Ściany z alternatywnych materiałów

Wybór materiałów, z których wzniesiemy ściany domu to bardzo ważna decyzja. Może wpłynąć nie tylko na wygląd budynku, jego koszt i trwałość, ale też na jakość życia przyszłych mieszkańców. Kierowanie się wyłącznie najniższą ceną nie wystarczy, należy wziąć pod uwagę dodatkowe czynniki. Do tego, że dobrze zaizolowane ściany pomagają obniżyć rachunki za prąd, gaz czy opał nie trzeba nikogo przekonywać. Powszechnie wiadomo również, że oszczędzając energię zmniejszamy jednocześnie emisję dwutlenku węgla do atmosfery, redukując nasz „ślad węglowy” (ang. carbon footprint). Tym samym włączamy się do walki z globalnym ociepleniem.

Rzadko mówi się o tym, że produkcja materiałów budowlanych wymaga znacznych nakładów energii (tzw. „energia wbudowana”). Co więcej, produkty stosowane w budownictwie zwykle są trudne do wtórnego przetworzenia, a przy okazji budowy czy wyburzania budynków powstaje spora ilość odpadów. Chcąc być konsekwentnym w ekologicznym myśleniu, należałoby zadać sobie pytanie: czy istnieją jakieś alternatywne rozwiązania? Odpowiedzią może być zastosowanie materiałów naturalnych, a więc możliwie nisko-przetworzonych. Najlepiej, jeśli będą to surowce odnawialne np. te pochodzenia roślinnego, jak drewno czy słoma, albo inne, np. ziemia (glina). Materiały te są znane od setek, a nawet tysięcy lat, zachowane zabytki, wykonane z ich wykorzystaniem świadczą o ich trwałości.

Innym pomysłem na zmniejszenie nakładów energii na produkcję jest zastosowanie recyclingu. Zarówno budowanie z naturalnych materiałów, jak i pochodzących z odzysku określa się często angielskim terminem low-tech. W odróżnieniu od high-tech, nurtu współczesnej architektury (także ekologicznej) wykorzystującego możliwości techniki, low-tech świadomie neguje niektóre jej osiągnięcia, inspiracji szukając w mocno związanej z naturą architekturze tradycyjnej. Oczywiście, gdy mowa o budowie ekologicznego domu, nawet w wersji low-tech, nie chodzi o to, by budować repliki historycznych budynków, lecz nowoczesne obiekty, spełniające oczekiwania użytkowników żyjących w XXI w. Istnieje bardzo duża liczba metod budowania, którą można określić jako low-tech. Poniżej przedstawiono kilka możliwości, które mają szanse rozwoju w naszym kraju.

Strawbale

Technologia budowy domów z kostki słomianej (ang. strawbale) została wynaleziona w USA pod koniec XIX w. krótko po wprowadzeniu ciągniętych przez konie pras kostkujących. Najstarsze zachowane do dziś słomiane domy mają przeszło sto lat. Po okresie zapomnienia strawbale zostało ponownie odkryte w latach 70. XX w. i od tego czasu zdobywa popularność na świecie. W 2000 r. w Przełomce na Suwalszczyźnie rozpoczęła się budowa pierwszego takiego domu w Polsce (arch. Paulina Wojciechowska). Dziś obiektów mieszkalnych, rekreacyjnych i gospodarczych jest ponad trzydzieści.

Atrakcyjność strawbale jest zdeterminowana przede wszystkim przez: termoizolacyjność, odnawialność, nieduży poziom wbudowanej energii, łatwość budowy, a także niskie koszty realizacji tego typu budynków. Kostki słomy mogą w ścianie pełnić funkcję nośną lub wypełniającą, np. szkielet drewniany. Na ściany kładzie się zwykle tynk wapienny lub gliniany, ( jego grubość powinna być dość duża, kilka-, kilkanaście cm), co zabezpiecza je przed ogniem, wiatrem, a jednocześnie zapewnia paroprzepuszczalność przegrody.

Analiza przykładów budownictwa strawbale z całego świata pokazuje szeroki wachlarz jego możliwości. W tej technice wykonywane są nie tylko domy jednorodzinne, ale także budynki komercyjne, edukacyjne czy mieszkaniowe o znacznych kubaturach i dowolnym standardzie. Coraz śmielej używa się też kostek słomy do wznoszenia ścian nośnych (w projektach austriackiego arch. Wernera Schmidta nawet do 4 kondygnacji) czy sklepień i kopuł.

Budownictwo z ziemi

Budownictwo z ziemi, tradycyjnie nazywane w Polsce glinianym, jest na całym świecie jednym z najbardziej rozpowszechnionych sposobów wznoszenia domów. Szacuje się, że jedna trzecia ludności świata mieszka właśnie w takich budynkach. W naszym kraju glina (a właściwie ziemia o odpowiedniej zawartości gliny) była wykorzystywana powszechnie w budownictwie, zwłaszcza wiejskim, ale budowano z niej także dwory i pałace. Najbardziej spektakularnym przykładem jest pałac w Tarchominie pod Warszawą. Warto zaznaczyć, że po II wojnie światowej, na początku lat 60. budownictwo gliny przeżyło krótki okres renesansu i państwowego mecenatu. Spuścizną tamtych czasów są liczne podręczniki oraz normy budownictwa glinianego.

Z masy ziemnej o odpowiednim składzie można budować na dziesiątki sposobów. Powszechnym rozwiązaniem są niewypalane, suszone cegły i bloczki (ang. adobe). Inną metodą jest wytwarzanie bloczków za pomocą pras ręcznych lub zmechanizowanych (ang. compressed block). Ciekawym rozwiązaniem są ściany z ubijanej w szalunku ziemi (ang. rammed earth). O tym, jak efektownie potrafią wyglądać można przekonać się w Centrum Nauki Kopernik w Warszawie. Budynki z ziemi można lepić ręcznie, a nawet wypalać. Interesującą alternatywą jest technologia superadobe, w której ziemię ubija się i stabilizuje w workach. Jest to technika inspirowana sposobem wznoszenia schronów z worków z piaskiem przez wojsko.

Zaletą ścian z ziemi jest duża masa i pojemność termiczna, co stabilizuje temperaturę we wnętrzu, a także umożliwia pasywne wykorzystanie energii słonecznej przy odpowiednim zorientowaniu budynku. Glina reguluje też wilgotność w pomieszczeniach, pomaga utrzymać ją na poziomie 60 proc., a to jest korzystne dla zdrowia mieszkańców. W warunkach naszego kraju konieczne jest ocieplanie ścian z ziemi, co w pewnym stopniu utrudnia stosowanie wymienionych technik do budowy ścian zewnętrznych. W każdym przypadku należy też pamiętać o zabezpieczeniu konstrukcji ziemnych przed wpływem wody.

Glina lekka

Glina lekka zawiera oprócz gliny (ziemi) domieszkę lżejszego materiału o dobrej izolacyjności cieplnej (np. słomę, trociny, keramzyt). Najczęściej występuje w formie suszonych bloczków i cegieł (można je kupić lub wykonać na budowie). Parametry ścian mogą się znacznie różnić, w zależności od przyjętej technologii, ilości i rodzaju domieszek. Przykładowo, dostępne w Polsce bloczki o gęstości 700 kg/m³ mają współczynnik przewodności cieplnej rzędu λ=0,21 W/(mK), co sprawia, że dla uzyskania wymaganej współcześnie izolacyjności cieplnej konieczna jest ściana grubości min. 70 cm lub ocieplenie innym materiałem gdy ściany są cieńsze. Istnieje możliwość wykonania lżejszych, a co za tym idzie lepiej izolujących bloczków, jednak w przypadku zbyt dużego udziału organicznych domieszek pojawia się ryzyko ich gnicia.

Stackwall (Cordwood)

Anglojęzyczne terminy stackwall i cordwood określają metodę murowania ścian z krótkich kawałków drewna (polan), dającą bardzo ciekawe efekty wizualne, gdy np. pozostawimy ścianę nietynkowaną, przekroje drewna ładnie prezentują się na tle glinianej zaprawy. Technika ta cieszy się dużym zainteresowaniem w USA i Kanadzie. Jej odmiana była w przeszłości rozpowszechniona także w Polsce. Liczne budynki murowane z drewna opałowego i gliny zachowały się m.in. na Podlasiu. Zaletą tej techniki (oprócz walorów estetycznych) jest możliwość wykorzystania taniego drewna (elementy o małych gabarytach). Niestety, zapewnienie odpowiedniej termoizolacyjności wymaga budowy bardzo grubych ścian i/lub stosowania ściany dwu- lub trzywarstwowej. Warto pamiętać o tym, że drewno układane włóknami w poprzek ściany ma dużo gorszą termoizolacyjność niż układane tradycyjnie, jak np. w przypadku domu z bali.

Recycling

W historii architektury zwykle o jego zastosowaniu recyclingu decydowały względy czysto ekonomiczne. Materiały czy nawet całe fragmenty budynków, wykorzystywano ponownie, ponieważ były cenne. Częściowo, dla pozyskiwania kamienia do budowy innych obiektów, rozebrano rzymskie Koloseum.

Prawdziwym pionierem nowoczesnego recyclingu w architekturze jest Amerykanin Mike Reynolds – autor radykalnej koncepcji Earthships, czyli autonomicznych domów składających się między innymi z opon samochodowych, puszek i ziemi, zaprojektowanych dla pełnej niezależności od sieci energetycznej. Również – działające w rejonach Alabamy – Rural Studio z Auburn University ma na koncie ciekawe przykłady wykorzystania odpadów do budowy niskobudżetowych domów. Żeby zapewnić potrzebującym dach nad głową architekci wykorzystali do wznoszenia budynków tak nietypowe materiały, jak np. płytki dywanowe (układane warstwami), bloki sprasowanej makulatury, szyby samochodów. W Polsce mamy także mnóstwo przykładów kreatywnego wykorzystania odpadów do budowy. Można je zobaczyć odwiedzając chociażby ogródki działkowe, gdzie wciąż wiele altan jest potwierdzeniem przysłowiowej polskiej zaradności. Ponowne wykorzystanie materiałów budowlanych dobrze pasuje do filozofii budowania low-tech. czasami wymaga czasami większych nakładów pracy, ale umożliwia zmniejszenie negatywnego wpływu inwestycji na środowisko, a odpowiednio przemyślane także redukuje koszty.

∗∗∗

Swój obecny kształt architektura zawdzięcza wykorzystaniu taniej energii z paliw kopalnych. Dzięki niej można dziś z łatwością produkować materiały budowlane, takie jak stal czy cement na niespotykaną wcześniej skalę. Można budować szybciej i więcej. Ekologiczny koszt tych działań jest ogromny – według niektórych szacunków – budynki (ich użytkowanie, budowa i transport materiałów) wytwarzają nawet 40 proc. CO² w krajach rozwiniętych. Nurt low-tech poprzez stosowane materiały i niekonwencjonalne rozwiązania umożliwia znaczną redukcję negatywnego wpływu architektury na środowisko. Jednocześnie przyczynia się do kultywowania bardziej ekologicznego stylu życia.

arch. Maciej Jagielak

artykuł pochodzi z kwartalnika
Kreator Projekty wydanie 01/2012
więcej o kwartalniku czytaj na
Kreator Projekty.pl