Nowe rozwiązanie z zakresu technologii wznoszenia domów z gliny 2010rok Kazimierz Marek.pdf

(672 KB) Pobierz
MAREK KAMIENIARZ*
NOWE ROZWIĄZANIE Z ZAKRESU TECHNOLOGII
WZNOSZENIA DOMÓW Z GLINY
NEW SOLUTIONS WITH RELATION TO TECHNOLOGY
OF GOING UP HOUSES CONSTRUCTED FROM CLAY
S t r e s z c z e n i e
W opracowaniu omówiono krótką historię wznoszenia budynków z gliny, ze szczegól-
nym uwzględnieniem początków budownictwa glinianego w Polsce. Podano komplet
norm dla budownictwa glinianego opracowanych w 1962 roku, a aktualnych do dziś.
Przedstawiono dość szczegółowo charakterystykę słomy i gliny jako materiału budow-
lanego z pokazaniem wad i zalet. Opisano kilka przykładów technologii wznoszenia
budynków mieszkalnych z gliny obecnie bardzo popularnych na świecie. Zwrócono
uwagę zwłaszcza na metodę budowania domów z kostek (bloczków) słomianych tyn-
kowanych gliną. Metodę tę opisano dość szczegółowo, przedstawiając etapy prac
wznoszenia budynku w tej technologii (od wykonania fundamentów do wykonania da-
chu i ostatniego etapu, tj. tynkowania całego domu).
Słowo kluczowe: glinosłombele
Summary
In case study introduced a short history building dwelling houses on basis of the clay
with special attention cusp construction on basis of the clay in Poland. Adduced nest
accounting standards for building on basis of the clay, it was work out in 1962, it is pre-
sent today. Introduced in detail characteristics of straw and clay as building material,
with point of the advantages and disadvantages. Described a few examples of tech-
nologies building dwelling houses on basis of the clay, now very popular in a world.
Special attention for the method building houses with utilization of straw cubes (blocks)
coated with clay plaster. This method described in detail, introduced stages works buil-
ding edifice with this process (from bring off spade work to bring off roof and last stage,
this is laying clay plaster on all house).
Keyword: straw bale
* Mgr inż. Marek Kamieniarz, Zakład Budownictwa i Fizyki Budowli, Wydział Inżynierii Lądo-
wej, Politechnika Krakowska.
280
1. Wstęp
Współczesne domy wykonane z różnego rodzaju materiałów zatrzymują do 85%
promieniowania słonecznego, które jest niezbędne do prawidłowego funkcjonowa-
nia ludzkiego organizmu. Ma ono korzystny wpływ na samopoczucie, aktywność
fizyczną, pobudza wydzielanie wielu hormonów, umożliwia syntezę witamin z gru-
py d. Inną negatywną stroną współczesnych domów, np. ocieplonych styropianem,
jest ich skażenie pleśniowe w 60–90% tych budynków. Zjawisko to występuje także
w Polsce, a specjaliści nazwali je mykologiczną katastrofą ekologiczną. Wymienione
wyżej negatywne strony budownictwa z materiałów, takich jak beton, żelbet, stal,
szkło, styropian itd. nie występują w metodzie budowania, która zdobywa ostatnio
wyjątkową popularność wśród inwestorów indywidualnych i daje się łatwo połączyć
z ideą energooszczędnego domu pasywnego. Jest to technologia wznoszenia bu-
dynków ze słomy i gliny. W tak wybudowanym domu występuje swoisty mikroklimat
związany z porowatością ścian i szybkością wysychania w czasie produkcji i budo-
wy. Jest ciepły zimą i chłodny latem, ponieważ występująca bezwładność cieplna
ścian sprzyja stabilizacji temperatury wnętrz.
2. Zarys historii wznoszenia budynków z gliny
Od wieków we wszystkich kulturach świata znana była budowa ścian z łączonych
pionowo i poziomo elementów drewnianych wypełnianych gliną. Elementy nośne
podpierające dach wykonywano z grubych gałęzi rozmieszczanych co kilka metrów.
Między tymi podporami układano gałęzie, bambus lub trzcinę, tak aby powstała
gęsta siatka. Tak przygotowaną siatkę obrzucano z obu stron kilkucentymetrową
warstwą glinianego tynku. Jeżeli grubość była mniejsza, wówczas powstawały rysy,
które były przyczyną wypłukiwana, a następnie odpadania gliny, a co za tym idzie jej
krótszej żywotności. Taka metoda obecnie jest jeszcze spotykana w krajach mniej
rozwiniętych np. krajach Afryki. Natomiast w krajach o wysokiej kulturze ekologicz-
nej, gdzie ważne było tworzenie zdrowego środowiska życia człowieka z jednocze-
snym respektowaniem natury, technika ta doczekała się mocno zmodernizowanej
wersji. Technologia prasowanych bloków prostopadłościennych słomy wypełniają-
cych szkielet drewniany została zastosowana po raz pierwszy pod koniec XIX wieku
w stanie Nebraska w USA. Jednak dopiero pod koniec XX wieku w Europie i USA
nastąpił powrót do tego sposobu budownictwa, głównie z powodu wzrastającej ko-
nieczności ochrony środowiska i kryzysu energetycznego. Przy okazji wprowadzo-
no nowoczesne rozwiązania techniczne, które nie stały w sprzeczności z zasadami
ekologii, efektywności i zmniejszenia kosztów.
W Polsce w XVIII wieku zaczęto stosować na wzór francuski ściany gliniane jako
elementy nośne budynku. Jednak dopiero w pierwszej połowie XIX wieku w okresie
Królestwa Kongresowego budownictwo z gliny przeżywało swój rozkwit. Dalsze po-
wroty budownictwa glinianego wiążą się ściśle z odbudową zniszczeń po I i II woj-
nie światowej. Wówczas to zwiększone potrzeby budowlane nie mogły być w pełni
zaspokojone przez konwencjonalne budownictwo ze względu na brak materiałów
281
budowlanych i środków finansowych. Budownictwo z gliny za każdym powrotem
reprezentowało wyższy poziom techniczny i architektoniczny od poprzedniego.
Ostatni nawrót po 1945 roku był już w pełni nowoczesnym technicznie i organiza-
cyjnie ruchem budowlanym, wzorowanym na rozwiązaniach niemieckich. Dyspono-
wał doskonale zorganizowanym zapleczem naukowo-badawczym i instruktażowym.
Wytypowano obszary południowe Polski, bogate w gliny przydatne do celów budow-
lanych. Uchwałą Prezydium Rządu nr 179 z 1954 roku powołano Ośrodek Badaw-
czo-Instruktażowy Budownictwa z Gliny, który znajdował się w Krakowie. W póź-
niejszym okresie zadania przejął Krakowski Oddział Instytutu Techniki Budowlanej.
Przeprowadzano wówczas badania nad gliną nie paloną jako nowoczesnym mate-
riałem budowlanym, nad możliwością i metodami jej stabilizacji (tj. uodpornieniem
na rozmakanie) i nad tworzywami cementowo-glinianymi. Doprowadziło to do tego,
że pod koniec lat pięćdziesiątych uruchomiono nowoczesne budownictwo z gliny
niepalonej. Jednocześnie dobiegały końca wielkie inwestycje Planu 6-letniego dla
przemysłu ciężkiego, zwłaszcza hutniczego i cementowego. W regionie południo-
wym Polski, gdzie właśnie rozwijano budownictwo gliniane, uruchomiono Hutę im.
Lenina. Przy hucie powstała cementownia co w następstwie spowodowało pojawie-
nie się olbrzymich ilości żużla hutniczego i taniego cementu. Proces ten spowodował
radykalnie zmianę polityki państwa wobec budownictwa z gliny. W polskim budow-
nictwie nastała era żużlobetonów, a o budownictwie z gliny zapomniano. Nie zostały
wówczas przerwane jednak zaawansowane prace naukowo-badawcze prowadzone
w Instytucie Techniki Budowlanej. W 1962 roku wydany został komplet norm dla bu-
downictwa glinianego, aktualny do dziś [1–5]. Pomogło to Polsce znaleźć się wśród
nielicznych krajów posiadających takie normy.
3. Ogólna charakterystyka słomy i gliny
3.1 Opis materiału – słoma
Słoma jest dobrze znanym, lecz raczej niespotykanym obecnie na placu budowy
materiałem. Osoba,która chce budować ze słomy potrzebuje wiele samozaparcia
i dużej siły przebicia.Istnieje jednak wiele powodów, dla których warto spróbować ta-
kiego materiału budowlanego. Słomę od dawna używano w budownictwie, w formie
strzechy, sieczki z wapnem do ocieplania stropów itp. Słoma sprasowana w kostkę
(bloczki prostopadłościenne) jest najbardziej praktycznym i prostym w użyciu mate-
riałem. Jest to wspaniały, naturalny i całkowicie zdrowy budulec. Przede wszystkim
budując ze słomy korzystamy z naprawdę ekologicznych i niewyczerpywalnych za-
sobów natury. Jest ona materiałem ubocznym, odpadowym rolnictwa, wykorzystywa-
nym co najwyżej jako ściółka. Ma szczególnie niski współczynnik energii pochłonię-
tej w procesie powstawania, co stanowi obecnie jedno z najważniejszych kryteriów
ekologii budownictwa. Bloczki produkuje się ze słomy żytniej, pszennej, pszenżyta,
owsa, jęczmienia i mieszanek zbóż. Do budowy nadają się wszystkie z wyjątkiem
słomy jęczmiennej, ponieważ jest zbyt miękka. Dostępne wymiary bloczków w Polsce:
28×40×45–120 cm, 35×45×40–120 cm, 40×40×40–120 cm, 40×45×40–120 cm. Pra-
sowana słoma charakteryzuje się bardzo dobrym współczynnikiem przewodzenia
282
ciepła λ = 0,035 W/mxK do 0,045 W/mxK oraz bardzo dobrym współczynnikiem
przenikania ciepła, – przy grubości 40 cm słomy U
k
= 0,12 do 0,14 W/m²K. Jest to
znacznie powyżej obowiązujących w kraju norm U
k
= 0,30W/m²K dla ścian o budo-
wie warstwowej i 0,50 W/m²K dla ścian jednowarstwowych. Inne korzystne cechy to
między innymi:
– żywotność budynku wybudowanego ze słomy jest bardzo długa (jeżeli tylko ścia-
ny są odpowiednio zabezpieczone przed działaniem ognia),
– koszty budulca są bardzo niskie,
– budowanie ze słomy jest szybkie,
– słoma daje bardzo dobrą izolację cieplną, nie wymaga dodatkowego ocieplania,
– przy rozbiórce materiał ten jest w pełni przetwarzalny [11].
Instytut Biologii Budownictwa i Ekologii IBO przy Politechnice w Wiedniu opublikował
badania nad fizyką budowlaną słomy. Poniżej przedstawiono niektóre z wyników :
– maksymalne obciążenie 41.000–69.000 Pa (N/m
2
),
– współczynnik zatrzymywania ciepła c: 2,0 kj/kgK,
– współczynnik palności klasa B:
– niezabezpieczona ściana o grubości 50 cm > opóźnia palenie o 0,5 godz.,
– ściana otynkowana gliną o grubości 50 cm > opóźnia palenie o 2 godz.,
– ciężar 100–120 kg/m
2
,
– wilgotność RV 8–14% (przed użyciem do zbadania miernikiem wilgotności),
– współczynnik wchłaniania pary μ = 2,5,
– izolacja dźwiękowa R’w = 52 dB (grubość ściany 53 cm, dwustronnie tynkowana).
Słoma jako budulec ścian, połączona z glinianym tynkiem i dobrze zaprojekto-
wanym ogrzewaniem, tworzy przyjemny, zdrowy, odpowiadający nawet najbardziej
wrażliwym alergikom klimat wnętrza, a ściany naprawdę „oddychają”.
Wadą jest ograniczona wielkość i wysokość budynku. Nierówny rozkład sił
w ścianach może powodować osłabienie konstrukcji w miejscach otworów drzwio-
wych i okiennych. Obecnie najczęstszym sposobem budowania z gliny jest stoso-
wanie bloczków słomianych jako wypełnienia ścian w konstrukcji drewnianej. Są one
układane w konstrukcji szkieletu. Przed przystąpieniem do prac, należy sprawdzić
wilgotność słomy, która powinna zawierać się w granicach od 8 do 14%. Wskaza-
ne jest układanie ścian na wysokość 7 lub 8 warstw bloków słomy, co daje około
4 m wysokości. Należy także zwrócić uwagę na dobrą izolację poziomą w kontakcie
z fundamentami. Ściana zewnętrzna wymaga dobrego zabezpieczenia przed desz-
czem, tzn. odpowiedniego tynku oraz szerokiego okapu dachowego.
3.2. Opis materiału – glina
Drugim materiałem budowlanym zastosowanym w tej technologii jest glina znana
ludzkości od kilku tysięcy lat. Glinę używa się nadal tam, gdzie trudno o inne ma-
teriały budowlane, np. w krajach Afryki Centralnej, w Mali, na Bliskim Wschodzie,
Meksyku czy w krajach azjatyckich. W Europie w latach 80. rozpoczął się powrót
do stosowania gliny jako materiału budowlanego. Stał się jednym z ważniejszych
programów w ruchu alternatywnym w budownictwie. Był odpowiedzią na pierwsze
sygnały zaniepokojenia społecznego wywołanego skutkami nowych technologii bu-
dowlanych. Właściwości gliny jako materiału budowlanego są bardzo są ciekawe:
283
a) Technologia budownictwa z gliny sprzyja rozwojowi lokalnej produkcji i zachowaniu
niezależności kulturowej regionu i kraju. Proces budowania zacieśnia więzy społecz-
ne, a co również niezmiernie ważne, stwarza więzi użytkownika ze środowiskiem.
b) Glina reguluje wilgotność powietrza. Ma zdolność szybkiego wchłaniania i odda-
wania wilgoci. Nie pozwala by w pomieszczeniu było zbyt sucho ani zbyt wilgotno.
Niewypalane gliniane cegły potrafią wchłonąć ok. 30 razy więcej wody niż cegły
wypalane. Wilgotność względna 50%, którą zapewniają gliniane ściany, tworzy
odpowiedni mikroklimat –przyjemny i zdrowy. Glina przeciwdziała zmniejszeniu
się wilgotności powietrza poniżej 40%, co mogłoby prowadzić do wyschnięcia
błony śluzowej, a tym samym do zwiększonego ryzyka zachorowań w wyniku
przeziębienia. Glina redukuje także powstawanie kurzu i w ten sposób działa za-
pobiegawczo przeciw przeziębieniom, redukuje przykre zapachy oraz zapobiega
naładowaniu elektrostatycznemu przedmiotów w pokoju. c) Magazynując cie-
pło, przyczynia się do poprawy klimatu mieszkania. Przy pasywnym korzystaniu
z energii słonecznej staje się doskonałą masą termiczną gromadzącą ciepło,
d) Glina oszczędza energię i zmniejsza zanieczyszczenie środowiska. Potrzebuje
podczas przygotowania i przerabiania bardzo mało energii, powodując tym sa-
mym znikome zanieczyszczenie środowiska. Zazwyczaj odpowiednią glinę moż-
na znaleźć w pobliżu placu budowy lub wręcz na nim, wykorzystując materiał
z wykopów. Dzięki oszczędności na transporcie i braku konieczności przetwarza-
nia w wysokich temperaturach glina potrzebuje niewielką ilość energii niezbędnej
do produkcji tej samej ilości cegły wypalanej albo betonu. Przykładowo całkowity
nakład energii na zbudowanie 100 m
2
domu jednorodzinnego wynosi:
– w technologii wielkopłytowej – 180 000 kWh,
– w technologii tradycyjnej (cegła) – 80 000 kWh,
– w technologii ekologicznej (glina + drewno) – 25 000 kWh [6].
e) Niewypaloną, surową glinę można ponownie użyć do budowy po rozdrobnieniu
i zmoczeniu wodą. W odróżnieniu od innych materiałów glina nigdy nie zaśmieca
środowiska jak gruz.
f) Glina konserwuje drewno i inne materiały organiczne. Otoczone przez glinę, dzię-
ki równowadze jej wilgotności zostają albo osuszone, albo też pozostają suche,
co uodparnia je na zagrzybienia i zaatakowanie przez insekty (owady potrzebują
co najmniej 14%, a grzyby więcej niż 20% wilgotności).
g) Glina zatrzymuje promieniowanie o wysokiej częstotliwości (występujące np. przy
telefonii komórkowej, UMTS i GPS) skuteczniej niż inne, lite materiały ścienne.
Podczas gdy typowe dachówki ceramiczne albo cementowe minimalnie izolują
promieniowanie, to sklepienia gliniane grubości 24 cm zatrzymują go do 99,9%.
h) Glina ma właściwości lecznicze, antyalergiczne, antybakteryjne, zwiększa od-
porność skóry na mikroorganizmy, zmniejsza żywotność wielu bakterii i wirusów,
zapobiega wysychaniu śluzówki dróg oddechowych, sprzyja pozytywnej jonizacji
powietrza itd.
i) Glina jest materiałem plastycznym i rzeźbiarskim. Łatwiej niż jakikolwiek inny
materiał pozwala się kształtować. W zależności od gustu i potrzeb można z niej
zrobić albo gładką twardą powierzchnię, albo plastyczną płaskorzeźbę. W czasie
budowy, dopóki glina nie wyschła, można ją łatwo modelować, wycinać i wstawiać
fragmenty, a zmiany będą niewidoczne.

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika:

Zgłoś jeśli naruszono regulamin