Partneři sekce:
  • Stavmat

Využití konopí ve stavebnictví

Využití konopí ve stavebnictví

Pěstování konopí má u nás dlouholetou tradici, v současné době ale veřejnost vnímá konopí ne jako tradiční rostlinu s řadou využití, ale jako synonymum smrtelně nebezpečné drogy. Není na čase to přehodnotit a změnit tuto představu?

Konopí obecně

Rozlišujeme tři základní rody, a to konopí rumištní, indické a seté. Konopí rumištní je jednoletý plevel, bez významnějších omamných účinků. Na rozdíl od něj má konopí indické vysoký obsah psychoaktivních látek, pro které je zakázané ho pěstovat. To, co tedy zajímá stavebníky, je konopí seté – Cannabis sativa L. Jedná se o teplomilnou plodinu, která dorůstá výšky 2 až 6 metrů. Během své vegetace odčerpává z půdy jedovaté látky a současně potlačuje růst plevele, takže při pěstování nejsou třeba ani pesticidy, ani herbicidy. Rostlina obsahuje asi čtvrtinu vlákna a zbytek tvoří dřevitá hmota, tzv. pazdeří. Vegetační období trvá asi čtyři měsíce a za tu dobu na jednom hektaru naroste minimálně 2,5krát více dřevité hmoty, než na stejné ploše lesa.

Historie konopí

Za nejstarší doklad o konopí je považována keramika z Tchaj-Wanu zdobená konopným provázkem, jejíž stáří bylo odhadnuto na 12 000 let. V českých zemích byl nalezen konopný textil starý 5 000 let, a to v Mohelnicích na Moravě.

Pro naše předky bylo konopí běžnou a nedílnou součástí každodenního života. Využívalo se v mnoha oblastech, ke kterým patřil textil, řemesla, výtvarné umění, stavebnictví a papírnictví. Vlákno se využívalo také na výrobu plachet a lanoví pro lodě a potřeby armád. V povědomí je však především textilní odvětví, neboť konopí bylo hlavním zdrojem přadného vlákna.

Od počátku 20. století docházelo k poklesu pěstování konopí z důvodu dovozu levnějšího bavlněného vlákna a také kvůli nátlaku monopolů vyrábějících syntetická vlákna. K oživení došlo na krátkou dobu v meziválečném období, kdy se v Evropě pěstovalo konopí na 50 tisících hektarech hlavně pro potřeby armád. Po druhé světové válce ale opět nastal úpadek pěstování konopí v důsledku převahy bavlny a umělých vláken.

Technické konopí

Svou roli ve využívání konopí sehrála i protidrogová kampaň, a tak se s pěstováním v bývalém Československu skončilo v roce 1956. Po celosvětovém zákazu pěstování konopí v roce 1961 došlo postupně k vyšlechtění odrůd konopí se sníženým obsahem THC. V 80. letech uznala EU pěstování konopí s obsahem THC do 0,2 % pro technické či průmyslové účely a vznikl pojem technické či průmyslové konopí.

Konopí seté, tzv. technické konopí, je všestranně využitelná ekologická plodina. Základní využitelnou surovinou je biomasa a semeno. Stonek obsahuje rostlinnou buničinu (dřevitou část) vhodnou pro výrobu biopaliv. Ve světě se konopné suroviny využívají v potravinářství, chemickém a textilním průmyslu, v lékařství, kosmetice atd.

Konopí jako ekologická surovina

Konopí seté se u nás pěstuje hlavně pro produkci krátkého vlákna k technickému využití, pro netkaný textil, papírenský a automobilový průmysl a pro stavební účely. Velmi důležité je i využití dřevitého pazdeří, a to jak pro stavebnictví, tak hlavně pro energetické využití ve formě biopeletek a biobriket. Jejich výhřevnost je při vlhkosti 9 % asi 16,5 – 18 MJ/kg.

Další produkt, konopná semena, obsahují 30–35 % vysychavého oleje s vysokým zastoupením mastných kyselin. Konopný olej, získaný lisováním z konopných semen, lze využít jako motorové palivo, na výrobu barev a laků pro přírodní ochranu dřeva, nebo ho lze využít v oblasti potravinářství a konzervárenství. Konopné semeno nachází uplatnění v potravinářství, u rybářů a chovatelů ptactva. Pokrutiny, které zůstanou po lisování semene, se využívají jako dietetické krmivo pro hospodářská zvířata, nebo jako palivo.

Stejně jako ostatní přírodní materiály, také používání konopí je ve stavebnictví na vzestupu. Jedná se o obnovitelnou strategickou plodinu s vysokými výnosy z hektaru. Zpracování konopí na konopné vlákno a pazdeří je prováděno mechanicky, bez procesů znečišťujících životní prostředí. Konopné vlákno vyniká svou pevností, trvanlivostí a přirozenou ochranou proti škůdcům. V minulosti bylo vlákno a pazdeří z konopí dáváno do omítek ke zpevnění struktury. V současné době se konopí ve stavebnictví využívá hlavně k výrobě izolací a tzv. konopného betonu.

Konopné izolace

Tento přírodní materiál zajišťuje dobré mikroklima s přirozenou ochranou proti plísním, hnilobám a škůdcům a v interiérech domů vytváří zdravé prostředí. Tepelně izolační a akustické vlastnosti konopí jsou srovnatelné s konvenčními izolacemi, ale odolnost proti vlhkosti a kapilární vlastnosti při odvádění vody zaručují stabilitu i v podmínkách, kdy konvenční materiály podléhají destrukci nebo dochází ke značnému snížení jejich izolačních schopností.

Měkké konopné rohože o objemové hmotnosti nejčastěji 30–40 kg/m3 se vyrábějí z vyčištěného konopného vlákna smícháním s pojivem, buď bikomponentním vláknem na bázi polyesteru, nebo kukuřičným škrobem, kterého je ve směsi zapotřebí řádově 10 %. Proti hoření je konopná izolace ošetřena retardérem, např. jedlou sodou. Finální směs se tvaruje do nekonečného pásu a zapéká dohromady při 150 °C, na konci se pak řeže na standardní rozměry.

Izolace z konopného vlákna mají součinitel tepelné vodivosti v rozmezí od 0,38 do 0,4 W/(m2.K), což je řadí mezi kvalitnější produkty. Uvedenými parametry se konopné izolace vyrovnají konvenčním izolacím. Mají však navíc další vlastnosti, které je od těchto výrobků naprosto odlišují.

Konopné izolace jsou díky houževnatosti konopného vlákna dostatečně pružné, po krátkodobém stlačení se navrátí do svého původního tvaru. Tato vlastnost je důležitá zejména při montáži, kdy se nelze vyvarovat zmáčknutí rohoží při vkládání mezi konstrukční prvky. Zároveň si konopné izolace dlouhodobě udržují svůj tvar, takže nedochází k jejich sesedání a nepříznivému vzniku dutin v místech, kde měla být izolace.

Hodnota měrné tepelné kapacity konopných izolací je c = 1 600 J/K.kg. To znamená, že 1 kg této izolace pojme 1 600 J při rozdílu teplot o 1 °C. V praxi se to projevuje tak, že pokud dojde ke zvýšení teploty, přijímá konopná izolace teplo. Naopak při poklesu teploty teplo vydává. Při srovnání tohoto parametru zjistíme, že konopné izolace přijmou téměř dvojnásobné množství tepla než minerální izolace, čímž dvojnásobně efektivněji ovlivňují tepelnou pohodu v interiéru. Tato relativně vysoká tepelně akumulační schopnost konopí je srovnatelná např. se dřevem. Skladba nízkoenergetické dřevostavby za použití konopné tepelné izolace pak má fázový posun 8 až 9 hod.

Při všech uvedených benefitech jsou aplikace konopných izolací v konstrukcích a pracovní postupy totožné s konvenčními materiály. Manipulace s konopím je ale příjemná, bez nutnosti používání ochranných rukavic či respirátorů, bez nebezpečí poškození kůže nebo dýchacích cest.

Konopí a vlhkost

Jedním z největších nepřátel lehkých konstrukcí a tepelných izolací je vlhkost, která vniká do konstrukce. Aby se riziko jejího vlivu eliminovalo, měly by být ve skladbě obvodové konstrukce u vnějšího líce použity co nejvíce difuzně otevřené vrstvy. Ty jsou prodyšné a snadno odvádějí a odvětrávají vlhkost. Faktor difuzního odporu konopné izolace má hodnotu μ = 1,9, což odpovídá velmi propustnému materiálu a tedy optimálnímu pro tuto aplikaci.

Kromě vysoké difuzní propustnosti má konopná izolace ještě další výhodu, a to schopnost redistribuce vlhkosti. Obecně jde o schopnost vyrovnávat se a předávat vlhkost celým svým objemem, tedy jakási vlhkostní vodivost. Vlhkost je materiálem předávána do celého objemu, čímž je vytvořena násobně větší plocha povrchu pro snadné odvětrání. Díky tomu je konopná izolace schopná pojmout a vyrovnat se s velkým množstvím vlhkosti. Objemová vlhkost může narůst až na 20 %, aniž by byla snížena účinnost izolačních schopností. Pro srovnání, u minerální izolace dochází ke ztrátě tepelně izolačních schopností již při 2% objemové vlhkosti.

Akustické vlastnosti

Přírodní vlákna jsou dlouhá, pružná a houževnatá, takže jsou schopna vibrovat na stejné frekvenci se zvukovými vlnami. Svým chováním pak intenzitu zvukových vln výrazně oslabují. Díky tomu jsou konopné izolace použitelné jako kvalitní akustické izolace sendvičových skladeb pro útlum vzduchové průzvučnosti. Použití technického konopí jako akustické izolace je přinejmenším srovnatelné s minerální izolací.

Hořlavost

Podle ČSN EN 13501-1:2007 je konopná izolace podle reakce na oheň klasifikována do třídy E, což znamená hořlavou hmotu v kontaktu s plamenem. Tato vlastnost je nepříjemná hlavně u nosných a požárně dělicích sloupkových konstrukcí. S touto obtíží se ale lze celkem snadno vyrovnat uzavřením požárně odolným obkladem.

Konopný beton

Konopné zdivo, někdy též konopný beton tvoří směs konopného pazdeří, hašeného vápna, cementu a vody. Jde o recyklovatelný materiál, který nabízí vysokou tepelnou i zvukovou izolaci. Největší výhodou je nesporně rychlost výstavby, konopný beton totiž tvrdne velmi rychle.

Práce se stavební směsí nevyžaduje zvláštní um. Při stavbě stěn se konopný beton nejčastěji vtlouká palicemi do falešného bednění. Při izolování střechy se spíše volně rozhrabuje, při realizaci podlahy se nakonec stírá, utahuje. Při omítání se klasicky nahazuje, použít se dá i stříkací pistole. Pro fajnové omítky se vyplatí si pazdeří prosít a použít jen jemnější částečky.

Vedle toho, že konopný beton je univerzálně funkční a cenově dostupný stavební materiál, je také environmentálně šetrný, jeho ekologická bilance je A+.

Konopné oleje a laky

Většina přírodních staveb potřebuje pro svoji konstrukci větší či menší množství dřeva, které je dobré ochránit před působením plísní a škůdců, venkovní prvky rovněž před účinky povětrnosti. Velmi účinnou ochrannou se v těchto případech ukázaly nátěry konopnými přípravky. Konopný olej je totiž, stejně jako celá rostlina, velmi odolný vůči plísním a škůdce odpuzuje. Je to zcela přírodní, biologicky odbouratelný produkt, vyznačující se zvýšenou odolností proti nasáknutí dřeva vodou. Tento olej ale zároveň zachovává povrch prostupný pro vodní páry a dřevo tak může dále dýchat. Protože ale tento olej není zcela rezistentní vůči působení UV záření, je nutné venkovní prvky dodatečně ošetřit jiným prostředkem.

Konopí a budoucnost

Konopné a přírodní materiály obecně zažívají celosvětově velký boom a používají se ve všech běžných stavbách. Měkké konopné rohože nacházejí uplatnění jako výplňové materiály mezi konstrukčními prvky, jako hlavní nebo přidaná tepelná izolace. Pevné konopné desky se používají jako zatížitelné tepelné nebo kročejové izolace v lehkých i těžkých plovoucích podlahách. Jako obkladové izolace jsou určeny pro tepelně izolační obklady stěn, včetně kontaktních zateplovacích systémů. Ideální je použití této izolace ve dřevostavbách a krovech běžných staveb, kde lze s výhodou využít difuzně otevřené skladby.

Snad kromě zmíněné hořlavosti, se kterou si však lze poradit, jsou všechny sledované vlastnosti technického konopí jako tepelné izolace pozitivní a mnohdy převyšují hodnoty standardně používaných izolací. Tato ekologická izolace příznivě působí na teplotní i vlhkostní parametry interiéru a pomáhá k vytvoření zdravého a příjemného vnitřního klimatu. Tím se tepelná izolace z konopí stává vhodnou alternativou k běžně používaným tepelným izolacím. Oproti nim však má nespornou přednost v tom, že se jedná o přírodní materiál ze snadno obnovitelného surovinového zdroje.

Marie Urbancová

Ilustrační foto: Technichanvre, OZ Arthur – Zuzana Kierulfová