A szalmabála házak Igaz Titusz, Karcagi Eszter BME, Építészmérnöki Kar
[email protected],
[email protected] Témavezető: Dr. Lányi Erzsébet
Abstract. The first strawbale houses were built in Nebraska in the end of the 19-th century. Since then thousands of them have been built, from which the oldest ones are more than 100 years old and still stand in safe and peace. Nowedays more and more strawbale houses are being built all around the World. The importance of ecological buildings increases today, because most of the people recognised that we have to do something against the climatic change. Houses, made of strawbales, are really environment friendly. It is very few energy needed to build and maintain them, because they are made of a cheap, natural material which has got excellent thermal insulation features. These houses are easyly reachable for everyone.
1. Bevezetés. E dolgozat kutatómunkái során számtalan szalmabála fallal készült házról olvastunk, láttunk fényképeket, volt szerencsénk ellátogatni egy magyarországi bálaházba és beszélni a lakóival, valamint saját kezűleg építettünk szalmabála falat, hogy közelebbről megismerkedhessünk az anyag minden jó és rossz tulajdonságával. Ezen tapasztalatszerzések közben meggyőződhettünk róla, hogy a szalma, mint építőanyag rendelkezik néhány páratlanul jó épületfizikai tulajdonsággal, hő és hangszigetelés terén például, amilyet csak a legfejlettebb építőipari termékek és szerkezetek tudnak felmutatni, ezen felül 100%-ban természetes, megújuló, életciklusa végén a természetbe visszaforgatható alapanyagról van szó. Megtudhattuk, hogy megfelelő gondos beépítéssel hogyan képes ellenállni a tűznek, legfőbb ellenségének: a víznek, a mechanikai igénybevételeknek, rovaroknak, rágcsálóknak.
2. A szalmaházak történelmi háttére Az első szalmaházakat Nebraskában a 19. század vége felé, a bálázó gépek feltalálása idején építették. A homokos dombokkal jellemezhető tájban nem találtak építésre alkalmas anyagot. Fát csak a folyók partjain élők alkalmazhattak. Sok helyen gyeptéglák segítségével építettek kunyhókat, de bizonyos területeken ebből sem lehetett megfelelő minőségűt fellelni, így adódott a telepeseknek az ötlet, hogy a szalmabálákat, mint téglákat egymásra építve készítsenek házat. Először csak
ideiglenes jelleggel építették, de idővel rájöttek, hogy ha bevakolják, akkor nagyon is komfortos és tartós házakat kapnak. Az első ilyen házak már több, mint 100 éve épültek és közülük sok még ma is épségben áll és lakják. Idővel, a „korszerű” építőanyagok megjelenésével és a mobilizáció fejlődésével ezek a házak feledésbe merültek, ám pár évtized múlva az 1970-es évek energiaválsága idején újra felfedezték őket. Azóta a világ számos országában készültek és készülnek ilyen házak. Napjaink környezeti válsága idején egyre többen ismerik fel a környezet – és energiatudatos házak létjogosultságát, így a szalmaházak is nagy jövő elé nézhetnek.
1. ábra. Nebraskai típusú szalmaház építés közben, illetve szalmabála falazattal 1927-ben épült, ma is álló templom az USA-ban
3. A szalmabála mint építőanyag Sokan hajlamosak összekeverni a szalmát a szénával, a szalmaépítéssel foglalkozó irodalom rendszeresen kitér erre a kérdésre. A kettő nem ugyanaz! A SZALMA szántóföldi gabonanövények szárát jelenti, gabonafajtától függetlenül. A betakarítást követően az élelmiszertermelés szempontjából hulladék, amely visszamarad, tápanyagokat nem tartalmaz, az állattartásban legfeljebb almozásra használható. A SZÉNA takarmány. A legelőkről gyűjtik be. Fűféléket, virágokat, leveleket tartalmaz, melyek tápanyagban gazdagok, az állatok etetésére való. Építésre bármely gabona szalmája használható, amelyből bálát szokás készíteni. Az egyes gabonafajtákból készülő szalmabálák kis mértékben eltérő tulajdonságúak lehetnek. Ez azonban nem jelentős. Sokkal fontosabb szempontként érdemes figyelembe venni, hogy milyen szalmát tudunk a legkönnyebben, legközelebbről beszerezni.
4. Szalmaházak épületfizikája „A szalma a gabonafélék érett, nagyon kevés nedvességet tartalmazó szára. Szerkezete szerint egy rugalmas, vékony falú cső, amit szakaszokra osztanak a levelek kiindulásánál található csomók. Anyaga szerint alapvetően cellulóz, kevés ligninnel és
szilikátokkal.” Ha ezt, a szalmaszál szerkezeti és anyagtulajdonságait leíró definíciót vizsgáljuk, akkor hamar rájöhetünk, hogy minek is köszönheti a szalma a kiváló hőszigetelő tulajdonságait. Ha egy bálát nézünk tehát, az tele van olyan kis csövecskékkel, amelyek kis légkamrácskákra vannak osztva. A mai korszerű hőszigetelő anyagok gyártásának is az elve az, hogy olyan cellásított anyagot hoznak mesterségesen létre, amelyek gátolják a hőátadás különböző formáit. A szalmaszálak esetében ezt a sokszor költséges és energiaigényes folyamatot a természet végzi el és mi már készen arathatjuk le az igen jó hőszigetelő tulajdonságokkal rendelkező szalmaszálakat, hogy bálákba kötve rendelkezésünkre is álljanak a kész „hőszigetelő táblák”. Egy épületen belül a megfelelő hőkomfort kialakulásához a hőtárolás legalább olyan fontos tulajdonság, mint a hőszigetelés, különösen igaz ez a mi klímánkon, ahol a nyári túlmelegedés elleni passzív védelem leghatásosabb módja a nagy hőtároló tömegek okos alkalmazása. A szalmaházak e téren is kiváló mutatókkal rendelkeznek. Nagy hőtároló tömegüket a vastag belső vályogvakolaton kívül anyaguk természetes voltának is köszönhetik. A szalma fajhője körülbelül háromszorosa a szilikátokénak. A hőtároló képességét fokozza ezen szerkezeteknek az úgynevezett látens hőtárolás, amely a nagy párafelvevő – és leadó képességből következően csillapítja a hőingadozást. Páratechnikai kérdésekkel nem csak a fent említett látens hőtárolás miatt érdemes foglalkozni, hanem az esetleges kicsapódás, nedvességtől való károsodás kérdését vizsgálva is. Mivel a vályognak és a szalmának is rendkívül meredek a szorpciós izotermája, ami azt mutatja, hogy mekkora mennyiségben képes a párából nedvességet megkötni az anyag, ezért ezek az anyagok kiválóan gazdálkodnak a párával és nagyon ritkán fordul elő bennük kicsapódás. Huzamosan magas páratartalom mellett elérhet a szalma egy olyan kritikus nedvesség tartalmat, amikor elkezd korhadni, de a vizsgálatok és tapasztalatok szerint ezt a szintet a falban lévő szalmabála szokásos körülmények között nem éri el. Amikor valaki először hall a szalmabála házakról, első kételyei között szokott felmerülni a tűzzel szembeni ellenállóság. Ha szemléletes példával kívánjuk a szalma tűzállóságát demonstrálni, akkor a telefonkönyv analógiával élhetünk. A könyv lapjai is egyenként könnyedén meggyújthatóak, de a könyv egésze nehezen kap lángra. Ez annak az egyszerű ténynek köszönhető, hogy, míg az egy lapot vizsgáljuk, addig kellő mennyiségű oxigén utánpótlás áll rendelkezésre a közvetlen környezetben, viszont mikor a könyv egészét, akkor a szorosan összesimuló oldalak közt nincs kellő mennyiségű levegő az égés beindulásához. A szalmabála esetében ugyanerről a jelenségről van szó, a szálakat egyenként meg lehet gyújtani, de amikor bálává vannak összepréselve, akkor sokkal nehezebb ugyanezt elérni. A szalmabálák ráadásul a beépítés után két oldalt vastag vakolatot kapnak, ami teljesen elzárja a bálákat az oxigén utánpótlástól és megvédi a tűztől. Szalmabálás falszerkezetek tűzállóságát számos országban, köztük hazánkban is, vizsgálták már, és mindenhol kiállta a próbát. Akit viszont ez sem nyugtat meg, az tűzgátló vegyszerekkel történő permetezéssel tovább fokozhatja a védelmet, ám ennek a környezeti – élettani hatásait is érdemes fontolóra venni. A szalmaházak akusztikai tulajdonságairól nagyon kevés konkrét kutatási eredmény áll rendelkezésünkre, viszont rengeteg pozitív tapasztalati élmény enged arra következtetni, hogy e tekintetben sem kell a szalmabálát, mint építőanyagot
leírni. Falszerkezetek esetében elsősorban a léghangok elleni védelemre kell összpontosítani, ami a szalma szerkezetéből következően várhatóan elég jó. Általánosságban megjegyezhető, hogy a jó hőszigetelő tulajdonsággal rendelkező szálas anyagok (mint például az ásványgyapot) általában jó mutatókkal rendelkeznek a léghangok szigetelése terén is. Ugyanezt a tulajdonságot várjuk a szalmától is. A benne lakók tapasztalatai (és a bozsoki épületlátogatás során szerzett saját tapasztalataink) alapján bátran állíthatjuk, hogy a szalmaházak belsejébe alig szűrődik be valami a külső világ zajaiból. Sokaknak a szalmával kapcsolatban tartóssági aggályaik vannak. Mint szerves anyagról, feltételezik, hogy könnyen elkorhad és megszűnik betölteni funkcióját. A kérdésre a szalma nedvességtartalmának a vizsgálata adja meg a megfelelő választ. 814 % nedvességtartalom a normális, ha jól tárolták és nem érintkezett folyó vízzel, ennyit képes felvenni a levegő páratartalmából. Ennél tartósan jóval magasabb nedvességtartalom rontja a hőszigetelési képességet, és megindulhat a szalmát lebontó mikroorganizmusok szaporodása is. Egyébként még nagy nedvességtartalmú helyen, például földbe ásva is kell egy év a lebomlásához, a rizsszalmának magas szilikáttartalma miatt pedig még ennek is a duplája. Kellően alacsony nedvességtartalmú szalma azonban lényegében korlátlan ideig fennmarad károsodás nélkül. Jól példázzák ezt az első, még ma is álló, több mint 100 éves szalmaházak. Érdekességként pedig megemlíthető, hogy az eddigi legrégebbi ép szalmaszálak egyiptomi sírokból kerültek elő, és több ezer évesek.
5. Szalmaházak épületszerkezettana A szalmaházakat tartószerkezeti szempontból két fő csoportba szokás osztani. Az egyik a teherhordó falas, avagy az első házak eredetére utalva nebraskai típus, míg a másik a favázas verzió, amelyben a bálák csak kitöltő és hőszigetelő szereppel rendelkeznek. Szalmabálák nem csak a falazat, hanem a födém, padló, vagy éppen a tető hőszigetelése kapcsán is felhasználásra kerülhetnek, Így ezen szerkezetek tanulmányozása mindenképpen tanulságos. A szalmaházak esetében, mint egyébként minden más háznál is, a nedvesség elleni védekezés a legfontosabb feladat. Ezeknél a házaknál tehát különösen nagy figyelmet kell fordítani a lábazat és a tető kialakítására. Jellemzőek tehát a nagy lábazatmagasságú, hosszan kinyúló ersszel vagy tornáccal rendelkező házak. A vastag falakban létesítetett nyílások, falfülkék és domborművek jellegzetessé teszik ezeket a házakat.
6. Mitől „zöld” a szalmaház? Egy igazán környezettudatás ház nem merül ki annyiban, hogy környezetbarát anyagokat használ, hanem csökkenti az energiafelhasználását, amit ráadásul lehetőleg megújuló energiaforrások segítségével fedez. Különös gondot fordít az ivóvízfelhasználás legszükségesebbre való korlátozására, miközben hasznosítja a csapadékvizet, illetve a keletkező szürkevizeket, és nem utolsó sorban gondoskodik a
keletkező fekete víz minimalizálásáról és megfelelő elhelyezéséről. A hulladék kezelés tekintetében is különös gondot kell fordítani a környezet megóvására, ami elsősorban szelektív gyűjtéssel és a pazarlás megszüntetésével valósítható meg. A környezettudatosságba beletartozik továbbá a helyi anyagok és munkaerők használata, ami egyenletesebb népességi és gazdasági eloszlást eredményez. Egyszóval a környezettudatos ház minden vonatkozásában együtt él a közvetlen és tágabb értelemben vett természeti, gazdasági és szociális környezetével. Az előző bekezdésben felvázolt modell véleményünk szerint felépíthető szalmából. Persze nem létezik tökéletesen környezettudatos és fenntartható ház, de minél több tekintetben sikerül közelíteni hozzá, annál nagyobb lépést teszünk a fenntartható jövő felé.
8. A szalmaépítészet feltárásra váró területei Hazánkban jelenleg néhány tucat szalmaház áll csupán. Elterjedésük egyik fő gátja az ismeretlenségük, továbbá a rendezetlen jogi környezet. Ahhoz, hogy többen vághassanak bele bizalommal egy ilyen ház építésébe, sok vizsgálatot és kísérletet kell elvégezni. Részben a már meglévő, részben a jövendőben épülő házak esetében vizsgálni lehet nemcsak a klasszikus épületfizikai tulajdonságait ezeknek az épületeknek, hanem például az egyéb biológiai, fiziológia, pszichológia hatásait is az emberre. Érdemes volna összevetni a jelenlegi épületállománnyal különböző tényezők tükrében. Teljes életciklusra vetített energiafelhasználásuk és környezetszennyezésük kutatása is tanulságos eredményekhez vezethetne. Külföldön történtek kezdeményezések az előre gyárthatóság, iparosíthatóság irányába is, ami lehet, hogy segíti a technológia elterjedését, de az is lehet, hogy zsákutca. Jól látszik tehát, hogy a szalmaházak témájában rengeteg kutatásra érdemes terület kínálkozik, mellyel remélhetőleg egyre többen foglalkoznak majd a jövőben, ezzel is elősegítve környezetünk óvását, regenerálását. Köszönetnyilvánítás. Szeretnénk megköszönni a témavezetőnknek, Dr. Lányi Erzsébetnek az áldozatos, segítőkész munkáját, amellyel a dolgozatunk létrejöttét segítette. Tanácsai, iránymutatása és türelme nélkül nem szerepelhettünk volna ilyen sikeresen.
A dolgozathoz felhasznált legfontosabb irodalom: 1. Clarke Snell, Tim Callahan: Building Green, A complete How-to Guide to Alternative Building Methods; New York; Lark Books, A Division of Sterling Publishing Co., Inc.; (2005) 3. Novák Ágnes: Szalmabála építészet, Budapest, E-misszió Természet és környezetvédelmi Egyesület, (2002) 5. Medgyasszay Péter, Osztroluczky Miklós:Energiatudatos építés és felújítás; Budapest; Az épített környezetért alapítvány (1999) 6. www.szalmahaz.hu
