СЛАМЕНИ БАЛИ

 

Екологично чист материал с минусов CO2 отпечатък, който дава много възможности.
Сламата е дишащ материал, създаващ благоприятен микроклимат, като максимална ефективност се постига, когато е съчетан с други естествени материали, като обичайната натурална глина и/или вар приложени като слоеве мазилка.

Исторически преглед на строителството със сламени бали:
Използването на бали слама (Eng: strawbale) като строителен материал води началото си от края на деветнадесети век, на територията на щата Небраска, САЩ. Тези области са изключително бедни на дърво, но са изобилствали от трева растяща на обширни територии. Изобретяването на преса с конска тяга, дава възможност за компресиране и формиране на сеното на кубчета. Така се ражда продукт, който да играе решаваща роля в строителството с локални ресурси. Стените са били измазани често с цимент. Понякога сеното се заменя със слама и цимента с глина и вар.
В световен мащаб, повечето сгради изградени с тази техника са локирани в родината на метода, т.е. САЩ - повече от няколко хиляди. В Европа, много от тях са във Франция - повече от 700, Германия и Австрия (повече от 100). Това положение най-често се свързва с наличието на изследователски центрове, които разработват правилата за стоителство и организации, които развиват и обогатяват знанията на обществеността, като работят в тясно сътрудничество с проектанти, изследователи и инвеститори.

 

 

Материалът:
Сламата която се използва за строителни цели е от житни култури (пшеница, ръж и др). Тя се компресира посредством механизирана балирочвачка в паралелепипедни блокове или цилиндрични ролки.
Най-често срещани са сламени бали с размери близки до: 35/45/90 см.
Големите бали (En BigBale) са най-често с размери: 100/120/250 см.
Кръглите бали са с диаметър 180 см (не са подходящи за строителни цели).
Друга разлика в сламените бали е степента на компресия. За строителни цели се препоръчва обемна плътност не по-малко от 80-90 kg/m3.
Друг важен елемент на сламените бали е използването на качествено въже за балиране. Срещат се балировачки които връзват балата с едно, две или три въжета (рингове). Препоръчителни и по-удобни за радота са тези изпълнени с две струни.
Така подготвени и пресовани, балите запазват правоъгълната (паралелепипедната) си форма и повишават носимоспособността на стената.

Методи на строителство:
Съществуват два основни метода на строителство : когато сградата няма отделна конструкция, а тежестта на стената и покрива се поемат и носят изцяло от сламените бали ( метод Nebraska/ loadbearing); и когато товара на сградата се носи от дървена или друг тип конструкция, а сламените бали се използват като запълващ, изолиционен материал с неносеща функция.

 

Снимка: Стил Небраска  (ecoworldbuilding.com) 

Стилът Небраска познат още като (Еn Loadbearing) – това е оригиналният начин на строене с бали, възникнал сред жителите на Небраска, САЩ. Сламените бали поемат собствената си тежест и тази на покрива, без нужда от допълнителна конструкция.
Поставят се една до друга като всеки следващ ред се разминава с предишния с половин бала. Техника добре позната при зидовете с тухли или е буквално суха зидария с големи градежни блокове от слама, като детайлите на връзките една към друга и към обрамчващите дървени пояси в долната и горната част на стените е много важен. Доста често при неправилно изпълнение на ключовите моменти стената се деформира - "изтумбва" под натоварването на покрива и други хоризонтални и вертикални сили действащи на постройката. Вратите и прозорците се поставят в дървени рамки, като при този метод не се препоръчват големи отвори поради нарушаването на структурната цялост на сградата. Положителното в този метод е минимализирането на използвания дървен материал при изграждането на постройката.
Важен момент в тази техника играе мазилката и материала използван за нейното подсилване. Основната част от натоварването от покрива и всички негови елементи като постоянен товар се поемат от компресираната предварителни или с времето сламена стена. Докато основната част от динамичните товари се поемат от мазилката, защото в този момент тя се явява по-твърдия елемент в системата на стената или общо казано стената работи като „структурнокомпозитен панел“.
Въпреки преимуществата си като бърз, евтин и пестящ дървен материал метод, строителните разрешения още са неизчистен проблем в голяма част от Европа дори в Германия. Швейцария и Австрия са страните където „Load-bearing” се е наложил като система и е приет в националните строителни кодове като лигитимен. Но дори и там разрешителните са възможни единствено за едноетажни постройки и частично за двуетажни поради остановеното съотношение между височината и ширината на стената, а именно че то не трябва да надвишава съотношението 5:1.

Снимки: Изграждане на сламени стени в дървена конструктивна рамка (Архив АСЕМ)  

 

Снимки: Изграждане на сламени стени в дървена конструктивна рамка (Архив Saastvad Ehituslahendused, Естония)

 Изпълнение на сламени стени с носеща конструкция (Еn Post and beams) – сградата се носи най-често от дървена ( опции са и стоманена или смесена) конструкция, а сламените бали са запълващ, изолационен материал най-често като външна обвивка. Те могат да бъдат поставени в междуосията на дървената конструкция, като пълнежни панели, както от външната така и от вътрешната страна като покривен слой. Във свеки един от случаите на изпълнение на сламената стена, тя трябва да бъде прекрепена към рамката на дървената конструкция. Ако не са предварително натегнати и стегнати към основата, те ще трябва да бъдат добре захванати една към друга. От значителна важност е те да създадат една достатъчно твърда цялостност на стената за да е способна да поеме хоризонталните натоварвания от вятър, сеизмична дейност и др.

Този метод често е предпочитан от архитекти и конструктори. При него се разчита на установени конструктивни правила, така, че рискът свързан с ненормираните и сложни за изчисления поведения на сламените блаи като конструктивен елемент в тази техника е сведен до минмум.
Разновидностите при този тип изгражданеграждане са многобройни.

    

Сминки: Pierre-Henri Gomez (Саниране на съществуваща сграда)

 За стари или лошо изолирани сгради възможното решение е допълнителното монтиране на изолационен слой от сламени бали. По този начин се повишава енергийната ефективност и съответно намесата е с ниска себестойност на инвестицията. Балите трябва да са или твърдо фиксирани за съществуващите стени, или да се поддържат от самостоянелно изградена конструкция. Вторият вариант има преимуществото че в същото време рамката може да служи също така и за водач на външна вентилирана дъсчена обшивка. 

Въпреки всичко това представлява пожароопасна зона, дори и да няма ограничения в строителните изисквания. Външната повърхност на сламените бали трябва да бъде винаги покрита поне с един плътен слой мазилка който трябва да е изравнен и да покрива сламените стръкове достатъчно че да не бъдат подложени на въздействието на огъня.
Този тип решения също имат и своите конструктивни недостатъци. С монтирането на допълнителния слой изолация, дебелината и тежестта на стената се увеличават значително. Следователно фундаментите трябва да се разширят или да бъдат снабдени с допълнителни конзоли, стъпките им трябва да се вкопаят по-дълбоко и изпълняваните елементи обикновено се изнася във външа посока.

 

 Снимка: Предварително подготвени панели (The BaleHaus@Bath, Modcell ) 

 Приложение сламените бали също така намират в системата от предварително подготвените панели (En: Prefabricated Panels). В зависимост от начина на изпълнение те могат да са с носеща и/или изолационна функция (в зависимост от строителните кодове и проведените изследвания и сартификатие в съответната страна).

Предварително подготвената дървена рамка се запълва със сламени бали, които се оплътняват за да образуват структурата на стената, компресирани и прихванати стабилно една за друга. След това стената се покрива с мазилка: глинена или варова или се покрива със сух въздухоплътен слой. Поради голямото си тегло, панелите се преместват, транспортират и монтират с помощта на мотокари, кранове и др.

Изследвания и различни лабораторни тестове:
В много европейски държави балите са легитимен изолационен материал. След проведени многобройни изпитвания и тестове както в лаборатории, така и с полеви експерименти, вече съществуват стоителни кодове в почти всички страни от Европейския съюз, Съединените щати, Австралия и др. Съвременни къщи от сламени бали, доказват предимствата и качествата на използвания материал, както и повишаването на комфорта на обитаване в тях. 

Благодарение на двугодишната работа на екипа на АСЕМ в партньорство с НИПЦ към УАСГ, в България бе създадена техническа документация за „Приложение на сламени бали за изграждане на изолационни неносещи стени на нискоетажни сгради“.

Снимка: Тестове за реакция на огън по DIN EN 13501-1(FASBA, Германия)     

Интерсни са резултатите на всеки един от тестовете, но едни от най-забележителните са:
Пожарните тестове:

  • F-30(60 и експериментално 90) отговарящ на 30 (60 и 90) мин пожароустойчивост (EU)
  • ASTM E119 отговарящ на 60 мин пожароустойчивост (USA) .
  • Тест за топлопреминаване:
  • λ=0,052 (W/m.K) при перпендикулярно положение на стеблата (FASBA)
  • λ= 0,08 (W/m.K) по посока на стеблата (FASBA)
  • λ= 0,048 (W/m.K) без значение посоката на стеблата (в български лабораторни условия)

Строителството с бали слама спомага за опазването на околната среда и климата по няколко причини:

  1. Растенията усвояват въглеродния диоксид (CO2) от атмосферата (фотосинтеза)
  2. При производството на балите се използва малко енергия (приблизително 100 пъти по-малко, отколкото минералната вата и пенополистирола)
  3. Поради отличните изолациони качества на сламените бали ( стандартът ‘пасивна къща’ е постигнат вече в мнозина сартифицирани сгради в Германия и Полша), консумацията на енергия по време на жизнения цикъл на сградата е малка, следователно и отделянето на вредни емисии и въглероден диоксид е намалено. Дървото, глината и сламата като строителни материали не съдържат вредни за човека и околната среда вещества, устойчиви са и са почти в неограничено количество. Глинените мазилки осигуряват здравословен и приятен микроклимат в сградата.
  4. Използване на остатъчен продукт от зърнепроизводството. Използване на една култура в два различни отрасъла.

Източници:
Archive Saastvad Ehituslahendused
Archive ESBG 2007
Building with straw by Gernot Minke/ Friedemann Mahlke
http://www.modcell.com