W związku z malejącymi zasobami naturalnymi kładzie się coraz większy nacisk na 'recycling’ materiałów zawartych w budynkach. Odpady budowlane stanowią największe źródło odpadów w Europie- aż 30% wszystkich odpadów wytwarzanych w krajach Unii Europejskiej pochodzi z tego sektoru. Według badań przeprowadzonych w Szwajcarii tylko 10 % odpadów budowlanych nadaje się do wysokiej jakości recyclingu- 50% poddawanych jest downcyclingowi, a 40 % trafia na wyspisko śmieci. Jak wygląda sytuacja w Polsce? Możemy się tylko domyślać…

Idea Urban Mining zakłada, że projektowany dziś budynek- będzie w przyszłości- po jego rozbiórce- źródłem surowców dla kolejnych obiektów budowlanych. Aby efektywne wykorzystanie materiałów z przeznaczonych do rozbiórki obiektów było możliwe- podstawą jest ich łatwy demontaż oraz ich 'czystość’.

Materiałów klejonych nie da się oczyścić i posegregować w sposób umożliwiający ich optymalne ponowne użycie – w tym przypadku pozostaje już tylko 'downcycling’ (materiał odzyskany ma niższą jakość niż oryginalny).

Aktualnie prowadzone są liczne projekty badawcze na temat cyklu życia surowców/materiałów budowlanych. W ich wyniku ugruntowały się dwie strategie:

  • Budownictwo oparte na konstrukcji mono-materiałow. W tym przypadku znaczna część konstrukcyjna budynku wykonana jest z jednego materiału – rozdzielenie materiałów nie jest więc konieczne, gdyż materiał nie jest 'zabrudzony’ innym. Do tego typu należą konstrukcje drewniane (np. ściany i stropy jako panele z litego drewna), w zależności od zastosowanego systemu można do nich zaliczyć również szkieletowe konstrukcje drewniane i stalowe. Aktualnie prowadzone są projekty badawcze w celu optymalizacji konstrukcji budynków jednomateriałowych – w tym celu zostały wybudowane 'testowe’ obiekty z pustaków ceramicznych oraz betonu komórkowego, w których rezygnuje się nawet z elementów zbrojenia (np. nadproża ceramiczne/betonowe bez prętów zbrojeniowych).
  • Konstrukcja budynku oparta na połączeniach materiałów ułatwiających naprawę/ konserwację i przyszłą segregację. W tym przypadku unika się stosowania połączeń trwałych, trudnych do demontażu, a więc zastosowania klejów, nitów, czy izolacji płynnych. Dokładne rozwiązania techniczne tej strategii zostały omówione poniżej.

Projekt- faza koncepcji :

Oprócz doboru materiałów oraz rozwiązań technicznych ważny wpływ na długość cyklu życia budynku ma projekt jeszcze na etapie koncepcji. Aby obiekt mógł służyć jak najdłużej, istotnym aspektem jest możliwość zmiany funkcji budynku w przyszłości (np. zamiana budynku biurowego na obiekt mieszkalny).

Konstrukcja szkieletowa, pozbawiona ścian nośnych lub 'elastyczna w sensie ich lokalizacji, pozwala na nowe układy pomieszczeń bez większego wysiłku- w przeciwieństwie do konstrukcji masywnej o małych pomieszczeniach. Wysokości pomieszczeń w stanie surowym odpowiednie dla różnych rodzajów użytkowania, umożliwiają przekształcenie budynku mieszkalnego w budynek biurowy lub gospodarczy. Elastyczne rzuty, w których elementy instalacji/wyposażenia technicznego skoncentrowane są w jednym miejscu umożliwiają przyszłe przebudowy. Pionowe szyby instalacyjne powinny być zwymiarowane w sposób umożliwiający techniczne doposażenie.

Wybór materiałów.

Większość materiałów budowlanych z grupy substancji mineralnych nadaje się do ponownego użycia tylko po skomplikowanej i relatywnie drogiej segregacji oraz oczyszczeniu. Zgodnie z aktualnym stanem techniki produkt na tym samym poziomie jakościowym nie może być już wytworzony- następuje więc znaczne obniżenie wartości materiału (np. odzyskane z budynku kruszywo z cegieł/betonu używa się do utwardzenia dróg lub jako warstwę stabilizującą/drenażową pod obiektem budowlanym). Bazowe użycie tych materiałów prowadzi więc do ich niemal bezpowrotnej straty.

Materiałami mineralnymi w 100% nadających się do recyklingu są (czyste) gips, wapno, glina niewypalana i glina, jeśli można ją zdemontować.

Zaleca się wybór materiałów o tzw. zamkniętym obiegu – czyli materiałów, których wartość może być zachowana tak długo jak to możliwe, przy jednoczesnej minimalizacji odpadów. Zgodnie z filozofią Urban Mining rekomendowane są jednoskładnikowe materiały budowlane wolne od szkodliwych lub utudniających recycling dodatków lub powłok.

Materiały o obiegu zamkniętym z grupy materiałów biotycznych to na przykład drewno, które jest certyfikowane jako uprawiane w sposób zrównoważony. Dzięki temu zasób jest zachowany.
Spośród grup materiałów, które podlegają recyklingowi w cyklu technicznym, metale mają zazwyczaj prawie zamkniętą pętlę recyklingu. Chociaż, również w tym przypadku istnieje potrzeba regulacji w celu oddzielnego gromadzenia stopów według ich jakości, a tym samym powstrzymania procesu downcyclingu. W grupie materiałów kopalnych nieunikniony jest downcycling ze względu na szybką utratę właściwości użytkowych spowodowaną oddziaływaniem środowiska. W tym przypadku celem zrównoważonego rozwoju w perspektywie długoterminowej musi być zastąpienie ich w jak największym stopniu.

Aby czysta segregacja była możliwa- zarówno komponenty, jak i poszczególne materiały muszą być swobodnie połączone. Ma to dodatkowe zalety we wszystkich fazach budowy (suchy montaż- szybki oraz niezależny od pogody, łatwa wymiana poszczególnych elementów, szybka i czysta rozbiórka).

Preferowane są więc połączenia mechaniczne stałe (np. śruby, nity, zaciski, kliny etc.) lub w przypadku elementów wymagających częstego demontażu/rewizji -połączenia na rzepy lub magnes.

Przyszły demontaż ułatwia strategia rozdziału funkcji poszczególnych warstw (np. poleca się w przypadku konstrukcji dachów użycie folii paroprzepuszczalnej i 'surowej’ izolacji termicznej zamiast zastosowania impregnowanej izolacji niewrażliwej na wilgoć). Zgodnie z ideologią Urban Mining, aktualnie najczęściej stosowane systemy bezspoinowego ocieplenia (BSO/ETICS) ocenianie są negatywnie i odchodzi się od nich na rzecz ścian warstwowych o jasnym podziale funkcji i materiałów.

W przypadku jednomateriałowych systemów konstrukcyjnych (np. połączenia konstrukcji stalowych za pomocą nitów stalowych, łączenie drewnianych kosntrukcji za pomocą drewnianych srób lub kołków) nie ma 'obowiązku’ stosowania demontowalnych połączeń. Ponieważ konstrukcja razem z systemem łączeń wykonana jest z tego samego materiału zostaje poddana recyclingowi bez potrzeby demontażu.

W drugiej części artykułu opisano wybrane rozwiązania konstrukcyjne dla poszczególnych części budynku.

Autor: Aleksandra Kręt-Grześkowiak
Źródło: książka Atlas Recycling, Edition Detail / Autorzy: Anette Hillebrandt, Petra Riegler-Floors, Anja Rosen, Johanna-Katharina Seggewies