Vše o ekologické architektuře

Pevnina pokrývá na naší planetě 149 milionů km2. I když se nezdá, že by vliv jednoho malého rodinného domu a jeho provozu mohl být z hlediska životního prostředí významný, není to pravda. Pokud by stejný model postavila a provozovala polovina populace, mohlo by to mít opravdu závažný dopad.

V současné době se ve městech zvětšují plochy obchodních center na úkor parků, na úrodné půdě se budují rozlehlá logistická centra, podporuje se automobilová doprava a na venkově si na úrodné půdě lidé budují bungalovy s dvougaráží, s vysokými zdmi a anglickým trávníkem.
Mladí lidé se stěhují z města, dojíždějí autem, využívají neobnovitelnou energii, nakupují v obrovských nákupních centrech a do místního obchůdku nezajdou, souseda už nepotkávají a přes vysokou zeď ani nevidí. Nová „developerská“ příměstská zástavba vypadá jako vězení budoucnosti. Tyto trendy nemají nic společného s udržitelným řešením bydlení.
U nových zástaveb by měly být aplikovány principy permakultury, které řeší dům, jeho okolí a jeho provoz komplexně a v souvislostech.
Města mají velké problémy. Začínají být pro život nepříjemná, a aby z nich lidé nemuseli utíkat, je zapotřebí vrátit města zase zpět k lidem, dostat do nich více zeleně, snížit množství aut, posílit pěší, cyklistickou a hromadnou dopravu. Vizí je úsporné, zdravé, obytné město.

Budova navržená jako ekosystém

Problémem pro přírodu je i nakládání s vodou, vzduchem, výkaly a odpadem.
Pro lidstvo je zatím bohužel typický otevřený lineární průběh – člověk čerpá suroviny z přírody a vrací do ní nepoužitelný odpad. Pokud by se takovýmto způsobem při velikosti populace nadále pokračovalo, příroda by se s tímto tempem nedokázala vyrovnat. Je proto povinností lidí začít se chovat ve smyslu přírodního ekosystému, který je typický uzavřeným cyklem materiálových toků – výstupy na jeho konci se stávají vstupy na začátku.
Zní to sice jako samozřejmost, ale ani sami lidé často nedokážou identifikovat své potřeby. Stavějí zbytečně velké domy, ale obývají jen pár pokojů. Ještě hůře jsou na tom městské ulice navržené nikoli pro lidi, ale pro auta. Tradiční přístup je často přístupem ohleduplným k prostředí, zkušenost generací pomáhala při volbě vhodného staveniště i při optimalizaci konstrukce a volbě materiálů. Souvisí s ochranou identity, genia loci a sociokulturních hodnot. Staré tradiční domy mají svého ducha, proporce a okolí, na němž vyrostly, a mají tak svou kulturní hodnotu. Energie do starší stavby byla už vložena a většinou jsou tradiční domy postaveny z nezávadných přírodních materiálů s malým objemem zabudované energie. Starší domy je třeba umět pochopit, respektovat a obnovit je – zvýšit v nich standard bydlení, ovšem bez velkých zásahů a s použitím vhodné techniky i materiálů. Výsledek může být nakonec lepší než u novostavby.

Dalším významným představitelem stavební biologie je profesor Anton Schneider z Institutu pro stavební biologii (baubiologie) a ekologii v Neubeuernu (IBN), který stanovil tzv. 25 zásad pro zdravé bydlení, například:
♦ používání přírodních a nefalšovaných stavebních materiálů (bez škodlivých přísad),
♦ dobrá kvalita vzduchu díky přirozenému větrání,
♦ vytápění sálavým teplem,
♦ minimalizace spotřeby energie při maximálním využití obnovitelných zdrojů,
♦ výběr stavebních materiálů přednostně z místních zdrojů, nepodporování těžby nedostatkových nebo rizikových surovin.

Výstavba pasivního domu z obnovitelných přírodních materiálů byla šetrná k prostředí, ochránila se okolní vegetace i vinice. Stání pro auto je dále od domu, blíže k silnici, aby se příjezdem nezabrala zbytečně velká plocha úrodné půdy. (foto: Artur)

Vytvořit zdravý interiér

Stavby vznikly jako potřeba ochrany před nepříznivým počasím a predátory, ale v dnešní době se život výrazně změnil. Mnoho lidí začíná trpět civilizačními nemocemi a mluvíme o tzv. syndromu nemocných budov. Nastává čas, kdy je třeba se zamyslet a činy zkorigovat.
Ve druhé polovině minulého století se vyvinul vědní obor stavební biologie jako reakce na rychlý vývoj ve stavebnictví a na škodlivé vlivy staveb, zařízení a provozu, které mohly být pozorovány na osobách dlouhodobě žijících v těchto stavbách.
Jedním z průkopníků tohoto nového vědního oboru je Hubert Palm, jemuž je připisován pojem stavební biologie a výrok, že člověk má tři druhy kůže – vlastní kůži, druhou kůží je oblečení a třetí kůži tvoří budova, v níž žijeme.

Používání jen bezchybných a nezávadných materiálů

V architektuře se průmyslový rozvoj a rozvoj techniky projevil možností vytvářet umělé prostředí, nezávislé na místu a přírodních podmínkách, a začaly se vyvíjet různé stavební materiály na chemické bázi.
V roce 2003 zavedla Evropská komise nový právní předpis o registraci, hodnocení, autorizaci a omezování chemických látek při jejich uvádění na trh, tzv. nařízení REACH, s cílem zkontrolovat zdravotní a environmentální dopady asi 30 000 z přibližně 100 000 chemických látek, které dnes každodenně využívají spotřebitelé či průmysl. Cílem nařízení REACH je zlepšit ochranu životního prostředí i zdraví obyvatel EU důslednější kontrolou používaných chemických látek. Chemická agentura se sídlem ve Finsku působí jako centrála při uplatňování REACH – spravuje databázi důležitou pro fungování systému, koordinuje hlubší prozkoumání podezřelých látek a vede veřejnou databázi, v níž mohou spotřebitelé i experti nalézt informace o nebezpečných chemikáliích. Zdá se proto celkem přirozené, že někteří začínají znovu používat přírodní materiály ověřené tisíciletími.

a) Korek se vyrábí z kůry korkového dubu. K důležitým vlastnostem tohoto materiálu patří kromě vynikajících tepelněizolačních, zvukověizolačních a antivibračních schopností i nenasákavost, flexibilita a v neposlední řadě také to, že neabsorbuje prach a zabraňuje tvorbě plísní. Vlastnosti korku vyplývají z jeho výjimečné přirozené struktury a chemického složení buňkových membrán. Korkový dub roste ve Španělsku a Portugalsku.
b) Foukaná celulóza je recyklovaný materiál vyrobený rozvlákněním papíru. Má dobré tepelněizolační i zvukověizolační vlastnosti, je difuzně propustná, dobře reguluje vlhkost a výhodou je i schopnost akumulace. Rychle se aplikuje a umožňuje kvalitní vyplnění složitějších konstrukčních prvků novostaveb, ale i stropů ve starých domech. Foukanou celulózu lze kombinovat i s nasekanou slámou nebo konopím.
c) Konopná izolace je další dobrou alternativou tepelné izolace. Představuje zejména výplňovou izolaci střech, stěn a podlah se všemi pozitivními vlastnostmi přírodních materiálů – jde o obnovitelný zdroj, dobře reguluje vlhkost, je paropropustná, zdravotně nezávadná a snadno recyklovatelná. Vyrábějí se i pevnější izolační rohože vhodné pro kontaktní zateplení. Pěstování konopí není u nás už tak neobvyklé, ale přesto je ho v současnosti málo, takže ho musíme dovážet.
d) Vlna je velmi dobrý tepelněizolační materiál se schopností pozitivně ovlivňovat vlhkost v prostředí. Má výjimečnou schopnost pohlcovat nadměrnou vlhkost v konstrukci a přitom stále dobře izolovat. Je to výhoda přírodního živočišného materiálu, který je však v současnosti nedoceněnou surovinou. Protože nám chybějí zpracovatelé vlny, musí se tento materiál dovážet.
e) Nepálená hliněná cihla. Nepálené hliněné tvarovky vyráběné v tradičních cihelnách mohou být dobrou náhradou za pálené cihly.
f) Dřevovláknité desky jsou osvědčeným velkoplošným izolačním materiálem pro využití v interiérech i v exteriérech. Jsou z domácí produkce, vyrobené ze štěpky
smrkového dřeva. (foto: Artur)

Výběr stavebního materiálu

Často při výběru materiálů rozhoduje cena. Člověk si však neuvědomuje, že v ceně výrobků není zatím promítnutý škodlivý vliv na lidi a na životní prostředí, proto ceny výrobků nejsou v podstatě reálné. Ve snaze o udržitelnou architekturu je zapotřebí cílevědomý výběr stavebních materiálů. Jak bychom měli materiál vybírat a na co bychom si měli dát při výběru pozor? V zásadě lze tyto požadavky shrnout do několika bodů. Jsou to:
♦ Funkčnost, kulturní a klimatická vhodnost
Materiál musí splňovat přesně to, co od něho člověk vyžaduje, a měl by zapadnout do prostředí.
♦ Zdravotní nezávadnost či pozitivní vliv na zdraví a pohodu člověka
Přírodní materiály pomáhají vytvořit přirozenou vlhkost v interiéru, čímž se chrání například sliznice před vysoušením.
♦Dlouhá životnost
Trvanlivost souvisí s nenáročnou údržbou a udržitelností
♦ Lokálnost
Je nutno používat materiály z místních zdrojů. Dopravní náročnost při výstavbě je jedním z hlavních negativních dopadů na životní prostředí; lokálnost navíc zvyšuje zaměstnanost.
♦ Obnovitelné suroviny, efektivní využívání surovin
Zohlednění omezenosti přírodních zdrojů a vlivu jejich těžby na krajinu
♦ Použití materiálů s minimální energetickou spotřebou a minimálním zatížením životního prostředí při jejich získávání a přepravě
Výrobky se už v současnosti srovnávají z hlediska zabudované energie PEI, z hlediska produkce plynů způsobujících skleníkový efekt – CO₂ a z hlediska zasíření prostředí – SO₂.
♦ Bezproblémová recyklovatelnost
Na recyklaci musejí myslet už výrobci při výrobě materiálů i produktů. V USA se před několika lety zrodil koncept Cradle to cradle (z kolébky do kolébky), který ukázal řešení problematiky uměle vytvořených látek.

Výjimečnost a fungování pasivního domu spočívá:
♦ v pasivním využívání sluneční energie,
♦ ve využívání vnitřních zdrojů tepla (obyvatelé, spotřebiče),
♦ ve zpětném využívání tepla z vnitřního vzduchu.

Energetických zisků lze dosáhnout především:
♦ tepelnou izolací konstrukcí – hodnota součinitele prostupu tepla U < 0,15 W/(m².K),
♦ okny s výborně izolovanými rámy – U_f < 0,8 až 0,6,
♦ eliminací tepelných mostů v konstrukcích,
♦ tím, že vzduchová propustnost netěsnostmi bude menší než 0,6násobek objemu budovy za 1 hodinu při rozdílu tlaků vnějšího a vnitřního vzduchu 50 Pa, tj. n₅₀ < 0,6 1/h,
♦ řízeným větráním se zpětným získáváním tepla (s minimální efektivní 75% účinností).

Starý tradiční dům má své kouzlo a připomíná nám domov a rodinnou atmosféru, možná více než puristické novodobé interiéry, kterým chybí duše a nálada. Na obrázku je obnovený a zateplený tradiční dům v Německu. (foto: Artur)

Snížení spotřeby neobnovitelné energie

Už od energetické krize před 40 lety si lidé začali uvědomovat, že jsou ve velké míře závislí na neobnovitelných zdrojích energie a že při vzrůstající spotřebě tyto zdroje nevydrží. Od té doby se začaly i ve stavebnictví hledat způsoby, jak snížit spotřebu energie potřebnou pro provoz staveb nebo jak využívat obnovitelnou energii, tzv. alternativní zdroje, které nabízí příroda v podobě slunce, větru, vody.
Nejrychlejší a největší vliv na snížení energie mohou mít pasivní domy. Německý fyzik Dr. Wolfgang Feist a Švéd Bo Adamson přišli na poměrně jednoduchou věc. Domy je možné dobře tepelně izolovat, aby se pasivní sluneční energie získaná přes okna maximálně využila, a ztráty větráním snížit pomocí výměníku vzduchu (rekuperací tepla).
S pasivními domy souvisí kvalitní výstavba podle projektu a spolehlivých, praxí ověřených výpočtů.
Kritéria pro pasivní domy řeší i tepelnou pohodu v létě, omezují i celkově využívanou energii pro spotřebiče a zohledňují i to, jak se energie pro dům vyrábí. Výstavba těchto domů snižuje spotřebu energie několikanásobně.

Stavění ze slámy nabízí velmi dobré tepelněizolační vlastnosti a řešení využívající obnovitelné, trvanlivé materiály. Výhodou je možnost omítat stěnu přímo z interiéru hliněnou omítkou, čímž se zajistí i dobré vnitřní prostředí. (foto: Artur)

Využití alternativních (obnovitelných) zdrojů energie

I úsporná stavba potřebuje energii „zvenku“ – pokud jí není mnoho, lze ji pokrýt i z obnovitelných zdrojů. Většina obnovitelné energie se získává ze slunečního záření, dokonce i z vody, větru, biomasy…

Tepelná čerpadla – jsou založena na principu výroby tepla z okolí, například z vody, země či vzduchu. Při výrobě tepla se využívá teplotní rozdíl. U úsporných domů může malé tepelné čerpadlo pokrýt dokonce celkovou spotřebu energie na vytápění a ohřev vody.

Sluneční energie – ze slunce je možné získat teplo slunečními kolektory nebo elektřinu fotovoltaikou. Dostupné systémy zatím nemají dostatečnou účinnost, zejména v zimě, kdy je to nejpotřebnější. Skladování elektřiny v bateriích je ještě stále problematické.

Vodní energie – výroba elektřiny využitím vodního sloupce a toku je obnovitelný zdroj energie s možností dlouhodobého využití bez vážných ekologických škod. Energie vody má vysokou účinnost a dá se poměrně snadno regulovat. Je důležitá pro stabilizaci energické sítě. Vodních toků s prudkým spádem není u nás mnoho, ale lze je využít pro minielektrárny.

Využití větru – větrná energie má bohatý potenciál v celosvětovém měřítku, přičemž nabízí možnosti centralizované i decentralizované výroby. Nevýhodou je kolísavost. V minulosti se využíval vítr přímo k pohonu zařízení, například k mletí obilí.

Biomasa – energie z biomasy má svůj původ ve slunečním záření a fotosyntéze. Z tohoto důvodu jde o obnovitelný zdroj energie. Využití dřeva a rostlinných surovin je tradiční alternativou. Krb není účinný a nespaluje čistě, proto je třeba dát přednost akumulačním sálavým kamnům. Využívají se i centrální kotelny na dřevní štěpky, slámu nebo rostliny pěstované speciálně jako energetický zdroj.

Bioplyn z bioodpadu – energie vyráběná tímto způsobem je finančně méně náročná. Přirozený proces rozkladu organických látek bez přístupu vzduchu za vzniku bioplynu byl známý už ve středověku. První experimenty údajně provedl i Leonardo da Vinci. Za objevitele řízeného kvasného procesu, při kterém se z bioodpadu uvolňuje tzv. bioplyn, je však považován italský fyzik A. Volta.

Geotermální energie – geotermální energie je nejstarší energií na naší planetě. Nejčastěji využívaným médiem pro přenos geotermální energie z hlubin země jsou termální vody. V některých oblastech se zachytávají i horké páry. Využívá se ve formě tepelné energie (pro vytápění) nebo k výrobě elektrické energie v geotermálních elektrárnách. Obvykle se řadí mezi obnovitelné zdroje energie, nemusí to však platit vždy. Některé zdroje geotermální energie jsou vyčerpatelné v horizontech desítek let.

V současnosti je nutné vyvíjet způsoby, jak efektivně akumulovat energii, protože alternativní zdroje, zejména vítr a slunce, jsou kolísavé. Při využití alternativních zdrojů je třeba vzít v úvahu možnost efektivněji stavět nezávislé elektrárny z alternativních zdrojů pro více domů najednou než samostatně pro každý dům. Platí pravidlo, že dříve než se začne vyrábět energie, by se měly hledat možnosti, jak jí šetřit.

(foto: Artur)

Komfort ano, ale nikoli na úkor životního prostředí

Pozitivem je, že pokud by se ve stavebnictví stavěly pasivní domy z materiálů s minimálním negativním dopadem a staré stavby by se obnovovaly na dobrý energetický standard, byl by to poměrně rychlý a zároveň velký krok ke snížení spotřeby energie ve stavebnictví. Navíc pasivní dům zvyšuje komfort a přírodní materiály nám vytvářejí zdravější domov.
V této technicky vyspělejší společnosti by měl nastat obrat ve společenské atmosféře i v myšlení lidí, kteří snad zjistí, že od určité úrovně další komfort na úkor životního prostředí více štěstí nepřináší.
Přelidněné rozvíjející se země budou muset přeskočit vývoj a přebírat jen ta nejefektivnější řešení.

Tyto betonové zdi vypovídají o tom, že čím bohatší jsme, tím více jsme chudí duchem, kulturou i vztahy. Zeď nás před zloději neuchrání, naopak, nikdo z domu neuvidí, co se děje na dvoře nebo na ulici. Zdi působí nepříjemně na kolemjdoucí, esteticky a vizuálně „znečišťují“ prostředí, stíní slunci, za větrného počasí vytvářejí víry, v létě přehřívají okolí a brání zvířatům vstoupit na půdu, pokud za zdí ještě nějaká zůstala. (foto: Artur)

Snaha o korigování vývoje

Zdá se, že lidstvo se vždy na poslední chvíli vzpamatuje a snaží se učinit nápravu. Například nejnověji se chystá odstraňování odpadu, které člověk dopravil do vesmíru. Nejrychleji lze nápravy, respektive korekce vývoje ve stavebnictví a bydlení kromě tržní stimulace dosáhnout i vhodnými právními předpisy vlád.
Dne 9. května 2010 byla Evropským parlamentem přijata směrnice 2010/31/EU o energetické hospodárnosti budov, podle níž členské státy musejí zajistit, aby od roku 2020 byly všechny nové budovy budovami s téměř nulovou spotřebou energie.
Schválen byl i návrh směrnice Evropského parlamentu a Rady o energetické účinnosti. Touto směrnicí se ustanovuje společny ramec na podporu energetické účinnosti v ramci Unie pro dosažení uspory primární energie ve vyši 20 % do roku 2020 a připravit cestu pro další zvyšování energetické učinnosti po tomto datu.
Členske staty musejí zajistit, aby veřejne orgány využívaly pouze produkty, služby a budovy s vysokou urovní energetické učinnosti.

Kořenová čistička odpadních vod u domu může vypadat jako přírodní jezírko. Voda tak zůstane v lokalitě a splňuje ještě mnoho dalších funkcí – zlepšuje klima, probouzí živočišný svět, zvyšuje biodiverzitu, slouží zvířatům i hmyzu. (foto: Artur)

Hodnocení udržitelnosti jako pomoc při prodejnosti

V Evropě i na americkém kontinentě se používá několik programů pro vyhodnocování udržitelnosti nebo „zelenosti“ zejména větších veřejných staveb. Tyto programy, jako je LEED, BREEAM, DGNB, SBtoolCZ a jiné, se využívají ke zlepšení image a prodejnosti staveb. Některé nejsou v hodnocení dostatečně důsledné, ale je to jeden z prvních kroků k prosazení „zeleného“ myšlení mezi velké stavební společnosti a developery.
I rodinné domy, bytové domy – novostavby jsou povinně hodnoceny energetickým certifikátem. Čím lepší energetické třídy se dosáhne, tím je budoucí cena domu vyšší.
Je nutné, abychom během našeho života chodili co nejjemněji, protože při tom množství lidí na zemi je i při nejlepší vůli obtížné nezanechávat za sebou velké stopy.

Slaměných domů v Evropě přibývá, protože sláma je dobrým stavebním materiálem vyhovujícím nejnovějším požadavkům udržitelného stavitelství. Na obrázku je slaměný dům v Belgii, kde se slaměné stavění úspěšně prosadilo teprve před deseti lety. (foto: Artur)

Literatura:
1. Pifko, H.: Zelená architektura: desatoro. In: ASB – Architektura, Stavebníctvo, Bývanie, roč. 15, 2008, č. 10, s. 50–53.
2. Eyer, D.: Zdravé domy, www.baubiologie.cz
3. www.zosity-humanistov.sk/2009/06/rast-populacie-a-klimaticke-zmeny/
4. http://udrzatelne.sk/udrzatelny-rozvoj
5. http://ec.europa.eu/environment/chemicals/reach.htm
6. http://eur-lex.europa.eu/LexUriServ/LexUriServ.do?uri=COM:2011:0370:FIN:SK:PDF
7. Národná stratégia trvalo udržatelného rozvoja prijatá vládou SR dňa 10. 10. 2001
8. www.rokovania.sk/appl/material.nsf/0/F34F511CC50CD268C1256ADA003D484FOpenDocument)
9. http://biom.cz/cz/odborne-clanky/bioplynove-stanice-na-vyuziti-bioodpadu
10. http://sk.wikipedia.org/wiki/
11. http://www.oze.stuba.sk/oze/vodna-energia/
12. www.iepd.sk
13. www.ozartur.sk

Vizitka
Ing. arch. Zuzana Kierulfová
předsedkyně občanského sdružení ArTUR
– Architektura pro trvale udržitelný rozvoj, www.ozartur.sk
členka iEPD – Institutu pro energeticky pasivní domy, www.iepd.sk
architektka studia Createrra, s. r. o, www.createrra.sk

text: Ing. arch. Zuzana Kierulfová
foto: Ing. arch. Zuzana Kierulfová, archív firem
zdroj: Vše o ekodomě a ekobydlení, JAGA GROUP, s.r.o., 2012