Φυσική Δόμηση - Ελαφρύς πηλός με άχυρο

Ιστορική αναδρομή

Από την αρχή της ανθρωπότητας και σε πολλές κοινωνίες, οι περισσότεροι γνώριζαν πως να φτιάξουν τα δικά τους εργαλεία και σπίτια, μαθαίνοντας μέσω παρατηρήσεων, πειραματισμών και πρακτικών. Στην Ευρώπη τα σπίτια από ελαφρύ πηλό με άχυρο είναι ιδανικά παραδείγματα ανάπτυξης του πολιτισμού. Η τεχνική αυτή βασίστηκε και εξελίχθηκε μέσα από την μέθοδο πλεγμένων καλαμιών και την εφαρμογή παχιών αργιλικών επιχρισμάτων, γνωστή και ως τσατμάς (wattle and daub), η οποία χρησιμοποιήθηκε στις κατασκευές για τουλάχιστον 6.000 χρόνια. Σήμερα ως επί το πλείστον, η χρήση της γίνεται για την αναδόμηση και διατήρηση ιστορικών κτιρίων.

Από το 12ο αι. στην Γερμανία και τη Βόρεια Ευρώπη χρησιμοποιούσαν μείγμα πηλού με άχυρο ως υλικό πλήρωσης σε ξύλινες κατασκευές. Λόγω της έλλειψης υλικών μετά τον 2ο Π.Π., μεγάλωσε το ενδιαφέρον για τη χρήση πηλού στις κατασκευές και έτσι εισήχθει στους κανόνες δόμησης ως δομικό υλικό. Κατά τη διάρκεια των δεκαετιών '70 και '80 τα παράγωγα του πηλού ελέγχθηκαν, βελτιώθηκαν και χρησιμοποιήθηκαν, έχοντας σαν αποτέλεσμα "ο ελαφρύς πηλός με άχυρο" (light straw clay) να καθιερωθεί ως δομικό υλικό.

Λόγω της απλότητας τρόπου χρήσης και τις δυνατότητες που μας παρέχουν τα φυσικά υλικά, το ενδιαφέρον και οι κατασκευές αυξάνονται συνεχώς.

Αρχιτεκτονική

Ο Ξυλότυπος είναι ιδανικός για κατασκευές ελαφρύ πηλού με άχυρο. Λόγω ότι ο σκελετός και η σκεπή είναι από ξύλο, είναι σημαντικό ο σχεδιασμός να γίνει σύμφωνα με τους Διεθνείς Κτιριακούς Κανόνες. Επειδή ο ξυλότυπος περιβάλλεται εντελώς από τον άργιλο και τις ίνες άχυρου, έχει διαχρονική προστασία από τις περιβαλλοντικές συνθήκες. Οι ξύλινες κατασκευές μπορούν να αποδομηθούν και στη συνέχεια να χρησιμοποιηθούν εκ νέου για πολλά χρόνια ακόμα.

Το μείγμα ελαφρύ πηλού με άχυρο

Για να κτίσει κάποιος τους τοίχους από ελαφρύ πηλό με άχυρο, δεν απαιτούνται εξειδικευμένες γνώσεις και εργαλεία.

Άχυρο - Το άχυρο μπορεί να είναι από σιτάρι, σίκαλη, βρώμη, ρύζι ή κριθάρι. Δεν πρέπει να είναι φθαρμένο και να είναι απαλλαγμένο από έντομα. Η διαθεσιμότητα του κυμαίνεται ανάλογα με την εποχή, για αυτό είναι σημαντικό να υπάρχει ενημέρωση για τους τοπικούς γεωργικούς κύκλους παραγωγών, για ευκολότερη πρόσβαση και καλύτερη ποιότητα.

Αργιλικό χώμα - Το χώμα πρέπει να έχει ελάχιστη περιεκτικότητα σε άργιλο 50% κατ' όγκο.  Η παρασκευή ελαφρύ πηλού είναι εύκολη: βάζουμε το χώμα στη μπετονιέρα (μιας και είναι ευκολότερο για μεγάλες ποσότητες), προσθέτωντας αργά το νερό, μέχρι να δημιουργήσει μία παχιά κρέμα.

Μείγμα ελαφρύ πηλού με άχυρο - Αφού γεμίσουμε μία δεξαμενή με την κρέμα αργίλου προσθέτουμε αρκετή ποσότητα άχυρου ή τοποθετούμε το άχυρο σε μία μεγάλη οριζόντια επιφάνεια και ρίχουμε ομοιόμορφα την κρέμα αργίλου από πάνω. Όλες οι ίνες άχυρου πρέπει να αναμιγνύονται καλά και με τα χέρια μέχρις ότου καλυφθούν από τον άργιλο, αποφεύγοντας τη δημιουργία "κόμπων" του μείγματος.

Αχυρόπλινθοι - Το μείγμα από ελαφρύ πηλό με άχυρο μπορεί να αντικατασταθεί από αχυρόπλινθους. Τοποθετούμε και συμπιέζουμε το μείγμα σε ειδικά καλούπια, τα οποία αποτελούνται από κινητά μέρη και μας επιτρέπουν να προσαρμόζουμε τις διαστάσεις.

Πλήρωση τοιχοποιίας

Υπάρχουν δύο τρόποι πλήρωσης τοιχοποιίας. Ένας είναι με τη χρήση κάθετων ξύλινων πάνελ όπου το μείγμα τοποθετείται ανάμεσα και συμπιέζεται. Απαιτεί συντονισμό και μια σχετική δύναμη στα χέρια για την ανύψωση, εγκατάσταση και απεγκατάσταση των καλουπιών. Ο άλλος είναι πιο απλός και εύκολος, αυξάνοντας όμως τη ποσότητα απαιτούμενου ξύλου προσφέροντας όμως περισσότερη στήριξη της κατασκευής. Με αυτόν τον τρόπο, τοποθετούμε οριζόντια πηχάκια πάνω στον ξυλότυπο ρίχνοτας έπειτα το μείγμα ανάμεσα. Μόλις ολοκληρωθεί η πλήρωση της πρώτης στρώσης, συμπιέζουμε το υλικό και συνεχίζουμε μέχρι να ολοκληρωθεί η κατασκευή. Το υλικό πρέπει να συμπιέζεται καλά ώστε να γεμίσουν όλες οι γωνίες της τοιχοποιίας. Αφού περάσει λίγος χρόνος για να στεγνώσει ο τοίχος, ενδεχομένως να χρειαστεί να προσθέσουμε υλικό στα κενά που ίσως εμφανιστούν λόγω συστολής του υλικού.

Οι χρόνοι στεγνώματος της τοιχοποιίας διαφοροποιούνται ανάλογα με την εποχή και τις κλιματολογικές συνθήκες (αέρας και υγρασία). Επίσης ανάλογα το είδος του άχυρου, μπορεί να φυτρώσουν μερικοί σπόροι, όπου όταν ξεραθούν, τότε ο τοίχος είναι αρκετά στεγνός.

Η τοιχοποιία μπορεί να ελεγχθεί με υγρασιόμετρο, όπου τα επίπεδα υγρασίας δεν πρέπει να υπερβαίνουν το 18%.

Προτεινόμενη Βιβλιογραφία

• One Straw Revolution: Light Clay Straw Construction. Jacob Schmidt
• Building without borders. Joseph F. Kennedy
• Natural Building Colloquium. An Introduction to Traditional and Modern German Clay Building. Frank Andresen
• Research Report. Initial Material Characterization of Straw Light Clay. JoshuaThornton 2004

Φυσική Δόμηση - Αχυρόμπαλες

Ιστορική αναδρομή

Τα σπίτια από αχυρόμπαλες πρωτοφτιάχτηκαν στις Η.Π.Α. στα τέλη του 19ου αιώνα, όταν εφευρέθηκαν οι χορτοδετικές μηχανές άχυρου. Οι έποικοι στις πεδιάδες της Νεμπράσκα καλλιεργούσαν σιτηρά, τα οποία μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν για τις κατασκευές, σε περιοχές χωρίς πέτρες ή ξύλα. Έτσι έχτιζαν τα σπίτια με τις μπάλες σαν να ήταν γιγάντια τούβλα, όπου οι μπάλες αποτελούσαν τον φέροντα οργανισμό. Τότε διαπιστώθηκε ότι τα σπίτια από αχυρόμπαλες παρείχαν ζεστασιά κατά τη διάρκεια βαρυχειμωνιάς και ήταν δροσερά τους καλοκαιρινούς ζεστούς μήνες, με πρόσθετα οφέλη όπως αυτά της ηχομόνωσης και προστασία από τους ανέμους.

Η πρώιμη αυτή κατασκευαστική μέθοδος άκμασε μέχρι το 1940 περίπου , όταν και ξέσπασε ο 2ος Π.Π.. Με την στήριξη του κεφαλαίου στις πολιτικές των μονοπωλίων, οι οποίες με τη σειρά τους προώθησαν την καθολική χρήση τσιμέντου και χάλυβα, είχε σαν αποτέλεσμα την παρ' ολίγο εξαφάνιση της τεχνικής. Στα τέλη της δεκαετίας του '70, η Τζούντι Νοξ και ο Ματ Μήρμαν, μεταξύ άλλων πρωτοπόρων που συνέβαλαν στην αναβίωση της τεχνικής, μελέτησαν τα πρώτα σπίτια φτιαγμένα από αχυρόμπαλες και βελτίωσαν την τεχνική, μεταδίδωντας τη γνώση στους περιβαλλοντικά ενθουσιώδεις κτίστες.

Η πρώτη κατασκευή από αχυρόμπαλες στην Ευρώπη κτίστηκε στη Γαλλία το 1921. Σχεδιάστηκε και κατασκευάστηκε ως πρότυπο για οικονομικότερες κατοικίες έναντι των συμβατικών εκείνη την εποχή. Το 2015 αγοράστηκε την Les Compaillons, το Γαλλικό δίκτυο δόμησης με αχυρόμπαλες και αποτελεί τα κεντρικά γραφεία έρευνας, μελέτης και εφαρμογής. Στην Γαλλία μέχρι σήμερα υπάρχουν πάνω από 3000 σπίτια κτισμένα από αχυρόμπαλες και ο συνολικός αριθμός κατασκευών από αχυρόμπαλες ανά τον κόσμο είναι εκθετικός.

Αρχιτεκτονική

Υπάρχουν δύο τύποι κατασκευών με αχυρόμπαλες.

Φέροντας οργανισμός, γνωστός και ως Νεμπράσκα - ξεκίνησε από τους έποικους στη Νεμπράσκα των Η.Π.Α. Στην τεχνική αυτή, οι μπάλες φέρουν το βάρος της οροφής, το οποίο σημαίνει ότι δεν υπάρχει άλλο δομικό πλαίσιο-σκελετός. Τοποθετούνται σαν γιγάντια δομικά τούβλα, καρφωμένες στα θεμέλια και δεμένες μεταξύ τους κατακόρυφα, έχοντας ξύλινη πλάκα στην κορυφή. Αυτή είναι η πιο απλή και γρήγορη μέθοδος ειδικά για κατασκευές όπου το μέγιστο μήκος τοιχοποιίας είναι τα 6 μέτρα.

Ο Ξυλότυπος, κυριάρχησε καθώς σαν κατασκευή είναι πιο εύκολα αποδεκτή από τις κανονιστικές αρχές, τους επιχορηγούντες και τους ασφαλιστικούς οργανισμούς. Οι αχυρόμπαλες χρησιμοποιούνται για τη πλήρωση τοιχοποιίας και το βάρος της σκεπής ή του ορόφου φέρεται από τον ξύλινο σκελετό. Η μέθοδος αυτή απαιτεί καλή γνώση και εμπειρία ξυλουργικής, ώστε να παρέχει μεγαλύτερη σταθερότητα στη κατασκευή.

Ανεξάρτητα με τη μέθοδο κατασκευής, όλες οι κατασκευές από αχυρόμπαλες επιχρίζονται. Το άχυρο, ως διαπνέον υλικό, λειτουργεί καλύτερα όταν χρησιμοποιείται με παρόμοια δομικά υλικά. Τα διάφορα μείγματα υλικών όπως άργιλος, άμμος και ασβέστης καλύπτουν το άχυρο καθιστώντας το άφλεκτο.

Οφέλη δόμησης με αχυρόμπαλες

• Θερμομόνωση - το άχυρο προσφέρει πολύ καλή μόνωση σε προσιτό κόστος.
• Ηχομόνωση - οι τοίχοι από αχυρόμπαλες έχουν πολύ καλή ακουστική μόνωση, αφού με τη συμπίεση που επιδέχονται συμπεριφέρονται αντίστοιχα του ξύλου. Στούντιο ηχογράφησης στις Η.Π.Α. τον Καναδά και την Αυστραλία έχουν κτιστεί με αχυρόμπαλες προσφέροντας ιδανική ποιότητα θωράκισης ήχου.
• Βιωσιμότητα/Αειφορία - το άχυρο είναι ανανεωσιμο φυσικό υλικό και η χρήση του σημαίνει μικρότερο περιβαλλοντικό αποτύπωμα.
• Ένα υγιεινό κατοικήσιμο περιβάλλον - το άχυρο είναι φυσικό και ακίνδυνο. Οι τοίχοι "αναπνέουν" και δεν εκπέμπουν επιβλαβείς αναθυμιάσεις όπως φορμαλδεϋδη, σε αντίθεση με πολλά σύγχρονα βιομηχανικά υλικά. Κατοικίες με αχυρόμπαλες συνιστούνται ιδιαίτερα σε όσους υποφέρουν από αλλεργίες.
• Εξοικονόμηση ενέργειας - η πιο σημαντική εξοικονόμηση στα αχυρόσπιτα είναι η μακροπρόθεσμη μείωση καυσίμων λόγω της υψηλής θερμομόνωσης τους. Το κόστος θέρμανσης μπορεί να μειωθεί έως και κατά 75% σε ετήσια βάση, σε σύγκριση με μία συμβατική κατοικία.

Προτεινόμενη Βιβλιογραφία:

• Information Guide to Straw Bale Building. Amazon Nails 2001
• Buildings of Earth and Straw: Structural Design for Rammed Earth and Straw-Bale Architecture. Bruce King
• Centre for Alternative Technology (CAT) www.cat.org.uk

Μερικά λόγια για τη Φυσική Δόμηση

Εισαγωγή

Λόγω της πολυχρηστικότητας και της ευρείας διαθεσιμότητας τους, το χώμα μαζί με το άχυρο, χρησιμοποιούνται σαν δομικά υλικά από την αρχαιότητα. Υπάρχουν ενδείξεις ότι οι πρώτες αυτόνομες κατοικίες είχαν κατασκευαστεί από φλοιούς χωμάτων που περιείχαν χόρτα και φυτά (χλοοτάπητες) ή από πλεγμένα κλαδιά/βέργες και την εφαρμογή επιχρισμάτων, τεχνική γνωστή και ως τσατμάς (wattle & daub). Πριν από 10.000 περίπου χρόνια, οι κάτοικοι της Ιεριχώ χρησιμοποιούσαν ξεραμένους κάτω τον ήλιο πλίνθους, σε ωοειδές σχήμα, πιθανόν μία εξέλιξη των αρχικών σβόλων, γνωστοί και ως cob.

Οι χωμάτινες κατοικίες είναι κοινές στην Αφρική, Μέση Ανατολή, Ινδία, Ευρώπη, Νότια και Κεντρική Αμερική. Σήμερα το ενα τρίτο του παγκόσμιου πληθυσμού ζει σε σπίτια, φτιαγμένα από άψητο χώμα.

Ένας απλός ορισμός για τη Φυσική Δόμηση, θα μπορούσε να είναι οποιοδήποτε κατασκευαστικό σύστημα, το οποίο δίνει αξία στη κοινωνική και περιβαλλοντική βιωσιμότητα με τη χρήση φυσικών υλικών. Παραδοσιακές τεχνικές, βασισμένες σε τοπικά, ακατέργαστα, επαναχρησιμοποιούμενα και ανακυκλώσιμα υλικά, την καθιστούν μοναδικό θέμα, εξαρτώμενο σε μεγάλο βαθμό, από την ανθρώπινη εργασία και τη δημιουργικότητα αντί της υψηλής τεχνολογίας και των εξειδικευμένων δεξιοτήτων.

Τεχνικές

Οι χωμάτινες κατασκευές μπορούν να πάρουν πολλές μορφές, συμπεριλαμβανομένων των ωμόπλινθων (adobe), της πατητής γης (rammed earth) και των πλεγμένων επιχρισμένων ράβδων (wattle and daub). Προσθέτοντας άχυρο οι λειτουργικές μέθοδοι και φυσικές κατασκευές επεκτείνονται σε, αχυρόμπαλες, ελαφρύ πηλού, αχυρόπλινθους και cob. Για αυτό το λόγο παρέχεται ένα ευρύ φάσμα δυνατοτήτων, ώστε να διαλέξει κάποιος τη μέθοδο φυσικής κατασκευής που θα χρησιμοποιήσει, ανάλογα την κλιματική ζώνη και την διαθεσιμότητα των υλικών.

Όλες οι τεχνικές Φυσικής Δόμησης είναι ευέλικτες και ορισμένες από αυτές επιτρέπουν ατέλειες. Χρειάζονται αφοσίωση περισσότερο από τη σωματική αντοχή και θέληση για πειραματισμούς, περισσότερο από τις δεξιότητες. Το κτίσιμο από φυσικά υλικά είναι εμπειρία μιας μεγάλης περιπέτειας!

Κλίμα και Υλικά

Η σωστή μέθοδος φυσικής δόμησης εξαρτάται από τις κλιματολογικές συνθήκες του κάθε τόπου. Τον κύριο ρόλο παίζουν, η θερμοκρασία και η διαθεσιμότητα των υλικών προς κατασκευή. Για τις περιοχές κοντά σε ερήμους η ιδανική τεχνική είναι το cob, το οποίο συγκρατεί τη βραδυνή ψύχρα εκπέμποντας την κατά τη διάρκεια της ημέρας και έπειτα αφού αρχίσει να ζεσταίνεται αργά και σταθερά, διαχέει αυτή τη θερμότητα στο εσωτερικό κατά τη διάρκεια της νύχτας. Για τα κρύα & ψυχρά κλίματα χρειάζεται όμως καλή μόνωση. Με τη βοήθεια του άχυρου, το οποίο είναι ένα απίστευτα μονωτικό υλικό για τους τοίχους, η τεχνική με τις αχυρόμπαλες αποτελεί μία από τις πολλές λύσεις.

Θεμέλια

Η επιλογή της θεμελίωσης γίνεται ανάλογα με τη διαθεσιμότητα των υλικών που υπάρχουν στη περιοχή. Η πέτρα είναι και θα εξακολουθεί να είναι ένα από τα καλύτερα υλικά αφού έπειτα από τη φυσική φθορά ενός σπιτιού στο πέρασμα χιλιάδων χρόνων, θα επιστρέψει άθικτη στη φύση για να ξαναχρησιμοποιηθεί. Οι πέτρες μπορούν να τοποθετηθούν στο έδαφος σαν κομμάτια από παζλ, αν και χρειάζεται εξάσκηση και υπομονή κατά τη συλλογή και τη μορφοποίηση ενός βράχου-πέτρας. Για την εξάλειψη οποιοδήποτε χημικών στοιχείων, ακόμα και για τα θεμέλια, μπορεί να χρησιμοποιηθεί ασβεστιτικό κονίαμα για την αποφυγή μετακίνησης των λίθων.

Σε ξηρά κλίματα μια καλή επιλογή για τη θεμελίωση, είναι η χρήση των γεωργικών σάκων, γεμισμένων από συμπιεσμένο χώμα. Η ιδέα παρουσιάστηκε αρχικά ως τεχνολογία των Superadobe, από τον αρχιτέκτονα Nader Khalili για τη NASA, όσον αφορά την κατασκευή οικοτόπων στο φεγγάρι και τον Άρη!

Βιβλιογραφία:

• The Cob Builders Handbook. Becky Bee
• Natural Building Colloquium (The Case for Natural Building). Michael Smith