Új irány az olcsó és fenntartható építésben?
Talán a fenntartható építés egyik legizgalmasabb kísérlete zajlik most Németországban a részvételünkkel.
A Darmstadti Műszaki Egyetem kutatói velünk és más ipari partnerekkel együtt papíralapú épületszerkezetek fejlesztésén dolgoznak. A „PapE” nevű kutatási projekt célja olyan külső falszerkezetek kidolgozása, amelyek akár 1-3 emeletes épületek kivitelezésére is alkalmazhatók. Miért érdekes ez? Nekünk azért, mert részesei vagyunk a projektnek. A világnak azért, mert létrejöhet a fenntartható építésben egy teljesen bioalapú építőanyag-család.
A projekt alapgondolata egyszerű! A papír – pontosabban cellulóz alapú kompozitok – meglepően jó statikai tulajdonságokkal rendelkeznek. Megfelelő szerkezeti kialakítással nemcsak könnyű, hanem nagy teherbírású is lehet. A kutatók különféle papíralapú anyagokból – például méhsejtszerkezetű kartonból, tömör papírtáblákból vagy papírcsövekből – réteges falrendszereket fejlesztenek. A PapE projekt célja egy körforgásos szemléletű falszerkezet létrehozása. A tervezett rétegrend minden funkciót – például teherhordást, hőszigetelést és akusztikai védelem – papíralapú rétegekkel biztosítana. Emellett a kutatók az építőipari szabványoknak való megfelelőséget is vizsgálják. Vizsgálják az elemek csatlakoztatását, a tűzvédelmet, a nedvesség elleni védelmet és a gyárthatóságot is. A projekt során a laboratóriumi minták mellett, idén február 10-én, egy valós méretű (4,37 m x 3,62 m alapterületű épület) prototípus is készült, amelyeket statikai és épületfizikai teszteknek vetnek alá. Jelenleg egy 5-6 hónapos kísérleti fázis zajlik.
Miért lehet fontos ez az új irány az olcsó és fenntartható építkezésben és az építőipar számára?
A kutatás mögött komoly gazdasági és környezeti motiváció áll. Az építőipar jelentős CO2-kibocsátásért felelős, különösen a cement és más ásványi alapú építőanyagok miatt. A papír ezzel szemben megújuló alapanyagból készül, könnyű, és nagy arányban újrahasznosítható.
A papíralapú szerkezetek további előnye a gyors és ipari gyártás lehetősége. A kutatók moduláris, előregyártott elemekben gondolkodnak, amelyekből gyorsan felépíthető épületek hozhatók létre. Ez különösen fontos lehet a megfizethető lakhatás területén, ahol egyre nagyobb az igény gyorsan telepíthető és olcsó lakóegységekre.
Hol használható ez a technológia a jövőben?
A kutatás elsősorban könnyűszerkezetes és kisebb épületek piacát célozza. A fejlesztett technológia alkalmas lehet például tiny house-ok, ideiglenes lakóépületek vagy katasztrófahelyzetekben gyorsan felállítható menedékek építésére.
A koncepció nem teljesen új. Korábban a japán építész, Shigeru Ban is alkalmazott kartoncsöveket ideiglenes épületekben. Vagy ott van a Wikkelhouse holland fejlesztésű moduláris háztípus, amelynek különlegessége, hogy fő szerkezeti anyaga karton (cellulóz alapú papír). A koncepciót az amszterdami Fiction Factory fejlesztette ki fenntartható és könnyű építési alternatívaként. A papíralapú építés kutatása Darmstadtban több mint egy évtizede zajlik. A 2017 és 2020 között futó „BAMP! – Building with Paper” kutatási program például a papír építőanyagként való alkalmazásának alapvető műszaki kérdéseit vizsgálta, a mechanikai tulajdonságoktól a gyártási technológiákig.
De a Darmstadti Műszaki Egyetem kutatói most ennél is tovább mennének. Céljuk egy olyan iparilag gyártható, szabványosított építőelem-rendszer létrehozása, amely a jövőben valódi alternatívát jelenthet a hagyományos építőanyagokkal szemben.
A papír egyik gyenge pontja az akusztika, mert a könnyű anyagok általában kevésbé hatékonyan gátolják a hang terjedését.
Ezért került a projektbe, ipari partnerként, a hangszigetelő rendszereket fejlesztő anyacégünk a Wolf Bavaria. A kutatás egyik kérdése éppen az, hogy az akusztikai réteg a falszerkezet mely pontján (külső burkolat közelében vagy a fal belsejében) működik a leghatékonyabban.
A kutatók már egy valós méretű kísérleti épületet is felállítottak, amelyet valós időjárási körülmények között vizsgálnak, hogy kiderüljön, mennyire tartósak a papíralapú szerkezetek. Rengeteg adatot gyűjtenek. Érdemes-e az üregeket hőszigetelő pelyhekkel kitölteni? Kialakítsanak-e csatornákat a vezetékek behúzásához? A PhoneStar Csendlap a fal külső rétegeként vagy a belsejében a leghatékonyabb?
Mit hoz az új irány az olcsó és fenntartható építésben?
A fejlesztés elsősorban könnyűszerkezetes, gyorsan telepíthető épületek piacát célozza. Ilyenek lehetnek például ideiglenes lakóépületek, mikroházak vagy katasztrófahelyzetekben gyorsan felállítható menedékek.
Michael Wolf szerint egy papírháznak csak akkor van értelme, ha a hagyományos építésmódokkal szemben egyértelműen kedvezőbb az ára. A cél az, hogy néhány éven belül bemutassák az első prototípust. A terv olyan, beépítésre kész, moduláris építőelemek gyártása, amelyek méretben és formában is nagy rugalmasságot biztosítanak. Ezáltal számos területen hasznosíthatók. Válságövezetekben gyors újjáépítést tesznek lehetővé egy háború vagy természeti katasztrófa után. Kempingekben egyszerűen létesíthetők belőlük állandó építmények. Nagyobb építkezéseken a papírházak helyettesíthetik a munkások lakókonténereit. De természetesen mobilháznak is kiválóan alkalmasak.
A kutatásban valójában három külön projekt fut. Paper-based building elements kutatás, digitális gyártás és újrahasznosítható építőanyagok fejlesztése vizsgálata. A cél nem csak egy ház, hanem egy teljes építési rendszer létrehozása az olcsó és fenntartható építésben.
