Konobeton: Kako se grade kuće od konoplje

Zbog dobrih fizičkih i mehaničkih svojstava betona od konoplje ovaj materijal ima ogroman potencijal posebno u svetlu nestašice i poskupljenja građevinskih materijala.

Uzimajući u obzir da je građevinska industrija “zaslužna” za 39% svetskog zagađenja – od čega 28% otpada na upotrebu energije, a 11% na same materijale – sve više projekata zelene gradnje širom sveta okreće se daleko zdravijoj alternativi, konopljinom betonu iliti konobetonu.

U našoj zemlji je sa ovim inovativnim materijalom do sada odrađeno više projekata, počevši od prve kuće od konoplje na Homolju, inače dvostrukog pobednika našeg izbora za Kuću godine 2021, preko hale u Vrnjačkoj banji, do nekih manjih projekata, a svemu su, naravno, prethodili mnogi građevinski objekti i ispitivanja stručnjaka širom sveta.

Pročitajte još na Gradnja.rs:

• Novi materijal na bazi konoplje mogao bi da zameni čelik u armaturi
• Kuća od konoplje koja čisti vazduh od ugljen-dioksida

Jedna od najranije kultivisanih biljaka

Nacionalna Asocijacija konopljara Srbije (NAKS) je krovno udruženje relevantnih poljoprivrednika i privrednika u Srbiji koje se bavi uzgojem, predstavljanjem, razvojem i zakonskim regulativama koje se tiču konoplje.

Članovi NAKS-a – privrednici Igor Bogdanović, Slobodan Stojanović i Miloš Zorić – su stručni tim koji se bavi uzgojem, preradom (trljenjem) i, između ostalog, primenom proizvoda industrijske konoplje u građevini.

„Sama konoplja je jedna od najranije kultivisanih biljaka od strane čoveka i kroz istoriju se koristila za tekstil, užad, lek, ogrev i kao dodatak u gradnji. Njena stabljika koja se obrađuje (trli) sastoji se od spoljnog vlaknastog dela koji se zove kudelja i celuloznog jezgra koje se zove pozder. Srbija je u svojoj prošlosti bila centar za trgovinu kudeljom i snabdevala je do 25% svetske potražnje“ – saznajemo od Igora Bogdanovića iz NAKS-ovog tima.

Ovakva vrsta gradnje trenutno se obavlja na svim kontinentima osim Antarktika.

Kako naš sagovornik dalje navodi, za gradnju konobetonom (eng. hempcrete) se koristi pozder kao agregat koji se sastoji od celuloze, hemiceluloze i silikata koji su ključni u njegovom vezivanju sa hidratisanim krečom koji je glavno vezivo i, naravno, vodom.

Inače, napominje Bogdanović, ovakva vrsta gradnje trenutno se obavlja na svim kontinentima osim Antarktika i pokazuje ogroman potencijal zbog fizičkih i mehaničkih svojstava materijala.

Za gradnju ovim materijalom se koriste uglavnom drvene konstrukcije, mada se mogu koristiti i metalne (primer u Vrnjačkoj banji), kao i klasični betonski ankeri.

Zbog niske kompresivne snage konobetona koja iznosi od 0,5 MPa do 3,5 MPa, statika se proračunava u konstrukcijama relativno na zapreminsku masu konobetona koja iznosi samo od 275 kg/m³ do 330 kg/m³.

Zeleni materijal sadašnjosti i budućnosti

Konobeton je samonoseći, monolitni biokopmozit koji je mikroarmiran raznim granulacijama agregata i u njemu se kroz vreme dešavaju dva značajna procesa – kalcifikacija i petrifikacija.

Kalcifikacija se dešava još od samog mešanja pozdera i kreča gde kalcijum (Ca) biva upijan i obuhvata svu mikroporoznost pozdera. Ovde, navodi naš sagovornik, treba napomenuti da je mali procenat silikata u pozderu najzaslužniji za njegovo vezivanje sa krečom.

Zbog visokog sadržaja kreča, ovaj materijal je vatrootporan i spada u endotermne materijale.

Petrifikacija ili okamenjavanje je proces za koji je u prirodnim uslovima potrebno duže vreme, a dešava se apsorpcijom ugljen-dioksida (CO2) koji je potreban kalcijum hidroksidu (hidratisanom kreču) da ponovo pređe u svoju prvobitnu formu, odnosno u kamen.

„Iz ovog razloga kao i apsorpcije CO2 od same biljke tokom života, konobeton se smatra ugljen negativnim zelenim materijalom sadašnjosti i budućnosti. Zbog visokog sadržaja kreča, ovaj materijal je vatrootporan i spada u endotermne materijale“ – objašnjava Bogdanović.

Termalna provodiljivost i toplotni kapacitet

Načini gradnje konobetonom mogu biti izlivanjem i sabijanjem, zatim blokovima ili mašinski kroz specijalni uređaj za nanošenje kompresovanim mlazevima.

Konobeton poseduje relativno nisku termalnu provodljivost λ=0.06W/m.K, koja je postignuta uglavnom poroznom cevastom strukturom pozdera.

Osim termalne provodljivosti poseduje i nezanemarljiv toplotni kapacitet od 1.500 do 1.700 J/kg koji je karakteristika materijala da skladišti toplotu što znači da se zimi koristi daleko manje ogreva u proseku od 40% do 60% što predstavlja visok stepen energetske efikasnosti i dugoročnu ekonomsku isplativost ovakve gradnje.

Pozder u proseku upija dva do tri puta svoje mase u tečnosti pri pripremi.

Objekti izgrađeni ovim materijalom su difuziono otvoreni odnosno „dišu“ posedujući paropropusnost od 24,2 gm/m2/mm hg gde je difuzioni otpor μ = 4,84, dugujući svojstva da skladišti i otpušta vlagu poroznoj strukturi pozdera koji upija u proseku 2-3 puta svoje mase u tečnosti (voda) pri pripremi, objašnjava Bogdanović.

Kako dodaje, veliki procenat bolesti, pogotovo respiratornih, dolazi od loših mikroklimatskih uslova unutar životnog prostora gde je vazduh unutar zidova u proseku 2 do 5 puta toksičniji nego napolju, mada u nekim objektima dolazi i do 50 puta više.

„Ovde je bitno napomenuti da konobeton upija 130 kilograma CO2 po kubnom metru, što osim zdravog prostora za obitavanje i energetske efikasnosti može pomoći državama da smanje svoj otisak i samim tim ogromne namete koje i naša država plaća za emisije štetnih gasova“ – objašnjava Bogdanović.

Otpornost na buđ, termite i glodare

Zidovi se uglavnom grade na 30 cm debljine gde jedan metar kubni konobetona zauzima tri kvadrata zida. Vazdušna propusnost materijala je 0,75 gm/m2/mm hg, a dihtovanje zidova je izmereno u proseku na <2m3/m2.hr@50pa. Konobeton je takođe akustički tih materijal čiji je koeficijent apsorpcije zvuka 0,69 NRC.

Procenat hidratisanog kreča u vezivu je minimum 70% u većini formulacija, dok PH vrednost konobetona ide do 11 što ga čini relativno otpornim na buđ, termite i glodare.

Kada govorimo o formulaciji, dodaci pucolana su vrlo bitni za primarno sazrevanje, jer je hidratisani kreč sporo vezivo i ovakvi dodaci sprečavaju skupljanje u vertikalnim presecima kod štokova vrata, prozora i sličnog.

Cement se uglavnom izbegava zbog svoje nepropusnosti i nemogućnosti da sazreva sa krečom.

Kod izgradnje prve pasivne kuće od konobetona u Srbiji na Homolju, na kojoj je učestvovao Bogdanović, formulacija je bila 70% hidratisanog kreča i 30% pucolana koji se uglavnom sastojao od hidrauličnog kreča NHL 5 i malog dodatka cementa jer je gradnja konobetonom počela u kasnu jesen sa povećanom vlagom i mogućim mrazom.

„Inače se cement uglavnom izbegava zbog svoje nepropusnosti i nemogućnosti da sazreva sa krečom već sazreva kroz kreč“ – navodi naš sagovornik.

U izgradnji prve pasivne kuće od konobetona u Dalmaciji – gde su takođe učestvovali Stojanović i Bodganović – formulacija je bila sa hidratisanim krečom i mlevenom ciglom kao jednim od najstarijih i u prošlosti najčešće korišćenih pucolana. Ovim je postignuta maksimalna ekološka održivost kroz unos recikliranog materijala.

Potražnja veća nego ponuda

Skoro svi navedeni projekti su rađeni tehnikom izlivanja koja podrazumeva oplatiranje i smatra se težim u smislu radne snage, ali i najlepšim načinom zbog specifičnih valova koji se stvaraju putem gradnje. Jedini izuzetak je hala u Vrnjačkoj Banji koja je bila kombinacija blokova od konobetona i izlivanja.

Potražnja za ovim materijalom je veća nego ponuda, a usko grlo je uglavnom prerada stabljike koju vodi gospodin Zorić, koji kaže da je pozder rasprodat više meseci unapred, no najavljuje da će biti još obuka gradnje u tekućoj godini.

„Pogotovo u današnje vreme nestašica i poskupljenja građevinskih materijala, možemo se okrenuti ka lokalnom uzgoju materijala i time preduprediti velike fluktuacije na tržištu, a svom stanovništvu ponuditi zdravu alternativu. Ono što ćemo mi ponuditi Srbiji je rešenje – Uzgojite sopstveni dom“, navode na kraju iz NAKS-ovog stručnog tima.

Tekst je napisan u saradnji sa Nacionalnom asocijacijom konopljara Srbije.

Izabrali smo za vas…

• Kuća od konoplje i Dometi urbanizma osvojili Grand Prix 44. Salona arhitekture