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