Princip zůstává stejný, materiály a technologie se mění. To proto, že tepelná izolace budov provází lidstvo zhruba tak dlouho, jako existence budov samotných. Nápad bránit tepelným ztrátám – případně bránit průniku tepla zvenčí – vznikal nezávisle na sobě všude tam, kde naši prapředci přestávali s nomádským způsobem života, a kde se z lovu/sběru přeorientovali na zemědělskou výrobu. Ta nenadálá nutnost se usadit na jednom místě a přečkat zde i zimu, případně parné léto, vedla od prvních primitivních izolačních technik k vývoji nových materiálů.
Postavit unikajícímu teplu ve vyhřáté jeskyni do cesty kožešinu – která mezi svými molekulami vměstná poměrně velké množství vzduchu, a tím vlastně vytváří vzduchovou dutinu zpomalující výměnu tepla – je sice nápadem prehistorickým, ale vlastně poměrně funkčním. Izolace prvních obydlí s pomocí kožešin se sama nabízela, jen toho izolačního materiálu nebylo při stálém zasídlení lokality nikdy dost.
)
Proto se přistupovalo ke stavebním úpravám, v nichž prostá síla zdí nahrazovala termální bariéru. Metr silný val kameniva dokázal trochu zpomalit změnu vnitřní teploty - uvnitř takových objektů bylo v zimě teplo a v létě chladno. Izolace objektů rostla z objemu zdiva, ale především také z pasivních principů – správné orientace budov ke světovým stranám, rozložením objemu stavby v souladu s okolními podmínkami. Tyto předvěké techniky se vlastně učíme správně využívat v ekologickém stavitelství dodnes.
Jenže ty do země a svahů zahloubené stavby, s minimalizovanými vstupními otvory a masivními stěnami, byly i při snadné dostupnosti lokálního materiálu fyzicky poměrně náročné na výstavbu. Což vedlo k poptávce po trochu jiných řešeních. Do popředí se dostávalo dřevo, které nabízelo větší variabilitu stavebního designu a větší užitný prostor, při sotva třetinové síle zdí. Širší uplatnění dřevo – dříve mnohem snadněji dostupné - nacházelo i kvůli prvkům rostlinné izolace, které je zprvu vhodně doplňovaly.
)
Z přírody pro přírodu
Srub sestavený z hrubých kmenů, se spárami utěsněným mechem, fungoval proti zimě lépe, než kamenný val. A odtud byl už jen krůček k materiálovým kombinacím a vrstvení. Jílem vymazaný vnější profil, s hliněnou omítkou, utěsněný ovčí vlnou a mechem, zevnitř pak doplněný o kožešinu, nabízel takové zemnici skutečně vynikající tepelný komfort. Raději ale nepřemýšlet o tom, jak to uvnitř zavánělo. Velkým zádrhelem též byla rozdílná životnost užitých materiálů.
To, že ty organické a anorganické složky degradovaly vlivem okolního prostředí za různě dlouhý čas. S takovou „nemovitostí“ jste byli odsouzeni k neustálému průběžnému rekonstruování jednotlivých součástí. Zatímco se třeba západní a východní Evropa potýkala s touto programovanou nedostatečností, ve starověkém Řecku a Egyptě přicházeli s návrhy, v nichž tepelná izolace znovu rostla z podstaty samotné stavby.
Egypťané jako jedni z prvních zavedli do stavební praxe cihly (hliněné, sluncem vypalované), které svou hustotou regulovaly tepelné ztráty napřímo. V jejich případě šlo tedy spíše o akumulaci venkovního tepla. A Řekové začali jako první z takových cihel a kameniva stavět dvojité/dvou-materiálové zdi. S integrovanou vzduchovou kapsou. Může se to zdát jako maličkost, ale fakt, že tepelná izolace je nedílnou součástí samotné stavby, byl nesmírně úsporný a efektivní.
Že to jde ještě lépe – alespoň v rozmařilých stavbách svých hodnostářů - pak dokázali Římané. Od vestavěné vzduchové mezery totiž přešli jak k centrálními vytápění podlah a zdí, tak i k prvním opravdovým izolacím z korku. Zdaleka ale nešlo o materiál dostupný. Následná „temná“ období raného středověku ale stavební a materiálový vývoj izolací budov prakticky zakonzervovaly, a než o nějakém pokroku se dá hovořit spíše o downgrade, řízeném ústupu.
Středověk? Pozastavený vývoj
Skandinávský sever si ponechal vikingské roubenky se stěnami interiéru pokrytými tapiseriemi a koberci, jako dodatečnou izolací (zajímavost – v domech seveřanů možná nebylo nejtepleji, ale nebylo tam vlhko. Okna totiž měli jednovrstvá, takže regulovala vlhkost) – a střed Evropy se pochmurně utápěl v bahně, jílu, blátě k vymazávání dřevěnic, s vložkou z rákosu, a v masivních kamenných zdech hradů a klášterů.
)
Inovace v podobě lnu, vlny či slámy nepatřily tehdy ke zrovna účelným, protože nebyly produkovány v dostatečných objemech a jejich primární využití bylo jiné. Renesance ukončila „zimu v interiéru“ navýšením počtu topenišť, a byť se svou inspirací obracela k antice, zrovna v oblasti tepelných izolací výkonná nebyla.
Průlom přinesla až Průmyslová revoluce, s níž přišel azbest. Znám už byl sice od starověku, ale do dějin stavitelství se zapsal až poté, co začal být těžen a zpracováván v průmyslových měřítcích. Jako vtělená ochrana proti ohni, jako nehořlavá tkanina - izolace potrubí, jako pokročilá izolace budov proti tepelným ztrátám.
)
)
Byť se síla tkaniny počítala v milimetrech, dokázala to, co řady cihel. Úspora plynoucí ze zatěsnění vnitřní obálky asbestovou vrstvou byla ohromující, a proto se tento materiál (jak se už v roce 1896 vědělo, závadný pro lidské zdraví) stal naprostým hitem. Záhy jej doplnila další inovace – dvojitá okna, respektive zdvojené vrstvy skla. V ten moment narostla průměrná teplota běžné vytápěné domácnosti přibližně o 4 stupně Celsia.
Chvála průmyslu. A jeho problémům
Byla to skutečná revoluce, zásadní změna. S níž pochopitelně přišla řada dalších problémů, včetně vlhkosti, plísní. Průmysl měl ale asbestem jasně vykolíkovanou trať, nastavenou k hledání jiných efektivních izolačních materiálů. Od počátku 19. století tak není zájem o tepelnou izolaci budov jen nějakým přidruženým zájmem stavebnictví, ale samostatnou a velmi perspektivní oblastí.
Laiky nedoceněnou schopností průmyslu je produkce „v průmyslových měřítcích“. V objemech tisíců tun dostupného materiálu, který je možné třeba zapracovat jako izolaci. Do popředí se tak dostal například opomenutý len (řádně namořený formaldehydem), anebo papírnami ve velkém produkovaná celulóza. Vznikaly z nich první izolační panely, určené k vestavění.
)
Proti nim se pak stavěly materiály „nové“, nepřírodní a uměle vytvořené, nehořlavé. Jako minerální vlna, skleněná vlákna, pěnové sklo. Revoluce střídala revoluci. Technologicky zásadní pak byl „objev“ dutinkových cihel. Nápad umožnil odstup od zdvojených zdí se vzduchovou kapsou. A neméně průlomové pak byly izolace vyráběné z plastů.
Z každé novinky pochopitelně vyrůstají i nové problémy, a udržitelnost, potažmo závadnost těchto produktů na životní prostředí nutí vývojáře hledat nové cesty. Za slibné se dnes považuje splynutí technologie a chemie, vyjádřené v praxi například vakuovými izolačními panely.
)
Jde o pevné panely, které využívají fyzikálních vlastností vakuové izolace s mikroporézním jádrem, které je zapouzdřeno a utěsněno v tenkém plynotěsném obalu, což zajišťuje vysoký tepelný odpor. Hodně se hovoří o aerogelech, vytvořených pomocí sol-gelového procesu. Jejich hlavním rysem je mimořádně nízká hmotnost, která je dána především přítomností velkého množství mikroskopických pórů vyplněných vzduchem.
)
Tepelná izolace budov provází lidstvo zhruba tak dlouho, jako existence budov samotných. Vývoj se zdaleka nezastavil, byť ne vždy tuhle cestu lemují jen samé úspěchy. Hodně řešení minulosti se ukázalo slepých, neefektivních, závadných – zatímco jiné zažité přístupy dokazují svou užitečnost už tisíce let. Tepelný komfort, jeho dosažení a efektivita celého procesu, míra potřebné izolace, je zásadním tématem vývoje stavebních materiálů.
Zdroj: ArchDaily.com, pjfitz.com, insulatekansascity.com, renewableenergyhub.co.uk, Wikipedia.org, MechanicalEngineering, Medium.com
