Inwestor Bio_Arki_3 od samego początku naszych rozmów o domu podkreślał i wymagał aby zaprojektować go z naturalnych i/lub pochodzących z recyklingu materiałów. Ze względu na pro-ekologiczny charakter projektowanego założenia oraz “filozofię życia” inwestora inne rozwiązania nie wchodziły w grę, a jak musiałem tak tę architekturę wymyślić aby dało się dom poskładać w spójną, nie tylko technicznie, ale też “ideologicznie” całość. Jednym z początkowych założeń było też unikanie – w miarę możliwości – rozwiązań “systemowych”, materiałów sprowadzanych z daleka, czy trudnych do zdobycia. Konstrukcja miała być zaprojektowana tak, aby można było ją złożyć przy minimalnym nakładzie ciężkiego sprzętu, czy wyspecjalizowanych ekip. Ważną cechą projektowanych materiałów budowlanych miała być też możliwość ich łatwego recyklingu, upcyklingu lub użycia w innej funkcji czy formie na działce po zakończeniu budowy.

Naturalnym odpowiedzią na tak postawione zadanie projektowe było odrobienie lekcji z projektowania konstrukcji szkieletowych, szachulcowych, drewnianych oraz projektowania budynków ze słomy… z tego ostatniego pomysłu ostatecznie, po wykonaniu kilku wstępnych szacunków cenowych i koncepcyjnych – zrezygnowaliśmy.

Po przegadaniu wielu godzin spędzonych na analizach różnych możliwości materiałowych zdecydowaliśmy na współczesną wariację tradycyjnej konstrukcji szachulcowej z masywnego drewna, gdzie pomiędzy pełnymi słupami wymurowana zostanie usztywniająca i dociążająca ściana z niepalonej, glinanej cegły o grubości 12cm. Słupy i belki głównej konstrukcji nośnej o modułowym przekroju 14x14cm miały tworzyć szkielet  do wypełnienia wspomnianym murem na glinianej zaprawie. Zewnętrzną izolacją termiczną miały być początkowo kostki prasowanej słomy, ale przewidywane problemy z otrzymaniem dobrego, suchego, bezpiecznego biologicznie budulca oraz jego znaczna -przy wymaganych parametrach termicznych- grubość spowodowały że zarzuciliśmy ten pomysł na rzecz izolacji z wdmuchiwanej celulozy.  Co nie znaczy, że o obraziliśmy się na słomę, bynajmniej! Znalazła ona swoje zastosowanie w postaci, produkowanych w Polsce, pod polską marką, prasowanych, paroprzepuszczalnych płyt poszyciowych ochraniających warstwę izolacji termicznej dachu i ścian, których użycie  bardzo sobie do dnia dzisiejszego chwalę.

Do głównych elementów konstrukcyjnych miał być mocowany od zewnętrznej strony budynku szkielet, a może raczej “ruszt” z ultra-lekkich, dwuteowych słupków, składających się z dwóch łat 6x4cm połączonych lekką płytą wiórową. Słupki tworzą przestrzeń o grubości 24cm przeznaczoną do wypełnienia izolacją termiczną. Tak pomyślany szkielet jest  bardzo prosty w montażu i świetnie spełnia swoją rolę, nie tylko przestrzeni dla  izolacji termicznej, usztywnienie konstrukcji głównej i stworzenie konstrukcji nośnej dla lekkiej, wentylowanej elewacji. Szczególną cechą tych zastosowanych do wykonania konstrukcji nośnej elewacji elementów jest to, że nie tworzą one żadnych mostków termicznych a są przy tym bardzo łatwe w montażu i w operowaniu na budowie.
Ponadto, ze względu na wymienione wyżej cechy i właściwości techniczne świetnie  nadają się do użycie w konstrukcji dachu.Ich ultra-lekkaj waga, pozwala na “ręczny”, szybki montaż.

Trudnym do zaprojektowania i wykonania elementem okazała się podłoga na gruncie. Standardowo na budowach używa się tutaj “kontenerów” styropianu, dla którego z oczywistych względów musiałem szukać alternatyw. Pierwszy wybór padł na kruszone szkło piankowe, które ze względu na swoje właściwości termiczne i świetnie możliwości zagęszczania nadaje się do termicznej i przeciwilgociowej izolacji podłóg i fundamentów – jednak jego koszt i konieczność sprowadzania spoza Polski spowodowały odrzucenie tego pomysłu na rzecz starego, poczciwego kermazytu – czyli ekspandowanej termicznie gliny. Pewną niedogodnością tego materiału jest jego sypkość i trudne do wykonania- o ile w ogóle możliwe – zagęszczenie. Z tym ostatnim problemem poradziliśmy sobie wykonując po wysypaniu 80 centymetrowej warstwy lekki, glinano-cementowy szpryc stabilizujący.

Na tak przygotowanym podkładzie inwestor, wraz  z wszystkimi krewnymi, znajomymi i okazjonalnymi wolontariuszami mógł przystąpić do żmudnego procesu wykonania wielowarstwowej posadzki z gliny ubijanej – czyli tak zwanej “polepy” lub “klepiska”. Posadzki budowanej z wielu warstw układanej, ugładzanej, uklepywanej gliny z domieszkami piasku, żwiru, włókien organicznych. Posadzki, którą finalnie należy zaimpregnować naturalnym olejem powodującym krystaliczne zestalenie jej wierzchniej warstwy.

 

W ogóle – przed czym ostrzegałem – okazało się, że praca z naturalnym materiałem jakim jest glina jest bardzo żmudna, czasochłonna i wymagająca pod względem fizycznym. Trzeba mieć po prostu dużo pary w dłoniach aby dać radę z tym mieszaniem, ugniataniem, porcjowaniem, uklepywaniem, gładzeniem czy murowaniem… niewypalonych cegieł na własnoręcznie umieszanej zaprawie glinianej.

Inwestor przekonał się o tym nie tylko podczas wykonywania glinanej posadzki, ale także murując wewnętrzny mur akumulacyjny, który powstawał uparcie warstwa po warstwie przez blisko cały sezon budowlany.
Gliniana zaprawa łącząca gliniane, niepalone cegły nie pozwala na szybką pracę. Nie można murować więcej niż trzech warstw cegły na sobie  – bo zaprawa bardzo wolno wiąże i ma tendencję do wypływania spomiędzy cegieł. Z drugiej strony przygotowanie jej odpowiedniej ilości i utrzymanie odpowiedniej konsystencji w wiaderku wymaga uwagi, czasu i ciągłego monitorowania jej stanu. Cegły niepalone są znacznie słabsze od tych wypalanych, mają tendencję do pękania, łamania się.
O ich użyciu przesądziły jednak zalety jakimi się charakteryzują: w porównaniu z cegłą wypalaną, klinkierową znacznie lepiej kumulują wilgoć i regulują wilgotność powietrza we wnętrzu,  a poza tym – co w przypadku budowy tego domu bardzo ważne – nie użyte na budowie, albo w postaci odpadów po murowaniu – mogą być użyte po prostu w postaci gliny, rozłożone do postaci prostej i nieforemnej bez zbędnych nakładów energii. 🙂W naszym, konkretnym przypadku, odpad po budowlany jak i nadmiar zakupionej cegły został użyt do…  wyłożenia dna budowanego stawu.

Jako dygresję – ciekawostkę można podać tutaj, że cegła niepalona została kupiona po śmiesznie niskiej cenie odpadu z pobliskiej cegielni, ale jej ostateczny koszt – koszt wymurowanej ściany – okazał się zaskakująco wysoki. Droga od rzuconych w cegielni kostek suszonej gliny, do wmurowania ich w ścianie jest bowiem długa, najeżona przeszkodami, pracochłonna i kosztowna…. Nakłady energii na wstępne paletowanie, przewiezienie, rozładowanie pochłonęły spory budżet. Zaskujące też okazały się trudności w znalezieniu murarza, którzy podjąłby sie pracy z tym materiałem i przy użyciu prostej zaprawy glinanej. Ostatecznie, po długo trwającym procesie “rekrutacji” inwestor zdecydował się wykonanie prac murarskich własnymi siłami.

Dla dopełnienia całości palety materiałów  Bio_Arki_3 należy wspomnieć o tych użytych do wykończenia wnętrz, mebli a także używanych na działce.
W ściankach działowych, do wypełnienia masywnego szkieletu został użyty “odpad ceglany” pozostały po produkcji płytek elewacyjnych, ciętych z pełnych cegieł.
Deski i drewno pozostałe z budowy zostały użyte w ogrodzie, czy to do budowy prostych obramowań, czy ochrony dla zwierząt. Do budowy szklarni użyto drewnianych okien z pobliskiej rozbiórki.  W posadzkę przed piecem wmontowano wielki, płaski polny kamień a do wykończenia ścian wewnętrznych użyto glinianego tynku i glinianej farby….

Naturalne materiały, choć sprawiają że komfort mieszkania i poziom dobrego samopoczucia mieszkańców jest znacznie wyższy niż w tzw. konwencjonalnym budownictwie, ukazały podczas budowy swoją ciemną, niedocenianą stronę – mianowicie nakład pracy przy ich wbudowaniu okazał się bardzo niedoszacowany zarówno na płaszczyźnie kosztów jak i czasu potrzebnego do prawidłowego wykonania zaplanowanych procesów – dotyczy to głównie materiałów “mokrych”  a więc gliny pod wszelkimi postaciami…. Ale to tylko jednorazowy wysiłek, który przez następne lata eksploatacji będzie na pewno procentował i oddawał włożony wysiłek.

Ale po co to wszystko? Jak te decyzje projektowe mają się do ogólnie wyznawanej przeze mniej filozofii projektowej? Niech na te pytanie odpowie poniższy wykres:

Celem współczesnego, świadomego projektowania architektury powinna być minimalizacja oddziaływania budynku na środowisku w całym jego planowanym cyklu życia. Nie chodzi tylko o to aby wybudować dom pozornie “zeroenergetyczny” – czyli taki, którego roczny bilans energii użytkowej do ogrzewania, wentylacji i ciepłej wody zamyka się “na zero”. Moim zdaniem – co jasno pokazują nie tylko te przywołane wyżej obliczenia – takie podejście może prowadzić do pewnym paradoksalnych wyników. Jak to zwykle w życiu bywa – sprawę projektowania pro-środowiskowego należy wypośrodkować.
Na powyższym wykresie widać jak kapitalne znaczenie w “życiowym” bilansie energii mają  materiały użyte do budowy domu.
Bio_Arka_3 nie jest budynkiem “Zeroenergetycznym”. Dla zapewnienia komfortu termicznego należy jej dostarczać pewne, nieznaczne ilości ciepła (o bilansie energii użytkowej napiszę w osobnym wpisie) – ale jak widać nie o to chodzi.

Przeprowadziłem prosty eksperyment myślowy. Wyobraziłem sobie, że ten sam dom wybudowano w tzw.konwencjonalnej technologii – a więc mury wymurowano z ciężkiego silikatu, zaizolowano styropianem, pokryto tynkiem mineralnym, że posadowiono go na płycie fundamentowej  zaizolowanej styrodurem ekspandowanym, a do izolacji dachu (wykonanego w ciężkiej konstrukcji ciesielskiej) użyto wełny kamiennej – a więc, generalnie wzniesiono budynek z materiałów o względnie wysokiej zawartości Energii Pierwotnej Wbudowanej. W przeciwieństwie do Bio_Arki, dla której wzniesienia użyto materiałów o możliwie najniższej wartości wbudowanej Energii Pierwotnej. Różnicę ilustruje słupek po lewej stronie powyższego wykresu. Różnica jest ponad pięciokrotna! Rząd wielkości!

Różnica w poziomach Energii Wbudowanej w same podstawowe materiały, w skali jednego budynku mieszkalnego jest tak duża, że nawet gdybyśmy założyli, że ten “konwencjonalny” będzie “zeroenergetyczny”, nie zużyje już w bilansie rocznym przez swoje pięćdziesiąt lat planowanego “życia” energii pierwotnej pochodzącej z nieodnawialnych, zewnętrznych źródeł, to i tak w sumie “zużyje” więcej energii niż nasza Bio_Arka.

I to jest warte odnotowania i namysłu.