Poniższy artykuł opracowano w oparciu o stan prawny obowiązujący w momencie powstania tego artykułu.
Redakcja nie gwarantuje aktualności tekstu w okresie późniejszym, jak również nie ponosi odpowiedzialności za ew. stosowanie się do zawartych w nim zaleceń.

Nie tylko Filip z konopi…

Określenia budownictwo zrównoważone oraz budownictwo ekologiczne bywają w dzisiejszych czasach powszechnie nadużywane. Za ekologiczne uważa się przykładowo stosowanie materiałów termoizolacyjnych, które powodują zmniejszenie zużycia energii w fazie użytkowania budynku. Niewiele mówi się jednak o tym, jaki wpływ na środowisko ma cały cykl życia danego materiału. Warto przyjrzeć się bliżej procesowi produkcji, który może powodować zużywanie paliw kopalnych czy zanieczyszczenia. Szacuje się, że sektor budowlany odpowiada za 40% światowej emisji dwutlenku węgla. Problematyczny jest również proces utylizacji. Budownictwo generuje znaczne ilości trudnych do przetworzenia odpadów. Aby stworzyć warunki do osiągnięcia neutralnego czy nawet pozytywnego wpływu budownictwa na środowisko naturalne, należałoby zwrócić się ku powszechnemu wykorzystywaniu materiałów pochodzących z recyklingu, jak również surowców pochodzenia roślinnego, przede wszystkim drewna, słomy oraz konopi przemysłowych.

Zastosowanie powyższych, naturalnych materiałów wpływa korzystnie na bilans dwutlenku węgla. W czasie wzrostu roślin gaz ten jest wchłaniany i magazynowany w ich tkankach. Równoważy to zjawisko przedostawania się dwutlenku węgla do atmosfery w procesie produkcji, a następnie utylizacji pozostałych materiałów wykorzystanych w budynku. Na szczególną uwagę w tym zakresie zasługują konopie przemysłowe, a dokładniej wykonany z ich udziałem materiał budowlany.

Wykorzystanie konopi przemysłowych w budownictwie zostało zapoczątkowane we Francji na przełomie lat 80. i 90. XX wieku. Podczas renowacji starych budynków o drewnianej konstrukcji szkieletowej, zaistniała potrzeba wypełniania ubytków w ścianach wykonanych z naturalnych materiałów takich jak słoma czy wiklina. Poszukiwano materiału, który byłby trwały, a jednocześnie nie ograniczał paroprzepuszczalności. Rozwiązania upatrywano w wykorzystaniu cementu będącego szybkowiążącym spoiwem hydraulicznym. Jednak pomysł ten nie odniósł sukcesu, gdyż w kontakcie z drewnem lub innymi materiałami organicznymi cement blokował swobodny przepływ gazów, co prowadziło do gromadzenia się wilgoci, a w efekcie rozwoju pleśni i innych grzybów, oraz szybszego rozkładu pozostałych komponentów. Rozwiązaniem okazało się połączenie lokalnego surowca, jakim są zdrewniałe części łodyg konopi przemysłowych, ze spoiwem wapiennym.

Z konopi pozyskuje się trzy podstawowe półprodukty: włókno, paździerze oraz ziarno konopne. W budownictwie zastosowanie znajdują przede wszystkim paździerze – rozdrobnione kawałki wewnętrznej, zdrewniałej części łodygi. Jeszcze w latach 80. XX wieku traktowane były jako odpad. Od tamtej pory znaleziono dla nich wiele zastosowań, które pozwoliły uwidocznić ich korzystne właściwości.

Konopi przemysłowych, nazywanych inaczej włóknistymi, nie należy mylić z konopiami indyjskimi, których uprawa jest w Polsce zakazana. Uprawę konopi w naszym kraju reguluje ustawa o przeciwdziałaniu narkomanii. Odmiany konopi dzielone są ze względu na ich właściwości narkotyczne oceniane na podstawie obecności THC (tetrahydrokannabinolu). Dozwolona jest uprawa wyłącznie gatunków o niskim stężeniu tego związku i wyłącznie na cele działalności gospodarczej. Aby otrzymać zgodę na uprawę należy wystąpić o pozwolenie do ministerstwa. Uprawę można rozpocząć tylko pod warunkiem posiadania zgody Ministerstwa Zdrowia i Ministerstwa Rolnictwa oraz podpisanej umowy z przyszłym odbiorcą. Oprócz barier legislacyjnych i administracyjnych, polskich rolników ogranicza również technologia zbioru – brak na rynku odpowiednich kombajnów.

Zanim znalazły zastosowanie w renowacji budynków, paździerze konopne wykorzystywane były jako wyściółka dla zwierząt. Dzięki wyjątkowej budowie wewnętrznej (posiadają mnóstwo małych kanalików wypełnionych powietrzem) są jednym z najbardziej porowatych materiałów roślinnych, czemu zawdzięczają wyjątkowe właściwości higroskopijne. Działają jak naturalny osuszacz, redukując jednocześnie nieprzyjemne zapachy. Te cechy pozwoliły na wykorzystanie ich w budownictwie. Materiał powstały z mieszanki paździerzy z wodą i wapnem nazwano z angielskiego hempcrete (beton konopny), ale w przeciwieństwie do zwykłego betonu zapewnia on dobre właściwości izolacyjne w rzadko występującym w innych materiałach połączeniu z dużą pojemnością cieplną.

Hempcrete jest innowacyjnym, kompozytowym materiałem budowlanym, którego głównym składnikiem są paździerze uzyskane z obróbki konopi włóknistych różnych gatunków w tym na przykład popularnej w Polsce i dostosowanej do naszych warunków klimatycznych odmiany Białobrzeskiej. Spoiwem w kompozycie jest wapno z dodatkami mineralnymi o różnych właściwościach. Chroni ono paździerze przed rozkładem biologicznym oraz nadaje materiałowi ognioodporność. Dodatkową korzyścią ze stosowania wapna jest pochłanianie dwutlenku węgla w czasie karbonatyzacji betonu konopnego, co wywiera pozytywny wpływ na eko-balans całego cyklu życia materiału.

Kompozyty konopne znajdują w budownictwie różne zastosowania. Mogą być wykorzystywane jako materiał ścienny (wypełniający drewnianą konstrukcję szkieletową), jako izolacja podłóg czy dachów. Hempcrete posiada korzystne właściwości akustyczne, termiczne oraz zdolność regulowania wewnętrznej wilgotności względnej dzięki charakteryzującej go dużej higroskopijności. Przyczynia się tym samym do zapewnienia zdrowego mikroklimatu w pomieszczeniach oraz oddziałuje dodatnio na efektywność cieplną.

Istnieją dwie podstawowe techniki stosowania betonu konopnego w budownictwie. Pierwszą, bardziej popularną, jest tak zwana „luźna” mieszanka konopno-wapienna pozyskiwana na miejscu budowy poprzez zmieszanie poszczególnych składników np. w odpowiednio przystosowanej betoniarce. Technika ta stosowana jest zarówno do stawiania ścian poprzez wypełnianie drewnianej konstrukcji, do ocieplania dachów, jak również prac renowacyjnych. Jej wadą jest powolny proces wysychania. Alternatywną metodą jest zastosowanie „suchych” bloków konopno-wapiennych montowanych zwłaszcza w podłogach ze względu na słabą w tym przypadku wentylację poziomą. Bywają one preferowane również ze względu łatwy montaż oraz brak konieczności oczekiwania na wyschnięcie.

 

 

Hempcrete jest materiałem bardzo lekkim, porównywalnie z popularnym gazobetonem. Jego masa zależy od receptury, a dokładnie od stosunku ilości paździerzy konopnych do użytego spoiwa. Na 1 m³ wysuszonego materiału może wynieść od 300 do 500 kg. Beton konopny charakteryzuje się bardzo wysoką porowatością, co wynika z dwóch czynników. Po pierwsze porowaty jest sam surowiec – 80% konopi stanowi powietrze. Po drugie, pory mogą się wytworzyć w trakcie zagęszczania materiału (konieczność zagęszczania ręcznego, które jak wiadomo jest niejednorodne i przyczynia się do powstawania dodatkowych porów powietrza – taka „korzystna niedoskonałość”), co powoduje niewielką gęstość materiału i wpływa dodatnio na parametry termoizolacyjne.

Ważnym parametrem charakteryzującym materiały budowlane jest wytrzymałość na ściskanie. Chociaż w przypadku hempcrete jest ona relatywnie niska (od 0,3 do 3 mPa), jego zachowanie pod wpływem nacisku jest zupełnie inne niż na przykład betonu mineralnego na spoiwie cementowym. Materiał konopny nie rozpada się – obecność paździerzy powoduje iż nawet w przypadku zniszczenia kompozytu, pozostaje on w jednym kawałku. Niska wartość tego parametru nie jest jednak przeszkodą w stosowaniu betonu konopnego, gdyż nie jest on materiałem nośnym lecz konstrukcyjno-izolacyjnym. Na wytrzymałość na ściskanie wpływ ma przede wszystkim zastosowane spoiwo. Samo wapno hydratyzowane nie jest wystarczające, dlatego wskazane jest stosowanie również dodatków hydraulicznych lub porcelitowych.

Beton konopny wykazuje korzystne właściwości termiczne. Wpływ na przewodność cieplną ma tutaj gęstość materiału, a dokładniej stosunek ilości zastosowanych paździerzy konopnych do spoiwa. Im mniejsza gęstość tym większa porowatość, im większa porowatość, tym więcej powietrza, które jest dobrym izolatorem. Im grubsze frakcje paździerzy konopnych tym lepsze właściwości izolacyjne. Dla przykładu – aby uzyskać współczynnik przewodzenia ciepła U na poziomie 0,25 W/m²K ściany muszą mieć grubość 35-40 cm, a w celu otrzymania parametru U o wartości 0,2 W/m²K zalecana grubość ścian to 45-50 cm. Ważną właściwością betonu konopnego jest także zdolność do kumulowania ciepła, co zapewnia małe wahania temperatury wewnątrz budynku i pozwala na oszczędności w jego ogrzewaniu. Jest to efekt niemalże niemożliwy do osiągnięcia w przypadku zastosowania syntetycznych materiałów termoizolacyjnych – styropianu czy wełny mineralnej.

Hempcrete jest materiałem bardzo chłonnym. Jak każdy materiał organiczny może przyjąć bardzo dużo wody, o masie nawet kilkukrotnie większej niż swoja własna, co może być właściwością niekorzystną w przypadku niewłaściwego zadaszenia czy powodzi. Pozytywnym aspektem jest jednak jego łatwe wysychanie, bez zmian właściwości fizyko-chemicznych.

Technologia budowy z konopi wciąż zyskuje na popularności zarówno w pracach renowacyjnych, jak i przy realizacji projektów z dziedziny eko-budownictwa. Od 1998 roku we Francji działa stowarzyszenie sympatyków tej technologii oceniające różne rozwiązania i promujące te najlepsze. To również we Francji powstały pierwsze wytyczne dotyczące charakterystyki paździerzy konopnych do zastosowań w budownictwie. Określono nawet warunki uprawy konopi na cele budowlane, mające zapewnić jak najwyższą jakość produktu.

Trudno wypowiadać się jednoznacznie na temat kosztów wykorzystania konopi przemysłowych w budownictwie, w realiach polskich. Ze względu na uwarunkowania legislacyjne oraz związane z nimi procedury administracyjne opisane powyżej, uprawa konopi należy do marginalnych, przez co dostęp do surowca jest utrudniony. W miarę jak uprawa konopi przemysłowych będzie zyskiwała na popularności, surowiec będzie coraz tańszy. Można wręcz przypuszczać, że w przypadku powrotu do masowej uprawy konopi w Polsce, cena paździerzy będzie równie konkurencyjna jak cena słomy, traktowanej jako odpad przy uprawie zbóż. Nie zmienia to jednak faktu, że nawet w przypadku relatywnie wysokich kosztów zakupu paździerzy konopnych, cena betonu konopnego jest relatywnie niska. Przeważającym kosztem w przypadku realizacji budynku tą technologią będzie drewniana konstrukcja szkieletowa oraz wykończenie zależne od oczekiwanego standardu.

Nie istnieje prawdopodobnie na świecie druga roślina posiadająca równie duży potencjał gospodarczy, co konopie. Mogą być one wykorzystywane nie tylko w budownictwie, ale również w rozmaitych innych branżach – spożywczej, dziewiarskiej, energetycznej czy motoryzacyjnej. Jednocześnie ich uprawa wiąże się z pozytywnym wpływem na środowisko, a tempo wzrostu może być porównywalne jedynie z bambusem. Oczywiście, jak zauważają niektórzy, konopie nie rozwiążą wszystkich ekologicznych problemów współczesnego świata, nie zmienia to jednak faktu, że niewykorzystywanie kompozytu konopnego byłoby dużą stratą i rezygnacją z danej nam przez naturę szansy rozwoju eko-budownictwa.

 

 

 

Źródło:
Wprowadzenie do budowania z konopi przemysłowych, Przemysław Brzyski
Uprawa konopi przemysłowych w polskich warunkach, Piotr Jastrzębski
Jak konopie przyczyniają się do zdrowego trybu życia, Marie-Laure Pacquet