V poslední době se hodně mluví o přírodní slámě jako vhodném tepelně izolačním materiálu. Proč ne? Nicméně mnohým z nás ve vychvalujících článcích chybí bližší specifikace.
Fyzikální parametry
Málokdo se zřejmě spokojí s konstatováním, že sláma má „výborné tepelně izolační vlastnosti“. Pokud potřebujeme provést tepelně technické posouzení stavební konstrukce, musíme znát přesné hodnoty fyzikálních parametrů. Ty ovšem v případě slámy chybí. Bez těchto údajů je velmi odvážné tvrdit, že sláma je tak skvělý stavební materiál. V souvislosti s tepelně izolačním materiálem budou zřejmě každého zajímat především dvě vlastnosti: interakce s vodou či vodní párou a tepelná vodivost.
Protože zmíněné fyzikální parametry nejsou kvantifikovány, bylo provedeno několik laboratorních testů na vzorku slámy odebraném z reálné stavby. Nejedná se o certifikovaná měření, nicméně výsledky mohou alespoň nastínit, kam tento materiál zařadit.
Nasákavost
Většina stavebních materiálů používaných pro tepelné izolace jsou nasákavé. Některé více, některé méně. Zatímco u běžně používaných izolací míru nasákavosti známe, v případě slámy je to velká neznámá. Nasákavost do značné míry ovlivňuje mikroskopická struktura. Podle ní můžeme tepelně izolační materiály rozdělit do dvou skupin: materiály s uzavřenými póry a materiály s póry otevřenými. Do první skupiny patří například extrudovaný polystyren, pěnové sklo apod. Do skupiny druhé všechny vláknité materiály (skelné vaty, čedičové vaty apod.) a samozřejmě i sláma.
Materiály s uzavřenými póry jsou nasákavé omezeně nebo dokonce nenasákavé vůbec (pěnové sklo). Toto tvrzení platí pro vodu v kapalném skupenství. Pro vodní páru je situace poněkud složitější.
Otevřené póry umožňují vodě proniknout do struktury materiálu a tím způsobit zvýšení její vlhkosti, což má za následek zvýšení také tepelné vodivosti. Aby se takový materiál mohl svými fyzikálními vlastnosti srovnávat s materiály s uzavřenými póry, vyrábí se z hydrofobních (vodu odpudivých) vláken, což ovšem neplatí pro slámu. Její vlákna jsou naopak hydrofilní.
Tepelná vodivost
Na výše uvedeném vzorku slámy byl laboratorně změřen součinitel tepelné vodivosti. Vzhledem ke skutečnosti, že je sláma materiál nehomogenní, je nutné měřit součinitel tepelné vodivosti jak ve směru vláken, tak kolmo na ně (podobně jako u dřeva). Testy byly provedeny jak na suchém vzorku,. tak na vzorku vlhkém.
V suchém stavu a kolmo na vlákna byla naměřena hodnota součinitele tepelné vodivosti slámy 0,05 W/m/K, což je srovnatelné s jinými tepelně izolačními materiály. Avšak ve směru vláken byla zjištěna hodnota vyšší: 0,12 W/m/K. Ve směru vláken se tedy tepelná vodivost slámy blíží vlastnostem například lehčených betonů.
Při zvyšování vlhkosti se tepelná vodivost prudce zvyšuje. Při maximálním nasycení slámy (hmotnostní vlhkost je rovna nasákavosti, která dosahuje 400%) dosahuje dokonce pětinásobné hodnoty oproti hodně v suchém stavu, tedy 0,24 W/m/K ve směru kolmo na vlákna. Tepelná vodivost ve směru vláken v nasyceném stavu nebyla zjišťována.
Připomeňme, že hodnota součinitele tepelné vodivosti běžně používaných tepelně izolačních materiálů se v suchém stavu pohybuje okolo 0,04 W/m/K. Je nutné podotknout, že uvedené údaje jsou výsledky laboratorních měření. Nelze je tedy považovat za výpočtové. Zaručené hodnoty mohou být mnohem nepříznivější.
Vlhkostní součinitel
Vlhkostní součinitel určuje podle teorie J. S. Cammerera míru změny tepelné vodivosti látky v závislosti na hmotnostní vlhkosti. V případě slámy byl zjištěn vlhkostní součinitel v hodnotě blížící se 1, což je mnohem více než u běžně používaných tepelně izolačních materiálů. Zjednodušeně řečeno to znamená, že s množstvím vody obsažené ve slámě se mnohem rychleji mění její tepelná vodivost než u jiných tepelně izolačních materiálů.
Pohyb vlhkosti
Jak již bylo řečeno, tepelnou vodivost porézních materiálů do značné míry ovlivňuje množství obsažené kapalné vody. Ovšem nejen kvantitativní obsah, ale i její lokalizace. A zde je nutno zabývat se jevy jako je transmise (zjednodušeně řečeno pohyb kapalné vody v důsledku teplotních a vlhkostních spádů) a kapilarita. Právě kapilární jevy budou v případě slámy hrát nezanedbatelnou roli v procesu transportu kapalné vlhkosti. Dokud nebudou tyto jevy důkladně zmapovány, nelze o slámě zodpovědně hovořit jako o výborném stavebním materiálu.