Ściany ze słomy? To się szybko (nie) spali! Testy ogniowe naturalnych materiałów

Program badawczy stanowi część projektu „Dekarbonizacja Procesów Budowlanych” wspólnie prowadzonego przez Instytut Ochrony Środowiska – Państwowy Instytut Badawczy oraz Ogólnopolskie Stowarzyszenie Budownictwa Naturalnego. Jego celem jest wprowadzenie do szerszego użycia materiałów budowlanych o niskim lub zerowym śladzie węglowym. Takie właśnie są surowce pochodzenia roślinnego - odnawialne, można je kompostować, nadają się świetnie na potrzeby gospodarki obiegu zamkniętego.

Ale co z ich łatwopalnością? By rozwiać te wątpliwości, zleciliśmy badania odporności pożarowej ścian z izolacją z kostek słomy w Instytucie Techniki Budowlanej.

Straw bale, czyli budownictwo z kostek słomy

Straw bale to w języku angielskim zarówno kostka słomy, jak i nazwa sposobu budowania - z zastosowaniem takich elementów. Słomę wykorzystuje się w budownictwie ekologicznym, gdyż jest bardzo dobrym materiałem izolacyjnym, a przy tym surowcem lokalnym, dostępnym i odnawialnym co roku. Według naszych szacunków w Polsce powstało już kilkaset budynków straw bale - głównie domów. Przykłady z innych krajów świadczą o dużo większych możliwościach. Np. we Francji - to już ponad 10 tysięcy obiektów, w tym szkoły i budynki wielorodzinne. Użycie słomy w prefabrykatach o konstrukcji drewnianej (ścian, stropów, dachów etc.) to współczesna odpowiedź na potrzebę ekologicznego, szybkiego i przewidywalnego systemu budowania. Ostatnie 30 lat intensywnego rozwoju i badań straw bale w Europie przyniosło też wiedzę, jak budować bezpiecznie.

Dla zapewnienia bezpieczeństwa pożarowego budynków wielorodzinnych oraz użyteczności publicznej – w zależności m.in. od ich wielkości i funkcji – stawiane są konkretne wymagania w zakresie odporności pożarowej. Dla ścian nośnych stosuje się oznaczenia REI (gdzie: R - nośność ogniowa, E - szczelność ogniowa, I - izolacyjność ogniowa) wyrażone w minutach. Taka klasyfikacja daje informacje - jak długo ściana jest w stanie wytrzymać oddziaływanie pożaru. Drewno i słoma są materiałami palnymi (drewno - klasa reakcji na ogień D, słoma - klasa E wg badań niemieckich). Czy można więc tworzyć z nich ściany o dużej oporności pożarowej?

Ściany ze słomy vs. 1000 stopni Celsjusza w piecu...

By odpowiedzieć na to pytanie, w ITB poddano badaniu próbki reprezentujące fragmenty ścian straw bale w skali 1:1. Były to prefabrykaty o konstrukcji drewnianej, wypełnionej sprasowaną słomą o gęstości ok. 100 kg/m3. Od wewnątrz wykończono je płytami glinianymi (gr. 1,6 cm) i tynkiem glinianym (gr. 0,5 cm), a od zewnątrz płytami izolacyjnymi na bazie lignocelulozy (gr. 6 cm). Przygotowane próbki umieszczano w otworze ogromnego pieca gazowego, obciążano, a następnie poddawano działaniu ognia i ekstremalnych temperatur (ponad 1000°C) przez ponad dwie godziny.

Ostatecznie, w wyniku dwóch testów, ściana otrzymała klasyfikację REI 90 / REI 90 (o→i) - dla oddziaływania ognia z zewnątrz i REI 120 (i→o) - dla oddziaływania ognia od środka budynku. Ten znakomity wynik został przyjęty z niemałym zaskoczeniem w laboratorium. Wiemy jednak, że nie jest to przypadek, lecz potwierdzenie właściwości straw bale i wyników wcześniejszych badań prowadzonych za granicą.

W omawianym badaniu, nowością było zastosowanie płyt glinianych od wnętrza budynku, w miejsce tradycyjnego tynku glinianego, oraz płyt z lignocelulozy po stronie zewnętrznej – celem dostosowania do procesu prefabrykacji. Wybrane płyty gliniane, jak i lignocelulozowe są produkowane w Polsce – zgodnie z ideą stosowania materiałów możliwie lokalnych.

W ramach projektu zostaną przeprowadzone kolejne testy, m.in w zakresie stopnia rozprzestrzeniania ognia przez elewacje ścian straw bale i hempcrete oraz klasy reakcji na ogień tych materiałów. Prowadzone badania mają na celu przygotowanie do dopuszczenia zastosowania technologii naturalnych i konstrukcji drewnianych w budownictwie mieszkaniowym i publicznym w Polsce. Szczegółowe raporty wraz z wnioskami zostaną upublicznione przed końcem kwietnia.

Neutralność klimatyczna - niezbędna od zaraz

W ramach dążenia do neutralności klimatycznej, już w 2027 roku w całej Unii Europejskiej obowiązkiem stanie się wyliczanie śladu węglowego dla całego cyklu życia budynku, tj. od produkcji materiałów budowlanych aż do rozbiórki obiektu. Rynek budowlany w Polsce pilnie potrzebuje więc nowych rozwiązań, możliwych do zastosowania również w budynkach wielorodzinnych oraz użyteczności publicznej. Przeprowadzone badania są istotnym krokiem w stronę udokumentowania właściwości naturalnych materiałów budowlanych i udowodnienia, że możliwe jest ich stosowanie w większej skali.

mgr inż. arch Dorota Suwaj
dr inż. arch Maciej Jagielak
Ogólnopolskie Stowarzyszenie Budownictwa Naturalnego

^{*Materiał powstał w ramach projektu „Dekarbonizacja procesów budowlanych – wprowadzenie materiałów naturalnych o zerowym śladzie węglowym, w tym drewna, do gospodarki obiegu cyrkularnego w budownictwie”, realizowanego przez Instytut Ochrony Środowiska – Państwowy Instytut Badawczy oraz Ogólnopolskie Stowarzyszenie Budownictwa Naturalnego. Korzysta on z dofinansowania o wartości 744 951 euro otrzymanego od Islandii, Liechtensteinu i Norwegii w ramach Funduszy EOG.}