• anyagok
• tulajdonságok

Szalmabála története, tulajdonságai és alkalmazása

Fogalma

A szalmabála jellemzően egy-két szintes falszerkezetek építésére, ill. padlásfödémek szigetelésére alkalmas, de használható réteges falszerkezet hőszigetelő rétegeként, vagy favázas épületek kitöltő falazataként is.

7.27. ábra. Préselt szalmabála

A szalmaház préselt szalmabálákból készült, kívül-belül agyag vakolattal burkolt épület. Ritkább esetben készülhet belőle teherhordó bálafal, ahol nincs szükség további tartószerkezetre. Azonban gyakoribb esetben a szalmaház mechanikai stabilitását favázszerkezet biztosítja. Ebben az esetben a szalma az épület falának, esetleg födémének fő alkotóeleme.

A szalmaház építése nem terheli a környezetet, fűtési költsége minimális. Természetes szellőzése és hőtehetetlensége miatt télen-nyáron kellemes komfortérzetet biztosít. Szalmából építhetők önálló házak, valamint két- és háromszintes épületek – akár közösségi célokra is.

A szalmabála története

Már a történelem korai szakaszában is előfordultak olyan épületek, amelyek egyes szerkezetei (fal, tető) szalmából készültek. Az igazi szalmabála-építés akkor kezdett elterjedni, mikor az 1850-es években feltalálták a bálázógépet, ami lehetővé tette, hogy géppel szabályos, egységes méretű szalmabálákat lehessen előállítani. Az első, szalmabálából készült épületek az 1880-as években épültek az Egyesült Államok Nebraska államának sivatagos vidékein.

A rabszolga-felszabadítás utáni évtizedekben belső népvándorlás indult meg az ország határain belül. A főleg Európa országaiból származó, többmilliós népesség bevándorlása következtében fokozott lakásigény lépett fel, ezzel egy időben nagymértékű, mezőgazdasági ismeretekkel rendelkező szabad munkaerő is megjelent.

Az Egyesült Államok és Kanada területén hatalmas területek voltak, amelyek egyaránt alkalmasak gabonatermesztésre és állattartásra is. így alakultak ki a területre oly jellemző, nagy területű farmok. Európával ellentétben az Egyesült Államokban nem a szárazalmos tartás volt jellemző, hanem a szilajtartás és a vándorló legeltetés. Ennek következtében a farmokon nem használták fel a szalmát olyan nagymértékben, mint Európában.

Ezek a tényezők segítették elő a bálázott szalma helyszíni építési felhasználását és a fokozott lakásigény együttes kielégítését. Az építés során szerzett tapasztalatok többféle megoldást is kiérleltek.

Ráadásul ezen a területen a szalmabálán kívül -amely egyébként olcsón és nagy tömegben állt rendelkezésre – más építőanyag nem volt. A lakásépítés rendkívül sürgető volt, így kézenfekvő volt a bálázott szalma helyszíni építési felhasználása a fokozott lakásigény kielégítésére. A lakosság szalmabálákból kezdett házakat építeni magának, eleinte ideiglenes jelleggel. Később, hogy otthonosabbá tegyék őket, kívülről bevakolták, s végül ezek évtizedekig megmaradtak. Préritüzes területeken háromszor vakolták a szalmabála házakat, az így keletkezett, mintegy 8 cm vastag, vályogjellegű vakolat tűzbiztossá tette az épületeket.

Az első dokumentált, szalmabálából készült épület 1896-1897 között épült iskola volt, amit állítólag egy legelő tehéncsorda pusztított el 1902-ben. A kezdeti nehézségek ellenére azonban a következő 50 év alatt közel 70 szalmaház (templom, iskola, lakóház) épült Nebraska területén, amelyekből napjainkban még több is áll. A szalmabálából készült épületek – építéstechnikájának környezettudatos mivolta miatt – napjainkban is népszerűek. Jellemzően egykét szintes falszerkezetek építésére, ill. padlásfödémek szigetelésére alkalmas, de használható réteges falszerkezet hőszigetelő rétegeként, vagy favázas épületek kitöltő falazataként is.

A szalma – lévén mezőgazdasági hulladék – olcsó volt és jókora mennyiségben állt rendelkezésre, ezért 20. század első harmadában kísérletezni kezdtek a préselt szalmából készült szigetelőlemezekkel. Az első ilyen szigetelőlemezt 1935-ben Svédországban fejlesztette ki Theodor Dieden. Az első, préselt szalmából készült hőszigetelő terméket Stramit néven Torsten Mossesson hozta forgalomba az 1940-es évek végén, ez vázkitöltő szigetelésként világszerte elterjedt. Magyarországon Szolomit néven létezett szalmából vagy nádfélékből préselt, vékony acélhuzalokkal összefogott könnyű tábla, amelyet elsősorban vasbeton szerkezetek hőszigetelésére használtak, de ritkán önállóan, válaszfalként vagy kiállítási épületek falaként is megjelenhetett.

Szalmabála gyártása

A szalmát különböző méretben és formában bálázzák. Az építkezésre szánt bálák kötözése szempontjából megkülönböztetünk kéthuzalos és háromhuzalos hasáb bálákat. A szalmabálás építkezéshez alkalmazható (kéthuzalos) bálák méretei: 32-44 x 50 x 50-120 cm, amelyből 50 cm vastag falat lehet rakni. Az átlaghosszúság 80 és 90 cm között mozog, ami főként annak tudható be, hogy ma már nem gyártanak kisebb bálázógépeket. A bálák átlagos halmazsűrűsége p = 80-120 kg/m³. Magyarországon a 40 x 50 x 80 cm méretű bálák terjedtek el. Létezik továbbá az ún. Háromdrótos préselt bála is, méretei 32-44 x 62,5 x 116-125 cm, ez azonban Magyarországon nem használatos.

Építési alkalmazásuk során fontos, hogy a bálák, amennyire csak lehetséges, sűrűk és tömörítettek legyenek. A bálák tömege 15-30 kg között mozog. A szalmabálákat huzal szorítja össze. A huzalok anyaga lehet polipropilén, természetes anyagú kender, valamint fémdrót. Utóbbi előnye, hogy tűz esetén is egyben tartja a bálát, mivel nagy hőmérsékleten sem károsodik.

A jól elkészített báláknál a huzalok annyira feszesek, hogy a bála és a zsineg közé az ember ujja nem fér be. A huzalok kb. 10 cm-re helyezkedjenek el a szélektől, a megfelelő formatartás miatt. Az építkezésre szánt bála nedvességtartalmának kisebbnek kell lennie, mint 15 m/m %. Az építés helyszínén a bálákat le kell takarni, mindennemű nedvességhatástól óvni kell, mindezek mellett az oldalirányú szellőzést meg kell oldani.

A szalmaház alapvető építőanyaga a szalma, egész pontosan a szalmabála. Az egymásra pakolt szalmabáláknak kitűnő hőszigetelő képességük van. Mivel a szalmabálák teherbíró képessége nem felel meg napjaink igényszintjének, az épület stabilitását fából ácsolt vázszerkezet biztosítja, majd ennek rácsai közé töltik a hőszigetelő gabonaszalma-bálákat. A szalma falszerkezet mindkét oldalát legalább 5-7 cm agyagvakolattal látják el, erre a tűz- és mechanikai károsodások megakadályozására van szükség. Ezenkívül fontos szerepe van a légzárás és a páraáteresztés biztosításában. Végül a vakolatot kazeinos mészfestéssel kezelik a felület védelme érdekében.

Szalmabála tulajdonságai

A szalmaház amellett, hogy jó hő- és hangszigetelő, nagymértékben környezetbarát is, mert olcsó mezőgazdasági mellékterméket hasznosít újra, amelynek szállítási és tárolási költsége is alacsony. Primer energiaigénye szintén rendkívül csekély, hiszen a felhasznált építőanyagok előállítása nagyrészt megújuló energiaforrásokat vesz igénybe, ráadásul a felhasznált természetes anyagoknak nincs károsanyag-kibocsátásuk.

A visszamaradt anyagok megsemmisítése nem károsítja a környezetet, kicsi a beépített energia. A szalma és fa keletkezése C0₂-elnyeléssel jár, így az átlagos szalmaház építése C0₂-semleges. karbantartása, javítása, fenntartása egyszerű eszközökkel, kis energiaráfordítással, általában házilagosan is elvégezhető, hiszen nem igényel különösebb szakképzettséget.

Kis energiafelhasználású épület is építhető belőle, ugyanis a 60 cm vastag, két oldalán szalmás vályogvakolattal ellátott szalmabála fal hőszigetelési értéke 20-30 cm ásványgyapottal egyenértékű. Kisebb a beruházási költség is, hiszen kisebb teljesítményű fűtési berendezésre van szükség. Nyári időszakban általában nem igényel semmiféle mesterséges hűtést, ugyanis a szalma -mint szerves anyag – nagy hőtároló képességű.

A szalmaház rovarok és rágcsálók elleni védelme igen kényes kérdés. Amerikai tapasztalatok szerint a termeszjárta területeken a rizsszalma alkalmazása előnyös. Mezőgazdasági szakemberek szerint a rozs vagy zab szalmája nem olyan kellemes a rágcsálók számára, különösen, ha benne maradnak a tokiászok. A rágcsálók a búzaszalmát kedvelik leginkább. Ez ellen a vályogházaknál alkalmazott módszerekkel lehet védekezni, vagyis folyamatos odafigyeléssel, karbantartással és a hibák, kirágások gyors javításával. Műszaki megoldás rágcsálók ellen, ha a fal alsó és felső síkja körül sűrű fémhálóval védjük meg a szerkezetet.

Mivel a szalma érzékeny a nedvességre, így a falakat nedvességhatásokkal szemben is védeni kell. A vályogházaknál alkalmazott módszerek itt is járatosak. A víz távoltartására alkalmasak a nagy kinyúlású ereszek, a megfelelő tereprendezés és a tereplejtések kialakítása, a vizes szerelvények falon kívüli vezetése és a vizeshelyiségek szigetszerű elhelyezése.

Szalmabála esetén a tűzállóság is kulcskérdés. Tűzállósági vizsgálatokat elsőként az Egyesült Államokban végeztek, de kísérletek voltak hazánkban is. Az Egyesült Államokban az ASTME E-119 szabvány szerint vizsgáltak egy vakolatlan és egy külső-belső oldalán kohósalak adalékanyagú cementvakolattal ellátott szalmabála falszerkezetet.

A hőmérsékletet 3 lépcsőben emelték, az első 5 percben 1000 °F-re (539 °C), a 30. percben 1550 °F-re (843 °C), 1 óra elteltével pedig 1750 °F-re (954 °C). A kísérletek azt mutatták, hogy a vakolatlan falszerkezeten 30 perces tűzterhelés során sem láng, sem forró gáz nem jutott át a tűztől védett oldalra, bár a 34. percben már lángáttörést tapasztaltak. A tűztől védett oldalon 30 perc után a hőmérsékletemelkedés 11,5 °C volt, míg a tűzhatásnak kitett oldalon a hőmérséklet 1691 °F (921,7 °C) volt.

7.7. táblázat. A szalmabála fontosabb anyagtulajdonságai

A vakolt falszerkezetet 120 perces tűzhatásnak tették ki, és azt tapasztalták, hogy a kísérlet végeztével nem keletkezett lángáttörés a tűztől védett oldalon, csupán a vakolat repedezett meg. Mindeközben a tűztől védett oldalon a hőmérséklet csupán 63,1 °F-el (17,3 °C) növekedett, míg a tűzhatásnak kitett oldalon 1942 °F (1061 °C) volt.

Míg az Egyesült Államokban a komplett falszerkezet tűzállóságát (vakolatlanul és vakolattal együtt), addig a magyarországi vizsgálatok a szalmabála alapanyagát vizsgálták. A hazai kísérleteket az MSZ EN 11925-2 szerint végezték, s az eredményeik azt mutatták, hogy a szalmabála tűzállósága függ a kötőanyag minőségétől, valamint a szalmabála tömörségétől. Amennyiben könnyen éghető kötőanyagot alkalmaztak, az gyorsan elégett.

Ennek következtében a szalmabála szétesett, nagy mennyiségű oxigén áramlott a bála belsejébe, ami így könnyedén lángba borult. Megfigyelték azonban, hogy a szalmabála tűzzel szembeni ellenálló képessége a tömörség növelésével javítható. A nagy tömörségű szalmabálák a lánghatásra nyílt égés helyett elszenesedtek, s a külső, elszenesedő rétegek meggátolták az oxigén bejutását a bála belsejébe. Mindez hasonlatos a fa égéséhez, ahol a külső, elszenesedett réteg tűzzel szembeni védelmet nyújt a belső részeknek.

Kanadai Nemzeti Kutatási Tanács tesztelte a bevakolt szalmabálákat tűzbiztonsági szempontból. A bevakolt felület két órán keresztül volt képes ellenállni 1000 °C hőmérsékletnek, mielőtt bármilyen károsodást szenvedett volna. Megállapították, hogy a szalmabálák megfelelő mennyiségű levegőt tartalmaznak ahhoz, hogy jó szigetelőértéket biztosítsanak, de nem eleget ahhoz, hogy táplálják a tüzet.

Alkalmazása

Napjainkban a szalmabálából készült ház az egyik legkedvezőbb megoldás a környezetvédelem iránt elkötelezett építkezők számára. A felhasznált anyagok az építési hely közeléből származnak, előállításuk, feldolgozásuk nem igényel fosszilis energiát. A szalmaház sárhabarcs nélküli teherhordó szalmafala építése esetén a bálákat kötésben kell elhelyezni. Az alapozásba betonacél tüskéket helyeznek el, ezekbe lehet beletűzni az első bálasor elemeit. A többi bálasort úgy kell lefűzni, hogy legalább négy bálasor mindig össze legyen tűzve. A letűzésre alkalmasak a betonvasak, de akár a mogyoróvesszők is. A letűzés azért fontos, hogy a váz nélküli bálafalak oldalirányú terhelés esetén ne mozduljanak el.

Mivel jellemzően földszintes épületek készülnek ilyen technológiával, ezért a szalmafalak magassága nem jelentős, a kihajlás a vaskos szerkezet miatt nem jelent veszélyt. A lefűzés mellett azonban fontos, hogy a sarkoknál is sarokmerev kapcsolatot kell kialakítani. Ezt lehet rétegelt lemezből készült, L alakú elemmel, vagy két végén meghajlított betonvassal. Utóbbi esetben ügyelni kell arra, hogy a vasak lehetőleg a bála közepén haladjanak át. A behajlított szakaszok hossza 15-15 cm legyen, az átkötő szakasz hossza akkor megfelelő, ha eléri a min. 50 cm-t.

A favázas vagy létravázas épületek esetében a szalmabála nyomószilárdsága nem játszik szerepet, hiszen a tartószerkezeti funkciót a vázszerkezet biztosítja, amelynek elemei a szokásos módon méretezhetők.

A bálákat kézzel helyezik be, különösebb eszközigénye nincs. A bálák általában megfelelően tömörek, ökológiai lábnyoma nagyon csekély. Fő alapanyaga az építkezés környezetében fellelhető, feldolgozásához tehát nem kell fosszilis energiát alkalmazni, a szállítás környezetterhelése pedig minimális. Az építkezés során keletkező hulladékot a természet képes lebontani. A szalmaházépítés két legfontosabb alapanyaga, a szalma és a fa megújuló forrásnak számít.

Alapozásként alkalmazható a peremgerendával erősített vasalt síklemez. Előnye, hogy az építkezés ideje alatt megfelelő aljzatot, munkafelületet biztosít. Ezenkívül nagy hőtároló tömeget jelent, ami egyrészt a napenergia-hasznosítás, másrészt a nyári hőcsillapítás miatt lehet hasznos. Hátránya, hogy általában nagy a betonszükséglete, és a talajon fekvő padló hőszigetelése általában műanyaghab hőszigeteléssel oldható meg, ami szintén rontja az épület ökológiai értékelését.

Magyarországon elterjedtebb megoldás a jóval kevesebb betont igénylő sávalap készítése. A lemezalappal szembeni hátránya kiküszöbölhető, ha a sávalapok elkészültével a lehető leggyorsabban elkészül a feltöltés és az aljzat, ami biztosítja a munkavégzéshez szükséges felületet.

Teherhordó szalmabála falazat többféle módon is készíthető

A vályogtéglákból készült falakhoz hasonló módszer esetében a bálákat sárhabarccsal, szalmatörekes vályoghabarccsal lehet egymáshoz kötni. Ezzel a szerkezeti megoldással kétszintes vagy tetőtér-beépítéses épületek is építhetők, fafödémmel. A sárhabarcsba rakott fal esetében fontos az ülepedés figyelembevétele, vagyis a nyílászárókat vaktokos szerkezetként érdemes kialakítani.

A bálákat a behelyezés után érdemes kissé beütögetni, és a sorban az utolsó bálát a vázszerkezet közé beszorítani. A bálákat függőleges lefűzővasakkal össze kell tűzni, a fal elkészítése után a kialakult falsíkot egyenletesre vágják.

Koszorúk kialakításánál a legfontosabb, hogy a fedélszék a terheit a falra egyenletesen adja át. Ezért minden esetben létravázas szerkezetű vagy teherelosztó rétegelt lemezre épített koszorút érdemes kialakítani.

A szalmafal elkészítése után általában szükség van a felület durva egyenetlenségeinek megszüntetésére. Erre a legelterjedtebb eszköz a fűszegélynyíró. A fűszegély nyíróval hatékonyan, gyorsan és jó minőségben lehet elvégezni ezt a munkát. A lehullott szalmatörmelék további beépítésre alkalmas: a vályoghabarcsba keverve nagyszerű vakolóanyagot ad, de lehet vele az esetleges réseket tömíteni, vagy akár vissza lehet ásni a kertben.

Vakolás előtt

A vakolás megkezdése előtt a szalmafalra legtöbb esetben rabichálót tesznek, ugyanis a szalmafalra – a vályogfalakhoz hasonlóan – többrétegű, vastag vakolatréteg (agyagtapasztás) kerül. Rabicháló nélküli vakolás esetében az első réteget nagy erővel kell rádobni a falra, hogy az jól bekössön a szálak közé. Ehhez a megoldáshoz igen nagy mennyiségű agyagvakolatot kell előkészíteni, ami jelentős fizikai munkát igényel, viszont gyorsabb és biztosabb is, ezért sokszor célszerűnek bizonyul a rabichálós vakolaterősítés. A rabichálót a tartószerkezethez (különösen ajtók, ablakok mentén, a vázszerkezet elemeinél) is rögzíteni kell.

A rabicháló elkészítése után az esetlegesen adódó üreget, folytonossági hiányokat szalma betömködésével kell megszüntetni. Az alapvakolat felhordása után meg kell várni a megfelelő szilárdulást (ez vályogvakolat esetén elég hosszadalmas), és csak ezután hordhatók fel a következő rétegek. A felületi repedezettség megelőzése érdekében a vályogvakolatba szalmatöreket, lószőrt vagy kendervagdalékot is érdemes adagolni.

A vizes szerelvényeket és a fűtési vezetékeket nem szabad szalmafalban vezetni! Fürdőszoba és konyha tervezésekor a gépészeti vezetékekhez vendégfalat kell készíteni. Sok esetben jól alkalmazhatók a falon kívüli vezetékek. Az elektromos vezetékek és szerelvények esetében is megfelelő lehet a falon kívüli vezetékezés. Más esetben a dugaljak rögzítését faékre szerelt dobozokkal oldják meg. A vezetéket vezetőcsőben kell elhelyezni, amelyeket a rabicolás előtt kell a falra szerelni és a hálóhoz rögzíteni.