Hempcrete, czyli beton z konopi w budownictwie

Hempcrete (hemp – konopie + concrete – beton) to ekologiczny materiał budowlany – nie taki znowu nowatorski, ale dzisiaj potrzebny bardziej niż kiedykolwiek wcześniej. W XXI wieku każda branża szuka (a przynajmniej powinna) rozwiązań możliwie najmniej obciążających środowisko. Ze względu na niewielki, w porównaniu z innymi materiałami, ślad ekologiczny, hempcrete staje się zatem coraz bardziej popularny wśród zwolenników naturalnego, bardziej zrównoważonego budownictwa. Czym się charakteryzuje hempcrete i czemu zawdzięcza swoją sławę?

Z czego zrobiony jest hempcrete?

Potoczna nazwa hempcrete, czy beton konopny/konopiany, odnosi się głównie do właściwości samego betonu – te dwie substancje różnią się jednak składem i procesem produkcji. Hempcrete to zasadniczo bardzo prosty materiał, który powstaje w wyniku zmieszania konopnych paździerzy (czyli pociętych, zdrewniałych części rośliny) ze spoiwem na bazie wapna. Wysoka zawartość krzemionki w konopiach pozwala efektywnie wiązać się z wapnem. Mimo to, w niektórych przypadkach, taka mieszanka zawiera także piasek, pucolanę lub glinę [1].

paździerze konopne

Po ok. 2-3 miesiącach, kiedy materiał odpowiednio wyschnie, może być wykorzystany w budownictwie [1]. Hempcrete został pierwotnie zaprojektowany jako materiał do naprawy budynków ze starej słomy. Szybko jednak zyskał popularność (głównie, ale nie tylko) jako wydajna i wytrzymała izolacja do ścian, podłóg i dachów. Co przemawia na korzyść hempcrete?

Hempcrete ma dużo zalet…

Zalet wykorzystania konopi w budownictwie jest wiele. Widać je zasadniczo na każdym etapie cyklu życia budynku – od uprawy konopi przemysłowych, po ewentualną rozbiórkę konopnej konstrukcji.

Konopie to surowiec (szybko) odnawialny

Konopie przemysłowe (Cannabis sativa) to rośliny bardzo wydajne. Stosunkowo niskim kosztem środowiskowym (nie wymagają intensywnego użycia pestycydów i nawozów), każdego roku można uzyskać duże plony. Dla przykładu, w Wielkiej Brytanii, z 1 ha uprawy rocznie zbiera się ok 5500 kg materiału konopnego [1]. Około 70% tej wartości, czyli 3850 kg, to paździerz. Do ocieplenia niewielkiego budynku o powierzchni podłóg ok. 40 m2 i ścian ok 90m2, potrzeba go mniej więcej 8000 kg, czyli roczne zbiory z 2 ha upraw konopnych [1].

uprawa konopi

Co więcej, paździerze konopne nie są celem uprawy samym w sobie. Zazwyczaj są odpadem powstającym podczas pozyskania włókna konopnego. W tym przypadku, zgodnie z ideą upcyklingu, przestają być odpadem, a stają się wartościowym komponentem wysokiej jakości materiału budowlanego.

Hempcrete jest wytrzymały i lekki

Dużą zaletą betonu z konopi jest jego wytrzymałość. Jest to materiał o stosunkowo niewielkiej gęstości, dzięki czemu jest odporny na pękanie. W przeciwieństwie do betonu, podczas ruchu nie powstają w nim duże szczeliny, a mikropęknięcia, które, w kontakcie z wilgocią, ponownie się sklejają [2]. Taka właściwość konopno-wapiennego materiału budowlanego jest ogromną zaletą na szerokościach geograficznych, gdzie występują trzęsienia ziemi.

Przy tym hempcrete waży około ⅛ tego, co “tradycyjny” beton [4]. Dzięki temu jego zastosowanie jest łatwiejsze, fundamenty mogą być płytsze, a transport samego materiału jest mniej emisyjny.

Izolacja termiczna i akustyczna

Jak się okazuje, hempcrete jest świetnym izolatorem termicznym. Przepływa przez niego mniej ciepła, niż przez inne izolatory, np. wełnę czy bawełnę. Zimą, temperatura zewnętrznych ścian domów “konopnych” może być ok 5 C niższa, niż w analogiczny sposób ogrzewanych domów ze standardowym ociepleniem [1]. Oznacza to, że mniej ciepła opuszcza wnętrze budynku. Rzeczywiście, przy porównywalnej intensywności ogrzewania, domy izolowane materiałem konopno-wapiennym utrzymują średnio o 2C wyższą temperaturę. Co więcej, hempcrete może zachowywać się jak “pochłaniacz” ciepła, który absorbuje je lub emituje, w zależności od temperatury otoczenia [1]. Zastosowanie hempcrete może zatem znacznie zwiększać wydajność energetyczną budynku.

hempcrete

Oprócz izolacji termicznej, materiał ten stanowi też dobrą izolację akustyczną. Chociaż są materiały, które w tej kwestii sprawdzają się lepiej, hempcrete tłumi fale dźwiękowe na zadowalającym poziomie [1].

Ściany, które “oddychają”

Dużą zaletą takiego materiału jest jego przepuszczalność dla pary wodnej. Hempcrete jest porowaty, może zatem odprowadzać nadmiar wilgoci, akumulując go w celulozie konopi [5]. Działa tutaj podobny mechanizm, co w przypadku energii cieplnej – jeśli wilgotność w pomieszczeniu spada, włókna “oddają” ją z powrotem. Taka właściwość poprawia jakość powietrza, a zatem pośrednio także samopoczucie domowników.

Mimo, że włókno konopne jest w stanie akumulować wilgoć, dzięki obecności wapna o naturalnie wysokim pH, hempcrete utrudnia rozwój bakteriom i grzybom [1], [5]. Pleśń w tym przypadku to raczej rzadkość, która pojawia się tylko, jeśli proces suszenia został przeprowadzony niepoprawnie. Ponadto, wapno jest niepalne, co zwiększa bezpieczeństwo budynku.

Eko-rozbiórka

Ekologiczne (i ekonomiczne) jest zatem zarówno pozyskanie konopi, jak i samo użytkowanie domu zbudowanego z ich pomocą. A co w przypadku wyburzenia takiego domu? Dla środowiska – absolutnie nic (no, pomijając spaliny z maszyn używanych do rozbiórki). Hempcrete jest bowiem całkowicie recynklingowalny. Co więcej, może być kompostowany lub nawet pozostawiony jako gruz. Żaden jego składnik nie jest toksyczny, a każdy z osobna ulega biodegradacji [4]. Taki nieszkodliwy “odpad” może być użyty nawet jako nawóz [6].

… i kilka wad

Żaden materiał niestety nie jest idealny. Także hempcrete ma kilka wad (chociaż znacznie mniej niż zalet). Sprowadzają się one jednak nie do samych konopi, a do drugiego kluczowego składnika materiału, czyli wapna.

Warunki atmosferyczne

Pierwszym, co działa na niekorzyść całego materiału, jest długość jego utwardzania. Cały proces trwa nawet do trzech miesięcy. W tym czasie jest narażony na niekorzystne działanie warunków atmosferycznych, które mogą opóźnić proces lub nawet uszkodzić konstrukcję [1]. Jak wiadomo, często jest to czynnik losowy, trzeba zatem być ostrożnym w planowaniu terminu budowy. Szczególnie odradza się to w miesiącach zimowych i w okresie występowania przymrozków – wapno jest szczególnie wrażliwe na niskie temperatury.

Wydobycie wapienia

Wapień, czyli skała osadowa, z której pozyskuje się wapno dla przemysłu budowlanego, wymaga oczywiście wydobycia. To, jak nietrudno się domyślić, jest inwazyjne dla środowiska. Wapień wydobywa się na bardzo dużą skalę, z czym wiąże się intensywne przekształcenie terenu, a więc także utrata bioróżnorodności na znacznym obszarze [1].

kopalnia wapienia

Ciężkie maszyny (napędzane paliwami kopalnymi) w ciągłym ruchu to też niemałe zanieczyszczenie hałasem. Ponadto, wapień przetwarzany jest w miejscu odległym od kopalni, co wiąże się z transportem na duże odległości i dalszymi emisjami CO2.

Ślad węglowy betonu konopnego

Oczywiście żaden materiał nie jest całkowicie bezemisyjny jeśli uwzględnimy wszystkie procesy jego produkcji. Hempcrete nie jest zatem wyjątkiem. Warto jednak zaznaczyć, że konopie podczas wzrostu pochłaniają znaczne ilości CO2, który w postaci węgla akumuluje się w ich tkankach i “uwięziony” w betonie nie wraca do obiegu. Każda tona konopi pochłania ok. 1,8 tony dwutlenku węgla (500kg węgla) [1]. Inne źródła podają, że hektar uprawy tej rośliny to średnio 2,5 tony pochłoniętego CO2 [6]. Bilans emisji gazów cieplarnianych z upraw konopnych zależy od wielu czynników i powinien uwzględniać także inne wydzielane do środowiska substancje. Co do zasady jednak, ślad węglowy hempcrete jest w sporym stopniu neutralizowany dzięki sekwestracji dwutlenku węgla przez same rośliny, a także przez karbonizację wapna z upływem czasu [1].

Cały przemysł budowlany odpowiada dzisiaj za ok 10% antropogenicznych emisji dwutlenku węgla. Takie statystyki nikogo nie cieszą. Nic zatem dziwnego, że szukamy bardziej “zielonych” materiałów. Nawet jeśli nie istnieje rozwiązanie idealne, warto szukać możliwie najlepszych – hemprecte wydaje się być jednym z nich.

Źródła:

  • [1] Rhydwen R., 2020: Building with Hemp and Lime [dostęp 08.06.2020].
  • [2] Hempcrete Direct: The Incredible Benefits of Hempcrete [dostęp 08.06.2020].
    [4] Bedlivá H., Isaacs N., 2014: Hempcrete – An Environmentally Friendly Material?. Advanced Materials Research, 1041, 83-86.
  • [5] Hempcrete Direct: Hempcrete Insulation [dostęp 08.06.2020].
  • [6] Gołębiewski M., 2017: Hemp-Lime Composites in Architectural Design. KNUV, 4, 54, 162-171.
    Podziel się swoją opinią

    Dodaj Odpowiedź

    EcoReactor
    Logo
    Login/Register access is temporary disabled
    Compare items
    • Total (0)
    Compare
    0