Prvi izsledki uporabe konoplje segajo že v obdobje pred 12.000 leti iz območja današnje Kitajske. Skozi čas se je konoplja uporabljala za tekstil, peščene lonce, trakove, vrvi, ter tudi vojaške oklepe. Za gradbene namene se je uporabljala že v Egiptu pri gradnji piramid. Konoplja je še do konca 19. stoletja predstavljala pomembno surovino za večji del sveta. V začetku 20. st. pa je zaradi prepovedi indijske konoplje postala stigmatizirana tudi industrijska konoplja, zaradi česar posledično ni bila deležna tolikšne pozornosti s strani industrije 20. stoletja.
V sodobnem času, predvsem od 80-ih let dalje, je vedno več organizacij in posameznikov zahodnega sveta z raziskovanjem obudilo njen pomen in prednosti ter s tem njene komercialne potenciale na področju industrije, gradbeništva, kmetijstva ter okolja, kar se kaže tudi v porastu njene pridelavi tako v EU kot ZDA in drugod po svetu. Njena ponovna oživitev v različne namene lahko bistveno pripomore k neposrednem in posrednem zmanjšanju porabe energije ter posledičnem zmanjšanju CO2 in varovanju okolja. Ena izmed takšnih uporab je prav gotovo gradbeništvo, ki v razvitem svetu proizvede velik del CO2 na letni ravni držav. Glede na trenutno situacijo se čedalje več ljudi zaveda tudi pomembnosti zdravega načina življenja in bivanja ter s tem pomena naravnih materialov in surovin. Če k temu pridamo še trajnosten vidik, lahko naravni materiali v gradbeništvu bistveno prispevajo k izboljšanju kakovosti življena ljudi in okolja. Konoplja ima vrsto prednosti in pozitivnih lastnosti pri gradnji objektov. Uporablja se lahko kot samostojna izolacija ali kot biokompozit imenovan konopljin beton. Trenutno je uporaba konoplje v gradbene namene tako v Evropi kot v svetovnem merilu v porastu.
Konopljin beton (angl. hempcrete) v gradbeništvu
Definicija t.i. konopljinega betona je popularno ime za mešanico konopljinega pezdirja (olesenela vlakna stebla rastline), apnene mešanice in vode.
Konopljin beton predstavlja pri gradbenih objektih polnilni material, s katerim zapolnimo prostor v leseni skeletni konstrukciji, ki prevzema nosilno funkcijo pri stavbi.
Kot je bilo že omenjeno je konopljin beton trajnosten naraven material in poseduje veliko drugih prednosti, kar dokazuje vedno več raziskav univerz ter inštitutov iz tujine (Francija, Finska, VB).
Prednosti gradnje iz konopljinega betona
Prva od prednosti tega materiala je, da diha. Posledično to prepreči, da bi se vlaga zadrževala npr. v zidu in povzročila gnitje in propadanje lesene konstrukcije. Ugotovljeno je bilo, da so steblo konoplje in posledično vlakna pezdirja zelo trpežna in imajo visoko vsebnost celuloze. Delež zraka v vlaknih znaša 92%. Takšna struktura vlaken omogoča prehajanje iz mokrega v suho stanje in obratno, brez izgubljanja prvotnih lastnosti. Zaradi celične strukture konopljinega pezdirja in matrične strukture konopljinega betona, pridobimo mešanico s sposobnostjo absorpcije in spuščanja vlage, kar pomeni, da je takšen kompozit sposoben regulirati vlago. Ohranjanje optimalne vlažnosti v prostoru posledično zavira razvoj nevarnih mikroorganizmov (bakterije, virusi) v ozračju, kar vpliva na boljše počutje in zdravje ljudi v prostoru. K ‘zdravju’ notranjih sten in posledično ozračja pa pripomore tudi apno v konopljinem betonu, ki je zaradi svoje pH vrednosti že dolgo poznan kot zaščita pred razvojem nevarnih plesni in drugih mikroorganizmov.
Elektronska mikroskopska slika delcev konoplje( Vir: https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00590819/document)
Struktura različnih mešanic konopljinega betona( Vir: https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00590819/document)
Ker je sama celična struktura vlaken pezdirja in matrična struktura zidu konopljinega betona sposobna zadrževati veliko zraka, to pomeni, da ima material posledično presenetljivo dobro toplotno izolativnost. Poleg strukture je pomembna dolžina pezdirja, katera se ob različnih načinih vgradnje giblje med 10 mm in 30 mm. Ustrezna dolžina pa skupaj s prostorninsko težo zidu, ki jo doda apno, poskrbi da je zid iz konopljinega betona sposoben shranjevati toploto, kar pomeni, da ima dobro toplotno maso. To pomeni, da konopljin beton akumulira toploto iz okolice in je ob padcu temperature dovaja zopet v okolje, kar posledično pomeni prihranke pri ogrevanju in hkrati poleti preprečuje pregrevanje objekta. Struktura konopljinega betona omogoča tudi dobro zvočno izolativnost. Prav tako ob pravilni vgradnji ni potrebnih dodatnih zaščitnih slojev z namenom zaščite pred požarom, kajti konopljin beton je tudi požarno varen material s sposobnostjo, da samo tli in ne razvije plamenov.
Gradbeno fizikalni kazalci:
Vir: http://www.theseus.fi/handle/10024/121363
Vir: http://www.theseus.fi/handle/10024/121363
Mehanske lastnosti:
Vir: http://www.theseus.fi/handle/10024/121363
Obstajajo dokazi, da se gradnja iz konoplje ni pričela v 20. stoletju, temveč je bila hiša iz konopljinega betona najdena v vasi Miasa, Nagano na Japonskem. Razglašena je bila za Japonsko državno dediščino in je dobro ohranjena vse od leta 1698, ko je bila zgrajena. To je dokaz, da se pravilno vzdrževana stavba iz konopljinega betona lahko ohranja tudi stoletja. Je pa dokaze težko najti glede na to, da gre za biorazgradljiv material, ki se ob rušitvi objekta povrne v zemljo in razgradi Zgradbe iz konopljinega betona na račun karbonizacije apna v apnenec in fosilizacije konoplje skozi čas pridobivajo na trajnosti.
Konopljin beton ima tudi negativen ogljični odtis, kar pomeni, da material absorbira več CO2 iz ozračja kot ga nastane ob njegovi proizvodnji.
Vgradnja konopljinega betona
Konopljin beton se lahko vgrajuje na več načinov. V uporabi sta predvsem strojno brizganje in ročno vgrajevanje.
- Strojno brizganje (sprejanje) konopljinega betona
Ta način je precej preizkušen, razširjen in je časovno učinkovit. Leseni opaž iz ene strani se pritrdi na konstrukcijo v celoti ter se nato brizga z druge strani ter postopoma gradi zid. Tukaj ni potrebno teptanje zato je tudi homogenost zidu boljša. Metoda je primerna za profesionalno izvedbo.
Brizganje konopljinega betona
- Ročno vgrajevanje oz. teptanje
Priprava mešanice konopljinega betona Vgrajevanje konopljinega betona
Ta način se izvaja z opaževanjem konstrukcije iz obeh strani, priprave mešanice v mešalniku ter grajenje zidu po plasteh z nasutjem konopljinega betona. Sproti pa se ga ročno tepta z kosom lesa. Metoda je časovno dokaj zamudna.
Ob vseh okoljskih vprašanjih je izbira pravih materialov ključna za omejitev vpliva na okolje ter udobja in zdravja pri bivanju ljudi v zaprtih prostorih.
Zaključek
Izbira pravilnega materiala v osnovi temelji na več vidikih kot so npr: ekonomski (energija in stroški), bivanjski (notranji zrak, vlažnost), estetski in vidik vpliva na okolje (siva energija, CO2). Te kriterije je potrebno vzeti v obzir pri pripravi študije vse življenjskega cikla materiala (LCA). Tako imenovana siva energija je vsota vseh energij potrebnih za proizvodnjo, prevoz, vgradnjo, uporabo in končno rušenje ali odstranjevanja materiala ter njegovega življenjskega cikla in bi morala biti mnogo bolj upoštevana pri snovanju projektov in izbiri materialov.
Na koncu gre za globalno vizijo spoštovanja narave ter večji poudarek pri izbiri materialov ter zagotavljanju več lokalnih virov. Zato izbira naravnih materialov kot so konoplja, slama, celuloza, ilovica, les, itd., predstavlja vire, ki so obnovljivi, imajo možnost recikliranja ter so hkrati trajnostni. So torej prava izbira za pozitiven vpliv na zdravje in udobje bivanja človeka ter imajo minimalen vpliv na okolje .
Dejstvo je, da je bil na področju gradbeništva dosežen velik napredek od konca 20. stoletja pa do danes predvsem na področju razvoja materialov, zelenih tehnologij ter tehnologije grajenja. Vendar vsak razvoj terja tudi svoj davek, ki se običajno odraža v okolju, zato tudi niso zanemarljive številke o deležu proizvedenega CO2 iz gradbenega sektorja v razvitih državah, ki se gibljejo med 30 – 45 % vsega proizvedenega CO2. Na tem področju je potrebno prepoznati priložnosti za nove smeri in pristope, ki lahko bistveno pripomorejo k doseganju skupnih ciljev varovanja okolja. Naravna gradnja predstavlja zelo pomemben segment gradbeništva, ki pa ni dobil toliko pozornosti v zadnjem obdobju razvoja, čeprav si to definitivno zasluži.
VIRI:
http://www.theseus.fi/handle/10024/121363
https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00590819/document
https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01535694/document
http://www.amaco.org/spiral-files/download?mode=inline&data=3162
Avtor članka: Primož Zorec, CoGreen