Od 2020 r. jak wskazuje się światowy przemysł może wyemitować przekroczyć 350 gigaton dwutlenku węgla. Niestety wedle analiz naukowców konieczne dla utrzymania równowagi w atmosferze, rozdysponowanie budżetu emisji dwutlenku węgla będzie wymagało radykalnej zmiany. To z kolei wpłynie na sposób, w jaki powstają nasze budynki. Obecnie produkcja materiałów budowlanych powoduje emisję około 11% gazów cieplarnianych rocznie w skali globalnej. Około 5% światowej emisji gazów cieplarnianych pochodzi z samego cementu, a do 2050 roku mamy wyprodukować 3,5 miliarda ton metrycznych tego materiału. Alternatywą i lepszym wyjściem mogą okazać się przetwory roślinne. Biopochodne materiały budowlane są już dostępne na rynku. W ten zakres z kolei mogą od kilku lat wchodzić również konopie. Czy warto jednak z nich skorzystać? Dowiedz się właśnie w tym artykule!
Dlaczego mamy problem z CO2 w przemyśle budowniczym?
Intensywność emisji dwutlenku węgla w sektorze budowlanym wynika z jego niemal całkowitego uzależnienia od materiałów metalowych i mineralnych. Dzięki zastosowaniu bio-alternatyw dla cementu, stali, cegieł i betonu, branża ta mogłaby poczynić ogromne oszczędności w zakresie zrównoważonego rozwoju. Rośliny pochłaniają węgiel atmosferyczny w trakcie wzrostu, a oprócz tego elementy wykonane z biomasy są o wiele bardziej neutralne pod względem emisji dwutlenku węgla.
Jakie materiały budowlane mogą więc sprawdzić się w takim zakresie?
Chociaż drewno jest tradycyjnym roślinnym materiałem budowlanym, nie jest ono w stanie samo zaspokoić potrzeb branży. Zdolność lasów drewnianych do magazynowania dwutlenku węgla zmienia się, ponieważ ścięte drzewostany długo się odradzają. Opóźnienie pomiędzy ścięciem drewna, a jego odrastaniem utrudnia również dostarczanie biomasy w ilościach potrzebnych dla globalnego przemysłu bez niszczenia naturalnych ekosystemów pod nowe plantacje. Koło więc nie może w żaden sposób się zamknąć w tym zakresie.
rozważ zakup w VapeFully 💜 |
 |
Czy istnieją inne opcje poza klasycznymi konstrukcjami drewnianymi?
Drewno nie jest już jednak jedyną opcją, jeśli chodzi o ekologiczne materiały budowlane. Na rynek trafiają obecnie izolacje i elementy konstrukcyjne wykonane ze słomy, konopi i grzybni. W przeciwieństwie do drewna, rośliny te szybko się regenerują, oferując obfity zakres materiałów przetwarzalnych i wysokie poziomy magazynowania dwutlenku węgla w trakcie wzrostu plonów. Badanie przeprowadzone w 2019 r. wykazało, że konopie i słoma mogą pomóc w osiągnięciu zerowej emisji dwutlenku węgla, co jest prawie niemożliwe w przypadku cegieł glinianych lub betonu
Izolacja i bloki budowlane z konopi
Przejście na izolację opartą na bio-produktach to prosta droga do budownictwa niskoemisyjnego. W całym cyklu życia jeden kilogram izolacji na bazie biopaliw np. konopnych wymaga wyprodukowania od 0,24 do 39,5 megadżuli energii cieplnej. W porównaniu z 15,7-54 megadżulami na kilogram izolacji mineralnej i 95-108 megadżulami w przypadku wersji ropopochodnych, jest to kilkukrotnie niższa norma.
W jaki sposób działa izolacja konopna?
Wełna konopna jest wiodącą alternatywą dla izolacji bezpośrednio syntetycznych. Materiał ten powstaje poprzez zmieszanie włókien konopi z poliestrem, skrobią ziemniaczaną lub węglanem sodu w celu uzyskania lekkiego materiału przypominającego polar. Ten z kolei pod względem wydajności dorównuje odpowiednikom z włókna szklanego lub pianki. Zawiera przy tym niewiele składników sztucznych i stanowi mniejsze zagrożenie dla zdrowia niż materiały na bazie minerałów lub metali, które są związane ze schorzeniami skóry oraz płuc. Hempitecture, amerykańska firma produkująca wełnę konopną, która w 90% składa się z włókien naturalnych twierdzi, że jej produkty są nawet „bezpieczne w dotyku i nie wymagają używania rękawiczek przy montażu czy konserwacji”.
Konopie to jednak nie tylko izolacja
Rośliny mogą również zostać wykorzystane do budowy ścian, dachów i podłóg w postaci np. „betonu konopnego”. Podobnie jak tradycyjny, hempcrete można kupić w postaci prefabrykowanych bloków lub formować na miejscu z wodą. Ten biokompozyt powstaje poprzez zmieszanie ścinków konopi (zdrewniałego rdzenia rośliny konopi) ze spoiwem wapiennym (wapnem hydratyzowanym i naturalnym wapnem hydraulicznym lub cementem portlandzkim). Tutaj jednak zastosowanie znajduje też spoiwo pucolanowe, takie jak metakaolin. Beton konopny waży średnio jedną ósmą masy betonu, co pozwala ograniczyć także koszty i emisję C02 związane z transportem.
Czy beton konopny jest faktycznie warty swojej ceny i solidny?
Badania przeprowadzone w 2021 r., w ramach których testowano ścianę z betonu konopnego przez osiem miesięcy przy wysokiej wilgotności powietrza wykazały, że ma on świetne właściwości izolacyjne i jest odporny na pleśń. To oznacza, że doskonale sprawdza się w wilgotnym klimacie Europy Północnej. Niedawno we Francji w pobliżu Paryża powstało centrum sportowe o powierzchni 380 m2 wykonane z tego materiału, pierwszy w kraju publiczny budynek z betonu konopnego. Wiele firm zajmujących się budownictwem naturalnym oferuje obecnie beton konopny, a w tym Hempitecture, Americhanvre z USA i Hempcrete z Wielkiej Brytanii. Belgijska firma IsoHemp produkuje ponad milion bloków konopnych rocznie i twierdzi, że jedna paleta jej bloków konopnych magazynuje 100 kg dwutlenku węgla. W zasadzie na naszych oczach powoli zaczyna się dziać rewolucja budowlana.
Dlaczego przetwory konopi mogą okazać się właściwą inwestycją budowlaną?
Korzyści płynące z betonu konopnego wykraczają poza jego właściwości ograniczające emisję dwutlenku węgla. W przeciwieństwie do konwencjonalnych materiałów konstrukcyjnych, takich jak cegła czy cement, oferuje on doskonałą naturalną izolację. Ogranicza to potrzebę stosowania dodatkowych wypełniaczy zatrzymujących ciepło. Konopie w naturalny sposób regulują również jakość powietrza w pomieszczeniach. W ich porach gromadzą się cząsteczki wody, aż zawartość wody w materiale zrównoważy zawartość wody w otaczającym go powietrzu.
Czy naturalne materiały budowlane to na powrót przyszłość budownictwa?
Materiały budowlane na bazie konopi od lat są głównym przedmiotem zainteresowania unijnych badań i rozwoju w zakresie zrównoważonego budownictwa. W 2018 r. w ramach finansowanego przez UE projektu ISOBIO opracowano nową formułę betonu konopnego. W ich wyniku zastąpiono mineralne spoiwo wapienne alternatywnymi materiałami pochodzenia biologicznego. Opracowany przez ISOBIO 100% bio-beton konopny ma lepszą przewodność cieplną i wytrzymałość niż różne często minimalnie przypadkowe mieszanki przetworów konopnych.
Czas nadchodzi nie tylko na konopie – połączenie z grzybem
Emisja gazów cieplarnianych nie jest jedynym problemem związanym z dzisiejszymi materiałami budowlanymi. Problemem jest również możliwość recyklingu. Po zakończeniu okresu eksploatacji beton jest kruszony i wysyłany na wysypiska śmieci. Ten liniowy model powoduje intensyfikację wydobycia surowców pierwotnych i wysokoemisyjną produkcję w celu zastąpienia utraconego materiału. Konopie szybciej się rozkładają. W szczególności, jednak jeśli mogą być produkowane z dodatkiem grzybni.
Grzybnia jest długą, nitkowatą strukturą wegetatywną i korzeniową grzyba. Gdy podłoże, takie jak rozdrobniony bambus lub słoma, zostanie zaszczepione grzybnią, rosnąca grzybnia tworzy w nich gęstą sieć nitek. Aby dezaktywować wzrost grzybni, substancję podgrzewa się do wysokiej temperatury. Konsystencja i kolor produktu końcowego przypominają blok twardego sera. Różne metody uprawy pozwalają uzyskać bloki o różnej trwałości, sztywności i gęstości.
Budowle z konopi i grzybów
Pierwszą na świecie budowlą z grzybów na dużą skalę był pawilon Mushroom Tower w Muzeum Sztuki Nowoczesnej w Nowym Jorku zbudowany w 2014 roku. Ta 13-metrowa konstrukcja jest wykonana z odpadów z grzybów i łodyg kukurydzy. Została zbudowana w celu zaprezentowania możliwości tego materiału. W ciągu sześciu tygodni cegły zostały zamienione w wysokiej jakości glebę dla lokalnych ogrodów.
Czym charakteryzuje się materiał powstający z konopi i grzybni?
W zasadzie jest on lekki, naturalnie ognioodporny i wolny od toksycznych związków lotnych, które wydzielają się z niektórych rodzajów drewna poddanego obróbce. Grzybnia ro nowym, ekscytujący kandydat na ekologiczny materiał budowlany. Co więcej oszczędności węgla przy jego produkcji są ogromne. Wyprodukowanie jednego bloku o objętości 1 m3 z materiału na bazie grzybni powoduje uwolnienie 31 kg CO w porównaniu z 410 kg w przypadku takiej samej ilości betonu zawierającego 14% cementu.
Jak trwałe będą budynki z grzybni?
W stabilnych warunkach klimatycznych bloki te mogą zachować swoją integralność przez 20 lat. Jednak w normalnych warunkach materiał ulega naturalnemu rozkładowi w ciągu 60 dni. Dzieje się tak dlatego, że odporność grzybni na wodę gwałtownie spada. Ta cecha sprawia, że grzybnia nadaje się raczej do konstrukcji tymczasowych niż do ciężkich konstrukcji. Grzybnia mogłaby znaleźć swoją niszę w sektorze imprez, umożliwiając budowanie i demontowanie w krótkim czasie miejsc noclegowych i miejsc, w których odbywają się imprezy.
Czy budowle z grzybów i konopi to na razie nisza?
Większość budowli grzybno-konopnych powstaje na małą skalę. Obecnie największym producentem na skalę przemysłową jest nowojorska firma Ecovative, pierwszy komercyjny producent materiałów budowlanych z grzybni. W ich w pełni zautomatyzowanych laboratoriach w ciągu godziny powstaje 215 m3 materiałów na bazie grzybni. Istotne badania nad tym, jak metody uprawy mogą wpływać na właściwości grzybni, prowadzone są w Centrum Ekspertyz Biobased Economy. Naukowcy pracują tam nad sposobami zwiększenia wytrzymałości, zdolności izolacyjnych i, co najważniejsze, odporności na wilgoć budulca grzybni.
Co będzie potrzebne do wprowadzenia na skalę przemysłową materiałów budowlanych pochodzenia biologicznego?
Do 2050 roku w samej Europie ma powstać 1,51 mln m2 nowych budynków. Wyzwanie polegające na wprowadzeniu zrównoważonych bio-alternatywnych rozwiązań w celu zaspokojenia tego popytu jest jednak ogromne. Niestety wielu deweloperów jest po prostu mało przekonana do takich rozwiązań. Często po prostu łatwiej jest przekonać nabywców do tradycyjnych metod budowania niż innowacji.
Problemem mogą być niestety pieniądze i budżet na inwestycje
Głównym czynnikiem ograniczającym rozpowszechnienie biokompozytów jest ich wyższy koszt. Aby rozwiązać ten problem, firmy muszą tworzyć produkty z surowców, które są powszechnie dostępne lokalnie. Wybór biomasy wydajnej pod względem wykorzystania gruntów jest niezbędny, aby uprawa surowców dla przemysłu budowlanego nie stanowiła konkurencji dla rolnictwa. Nie ma też obecnie zbyt wielu źródeł, z których można by pobierać surowce na materiały.
Niestety nie jest łatwo pozyskiwać niektóre surowce i trudno o miejsca pod ich uprawę
Oznacza to, że biomateriały, które sprawdzą się w jednym regionie lub kraju, mogą nie sprawdzić się w innym. Na przykład wióry konopne są produktem ubocznym powstającym podczas ekstrakcji oleju konopnego. Ograniczenia prawne dotyczące uprawy konopi oznaczają, że obecnie w Europie znajduje się zaledwie 1% całkowitej powierzchni gruntów, które byłyby potrzebne do komfortowego zaopatrzenia sektora budowlanego. Wyjątkiem może być Francja, która zajmuje trzecie miejsce pod względem wielkości upraw konopi na świecie. W innych krajach będących głównymi producentami konopi, takich jak Kanada, Chiny i USA, istnieje ogromny potencjał rozwoju sektora biomateriałów, który nie wymaga intensywnej eksploatacji gruntów.
Co może pomóc w rozpowszechnieniu się budownictwa bionaturalnego?
Kluczowe jest także podkreślanie pełnych korzyści płynących z zastosowania biomasy. W 2021 r. w pracy badawczej na temat wykorzystania bioproduktów w budownictwie okrężnym w Wielkiej Brytanii stwierdzono, że respondenci z branży, którzy znacznie obniżyli koszty utrzymania budynków, to właśnie administratorzy budowli konopnych. Jeden z respondentów wskazał, że eksploatacja budynku z betonu konopnego kosztuje o dwie trzecie mniej niż budynku tradycyjnego. Oprócz tego przywołano również przykład magazynu zbudowanego z materiałów zrównoważonych, który pozwolił zaoszczędzić sześciocyfrową kwotę na kosztach energii. Zmiana sposobu myślenia przedsiębiorstw o ryzyku finansowym jest ważnym czynnikiem decydującym o tym, czy materiały pochodzenia biologicznego mogą stać się powszechnym rozwiązaniem w zakresie rewolucji cieplnej i energetycznej.
Czy faktycznie biomasa to materiały warte przemyślenia?
Klienci, którzy stosują materiały pochodzenia biologicznego, szybko pozbywają się przekonania, że nie mogą one działać tak dobrze jak materiały konwencjonalne. Jednak główną przeszkodą w zwiększeniu popytu pozostaje przezwyciężenie powszechnych wyobrażeń o właściwościach fizycznych. Należy położyć większy nacisk na informowanie branży o postępach w inżynierii biomateriałów i uświadamianie jej dostępnych na rynku opcji. Ponadto nie zawsze tańsze oznacza lepsze, a nie każdy deweloper ma tego świadomość. Uzyskanie większej liczby kontraktów na budowę ekologicznych mieszkań socjalnych jest kluczowym sposobem na zwiększenie popytu i zapoczątkowanie rozwoju nowego sektora branży budowlanej. Firma Holland Houtland otrzymała niedawno fundusze z funduszu Bult by Nature Accelerator Fund na rozwój budownictwa socjalnego opartego na biomasie i przeprowadzenie oceny wartości budynków z materiałów naturalnych. Pierwszy udany projekt ekologicznego budownictwa społecznego w znacznym stopniu udowodniłby, że budynki oparte na naturze w 100%, mogą jednocześnie sprostać wyzwaniom ekonomicznym i w zakresie ideologii zrównoważonego rozwoju.
Źródła:https://420intel.com/articles/2022/04/06/why-construction-industry-needs-hemp-and-fungi
Autor:
VapoManiak, wielki fan waporyzacji, kolekcjoner i niezależny recenzent waporyzatorów. Masz pytanie? Napisz do mnie lub zostaw komentarz – odezwę się! Zapraszam też na grupę na Facebooku: Waporyzacja Ziół Leczniczych, gdzie otwarcie dzielę się swoją wiedzą i odpowiadam na bieżące pytania.
