly se i vzduchotěsnou rovinou místo původně zamýšlené několikavrstvé jílové omítky.
Problémy s nadměrným a nerovnoměrným sedáním slaměných balíků nejspíše vznikly kvůli nedostatečnému slisování slaměných balíků (přece jen se jedná o produkt zemědělské výroby a ne o certifikovaný stavební výrobek s garantovanými vlastnostmi) a následkem velké hmotnosti domu a tím i velkého zatížení slaměných stěn (dvě patra, těžké betonové podlahy, několik desítek tun těžká konstrukce vegetační střechy). Nakonec se ale díky dodatečné výztuži podařilo tento problém vyřešit a ani po třech letech od stabilizace nepozorujeme v konstrukci žádné praskliny, které by ukazovaly na přetrvávající problémy.
Specifika slámy
Sláma jako přírodní materiál má i další specifika. Jestli něco může slaměné stěny nenávratně poškodit, tak je to dlouhodobé a masivní zamokření a s tím spojené hnití a plesnivění. Proto je nutná konstrukční ochrana slámy v hotové konstrukci – dobrá hydroizolace střechy, která zamezí zatékání, ochrana před zátopou a také zamezení kondenzace vzdušné vlhkosti v konstrukci v zimním období. Stejně důležitá je ochrana proti dešti v průběhu stavby. Nám se hned po dostavění stěn druhého patra nepodařilo stěny dostatečně zakrýt a na několika místech došlo v důsledku dlouhotrvajícího deště k proniknutí vody do konstrukce. Čekalo nás rozhodování, zda stavbu přerušit a poškozená místa vyměnit. Nakonec jsme vlhkost ze stěn dostali pomocí dlouhodobého nasazení elektrických vysoušečů a nebyla nutná žádná výměna slaměných balíků.
Časté dotazy jsou také na požární bezpečnost. Vzhledem k tomu, že sláma je velmi dobře hořlavá jen za přístupu dostatečného množství vzduchu, je nutné mít slámu v konstrukci dostatečně slisovanou a také ji dostatečně uzavřít od okolního vzduchu. V našem případě to zajišťují vnější vápenné a vnitřní hliněné omítky. Vnější vápenné omítky o tloušťce cca 4 cm tvoří asi 20 tun písku, 5000 litrů hašeného vápna a 2 m³ slaměné řezanky. To vše se nám podařilo nanést ve třech vrstvách na plochu přes 200 m² v průběhu velmi intenzivních 14 dnů. Základem asi 3 cm silné vnitřní hliněné omítky je jíl vykopaný ze základů domu, smíchaný s pískem a slaměnou řezankou. Interiérové omítky jsme proti praskání stabilizovali perlinkou. Finální povrch tvoří hliněný štuk, koupený od českého výrobce. Povrch hliněných omítek je pocitově velmi příjemný a spolu s dřevěnými konstrukcemi tvoří hlavní prvky interiéru.
Vzduchotěsnost domu byla v průběhu a závěru stavby měřena blower-door testem. Hraniční hodnota pro pasivní domy je maximálně 0,6. Nám se podařilo i navzdory netradiční konstrukci dosahnout úžasné hodnoty 0,23. To mimo jiné svědčí o dobrém návrhu a precizní práci při řešení všech detailů.
Otvorové výplně
Vzhledem k záměru dosáhnout pasivního standardu domu byla zvolena dřevěná eurookna s trojskly a izolační dveře. Kromě dostatečného tepelného odporu (Ug = max 0,50 W/m².K) jsme dbali také na vzduchotěsnost, a to jak vlastního výrobku, tak i jeho instalace. Námi vybraná okna a dveře českého výrobce Slavona tyto požadavky splnily na výbornou. Hned po nastěhování v tuhé zimě 2016 nás překvapilo, že i přes masivní prosklení naší jižní stěny nikde v interiéru netáhne a ani povrch oken v interiéru není pocitově studený.
Střecha
Střecha je sedlová, s mírným sklonem 10 stupňů. Tvoří ji konstrukce ze smrkového řeziva pokrytá OSB deskami. Izolována je rovněž foukanou celulózovou izolací tl. 44 cm. Vzhledem k přírodnímu charakteru domu jsou všechny střechy kryty extenzivní vegetací (tzv. zelená střecha). To bylo možné díky kvalitní hydroizolaci z materiálu EPDM. Ta má kromě ekologického aspektu spočívajícího v absenci PVC tu úžasnou výhodu, že je na stavbu dopravována v jednom kuse a lze tak střechu alespoň provizorně zakrýt během pár desítek minut. Vlastní vegetační souvrství bylo děláno svépomocí v té nejjednodušší formě: na hydroizolaci byla položena geotextilie 300 g/m² a na ni cca 5 cm substrátu. Rostliny (rozchodníky, netřesky) jsme získávali v lomech a na skalách v okolí a následně rozsazovali. Na místech, kde má střechy nulový sklon, se nám tato skladba osvědčila. Na místech, kde je sklon 10 stupňů, je problém v delších obdobích sucha, kdy tato skladba nedokáže zachytit a udržet dostatek vláhy a zvláště na jižní straně dochází ke schnutí porostu. Dnes už bychom na tato místa dali pod substrát 20mm nopovou fólii, která zadrží právě v nopech více vláhy.
Koncepce vytápění
Jak už bylo řečeno výše, hlavním prvkem energetické koncepce domu jsou úspory. Nicméně i náš dům samořejmě potřebuje elektrickou energii na provoz a teplo na topení a ohřev teplé vody. Teplo pro topení a ohřev teplé vody je skladováno v 1000litrové akumulační nádobě. O její ohřev se starají tři zdroje. V době, kdy svítí slunce nahřívá nádobu elektřina z fotovoltaické elektrárny umístěné na střeše. Ve dnech bez slunečního svitu můžeme nádrž dotopit promocí krbové vložky s teplovodním výměníkem. V případě nutnosti pak sepne topná spirála napojená na elektřinu ze sítě.
Ze zásobníku jsou vyvedeny dva topné okruhy – podlahové topení pro hlavní obytný prostor a radiátorový okruh do koupelen (žebříky) a do malých radiátorů pod okny v 1. NP. Ty mají vzhledem k malé tepelné ztrátě malé rozměry a také tepelný výkon (Korado typ 33, výška 300 mm, délka 1200 mm, výkon okolo 600 W). Pro dotápění slouží i krb Romotop KW025 pro pasivní domy. Je tepelně i vzduchově izolovaný a je opatřen tepelným výměníkem. Tepelný výkon je okolo 14 kW, z toho jen asi 2,5 kW jde do interiéru, zbytek slouží pro ohřev vody.
Střešní fotovoltaická elektrárna se skládá z dvaceti panelů a má maximální výkon 5000 W. Elektřina, kterou panely vyrobí, je v technické místnosti ve střídači upravována na standardní střídavý proud o napětí 230 V a je primárně používána na pokrytí spotřeby elektrické energie v domě. Pokud je výroba energie větší než spotřeba, ukládá se tato energie ve formě tepla do výše zmíněné akumulační nádoby. Pokud je tato nádoba již dostatečně nahřátá, putují pak přebytky energie do distribuční sítě. A naopak v době, kdy má fotovoltaická elektrárna nedostatečný výkon a není schopna pokrýt spotřebu elekřiny v domě, odebíráme elektřinu z distribuční soustavy. O to se naprosto automaticky stará regulace fotovoltaické elektrárny, my jako uživatelé nemusíme nic přepínat, ani kontrolovat.
Větrání
Ve stavbě, kde se snažíme minimalizovat ztráty tepla a omezujeme úniky teplého vzduchu z domu, narazíme brzy na problém, jak naopak zajistit dostatek čerstvého vzduchu pro jeho obyvatele. Proto i v našem domě máme instalovánu vzduchotechnickou jednotku se systémem zpětného získávání tepla z odpadního vzduchu (rekuperací). V jednoduchosti se jedná o to, že teplý a špinavý vzduch (z WC, koupelen a kuchyně) je odsáván, ve vzduchotechnické jednotce odevzdává přes tepelný výměník teplo nasávanému čerstvému vzduchu a pak je vyfukován do exteriéru. Čerstvý vzduch z exteriéru je naopak ve výměníku ohříván a distribuován do obytných místností. Celý systém je regulován pomocí ovládání otáček ventilátorů automatickou regulací, manuálními spínači či čidly CO2.
Stínění
Velká okna na jižní fasádě se solárním zasklením přinášejí v zimním období do interiéru velké tepelné zisky. Díky nim není třeba ve slunečné dny (i když je velká zima okolo –20 °C) v domě vůbec přitápět. Od jara do podzimu je naopak potřeba tato okna stínit, aby nedocházelo k přehřátí interiéru. To pomáhají zajistit velké přesahy střechy a terasy. Bohužel v době, kdy je slunce na obzoru nízko (brzké jaro, pozdní podzim, letní pozdní večery) přesahy nestačí a k přehřívání interiéru u nás docházelo. Proto jsme doplnili svépomocí dělané exteriérové textilní rolety s elektrickým automatickým ovládáním, které tento jev výrazně omezily.
Hospodaření s vodou
V celém domě je kromě studené a teplé vody rozvedena ještě voda dešťová. Ta se používá v domě na WC a na zahradě k zalévání rostlin. Jenom ve vlastním domě ušetříme díky „dešťovce“ okolo 35 % z celkové spotřeby vody. Základem systému je 7 m3 velká betonová nádrž zakopaná před domem, do níž je svedena voda z většiny střech. Ve vlastní nádrži je pak čerpadlo s tlakovým spínačem. To žene vodu přes technickou místnost, kde jsou filtry a expanzní nádoba, do celého domu. Mysleli jsme i na období sucha: pokud hladina dešťové vody v nádrži klesne pod úroveň vymezenou spodní elektrickou sondou, automatika otevře elektroventil a pomocí přepadové trubky je nádrž dopuštěna pitnou vodou z řadu do nastavené úrovně. Vzhledem k tomu, že střecha je kryta hlínou a vegetací, je voda mírně zbarvena do béžova. Návštěvy se toho po našem upozornění nelekají a nenaplnila se ani naše obava, že se na toaletách kvůli tomu budou tvořit usazeniny. V prvním roce jsme nádrž na dešťovou vodu vůbec nemuseli dopouštět, v extrémně suchém roce 2018 jsme museli dopustit asi 5 m³ pitné vody.
Praktické zkušenosti ze stavby a užívání
Po dvou letech bydlení jsme maximálně spokojeni s umístěním domu na parcele, jeho vzhledem a vnitřním uspořádáním. Na tom bychom neměnili vůbec nic.
Velkým fyzickým i psychickým náporem byla pro celou rodinu vlastní stavba. Museli jsme se vyrovnat s namoknutím a hnitím slaměných stěn, neustávajícím sedáním slámy, chybami v projektu i větší časovou i finanční náročností stavby, než jsme původně očekávali.
Po nastěhování nám nějaký čas trvalo, než jsme se sžili se vzduchotechnikou a naučili se nastavit ji tak, aby nám v domě bylo příjemně. Co nás nemile překvapilo je množství prachu, které se do interiéru i přes filtry ve vzduchotechnické jednotce dostane.
Hlavní devizou domu je pak pocit z bydlení: příjemný pocit z přírodních povrchů (dřevo, hlína), propojení interiéru s exteriérem, světlý a vzdušný interiér nebo třeba oheň v krbu, který si maximálně užíváme.
Ekonomické zhodnocení
Rodinný dům jsme stavěli poprvé. S tím se pojila i naše počáteční naivita. Prostě jsme si nedokázali představit a spočítat, co všechno to znamená. Pokud se týká financí, tak nás nakonec dům stál cca o 40 % více, než jsme původně čekali. Velká část z toho jsou věci, u nichž jsme si jednoduše neuvědomili, že ke stavbě nového domu patří: vybavením stavby nářadím počínaje a novou kuchyní, elektrospotřebiči a třeba závěsy na oknech konče. Podle našich zkušeností také neplatí, že by stavba domu z přírodních materiálů byla ve srovnání s tradiční výstavbou, při srovnatelném zamýšleném komfortu bydlení a parametrech domu, levnější. Hlavně je o mnoho pracnější. A zvláště v interiéru pak stojíte před rozhodováním, zda zvolit standardní nejlevnější řešení (například podlahu z PVC), nebo vybrat přírodní, ale dražší materiály (dubovou podlahu).
Část z nákladů na úspory energií a využití obnovitelných zdrojů jsme získali díky programu Nová Zelená úsporám. Na pasivní dům v nejvyšší kategorii jsme dostali celkem 585 000 Kč.
Provozní náklady
Vzhledem k pravidelným měsíčním odečtům veškerých měřáků umístěných v domě máme podrobný přehled o roční spotřebě energie a vody, a tedy i provozních nákladech naší čtyřčlenné domácnosti v cca 160 m² velkém domě.
Voda
Celkem za rok spotřebujeme v domě okolo 80 m³ vody. Z toho tvoří dešťová voda okolo 35 %. Průměrně tedy spotřebujeme 6,42 m³ veškeré vody na čtyřčlennou domácnost za měsíc.
Elektřina
Celková spotřeba elektřiny (na svícení, vaření, vzduchotechniku, veškeré další elektropřístroje, dohřev TUV a topení) v domě číní ročně cca 4650 kWh. Z toho 52 % pokryjeme z vlastní fotovoltaické elektrárny. Zbytek, tedy něco přes 2 MWh odebíráme především v zimním období z rozvodné sítě.
Fotovoltaika
Fotovoltaika (o výkonu 5 kWp) vyrobí za rok cca 5550 kWh. Z toho jsme v domě využili 43 % a do rozvodné sítě dodali přes 3 MWh. Od jara do podzimu máme několikanásobné přebytky.
Dřevo
V zimě slunce zas tolik nesvítí, a tak nám jako další zdroj tepla pro vytápění a přípravu teplé vody slouží krbová vložka. Odhadem jsme za rok spotřebovali 5 m³ zbytků smrkového dřeva ze stavby za 0 Kč – tedy 3,5 plnometru o celkové výhřevnosti okolo 7000 kWh. Při účinnosti krbu okolo 80 % by to bylo 5700 kWh.
Provozní náklady celkem
Celkem nás tedy vodné a stočné stojí okolo 6000 Kč, elektřina okolo 8500 Kč (10 000 Kč spotřeba mínus 1500 Kč výroba). Do budoucna ještě musíme počítat s penězi na dřevo na přitápění v krbu. Vzhledem k velikosti domu jsme s touto výší provozních nákladů velmi spokojeni.
Závěr
Stavba ze slaměných balíků je adrenalinový podnik s mnoha neznámými a nejistým výsledkem. Díky chybějícím zkušenostem a nestandardizovaným vlastnostem balíků to jistě není cesta vhodná pro každého stavebníka. Při pečlivé přípravě, konzultacích a důkladné stavbě ale může vzniknout dům vysokých užitných kvalit. Zkušenosti ze stavby jsme průběžně psali na www.slamacek.cz a sdíleli na www.facebook.com/groups/slamacek a rádi se o ně podělíme i osobně.
JAN CHVÁTAL
foto Jan Márton (1, 5, 8, 9), archiv autora (2–4, 6, 7, 10–17), Jakub Moravec (18–21)
Ing. Jan Chvátal (*1979)
absolvoval obor krajinné inženýrství na České zemědělské univerzitě. Více než 10 let působil na vedoucích pozicích ve středisku ekologické výchovy Toulcův dvůr. Po takřka tříleté pracovní přestávce při stavění domu se do prostředí neziskových organizací opět vrátil. Aktuálně pracuje jako provozní manažer vzdělávacího centra Tereza.
