Wypełnienie to pełni funkcję izolacji termicznej i akustycznej, a także usztywnienia budynku. Dobre właściwości termoizolacyjne, a także wysoka paroprzepuszczalność kompozytu wapienno-konopnego decydują o tym, że głównie stosowany jest on w przegrodach zewnętrznych, a rzadziej w wewnętrznych. Stosowane są różne układy konstrukcyjne szkieletu drewnianego. Beton konopny jest materiałem, którym można wypełnić każdy kształt konstrukcji. W niektórych przypadkach jest to łatwiejsze, w innych trudniejsze, jednak z uwagi na swoją konsystencję oraz wymiary paździerzy, możliwe jest wypełnianie szczelin i trudno dostępnych miejsc, których nie wypełniłoby się np. kostkami słomy. W dalszej części artykułu zostaną przedstawione i opisane przykładowe rodzaje konstrukcji ścian stosowanych w połączeniu z betonem konopnym.

Drewno jako konstrukcja ścian
W budownictwie stosowane jest zwykle drewno pozyskane z drzew iglastych, np. sosna i świerk. Głównie z uwagi na dostępność, cenę, łatwość obróbki, a także właściwości mechaniczne odpowiednie do zastosowań konstrukcyjnych. Są one zaliczane do gatunków miękkich i przy niewłaściwych warunkach użytkowania lub przechowywania są atrakcyjne dla owadów, pleśni oraz grzybów. Wykorzystując mieszankę wapienno-konopną, elementy drewniane są zabezpieczane wapnem zawartym w tej mieszance i jeśli wbudowane drewno jest wolne od jakichkolwiek oznak korozji biologicznej i jest „ukryte” w betonie konopnym to zwykle nie impregnuje się go innymi preparatami do ochrony drewna. Drewno nie może być natomiast przechowywane na placu budowy w sposób szczelny. Każdy element drewniany musi być wentylowany. Zwykle układa się je w rozstawie na dystansach z listew drewnianych. Poza tym najlepszym rozwiązaniem jest przechowywanie go pod zadaszeniem.

Deskowanie stosowane przy wznoszeniu ścian z betonu konopnego
Stosowane są różne materiały jako płyty deskowania. W przypadku deskowania tymczasowego mogą to być płyty OSB (o grubości np. 15 mm), które są najłatwiej dostępne, a także bezproblemowe jest ich docięcie do pożądanego wymiaru. Minusem tych płyt jest ich słaba odporność na wodę. Pod wpływem wody, płyty OSB rozwarstwiają się oraz zniekształcają, co utrudnia uzyskanie równych ścian. Innym rodzajem deskowania są sklejki wodoodporne, które wykazują większą sztywność oraz trwałość, lecz są bardziej kosztowne. Stosowane są również deskowania systemowe z tworzywa sztucznego. Zaletą jest ich trwałość, natomiast minusem są systemowe wymiary płyt, które czasem trudno dopasować do konkretnego projektu.

Deskowanie montowane jest (przynajmniej z jednej strony) w postaci płyt o wysokości umożliwiającej bezproblemowe ułożenie i ręczne zagęszczenie mieszanki. Ściany wznosi się warstwowo, na zasadzie wypełnienia formy deskowania o wysokości 400-600 mm, demontażu oraz podnoszeniu płyt (rys.1). Stosując właściwą mieszankę wapienno-konopną oraz odpowiednio ją zagęszczając, demontaż płyty deskowania możliwy jest już po wstępnym wiązaniu, po wypełnieniu przygotowanej formy deskowania. Przerwy technologiczne nie są konieczne, aczkolwiek pozostawienie płyty deskowania na ścianie wypełnionej już betonem konopnym nie powoduje negatywnych zjawisk, a jej demontaż jest bezproblemowy – nie następuje zespojenie płyty ze ścianą.

W przypadku deskowania traconego wymagane jest, aby płyta wykonana była z materiału, który nie będzie zakłócał swobodnego przepływu pary wodnej przez przegrodę. Stosowane są płyty na bazie włókna drzewnego lub płyty MgO. Płyty deskowania powinny być również odporne na niszczące działanie wody, a więc aby po wchłonięciu wody potrafiły ją odparować bez wpływu na swoje właściwości. Ciekawym rozwiązaniem jest stosowanie mat z trzciny, które zapewniają otwartość dyfuzyjną przegrody oraz stanowią wzmocnienie dla tynku. Maty są jednak materiałem delikatnym, który podczas zagęszczania mieszanki mógłby ulec zniszczeniu, dlatego też należy tymczasowo wzmacniać matę mocując np. deski lub płytę OSB, które po wstępnym związaniu kompozytu wapienno-konopnego są demontowane.

Układy konstrukcyjne ścian
Układy konstrukcyjne ścian różnią się przede wszystkim umiejscowieniem drewnianej ramy w stosunku do grubości ściany. Najczęściej stosowanymi układami się te, w których rama drewniana zlokalizowana jest centralnie względem grubości ściany oraz zlicowana z powierzchnia wewnętrzną lub zewnętrzną ściany. Schematy obrazujące lokalizację szkieletu przedstawiono na rysunku 2.

Centralne umieszczenie szkieletu względem grubości ściany
Umieszczenie ramy drewnianej w osi ściany jest najbardziej charakterystyczne dla technologii budownictwa z wykorzystaniem konopi i wapna (rys.3). W rozwiązaniu tym stosowane jest deskowanie tymczasowe (rys.4).

Płyty deskowania montowane są obustronnie do słupów lub innych elementów drewnianej konstrukcji za pomocą (często długich) krętów, zachowują dystans celem uzyskania zaprojektowanej grubości ściany. Dystans wykonuje się zwykle za pomocą drewnianych klocków lub rurek PVC. Mocowanie płyt do konstrukcji musi być na tyle solidne, aby nie doszło do odkształceń płyty podczas zagęszczania mieszanki, a w konsekwencji do uzyskania nierównej ściany. Podczas montowania płyt z zachowaniem dystansu należy kontrolować pion, płaszczyznę ścian oraz kąty w narożnikach ściany za pomocą poziomic, łat i kątowników. Znacznym uproszczeniem prac związanych z montażem deskowania i pionowaniem jest zastosowanie na etapie wznoszenia konstrukcji drewna klasowego lub czterostronnie struganego. Słupy są wtedy mniej zniekształcone i łatwiej jest utrzymać jednakowy dystans, nie tracąc przy tym pionu ściany.

W rozwiązaniu z centralnym umieszczeniem ramy drewnianej, jest ona otoczona, „ukryta” w betonie konopnym. Wapno, chrakteryzujące się alkalicznym odczynem, chroni drewno przed korozją biologiczną, a stwardniały kompozyt wapienno-konopny, będący niepalnym materiałem, zabezpiecza drewno przed negatywnymi skutkami działania ognia. Rozważając statykę ściany, obciążenie ciężarem własnym jest równomierne i symetrycznie rozłożone względem szkieletu, a zagęszczony, stwardniały kompozyt wapienno-konopny poprawia sztywność w kierunku podłużnym, co może wpłynąć na ograniczenie stosowania elementów drewnianych pracujących jako usztywnienie (poziome lub skośne belki usztywniające).

Umieszczenie drewnianej ramy po wewnętrznej lub zewnętrznej stronie ściany
Drugim sposobem konstruowania ściany jest umieszczenie drewnianej ramy po wewnętrznej (rys.5) lub zewnętrznej stronie ściany, czego efektem są odsłonięte słupy jej powierzchni.

W rozwiązaniu tym zwykle stosuje się deskowanie tracone stanowiące powierzchnię wykończeniową lub podłoże pod tynk. W przypadku stosowania deskowania tymczasowego od strony ramy drewnianej, zdecydowanie łatwiejszy jest montaż płyt, gdyż mocowane są bezpośrednio do słupów, krótkimi wkrętami bez konieczności zachowywania dystansów. Od strony przeciwnej do linii ramy drewnianej stosowane jest deskowanie tymczasowe na takiej samej zasadzie jak w poprzednim, omawianym przypadku.

W takim rozwiązaniu obciążenie ciężarem własnym betonu konopnego nie jest symetrycznie rozłożone względem słupów, a środek ciężkości ściany nie znajduje się w linii ramy drewnianej. Istnieje zatem ryzyko odspajania się kompozytu od drewnianej konstrukcji. Dobrym sposobem na przeciwdziałanie temu zjawisku jest zamocowanie drewnianych łat prostopadle do słupów co 50-60 cm wzdłuż wysokości ramy (rys.6). Zapewnią one lepsze przewiązanie kompozytu wapienno-konopnego z drewnianą ramą.

Czasami stosowane jest również rozwiązanie polegające na montażu drugiej ramy drewnianej licującej się z drugą powierzchnią ściany (zewnętrzną lub wewnętrzną). W takim przypadku jedna rama stanowi konstrukcję, przenosi obciążenia ze stropów i dachu, jest wykonana z elementów o większym przekroju poprzecznym, natomiast druga rama stanowi stelaż dla okładziny ściennej, np. desek elewacyjnych czy boazerii od wewnątrz. Ta druga rama wykonywana jest z elementów drewnianych o mniejszym przekroju i nie przenosi obciążeń od konstrukcji. Dwie ramy łączone są ze sobą za pomocą poziomych przewiązek z drewna. Powierzchnie drewna, które są odsłonięte i nie pokryte kompozytem wapienno-konopnym powinny być impregnowane. W przypadku odsłoniętych słupów po wewnętrznej stronie, możliwe jest montowanie do nich ciężkich przedmiotów z wyposażenia domowego.

Podsumowanie
Jak opisano w artykule, stosowane są różne schematy konstruowania drewnianego szkieletu ścian w budynkach izolowanych betonem konopnym. Przedstawiono te najczęściej stosowane w projektach powstałych konkretnie w tej technologii. Wybór konkretnego rozwiązania zależy od różnych czynników, np. od rodzaju wykończenia ścian. Jednak mieszanka wapienno-konopna stosowana jest także w konstrukcjach, które nie zostały zaprojektowane w tej technologii, np. w renowacji drewnianych budynków, których układ konstrukcyjny jest nietypowy. Jest to zaleta betonu konopnego, że możliwe jest „dopasowanie” go do każdego kształtu.

Dr inż. Przemysław Brzyski
Politechnika Lubelska, Wydział Budownictwa i Architektury
Ogólnopolskie Stowarzyszenie Budownictwa Naturalnego
Budynki z konopi (www.budynkizkonopi.pl)
Literatura
[1] Fic S., Brzyski P., Jarosz-Hadam M.: Możliwości wykorzystania odpadów lnianych i konopnych do szerokiego zastosowania w budownictwie”, rozdział w monografii pt. „Współczesne dylematy polskiego rolnictwa cz.1”, Biała Podlaska, 2014
[2] Stanwix, W., & Sparrow W.: The hempcrete book. Designing and building with hemp-lime. Green Books, England, 2014

Artykuł z #59 numeru Gazety Konopnej SPLIFF