materiale de constructie sustenabile
DESCRIPTION
materiale constr sustenabileTRANSCRIPT
-
Materiale de constructie sustenabile
Strategiile efficiente in selectionarea materialelor de cosntructie sustenabile variaza in functie de scop si
situatie.
O buna performanta termica a materialelor folosite in anvelopanta cladirii poate economisi energie si
este, de obicei, cel mai important factor de selectie a materialului (de exemplu, termoizolatia sau masa
termica).
Materiale reciclate
Materialele facute din componente reciclate nu numai ca folosesc mai putine resurse natural, ci folosesc
si mai putina energie si chimicale pe parcursul procesului. De exemplu, aluminiul reciclat are foloseste cu
90% mai putina energie decat aluminiul nereciclat. Este bine si sa folosim materiale reciclate, si sa
proiectam cladirea in asa fel incat sa poata fi reciclata.
Statie de reciclare a otelului
-
Folosirea materialelor reciclate
Probabil el mai usor mod de a crea o constructie
imbunatatota din materiale reciclate este prin folosirea
betonului, pentru ca este folosit in cantitati foarte mari.
Betonul poate recicla cenusa rezultata in centralele pe
baza de carbuni si zgura din furnalele in care se produce
otel. Trebuie notat ca aceste materiale pot contine toxine
precum mercurul. In acest caz, ocupantii cladirilor nu ar
trebui sa intre in contact direct cu ele.
Unele materiale de constructie au deja in compozitie parti reciclate. De
exemplu, in mare parte otelul structural contine 90% material reciclat, pe
cand foile de otel contin de obicei 25% material reciclat. Aluminiul folosit
in peretii cortina, in general, nu are deloc material reciclat.
Materialul
reciclat
Utilizari
Agregat Baza pentru constructia
drumurilor, fundatiilor,
umplutura pentru
scurgeri
Asflat Agregat de umplutura
Materiale
excavate
Umplutura
Carbune
pulverizat
Fabricarea produselor pe
baza de beton, folosit ca
umplutura si in
constructia autostrazilor
si structurilor de pamant
armate
-
Metale Fabricarea metalelor noi
Cupru reciclat
Sticla Pavaje ecologice,
blocurilor de partitie,
inlocuitor de nisip si
agregate (cum ar fi
mortar), umplutura
-
Plastic Acoperisuri cu tigla de
cauciuc
Polistiren
expandat
Fabricarea betonului
usor pentru lucrari non-
structurale
Reciclarea betonului
Cand structurile din beton sunt demolate sau renovate, reciclarea betonului este o metoda des
intalnita de utilizare a daramaturilor. Betonul era dus la groapa de gunoi, dar reciclarea are multe
avantaje printre care si costuri reduse.
Agregatele din beton luate din siturile demolate sunt puse intr-o masina de macinare. Este
acceptat doar betonul necontaminat, care nu trebuie sa aiba gunoi, lemn, hartie sau alte
materiale. Metalele precum armaturile de otel sunt acceptate, intrucat pot fi scoase cu magneti
si alte dispozitive de sortare si topite si apoi reciclate in alta parte.
Macinareape sit folosind dispozitive
portabile de macinare reduce costurile de
constructie si poluarea generata, fata de
situatia in care betonul e transportat spre o
cariera si inapoi.
Bucatile mai mici de beton se pot folosi ca
balast pentru noi constructii sau ca baza in
constructia drumurilor, iar pe deasupra se
toarna beton sau asfalt. Betonul maruntit
reciclat poate fi utilizat ca agregat uscat
pentru beton nou, daca nu este contaminat.
Bucatile mari pot fi folosite pentru a
impiedica erodarea malului unei ape.
-
Constructia cladirilor reciclabile
Materialele sunt reciclate numai cand valoara monetarar a materialelor este mai mare decat costul
separarii lor de alte materiale.
Pentru a face o constructie (sau parti dintr-o constructie) reciclabile, trebuie proiectat in asa fel incat sa
poata fi dezasamblata trebuie ca diferitele tipuri de materiale sa poate fi separate usor. Cateva strategii
includ folosirea cator mai putine tipuri de materiale posibile, folosirea imbinarilor permanente, folosirea
ansamblurilor mari care au valoare mai mare decat piesele mici.
Materiale care se regenereaza usor - Lemnul
Padurile joaca un rol critic in filtrarea si reimprospatarea aerului. Arborii absorb dioxidul de carbon (CO2)
si apa (H2O) si elibereaza oxigen (O2). Carbonul absorbit este stocat pana cand copacii mor si se
descompun sau ard in incendii forestiere, moment in care carbonul este eliberat inapoi in atmosfera. O
parte din carbonul absorbit de copaci este stocat pentru o perioada lunga de timp in paduri.
Mai putin cunoscut este faptul ca arborii folosesc carbonul (CO2) pentru a produce lemnul, si produsele
din lemn continua sa stocheze carbonul pe toata durata existentei lor. De fapt, jumatate din greutatea
lemnului este carbon. Aceasta abilitate a lemnului de a stoca mari cantitati de carbon pentru perioade
indelungate de timp diferentiaza lemnul, conferindu-i un avantaj fata de alte materiale de constructii
precum betonul sau otelul.
Lemnul nu doar ca stocheaza mari cantitati de carbon, dar procesarea lui in scopul obtinerii de produse
folositoare pentru industria constructiilor, conduce la mult mai putine emisii de gaze si substante poluante
decat procesarea altor materiale. Aceasta datorita faptului ca arborii creaza lemnul folosind energia solara
si, odata acesta format, nu mai este nevoie de foarte multa energie in plus pentru a crea produsele finite
folosite in constructii. In plus, mare parte din resturile de material lemnos (biomasa) este folosita ca sursa
de energie in industria prelucrarii lemnului, deci nevoia de a folosi combustibil fosil este mult redusa.
Beneficiul pe termen lung al utilizarii lemnului a fost foarte bine sintetizat in afirmatia O strategie de
management sustenabil al padurilor ce are ca scop mentinerea sau cresterea stocului de carbon al
padurilor, asigurand in acelasi timp un flux constant de cherestea si biomasa, va constitui cea mai buna
metoda de atenuare a schimbarilor climatice.
-
Padure = ecosistem si habiat natural, produse ce se regenereaza usor, mediu de stocare a carbonului
Daca luam doar exemplul padurilor de pe teritoriul SUA, acestea contin aproximatic 1000 de miliarde de
metri cubi de lemn, la care se mai aduga 26,5 miliarde anual, iar 13 miliarde sunt selectate pentru a fi
folosite in diverse industrii.
Din ce in ce mai mult se apeleaza la metode de constructie ecologice pentru case, birouri si cladiri publice.
Exista o preocupare si pentru integrarea metodelor verzi de constructie in cadrul legislatiei in
numeroase tari. Astfel, autoritatile sunt in pozitia de a facilita si de a impulsiona constructiile sustenabile.
Deciziile pe care autoritatile le iau astazi isi vor lasa amprenta asupra oraselor pentru multe decenii de
acum inainte. Daca scopul este sa construim intr-o maniera care sa reduca la minim impactul asupra
mediului, atunci este important de avut in vedere cat mai devreme, inca din faza de proiectare a cladirii,
impactul sau atat asupra economiei, cat si asupra mediului, pe toata durata vietii sale. Promovarea folosirii
lemnului in constructii s-a dovedit a fi o foarte buna metoda de a reduce acest impact negativ per total.
Inca din faza de proiectare a unei cladiri, trebuie sa tinem seama de urmatoarele aspecte:
-energia inmagazinata
-potentiala contributie la fenomenul incalzirii globale
-flexibilitatea materialelor de a se preta la un design inovativ, fara a sacrifica performantele energetice
-impactul asupra mediului pe toata durata de viata a cladirii
-costurile, pe toata durata de viata a cladirii
-
Constructiile din lemn reprezinta un efort activ de protectie climatica.
Astazi este acordata o atentie deosebita evaluarii nu doar a calitatilor tehnice ale materialelor, dar si a
caracteristicilor lor in relatie cu mediul. Beneficiile cladirilor eficiente energetic sunt deja bine cunoscute,
incluzand aici consumul redus de energie si costurile relativ mici. Insa, eficienta energetica nu este totul.
Cladirile viitorului ar trebui sa fie construite din materiale ce necesita un minim de energie (in speciala
energie provenita din combustibili fosili) pentru a fi produse, puse in opera, intretinute si demolate. In
acest fel, emisiile de carbon pot fi reduse nu doar cat timp cladirea este folosita, ci pe toata durata ei de
viata. Folosirea lemnului in structura unei constructii are insemnate beneficii, in mod special deoarece
inlocuieste materiale care consuma multa energie (din combustibili fosili) in procesul de productie.
Crestearea gradului de folosire a lemnului in constructii ar putea imbunatati stocarea carbonului in cladiri.
In multe dintre tarile dezvoltate, varsta medie a cladirilor este una inaintata. Spre exemplu, in SUA, durata
medie de viata a unei cladiri ne-rezidentiale este de 24 de ani, insa 40% din aceste cladiri au astazi peste
50 de ani. Foarte multe cladiri au nevoie de imbunatatiri in ceea ce priveste eficienta energetica. Metodele
constructive folosite pana acum pun o mare presiune pe autoritati, care trebuie sa aloce sume foarte mari
de bani pentru intretinerea scolilor, birourilor, fabricilor, scolilor si cladirilor administrative. Daca facem o
comparatie a costurilor pe termen lung, constatam ca este mai rentabil sa renovezi o cladire decat sa
continui sa o folosesti in starea in care se afla.
Este insa foarte important modul in care se face aceasta renovare. Proiectele de cladiri moderne, cu izolatii
de buna calitate, care folosesc in general elemente din lemn prefabricate ce pot fi instalate repede, pot
reprezenta o alternativa sau o completare a constructiilor traditionale din beton si otel. Printre beneficii
se numara reducerea consumului de energie si a emisiilor de carbon.
-stocarea carbonului- cresterea gradului de utilizare a lemnului in constructii inseamna o stoc mai mare
de carbon in cladiri, pastrat pentru o perioada lunga de timp, cu efecte pozitive asupra climatului
-greutate redusa- lemnul prezinta un mare avantaj cand vine vorba de adaugarea unor etaje la cladiri
existente: acela ca are o densitate redusa, astfel ca nu are nevoie de structuri de sustinere suplimentare
-izolatie naturala- datorita conductivitatii sale termice reduse (aprox. 0,13 W/mK) lemnul ajuta la crearea
unei anvelope a cladirii foarte bine izolata, ce ridica mai putine probleme precum puntile termice decat
alte materiale; deloc surprinzator este faptul ca aproape toate Casele Pasive de pe glob sunt construite
din lemn
-rezistenta seismica- la cladirile cu structura din lemn, peretii si planseele trasfera incarcarile laterale din
seism, avand deci performante superioare din punct de vedere al securitatii structurii
-
-protectie la foc- cand o suprafata mare din lemn este expusa la foc, stratul exterior care ia prima data
contact cu flacarile, izoleaza partea interioara; drept urmare, lemnul se deterioreaza mai incet, chiar si in
cazul unui incendiu puternic, fiind de asemenea si mai previzibil; de asemenea, lemnul expus la caldura
nu se topeste si nu se deformeaza si are o intindere liniara redusa
-durabilitate- metodele de protectie a lemnului precum tratamentele termice ofera acestui material
durabilitate chiar si fara a utiliza substante chimice; longevitatea structurilor din lemn o poate astfel egala
sau chiar intrece pe cea a altor materiale
-climat interior confortabil- multumita abilitatii sale de a regla umiditatea, lemnul contribuie la sporirea
confortului mediului ambiant si, datorita aspectului sau cald si natural si a varietatii mari de modele
disponibile, prezenta lemnului intr-o cladire este foarte placuta
-
Ciclul de viata al lemnului = conservare, eficienta energetica, reciclare
Folosirea produselor din lemn este o parte integranta a ciclului natural al vietii. Produsele solide din lemn
pot fi refolosite pe termen lung si, odata ce nu mai servesc scopului lor original, pot constitui baza pentru
alte produse. La finalul ciclului sau de viata, energia solara stocata in lemn poate deveni sursa de enrgie
pentru oameni. Avand o abordare complexa si completa a folosirii padurilor si lemnului la potentialul sau
maxim, se creaza mai multe oportunitati de a crea beneficii in ceea ce priveste protectia climatica.
-
Exemplu Apartamentele Stella, Marina del Rey, California, SUA
Finalizate in 2013, proiectul Stella este o insertie urbana complexa, apartinand DesignARC, Ariel Fox
Design si Arroyo Interior Design. Cladirea iclude 244 de unitati de locuire dar si functiuni precum un centru
de fitness, piscina, cafenele, un centru de afaceri si sala de conferinte, cinema si studio pentru yoga. Acest
proiect contemporan este constituit din doua structuri din lemn in forma de L, orientate astfel incat sa
ofere acces maxim catre lumina si privelisti. Complexul are doua turnuri de apartamente, unul de 4 etaje
si unul de 5 etaje, ambele situate deasupra unui podium din beton de un etaj, avand in total aprox. 60500
mp.
O mare varietate de produse din lemn au fost folosite pentru construirea acestui proiect, de la traditionala
cherestea de brad, pana la placi cu fibre paralele (PSL), placi cu furnir laminat (LVL), grinzi din lemn lamelar
incleiat (glulam), placaj si OSB. Dezvolatatorii cladirii estimeaza ca folosirea prefabricatelor lemnoase a
economisit cca. 2 luni din timpul de executie. De asemenea, ei spun ca lemnul le-a permis sa obtina o
inaltime maxima si un numar cat mai mare de unitati de locuire, intr-o maniera rapida si accesibila ca pret.
-au fost folositi peste 5500 de metri cubi de lemn
-lemnul stocheaza 4500 tone de CO2
-a fost evitata emisia a 9500 tone de CO2
-acesta reprezinta echivalentul emisiilor a 2700 de masini
-
Materiale refolosite
Materialele refolosite sunt si mai benefice decat cele reciclate, pentru ca pe langa economisirea resurselor
naturale ele necesita si mai putina prelucrare. Totusi, trebuie sa fie prelucrate. Lemnul reutilizat, de
exemplu, este deseori curatat inainte de a fi refolosit.
Refolosirea lemnului
Lemnul refolosit provine, de obicei, din lemnul de
constructie sau dusumeaua hambarelor vechi, fabricilor si
depozitelor, desi unele firme folosesc lemn provenit din
structuri mai putin traditionale cum ar fi tramvaie, mine de
carbuni si butoaie de vin. Lemnul refolosit e utilizat, de obicei,
pentru decoratii si constructia de case, cum ar fi detaliile
arhitecturale, mobilierul, si podeaua.
Lemnul refolosit este utilizat pentru multe motive:
aspectul unic, contributia la constructiile sustenabile, si
caracteristicile fizice cum ar fi rezistenta, stabilitatea si
durabilitatea. Rezistenta crescuta a lemnului refolosit
se datoreaza lipsei de poluare pana in secolul al XX-lea,
dar si faptul ca apartinea unor copaci care au crescut
sute de ani, pana la intervenctia umana.
Grinzile de lemn pot fi atasate unor scanduri mai late
decat cele din lemn proaspat, si multe firme sustin ca
produsele lor sunt mai stabile decat lemnul proaspat
taiat pentru ca lemnul refolosit a fost expus schimbarilor de umiditate pentru perioade mari de
timp si este, prin urmare, mai stabil, permitand sa fie folosit in incaperi cu sisteme de incalzire
radiante. In unele cazuri, lemnul din care scandurile au fost taiate s-a expandat si contractat in
mod natural pe parcursul timpului. Caldura radiata, cu temperatura sa joasa si distributia egala
afecteaza podeaua de lemn in acelasi fel, dar impactul e mult mai putin puternic cu lemnul vechi
decat cel nou, pentru ca cel vechi si-a inceput deja procesul cu ani inainte.
Dezavantaje
Odata cu cresterea popularitatii lemnului refolosit, au aparut comercianti care incearca sa vanda
lemn nou si pretind ca este vechi. Este des intalnita (desi nu neaparat intentionata) situatia in care
speciile sunt identificate gresit, pentru ca este greu sa vezi diferenta intre materialele mai vechi,
fara a le taia si examnina. Expertii in domeniu, pot totusi sa identifice cu usurinta speciile. Alt
dezavantaj consta in faptul ca lemnul refolosit are uneori bucati de metal in el, cum ar fi cuie
rupte, deci frezarea materialului poate rupe instrumentele folosite. Alternativa ar fi scoaterea
bucatilor metalice manual, dar dureaza mult si e costisitor, facand ca pretul lemnului refolosit sa
ajunga sa fie mai ridicat decat cel nou. De asemenea, lemnul refolosit nu poate fi testat, pentru a
sti cu e a fost tratat pe parcursul vietii. Asta duce la degajarea unor compusi organici volatili
asociati cu vopseaua pe baza de plumb.
-
Fatadele verzi
Fatadele verzi sunt un tip de sistem de perete verde in care plantele cataratoare sunt facute sa acopere o
anumita suprafata. Inradacinate la baza acestor structuri, in sol, in plantari intermediare sau pe acoperis,
dureaza aproximativ 3-5 ca plantele sa acopere toata zona neceasara. Fatadele verzi pot fi ancorate de
peretii existenti sau se poate construi o structura independenta, cum ar fi garduri sau coloane. Plantele
agatatoare cum precum iedera engleza sunt utilizate desori pentru acoperirea suprafetelor mari. Aceste
plante agresive pot deteriora peretii care nu sunt proiectati corespunzator.
Sistem cu panouri modulare
Modulul acestui sistem este rigid, usor, facut din otel galvanizat care sustine plantele. Sistemul e proiectat
astfel incat sa tina plantele la distanta de zid, astefel incat planta sa nu se ataseze de perete, mentinand
integritatea membranei constructiei. Panourile pot fi stivuite si imbinate astfel incat sa atinga suprafete
mari, sau pozitionate astfel incat sa formeze curbe si forme neregulate si sunt facute din otel reciclat si
sunt si ele, la randul lor, reciclabile.
-
Sistemele din plasa si cablu
Sistemele pot si alcatuite fie din cabluri, fie din plasa. Cablurile
sunt folosite pe fatadele verzi care sunt proiectate sa reziste
cresterea rapida a plantelor cataratoare cu frunze dese. Plasa este
folosita pentru a sustine plantele care cresc mai incet. Sunt mai
flexibile si mai versatile decat cablurile. Ambele sisteme folosesc
cabluri tensionate de otel, sisteme de ancorare si echipamente
suplimentare. Se pot gasi in mai multe forme si marimi.
Peretii vii pot fi alcatuiti si din sisteme cu panouri vegetale, nodule
verticale sau paturi plantate care sunt fixate vertical pe un perete
structural sau pe o rama. Aceste panouri pot fi facute din plastic,
polistiren expandat, material sintetic, metal, beton, ipsos si pot fi
folosite pentru o mare diversitate si densitate de specii de plante.
Datorita diversitatii si densitatii plantelor, peretii vii necesita mai
multa mentenanta decat fatadele verzi. Exista mai multe tipuri de
pereti vii, marea diferenta fiind intre cei pentru exterior si cei
pentru interior.
Peretii vii modulari
Un sistem de pereti vii modulari s-a dezvlotat din aplicarea
acoperisurilor verzi. Sistemele modulare sunt compuse din panouri
patrate sau dreptunghiulare care au un mediu ce permit plantelor
sa creasca. Irigarea de face la diferite niveluri, pe intregimea
peretelui, folosind gravitatia pentru a muta apa prin mediul de
crestele al plantelor. Sistemele modulare, de multe ori, au plante
deja crescute.
Peretii vegetali
Peretii vegetali sunt o forma unica de pereti verzi dezvoltati de
Patrick Blanc. Sunt compusi din 2 straturi de material sintetic cu
buzunare care sustin plantele si mediul de crestere. Materialul
peretilor este sustinut de un cadru care in spate are o membrana
hidroizolanta. Nutrientii sunt distribuiti printr-un sistem de irigatie
care trimite apa din varful sistemului in jos.
Biofiltrarea
Un perete viu activ este integrat in infrastructura unei cladiri si
proiectat sa biofiltreze aerul interior si sa regleze termic spatiul. E
un sistem hidroponic, hranit de apa bogata in nutrienti care este
recirculata. Radacinile plantelor se afla intre doua straturi de
material sintetic care sustine dezvoltarea microbilor si a masei
-
dense de radacina. Acesti microbi ai radacinilor, scapa de compusii organici volatili, in timp ce frunzele
absorb dioxidul de carbon. Aceste procese naturale ale plantelor produc aer rece proaspat care este
distribuit printr-un sistem cu ventilator in intreaga cladire.
-
Bibliografie
"Home". ConcreteRecycling.org.
"How Concrete is Recycled". ConcreteRecycling.org
"Markets for Recycled Concrete Aggregate", ConcreteRecycling.org
"A Recipe for Rubblization". Roads & Bridges - Chuck Rathmann
"Riprap Revetments". Ohio Department of Natural Resources Division of Soil and Water Resources.
http://www.dovetailinc.org/report_pdfs/2015/building_with_wood.pdf
http://www.rethinkwood.com/sites/default/files/Evaluating-Carbon-Footprint-CEU.pdf
http://sustainabilityworkshop.autodesk.com/buildings/green-building-materials