Естествените строителни материали са традиционно строително решение и тенденция в

Естествените строителни материали са обичайно строително решение и наклонност в актуалната архитектура, която цели здравословна, екологична удобна витална среда, с невисок отпечатък на въглеродните излъчвания на налична цена. Естествените материали имат необятно приложение поради множеството си преимущества, свързани със здравословния микроклимат, природосъобразност, стопански и обществени фактори.

Една от обичаните ми немски поговорки е обвързвана с кулинарното изкуство и гласи: „ Човек е това, с което се храни “ ( “Mann ist, was man isst ”) може да бъде перефразирана и към архитектурно – строителната процедура: „ Човек е домът, в който живее “ .

След привършване на висшето си обучение по архитектура, продължих да диря своето предопределение – обвързвано с екологична архитектура и природосъобразно строителство, които ме водиха до семинарите, които проведоха сътрудниците от Асоциация за строителство с естествени материали (АСЕМ). Първите практическите образования, които посетих, бяха проведени от арх. Георги Георгиев в родово имение „ Обичковци “, намиращо се наоколо до величествените белоградчишки скални явления. Проектът е просветителна “школа ” за образование на експерти и доброволци в потреблението на техники за строителство с глина: ръчно направени топки от глина ( “коб ”), пресовани земни блокове, непечени кирпичени тухли с добавена плява, “пълзящ ” кофраж, “валци ”, глинени мазилки и впрочем.

Основната къща, обект на проява и процедура, е построена напълно от естествени материали, като разнообразни строителни техники с потребление на глина непосредствено от терена са комбинирани по въодушевяващ и ловък метод: „ коб “ и непечени кирпичени тухли, изграждащи в това число прозоречни арки и тавански сводове – в комбиниране с камък, дърво и голям брой декоративни детайли, в това число две лястовици и костенурка, изрисувани от глинени мазилки. Сградата е увенчана с разцъфтял озеленен покрив.

Теорията и хилядолетната история потвърждават множеството преимущества на естествените материали, а намирайки се в сходен дом съумях да усетя удобното възприятие от здравословната и хармонична витална среда с непрекъсната и оптимална температура и мокрота на въздуха. Попаднах на думи, изваяни от глина, върху една колона: „ Любов и признателност – тук и в този момент “. Усещах, че вложената невидима сила в дома носи заряд на признателност към Майката Земя – нашият общ дом, даряващ ни с всичко належащо, в това число и с глината, вложена в постройката.

Кои строителни материали са естествени?

Терминът „ естествени материали “ е обвързван с материалите, които могат да бъдат открити като първични материали в природата, да вземем за пример под формата на растителност, в земни глъбини и почвени пластове и така нататък, и могат да бъдат употребявани за строителни нужни непосредствено или след човешка обработка, в това число и посредством индустриални процеси за придаване на избрана форма и размер, само че без химическа, термична и друга интервенция, изменяща структурата и свойствата на материалите. Повечето естествени строителни материали имат и естетически качества.

Основните естествени строителни материали са: 

• Дърво: включително и производни детайли от дърво като строителна градивна дървесина (колонно-гредова или масивна), дървесен топлоизолационен фазер, дървесни нишки, корк, шиндли от дърво, интериорни и екстериорни обшивки (смърч, бор, явен, ела), мебели и обекти на интериорния дизайн и други
• Глинa: използвана под формата на кирпичени (непечени тухли), плетарка, коб, пресовани блокове, трамбована земна маса, лека глина, глинени подове, вътрешни и външни мазилки и така нататък
• Слама: отличен топлоизолационен материал, подобаващ и за префабрицирани структури и строителство посредством правилата на „ направи си самичък “.
• Камък: главните употребявани материали са варовик, мрамор, гранит, базалт, травертин, които са използвани за градивни, облицовъчни и естетически функционалности.
• Тръстика: подобаваща за създаване на покривно покритие, топло- и шумоизолационни рогозки, подобаващи като вътрешна изолираност и поставка за мазилки от естествени материали.
• Коноп: използван под формата на топлоизолационна вата и като „ конопобетон “ – в примес дружно с вар – подобаващ материал за топлоизолационен заряд в стени, изпълнени от дървена структура.
• Строителна вар: подобаващ материал за екстериорни и интериорни „ дишащи “ мазилки, както и като формиран детайл за разнообразни строителни смеси.
• Бамбук: доста здрав градивен материал със сходна здравина на напън със стоманата и двойно по-висока здравина на напън от бетона. Бамбукът е подобаващ за структурни детайли, за покривни и стенни покрития, рогозки/панели, слънцезащитни детайли, интериорен дизайн и мебели.
• Корк: натурален материал с доста ниско лично тегло, подобаващ за топло- и шумоизолация и използван в подови, стенни покривни структури, включително и за интериорни решения.
• Естествени нишки, включително кокосови нишки, сизал, лен, юта, тръстика, вълна – материали, подобаващи за топлоизолация.
• Масла, например ленено масло за импрегнация на дървен материал и глинени мазилки.
• Рециклирани материали, като да вземем за пример целулоза.

Част от материалите изискват спомагателна обработка, с цел да бъдат употребявани за строителни цели. Дървеният материал да вземем за пример изисква релативно дребна обработка – едно дърво може да бъде нарязано на дребни съставни детайли, които да се употребяват непосредствено след сушене. Глината обаче изисква спомагателен труд, с цел да се трансформира в тухли и минава през рандеман, оформяне, печене и сушене.

Необходимо е да се означи, че материали като желязо, алуминий, пясък и други, които се откриват естествено в природата, не са класифицирани като „ естествени строителни материали “, тъй като са неорганични, изискват сериозен индустриален развой, нормално с промишлен темперамент или са лишени от естетически качества.

Устойчивото развиване е обвързвано с уравновесена човешка действия в границите на три аспекта: екология, стопанска система и социум. В подтекста на трите направления на стабилно развиване бихме могли да разгледаме и преимуществата на естествените материали.

Естествените материали имат способността да контролират по натурален метод температурата и влажността , като акумулират топлота или студ на денонощна или сезонна база и отдават топлота в студените интервали или охлаждат в топлите, както и всмукват влага от въздуха при нараснали равнища и я освобождават назад при изсъхнал въздух – и в следствие се основават целогодишно оптимални и удобни условия за живот.

Естествените материали са отлични топлоизолатори и са изцяло конкурентоспособни по отношение на параметрите на водещите, индустриално създадени топлоизолационни материали като EPS, XPS, минерална (стъклена и каменна) вата и други Бърза калкулация по сградна физика демонстрира, че външна стена на постройка, изпълнена с добре пресовани сламени бали с дебелина от 36 – 40 см, покрива минималните условия на стандарта за „ Пасивна постройка “ за стойности на коефициента на топлопреминаване, която се равнява на стена изпълнена с 34 см топлоизолация от стъклена вата, сложена сред дървена структура. 

Естествените материали като глина, вар и други или композиция от техники и материали имат огромна термална маса – те обезпечават естествено акумулиране и запазване на топлота или студ в ограждащите детайли на постройката като по-този метод постройките са топли през зимата, когато акумулират топлота, например от слънцето денем и остават хладни през летния сезон, акумулирайки студ през нощта. В резултат на това разноските за климатизация се намаляват, а грижата за природата и климата се усилва, тъй като е научно открито, че потреблението на термална маса понижава нужната сила за изстудяване на жилищни здания до 75%.

Паропропускливостта е естествено придвижване на водните пари при „ дишащите “ и въздухоплътни материали. Естествените материали разрешават осъществяването на дифузионно-отворени („ дишащи “) ограждащи детайли, като стени и покриви, които разрешават свободно придвижване на водните молекули през структурата и излизането на влагата на открито, което защищава от формиране на влага, плесен, нездравословни плесени, водещи до редица болести и т.н. 

Естествените материали са и въздухоплътни и при вярно осъществяване защищават от нежелани въздушни течения през външната обвивка на постройката, които водят до топлозагуби и дискомфорт през студения сезон, респективно до нараснали експлоатационни разноски и преразход на естествени запаси.

Естествените материали обезпечават и оптимална звукоизолация на постройката. Например стена от плява с дебелина от 35 см и двустранно измазана с глинена мазилка от 2,5 см обезпечава звукоизолация от към 55 dB; модерна тухлена стена и преградна стена с заряд от минерална вата и двустранно подложен индивидуален пласт гипсокартон изолират към 45 dB въздушен звук.

Доказано е, че естествените материали като глината, употребена с разнообразни строителни техники, понижават въздействието на електромагнитните талази , които ни заобикалят в резултат на бързото повишаване на изкуствените източници на електромагнитно лъчение в края на 20 век.

Друго значимо преимущество на естествените материали е, че обезпечават по-добра сигурност при земетръс и ветрозащита. Множество проучвания демонстрират резистентност на трусове даже до 8-ма степен по Рихтер на здания, изпълнени даже само и единствено от сламени бали, без спомагателна носеща стенна структура. Съвременните здания от естествени материали се проектират със общоприета носеща структура, например от дърво, бамбук и така нататък и дават отговор на всички земетръсни правила.

Редица опити потвърждават негоримостта и пожаробезопасността на естествените материали. Двустранно измазана с варова или глинена мазилка стена от сламени бали може да реализира стандарт на пожарозащита даже и до висок клас като F90-B, според от плътността и типа на употребяваните материали – клас, който е равностоен на „ солидното “ строителство със стоманобетон и тухли. Добре пресованата сламена бала да вземем за пример е негорима поради неналичието на О2 в нея – факт, който е елементарно доказуем посредством образеца за лист хартия, който въпреки и елементарно запалителен, е мъчно горим, в случай че се намира в затворена книга, т.е. безкислородна среда, в която няма „ гориво “ за огъня.

Друго преимущество на естествените материали е пониженото въздействие от нездравословни субстанции, в това число попиване на неприятни миризми. Порестата конструкция на глината може да всмуква замърсители на въздуха и нездравословни миризми, които се свързват в порите на глината и се отстраняват от въздуха. В резултат качеството на микроклимата в пространствата е усъвършенствано и въздухът е по-здравословен.

Естествените строителни материали са или имат негативен отпечатък, т.е. всмукват повече излъчвания, в сравнение с се отделят при процеса на производството им. В състава на градивната дървесина има към 50% „ въплътен въглерод “, тъй като възобновимият материал има свойството да гълтам въглероден диоксид от атмосфера и в следствие множеството здания от дърво са „ въглеродно неутрални “. Конопът има сходна функционалност и може да всмуква двойно повече въглерод по отношение на елементарните гори и понастоящем е постоянно използван строителен материал, да вземем за пример в техниката, наречена „ конопобетон “. Проучване потвърждава, че строителството на една постройка от сламени бали има негативен въглероден отпечатък от към 13 тона CO2 излъчвания, до момента в който позитивният въглероден отпечатък на една солидна постройка от бетон и тухли е към 42 тона СО2 излъчвания. Разликата е генерираните и всмукани излъчвания от двата типа строителство се равняват на повече от 400 000 км пробег с автомобил (при потребление на междинна класа автомобил, спестяващ гориво). 

Друг забавен образец е, че еднофамилна жилищна постройка от естествени материали всмуква към 35 тона въглеродни излъчвания, а постройка, изпълнена с стандартни материали, генерира към 65 тона, което прави разлика от 100 тона въглеродни излъчвания. Ако постройката е изпълнена по стандарт “Пасивна постройка ”, която отделя към 1 звук излъчвания на година за отопление и изстудяване, ще отнеме 65 години на постройката да генерира същото количество въглеродни излъчвания, колкото една стандартна постройка, основава още преди да бъде населявана.

Естествените материали изискват минимално количество сила за произвеждане спрямо стандартните материали: за съпоставяне въплътената сила (енергията, употребявана по време на всички процеси, свързани с производството на материали) на сламените бали е 0,24 MJ/kg, на стъклената вата е 30,3 MJ/kg, а на експандираният пенополистирол (EPS/стиропор) е 117 MJ/kg или с други думи: въплътена сила в сламата е 126 пъти по-ниска от тази в стъклената вата и 487 пъти по-ниска от силата, вложена в строителния стиропор , регистрирани на кг материал.

Добивът на естествените материали е естествен, например сламата е отпаден артикул от производството на зърнени култури с необятно приложение в строителството, енергетиката и земеделието като по данни на Европейски Съюз, към 50 метрични тона на годишна база от материала остават неизползвани.  

Материалите са рециклируеми и биоразградими, а цялостната оценка на виталния им цикъл демонстрира голям брой преимущества спрямо стандартните материали. Например сламата е водещ екологичен материал във връзка със отбраната на човешкото здраве от позиция на:

• токсичност, респираторни замърсители, фото-химическа оксидация, запазване на озоновия пласт, понижаване въздействието на йонизиращата радиация; 
• обезвреждане на климатичните промени и световно затопляне; 
• понижаване изчерпването на естествените запаси от позиция на добива на минерали и възобновяемост на ресурсите, като единствен минус е потреблението на огромни площи земя за рандеман на плява.

Животът на естествените материали е съпоставим като продължителност с този на стандартните материали , при вярно осъществяване и поддръжка, и е с дълготрайност от стотици години, както потвърждава хилядолетната история. В голям брой случаи даже и надвишава дълготрайността на актуалните материали, в които се употребяват лепила, пластмаса, подлежащи на разложение от UV лъчи или метали, подлежащи на разяждане.

Естествените материали имат извънредно ниска себестойност: земната маса и сламата са на практика най-евтините строителни материали , изключително в случай че са добити локално, което усъвършенства до най-малко транспортните разноски , които са главен разход в актуалния строителен бранш. Строителството с естествени материали е налично за всеки, тъй като има нискотехнологичен темперамент ( “лоу-тек ”) и разрешава потреблението на локална работна ръка, което подтиква развиването и поддържането на местна стопанска система и понижаване на разноските. От друга страна, актуалните високотехнологични решения ( “хай-тек ”), които също понижават строителните разноски и подкрепям локалната стопанска система, са изцяло използвани и за естествените материали – да вземем за пример префабрицирането (предварително правене на строителни структури в индустриални условия) на модулни стенни и покривни дървени структури с заряд от плява или конопобетон, 3D принтирането на здания от глина или производството на строителни непечени тухли и така нататък

Финансовите разноски разрешават съществено усъвършенстване посредством “строителство със лични сили ” или „ Направи си самичък ” (DIY), включително работа с доброволци на фамилен, другарски, общностен и други принцип, като понижават разноските до себестойността на материалите – правила, които са се употребявали необятно даже и рамките на предишния век в български села и градове, а и по света.

И не на последно място, естествените материали са здравословни, безвредни, обезпечават опция за образование, развиване на локалните общности посредством подкрепяне на локалната работна мощ, опция за „ строителство със лични сили “ и определяне на взаимоотношения, учредени върху доброволчество и взаимна поддръжка, за в допълнение усъвършенстване на бюджета, както и вложение на позитивна, креативна сила при процеса на осъществяване.

Използването на естествени материали в Европа е необятно публикувано, като да вземем за пример оповестеният от “Европейската строителна асоциация за строителство със плява ” брой на здания, изпълнени с приложение на плява, е над 10 000, като Франция има водеща роля – в страната се построяват всяка година над 500 здания със плява и макар, че това са едвам 0,15% от всички здания – наклонността е за увеличение приложението на естествените материали и капацитетът за потреблението им е забележителен. В България ползата към естествените строителни материали през последните 10 години също се усилва, само че за момента към момента липсва вярна осведоменост и схващане по тематиката, в това число по отношение на изгодите от естествените материали.

Цената на строителството с естествени материали е доста по-ниска при вид „ строителство със лични сили “ („ Направи си самичък “) или работа с доброволци, само че остава сходна при осъществяване от фирма-изпълнител спрямо стандартно строителство, изпълнено посредством „ солидна строителна система “ (стоманобетон и тухли) – главно поради неналичието на задоволително огромно търсене и конкуренция в сферата, както и съществуване на дребен брой квалифицирани експерти. 

Други провокации пред потреблението на естествените материали в България са нуждата от  теоретични и на практика систематични образования, локално произвеждане и рандеман на материали и строителни решения и структури, както и стандартизирането на строителните материали в границите на законовата рамка, обвързвана със строителството на здания.

По пътя, където свършва гората и стартират тръстиките, се извисява посетителски център върху колони, издигнати деликатно по ръба на водата. Сградата е обшита със сламен покрив, наподобяващ „ камуфлажна “ щора за наблюдаване на птици, скриваща от заобикалящия свят всичко, което покрива. Архитектурата употребява обичайни, локални материали и геометрия, която прилича кристал. Стръмните покривни равнини обезпечават продължителност. Билото, където е слабото място на сламения покрив, е превърнато в остъклено горно осветяване, което осветява хармоничния интериор от дърво.

Главният офис на Теленор наоколо до Исламабад, Пакистан, разпростиращ на обща повърхност от близо 56 000 кв.м., е незабравим образец за устойчива архитектура с минимално въздействие върху околната среда. Комплексът е построен със стени от трамбована земя, която припомня за естествените нюанси на почвата от долината Потохар, част от региона. Технологията, която се употребява за построяването на стените е композитна техника, с топлоизолация сред двата пласта от земна маса, изпълнена с армировка и самоносеща структура. Впечатляваща е и информационната кула, която се извисява на 30 метра височина, което я трансформира в най-високата постройка от трамбована земна маса в света.

Принтирана къща от глина: синхрон сред модерна технология и обичайни материали 

В Италия през 2021 година е направен първият екологичен модел на глинена къща, посредством потребление на актуалните технологии за 3D принтиране и местна земна маса. Иновативният план за объл жилищен модел е резултат от изследване върху обичайни строителни практики, проучване на биоклиматични правила и потреблението на естествени, местни материали. Проектът е с съвсем нулеви излъчвания, с помощта на употребяваните местни материали, от които също по този начин не се отделят боклуци. Решението е усъвършенствано да балансира сред термална маса, изолираност и вентилация по отношение на климатичния подтекст.

Сградата е „ принтирана “ за 200 часа, като за задачата са вложени 60 м3 естествени материали – при междинна консумация на по-малко от 6 кВ мощ.

Използването на естествени строителни материали в жилищния и публичен бранш основава естетически издържана и хармонична архитектурна среда, както и предлага опция за “хай-тек ” (напр.: “3D принтиране ”) и “лоу-тек ” решения (напр.: “Направи си самичък ”).

Естествените строителни материали са основен фактор към постигането на „ стабилно развиване “, тъй като имат редица позитивни характерности, свързани с екология, стопанска система и общество. Материалите на предишното, потвърдени като здравословно, бюджетно, хармонично решение са и материалите на бъдещето – употребявани по верен метод, естествените материали са основа за удобна, модерна витална среда, като оказват помощ за опазването на природата и намаляването на климатичните промени.

Автор: Apxитeĸт Beceлин Beceлинoв / Климатека

Apxитeĸт Beceлин Beceлинoв e част от авторския кръг на Климатека, той е сертифициран дизайнер на пасивни здания ĸъм “Инcтитyтa зa пасивни здания ” в Дapмщaд, Гepмaния. Завършил е компетентност “Архитектура ” в Университета по архитектура, строителство и геодезия в гр. София. Стипендиант е към нeмcĸaтa Фeдepaлнa фoндaция зa oĸoлнa cpeдa (DBU) на тeмa: “Πacивни cгpaди oт ecтecтвeни материали ”. Πрез 2009 година е победител в най-големия международен интернационален студентски ĸoнĸypc за устойчива архитектура, проведен от компанията “Сен-Гобен ”. Има над 10 години опит като упpaвитeл в мeждyнapoднa ĸoмпaния c eĸип oт 60+ дyши, paзpaбoтвaщa пpoeĸти и peшeния в oблacттa нa мoдyлнo и ycтoйчивo cтpoитeлcтвo. Разработва пpoeĸти в областта на природосъобразната apxитeĸтypa.

В обявата са употребявани материали от:

1. Влиянието на глината върху стайния климат 
2. Къща от плява
3. 25. водещи правилото на „ сградната биология “
4. Земетръс при строителство с естествени материали: https://strawbale.com/straw-bale-construciton-in-earthquakes/ и https://www.unr.edu/cceer/projects/straw-house и https://www.scidev.net/global/news/straw-house-design-passes-earthquake-tests/ 
5. Строителство със плява и глина: проби и сертификати 
6. Правила за строителство със плява и глина
7. Къща от сламени бали, арх. Дирк Шармър, Германия
8. Глината като строителен материал
9. Термална маса
10. Влиянието на термалната маса върху топлинния комфорт и силата за изстудяване на жилищни здания
11. Топлинен потенциал
12. Имение „ Обичковци “, арх. Георги Георгиев, източник
13. Бамбукът като строителен материал
14. Строителство с корк
15. Защитната успеваемост на строителните материали (изследване)
16. Проучване за защитния резултат на глината и цимента от радиация 
17. Климатично-ефективно потребление на сламата в ЕС 
18. Шумоизолация със стена от сламени бали 
19. Стенни панели от глина 
20. Характеристики и позитивни страни на сламата
21. Оценка на виталния цикъл на сламата, както и нейната роля в енергийната успеваемост
22. ArchDaily
23. Асоциация за Строителство с Естествени Материали (АСЕМ)
24. NatureTecture | Природа и Архитектура