PAIELE ÎN CONSTRUCȚII #3: SISTEME CONSTRUCTIVE
Actualizată în: 4 sept. 2020
DE LA CASA CU BALOȚI DE PAIE LA CASA PASIVĂ MODERNĂ, PERFORMANTĂ
1. CASE CU BALOȚI DE PAIE
Cea mai veche și cunoscută tehnică de construcție cu paie și de departe cea mai simplă din punct de vedere tehnologic. Baloții de paie sunt folosiți ca umplutură și termoizolație în pereții casei, existând situații în care pot fi folosiți și la izolația acoperișului.
Baloții de paie rectangualari de mici dimensiuni (10-20kg și care au în general 45 cm grosime) sunt folosiți ca umplutură în structura casei, care poate fi de mai multe tipuri: stâlpi și grinzi din lemn sau metal sau structură timberframe. Dacă în trecut, în Nebraska, baloții de paie aveau rol structural (Nebraska Style) din lipsa de cherestea disponibilă și fiind zonă fără seism, în prezent paiele sunt folosite doar ca termoizolație, umplutură în pereți, în timp ce structura preia toate încărcările. Cu toate acestea, este recomandată utilizarea baloților cu densitatea cât mai mare, pentru a crește gradul de izolare termică al casei, dar și pentru un suport bun pentru finisaje. Densitatea unui balot de paie obișnuit variază între 40-80 kg/mc.
Există mai multe metode și tehnici de a construi case cu baloți de paie, fiecare având anumite particularități, însă procedeul este în principiu același: fundația de beton se hidroizolează înainte de a se așeza paiele (umiditatea crescută dăunează calității paielor pe termen lung) în cadrul structurii. Baloții se așează unul peste altul și planeitatea pereților din baloți se asigură fie prin sfori care să țină baloții laolaltă, fie prin tije metalice sau placare cu rastel de lemn. Există situații în care și structura acoperișului se proiectează de așa natură încât să fie izolată cu baloți de paie.
Pereții din baloți de paie se acoperă de regulă cu tencuieli și gleturi fie pe bază de argilă, fie pe bază de var și nisip, aplicate pe un strat suport de plasă de armare cu șuruburi sau capse. Se folosesc astfel de finisaje permeabile la vapori, deoarece peretele cu paie are nevoie să ”respire” și astfel finisajele trebuie să permită circulația vaporilor în ambele direcții (interior și exterior). Printre alte beneficii, finisajele naturale din argilă și var ajută la reglarea umidității și temperaturii la interior, datorită masivității termice ridicate. Mai multe detalii despre argila în construcții în acest articol. Așadar, în casele cu baloți de paie trebuie evitate finisajele impermeabile la vapori.
Costurile unei case cu baloți de paie pot varia în funcție de tipul de structură, distanța de unde sunt aduse paiele (se vede în costul de transport) și alte variabile, însă ce este cert este că o casă cu baloți de paie presupune muncă intensivă, atât calificată cât și necalificată. Cu toate acestea, acest lucru este un prilej pentru multe organizații din toate lumea care construiesc astfel de case, să implice voluntari și să transforme un șantier într-un workshop dedicat studenților, makerilor și tuturor celor interesați de acest domeniu. Și în România întâlnim astfel de entități, printre care și cei de la 3econcept.ro, care nu doar că au organizat astfel de workshop-uri, ci și investesc în cercetare și dezvoltarea unor noi metode și tehnologii pentru casele ecologice, economice și eficiente energetic.
2. CONSTRUCȚII DIN PANOURI STRUCTURALE PREFABRICATE CU PAIE
Este o metodă mai avansată de utilizare a paielor în construcții. Balotii de paie sunt introduși într-un cadru de lemn, de regulă sistemul timberframe, ce formează un panou prefabricat gata de transportat pe șantierul unde se asamblează construcția. Și în această configurație, paiele au rol de izolație termică. De regulă, densitatea paielor într-un panou variază între 80-110 kg/mc, ceea ce nu doar că asigură un coeficient de transfer termic foarte bun, ci și contribuie la rigidizarea panoului.
Pereții structurali prefabricați umpluți cu paie sunt acoperiți de cele mai multe ori cu placaje cum ar fi OSB, MDF, gips-carton, panouri din fibra de lemn, oxid de magneziu etc, din considerente de modularitate, optimizare și rapiditate, pe care se aplică ulterior finisaje umede sau uscate, după caz. Însă sunt și situații în se optează pentru metoda clasică de tencuială cu argilă sau var, cu toate că aceasta presupune muncă în plus pe șantier.
Tehnologia de construcție cu panouri prefabricate cu paie este o tehnologie modulară prin care crește exponențial eficiența cu care sunt folosite paiele în construcții (spre deosebire de casele cu baloți), deoarece acestea sunt procesate cu ajutorul unor utilaje specializate iar lemnul se debitează automat. Panourile pot avea diferite dimensiuni în funcție de proiect și se execută în hală/spațiu închis fiind ulterior transportate la locul de asamblare. În felul acesta, scade timpul de construcție, munca pe șantier și riscurile asociate și cresc performanțele întregii clădiri. Am vorbit mai pe larg despre beneficiile prefabricării în acest articol.
Panourile prefabricate cu paie au prins contur începând cu ultimii 20 ani, timp în care s-a investit enorm în cercetare și dezvoltare. Printre companiile de referință care promovează această tehnologie este ModCell din Marea Britanie, care au construit nu doar case de referință, ci și clădiri comerciale sau publice pe mai multe niveluri de înălțime.
3. PAIE MĂCINATE ȘI SUFLATE
Este o tehnologie avansată de prelucrare a paielor ce presupune cernerea și curățarea paielor în repetate rânduri de praf, impurități, buruieni și alte obiecte nedorite. Ulterior, paiele sunt mărunțite pentru a putea fi suflate în structura de tip timberframe sau alte sisteme structurale ce formează o cavitate în pereți, pentru a putea fi umplute cu paie. Procesul de suflare se face cu un utilaj special, care asigură nu doar umplerea uniformă, ci și o anumită densitate a paielor, ce poate varia între 80-100 kg/mc, interval în care paiele au cel mai bun coeficient de transfer termic.
Fiecare proces poate fi automatizat cu ușurință, astfel că intervenția omului este redusă. Paiele măcinate pot fi depozitate în condiții favorabile de umiditate pentru aplicații viitoare, fiind un avantaj în procesul de producție. Spre deosebire de panourile prefabricate care sunt executate în funcție de proiect, paiele măcinate sunt un material termoizolant ce poate fi transportat cu ușurință și pus în operă și în alte șantiere, nu doar în fabrică unde este produsă structura casei.
La fel ca în cazul celorlalte sisteme constructive, pereții trebuie acoperiți cu materiale permeabile la vapori, care să permită circulația vaporilor de apă în ambele direcții. Astfel, se pot folosi placaje sau finisaje umede de tipul celor menționate mai sus. Un avantaj al paielor măcinate și suflate este că umplu omogen peretele în fiecare colț sau îmbinare unde pot apărea în mod normal punți termice. Procesul de suflare în pereți este simplu, rapid și nu presupune muncă extrem de calificată (de obicei sunt suficiente 2 persoane care să facă toată treaba). Un alt avantaj este faptul că paiele măcinate pot fi montate cu ușurință nu doar în pereți, ci și în acoperișuri, mansarde, planșee, sau orice elemente orizontale, verticale sau oblice care asigură o cavitate pe care paiele o umplu.
În astfel de tehnologie am investit noi și am dezvoltat termoizolația naturala - paie procesate local, cernute, măcinate și suflate în structură la 80-100 kg/mc. Este soluția optimă de izolație a caselor modulare prefabricate NIDUS, deoarece fiecare modul din lemn este umplut direct din fabrică omogen și uniform, ulterior fiind finisat și gata de transportat pe șantier. Un alt exemplu din vestul Europei este Iso Stroh, o companie austriacă care procesează paiele cu această tehnologie de mai bine de 10 ani.
4. PLĂCI IZOLANTE DIN PAIE APLICATE PE ORICE TIP DE STRUCTURĂ
Plăci semi-rigide de paie curățate și livrate sub formă de placaje, aplicabile pe orice tip de structură, fie zidărie, profile de metal, lemn sau alte suprafețe. Se pot finisa ulterior ca orice alt material termoizolant, cu condiția ca finisajul să fie permeabil la vapori. Plăcile sunt fabricate din paie curățate și țesute sub forma unor plăci de grosimi și dimensiuni standard, sau diferite, în funcție de specificațiile proiectului.
Plăcile termoizolante Naturami sunt o inovație românească unică în Europa, agrementată pentru cele mai performante construcții. Conductivitatea termică a plăcilor de paie este de 0.037 W/m*K la o densitate aparentă de 137 kg/mc, conform agrementului tehnic. Sunt foarte versatile și pot fi folosite pentru orice tip de proiect. Procesul de fabricație este automat și astfel efortul uman este redus la minim. Plăcile nu conțin aditivi sau substanțe chimice, în compoziția lor sunt folosite doar paie curățate și procesate prin procese mecanice.
Pot substitui cu ușurință alte materiale termoizolante sub formă de plăci, cum ar fi polistirenul sau vata bazaltică, atât prin performanța termică, mod de aplicare și cost. Însă marele beneficiu al plăcilor de paie Naturami este faptul că au o amprentă de carbon insignifiantă în comparație cu celelalte materiale convenționale și nu emană compuși organici volatili în timp. Se comportă foarte bine la variațiile de umiditate și au o durată de viață îndelungată dacă sunt puse în operă corect în termosistem. Mai mult decât atât, la finalul vieții unei clădiri, plăcile de paie pot fi reutilizate în alte industrii, cum ar fi producerea de peleți sau biocombustibil, spre deosebire de vata minerală sau polistirenul care sunt mai dificil de reciclat.
Așadar, o tehnologie inovativă care profită la maxim de caracteristicile tehnice ale paielor sub forma unui material termoizolant performant și prietenos cu mediul.
5. PLACAJE DIN PAIE ȘI PLĂCI FONO-IZOLANTE DIN PAIE
Paiele sunt atent selectate, curățate, uscate. Paiele sunt apoi încălzire la o anumită temperatură și le este aplicată o anumită presiune, ce permite eliberarea ligninei din interiorul fibrei, care ajută la lipirea fibrelor, pentru formarea placajele de paie. Din acest motiv, OSSB mai este denumit uneori Oriented Split Straw Boards. Plăcilor astfel realizate le sunt aplicate prin lipire fete din hartie/carton pentru inchidere, protectie.
Plăcile OSSB pot înlocui placajele obișnuite de OSB, având caracteristici structurale similare pe ambele direcții. Densitatea plăcilor este de peste 350 kg/mc, conductivitatea termică de 0.099 W/mK și sunt permeabile la vapori. Pe lângă asta, plăcile de paie sunt mai ușor de manipulat și fixat în șuruburi. Ortech Industries este una dintre marile companii care produc placajele rigide din paie.
O altă companie producătoare de astfel de placaje este EkoPanely din Cehia, care au transformat procesul de producție într-unul 100% ecologic, fără alți adezivi chimici, placajele fiind învelite în carton reciclat. Pe lângă proprietățile mai sus menționate, placaje din paie sunt și un foarte bun izolator fonic și contribuie semnificativ la calitatea mediului interior, pentru aplicații speciale cum ar fi studiouri, săli de spectacol, școli, grădinițe, etc.
În concluzie, paiele ca material de construcții sunt foarte versatile și pot fi folosit în mai multe configurații: de la material portant în casele vechi din Nebraska (soluție care nu se mai folosește în prezent), un izolator termic foarte performant sub formă de plăci semirigide sau umplutură, și până la placaje semi-finisate și fonoizolante destinate oricărui tip de clădire. În principal, paiele sunt procesate prin procedee mecanice, fără adaosuri sau alți compuși, cu excepția placajelor, care au un proces de fabricare mai laborios. Cu toate acestea, sistemele constructive cu paie se dovedesc o alternativă viabilă la soluțiile convenționale, având în vedere caracteristicile și avantajele paielor, ca material de construcție. Am abordat subiectul acesta în acest articol.
Acest articol face parte dintr-o serie dedicată paielor și aplicațiilor sale în construcții. Citește și restul articolelor.