Szybkie wprowadzenie do bloczków ziemnych [TL;DR]
CEB, czyli Compressed Earth Block (po polsku blok ziemny skompresowany), to bloczek budowlany wykonany z lekko wilgotnej mieszanki ziemi, którą zagęszcza się pod wysokim ciśnieniem w ręcznej lub mechanicznej prasie.
CSEB, czyli Compressed Stabilized Earth Block (po polsku blok ziemny skompresowany stabilizowany), jest bloczkiem prasowanym dodatkowo stabilizowanym spoiwem — najczęściej cementem lub wapnem.
 |
| źródło: ChatGPT |
Bloczki produkuje się z odpowiednio dobranej mieszanki składającej się najczęściej z:
- piasku,
- frakcji pylastych,
- gliny,
- drobnego kruszywa,
- niewielkiej ilości wody,
- opcjonalnie cementu, wapna lub innego stabilizatora.
Mieszankę umieszcza się w stalowej formie, a następnie prasuje. Po wyjęciu z prasy bloczki pozostawia się do wyschnięcia albo — w przypadku stabilizacji cementem — do dojrzewania w odpowiednich warunkach.
W przeciwieństwie do cegieł ceramicznych nie wymagają one wypalania w piecu.
Jak każda technologia budowlana, budowa z bloczków ziemnych ma swoje wady i zalety.
- możliwość wykorzystania lokalnej ziemi,
- brak energochłonnego wypalania,
- niski udział materiałów wysoko przetworzonych,
- możliwość produkcji bloczków bezpośrednio na budowie,
- dobra akumulacja ciepła,
- regulacja wilgotności powietrza w przypadku odpowiednio zaprojektowanej przegrody,
- stosunkowo prosty sposób murowania,
- powtarzalny wymiar bloczków,
- możliwość pozostawienia ziemi jako gotowej powierzchni ściany,
- mniejsza ilość szalunków niż przy rammed earth,
- możliwość prefabrykacji i wcześniejszej kontroli jakości bloczków.
- stosunkowo słaba izolacyjność cieplna,
- duża zależność parametrów od zastosowanej ziemi i sposobu produkcji,
- wrażliwość na wodę, szczególnie w przypadku bloczków niestabilizowanych,
- konieczność wykonywania prób mieszanki,
- konieczność zachowania bardzo powtarzalnej wilgotności i stopnia zagęszczenia,
- potrzeba odpowiedniego sezonowania bloczków,
- niewielka liczba wykonawców posiadających doświadczenie w tej technologii,
- w przypadku CSEB — udział cementu pogarsza ekologiczny bilans materiału.
💭 I tutaj pojawia się ciekawy paradoks. Dodanie cementu sprawia, że ziemny bloczek staje się bardziej odporny i łatwiejszy do zastosowania we współczesnym budownictwie, ale jednocześnie częściowo odbiera mu największą zaletę — możliwość stworzenia materiału o bardzo małym stopniu przetworzenia.
Narzędzia do wytwarzania CEB/CSEB
Charakterystyczną cechą CEB/CSEB jest sposób wytwarzania cegły przez zastosowanie nacisku pod ciśnieniem prasy mechanicznej lub hydraulicznej.
💭 Formowana wilgotną ziemię umieszcza w formie i pozostawia do wyschnięcia bez kompresji to adobe nie CEB.
To kompresja odpowiada za:
- zagęszczenie materiału,
- nadanie bloczkowi dokładnego kształtu,
- uzyskanie powtarzalnych wymiarów,
- zwiększenie gęstości i wytrzymałości,
- możliwość produkcji bloczków o bardziej skomplikowanych profilach.
Prasy ręczne
Prasy hydrauliczne i półautomatyczne
Przy większej skali produkcji ręczne prasowanie zaczyna być wąskim gardłem. Naturalnym kolejnym krokiem jest więc zastąpienie siły człowieka układem hydraulicznym.
Zasada pozostaje dokładnie taka sama: mieszanka → forma → zagęszczenie → wypchnięcie bloczka. Zmienia się natomiast skala i sposób organizacji procesu.Przykłady współczesnych realizacji CEB/CSEB ze świata.
Technologia bloczków prasowanych jest szczególnie rozwinięta w Indiach, Afryce oraz Ameryce Łacińskiej. Stosuje się ją zarówno w prostym budownictwie mieszkaniowym, jak i w ambitnych realizacjach architektonicznych. U nas temat traktowany jest jedynie jako ciekawostka, a rozważenie budowli z ziemi jest raczej wykpiwane 😡.
Na dowód, że budownictwo z bloczków ziemi skompresowanej rozwija się na całym świecie, przedstawiam po jednym ciekawym, współczesnym przykładzie realizacji z każdego kontynentu.
Europa
Regional House (Edegem, Belgia)
architekt: BC architects & studies + EVR
data realizacji: 2015
W budynku wykorzystano ok. 19 000 prasowanych bloczków ziemnych, wyprodukowanych w ciągu trzech tygodni i połączonych m.in. z izolacją konopną. W realizacji uczestniczyło ponad 150 wolontariuszy, dzięki czemu projekt miał także wymiar edukacyjny. W Regional House bloczki ziemne zostały użyte do budowy wewnętrznych ścian działowych.
 |
| Źródło: https://bcmaterials.org |
Afryka
Biblioteka w Muyinga (Burundi)
architekt: BC architects
data realizacji: 2012
Projekt biblioteki powstał jako część planowanej szkoły dla dzieci niesłyszących. Budynek wykonano z prasowanych bloczków ziemnych z lokalnego materiału, we współpracy z miejscowymi wykonawcami. Projekt poprzedziła analiza lokalnych materiałów, technik i tradycyjnych typologii. Efektem jest nie rekonstrukcja dawnego budownictwa, lecz połączenie lokalnej technologii ze współczesnym językiem architektury.
 |
| Źródło: https://archello.com/ |
Azja
Centrum szkoleniowe Auroville Earth Institute (Auroville, Indie)
architekt: Satprem Maïni
data realizacji: 1989-1992
Auroville jest jednym z najważniejszych na świecie ośrodków rozwoju współczesnego budownictwa z ziemi. Od dziesięcioleci prowadzi badania, szkolenia oraz realizacje związane między innymi z CSEB — Compressed Stabilised Earth Blocks.
Instytut rozwija zarówno same mieszanki, jak i:
- systemy murarskie,
- sklepienia,
- kopuły,
- bloczki profilowane,
- ręczne i hydrauliczne prasy,
- metody kontroli jakości produkcji.
Doświadczenie Auroville Earth Institute pozwala na budowę nie tylko ścian ale i dachów samonośnych o dużej rozpiętości i masie.
Poniżej budynek centrum Auroville Earth Institute oraz trzy przykłady budowli i dachów z CEB:
- Budynek centrum szkoleniowego Auroville (lewy górny),
- Sklepienie półkoliste o rozpiętości 6 m (prawy górny)
- Sklepienie segmentowe o rozpiętości 10.35 m i wysokości 2,25 m (lewy dolny),
- Kopuła segmentowa elipsa o średnicy 22,16 m i wysokości 7,9 m, masa 420 ton (prawy dolny)
💭 Jeżeli ktoś chce naprawdę zagłębić się w temat CSEB, Auroville Earth Institute jest prawdopodobnie jednym z najlepszych miejsc, od których można rozpocząć poszukiwania. Opracowano tam nie tylko teorię, ale całe systemy produkcji i budowania z ziemi.
Ameryka Południowa
Intermediate House (Paragwaj)
architekt: Equipo de Arquitectura
data realizacji: 2021
Dom wykorzystuje prasowane bloczki ziemne jako jeden z podstawowych materiałów swojej architektury. Z bloczków wykonano masywne ściany współpracujące z charakterystycznym sklepionym przekryciem. Projekt dobrze pokazuje estetyczny potencjał technologii. Bloczek CEB nie musi być ukrywany pod warstwą tynku — odpowiednio wykonany może pozostać widoczny i pełnić jednocześnie funkcję konstrukcyjną oraz dekoracyjną.
 |
| Źródło: https://arquitecturaviva.com/ |
Ameryka Północna
Zespół apartamentów Villa Luciérnagas (Meksyk)
architekt: Apaloosa Estudio de Arquitectura y Diseño
data realizacji: 2021
Villa Luciérnagas to zespół apartamentów o powierzchni ok. 183 m², położony przy rezerwacie porośniętym drzewami iglastymi. Projekt łączy konstrukcję żelbetową z nietynkowanymi ścianami z CEB — Compressed Earth Block.
Bloczki ziemne pełnią nie tylko funkcję estetyczną. Ściany CEB zbrojono prętami 3/8 cala co 60 cm i zamknięto żelbetowymi wieńcami, pozostawiając widoczne spoiny oraz naturalną barwę i strukturę materiału. Do murowania użyto białego kleju zmieszanego z pyłem CEB, co pozwoliło uzyskać cienkie, jednolite spoiny.
Pozostałą część budynku wykonano głównie w technologii żelbetowych ram i lokalnych bloczków murowych. CEB stanowi więc uzupełnienie współczesnego systemu konstrukcyjnego, a nie jego pełny zamiennik.
 |
| Źródło: https://www.archiscene.net/ |
[czytaj więcej...]
💭 Ciekawa realizacja, ponieważ pokazuje zupełnie inne podejście niż próba zbudowania całego domu wyłącznie z ziemi. CEB współpracuje tutaj z żelbetem i zbrojeniem, a ziemna ściana pozostaje widoczna. Być może właśnie takie hybrydowe rozwiązania są jedną z bardziej realistycznych dróg rozwoju tej technologii we współczesnym budownictwie.
Australia
Linda’s Octagon House / Green House (Narara Ecovillage, Nowa Południowa Walia, Australia)
architekt: Integrated Bio-Tecture Design
data realizacji: około 2020
W Australii budownictwo ziemne jest stosunkowo dobrze rozwinięte, ale zdecydowanie częściej spotyka się tam rammed earth niż CEB.
Nie chcę na siłę przypisywać technologii CEB budynkowi, w którym zastosowano adobe, rammed earth lub jeszcze inną technologia. Eco-wioska w Narara, wykorzystuje różne technologie budownictwa naturalnego ale z informacji firmy MUDTEC wynika że użyto ich bloczków.
 |
| Źródło: https://mudtec.com.au/ |
CEB i CSEB w Polsce
Czy w Polsce produkuje się z takich bloczków?
Obecnie w Polsce bloczki budowlane kojarzą się raczej z cegłą ceramiczną, betonem komórkowym może z bloczkami silikatowymi ale z blokami ziemnymi raczej nie.
Na pewno CEB/CSEB nie jest w Polsce technologią popularną, ale w latach 60-tych Zygmunt Racięcki w książce "Budynki z gliny" zamieścił:
Budynek mieszkaniowy z bloków glinianych w Skawinie
Ciekawym polskim przykładem budownictwa ziemnego jest budynek mieszkalny wzniesiony w latach 1954–1955 na osiedlu pracowników Huty Aluminium w Skawinie.
 |
| Źródło: Zygmunt Racięcki "Budynki z Glliny" |
Jego ściany wykonano z niewypalanych bloków glinianych, a stropy w technologii żelbetowej.
Nie należy jednak automatycznie określać go jako realizacji CEB. Dostępne historyczne opisy wskazują na bloki gliniane, ale nie potwierdzają jednoznacznie, że elementy były formowane pod wysokim naciskiem w prasie.
Jest to więc przykład istotny dla historii polskiego budownictwa z ziemi, ale klasyfikowanie go jako CEB wymagałoby dostępu do dokumentacji technologicznej.
Na ulicy Aleksandra Głowackiego w Skawinie istnieje osiedle, na którym budynki przypominają ten ze zdjęcia archiwalnego, ale są to tylko moje domniemania:
 |
| Źródło: https://www.google.com/maps |
Budynek mieszkalny w Pruszkowie
 |
| Źródło: Zygmunt Racięcki "Budynki z Gliny" |
... i w zasadzie, to by było na tyle 😐
Czy w Polsce to ma sens?
Samo stosowanie ziemi jako materiału budowlanego nie jest zakazane. Skoro CEB/CSEB ma swoje zalety, może trzeba się zastanowić jak je wykorzystać i wyeliminować posiadane wady.
Jako kraj będący w UE czeka nas perspektywa wzrostu kosztów materiałów wynikająca z zaostrzających się przepisów związanych z emisją CO₂, może spowodować że powrócimy to dawnych zastosowań.
Obecnie nie ma polskiej normy PN ani PN-EN, która regulowałaby stosowanie CEB lub CSEB. Istniały historyczne normy branżowe dotyczące budownictwa z gliny, między innymi:
BN-62/6738-02 — Budownictwo z gliny. Masy gliniane,
BN-62/8841-04 — Budownictwo z gliny. Ściany z gliny ubijanej. Warunki techniczne wykonania i odbioru,
inne normy dotyczące cegieł i bloków cementowo-glinianych.
Dokumenty te są obecnie materiałami archiwalnymi. Mogą być źródłem wiedzy historycznej, ale nie zastępują współczesnej dokumentacji technicznej, badań ani obliczeń konstruktora, które na pewno będą wyzwaniem przy zastosowaniu takiej technologi.
Są sytuacje, że mamy do czynienia z konieczność wywozu nadmiaru ziemi z miejsca inwestycji oraz (w przypadku niektórych lokalizacji) mogą wystąpić koszty związane z transportem materiałów budowlanych, może się okazać że wykorzystanie lokalnego zasobu ma sens.
Myślę, że na pewno warto rozważyć taką technologię do budowy przegród wewnętrznych oraz być może do nie dużych budynków typu garaże, pomieszczenia gospodarcze, itp.
Największe wyzwania dla przegród wewnętrznych
1. Formalności
Brak krajowej normy i typowych systemów projektowych oznacza większą odpowiedzialność uczestników procesu budowlanego. Potrzebna będzie współpraca:
- architekta,
- konstruktora,
- technologa materiałowego,
- laboratorium,
- wykonawcy bloczków,
- wykonawcy ścian.
2. Jakość
Wytwarzanie bloczków na miejscu może wyglądać prosto, ale bloczki przeznaczone do budowy powinny mieć powtarzalne właściwości. Aby otrzymać materiał jakościowy, należy zapewnić:
- powtarzalność wymiarową,
- powtarzalność mieszanki i wilgotności,
- odpowiednią wytrzymałość
- zapewnić dobre warunki przechowywania.
3. Opłacalność
Własna ziemia nie oznacza automatycznie darmowych ścian. W szacunku kosztów należy uwzględnić:
- wynajem lub zakup prasy, mieszalnika,
- robociznę,
- koszt badań laboratoryjnych
- czas na dojrzewanie bloczków.
4. Eksperymentalny charakter rozwiązania
Ze względu na niszowy charakter przedsięwzięcia, mogą wystąpić rzeczy nie przewidywalne. Dlatego należy przemyśleć jak zaprojektować, zbadać i wykonać takie bloczki, aby były trwałe, bezpieczne i korzystne dla środowiska w polskich warunkach.
I właśnie tutaj zaczyna się najciekawsza część tematu 😉.
