Nízkoenergetické drevené stavby z pohľadu trvalo udržateľnej výstavby

Keby sme posudzovali drevo ako stavebný materiál z hľadiska komplexu mechanických, tepelnotechnických a estetických vlastností, ako aj dosahu na životné prostredie, zrejme by sme medzi ostatnými materiálmi nenašli obdobnú alternatívu. Návrat k drevenej architektúre je nielen vyjadrením hľadania pôvodných hodnôt v dnešnej rozkolísanej dobe. Dôvodom jeho využívania v mnohých krajinách Európy je aj trend znižovania energetickej náročnosti a trvalo udržateľného rozvoja.

Bohatá tradícia, slabšia súčasnosť
V množstve dochovaných pôvodných obytných a sakrálnych objektov a v kvalite ich architektonického a remeselného stvárnenia nezaostáva územie Slovenska za Škandináviou a ostatnými krajinami s tradíciou drevených stavieb. Vlastnosti dreva našli v pôvodnej architektúre zrubových domov uplatnenie v príťažlivom tvare bez toho, aby mal prostý staviteľ znalosti zo stavebnej fyziky, ekológie alebo architektonickej kompozície. Napriek bohatej tradícii je v súčasnosti nízke zastúpenie dreva v stavebných konštrukciách na Slovensku. Má to niekoľko príčin:

• v celkovej spotrebe energie na stavby sa ešte stále nezdôrazňuje jej náročnosť na výrobu, energiu, dopravu a montáž. Navyše, ceny energie nie sú zreálnené, nezohľadňujú napríklad celospoločenský ekonomický a ekologický dosah pri výrobe energie. Iné, energeticky oveľa náročnejšie materiálové bázy, ktoré viac zaťažujú životné prostredie, tak ponúkajú bezkonkurenčne nižšie ceny stavebných výrobkov;
• ešte stále je u investorov zakorenená určitá nedôvera k drevostavbám. Vedomosti o výhodách využívania dreva pri konštrukciách sú dosť obmedzené. Drevostavby stále predstavujú vo vedomí ľudí provizórnu konštrukciu s nízkou trvanlivosťou, slabou izoláciou a náročnou údržbou. Pre väčšinu ľudí stále znamenajú synonymum chudoby a nízkeho postavenia v spoločenskom rebríčku, hoci úroveň kvality, životnosti a architektonického detailu súčasných drevených stavebných konštrukcií sa značne odlišuje od zrubových či montovaných domov z minulého obdobia;

• regulatívy často predstavujú obmedzenie rozhodnutia v prospech určitého smeru. A to môže užívateľ len veľmi ťažko ovplyvniť. Tie zakazujú alebo obmedzujú využívanie dreva pri mnohých typoch budov;
• pri konečnom rozhodnutí je nadradené technické riešenie. Zákazník sa zameriava pri výbere na technicky najlepšiu možnosť a najtrvácnejšie riešenie vždy, pokiaľ náklady na toto riešenie sú rozumné. Naopak, vyššie ceny niektorých výrobkov z dreva sa v porovnaní s konkurenčnými výrobkami môžu akceptovať len vtedy, ak sú tu ďalšie vlastnosti, ktoré iné produkty nemajú – napr. pozitívny imidž, estetická funkcia, technická nadradenosť;

• pretrváva nedostatok vedomostí a technických skúseností s výnimočnými vlastnosťami dreva. Toto nie je len prípad architektov, ale aj konečných spotrebiteľov, ktorí často nemajú dostatok informácií o dreve. Tieto obmedzené vedomosti často vedú k zlému využívaniu dreva, a následne na to k problémom, ktoré spôsobujú negatívny efekt na celkové vnímanie dreva v stavbách;
• mnoho environmentalistov sa stále mylne domnieva, že stromy by mali zostať v lese s ohľadom na ochranu prírody. Ochrana prírody je určite veľmi dôležitá, ale je tu systém, ktorý je z hľadiska hospodárenia v lesoch blízky prírode a ktorý zabezpečuje trvalo udržateľné využívanie produktov z lesa bez poškodzovania prírody. Typickým vágnym argumentom, s ktorým sa stretávame dokonca aj v odborných časopisoch, je paradoxné stavanie použitia dreva do neekologickej pozície.

Situácia vo svete
Situácia vo vyspelých štátoch sa v zastúpení dreva v individuálnej bytovej výstavby podstatne odlišuje od Slovenska. V nemecky hovoriacich krajinách zastupujú rodinné domy na báze dreva 30 až 50 % (podiel sa neustále zvyšuje), v Škandinávii a USA do 90 %, v Rakúsku plánujú docieliť formou národného programu 80 až 90 % zastúpenie drevostavieb rodinných domov. U nás sa odhaduje na 1,5 až 2 %.

V Európe je súčasný podiel nosných stavebných konštrukcií z dreva 10 % s prognózou zdvojnásobenia. Na širšie uplatnenie dreva sa vytvárajú vládne podporné programy. Vývojové pracoviská v Európe intenzívne riešia okrem problémov horľavosti a požiarnej ochrany aj otázky zvukovej izolácie, stability, ekologických požiadaviek a konštrukčných systémov. Vznikajú nové architektonické smery v ponímaní drevených stavieb. Napríklad organická architektúra, ktorej kolískou je susedné Maďarsko, sa dostáva do povedomia celého sveta.

Dôsledné využitie a maximálne zhodnotenie domácich surovín je charakteristickým znakom vyspelých ekonomík. Ak by malo byť zodpovednosťou štátu a štátnych inštitúcií v oblasti stavebníctva a bytovej politiky znižovanie energetickej náročnosti, zachovanie trvalo udržateľného rastu a znížinie dosahu na životné prostredie – ako to vidieť vo vyspelých štátoch – nezaobišlo by sa to bez podpory trvalo udržateľných stavebných konštrukcií.

Drevo – strategická surovina stavebníctva
Výhodnosť dreva ako perspektívnej suroviny 21. storočia v stavebníctve vyplýva z jeho prírodnej podstaty a komplexu vynikajúcich vlastností. Pri jeho použití v stavebných konštrukciách treba rešpektovať najmä skutočnosť, že ide o prírodný materiál s priaznivými mechanickými vlastnosťami pri nízkej hmotnosti. Zároveň má výhodné technologické vlastnosti, ako sú ľahká opracovateľnosť, schopnosť spájania, nízka spotreba energie pri výrobe stavebných dielcov, pri ich doprave a pri likvidácii stavebného objektu.

Drevo je energeticky efektívne a priateľské pri jeho využívaní – je všestranné a dá sa použiť na viac ako 100 000 rozdielnych výrobkov. Ak sa nedávne trendy nahrádzania masívneho dreva zdajú byť odvrátené, súvisi to nielen s energetickou krízou, ale tiež so zmenou ekologického povedomia. Naopak, badať snahu o nahradenie konkrétnych výrobkov z kovu a plastu výrobkami z masívneho dreva.

Tak ako takmer všetky substitúty dreva požadujú viac energie a zahrňujú procesy výroby, ktoré viac znečisťujú životné prostredie, väčšie využívanie dreva by mohlo zabezpečiť zníženie spotreby energie, ako aj znečistenia ovzdušia. Drevo by mohlo ideálne nahradiť oceľ alebo betón v mnohých ľahkých konštrukciách, malých mostoch, stĺpoch, interiérových prvkoch a pod.

Postavenie dreva treba posúdiť aj z globálneho hľadiska predpokladanej dostupnosti surovinových zdrojov v 21. storočí. Drevo ako trvalo obnoviteľnú surovinu v udržovaných lesoch s priaznivými environmentálnymi vlastnosťami postaví do popredia najmä očakávané dočerpanie zásob pevných, tekutých a plynných palív. Nastáva potreba znižovať ohrozenie zemskej atmosféry skleníkovými plynmi, z ktorých 61 % tvorí CO₂ ako produkt spaľovania. Nezanedbateľný fakt je trvalá obnoviteľnosť dreva, pri nej sa počas rastových procesov fotosyntézou vytvára kyslík a odčerpáva CO₂, pričom uhlík sa akumuluje v biomase.

Slovenská republika sa bohatstvom lesa zaraďuje na 4. miesto v Európe. Ťažba dreva predstavuje približne 60 % prírastku v lesoch. Táto cenná, obnoviteľná a ekologicky výhodná surovina sa u nás nevyužíva dostatočne a značný podiel sa vyváža vo forme guľatiny a neopracovaného reziva, zatiaľ čo narastá podiel energeticky a ekologicky náročnejších materiálových báz.

Téma dňa – zníženie energetickej bilancie
Snahou projektantov je znížiť celkovú energetickú bilanciu budovy už v štádiu návrhu. Ukazuje sa, že ekonomickým riešením hrubej stavby budovy s nízkou spotrebou energie (popri aplikácii technických zariadení na využitie spätného získavania tepla a slnečnej energie) je práve uplatnenie konštrukcií na báze dreva.

Pri plánovaní zlepšenia tepelnej ochrany – a to platí aj pre nové budovy – si treba uvedomiť nasledovné skutočnosti:

• ceny energie zďaleka nedosiahli vrchol – ich radikálne zvýšenie ešte len očakávame,
• ceny energie bude diktovať nielen zhoršujúca sa situácia v zásobách fosílnych palív, ale aj politika monopolov. Na druhej strane sociálna situácia i kúpyschopnosť obyvateľstva sa s ekonomickým rozvojom bude zlepšovať,
• po vstupe do menovej únie bude slovenská koruna devalvovať,
• ceny stavebných prác budú narastať,
• sprísni sa legislatíva v oblasti tepelnej ochrany budov,
• skvalitnia sa verejnosťou vžité štandardy na tepelnú ochranu (napr. energeticky pasívne domy budú rovnakou samozrejmosťou, ako sú dnes eurookná s nízkymi U-hodnotami zasklenia). So štandardom budú narastať aj investičné nároky,
• pri vysokej spotrebe energie v celej spoločnosti sa budú radikalizovať i dosahy na životné prostredie a príroda sa bude brániť o to úpornejšie. Šetrenie energie sa stane denným programom nás všetkých,
• po zavedení energetickej certifikácie budov sa do trhovej ceny nehnuteľnosti podstatnejšie premietne energetická efektívnosť.

Sendvičové obalové plášte
Pri súčasných normatívnych požiadavkách začínajú byť z pohľadu tepelnej ochrany aktuálne sendvičové obalové plášte budovy na báze dreva s vrstvou vysokoúčinnej tepelnej izolácie. Taký konštrukčný systém charakterizuje nízka hmotnosť a objem nosných prvkov konštrukcie. To umožňuje aplikáciu tepelných a zvukových izolácií bez neúmerného zväčšovania hrúbky samotnej konštrukcie.

Ak porovnávame súčasnú štandardnú ponuku výrobcov stavebných hmôt a konštrukcií na obytné a občianske budovy na rôznej materiálovej báze, pri približne rovnakej investičnej náročnosti (v prípade, že berieme do úvahy dodávku aj montáž stavebnou firmou) sú tepelno-technické charakteristiky stien v skladbe drevených domov podstatne lepšie. To sa premieta aj do celkovej nižšej spotreby energie na vykurovanie.

Efektívnosť konštrukčného systému
Keďže dominantným materiálom v skladbe progresívnych oplášťujúcich konštrukcií na báze dreva je vysokoúčinná tepelná izolácia, popri úspore hrúbky možno efektívnym spôsobom docieliť vysoký izolačný štandard. Ako nosná konštrukcia drevených nízkoenergetických domov a EPD prichádza do úvahy drevená rámová konštrukcia, stenová konštrukcia z priestorových tvaroviek alebo prefabrikovaná stenová konštrukcia z celostenových dielcov na báze lepeného dreva.

Pri najjednoduchšej rámovej konštrukcii sa dajú použiť štandardné prvky rámu s dimenziou asi 60/140 mm a s tepelnoizolačnou výplňou, ktoré sa na dosiahnutie potrebnej hrúbky obojstranne doplnia prídavnými vrstvami izolácie – napr. vonkajším zateplovacím systémom s odvetranou vzduchovou medzerou a vnútornou inštalačnou vrstvou.

Ďalšou ekonomickou možnosťou je použiť rám zo zložených prierezov – I profilov alebo skriňových profilov so stienkami z OSB dosák. Takéto profily okrem lepšej priestorovej stability ponúkajú jednoduchší spôsob výstavby. Subtílne stienky z OSB značne eliminujú vplyv systémových tepelných mostov.

Pri modernom prístupe k spôsobu výstavby, ktorý zohľadňuje širšie chápané súvislosti, nielen technické, technokratické či krátkodobé ekonomické záujmy, ponúkajú budovy na báze dreva perspektívnu alternatívu. Iste, možno hovoriť aj o ich slabých miestach, ktoré sa však za cenu menších či väčších nákladov dajú eliminovať. Dnešná úroveň poznania i realizačnej praxe to umožňuje. Ťažko ale vyvrátiť argument, že vo vyspelých štátoch s náročnými užívateľmi majú drevostavby a drevené konštrukcie vysoký a stúpajúci podiel. V súčasnosti je asi najväčším problémom na Slovensku to, ako sa s touto výzvou dokážu vysporiadať architekti.

prof. Ing. Jozef Štefko, PhD.
Foto: archív autora

Prof. Ing. Jozef Štefko, PhD. pôsobí na Technickej univerzite vo Zvolene. Absolvoval Stavebnú fakultu STU v Bratislave. Je odborníkom na drevené stavebné konštrukcie, najmä vo vzťahu k energetickej efektívnosti, trvalo udržateľnému rozvoju a stavebnej fyzike. V tejto oblasti na univerzite koordinuje aj výskumnú a vývojovú činnosť. Je spoluautorom publikácie Drevené stavby, ktorá vyšla už v dvoch vydaniach vo vydavateľstve Jaga (2004, 2006).