Typy konstrukcí pro slaměné domy

Tento článek popisuje základní typy konstrukcí, používané ve slaměných stavbách.

NOSNÉ BALÍKY

Nazývá se také stylem „Nebraska” podle místa svého vzniku. Veškerá zatížení stěny jsou přenášena pouze samotnými slaměnými balíky. Konstrukce neužívá bodových nosných prvků.

Tento typ byl vyvinut prvními osadníky v 19. století v Nebrasce, kde byla nouze o dřevo. Zatímco lidé čekali na dodávku dříví po železnici, stavěli dočasné stavby z balíků trávy. Takto byly získány první zkušenosti, které se později uplatnily na stálých budovách z balíků slaměných. Základem systému jsou stěny z balíků pokládaných na vazbu.

Střecha nebo jiné zatížení vodorovnými konstrukcemi musí dosedat na stěnu v plné ploše. Bodová zatížení jsou kvůli odlišné síle stlačení balíků nepřípustná, nebo musí být dalšími prvky (nejčastěji věncem) roznesena dostatečně do šířky. Pro vícepodlažní stavby je vhodné kvůli vyšší únosnosti používat balíky s vysokou hustotou. V USA, kde je tato technika rozšířena nejvíce, se používají střední a obří balíky o síle stěn až jeden metr a hustotě více než 120 kg/m3. Ve Velké Británii byly z nosných balíků postaveny dvoupodlažní rodinné domy, v Itálii i třípodlažní dům.

Okna a dveře se umísťují do pevných dřevěných rámů schopných přenášet zatížení. Rámy se kotví do slaměné stěny pomocí bambusových nebo dřevěných tyčí. Plocha oken a dveří je omezená na cca 50 % plochy stěny tak, aby balíky po stranách otvorů nepřenášely výrazně větší zatížení než balíky ostatní (manželé Steenovi). Z téhož důvodu se doporučuje spíše svislá orientace otvorů.

Mezi výhody nebraského způsobu patří rychlost výstavby, jednoduchost provádění, nízké náklady, snadné dosažení půdorysných oblouků a úspory na běžném stavebním personálu, který může být v podstatě nekvalifikovaný. Proto je u nás tato technika ideální pro doplňkové stavby, jako jsou například zahradní sklady a garáže. Možnosti využití jsou široké – hodí se prakticky pro všechny typy nízkopodlažních staveb. Mezi nevýhody patří problémy spojené s udržením balíků v suchu během výstavby před položením střechy a omítnutím. Ty je možné řešit předem – přípravou střechy na zemi a jejím následným zvednutím. Staveniště je tak kryto před povětrností a deštěm. Nakonec se střecha položí na postavené stěny. Tento způsob praktikuje společnost Amazonails. Je také nutné počítat se sesednutím stěn během provádění (dle hustoty u malých balíků cca 10–20 cm na patro, u obřích cca 2–5 cm), po konečném zatížení a stažení se jejich tvar již dále nemění.

Systém nosných balíků obecně nenabízí mnoho možností pro řešení fasád, pokud od jižní fasády očekáváme velkou míru prosklení. Nosné balíky lze proto při dostatku konstrukční invence kombinovat s dřevěnou konstrukcí. Typické příklady kombinace konstrukcí navrhuje architekt Werner Schmidt.

DŘEVĚNÁ RÁMOVÁ KONSTRUKCE

Dřevěné rámy konstrukce přenáší veškerá zatížení – svislá i vodorovná. Balíky tvoří pouze tepelně izolační výplň bez statické funkce. Dřevěný skelet lze bodově zatížit.

Konstrukci tvoří buď rastr tenčích sloupků, tzv. two by four systém (fošinkový), jež jsou od sebe vzdálené cca 75 cm, nebo modulový systém dřevěných sloupů rozmístěných po několika metrech, tzv. skandinávský typ. Způsob použití obou typů konstrukce vede u slaměných domů ke značně rozdílným výsledkům, jak bude ukázáno v další kapitole. Fošinkový skelet je zavětrován většinou plošně, například OSB deskou. Balíky vyplňují konstrukci a nepřenáší žádné zatížení kromě vlastní tíhy nebo hmotnosti omítek, takže k sesedání prakticky nedochází. Skandinávský skelet je obyčejně zavětrován diagonálami. Balíky se chovají do určité míry podobně jako v nosné stěně.

Výhodou tohoto způsobu je možnost postavit střechu před započetím umísťování slámy do konstrukce. Konstrukce poskytuje dobrou oporu okenním a dveřním otvorům. Jejich velikost je limitována pouze zvolenou nosnou konstrukcí. K nevýhodám patří větší pracnost, neboť je kombinována nosná a výplňová část stěny. Ke stavbě je třeba tesařských zkušeností.

Co se staveb s užitím slaměných balíků týká, jedná se v podstatě o jediný typ konstrukce, který je u nás stavebními úřady v řádném řízení bez potíží povolován a bez problémů podepisován statiky.

Výběr dřevěné konstrukce je vhodné provést už ve fázi návrhu. Vychází z představ stavebníka, z množství otvorů ve stavbě, z navrhovaného energetického řešení a volby materiálů vůbec. Jinak se rozhoduje investor, jenž zadává práci stavebním firmám, a jinak člověk, který si hodlá část domu zbudovat svépomocí. Také celkový vzhled budoucí stavby bývá konstrukcí značně ovlivněn.

Základem dřevěné kostry domu je systém sloupků a nosníků, které přebírají statické zatížení. Balíky jsou pak různými způsoby používány jako výplň tvořící tepelně izolační obálku budovy. Používané dřevěné konstrukce se dělí na tři základní druhy:

Sloupkový (fošinkový) systém two by four
Skládá se z hustě umístěných sloupků po cca 75 cm. Používají se při něm profily menšího průřezu. Do sloupků je možné díky jejich malé vzdálenosti pevně kotvit deskové materiály, například OSB desku parobrzdy, která slouží i jako konstrukční zavětrování. Staticky je pak stavba složena ze stěnových panelů. Z požárních důvodů se sloupky povětšinou zabudovávají do stěn.

Skandinávský systém
Sestává ze základního modulového rastru sloupů, jejichž vzdálenost bývá kolem 2,5–3,5 m a jimiž je přenášeno svislé zatížení. Poloha izolace z balíků vůči sloupům může být různá – od integrování do konstrukce až po předsazení před sloupy. Stěna je pak průběžná, zatímco konstrukce je umístěna uvnitř budovy, kde se může stát zajímavým designovým prvkem. Kvůli vyšší koncentraci sil jsou sloupy masivnější.

Konstrukce z I profilů
Používá se především pro zrychlení výstavby. Celý dům může být navržen z rámů, jež vytváří pravidelný rastr konstrukce. Výhodou je jednoduché vytvoření pevného podkladu pro opláštění stavby deskami vně i zevnitř. Profily se proto kladou ve vzdálenosti cca 75 cm. Pro okenní otvory tím vzniká určité omezení.

Konstrukce za masivních dřevěných desek
Slaměné balíky lze přikládat i ke konstrukci z masivních desek, které slouží jako vzduchotěsná vrstva, zároveň s možností pohledového dřeva v interiéru. Tato konstrukce může poskytovat zajímavé možnosti pro zlevňování staveb.

HYBRIDNÍ METODY

V průběhu historie slaměného stavění vzniklo několik metod, které využívají kombinace balíků s dalšími materiály. Představme ty nejdůležitější.

Lehké dřevěné rámy s vloženými balíky
Tato metoda sdružuje výhody předcházejících dvou typů. Poddimenzované dřevěné sloupky s dočasnými podporami přenáší pouze svislá zatížení ze střechy, která poskytuje ochranu před povětrností. Mezi svislé sloupky jsou poté vkládány balíky. Teprve po vyplnění konstrukce je dosaženo konečné konstrukční integrity stěn a zavětrování stavby.

Dřevěné sloupky nesmí svou výškou bránit pozdějšímu stlačení balíků a jejich zapojení jako nosné složky konstrukce. Sloupky se nejčastěji umisťují v rozích budovy a kolem budoucích okenních a dveřních otvorů, čímž napomáhají jejich stabilizaci.

Metoda Louise Gagného
Tento způsob stavění byl vyvinut v Kanadě. Balíky jsou používány jako cihly bez vazby, zděné na cementovou maltu. Vzniká tak rastr svislých a vodorovných propojení poskytující stěnám konečnou pevnost. Stěny jsou touto maltou také omítnuty. Stejný systém byl společností ArchiBio vyvinut také pro podlahovou betonovou desku. Metoda je užívána zřídka, neboť již známe jednodušší metody práce s balíky i bez kombinace s mokrými procesy. Z důvodu značných tepelných mostů v konstrukci a naprosté nevhodnosti pro použití v našem klimatu je uváděna pouze pro úplnost.

CST© Technika
Metoda CST (La Cellule Sous Tension©) byla vyvinuta francouzským přírodním stavitelem Tomem Rijvenem. Spočívá v kombinaci svislých fošinek a vodorovných latí, mezi které jsou v pravidelném rastru vkládány slaměné balíky. Balík, jemuž jsou po zabudování přestřiženy provázky, vyvíjí horizontální síly. Ty zabraňují vybočení tenkých sloupků nesoucích zatížení střechou. Latě propojují jednotlivé prvky a přenáší do stlačených balíků diagonální síly. Svou konstrukční podstatou se metoda podobá způsobu výstavby Louise Gagného. Poskytuje dobrou stabilitu stěn již během stavby. Každý balík se před usazením namáčí do řídké hliněné směsi, jež zpevní jeho povrch. Pokládají se na výšku. Otázkou je velikost tlaku, jaký je buňka balíku schopna vyvinout, pokud jsou stébla do sebe zaklesnuta. Zkušenosti z Rakouska ukazují, že balík po přestřižení provázků nemusí být schopen vyplnit přilehlé volné prostory. Tato metoda byla vyvinuta v západoevropském klimatu.

PODSTATNÉ ASPEKTY VÝBĚRU KONSTRUKCE SE SLAMĚNOU IZOLACÍ

Jednoduchost a rychlost provádění
Zkušenosti se stavbou prvních slaměných domů u nás ukázaly, že v rychlosti izolování balíky mohou být až několikanásobné časové rozdíly. Nejčastěji se týkaly nutného opracování balíku před umístěním do stěny. Velkou roli hraje umístění konstrukce versus umístění vázacích provázků na balíku – čím více se zasahuje do jeho struktury, tím více se doba práce prodlužuje a soudržnost balíku se snižuje. Do úvah je třeba zahrnout také samotnou pracnost provedení nosné konstrukce a dalších návazností.

Minimalizace tepelných mostů, preciznost provedení detailů
Při návrhu konstrukce a zateplení je třeba zaměřit pozornost především na řešení styku podlahy a stěny, stěny a stropu a dále na ostění otvorů. Vzhledem k velmi dobrým izolačním vlastnostem slámy je každá skrz stěnu probíhající konstrukce tepelným mostem – i dřevěná, která má horší tepelně-izolační schopnosti než sláma. Tepelný most navíc netvoří pouze samotná konstrukce, ale i vzduchové mezírky mezi konstrukcí a balíkem slámy, jejíž docpání se na stavbě málokdy dokonale provede. Může jím být i lokálně snížená hustota slámy. Každý zásah do původního rozměru balíku snižuje tepelně-izolační vlastnosti stěny. Nejenže se izolace zeslabuje, ale výřez se také často provede větší, než je třeba. Pokud není navíc přesně v místě konstrukce, následuje pozdější docpávání mezer slámou kvůli špatně usazenému balíku. Konstrukci je proto třeba promyslet tak, aby se balíky musely co nejméně vyřezávat a aby k ní mohly být jednoduše kotveny. Optimální řešení detailů umožňuje co nejpřesnější dosedání balíků bez nutnosti pozdějšího docpávání slámy a průběžnost slaměné tepelné izolace.

Vnější vzhled a požadavky na interiér
U běžné zděné stavby, případně dřevostavby tesařsky stavěné či montované, můžeme vcelku předpokládat, že stěny budou ve finále rovné. U staveb ze slámy, respektive přírodních materiálů, se toto kritérium stává při volbě konstrukce velmi důležitým. Zvolíme-li například konstrukci z rostlé kulatiny, která sama o sobě mění v délce svůj průřez a mírně i směr růstu, stěží a pracně budeme dosahovat rovného vzhledu stěny. Naopak, pokud bude konstrukce z řeziva a nosné prvky hustší, můžeme dosáhnout víceméně rovné stěny s menšími výchylkami, danými nepřesností práce u balíků a jejich nerovnostmi. Zcela jiná situace nastává, pokud jsou balíky v konstrukci uzavřené – potom můžeme s rovinatostí fasády počítat. U požadavků na interiér se jedná především o volbu, zda bude konstrukce ve stěně skrytá, nebo nakolik ji chceme v interiéru viditelnou.

Jiné více či méně racionální úvahy
Dalšími v posledku velmi důležitými faktory, s nimiž se projektant také setkává v každodenní praxi, může být například příklon k určitému způsobu opracování dřeva, vybavení kamarádovy dílny nebo traumatické zážitky z dětství. S těmito kritérii však nemůže být pro jejich značnou neurčitost nadále v textu počítáno.