Szybkie wprowadzenie do ubijanej ziemi [TL;DR]
Rammed earth (po polsku ubita ziemia) — to technika budowlana polegająca na zagęszczaniu warstw wilgotnej mieszanki ziemi w szalunku.
- piasku,
- żwiru,
- gliny,
- czasem dodaje się niewielkiej ilości cementu lub wapna.
Po ubiciu i wyschnięciu powstaje gruba, twarda ściana o charakterystycznym warstwowym wyglądzie.
Jak każda technologia budowlana, budowa z ubijanej ziemi ma swoje wady i zalety.
Zalety
- duża trwałość,
- najbardziej ekologiczny materiał
- naturalny, dekoracyjny wygląd,
- dobra akumulacja ciepła,
- niski udział materiałów przetworzonych,
- możliwość wykorzystania lokalnej ziemi.
Wady
- słabsza izolacyjność cieplna niż w nowoczesnych ścianach warstwowych,
- duża wrażliwość na wodę przy złym zabezpieczeniu,
- pracochłonne wykonanie,
- konieczność precyzyjnego doboru mieszanki i konstrukcji fundamentu.
Technikę tę stosuje się zarówno w tradycyjnym budownictwie, jak i w nowoczesnych domach ekologicznych.
Narzędzia do tworzenia rammed earth
Przykłady współczesnych realizacji rammed earth ze świata
Ponieważ interesuję się tematem ubitej ziemi już od lat, wielokrotnie poruszałem go w różnych środowiskach. Niestety zazwyczaj temat traktowany jest jedynie jako ciekawostka, a czasem towarzyszą temu nawet lekkie drwiny 😡.
Na dowód, że budownictwo z ubijanej ziemi rozwija się na całym świecie, przedstawiam po jednym ciekawym, współczesnym przykładzie realizacji z każdego kontynentu.
Europa
Parking i wieża połączone kładką (Neuenburg nad Renem, Niemcy)
architekt: MONO Architekten; główny architekt: Daniel Schilp
data realizacji: 2023
Zespół składający się z parkingu, placu, kładki i 36-metrowej wieży widokowej łączy centrum miasta z pobliskim parkiem. Projekt pełni jednocześnie funkcję infrastrukturalną, rekreacyjną i symboliczną, tworząc nową bramę wjazdową do miasta.
 |
| źródło: https://yinjispace.com |
💭 Mówiąc o europejskiej architekturze ziemnej, nie sposób pominąć Martina Raucha — pioniera, który od dziesięcioleci rozwija i popularyzuje techniki budowania z ziemi. Sam mieszka w domu wykonanym z tego naturalnego materiału, a także zajmuje się produkcją ziemnych elementów prefabrykowanych. Warto bliżej poznać jego dorobek i podejście do architektury, które pokazują, jak duży potencjał kryje się w ziemi jako materiale budowlanym.
Afryka
Szpital Chirurgii Dziecięcej w Entebbe (Uganda)
architekt: Renzo Piano Building Workshop (RPBW); projekt prowadzony przez Renzo Piano we współpracy z EMERGENCY
data realizacji: 2013–2021
Szpital pediatryczny zaprojektowany przez Renzo Piano Building Workshop łączy nowoczesne zaplecze medyczne z lokalnymi technikami budowlanymi. Ściany z ubijanej ziemi zapewniają naturalną regulację temperatury, a dachy wyposażone w panele fotowoltaiczne zwiększają samowystarczalność obiektu.
 |
| źródło: https://arquitecturaviva.com |
Australia
Fasada budynków mieszkalnych mierząca 230 metrów (Północno-Zachodnia Australia)
architekt: Luigi Rosselli Architects; główny architekt: Luigi Rosselli
data realizacji: 2015
Kompleks dwunastu mieszkań ukrytych częściowo w piaszczystym wzgórzu wyróżnia się fasadą z ubijanej ziemi o długości 230 metrów. Grube ściany oraz warstwa gruntu na dachach chronią wnętrza przed wysokimi temperaturami pustynnego klimatu.
| źródło: https://luigirosselli.com |
Ameryka Południowa
Prywatna rezydencja (Cunha, Brazylia)
architekt: Arquipélago Arquitetos; główni architekci: Luís Tavares i Marinho Velloso
data realizacji: 2021
Prywatna rezydencja została wkomponowana w szczyt wzgórza i częściowo zagłębiona w terenie, aby osłonić ją przed zimnymi wiatrami. Do budowy ścian wykorzystano ziemię wydobytą bezpośrednio podczas prac na działce oraz cegły produkowane przez lokalnych rzemieślników.
| źródło: https://archello.com |
Ameryka Północna
Centrum Kultury Pustyni Nk’Mip (Osoyoos, Kanada)
architekt: DIALOG, wcześniej Hotson Bakker Boniface Haden Architects; architekt prowadzący: Bruce Haden, architekt projektu: Brady Dunlop
data realizacji: 2006
Centrum prezentuje historię i współczesną kulturę rdzennej społeczności Osoyoos Indian Band. Budynek stapia się z pustynnym krajobrazem dzięki zielonemu dachowi, drewnu sosnowemu oraz masywnej ścianie z ubijanej ziemi, która stabilizuje temperaturę wnętrz.
 |
| źródło: https://dialogdesign.ca |
Azja
Kampus społecznościowy Linden Centre w Shaxi (Junnan, Chiny)
architekt: Anderson Anderson Architecture + Atelier FUN
data realizacji: 2022
Kampus społecznościowy położony w górskiej wiosce łączy funkcje edukacyjne, kulturalne, mieszkalne i rekreacyjne. Jego architektura wykorzystuje lokalny kamień, drewno i ziemię, interpretując tradycyjne techniki budowlane zgodnie ze współczesnymi standardami.
 |
| źródło: https://www.theplan.it |
Rammed earth w Polsce
Czy w Polsce są takie realizacje?
W zasadzie, w chwili pisania tego tekstu nie znalazłem nic na temat współczesnych realizacji poza eksperymentalną:
Dom demonstracyjny (Pasłęk, Polska)
autorzy: pracownicy Wydziału Architektury Politechniki Warszawskiej: prof. Teresa Kelm, dr hab. Jerzy Górski i dr hab. Marek Kołłątaj
data realizacji: 2005 - 2008
Obiekt należy do miasta i gminy Pasłęk i pełni funkcję sportowo-rekreacyjną oraz służy innym celom rekreacyjnym. Naukowcy z Politechniki Warszawskiej badali warunki panujące w budynku podczas jego użytkowania.
 |
| https://eng.pw.edu.pl/ |
💭 W serwisie budowlanym materialybudowlane.info.pl, zamieszczono artykuł dr inż. Agnieszki Kaliszuk-Wieteckiej i mgr inż. Piotra Leona Narlocha "Ziemia ubijana jako materiał budowlany w klimacie umiarkowanym" 12 ’2013 (nr 496), w którym wspomniano o pałacu w Tarchominie z przełomu XVII i XVIII wieku, prawdopodobnie najstarszym polskim obiekcie wykonanym w tej technologii.
Na pewno nie jest to technologia w Polsce popularna, ale w latach 60-tych Zygmunt Racięcki w książce "Budynki z gliny" zamieścił kilka przykładów budownictwa z ubitej gliny:
Budynek szkolny w Kasince Małej
 |
| Źródło: Zygmunt Racięcki "Budynki z Gliny" |
Budynki mieszkalne w Małopolsce
 |
| Źródło: Zygmunt Racięcki "Budynki z Gliny" |
 |
| Źródło: Zygmunt Racięcki "Budynki z Gliny" |
Budynek mieszkalny w Pruszkowie
Zygmunt Racięcki opisuje ten budynek jako wykonany częściowo z gliny ubijanej w deskowaniu, a częściowo z bloków glinianych i cementowo-glinianych z paździerzami
 |
| Źródło: Zygmunt Racięcki "Budynki z Gliny" |
Czy w Polsce to ma sens?
Samo stosowanie ziemi jako materiału budowlanego nie jest zakazane. Skoro rammed earth ma swoje zalety, może trzeba się zastanowić jak je wykorzystać i wyeliminować posiadane wady.
Polska posiadała normy branżowe dotyczące ziemi ubijanej, w szczególności BN-62/8841-04, ale obecnie nie ma aktualnej normy PN lub PN-EN kompleksowo regulującej projektowanie współczesnych konstrukcji rammed earth.
Ziemia ubijana może być stosowana w Polsce, ale jest technologią niszową i potrzebna jest duża determinacja aby mogło z niej powstać coś użytecznego.
Myślę że wyzwaniem może być nie tyle klimat co formalności.
W związku z powyższym na pewno trzeba zwrócić uwagę na niektóre zagadnienia.
Największe wyzwania dla ścian zewnętrznych, konstrukcyjnych
1. Izolacyjność cieplna
Polskie wymagania dla ogrzewanych budynków przewidują obecnie maksymalny współczynnik przenikania ciepła ścian zewnętrznych U = 0,20 W/(m²·K). Sama ziemia ubijana dobrze magazynuje ciepło, ale jest stosunkowo słabym izolatorem, dlatego ściana zewnętrzna zazwyczaj wymaga dodatkowego ocieplenia.
Praktyczny układ może wyglądać tak:
ziemia ubijana + izolacja termiczna + warstwa osłonowa
Możliwe jest również wykonanie ściany ziemnej z izolacją umieszczoną wewnątrz jej przekroju, jednak moim zdaniem rozwiązanie to narusza zasady dyfuzyjności, dlatego szukałbym innego rozwiązania.
2. Wilgoć i mróz
Największym zagrożeniem dla ziemi ubijanej w Polsce nie jest samo zimno, lecz połączenie:
- nasiąkania wodą,
- zamarzania,
- wielokrotnych cykli zamarzania i odmarzania.
Niestabilizowana ziemia wystawiona na deszcz może stopniowo erodować.
Konieczne są więc:
- wysoki cokół i odcięcie ściany od gruntu,
- bardzo dobra izolacja przeciwwilgociowa fundamentu,
- szerokie okapy,
- prawidłowe obróbki blacharskie,
- ochrona górnych i poziomych powierzchni,
- kontrolowane odprowadzanie wody opadowej.
3. Projekt i formalności
Technologia nie jest zakazana, ale nie jest też tak typowa i ustandaryzowana jak beton, ceramika czy silikaty. W praktyce projektant konstrukcji musi wykazać, że rozwiązanie spełnia wymagania dotyczące między innymi:
- nośności,
- stateczności,
- ochrony przeciwpożarowej,
- izolacyjności cieplnej,
- odporności na wilgoć i warunki atmosferyczne.
Polskie badania wskazują, że ograniczeniem w szerszym stosowaniu ziemi ubijanej w klimacie umiarkowanym są między innymi słabo rozwinięte podstawy formalne i projektowe. Chcąc dokonać realizacji, najbezpieczniej oprzeć projekt na:
- badaniach konkretnej mieszanki,
- próbach ściskania i nasiąkliwości,
- dokumentacji technicznej wykonawcy,
- indywidualnych obliczeniach konstruktora.
4. Opłacalność
Własna ziemia nie oznacza automatycznie darmowych ścian.
W szacunku kosztów należy uwzględnić: wynajem lub zakup prasy i mieszalnika, robociznę, koszt badań laboratoryjnych oraz czas na dojrzewanie bloczków.
5. Eksperymentalny charakter rozwiązania
Ze względu na niszowy charakter przedsięwzięcia, mogą wystąpić rzeczy nie przewidywalne. Dlatego należy przemyśleć jak zaprojektować, zbadać i wykonać takie ściany, aby były trwałe, bezpieczne i rzeczywiście korzystne dla środowiska w polskich warunkach.
I właśnie tutaj zaczyna się najciekawsza część tematu 😉.
