Gradnja prirodnim materijalima u novom vremenu ekološke svijesti

Ljudi su oduvijek živjeli u kućama napravljenim od prirodnih materijala, i danas još uvijek veliki dio svjetske populacije živi u takvim kućama. Gradnja prirodnim materijalima najviše se veže uz siromašna područja i predele Afrike, centralne i južne Amerike te ruralne Azije. Iako je možda ekonomski faktor jedan od ključnih razloga za očuvanje takvog stila gradnje, postoje i klimatski faktori koji su veoma značajni za očuvanje gradnje prirodnim materijalima u klimama s visokim temperaturama ili velikom relativnom vlagom zraka, gdje je na prirodan način moguće održavati potrebnu unutarnju udobnost.

U zapadnom svijetu ovakav način gradnje dugo je vremena bio komercijalno zapostavljen, iako nije sasvim zaboravljen, te je prednost dana industrializaciji građevinskog materijala i sustava gradnje.

Kao i u drugim područjima ljudske djelatnosti, pogodnost industrijske proizvodnje je maksimalno iskorištena, te danas sve više uviđamo i neke nedostatke prevelike ovisnosti o isključivo takvoj vrsti djelatnosti. U građevinskoj industriji, prije svega, otpad i onečišćenje tijekom proizvodnje i transporta građevinskog materijala, te sve veće poskupljenje građevinskog materijala i energenata potrebnih za klimatizaciju građevinskih objekata, dovelo je do povećanog interesa diljem svijeta za tradicionalne i ekološke načine gradnje. Cilj je obogatiti tu ekološku gradnju novim spoznajama i integrirati je sa suvremenim rješenjima u građevinskoj industriji na nov, suvremen način.

Prednosti tradicionalne gradnje prirodnim materijalima

1. Jedna od velikih prednosti tradicionalne gradnje je ta što se oslanjala na materijale koji su bili dostupni u neposrednom okruženju gdje je kuća gradila, čime je eliminirana potreba za skupim transportom i onečišćenjem. Na područjima gdje je bilo puno kamena, poput obalnih područja, gradilo se kamenom, u planinskim predjelima s mnogo šume gradilo se drvetom, a na ravničarskim područjima gradilo se zemljom, slamom i glinom koja je bila najdostupnija. Primjer suvremenog objekta građenog od nabojnog materijala je objekt industrijskog postrojenja kompanije ‘Ricola’, koji je dizajnirao poznati švicarski arhitektonski studio Herzog & de Meuron 2014. godine. To je najveći objekt u Europi koji koristi materijal pod nazivom ‘naboj’ – mješavinu zemlje, pijeska i slame. Zidovi su napravljeni od lokalne zemlje koja je iskopavana samo 10 kilometara od objekta, a zatim su prefabrikovani i sušeni u panelima u obližnjim halama, nakon čega su gotovi paneli ugrađivani na gradilištu, što ilustrira dobar primjer spoja tradicionalnog i modernog načina gradnje.
2. Cijena gradnje lokalnim materijalom koji se može naći na samoj parceli, kao što je zemlja ili drvo, može biti upola manja od cijene gradnje skupim, uvoznim, industrijskim materijalima. Time se čuva i ekonomska otpornost lokalnih zajednica naspram velikih globalnih ekonomskih promjena.
3. Zdrava unutarnja sredina je jedna od prednosti gradnje prirodnim materijalima, jer nema otpuštanja štetnih kemijskih spojeva u prostoru, smanjena je mogućnost pojave alergija i problema s dišnim putovima koji su nastajali, primjerice, od oslobađanja vlakana staklene vune korištene kao termoizolacija. Konstrukcije od prirodnih materijala kao što je zemlja su propusne za vlagu i ‘dišu’, čime se sprečava pojava kondenzacije vodene pare unutar konstrukcije i nastanak plijesni. One na prirodan način reguliraju vlagu u prostoru, pa im nije potrebna mehanička ventilacija.
4. Gradnja prirodnim materijalima također osigurava dobru termalnu masu objekata, koji se sporije zagrijavaju ljeti i sporije hlade zimi, čime se postiže konstantna i ugodna unutarnja temperatura tijekom svih godišnjih doba. Moguće je iskoristiti neke pasivne metode grijanja zimi ili hlađenja ljeti, kao što su solarni sustavi na južnoj strani, zasjenjivanje ljeti te osiguravanje dobre prirodne ventilacije kroz objekt – sve to rezultira velikim uštedama u grijanju i hlađenju prostora. Važno je strogo poštivati orijentaciju objekta na parceli i pravilno usmjeriti otvore objekta prema stranama svijeta kako bi se postigao povoljan učinak, uz eventualno uključivanje arhitekata i stručnjaka za energetsku učinkovitost specijaliziranih za ovu vrstu objekata. Kao jedan od novijih primjera korištenja pasivnih solarnih rješenja u kombinaciji s gradnjom prirodnim materijalima je kuća našeg arhitekta u Irigu, koju su on i njegova supruga gradili za svoju obitelj.
5. Obnovljivost materijala koji se koriste u prirodnoj gradnji predstavlja veliku ekološku prednost ovih objekata, jer ne iscrpljuju skupe i neobnovljive resurse. Drvo, slama ili konoplja obnavljaju se prirodno, tijekom svog rasta proizvode kisik, pa njihova sadnja i korištenje imaju pozitivan CO₂ otisak u prirodi.

Nedostaci gradnje prirodnim materijalima

Konstrukcija upotrebom prirodnih materijala

Prirodni materijali imaju neka ograničenja u nosivosti konstrukcije – to su zemlja, slama, konoplja itd. Moguće ih je koristiti za manje raspone i visine konstrukcija obiteljskih kuća, dok se za veće objekte mogu koristiti kao punjenje neke skeletne konstrukcije ili kao vanjska ili unutarnja toplinska izolacija u masivnoj konstrukciji.

Gradnja u skladu sa lokacijom

Potrebno je poznavati lokalnu klimu i prirodna ograničenja lokacije; u seizmički aktivnim područjima nije preporučljiva gradnja samo od zemlje, već se koristi drvo kao nosiva konstrukcija, a zemlja kao punjenje. U poplavnim područjima također nije preporučljiva gradnja od zemlje jer nije otporna na takve utjecaje.

Što kaže zakon?

Zakonska regulativa može biti prepreka za neke oblike gradnje prirodnim materijalima. Na primjer, kod nas je potrebno koristiti priznate konstrukcijske sustave kako bismo dobili građevinsku dozvolu, pa se gradnja zemljom i slamom ne može prihvatiti samostalno, iako takva gradnja ima dovoljnu nosivost za, primjerice, prizemne objekte. Potrebno je predvidjeti nosivu drvenu konstrukciju, dok se drugi materijali poput slame ili zemlje mogu koristiti za punjenje.

Osim toga, pravilnik o energetskoj učinkovitosti zgrada ne predviđa neke materijale poput zemlje, keramike i konoplje. Oni nisu navedeni u tablicama energetske učinkovitosti građevinskih materijala. Također, slama i drvo imaju koeficijente toplinske provodljivosti s često nelogičnim vrijednostima, što je potvrđeno u znanstvenim radovima profesora s građevinskih fakulteta u Novom Sadu i Subotici (‘Tradicionalni materijali kao rješenje za gradnju u novom dobu klimatskih promjena’ – Milan Kekanović, Dragoslav Šumarac, Ljiljana Kozarić, Stanko Ćorić, Arpad Čeh).

To znači da je moguće da će izračunata energetska učinkovitost pokazivati znatno različite vrijednosti potrošnje energije ili potrebne debljine izolacije nego što će stvarno biti ostvareno u praksi, na temelju stvarnih mjerenja. To se također može vidjeti i na primjeru tradicionalnih kanadskih kuća koje su izgrađene isključivo od masivnih drvenih konstrukcijskih elemenata, bez dodatne termalne izolacije, a postignut je određeni stupanj komfora potreban za život na temperaturama od -30°C, što nije moguće dokazati na temelju naših važećih izračuna.

Potrebna je edukacija prije svega

Budući da je gradnja prirodnim materijalima s vremenom bila napuštena i zaboravljena, građevinske tvrtke često nemaju iskustva s ovom vrstom gradnje, pa je potrebno pronaći stručnjake s iskustvom u tom području, od kojih se tehnike mogu naučiti ili ih se može angažirati kako bi se osigurala uspješnost izgradnje.

Primjer toga je arhitektica Dragana Kojičić, koja je usavršila zemljanu arhitekturu kroz praktično iskustvo diljem svijeta, te danas vodi Centar za zemljanu arhitekturu u Mošorinu, Srbija. U posljednjim godinama izgrađen je veći broj ovih objekata i kod nas i u svijetu, pa iako je ovo još uvijek neka vrsta alternativne gradnje, možemo vjerovati da će sve više postajati popularna.

Gradnja prirodnim materijalima može bit od:

Kamen

Kamen kao građevinski materijal je vrlo otporan i trajan, ali zidovi od kamena ne ispunjavaju uvjete za postizanje energetske učinkovitosti. Na zidove od kamena mora se dodati toplinska izolacija, a ako su dekorativni, tada se toplinska izolacija mora postaviti na unutarnju stranu, što nije najbolje rješenje.

U mediteranskom području gdje je važno zaštititi se od pregrijavanja sa spoljne strane zida, kamen ima svoju ulogu i može se termoizolirati i sa unutarnje strane, ali to nije optimalno rješenje u drugim klimama.

Drvo

Drvo je materijal koji ima dobre toplinske karakteristike i dobre mehaničke sposobnosti u usporedbi s nekim drugim prirodnim materijalima, a te karakteristike ovise o stanju vlažnosti samog drva. Drvo nikada nije prestalo se koristiti kao građevinski materijal i čovjek je uvijek bio povezan s njim. Najčešća upotreba drveta je u kombinaciji s drugim građevinskim materijalima koji poboljšavaju njegove toplinske karakteristike. Potrebna je značajna debljina zidova od čistog drva kako bi se postigla odgovarajuća toplinska izolacija, pa to nije uvijek ekonomski isplativo.

Drvo također ima nisku otpornost na požar i utjecaj insekata, pa ga je potrebno zaštititi ili koristiti u kombinaciji s drugim materijalima koji će prevladati te nedostatke. Unatoč tome, u tradicionalnoj i ekološkoj gradnji drvo ostaje nezamjenjiv materijal.

Glina kao najstariji građevinski materijal

Nekuhana glina je najstariji građevinski materijal prisutan diljem svijeta. U toplim klimama, građevinski objekti se moraju neprestano klimatizirati skupim umjetnim sustavima za klimatizaciju ili se mora osigurati prirodno putem same strukture toplinskog omotača od prirodnog materijala. U našem području, poznat je keramički zid, koji predstavlja nepečenu opeku napravljenu od mješavine gline, pijeska i dodatkom slame, koja služi kao prirodni armaturni materijal. Kada se ta smjesa stavlja u drvene kalupe i suši na suncu, naziva se keramika, a kad se stavlja u drvene oplate zida i komprimira, naziva se naboj.

Ove tehnike upotrebe gline, pijeska i slame sada se ponovno vraćaju, a to se naziva gradnja zemljom. Širom svijeta poznat je pokret “earthship” – kuće građene od zemlje koje kombiniraju pasivne sustave za klimatizaciju. Kuće od zemlje karakterizira dugovječnost, dobra toplinska i zvučna izolacija. Zidovi od zemlje imaju sposobnost “disanja”, odnosno apsorbiranja viška vlage iz prostora i postupnog otpuštanja prema vanjskoj strani koja je suha i gdje je tlak vodene pare nula. To dovodi do hlađenja unutarnjeg prostora ljeti i u toplim klimama, jer para apsorbira toplinu iz prostora i iznosi je prema van.

Uvjet za funkcioniranje ovoga je da je zid u potpunosti izrađen od prirodnog materijala koji diše i da nema paropropusnih slojeva kao što su u modernim konstrukcijama, primjerice neki malteri, plastične folije koje su parne brane, neki termoizolacijski materijali itd.

Kombinacije zemlje i drva najčešće su prisutne u tradicionalnoj gradnji, a najčešće se radi o različitim kombinacijama nosive drvene konstrukcije i punjenja od zemlje. Ovisno o tome, nastaju različite građevinske tehnike koje su u nekim područjima popularnije, kao što su bondručari ili, na primjer, gradnja jezgra od drva.

Slama u graditeljstvu

Slama kao građevinski materijal ponovno se počela koristiti, pa se pojavljuju i nove tvrtke koje proizvode bale slame za gradnju. Slama se ne koristi samostalno kao konstrukcijski element, već kao punjenje u drvenoj nosivoj konstrukciji. Noviji primjeri arhitekture pokazuju da je moguće koristiti tradicionalne materijale bez narušavanja estetike modernih objekata.

Konoplja?

Konoplja je biljka koja se lako uzgaja i koja je vrlo otporna na insekte, vatru i vlagu. Nekada je bila široko rasprostranjena u poljoprivredi i industriji, ali je zbog pravnih regulativa njena upotreba bila dugo vremena zabranjena.

Što je hempcrete?

Danas je kod nas legalno uzgajati određene vrste industrijske konoplje uz posebno odobrenje države, što poskupljuje njenu proizvodnju. U svijetu se pojavljuje kao novi građevinski materijal “hempcrete” – mješavina vapna, vode i sjeckanih stabljika konoplje, koji su nusproizvod u proizvodnji drugih industrijskih ili prehrambenih proizvoda od konoplje. Time se smanjuje problem s deponijama ili njihovim spaljivanjem.

Hempcrete se koristi kao punjenje u drvenim skeletnim konstrukcijama, a može se koristiti i kao vanjska ili unutarnja toplinska izolacija. Konopljini betoni su značajno lakši od klasičnih betona, pa se njihova upotreba razmatra za konstrukciju manjih objekata i stambenih kuća.

Konoplja posjeduje izuzetno dobra izolacijska svojstva, otporna je na pojavu plijesni, gljivica, insekata te ima visoku otpornost na vatru i vlagu. Može se koristiti kao punjenje u drvenim konstrukcijskim sustavima, kao blok za gradnju ili kao vanjska toplinska izolacija na klasičnoj gradnji opekama ili blokovima. Ljepota prirodnih materijala još više dolazi do izražaja u kontrastu s modernim dizajnom uspješnih arhitektonskih rješenja, čiji primjeri postaju sve češći kako u svijetu, tako i kod nas.

Zaključak

Gradnja prirodnim materijalima donosi niz ekoloških, zdravstvenih i energetskih prednosti. Upotreba lokalnih materijala smanjuje potrebu za transportom i smanjuje negativni ekološki utjecaj. Zdrava unutarnja sredina, energetska učinkovitost i ekonomska održivost također su prednosti koje doprinose popularnosti ovog pristupa gradnji. Međutim, potrebno je imati na umu da takva gradnja zahtijeva posebna znanja, stručnost i pridržavanje lokalnih zakona i regulativa. Kombinacija tradicionalnih tehnika i suvremenih rješenja može rezultirati izgradnjom objekata koji spajaju ekološku svijest i suvremeni komfor.

Autor teksta: Sonja Krastavčević d.i.a. EN EF Studio