Artykuł o budowaniu z glin naturalnych przygotowany na konferencję z okazji 20-lecia powstania Krajowego Zrzeszenia Producentów Materiałów Budowlanych CERBUD.
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Przyszłość budowania z gliny niewypalonej
1. Wstęp.
Glina niewypalana jest obecna w domach ludzi od dawna jako najstarszy budulec występujący na całym świecie. Na różnych kontynentach tworzono domostwa w różnych technikach - w zależności od tego jaka glina była dostępna pod nogami. Dosłownie.
Poniższa mapa pokazuje, gdzie występowała historycznie i do dzisiaj występuje architektura z gliny - nazywana również w czasami architekturą z ziemi (ang. earthen architecture). W 2012 roku UNESCO wybrało nawet miejsca, które są Światowym Dziedzictwem Architektury Glinianej (UNESCO World Heritages sites) - oznaczone na mapie czarnymi punktami.
Źródło: Francuski instytut CRATerre/ESNAG (http://cr aterre.org/?new_lang=en_GB).
2. Dlaczego budowano z gliny niewypalanej i nadal się to robi?
Przede wszystkim jest to materiał dostępny w dużych ilościach. Po drugie do jego stosowania nie potrzeba energochłonnego wypalania. Dodatkowo - wystarczy wydobyć, namoczyć, wymieszać i stosować. Materiał ten jest również bardzo łatwy w obróbce, awyschnięty tworzy ścianę odporną na warunki atmosferyczne, ognioodporną i wiatroszczelną.
Z gliny niewypalanej można było tworzyć izolacje fundamentów, podłogi, ściany, sufity, poddasza, zatem w każdym elemencie domu glina była obecna. Co więcej - domy z drewna zaczęto również tynkować tynkami glinianymi, aby zabezpieczyć je od ognia, ale także dlatego, że wyglądały później na murowane - zatem bogatsze i bardziej dostojne.
Glina w czasach nowożytnych zdobywała największą popularność w czasach klęsk wywoływanych najczęściej przez wojny. I tak w Polsce najwięcej literatury z instrukcjami praktycznymi, jak budować z gliny niewypalanej powstało po I i po II wojnie światowej. W latach 50. i 60. XX wieku stworzono nawet normy budowlane dotyczące budowania z gliny niewypalanej. Były one następnie adoptowane w podręcznikach budowania z gliny w sposób praktyczny i dostępny. Niestety po tym okresie budownictwo z gliny niewypalanej zepchnięto skutecznie na prawie pół wieku do stwierdzenia "glina jest dobra w Afryce". A to nie jest prawda. Z gliny budowano od tysięcy lat, buduje się nadal, i będzie się budowało.
Dzisiaj nadal dostrzega się powyższe zalety materiału, jakim jest glina niewypalana. Dodatkowo, aby powyższe zalety udowodnić przeprowadza się badania naukowe i techniczne, które potwierdzaj ą każdą z właściwości. Bada się to, jak odporne na ogień są ściany wybudowane w różnych technikach lub to jak roznosi się głos w pomieszczeniach otynkowanych tynkami glinianymi. Aktualnie wydaje się, że najważniejszą cechą jest to, że cegły z gliny niewypalanej lub tynki gliniane bardzo dobrze akumulują ciepło, co czyni je bardziej popularnymi w domach np. pasywnych. Największym wyzwaniem jednak jest to, że normy budowlane wymagają tego, aby ściana miała odpowiednią izolacyjność termiczną. W tym celu tworzy się nowe rozwiązania, o których napisz ę w dalszej części artykułu.
3. Jak budowano z gliny niewypalanej?
Mówienie o przyszłości budownictwa z gliny niewypalanej należy rozpocząć od tego, co zrobiono do tej pory. Co tworzyliśmy na świecie i w Polsce, która zawsze (lub prawie zawsze) podążała w budowaniu z gliny niewypalanej za trendami ogólnoświatowymi. Przyjrzyjmy się zatem podstawowym technikom wznoszenia budynków, gdzie jest używana glina niewypalana.
3.1. Drążenie w ziemi
To najbardziej pierwotna z technik. Można po prostu wydrążyć korytarz, jamę, pomieszczenie w zboczu góry i.... schronienie gotowe. Poniżej można zobaczyć europejski przykład takiego budownictwa z XI wieku - najstarsze fragmenty klasztoru Ławra Peczerska w Kijowie (Ukraina).
Źródło: http://franciszkanska3.pl/aktualnosci/%E2%80 %9E%C5%81awra-kijowsko-peczerska-%E2%80%93-swiete-miejsce-ukrainy%E2%80%9D-do-zobaczenia-w-wieliczce
3.2. Okładzina ściany - tynk gliniany (ang. clay plaster, fr. enduit en terre).
W tej technice na przygotowane podłoże - np. z poziomo lub pionowo ułożonych desek lub przeplecionych gałęzi - nakłada się mieszankę gliny, piasku, sieczki słomianej (lub sierści) - czyli tynk gliniany. Tynk gliniany, który był wiatroszczelny, wodoodporny (jeśli było pokryty wapnem lub wymieszany z np. łajnem krowim) i przede wszystkim ognioodporny.
Ta technika w naszej strefie klimatycznej była bardzo popularna w domach tzw. szachulcowych, gdzie przestrzenie pomiędzy głównymi belkami drewnianymi tynkowano właśnie tynkami glinianymi. Domy "w kratę" można oglądać w całej Europie, jak i w Polsce.
Największym z nich jest Kościół Pokoju w Świdnicy.
Świątynia Pokoju w Świdnicy. Fot.: Wojciech Owczarzak
Zjawiskowe są również stodoły przydrożne z Dubinie
Dubin ze stodołami w woj. wielkopolskim. Fot. Wojciech Owczarzak
3.3. Cegła gliniana niewypalana (ang. mud brick, fr. adobe brique)
Ta technika jest bardzo urozmaicona, w zależności od regionu świata. Do tej techniki nadawał się praktycznie każdy rodzaj glin - podobnie jak w przypadku tynków glinianych. Tworzone cegły były wykonywane tylko z gliny (Polska), z gliny z sieczką w rozmiarach: ok. 40x30x6 cm (Cypr), lub też z gliny z sieczką i żwirem w rozmiarach ok. 12x15x30 cm (Polska).
Jednym z przykładów budynku wzniesionego z cegły w formie tradycyjnej - czyli wielkości cegły wypalonej jest dom w Pobiedziskach (woj. wielkopolskie). Jest on położony niedaleko od centrum, w rzędzie kamienic.
Kamienica w Pobiedziskach wzniesiona z cegły niewypalanej. Fot. Wojciech Owczarzak.
Innym rodzajem cegły są bloki z gliny połączonej z grubym żwirem i sieczką. W Długiej Goślinie w powiecie poznańskim stoi stara plebania wybudowana z bloków glinianych o wymiarach 12x15x30 cm.
Bloki z gliny niewypalanej w Długiej Goślinie. Fot. Wojciech Owczarzak.
3.4. Glina ubijana (ang. rammed earth, fr. pisé).
Cechą tej techniki jest układanie warstwami specjalnej mieszanki gliny i żwiru w szalunku. Następnie mieszankę tę ubija się ubijakami, aż osiągnie ona pożądaną grubość. I wtedy nasypuje się kolejną warstwę i następuje ubijanie. Po wypełnieniu szalunku do końca gliną już skompresowaną sam szalunek przestawia się na kolejny poziom.
Masywna ściana z gliny ubijanej utrzymuje gliny ubijanej. Gołębowo (w gminie Oborniki, woj. wielkopolskie). Fot. Wojciech Owczarzak.
Szalunki wypełnione gliną ubijaną w muzeum w Niemczech. Fot.: Wojciech Owczarzak
Ta technika najpewniej kojarzona jest z dużymi budowlami. Dlaczego? Ponieważ jest to technika budowania masywna i odporna na warunki atmosferycznej. Tak właśnie zbudowano dużą część Muru Chińskiego. Nie inaczej jest w Polsce. W tej technice w okolicach Obornik (Wielkopolska) wzniesiono w XIX wieku przestronne stodoły, użytkowane do dzisiaj.
Stodoła w Gołębowie z 1950 roku (gmina Oborniki). Fot. Wojciech Owczarzak.
3.5. Glina nakładana (ang: cob, fr. bauge)
Technika ta polega na konstruowaniu murów monolitycznych w postaci gliny układanej/nakładanej w grubych warstwach i ubijanych. Kolejne warstwy mogą być ubijane bez szalunku, a wtedy wystające na boki nadwyżki odcinane są toporem lub ostrym szpadlem. W celu wyprowadzania prostszych ścian można było używać prostych szalunków.
Przycinanie wystającej ściany w technice gliny układanej. Źródło: http://totem-terre-couleurs.fr/maconnerie-terre/mur-de-bauge.html
W tej technice wykonywano mniejsze budynki, a samo jej nauczenie się było bardzo proste. Sama mieszanka również nastręczała mniejszych problemów do stworzenia dla budujących, ponieważ składała się tylko z gliny i sieczki. Potrzebne były dodatkowo narzędzia ręczne: topór, szpadel lub piła.
Dom z 1920 r. wykonany w technice gliny nakładanej z widocznymi wbitymi w elewację kawałkami ceramiki ułatwiającymi trzymanie się tynku wapiennego. Zygmuntówek powiat turecki woj. wielkopolskie. Fot. Wojciech Owczarzak.
3.6. Glina lekka (ang. light earth construction, fr. terre allégée)
W tej technice glina pełni rolę lepiszcza (a nie spoiwa), które skleja materiał izolacyjny, którym jest najczęściej słoma. Po włożeniu mieszanki izolatora sklejonego gliną (tłustą lub bardzo tłustą) do formy powstaje cegła z gliny lekkiej gotowa po wyschnięciu do murowania. Kiedy taką mieszankę umieścimy w szalunku (np. pomiędzy słupami konstrukcyjnymi ściany domu) powstanie monolityczna izolacja. Z gliny lekkiej zatem można tworzyć bloczki lub płyty ocieplające.
Bloczek z gliny lekkiej stworzony ze szlamu glinianego i słomy tworzony metodą gospodarczą podczas warsztatów w okolicach Płocka. Fot. Wojciech Owczarzak.
4. Jak buduje się z gliny niewypalanej aktualnie?
Ta część artykułu będzie dotyczyła prawie wszystkich technik omówionych wcześniej - jednak bez techniki drążenia w ziemi, ponieważ ta technika nie jest stosowana już aktualnie w naszej strefie klimatycznej. Nie omawia się w artykule fundamentów i podłóg, które kiedy ś były budowane z gliny. Jednakże to jest tematyka wybiegająca poza temat zasadniczy.
Aktualnie twórcy technik budowania z u życiem gliny niewypalanej to producenci nowoczesnych materiałów budowlanych w pełnym tego słowa znaczeniu. Dokonują analiz literatury, wykonują liczne badania, często przy współpracy z o środkami badawczymi. Wymogiem rynkowym jest potwierdzanie jakości swoich produktów w laboratoriach podczas testów, dzięki czemu uzyskują liczne certyfikaty - standardowe (typu CE) oraz ekologiczne - najbardziej poszukiwane.
4.1.1. Tynki gliniane.
Ta część technik budowania z gliny niewypalanej jest najbardziej chyba rozwinięta, popularna, dostępna i stosowana - również w Polsce.
Tynki gliniane mają przebadane swoje właściwości, które wymienia si ę jakby jednym tchem - regulacja wilgotności, nie utrzymywanie kurzu, dobra akustyka, szybka kumulacja ciepła, możliwość zatapiania w tynku ogrzewania ściennego lub sufitowego.
W Polsce jeszcze 10 lat temu nie można było znaleźć polskiego masowego producenta tynków glinianych. Dzisiaj polskie tynki gliniane c oraz bardziej śmiało wchodzą i zdobywają rynki europejskie, a wykonawcy tynków glinianych ma ją zlecenia m.in. w Europie, jak i Azji.
Tynki gliniane produkuje m.in. Ceradbud, Polska Ceramika Cienia, Cekobud, Lepianka, Santerra, Costka. Oferta tych firm to szeroka paleta produktów o szerokiej kolorystyce: tynki bazowe, tynki ozdobne, gładzie gliniane.
Najnowszym trendem w tynkowaniu gliną są płyty gliniane. 16 i 20 mm - to grubości płyty glinianych, które mogą być przykręcane do ścian czy profili. Mogą one z powodzeniem być stosowane w nowoczesnym budownictwie konwencjonalnym, szkieletowym, czy słomianym. Dodatkowym atutem jest to, że w takiej płycie glinianej można zatopić ogrzewanie.
Należy zaznaczyć równie ż długoletni trend w Europie Zachodniej - szczególni e we Francji i Niemczech - odnawiania budynków szachulcowych (domów "w krat ę"). Ta tendencja remontowa trwała od wielu lat w tych krajach, co przyczyniło się do tego, że producenci wykształcili całe systemy do napraw tego typu domów - w Niemczech nazywanych Fachwerk.
Strona dotycząca produktów do renowacji domów szachulcowych. Źródło: https://www.claytec.de/en/products/timber-frame-restoration
4.1.2. Przyszłość tynków glinianych w Polsce
Dalsze podnoszenie świadomości obecności takiego produktu jak tynki gliniane wśród odbiorców. Co ciekawe aktualnie (2021 rok) ten produkt jest dostępny w cenach konkurencyjnych w stosunku do tynków cementowo-wapiennych i gipsowych.
Ważne jest zdobywanie certyfikatów dla produkowanych tynków glinianych, które będą pozwalały na ich stosowanie w budynkach użyteczności publicznej: szkołach, przedszkolach, żłobkach, urzędach, biurowcach, galeriach itp.
W celu szerszego stosowania tynków glinianych należałoby podejść głębiej do kontaktów z architektami, inżynierami budownictwa i projektantami wnętrz.
Dzisiejsza sytuacja w tynkach glinianych to wysoka cena usługi tynkowania tynkami glinianymi. Warto by się zastanowić nad tym, aby coraz więcej fachowców dowiadywało się o tym, że tynki gliniane mogą być kładzione zgodnie ze wszystkimi regułami, jakimi kładzie się tynki konwencjonalne. Czyli można je nakładać tymi samymi narzędziami (od kielni po agregat), tymi samymi warstwami (obrzutka, narzut, gładź). Warto też zastanowić się nad prowadzeniem warsztatów tynkowania gliną. Takie warsztaty prowadzi kilka miejsc w Polsce, m.in. Fundacja Centrum Inicjatyw Naturalnych, którą prowadzę od 10 lat.
Osobnym punktem jest renowacja zabytkowych budynków szachulcowych. Przeważnie jest to proces bardzo skomplikowany oraz kosztowny. Warto by jednak zastanowić się nad stworzeniem oferty dla tego typu renowacji.
Na zachodzie modne jest również przygotowywanie i opracowywanie treści związanych z wiedzą o tym, jak zbudowany jest taki rodzaj ścian - prowadzenie swoistej edukacji w zakresie budowania naturalnego.
Schemat budowy ściany szachulcowej. Źródło: http://www.lehmbau-pritzl.de/neu/pdf/2_2_geflecht_und_strohlehm.pdf.
4.2.1. Cegła gliniana niewypalana.
Cegła niewypalana ma podobne powodzenie w Polsce, jak i w Europie, jak tynki gliniane. Każda cegielnia produkuje cegły niewypalane praktycznie od zawsze - wystarczy, że cegły nie przejdą procesu wypalania. Te cegły stosowane są z powodzeniem jako masa kumulująca ciepło w domach np. pasywnych.
4.2.2. Przyszłość cegły glinianej niewypalanej w Polsce.
Dalsze podnoszenie świadomości obecności takiego produktu jak cegła gliniana niewypalana. Podkreślanie jego zalet, które w dobie dbania o kumulowani e ciepła, są nie do zastąpienia.
4.3.1. Glina ubijana.
W tej technice w Polsce buduje się znikome ilości budynków prywatnych. Ta technika budowania jest pracochłonna i mało znana. Istnieje kilka firm, które buduje w tej technice komercyjnie domy. Dodatkowo parametry cieplne ściany nie są odpowiednie dla aktualnych wymagań. Taka ściana powinna być jeszcze ocieplona. W porównaniu ze ścianą murowaną budownictwo z gliny ubijanej w Polsce nie zyskuje na popularności, nawet w kręgach związanych z budownictwem ekologicznym.
W Europie Zachodniej jest zgoła inaczej. We Francji prowadzone są badania naukowe, w których analizuje si ę optymalne mieszanki, w oparciu o historyczne normy i doświadczenia na budowach.
Budowanie z gliny ubijanej szkoły we Francji. Źródło: https://www.tf1.fr/
Budowanie z gliny ubijanej szkoły we Francji. Źródło: https://www.tf1.fr/
Dodatkowo kształci się kadry związane z budownictwem: inżynierów, architektów, wykonawców.
Budowanie z gliny ubijanej szkoły we Francji. Źródło: https://www.tf1.fr/
W przypadku Francji ważne jest wsparcie finansowe władz lokalnych, rządowych i różnorodnych organizacji pozarządowych.
4.3.2. Przyszłość gliny ubijanej w Polsce.
Trzeba mieć pełną świadomość tego, że technika ta jest bardzo mało upowszechniona w Polsce. Warto jednocześnie wspomnieć, że gotowe i sprawdzone historyczne normy budowlane mają w Polsce już 50 lat.
Być może warto zarzucić tę technikę i już do niej nie wracać. A może warto spróbować przypomnieć sobie tę technikę budowlaną, rozpoznać jej nowe możliwości. Ale jak tego dokonać? Może warto zrobić kilka badań, projektów, wykona ć kilka ścian próbnych, spróbować zbudować kilka budynków gospodarczych w tej technice?
4.4.1. Glina nakładana
W Polsce budowanie z gliny nakładanej nie cieszy się dużym powodzeniem. Przyczyny tego stanu są podobne, jak w przypadku gliny ubijanej. Pracochłonność i nieodpowiednie parametry cieplne ściany. Nie ma w Polsce firm, które działaj ą w obszarze wznoszenia komercyjnego budynków w tej technologii. Jednakże istnieje w Polce kilka miejsc, gdzie można na warsztatach nauczyć się w jaki sposób poło żyć glinę na ścianach lub jako polepy.
Podobnie, jak w przypadku gliny ubijanej, w krajach zachodnich podtrzymuje się umiejętności budowania z gliny nakładanej. I tak np. w Wielkiej Brytanii prowadzony jest międzynarodowy projekt badawczy i wdrożeniowy Cobbauge finansowany z funduszy europejskich. Dotyczy on tego, jak budować nowoczesną konstrukcję z gliny nakładanej wraz z gliną lekką tak - aby ta konstrukcja była dostępna ekonomicznie i spełniła wszystkie wymogi stawiane budownictwu konwencjonalnemu.
Jak przygotować ścianę z gliny układanej w nowoczesny sposób? Źródło: http://www.cobbauge.eu/en/
Całkowicie nowym podejściem do gliny nakładanej jest stosowanie gliny, jako głównego materiału, w którym drukuje si ę domy w systemie druku trójwymiarowego 3D.
Drukarka 3D, drukująca domy z gliny nakładanej warstwa po warstwie. Źródło: https://www.3dwasp.com/en/3d-printed-house-tecla/