Pasidomėjome, kaip įmanoma suderinti šiuos reikalavimus statybų pramonėje ir statybvietėje, kokios statybos produktų ir technologijų naujovės žinomiausios mūsų šalyje.
Darnusis pastatas – energetiškai efektyvus ir ekologiškas
Darnioji statyba – vienas didžiausių ir svarbiausių šio technologijų amžiaus iššūkių. Kiekvienos statybos – statybinių medžiagų ir jų konstrukcijų gamyba, naudojimas, statybvietėse taikoma technika ir technologijos – neigiamai veikia aplinką plačiąja prasme. Aplinkos taršą šiuolaikiniame statybų sektoriuje būtina suvaldyti, taikant darniosios statybos principus. VGTU Statybinių medžiagų katedros profesorius Albinas Gailius akcentuoja: šiandien be galo svarbu naudoti tokias medžiagas ir technologijas, kurios minimaliai paveikia tiek žmogų, tiek gamtą.
Darnioji statyba – tai tokia statyba, kai tarpusavyje dera naujos medžiagos, technologijų inovacijos ir energijos išteklių vartojimas. Modernių statybinių medžiagų gamybai šiandien siekiama sunaudoti kuo mažiau energijos. Siekiama vietoj įprasto kuro naudoti kuo daugiau energinių išteklių iš atsinaujinančių šaltinių: saulės, vėjo energijos, biokuro. Kurti ir tobulinti statybų technologijas, kurios mažintų sunkiosios technikos naudojimą. Taip mažinti aplinkos taršą, nes sunkioji statybų technika į atmosferą išmeta didelius teršalų kiekius.
Prof. A. Gailius primena – statybinių medžiagų kaina sudaro apie 60 % visos pastatų statybos sąmatinės vertės. Todėl aplinką tausojančios statybos prioritetai – statybinės medžiagos iš vietinių žaliavų, naujų statybinių medžiagų bei gaminių kūrimas, gamyba ir naudojimas. Taip pat statybinių medžiagų gamybos, transportavimo, produkcijos saugojimo ir energijos naudojimo visiems procesams sąnaudų mažinimas.
Darniosios statybos medžiagos ir technologijos
Ekologiškos statybos pagrindas – medžiagos iš natūralių gamtos išteklių: molis, akmuo, smiltainiai, šiaudai ir kt. Tai yra vietinės medžiagos, kurių nereikia vežtis iš užsienio. Vienu geriausių ekologinės statybos iš ekologiškų medžiagų, naudojant aplinkai palankias technologijas, pavyzdžių prof. A. Gailius vadina statybas iš presuotų šiaudų ryšulių. Žaliava karkasinio pastato sienų statybai gali būti užauginta per vienus metus netoli pastato statybos vietos, o nugriovus tokį pastatą po jo eksploatacijos gaunamos biodegraduojančiosios atliekos. Šiaudiniai pastatai labai šilti, jiems šildyti žiemos metu reikia labai nedaug kuro, tad poveikis klimato kaitai yra minimalus.
Karkasinė statyba iš šiaudų įdomi, nes pirmiausia įrengiamas namo stogas. Taip statybų aikštelė apsaugoma nuo lietaus, o tai labai svarbu statant šiaudinius namus. VGTU prof. A. Gailius pastebi, kad šiaudinių namų nendrinis stogas itin ilgalaikis. Medinis šiaudinių namų karkasas išlaiko ir molinių čerpių stogą.
Pramoninėje statyboje taip pat galima naudoti karkasinę statybą, bet karkasui reikės betono, metalo. Lydant metalą, formuojant iš jo armatūrą, sijas ar kitas konstrukcijas, naudojama daug energijos, teršiama aplinka. Aplinkos tarša mažėja, kai naudojama atsinaujinančių išteklių energija. Kaip rišamąją medžiagą prof. A. Gailius siūlo naudoti atsparų drėgmei gipsą – taip pat natūralią žaliavą, jo blokelius galima sudėti į tarpus tarp atraminių pastato konstrukcijų. Perdangoms vietoj įprastų gelžbetonio plokščių, jei neplanuojama, kad pastatas patirs dideles apkrovas, galima naudoti surenkamuosius smulkiuosius perdangų blokelius – keraminius, kompozitinius, iš rišamosios medžiagos ir organinių medžiagų atliekų.
Statybinėms medžiagoms tobulinti ir naujų paieškoms mokslininkai skiria daug dėmesio. Pavyzdžiui, cemento gamybai reikia daug energijos: gaminant vieną toną cemento į aplinką išskiriama beveik tona anglies dvideginio. Šiuo metu ieškoma, kuo pakeisti cementą, kaip padaryti, kad jo gamybai reikėtų mažiau energijos, bet būtų išsaugota gaminio kokybė.
Neseniai prof. A. Gailiaus koordinuojami VGTU mokslininkai Europos finansuojamo tarptautinio projekto metu panaudojo cemento gamybai keramikos atliekas. Kadangi cementas gaminamas iš molio ir klinčių, mokslininkai ėmė smulkiai sumaltą keramikos laužą, sudužusias plytas. Nustatyta, kad be jokių nuostolių medžiagos įvairioms savybėms, taip galima pakeisti iki 15–18 % cemento keramikos atliekomis. Tai tik vienas pavyzdys, kaip tobulinamos statybinių medžiagų gamybos technologijos.
Naujoviškos statybinės medžiagos turi išsiskirti geromis fizikinėmis ir mechaninėmis savybėmis, turėti kuo mažesnį šilumos laidumą. Efektyvias medžiagas ir šiuolaikinius reikalavimus atitinkančias statybų konstrukcijas galima sukurti tik tinkamai parinkus ir sujungus jas sudarančius komponentus. Dauguma statybose naudojamų medžiagų – daugiakomponentės.
Naujovės statybinių konstrukcijų pasaulyje
Skiriamos šios šiuolaikinės statybos prioritetinės plėtros kryptys: energetika, informacinės technologijos ir kompozitinės medžiagos bei konstrukcijos.
Habil. dr. prof. Gediminas Marčiukaitis, VGTU Gelžbetoninių ir mūrinių konstrukcijų katedros vedėjas, primena, kad visi konstrukciniai sprendimai turi tenkinti Europos Sąjungos nustatytus esminius pastato mechaninio atsparumo ir stabilumo, energetinio efektyvumo, funkcionalumo, ilgalaikiškumo reikalavimus. Planuojama į šį reikalavimų sąrašą įtraukti ir ekonomiškumo kriterijų.
Pasak prof. A. Gailiaus, Lietuvoje statybose vis dažniau naudojamos kompozitinės medžiagos ir konstrukcijos: įvairūs kompozitai su porėtaisiais mineraliniais arba organiniais intarpais, atitinkama matrica, sluoksniuotosios konstrukcijos ir kt. Tikslas – sukurti statybinius gaminius, kurie būtų stiprūs, tvarūs ir gerai izoliuotų šilumą bei garsą.
Viena didžiausių šio amžiaus naujovių – savaime sutankėjantis betonas, specialios sudėties, nevibruotas ir kitokiais būdais netankintas mišinys. Savaime sutankėjantis betonas, veikiamas tik sunkio jėgos, neišsisluoksniuojant užpildams ir paviršiuje neatsiskiriant vandeniui, tolygiai užpildo formas ar klojinius. Tarptautinėje literatūroje savaime sutankėjantis betonas žymimas SCC (angl. self compacting concrete) ar SVB (vok. Selbstverdichtender Beton), o lietuviškuose dokumentuose – SSB. Šio betono atmaina – smulkiagrūdis, savaime išsilyginantis mišinys, jau dažnai naudojamas ir mūsų statybininkų. Specialistai šią naujovę lygina su gelžbetonio atsiradimu – tai naujas betono technologijos žingsnis Lietuvoje. Iš SSB lengva formuoti sudėtingos formos gaminius, galima gauti tankų, beporį gaminių paviršių.
Inovacinis produktas ir betono sausieji mišiniai. Juos patogu naudoti dideliais kiekiais, nereikia nešiotis vandens. Naudojant sausuosius mišinius, sutaupoma apie 15–20 % rišamosios medžiagos. Jų tiksli daugiakomponentė sudėtis leidžia juos gabenti toli – vežant nesikeičia jų savybės, gabenant nereikia specialių transporto priemonių.
Habil. dr. prof. G. Marčiukaitis akcentuoja, kad šiuolaikinės medžiagos ir konstrukcijos turi būti stiprios, lengvos, gerai izoliuoti šilumą, būti atsparios gaisrui. Bet tą gali tik kompozitinės medžiagos ir konstrukcijos. VGTU šiuo metu šios srities tyrimai ir tokių medžiagų paieškos yra prioritetas.
Kompozitinės medžiagos – tai atitvarinėms išorinėms sienoms naudojamos daugiasluoksnės „sumuštinio“ (angl. Sandwich) tipo plokštės. Ant stogo dedamos lengvos metalinės plokštės su putų polistirenu. Tokios plokštės, pasak prof. G. Marčiukaičio, tinkamos visiškai padengti stogui, nors metalo sluoksnis jose yra tik apie 0,4 mm storio, o viduje – putų polistirenas. Ši kompozitinė plokštė atlaiko tokias pat apkrovas, kaip stora gelžbetoninė. Be to, kompozitinė plokštė gerai izoliuoja šilumą, kitaip nei gelžbetonis.
Dar viena ir Lietuvoje gaminama kompozitinė medžiaga – lengvieji keraminiai (keramzitbetonio) blokeliai. Vibracinio presavimo būdu pagaminti iš keramzito, cemento ir vandens. Keramzitas – aukštoje temperatūroje kaitinto molio granulės, keturis kartus lengvesnės už gamtoje randamus statybinius užpilus ir išsiskiriančios puikiomis termoizoliacinėmis savybėmis. Blokelių rišamoji medžiaga – cementas, blokeliai nebijo vandens ir gerai sukimba su tinku. Jų gamybos technologija lemia blokelių masės vienalytiškumą, eliminuoja galimybę išsisluoksniuoti. Dažnai naudojami vidiniam išorinės sienos sluoksniui šalto klimato šalyse. Šie blokeliai stiprūs, bet lengvi, gerai izoliuoja šilumą, nes juos gaminant siekiama didinti jų tuštumas. Didesnio porėtumo tuštumėtieji keramikos gaminiai yra lengvesni, sumažina gamybai reikalingas žaliavų ir energijos sąnaudas.
Kompozitinė pilnavidurė statybine medžiaga yra lengva, bet išsiskiria didele laikančiąja galia, gerai sukimba su tinku, yra atspari šalčiui, menkai absorbuoja vandenį, yra mažo kapiliariškumo, turi geras termines savybes. Nutinkuota keramzitbetonio blokelių siena yra atspari ugniai ir izoliuoja garsą.
Inovaciniai projektiniai ir konstrukciniai sprendimai
Jie taip pat turi atitikti darniosios statybos reikalavimus. Siekiama naudoti lengvas konstrukcijas, kad reikėtų mažiau technologinės įrangos: juk gelžbetoninei plokštei pakelti reikia galingo krano, o jis teršia aplinką, be to, jį reikia atsigabenti. O surenkamąją perdangą iš keramzito blokelių, atliekančią tas pačias funkcijas, galima surinkti rankomis.
Prof. G. Marčiukaitis pastebi, kad naujosios, kompozitinės medžiagos ir konstrukcijos leidžia statyti įdomesnės formos statinius. Pavyzdžiui, banguotų formų statinių mūsų šalyje yra nedaug būtent dėl to, kad nėra tinkamų konstrukcinių sprendimų joms išgauti.
Inovatyvia galima vadinti ir konstrukciją, kuri su mažiausiomis medžiaginėmis išlaidomis suteikia geriausią rezultatą, atitinkantį ES esminius reikalavimus. Tačiau svarbu atsižvelgti ir į ekonomiškumo aspektą. Konstrukcijų ir projektavimo naujovės priklauso nuo architekto bei konstruktoriaus išmonės, nuo jų inovacinių medžiagų paieškų. Jei naujoviška konstrukcija bus stipri ir lengva, ja galima perdengti didžiausias angas.
Įvairiausiai naudojamos inovacinės konstrukcijos yra jau minėtos „sumuštinio“ tipo plokštės, iš anksto įtemptojo gelžbetonio konstrukcijos. Vis dėlto, pasak prof. G. Marčiukaičio, statyboje gelžbetonis su betono pagrindu užima pirmąją vietą, nes tai yra stipri ir nedegi medžiaga. Ypač pramoninių objektų statyboje iš anksto įtemptojo gelžbetonio konstrukcijų asortimentas paklausus dėl konstrukcinių ypatumų. Lietuvoje trūksta plonasienių gelžbetonio konstrukcijų, kevalų ir klosčių iš įtemptojo gelžbetonio, kurios leistų perdengti didesnes angas.
Šiuolaikinės medinės konstrukcijos irgi gali būti vadinamos kompozitinėmis. Šiuolaikinės technologijos leidžia medieną išnaudoti efektyviau, ekonomiškiau. Klijuojami skirtingos medienos sluoksniai: pavyzdžiui, lapuočiai naudojami ten, kur maži įtempiai, o stipresnė mediena – viršuje, apačioje, kur reikia tvirtumo.
Lengvos plieninės konstrukcijos ir iš jų pastatyti statiniai – tokių modernių plieninių pastatų masė yra keliskart mažesnė, nei statytų iš tradicinių medžiagų. Pamatų apkrovos – mažesnės, o statybos vyksta efektyviau ir ekonomiškiau. Mažesnės transportavimo, surinkimo išlaidos, nes nenaudojama sunkiosios technikos, statinį lengva išmontuoti, perkelti į kitą vietą.
Įvairios polimerinės konstrukcijos – dar viena naujovė. Užuot naudojus metalą, pasitelkiama polimerinė armatūra: stiklo pluošto, anglies pluošto ir pan. Lietuvoje polimerinė armatūra jau senokai naudojama neatraminėms konstrukcijoms, bet atraminėms pradėta naudoti tik dabar. Vakaruose iš polimerinių konstrukcijų yra pastatyta net tiltų. VGTU mokslininkai šiuo metu atlieka polimerinės ir stiklo mineralinio pluošto armatūros tyrimus. Ši medžiaga yra ilgalaikė, nerūdija, tampresnė, stipresnė už metalą, ją galima naudoti konstrukcijoms stiprinti.
Populiarėja įvairių polimerinių medžiagų naudojimas. Jos taikomos konstrukcijoms stiprinti: klijuojami polimeriniai stiklo pluošto lakštai, naudojamos polimerinės dervos, klijai.
Taip pat būtina įvairiau naudoti plastiką.
Darnioji statyba – tik pagal taisykles
Mažai energijos vartojantys pastatai buvo pradėti statyti Europoje jau 1960–1970 metais. Praėjusio amžiaus paskutinį dešimtmetį Europoje jau buvo pastatyta tūkstančiai įvairiausių tipų pasyviųjų namų. ES net išleido specialią direktyvą, kurioje numatyta, kad 2020 m. visi naujai statomi pastatai jau turės būti beveik energijos nenaudojantys, t. y. nulinio energijos suvartojimo statiniai.
Pasak prof. A. Gailiaus, energiškai efektyviems pastatams projektuoti ir statyti reikia specialių teorinių žinių bei praktinių gebėjimų. Tai liečia tiek naujų, tiek senų pastatų atnaujinimą arba modernizaciją. Renovuojant senus pastatus, turi būti padidintas visų jo elementų – atitvarų – energinis efektyvumas, jei reikia, ir konstrukcijų laikančioji galia.
Pastatų poveikis aplinkai turi būti gerokai sumažintas. Pastatai turi būti energiškai efektyvūs. Tai yra įvairių aplinkai palankios statybos koncepcijų tikslas („Gaja House“, „Green Building“, „Low Energy Building“, „Zero Energy Building“ ir kt.). Jos yra labai populiarios įvairiose pasaulio šalyse ir tampa netgi standartais, privalomais vykdyti normatyvais.
Pastato energinio naudingumo sertifikavimas – teisės aktų reglamentuotas procesas. Jo metu nustatomas pastato energijos sunaudojimas, įvertinamas pastato energinis naudingumas priskiriant pastatą energinio naudingumo klasei. Atlikus šį procesą išduodamas pastato energinio naudingumo sertifikatas.
Pastato statytojas (užsakovas) ar savininkas pirkėjo ar nuomininko pageidavimu pateikia pastato energinio naudingumo sertifikatą. Sertifikato galiojimo laikas turi būti ne ilgesnis kaip 10 metų. Šio punkto nuostatos taikomos ir parduodant ar išnuomojant pastato dalis (butus, kitos paskirties atskiro naudojimo patalpas). Tuomet pastato dalies energinio naudingumo sertifikatas gali būti išduodamas vadovaujantis viso pastato su bendra šildymo sistema sertifikatu arba tokio paties buto tame pačiame daugiabučiame pastate sertifikatu.
Pastatai, tarp jų ir daugiabučiai namai, pagal energinį efektyvumą skirstomi į devynias klases – nuo A++ iki G. Energiškai efektyviausi daugiabučiai namai turi atitikti A, A+ ir A++ energinio naudingumo klases. Aukščiausia (A++) klasė nurodo energijos beveik nevartojantį pastatą. D, C ir B klasėms pasiekti įvertinami atitvarų šilumos nuostoliai ir energijos efektyvumo rodikliai. A, A+ ir A++ klasių pastatų papildomai vertinamas sandarumas, vėdinimo sistemos parametrai.
Lietuvoje šiuo metu dauguma senos statybos nerenovuotų daugiabučių namų priskiriami F ir G klasėms. Pagrindinės tokių pastatų bėdos – prastos ekonominės ir techninės charakteristikos, energinio efektyvumo rodikliai. Renovacija gali ištaisyti daugumą šių problemų, tačiau svarbu įvertinti išlaidas bei jų ekonominį pagrįstumą. Pagal iki šiol galiojančius reikalavimus po renovacijos daugiabutis namas galėjo būti priskiriamas bent jau D klasei. Nuo 2014-ųjų, kai dalį šiems namams atnaujinti reikalingų lėšų skirs valstybė, jų energinis efektyvumas turėtų būti bent jau C klasės, ji taip pat laikytina tik trumpalaike perspektyva.
2014-aisiais ne tik naujai pastatyti ir atiduoti eksploatuoti, bet būtų siekiama, kad ir modernizuoti namai turėtų būti jau B energinio efektyvumo klasės. Pastatų energinio efektyvumo ekspertų, projektuotojų tyrimais ir daugiabučių namų renovacijos projektų administravimu užsiimančių įmonių atstovų teigimu, renovavus namus tik iki energinio efektyvumo C klasės, ateityje vėl kils problemų dėl ką tik renovuotų daugiabučių šilumos nuostolių. Be to, itin svarbu po renovacijos pastatą tinkamai prižiūrėti ir administruoti – kitu atveju pasiektas energinis efektyvumas mažės.
Šiuolaikiniai reikalavimai pastatų renovacijai ir rekonstrukcijai
Šie reikalavimai – tokie pat kaip ir statyboms: naudoti naujausias medžiagas, lengvas, stiprias, atsparias, gerai izoliuojančias šilumą ir garsą.
Prof. A. Gailius pastebi, kad šiandien siekiant mažinti sąnaudas, skirtas šildymui, didėja reikalavimai pastatų apšiltinimui.
Efektyviausias renovacijos metu šiltinimo būdas yra iš išorės, kai polistireninis putplastis yra dengiamas kompozitine tinkuojamąja sistema.
Specialiai apšiltinti sukurtos ir patikrintos šilumos termoizoliacinės plokštės iš putų polistireno ir apdailos plokščių sudaro fasado apšiltinimo sistemos branduolį. Šilumos termoizoliacinės plokštės, atsižvelgiant į pagrindo paviršių ir pastato sandarą, prie fasado paviršiaus priklijuojamos, papildomai sutvirtinant smeigėmis. Armuojamasis sluoksnis sudarytas iš glaisto masės, į kurią įterptas aukštos kokybės armavimo tinklelis. Sistemos baigiamoji dalis yra struktūrinis tinkas ar dekoratyvinės apdailos plokštės.
Šis šiltinimo būdas yra efektyvus, tai įrodyta moksliniais tyrimais, ir dažnai taikomas visame pasaulyje. Daugelyje Vakarų Europos šalių namai šiltinami polistireniniu putplasčiu. Tai ilgalaikis šiltinimo būdas, dvigubai pigesnis už šiltinimą vadinamosiomis ventiliuojamomis sistemomis, kai izoliacija metaliniame karkase yra uždengiama apdailos plokštėmis.
Dirbti su polistireniniu putplasčiu yra saugu, nes nereikia naudoti jokių sveikatą saugančių priemonių, jame nėra kvėpavimą dirginančių, sveikatai pavojingų plaušelių, o pati medžiaga yra lengva. Polistireninį putplastį sudaro net 98 % oro kapsulių, jis nepūva, yra atsparus teršalų skvarbai, puvėsiui, skersvėjams, nesusėda. Visą eksploatavimo laiką šios termoizoliacinės medžiagos savybės išlieka nepakitusios.
