Daugelis architektų, norėdami įgyvendinti tvaraus projektavimo strategijas, ieško ekologiškų statybinių medžiagų. Jų naudojimas gali sumažinti statybų sektoriaus daromą žalą aplinkai, anglies dioksido pėdsaką ir priklausomybę nuo neatsinaujinančių išteklių. Viena populiariausių – medis, tačiau statybų aikštelėje galime surasti nemažai alternatyvų.
Penkios skirtingos kategorijos
Kaip apibūdinti tvarią statybinę medžiagą? Galimybė medžiagą perdirbti yra tik viena iš tvarios arba ekologiškos medžiagos savybių. Kita medžiagos tvarumą apibūdinanti ypatybė – ją gaminant naudojami atsinaujinantys šaltiniai, nedaroma žala aplinkai. Betoną, plieną ar plastiką galima perdirbti, pakartotinai panaudoti, tačiau ar dėl to šios medžiagos tampa ekologiškos? Juk jų gamyba yra tarši. Vis tik perdirbimas yra skatinamas, nes jis didina bet kokios medžiagos ekologiškumą.
Natūralios žaliavos – neapdorota ar minimaliai apdorota natūralių šaltinių žaliava, naudojama kaip statybinės medžiagos. Statybose šios medžiagos dažnai pasirenkamos dėl jų patvarumo ir estetinio patrauklumo. Tačiau jų gavyba turi kuo mažiau paveikti aplinką, nes anoks čia tvarumas, jei masiškai naudojant medieną iškertami miškai. Natūralioms žaliavoms priskiriamas bambukas, akmuo, kamštinė medžiaga, šiaudai, avių vilna, molis, gruntas.
Panaudotos ir vėl perdirbtos medžiagos dažnai tampa kaip alternatyva pirminėms medžiagoms. Tai perdirbtas plastikas, plienas, stiklas, mediena, guma, popierius, atliekos ir kt.
Iš natūralių žaliavų pagamintos medžiagos. Palyginti su natūraliomis žaliavomis, šios medžiagos dažnai pasižymi geresnėmis eksploatacinėmis savybėmis, paprastai yra aukštesnės kokybės, tačiau labai svarbu, kad jų gamyba būtų ekologiška ir nekenktų aplinkai. Šiai medžiagų kategorijai priskiriamos nedegto molio plytos, iš molio, smėlio ir šiaudų mišinio gaminamos medžiagos, mediena, hidrogeliai, augalinės kilmės putos, iš grybienos pagamintos medžiagos ir kt.
Betono tipo medžiagos. Betonas yra universali ir plačiai naudojama statybinė medžiaga, pasižyminti ilgaamžiškumu, tvirtumu, leidžianti formuoti įvairias formas bei tūrius. Siekiant sumažinti neigiamą betono gamybos įtaką aplinkai, suteikti jam naujų savybių, pasirenkami netradicinių mišinių gaminiai: kanapių betonas, medžio drožlių ir pjuvenų betonas, pelenų betonas ir pan.
Naujomis technologijomis pagamintų medžiagų kategorijai priklauso įvairios kompozitinės medžiagos, nanotechnologijų produktai ir net išmaniosios medžiagos. Tokios medžiagos gali statiniui suteikti, pavyzdžiui, geresnių eksploatacinių savybių, ilgaamžiškumą, energijos vartojimo efektyvumą. Šiai kategorijai priskiriamos tokios medžiagos kaip vakuuminės izoliacinės plokštės, kintamo skaidrumo ar kintamos spalvos stiklas, „kvėpuojantys“ blokai ir kt.
Kamštinė danga
Dekoratyvinė kamštinė danga nieko nestebina – ją galima rasti statybinių medžiagų parduotuvėse. Tačiau kamštinės medžiagos fasadas nėra įprastas dalykas. Berlyne pastatytą individualų namą, kurio fasadas ir stogas dengti kamštine medžiaga, suprojektavo architektų studija „Rundzwei Architekten“.
Architektų partneriai Portugalijoje pasiūlė naudoti kamštinę medžiagą ir idėja pasirodė įdomi. Portugalijoje yra viena didžiausių Europoje kamštinių gaminių gamykla – nuo vyno kamščių iki statybinių medžiagų. Architektas Marcas Dufouras-Feronce sako, kad kamštinė danga statybose dažniausiai naudojama kaip izoliacinė medžiaga, kuri vėliau padengiama tinku. „Nedaug kas turėjo patirties dirbant su atviru kamščiu“, – teigia architektas.
Pasak M. Dufouro-Feronce, iš gamyklos atkeliavusi kamštinė danga yra sodrios rudos spalvos. Tačiau saulėje ji šviesėja. „Spalvos pokytis mums pasirodė gana neįprastas. Dažnai mūsų klausia, kaip pavyko išgauti šviesią kamštinio fasado spalvą, kuo ją dažėme, bet nieko nedarėme, tai tiesiog įvyko natūraliai“, – sako architektas.
Daugelis vis dar nežino apie daugybę puikių kamštinės medžiagos, gaunamos iš kamštinio ąžuolo žievės, savybių – ji yra vienas labiausiai atsinaujinančių šaltinių, nes medis nekertamas, nuo jo kas kelerius metus tiesiog nuimama dalis žievės.
Portugalija ir Ispanija yra pagrindinės kamštinės medžiagos produktų gamintojos pasaulyje. Suslegiant gamybos metu susidariusias atliekas aukštoje temperatūroje gaunamos fasado plokštės. Jas gaminant nenaudojami jokie chemikalai ar klijai, nes sudėtyje yra medžiagą surišančių natūralių dervų. Plokštės lengvai pjaustomos.
Kamštinės medžiagos fasado plokštės
- pagerino namo šiluminę ir akustinę izoliaciją;
- suteikė jam natūralią, vientisą išvaizdą;
- atsparios vandeniui;
- gaminamos iš atsinaujinančių šaltinių ir perdirbamos.
Kanapių biokompozitas
Kanapių biokompozitas, geriau žinomas kaip kanapių betonas (angl. hempcrete), gaunamas sumaišius kanapių spalius su kalkėmis. Kanapių spaliai yra vietinė, greitai atsinaujinanti ir dėl to gamtos išteklius tausojanti statybinė medžiaga, be to, tai augalas, kurį galima auginti nenaudojant cheminių augalų apsaugos medžiagų, jam nereikia daug vandens, auga 50 kartų greičiau nei medis.
Kalkių ir kanapių biokompozito savybės
- lengva medžiaga;
- pasižymi geromis šilumos ir garso izoliacinėmis savybėmis;
- nėra šaltos sienos efekto;
- pasižymi ir šilumine inercija – jis kaupia energiją, paskui ją išskiria;
- sugeria drėgmę ir palaiko patalpos viduje komfortišką drėgmės balansą;
- atsparus ugniai, pelėsiui;
- netoksiškas.
„Pierre Chevet” sporto kompleksas – pirmasis viešasis pastatas Prancūzijoje, pastatytas iš kanapių betono blokelių
Kanapių betoną galima naudoti statant, renovuojant ir restauruojant visų tipų pastatus – nuo individualių namų, daugiabučių gyvenamųjų namų iki paslaugų ir viešojo sektoriaus pastatų. Jį sėkmingai galima panaudoti ir restauruojant istorinius pastatus. Tai universali medžiaga, kuri gali būti naudojama kaip izoliacinis sienų užpildas, išlyginamiesiems sluoksniams, palėpių ir stogų konstrukcijose ir kt. Tačiau kanapių betonas nėra laikančioji medžiaga, be to, jį būtina apsaugoti nuo klimato poveikio (vidaus sienų dengti tinku nebūtina, bet išorines reikia, kitaip atsiras įtrūkimų).
Biokompozitinis cementas
Technologijos taip pažengė į priekį, kad dabar galime gaminti mūro blokelius iš medžiagų, užaugintų iš dumblių! Tam tikros dumblių rūšys gali natūraliai gaminti į cementą panašią medžiagą. Taip gaunama mažai anglies dioksido į aplinką išskirianti medžiaga, savo savybėmis panaši į statybose naudojamą cementą. Ši medžiaga dar tik bandoma, tačiau netrukus ji gali tapti viena pagrindinių, padedančių siekti nulinio pastato emisijų balanso.
JAV bendrovė „Prometheus Materials“ sukūrė mūro blokelius iš į cementą panašios medžiagos, išaugintos iš mikrodumblių. Blokeliai atitinka tarptautinės organizacijos ASTM standartus, jie buvo pagaminti naudojant bioreaktoriuose užaugintą į cementą panašią organinę medžiagą, kuri dauginasi panašiai kaip koralai.
„Koralų rifai, kriauklės rodo, kad gamta jau sugalvojo, kaip stipriai, sumaniai ir efektyviai sujungti mineralus“, – sakė vienas iš „Prometheus Materials“ įkūrėjų Vilas V. Srubaras.
Iš biocemento pagamintų blokelių mechaninės, fizinės ir šiluminės savybės prilygsta portlandcemenčio pagrindu pagamintam betonui. Biocementas galėtų būti masiškai gaminamas kaip alternatyva portlandcemenčiui, kurio gamyba generuoja milžiniškus anglies dioksido išmetimo kiekius.
Bambukas
Bambukai – vieni sparčiausiai augančių augalų pasaulyje, tai atsinaujinanti ir itin universali žaliava – atsinaujinimo rodikliai gerokai lenkia medienos. Bambuką galima kirsti po 3–5 metų nuo pasodinimo, o medienai reikia dešimtmečių. Jis atauga pats – jo nereikia atsodinti.
Nors bambukas, kaip statybinė medžiaga, įprastai siejamas su Pietryčių Azijos ir Pietų Amerikos regionu, kur vyrauja tinkamiausias klimatas jo auginimui, tačiau vis dažniau jis naudojamas Europoje, Šiaurės Amerikoje. Tiesa, transportavimas labai mažina statybinės medžiagos tvarumo rodiklius.
Jau augdami bambukai gali įgauti norimas formas ir struktūras: galima išgauti kvadratinio skerspjūvio, arkos formos bambuką. Ši medžiaga dėl savo unikalios estetikos yra paklausi kaip grindų danga ir dekoratyviniai elementai.
Įvairių šalių mokslininkai tyrinėjo, ar bambukas išsiskiria tokiomis mechaninėmis savybėmis, kad jį būtų galima naudoti kaip konstrukcinę statybinę medžiagą, nes šiuo metu jis dažniau pasirenkamas apdailai. Tyrimai parodė, kad tam tikros bambuko rūšys pasižymi įspūdingomis ir mechaninėmis savybėmis – stiprumo ir masės santykis prilygsta plienui.
Bambuko savybės
- labai lengvas;
- didelis atsparumas gniuždymui;
- aukšti žaliavos atsinaujinimo rodikliai;
- lankstesnis nei mediena;
- lengvai formuojamas augimo metu ir gamyklose;
- neapdorotos konstrukcijos neilgaamžės;
- traukia vabzdžius, grybelius pelėsį.
Įrodyta, kad bambuko tvirtumas ir lankstumas padeda geriau absorbuoti žemės drebėjimo smūgius nei įprastesnės statybinės medžiagos. 1991 m. Kosta Rikoje 7,6 balo stiprumo žemės drebėjimą atlaikė bambukiniai namai, o mediniai ir betoniniai namai toje pačioje vietovėje sugriuvo.
„Bambukas yra greitai auganti žolė. Konstrukciniu požiūriu jis gali būti toks pat tvirtas kaip plienas, jei yra tinkamai apdorotas ir užsandarintas”, – sako namą projektavęs architektas Matiasas Irrangas Dazzini
Dalis tyrimų nagrinėja galimybes bambuku pakeisti plieną gelžbetonyje. Architektai tyrinėja, kaip sudėtingi bambuko pastatai galėtų atrodyti ir funkcionuoti miestų erdvėse. Pavyzdžiui, patentuotą inžinerinį bambuko gaminį BVL sudaro bambuko pluoštas (90 proc.) ir rišiklis (10 proc.). Bandymai parodė, kad BVL gali pakeisti plieninę armatūrą mažaaukščiuose (iki 3 aukštų) būstuose. Jau pastatytas dviejų aukštų namas, kuriame panaudotas BVL armuotas betonas ir iš BVL pagamintos sijos.
Yra daugiau kaip 1500 bambuko rūšių ir dar daugiau porūšių, bet tik kelios jų turi potencialą tapti patikima konstrukcine statybine medžiaga. Ši įvairovė apsunkina standartų, susijusių su bambuko naudojimu statybose, priėmimą.
Tankintas gruntas
Daugelyje pasaulio vietų galima rasti istorinių statinių iš sutankinto grunto, pavyzdžiui, Didžioji kinų siena. Šiais laikais ši statybinė medžiaga laikoma gausiu ir tvariu šaltiniu – CO2 pėdsakas gerokai sumažėja jau vien dėl to, kad galima naudoti netoli statybvietės iškastą žemę, kurios nereikia transportuoti tolimais atstumais.
Šiandien vis aktyviau pasisakoma už tankinto grunto naudojimą, nurodant tvarumą, tačiau dirbant su juo reikia gerai išmanyti klimatą ir vietą, kurioje bus statinys. Paprastai ši medžiaga pasiteisina santykinai nedidelės drėgmės ir vidutinės oro temperatūros klimato zonose. Šaltesnio klimato vietovėse tankinto grunto sienoms gali prireikti papildomos šilumos izoliacijos, o vietovėse, kur daug kritulių, – papildomos apsaugos nuo lietaus. Be to, daugelis šalių neturi teisės aktų, reglamentuojančių pastatų statybą iš tankintos žemės.
Statyba nesudėtinga: karkasas (lygiagrečios medinės plokštės) užpildomas drėgno grunto sluoksniu, kurį paprastai sudaro smėlis, žvyras, molis ir stabilizatorius. Nestoras grunto sluoksnis pneumatiniu tankintuvu suspaudžiamas iki pusės pradinio tūrio. Tada dedamas ir tankinamas antras sluoksnis. Procesas kartojamas tol, kol karkasas užpildomas sutankintu gruntu. Tada plokštes galima nuimti ir palikti laisvai stovinčią tankinto grunto sieną.
Tankinto grunto savybės
- tvari, pigi vietinė medžiaga;
- gana prastos šiluminės savybės;
- maža laikomoji galia;
- reikia apsaugos nuo kritulių;
- daug kur nėra tinkamų teisės aktų.
Norint padidinti tankinto grunto sienų laikomąją galią, į mišinį pridedama cemento. Toks mišinys (angl. Stabilized Rammed Earth) paplitęs Australijoje. Tačiau cementas (ypač jei jo gana daug) mažina taip giriamą šios statybinės medžiagos tvarumą.
Straipsnis paskelbtas
„Statyba ir architektūra“ 2024 m. pavasario nr.
