Строителство с естествени материали

Все по-засилен става интересът към строителството с естествени материали. Както от страна на частни инвеститори, които искат да построят своя дом в хармония с природата, така и от специалисти в бранша, стремящи се към развитие на технологии за постигане на устойчиво строителство.
Един пример за естествен материал, удовлетворяващ много от изискванията за екологично строителство, и обект на настоящата статията, е сламата. Или как този природен продукт може да се използва в строителството на сгради.
Грижата за бъдещето на планетата и здравето на хората поставят допълнителни предизвикателства пред съвременната строителна индустрия – екологично строителство, в което да се влагат „чисти” материали с минимален вреден отпечатък.
Които да са енергоефективни и да удовлетворяват изискванията за устойчиво развитие.

Строителство със слама в исторически аспект
Строителството със сламени бали не е плод на съвременните идеи за устойчиво развитие, опазване на околната среда и запазване природните ресурси. Към днешна дата по-скоро сме свидетели на възраждане на този тип строителство, за което са известни доста примери отпреди доста години. Едни от най-ранните познати примери за влагане на сламени бали в конструкциите водят началото си от края на 19 век и географски се свързват с щата Небраска, САЩ. Това до известна степен се обяснява с факта, че тези територии са били бедни на дървесина, но за сметка на това с обилна тревна растителност.

Първите сгради са били построени без дървена носеща конструкция и стените от бали са поемали изцяло натоварването от покрива. От периода 1901-1903 г. датират първите документирани примери за сгради от сламени бали. Едната от тях е училищна сграда, построена в Небраска. На съвременен етап повечето сгради, построени от слама, са в „родината“ на технологията – САЩ. В Европа по-голяма част подобни сгради има във Франция, Германия, Австрия. Предпоставка за популяризиране на строителство със слама последните години е наличието на институти и изследователски центрове, които, след направа на необходимите тестове, определят правилата и нормите за строителство със слама, регламетират различни технологии. Немалка е ролята и на организации, които популяризират ползите пред обществото, сътрудничат си с изследователи, проектанти, инвеститори и др.

Сламата като строителен материал
Сламата е възобновим строителен материал, подобно на дървесината. Но за разлика от дървото, е необходимо много по-малко време да се генерира растителен продукт за слама. Сламата, която се използва за строителни цели, може да бъде добита от различни растителни влакна - от пшеница, ръж, ечемик, ориз, лен, коноп и др. За да може да бъде влагана в конструкция, и за удобство, сламата се балира. Оформят се блокчета (бали) с различни размери, от които най-често използваните са бали с размери 35/45/90cm, и по-големи бали с размери 100/120/250cm. Широко познатите кръгли (цилиндрични) бали не са подходящи за строителство.

За да имат по-висока носеща способност, балите трябва да са добре компресирани. Според степента на компресия са възможни няколко варианта. Конкретно за строителство балите се компресират така, че да се постигне обемна плътност не по-малко от 80-90 kg/m3. От голямо значение е да се гарантира запазване на паралелепипедната форма на балите. Колкото по-голяма е компресията и по-сгъстена е сламата в балата, толкова балите, като строителен материал, имат по-висока якост на натиск. Стените от сламени бали са с дебелина около 530mm. Балите, също така, могат да бъдат обработени, така че да се постигне извит дизайн на стената, което е в техен плюс, когато дизайнерските идеи предвиждат по-разчупени или извити форми.

Сламените бали, като строителен материал, се отличават и с редица екологични ползи. Те са екологично чист материал с минусов CO2 отпечатък. Сламата е дишащ материал и поради тази причина създава благоприятен микроклимат в помещенията. Максимална ефективност за комфорта в помещенията се постига, ако сламата е съчетана с други естествени материали – например глина, приложена като мазилка. Сламените бали, също така, имат много добри акустични и топлоизолационни свойства.

Освен за изграждане на конструкции, сламените бали може да се влагат и във вече построени сгради, тогава когато се цели подобряване на изолационните характеристики и повишаване на енергийната ефективност. В този случай балите слама са в ролята на изолиращ материал. Балите се фиксират твърдо към съществуващите стени или се изгражда допълнителна конструкция за тях. С монтирането на допълнителния слой изолация, дебелината и тежестта на стената се увеличават значително. Това налага допълнително разширяване на вече съществуващите фундаменти.

Използването на сламени бали като изолационен материал се прилага вече в някои европейски държави. Съществуват и строителни кодове, базирани на изпитвания както в лаборатории, така и полеви, в Европейския съюз, САЩ, Австралия и др. В България, след двугодишна работа на АСЕМ (Асоциация за строителство с естествени материали) в партньорство с НИПЦ към УАСГ, е създадена техническа документация за „Приложение на сламени бали за изграждане на изолационни неносещи стени на нискоетажни сгради“.

В Германия строителството със сламени е официално признато през 2004 г. С помощта на германската организация на строителите със сламени бали FASBA и редица тестове и изследвания, през 2010 г. е издадено техническо становище, че и сламените бали могат да се ползват като строителен материал при спазване на определени препоръки и изисквания към строителството на такива сгради.

Технологии на строителство със сламени бали
Основно има два подхода на строителство със сламени бали. В единия случай натоварванията от покривната конструкция и стените се поемат само от балите, няма допълнителна носеща конструкция. Това е познатият като стил Небраска метод на строителство (Load-Bearing Walls).

Другият вариант е, когато има носеща конструкция, обикновено дървена, а балите слама се използват като запълващ изолационен материал и нямат носеща функция (Post and Beams).

Носещи стени (Load-Bearing Walls)
При този метод стените на сградата се изграждат по аналогичен начин на строителството с тухли – балите се поставят една до друга, като на всеки следващ ред се разминава с долния с половин бала. В долната част на стената се изпълняват обрамчващи я дървени пояси. Те възпрепятстват изкорубването на стената под действие на вертикално и хоризонтално натоварване. За отворите в стените – врати и прозорци, се изграждат дървени рамки. За да не се нарушава структурната цялост на стената, е препоръчително отворите да не са големи.

Стените от слама се измазват. Съвместната работа на стената от компресирана слама и мазилката от двете страни наподобяват поведението на структурнокомпозитен панел.

Методът, макар и евтин, тъй като пести от дървен материал, е легализиран само в някои страни, и при това единствено за едноетажни постройки и донякъде за двуетажни, като се съобразява съотношението височина/широчина на стената да не надвишава 5:1.

Носещи рамки (Post and Beams)
При тази технология носещата конструкция на сградата е рамкова - от дърво, стомана или комбинирана, а сламените бали се използват като пълнежен и изолационен материал. Сламената стена се прикрепва към рамката на носещата дървена или стоманена конструкция.

Методът е предпочитан от проектанти и архитекти, защото се базира на установени конструктивни правила. Така и рискът, свързан с ненормирани изчисления, касаещи поведението на сламените бали, е сведен до минимум. В зависимост от конструкцията на рамката, има много възможности за изграждане и реализиране на разнообразни архитектурни решения.