Никола Григоров
Зелен дом (12)

1. Строителни материали от естествен произход

Днес съвременното общество все повече се обръща към възможностите за водене на природосъобразен начин на живот. В отговор на тази наложила се и осмислена необходимост е извикана на живот и концепцията „Building biology — Биология на сградите“ в областта на строителството, т.е. в жилищата и на работните места, където човек прекарва по-голяма част от своя живот. „Строителната биология“ изследва и анализира влиянието на различните фактори и степента им на въздействие върху отношенията „човек — строителна среда“, на основата на което се създават технологии на строителство за изграждане на здравословни домове, офиси, промишлени помещения.

За начало на тази концепция на строителство може да се приеме времето след Втората световна война, когато не само в Германия, но и в останалите западно европейски държави нуждата от жилища, които в по-голямата си част са били разрушени, е била много голяма. Това е и причината за бурно развитие на строителството на нови жилища, който процес е бил съпроводен с масово използване на конвенционални материали (бетон, желязо, дърво) и сравнително ниско качество на изпълнението им.

След този строителен бум и по време на експлоатация на построените жилища се забелязва рязко влошаване здравето на обитателите им и особено на децата и възрастните, което става причина на основата на извършвани научни изследвания, проектирането и строителството на сгради да се насочи към използването и приложението на нови технологии за строеж на „биологични“ сгради, т.е. на сгради, отговарящи на изискванията за здравословен начин на живот на техните обитатели.

Използването на този подход се оказа продължителен процес, защото и днес в началото на ХХІ век, особено с непрекъснатото навлизане в строителството и в бита на нови материали, обзавеждане, електронни техники и др. иновативни съвременни продукти в голямата си част също са източници на вредни излъчвания, водещи до най-различни съвременни заболявания като алергии, мигрена, астма, стерилитет, рак, хиперактивност при децата и др.

Освен от индустриализацията в строителството и използваните химикали в материалите влагани в готовите елементи и в мебелите и доколко безопасни са те за човешкото здраве от значение е и въпроса как е построена една сграда, нейната физическа структура и функционална взаимосвързаност относно задържане на влага в помещенията, лошо качество на въздуха, дължащо се най-вече на използването на принудителни системи за отопление и охлаждане, некачествена питейна вода, електромагнитни излъчвания и други.

Всичко това е основателна предпоставка науката, проектантите и изпълнителите в областта на строителството да започнат да обръщат все по-голямо внимание на използването на естествените материали в изграждането на здравословен дом, към създаването на научен подход за осмисляне на множеството процеси, които са решени по естествен, неповторим и устойчив начин на съществуване в природата. Тази научна област в дизайна и проектирането, която търси устойчиви решения, изследвайки доказалите се с времето модели в природата се нарича „биомимикрия“ и произлиза от bios — живот и memesis — подражание.

След 3,8 милиарда години еволюция природата се е научила какво работи и какво продължава. Животни, растения, микроорганизми — всички те са ненадминати инженери. Това е и екологичният стандарт, който Биомимикрията използва, за да направи преценка за ефективността и устойчивостта на внедряваните в практиката иновативни решения. Този подход е изключително нов за предприемачеството, който може да допринесе не само до иновативни проекти и решения за строителните проблеми, но и да пробужда и да импулсира хората, да осъзнаят значението на опазването на биоразнообразието на Земята и че има на какво още да се учим от природата.

Именно за това основната цел на „зеленото“ строителство е да опазва околната среда, да редуцира вредното въздействие както към нея, така и към здравето на човека. Зелените строителни материали предлагат възможност за създаване на екологична среда на живот, за гарантиране на безопасна и здравословна среда и минимално вредно въздействие върху околната среда по време на строеж и на експлоатация на сградите. Това са материали, които не съдържат токсични съставки и са получени от природни суровини чрез механичната им обработка, на които се придават определена форма и размери без да се променя вътрешния им строеж и свойства, т.е. те не преминават през химическа или някаква друга обработка.

Те са екологични и поради факта че пестят енергийни и други ресурси при тяхното производство, а в процеса на експлоатация намаляват топлообмена и икономисват енергия, като същевременно възпрепятстват и разпространяването на паразити.

Тези естествени или екологични материали, познати още от дълбока древност на зараждащата се човешка цивилизация и съпътствали я при използването им в строителството първоначално на техните примитивни жилища, а впоследствие и през всички етапи на нейното развитие. Подценени през средата и края на ХХ век, понастоящем те преживяват своя ренесанс на използването им от човечеството в съвременното строителство.

Изходната суровина на тези екологични материали са горските дървесни ресурси — дървото, продукти от селскостопански и други растителни видове като слама, коноп, тръстика, бамбук и от земните недра — глината (пречистена или земя с високо съдържание на глина), пясък, продукти от естествен камък.

Дърво

Биологичен строеж. При извършване напречен разрез на ствола или стъблото на едно дърво отделните негови биологично обособени части (строеж) са както следва: първата част е кората, чийто външен слой се състои от мъртви клетки — корк, и от вътрешен влажен слой — лико. Чрез ликото се осъществява провеждането на образуваните в листата органични вещества надолу към стъблата и ствола на дървото. Следва т.нар. камбии, слой, намиращ се между ликото и дървесината, състоящ се от живи клетки, осъществяващ растежа на дървото. Дървесината заема най-голяма част от обема на стъблото и най-накрая в центъра на напречния разрез се намира сърцевината, която в ствола на дървото е с диаметър в границите от 2 до 8 mm.

Основните изграждащи съставки на дървесината са целулоза, лигнин, екстрактни и минерални вещества. Екстрактните вещества (дъбилни, смоли, скорбяла, восък и др.) й придават цвят, миризма и устойчивост на гъбните вредители, а при изгаряне на дървесината минералните вещества, оставащи под формата на пепел, са в границите от 0,2 до 2% от масата й.

Химическият състав на дървесината за различните дървесни видове се движи в порядъка на около 50% въглерод, около 6% водород, около 43% кислород и много малки количества азот (0,1-0,2%) и минерални елементи (Mg, Si, Fe, K, Na, Ca, S).

Основните физико-механични свойства на дървесината са: влажност, съсъхване, набъбване, формоизменяемост, плътност, текстура, топлопроводност, електропроводност, акустичност, якост, еластичност и твърдост. Тези физико-механични свойства на дървесината й позволяват тя да се съпротивлява на механични натоварвания при взаимодействието й с окръжаващата я среда.

Различните дървесни видове имат различна твърдост и според нея дървесината бива твърда и мека. Най-голямо приложение в строителството има меката дървесина, към която от иглолистните дървесни видове се отнасят бял бор, смърч, ела, бяла мура, а от широколистните дървесни видове — топола, липа, върба, елша. Към твърдата дървесина се причисляват дървесните видове на дъба, бука, габъра, акацията, клена, бряста, ореха и др.

Дървесни видове, групирани по тяхната ориентировъчна плътност при W — 12 до 18% и W — 26 до 50%
[По В. Брезин и др. (7)]

	W — 12 до 18%	W — 26 до 50%
Бук, дъб, клен и ясен	800 kg/m3	950 kg/m3
Бреза, бряст, кестен	700 kg/m3	850 kg/m3
Бял бор, елша, трепетлика	575 kg/m3	700 kg/m3
Смърт, ела, топола	450 kg/m3	580 kg/m3

Влажността на дървесината, при която се измерва нейната плътност, представлява количеството вода, съдържащо е в нея, изразено в проценти от масата на дървесината в абсолютно сухо състояние.

В зависимост от влажността на дървесината се различават: абсолютна влажност на току-що отсечената дървесина, която е в границите от 50 до 60%; въздушно сухо състояние на дървесината при влажност 12% и абсолютно суха дървесина при 0% влажност.

При изпаряване на вода (влага) от дървесината — фасонираните (бичени) материали намаляват размерите си, който процес се нарича съсъхване, и обратно при поглъщане на влага те увеличават размерите си, а процесът се определя като набъбване.

С изменение на относителната влажност и температурата на въздуха, дървесината намалява или увеличава влажността си. Това нейно свойство се нарича хигроскопичност. Счита се, че масивната дървесина (дъски, греди, талпи и др.) е подходяща за използване в строителството, когато съдържанието на влага в нея не надвишава 15%, при която влажност измятането почти изчезва, а нейната якост достига оптималните си граници.

Най-ценното качество на масивната дървесина е нейното лесно обработване, малка плътност, устойчивост на различни натоварвания, еластичност и много слаба топлопроводимост. Разбира се, не по-малко ценни качества, които дървото притежава, са естественият цвят и текстура, създаващи топлина и уют в помещенията. То има също малка звукопроводимост и добри акустични свойства.

Основните материали на база на дървесна суровина, които се използват в строителството като конструктивен и строителен материал са: греди, дъски, талпи, бичмета и летви или т.нар. бичени материали. Бичените материали се класифицират като дъски, когато широчината е над 2 пъти по-голяма от дебелината. Дъски, чиято дебелина е до 33 mm са тънки, а тези с над 35 mm — дебели. Дъските с дебелина над 4,5 cm и широчина над 25 cm се наричат талпи, които се използват главно при направата на скелета. Бичените материали са греди, когато широчината е до 2 пъти по-голяма от дебелината. Най-малката дебелина на гредите е 8 cm. Бичените материали с дебелина и широчина от 4 до 8 cm се наричат бичмета, а под 4 cm — летви. [Хр. Бояджиев (5)]

Към бичените материали след допълнителната им обработка се включва и дюшемето (дебелина от 2 до 4,5 cm и широчина в границите от 8 до 12 cm), паркетът и ламперията за обшивки.

Основни недостатъци, които са характерни за дървените материали, използвани в строителството са:

• ниската температура при запалване и нисък клас на реакция при огън, което изисква те да бъдат обработвани огнезащитно (антипиренно);

• нападение от насекоми и гниене, предизвикано от развитието на гъбни вредители, за които най-благоприятна среда е при влажност на дървесината над 20% и температура от 5 до 40^оС. Най-доброто решение за ефективна защита срещу процесите на гниене и дървесни разрушители е тяхното химическо третиране, известно като импрегниране;

• хигроскопичност, водеща до понижаване на якостните показатели на дървесината при набъбване от овлажняване.

За ограничаване и неутрализиране на тези недостатъци, следва да се спазва определен режим на експлоатация на дървото, вложено в конструктивните елементи и материали в строителството с цел недопускане навлажняване на вътрешните покрития и на външните стени на сградата, предотвратяване на различните видове течове или проникване на влага през бетона и др. За целта се извършва пропиване на дървесината с влагонепропускливи защитно-декоративни покрития и химическа защита чрез пропиване в нея на дълготрайни препарати или т.н. импрегниране. Продуктите са токсични за микроорганизмите, гъбите и насекомите, но са безопасни за човек. Тези грижи и защита спомагат да се удължи живота и запази естетичният вид на дървесината.

Понастоящем на пазара се предлагат множество съвременни и високо качествени влагонепропускливи защитно-декоративни покрития като грундове, импрегнатори, масла и безири за дърво, китове за дърво, байцове и лазурни лакове, безцветни лакове, цветни бои и емайллакове.

Защитата на дървесината, предпазвайки я от вредители, може да се извърши по няколко начина: повърхностно обмазняване, пръскане (обливане), потапяне, автоклавно пропиване във вакуум.

За предпазване на дървесината отвътре и отвън от вредни въздействия и от разрушители се използва водоразтворим импрегнатор за дълбоко проникване. Той е предназначен за импрегнация и импрегниране на всякакви дървесни видове след тяхната механична обработка и преди полагане на декоративни покрития. Препоръчва се преди нанасяне на финалното покритие, импрегнираните вече повърхности да се шлайфат с фина шкурка и обезпрашат. Върху така обработените повърхности могат да се нанасят всички видове покрития за дърво — алкидни, нитроцелулозни, полиуретанови или вододисперсионни.

Напоследък нанотехнологиите намират приложение и в областта на импрегнирането с използването на т.нар. нанопокритие за дърво, което предпазва дървесината от проникване на вода, има самопочистващ ефект и не позволява промяна на цвета на дървото. При отрицателна температура предпазва дървото от напукване и защитава повърхността му от разрушаване вследствие на атмосферни влияния.

Импрегнацията способства за стабилизиране размерите, увеличава силата и устойчивостта на вода, влага и химикали и намалява възможностите от напукване на дървото.

Дървото като широко използван строителен материал представлява рисков фактор при пожар. Незащитеното дърво лесно се възпламенява и може да причини сериозни щети при възникнали пожари. Целта на противопожарните покрития е да се удължи времето на пожароустойчивост на строителните материали и конструкции. В тази връзка съгласно Чл. 11 от Наредбата за строително-технически правила и норми за осигуряване на безопасност при пожар, се посочва, че елементите на строителните конструкции се проектират така, че в зависимост от функциите им, определени в проекта, да отговарят едновременно на изискванията на един или няколко основни критерия (R, E и I) за определен период, както следва: за носещи елементи — R, за преграждащи носещи елементи R, E и I и за преграждащи неносещи елементи — Е, I.

Носимоспособност (R) е критерий за оценка способността на конструкцията и/или елемент на строежа да запази конструктивната си устойчивост (да се съпротивлява) при въздействие на огън от една или повече страни за определен период от време.

Непроницаемост (Е) е критерий за оценка на способността на елемент от конструкцията на строежа да издържа на въздействие на огън само от едната страна и при преминаването на пламъци или горещи газове да предотвратява пренасянето на огъня към неизложената страна.

Изолираща способност (I) е критерий за оценка способността на елемент от конструкцията на строежа да предотвратява пренасянето на огъня и интензивното предаване на топлина от изложената към неизложената страна. Пренасянето се ограничава така, че да не се запали нито неизложената повърхност, нито който и да е материал в непосредствена близост до нея. Елементът се проектира така, че да служи като преграда срещу топлината и осигуряване защита на хората, които се намират близо до него.

В наредбата строителните елементи, конструкциите и инсталациите са класифицирани по отношение на огнеустойчивостта им в съответствие със серията стандарти БДС EN 13501 и Решенията на Европейската комисия за класификация по огнеустойчивост. Според тази класификация към негоримите се отнасят групите елементи от клас А1 и А2, към трудногоримите от клас B и С и към горимите от глас D, E и F.

Строителните продукти се класифицират от клас А1, когато нито един от тях не съдържа хомогенно разпределено органично вещество, превишаващо с 1% теглото или обема на строителния продукт, а при клас А2 не повече от 5%.

Необходимо е да се знае, че в зависимост от продължителността на загряване, дървесината се запалва при 200^оС — за повече от час, при 300^оС — за около 4 min, а при 400^оС всички дървесни видове се възпламеняват много бързо. В зависимост от плътността си, обаче дървесните видове имат различна възпламеняемост, устойчивост срещу проникване на силен пламък и скорост на горене и могат да се разделят на: огнеустойчиви — с плътност от 900 до 1200 kg/m³ (чемшир, дрян, екзотични видове); средно огнеустойчиви — с плътност от 600 до 900 kg/m³ (акация, бук, дъб, ясен, бряст и др.); слабо огнеустойчиви — с плътност от 400 до 600 kg/m³ (явор, клен, липа, орех, иглолистни) и твърде слабо устойчиви — от 200 до 400 kg/m³ (топола, върба и др.). [Ант. Михайлов (31)]

Ето защо използването на специални огнезащитни (антипиренни) импрегниращи състави, бои, грундове и лакове са сигурно средство и начин за защита на дървото при пожар и повишаващи огнеустойчивостта на защитаваните елементи и конструкции.

Най-ефективните сред тях са продуктите с експандиращ ефект. Под въздействието на огъня те набъбват и образуват върху конструкциите и елементите защитен изолиращ пласт, благодарение на който издръжливостта им на пламък нараства и от горими конструктивни елементи, стават трудно горими и възпрепятстват предаването на огъня на съседни материали.

Подобни бои и лакове се произвеждат от разнородни полимери — латекси, поливинилхлоридни дисперсии, хлоропренов и силиконов каучук и др.

Разработени са също и различни противопожарни замазки и мазилки за осигуряване на универсална защита. Това означава, че те имат добро сцепление към повърхностите на различни материали и образуват върху тях стабилни покрития, осигуряващи надеждна защита при пожар. Върху покритията от противопожарна замазка или мазилка могат да се нанасят декоративни бои, предпазващи ги от влиянието на атмосферните условия (при външни замазки).

Друг широко разпространен начин в практиката на строителството е използването на противопожарни облицовки, поставяни върху повърхнините, които се нуждаят от защита от пожар и увеличават времето за тяхната устойчивост на пламък в порядъка от 60 до 240 мин. Обикновено това са твърди плочи на каменна (минерална) основа, гипсофазерни и азбестоциментови плочи, а също гипсокартон и различни видове силикатни плочи.

Срещу горимостта на дървесината и елементите от нея може да се противодейства и с увеличаване на техните сечения. Следва да се знае също, че напуканата дървесина гори по-лесно, а дългите дървесни елементи горят по-трудно от късите.

Глина

Глината е естествен материал, състоящ се от дребни разпрашени алуминиеви силикати. Тя се образува от изветряването на скални находища от гранити, сиенити, порфири и др. под въздействието на водата и въздуха. С водата глината образува пластичен материал, който след изпичане, на слънце или принудително, се втвърдява. Едрината на зърната на глината са в порядъка под 0,005 mm. Когато в състава й съдържанието на пясък е до 5%, то глината е мазна, средно мазна е при съдържание от 5 до 15% и постна, когато съдържанието на пясък е в границите от 15 до 30%.

По-голямото съдържание на глинозем прави глината по-пластична и по-огнеупорна, при което състояние силициевият двуокис в нея се движи в границите от 80 до 85%. Наличието в глинозема на железни съединения, варовик, гипс и др. води до намаляване на нейната огнеупорност, придружена с напукване и увеличена порьозност. Ако в глината се съдържат зърна от варовик (калциев карбонат) по-големи от 1 mm след изпичането й под въздействието на вода керамичните изделия се напукват.

Едно от най-важните свойства на глината е нейната пластичност, която се изразява в способността й да се формова, без да образува пукнатини и да запазва формата си след преустановяване на механичните въздействия върху нея. Както се посочи вече, степента й на пластичност и огнеупорност, зависи от минералния и зърнометричен състав, а също от съдържанието на разтворими соли, органични примеси и вода [Ст. Стаменов, И. Николов (41)].

Общата технологична схема за производство на керамични строителни материали и изделия от глина е приблизително еднаква, независимо от възможното разнообразие. Обособени са следните последователно извършващи се процеси — добив на глина, преработването й, формоване на изделията, изсушаване на формованите изделия и изпичане на керамичните изделия.

Обикновено заводите за производство на керамични изделия се строят в близост до находищата на глина, при което се извършва непрекъснат лабораторен контрол за качеството на постъпващата суровина. След постъпването на глината в предприятието, последователно се извършват операциите по нейното почистване, раздробяване, смилане и накрая смесване с цел получаване на еднородна маса. Използваните съоръжения са дробилки за грубо и фино смилане, глинобъркачка и др. В зависимост от овлажняването при формоването на глината се различават основно пластичен способ, при който овлажняването е в границите от 20 до 25% и полусух — от 8 до 12%. При първия способ се използват лентови вакумпреси, а при втория — преси с налягане до 15 МРа. Сушенето на формованите изделия по пластичния способ, се извършва при естествени условия под навеси в продължение на 6 до 10 денонощия или в сушилни при температура от 90^oС в продължение на 70 часа.

Изпичането на керамичните изделия е следващата операция при производството им. Разликата между достигнатата огнеупорност на глината и началото на процеса, се нарича интервал на спичане. При чистите каолинови глини интервалът на спичане е 100 до 150^oС, а при обикновените глини, които се използват за строителни цели е 25 до 50^oС. В пещите с непрекъснато действие се обособяват зона за зареждане, зона за изсушаване, зона за загряване, зона за изпичане, зона за охлаждане и зона за снемане на готовите керамични изделия от пещта.

Земя

Като първи строителни материали в човешката цивилизация, заедно с дървото са се използвали земята и камъкът. Причината за използване на земята като строителен материал е нейната достъпност и възможността лесно да й се придаде форма. В по-близкото минало, тя се е използвала за попълване на скелетни конструкции или за замазки, а чрез набиване за оформяне на подове или за изграждане на стени с широчина от около 30 cm и височина около половин метър или т.нар. набойни. За целта се е поставял кофраж и вътре се е набивала земята, при което, ако в насипно състояние тя е достигала височина един метър, след набиването става половин метър. Поставеният кофраж след това се е изтеглял нагоре. За изсъхването на земята в набойната са били необходими няколко дни при нормални летни температури. Така направената стена, или пояс, след едва до две години е ставала твърда като камък. В някои от тези набойни, след всеки набит слой земя се е поставял ред тръстика, която е служила като арматура, а същевременно е повишавала и топлоизолацията. [Лит. изт. Старите занаяти (42)]

Освен като носещ елемент, който земята е трябвало да изпълнява при набойната, тя се е използвала и за пълнеж (чатмара) между вертикалните греди на една дървена конструкция и ограничавана от необработени дъски или летви, захващани от двете страни на гредите с малки разстояния между тях. Обикновено земята или глината предварително се е смесвала със слама, с тор от животни или с конски косми, които играели ролята на спойка. След попълване на кухините с така приготвената смес, стените са се измазвали с кал и след това да се варосвали. За да се предпазят външните стени от въздействието на дъжда, сградите са се строяли с широки стрехи. Този начин на строеж на къщи е бил характерен за южните и източните части на Сърбия, Македония, България и е стигал почти до Близкия изток.

Кирпич или непечена тухла е друг строителен продукт, в който земята намира приложение. Обикновено се избира земя, примесена и с глина. Сместа, която се приготвя, е същата както при чатмарата, като преди формоването й в дървения калъп се е размачквала много добре с крака. Влажността в тази смес трябва да е около 10%. След изсипването й от калъпа, който й придава желаната форма и при хубаво слънчево време кирпичът е готов след десетина дни, когато влагата се е изпарила и блокчетата са се втвърдили.

Камък

В древността, а впоследствие и с развитието на човешката цивилизация камък е имало навсякъде и редом с дървото и земята, той е бил другият строителен материал, който хората са използвали при изграждане на временни или постоянни жилища. В днешно време камъкът се добива от скални кариери, в които чрез взривяване се получават едри отломъци, които се секат, трошат или смилат в зависимост от предназначението им. Когато изискванията са камъкът да бъде без пукнатини, неговият добив се извършва ръчно чрез разцепване с помощта на клинове и секачи.

Когато камъкът, оформен или неоформен, се използва като градивен строителен материал, то той се нарича технически камък. В случаите обаче, когато областта му на приложение е за декоративни цели, за облепване на фасади, за вътрешни облицовки, за стълбища и подови покрития и предварително е обработен под формата на плочки, то той се нарича архитектурен камък.

Камъкът, използван за строителни и декоративни цели, трябва да отговаря на изискванията за устойчивост на атмосферни и химически въздействия, за измръзване, както и да притежава необходимата якост на натиск. Като декоративен камък най-често се използва гранит, сиенит, диорит, мрамор, алабастър и др., а като технически камък — гранит, мрамор, варовик, пясъчник, диорит, порфир и др.

Зидарията от камък може да бъде изпълнена също и с объл речен камък при дебелина на стената от 50 см, като по-големите камъни се поставят в краищата, а в средата по-малките. В съвременните жилища с оглед топлоизолация на помещенията за предпочитане е от вътрешната страна на разстояние от 6–7 см от каменната стена да се изгради тънка тухлена стена, с което се създава въздушна буферна зона. Често за този вид строителство намира приложение и обикновеният трошен камък, като оптималния размер на отделните камъни е от 15 до 30 см.

Слама

Колкото и невероятно да изглежда сламата също може да се използва като основен строителен материал на екологични къщи. Важно е да се отбележи, че стъблата на житните растения на пшеницата, ръжта и овеса са един значителен ежегоден вторичен суровинен източник, след прибирането на зърното при жътва. В България този вторичен природен източник се оценява на над 2 млн. тона. По отношение на нейното използване се изразява съмнение относно свойствата й на топлопроводност и противопожарна безопасност, проблеми с насекоми и мн. др. Ако се спазват обаче определени технико-технологични правила, то действително нейното приложение става неоспоримо. На първо място е необходимо преди използването й тя да се потопи във варов разтвор с цел унищожаване на всички насекоми, които има в нея, а и за предпазване от тях впоследствие. След това тя се пресова на блокчета с различни размери по дължина и височина, но със широчина от 45 cm. При тази дебелина блокчетата имат няколко пъти по-нисък коефициент на топлопроводност и много добра характеристика за звукоизолация. Тъй като в спресованата на блокчета слама няма въздух, а и с измазването им след това изградените от тях стени по пожароустойчивост са сравними с тези на дървото, стоманата и бетона. Продължителността на живот на подобни сгради, построени от сламени панели (блокчета) се определя приблизително на около 25 години.

Освен че експлоатационните разходи за отопление и охлаждане на такива къщи са минимизирани и тяхното строителство е безвредно за природата в резултат използването на възобновяем естествен природен източник, те са и екологично чисти и ниско разходни и за потребителя.

От друга страна небалираната слама в комбинация с други материали може да се използва и като добър топлоизолатор най-вече в строителството на съвременни сглобяеми сгради.

Коноп

Използването на конопа в ежедневния живот е познат на човечеството от преди 8000 години. Конопът е растение, с изключително бърз растеж и високи добиви. Около 8 тона суха маса се добиват от един хектар годишно, което го прави конкурентен на средно годишния добив на дървесина от един хектар. Така напр. средногодишният прираст на дървесина от хектар в България през 1995 г. от иглолистните гори е бил 6,6 m³/ha, а за широколистните съответно — 2,4 m³/ha (11). По отчетни данни за 2015 г. средният общ прираст на дървесина (от иглолистни и широколистни гори — общо) е бил в размер на 3,65 m³/ha, който при средно относително тегло от 0,75 t/m³ представлява 2,73 t/ha и то при влажност от 26% до 50% или на прясно отсечена от гората дървесина.

През 60-те и 70-те години на ХХ век в нашата страна са били засажда годишно около 200 хил. дка с коноп, главно по поречието на р. Дунав (Дунавската равнина). Получавали са се около 150 хил. тона суха маса. От него в Тутракан и Гулянци на промишлени инсталации са се произвеждали плочи съответно от по 17 х. м³ и 15 х. м³. Плочите са се използвали в държавното и частното строителство. Всред населението те са били известни като „паздерки“.

Освен за плочи, конопът се е използвал и за производство на кълчища, въжета, зебло за чували, за платове в текстилната промишленост, в целулозно-хартиената промишленост и др.

Тъй като конопът попада в групата растения, от които след обработка на определени части от него се получават упойващи и психотропни вещества, то в резултат на „хипи“ вълната, разпространила се по това време в света, българската държава взема решение неговото засаждане и отглеждане да бъде спряно. По този начин националното ни стопанство се лишава от един ежегоден биологичен растителен възобновяем източник, поради опасения за добив на наркотични вещества от цветната и листната маса на конопа.

Тази забрана по-късно се материализира в приетия Закон за контрол на наркотичните вещества и прекурсорите в сила от 03.10.1999 г. и с последващи ежегодно извършвани поправки в него, последната от които е през 2017 г. В чл. 29, ал. 1, в сила от 18.07.2017 г. е записано: „Отглеждането на растения от рода на конопа (канабис), предназначени за влакно, семена за фураж и храна и семена за посев, със съдържание под 0,2 тегловни процента тетрахидроканабинол, определено в листната маса, цветните и плодните връхчета се извършва само след издадено разрешение от Министъра на земеделието, храните и горите. Условията и редът за издаване на разрешение, търговия и контрол се определят с Наредба на Министъра на земеделието, храните и горите.“

Физико-механичните свойства на конопа, който има добри звукоизолационни и топлоизолационни характеристики, антистатични свойства, повишаващи качеството на въздуха в помещенията и е въглеродно неутрален материал, го правят търсена суровина в строителството за производство на тухли, за изолационни плочи, за мазилки и др.

Така например, основните съставки на еко тухлите от коноп със съдържание на промишлен коноп, естествена вар на прах и минерали, придават на този строителен материал качества и свойства, които напълно отговарят на изискванията за реализиране на концепцията за „зелено строителство“, а именно:

• Топлинен и акустичен комфорт.

• Устойчивост на огън и студ.

• Силата и гъвкавостта на конопа допринасят за висока надеждност срещу счупване и напукване дори в земетръсни зони.

• Елиминират влажните и студени зони в помещенията и свеждат до минимум процесите на конденз.

• Осигуряват защита от гризачи и насекоми.

• Минералните компоненти в тухлите им придават необходимата механична якост.

• Изградените външни и вътрешни стени от конопени тухли „дишат“ и притежават добри топлоизолационни свойства.

• Нисък разход на енергия по време на строителството и експлоатацията.

• Оказват минимално вредно въздействие върху околната среда.

• Възможност за рециклиране в края на експлоатационния период.

Освен в строителството широк спектър на приложение, както се посочи вече, конопът има и в: текстилната промишленост (производство на груби и фини платове, въжета и др.), химическата промишленост (производство на композитни материали и пластмаси), целулозно-хартиената промишленост (производство на целулоза), хранителната промишленост (прани и хранителни добавки), животновъдството (фуражи, храни за домашни любимци), фармацевтичната промишленост (лекарства с канабидиол).

Според Българската асоциация за индустриален коноп (БАИК) през 2015 г. в общо 22 европейски държави са били засети 25,5 хил. хектара с индустриален коноп и тези площи непрекъснато се увеличават в резултат и на повишения интерес към тази растителна суровина, като през 2017 г. те са вече 33,0 хил. хектара. Конопът участва в производството на биокомпозитни материали в строителството като напр. изолационни плоскости, произведени по индустриален способ, които с успех намират приложение в сглобяемите конструкции от дърво като подпокривна изолация, вътрешна изолация на външните стени или за изолация между окачения таван и носещата конструкция (тавана на постройката). Друг сегмент на приложение е използването му като пълнеж в стените с „пълзящ кофраж“, който пълнеж от хоризонтални слоеве се пресова и след изсъхване се декофрира и по същия начин стената продължава да се доизгражда във вертикална посока. Не по-малко ефективно е използването на конопа като естествено възобновяема суровина за производство на тухли или блокчета от коноп, вар и минерални компоненти, за производството на мазилки за довършителни работи по повърхността на стени и др.

Изводите, които могат да се направят са, че засаждането и отглеждането на индустриален коноп в нашата страна може да стане част от визията за устойчиво развитие на земеделието и на второ място тази възобновяема въглеродно неутрална растителна биосуровина е източник за използването й в много производства. Към 2017 г. в България са били засети с коноп около 1000 дка, но ако се преодолеят ограниченията, които сега съществуват в Закона за контрол на наркотичните вещества, то площите много бързо ще се увеличат, защото и интересът на производителите на продукти от коноп е много голям.

Корк

Най-външната част от стъблото на всяко дърво е кората, чийто външен слой се състои от мъртви клетки — корк и от вътрешен слой — лико. Процесът по остъргване на корка от ствола на дървото не пречи на неговия растеж и след 5–6 години външният слой на кората (коркът) се възстановява напълно. Най-доброто качество на корк се получава от тропическата дървесина, от които държави се и внася.

Коркът е лек, устойчив на влага, еластичен и износоустойчив, притежава добри звуко- и топлоизолационни качества, които го правят конкурентен на конвенционалните топлоизолационни продукти. Използва се най-вече за облицовка на стени и тавани. Корковите стенни покрития придават естетика, стил и комфорт на помещенията. Ефектите се увеличават и от възможностите за получаване на най-различни текстури и цветови нюанси, които се постигат на база използването на съвременни технологии при неговата преработка.

Корковите покрития се предлагат като декоративни стенни покрития под формата на плоскости с дебелина от 2, 4 и 6 mm и с размери 300/600 mm. Плоскостите се състоят от три слоя — коркова основа, корков фурнир със съответната текстура и защитно покритие от парафин или лак. Освен плоскостите се произвеждат и декоративни коркови покрития под формата на рола с дължина 8 м, широчина 0,5 м и дебелина 2 mm. По-малката дебелина определя и по-ниските им изолационни свойства в сравнение с декоративните плоскости, независимо че структурата и качеството е същото, както и на плоскостите от корк. Със същите размери като на рулата, но с дебелина от 0,5 mm се произвежда и корков фурнир, при който върху хартиена основа е нанесен слой от естествен корков фурнир. Всички тези продукти на основата на корк, не поемат миризми, не задържат прах, лесно се монтират и почистват и не предизвикват алергии.

Естествени животински продукти — гъши пух и вълна

Освен посочените дотук естествени растителни и от минерален произход суровини, определено място като екологични продукти, използвани за изолация в строителството имат и суровините от животински произход — вълната и гъшия пух. Гъшият пух е много лек материал и не е подходящ за полагане на мазилка върху него. Но в строителната практика, най-вече във Франция и Белгия, го използват като материал с много добри изолационни свойства, който се поставя в пространството, оформено от втората вътрешна стена и пухената вата в някой случаи достига дебелина до 10 см.

Овчата вълна е нетоксична и устойчива на мухъл и плесен, с добри звуко- и топлоизолационни свойства екологичен продукт, който е надежден изолатор от студа през зимата и на топлината през лятото. Вълната след събиране, чистене и сушене се обработва на специални машини на рула. Когато е само на влакна, тя се използва за издухване чрез специални помпи в кухините на стени и тавани. Вълната е сравнително евтин вторичен животински продукт, което я прави конкурентна спрямо други широко използвани изолационни материали.

Строителство на жилища с материали от естествен произход в прединдустриалния период на развитие в България

За начина как са се използвали материалите от естествен произход за строителство на жилища по времето, когато индустрията все още не е била навлязла в живота на хората, получаваме сведения от някои литературни източници, от предания от поколение на поколение, както и от анализирани оставени строителни отпечатъци.

В годините на османското робство към края на XVІІ и началото на XVІІІ век, когато е най-размирното време в империята спрямо българите, в малките населени места и махали, жилищата са били строени по много примитивен начин с материали, с които са разполагали „под ръка“, предоставящи на обитателите най-необходимото — за запазване на огъня, за подслоняване на някои домашни вещи и за убежище на човека. Не по-малко важна причина къщите да са по-схлупени, по-малки и по-непривлекателни е била и да се избягва нежеланото гостуване на турците.

Според Крум Дрончилов, който в своите антропогеографски изследвания от 1923 г. на Бурел — обособена част от Западните покрайнини, а понастоящем влизаща в състава на община Драгоман, представя и начина на строителството на къщите през XVІІ и XVІІІ век в този край. Те обикновено са имали приблизително елипсовидна или овална форма с дължина от 4 до 6 м и широчина от 2,5 до 4 м. За построяването на къщата са се избирали по-дебели и дълги дъбови дървета (стволовете на дървото) и са се захващали по две откъм тънката си страна. Свързването им се е извършвало с лико, повит или лескови пръти, а по-късно и с дървени клинове.

Така съединените две по две дървета, наричани глави, са се изправяли със свързаните си краища към билото на къщата, а разкрачените свободни краища, които определяли и широчината на къщата, са се забивали в земята на дълбочина около половин метър. Следвайки линията на формата на къщата, са били необходими около 4 до 5 глави, като разстоянието между тях е било около 1 метър. Върховете на главите са се съединявали с напречно дърво, наречено юстун, което образува билото на къщата. Двете крайни глави са се подпирали от външните им страни с по чифт наклонени дървета, наречени рожници, единият им край на които е бил заравян в земята, а другият е закрепен с върха на тези глави. По този начин грубата конструкция на къщата е била готова. Между основите на главите са се забивали в земята по-тънки дървета (колци) и по тях се изграждал плет на височина около метър над земята, като главите също са се заплитали. Над него напречно на главите са се връзвали едно над друго разцепени дървета — па̀совници или ребра, а върху тях успоредно на главите са се наслагвали един до друг неокастрени пръти, носещи името прѐплит. Върху тях от билото до плета са се поставяли тръни и върху тръните дебел пласт слама, който стигал до плета, опасващ къщата. За закрепване на сламата върху нея са се поставяли от горе до долу дълги върлини наречени прѝтиске. Плетът, който опасвал къщата и образувал нейните стени, се измазвал с кал от едната (вътрешната), а понякога и от външната страна. На оставения отвор за вход се е изплитала врата от лескови пръти, измазвана с говежди тор и закрепвана с малки обръчи от павит или прът от леска. Цялата къща се е изграждала без използването на пилони и други железа. В средата на така обособеното пространство се е намирало огнището, оформено направо върху земления под, оградено с камъни, за да не се разпространява огънят. На покрива на някои от тези къщи се е оставял малък отвор, през който да минава част от дима от огъня. Този тип къщи не са имали прозорци. През деня къщата се е осветявала от светлината през комина и от отворената врата при хубаво време, а нощно време от огъня в огнището.

От още по-ранно време от описаното е имало къщи с двоен плет, обхващащ главите от външната и вътрешната страна и между тях се е натъпквала слама, за да е по-топло. Впоследствие така описаното изграждане на къщите малко се е усъвършенствало, като главите вместо да се забиват в земята, са се поставяли върху изграден каменен зид, висок от 30 см до около един метър. В останалата си част къщата е била същата като вече описаната.

По време на бедствия или в случаите, когато семейството е трябвало да търси временно убежище в някоя по-закрита местност в резултат от нашествия на турците, то стопаните са строяли още по-прости жилища, които представлявали конусообразна колиба от забити в земята и събрани към върха дървета, преплетени пръти и върху тях тръни и най-отгоре слама.

Една друга разновидност на временни жилища при търсене на убежище от набези на турците през XVІ-XVІІ век (по предания), са били изграждани от чимове. Върху каменни зидове, на височина около 30 см, очертаващи пространството на временната колиба, са се нареждали изрязани тревни чимове с широчина от 30 до 40 см, като едната от стените се е издигала на по-голяма височина, за да се осигури наклон на поставения върху тях за покрив изплетен плет от лескови пръчки. Върху плета са се нареждали неокастрени клони и царевични стъбла, а върху тях дебел слой слама.

В по-ново време, или през ХІХ и в началото на ХХ век, при строежа на къщите основите или (темелите), са се оформяли от ломени и необработени камъни, слепени с кал или глина с височина от 20–30 см до метър и повече над земята. Особено удобно е било, ако къщата е изграждана на наклонени места, в единия й край да се изкопава земята за оформяне на зимник (мазе) с размери от 2,5 до 3 м широчина и 3 до 4 м дължина. За вертикални колони и за покривната конструкция са се използвали ръчно дялани с брадва греди — за предпочитане е била по-твърдата дървесина на дъба, ясена, габера, бука. Пространствата между вертикалните греди са се иззиждали с тухли, които били изработвани от кал (земя), примесена със слама и сурово изпечени на слънцето. Другият вариант за строеж на стените е бил, като между вертикалните греди се е поставял и захващал дървен плет, който от двете страни се е измазвал също с кал, примесена със слама. Над покривните греди се е поставял плет с рогозки от царевични стъбла, които са покривали със слама и върху тях са се нареждали турските керемиди.

Таваните, както и вътрешните и външните стени на къщата, след измазването са се белосвали с вар.