Pasaulyje kylant ekologinėms problemoms, susijusioms su klimato šiltėjimu, ieškoma būdų, kaip sumažinti šiltnamio efektą sukeliančių dujų išmetimus įvairiose srityse, tarp jų - ir statyboje. Vis dažniau statomi energiškai efektyvesni pastatai.

Tokiems pastatams naudojamos statybinės medžiagos, kurioms gaminti reikia mažiau energinių sąnaudų. O siekiant mažinti transportavimo išlaidas, naudojamos kuo arčiau statybos vietos gaunamos ar gaminamos statybinės medžiagos.

Kaimo vietovėse yra vietinių statybinių medžiagų, kurios galėtų būti panaudotos daug įvairiau. Tokioms medžiagoms priskiriami žemės ūkio kultūrų šalutiniai produktai: šiaudai, kanapių, linų spaliai. Be to, vietinėms - žemės ūkyje, kaimo vietovėse - gaunamoms medžiagoms priskiriama kanapių, linų pluoštas, avių vilna, mediena ir jos perdirbimo atliekos, nendrės, nedegtas molis, natūralūs akmenys. Statant šiltus gamybinius žemės ūkio pastatus vietoj dažnai naudojamų įprastų, tačiau neekologiškų šilumą izoliuojančių statybinių medžiagų (akmens vatos, polistireninio putplasčio), galėtų būti naudojamos atsinaujinančios medžiagos: šiaudai, avių vilna, kanapių pluošto vata, nendrės. Pastarosioms perdirbti į demblius reikalinga tam tikra įranga, priemonės. Tai kooperuodamiesi galėtų atlikti avininkystės, kanapių auginimo ūkiai.

Populiarėja presuoti šiaudai

Šiaudai, kaip statybinė medžiaga, naudojami labai seniai. Jais buvo dengiami stogai, palaidais šiaudais uždengiamos ir dirvožemiu apkasamos kaupuose laikomos daržovės, bulvės, šiltinamos tvartų ir kitų pastatų perdangos, šiaudų pėdais buvo apramstomi namų pamatai žiemai. Pastaruoju metu šiaudai dažniausiai naudojami tik šiltų gamybinių pastatų pastogių perdangoms šiltinti. Pradėjus gaminti presuotus šiaudų ryšulius, jų naudojimas išplito.

Pastaraisiais metais šiaudai naudojami kaip šilumą, garsą izoliuojanti ir konstrukcinė medžiaga. Presuoti šiaudai Lietuvos ir kitų šalių pastatų statyboje paplito todėl, kad atsirado daugiau naudojimo patirties, mokslinių tyrimų, tapo labiau prieinama internetu platinama informacija, pabrango tradicinės šilumą izoliuojančios medžiagos, daugiau žmonių nori gyventi sveikesnėje aplinkoje, rūpi aplinkosaugos problemos, gaminant energijai imlias statybines medžiagas. Statyba iš presuotų šiaudų priskiriama ekologinei, nes žaliava yra šalutinis žemės ūkio gamybos produktas, kuriam pagaminti (supresuoti) ir transportuoti reikia labai mažų, palyginti su tradicinėmis statybinėmis medžiagomis, energijos sąnaudų.

Pastaraisiais metais ekologinei statybai, presuotų šiaudų joje naudojimui skiriamas didelis dėmesys ne tik populiariojoje, bet ir mokslinėje literatūroje, disertacijose, išradimų patentuose ir kt. Nuo 1993 m. kas ketvirtį JAV leidžiamas statybai iš šiaudų skirtas žurnalas „The Last Straw Journal". Daugelyje šalių įsikūrusios statybos iš presuotų šiaudų asociacijos, sąjungos ir kitos organizacijos.

Lietuvoje ir pasaulyje dažniausiai presuoti šiaudai naudojami pastatų karkasinėms, skydinėms sienoms apšiltinti. Dažniau statomi gyvenamieji pastatai, tačiau yra pastatytų ir kitos paskirties pastatų: pirčių, mokyklų, gamybinių statinių. Lietuvoje pastatyta apie 50 gyvenamųjų namų ir kitos paskirties pastatų. Todėl manoma, kad šiaudai, kaip atsinaujinanti statybinė medžiaga, šalutinis grūdinių kultūrų auginimo produktas, galėtų būti daug dažniau naudojami statant gamybinius žemės ūkio pastatus. Jie ypač tiktų šiltiems pastatams (ėriavedžių, paršavedžių tvartams, veršiavimosi, melžimo patalpoms, paukštidėms, vaisių, daržovių saugykloms, technikos remonto dirbtuvėms ir kt.) statyti.

Šiaudai taip pat gali būti naudojami jau pastatytų pastatų sienų, pastogių perdangoms papildomai apšiltinti. Ne veltui sakoma, kad šiaudai - naujas statybų auksas, kad statyba iš šiaudų - tai ateities statyba, šiltinimas šiaudais - sveikam gyvenimui.

Reikalavimai presuotų šiaudų ryšuliams

Šiaudų, kaip statybinės medžiagos, naudojimas dažnai sukelia tam tikrą nepasitikėjimą ir baimes: pastatas sudegs, supus, užpuls pelės, žiurkės. Šiuos nuogąstavimus galima paneigti analizuojant patikimus šaltinius: mokslinius straipsnius, nepriklausomų laboratorijų atliktų atitikties įvertinimo duomenis. Atliekant analizę, presuoti šiaudai, kaip statybinė medžiaga, apžvelgti pagal Statybos įstatymo ir Europos Tarybos ir Parlamento reglamento Nr. 305/2011 nustatytus septynis esminius reikalavimus.

Pastaruoju metu Europos Sąjungoje rinkai tiekiami produktai turi būti praėję atitikties įvertinimo procedūrą ir turėti eksploatacinių savybių pastovumo sertifikatą arba jo pagrindu parengtą eksploatacinių savybių deklaraciją. Lietuvoje privalomai sertifikuojamų produktų sąrašas kasmet yra atnaujinamas, jis papildomas vis naujais produktais. Tačiau dabar galiojančiame sąraše šiaudų nėra, nes nėra standartų, pagal kuriuos būtų nustatyti reikalavimai šiaudams, kaip statybos produktui. Šiaudus ir iš jų pagamintus statybos produktus galima įteisinti parengus standartą atstojantį dokumentą: nacionalinį arba Europos techninį įvertinimą (NTĮ, ETĮ).

Vokietijoje 2006 m. Statybos iš presuotų šiaudų sąjungos užsakymu parengtos statybai naudojamų presuotų šiaudų techninės sąlygos, o 2014 m. - Statybos iš šiaudų direktyva (Strohbaurichtlinie SBR2014) ir Statybai naudojamų šiaudų sertifikatas (patvirtinimas) (Algemeine bauaufsichtliche zulassung Nr. Z23.111595), kuriuose nurodyti konkretūs reikalavimai presuotiems šiaudų ryšuliams.

Nurodoma, kad presuotų šiaudų ryšulių matmenys nuo nurodytų gali skirtis ne daugiau kaip 3 proc. Nustatant matmenis turi būti spaudžiama 1 kPa (100 kg/m²) slėgiu. Orasausių presuotų šiaudų, išlaikytų 50 proc. santykinio oro drėgnio ir +23 ^oC aplinkoje, tankis turi būti 85-115 kg/m³. Drėgnis, išlaikius presuotus šiaudus 80 proc. santykinio oro drėgnio ir +23 ^oC aplinkoje, turi būti ne didesnis kaip 18 proc. Pabrėžiama, kad presuoti šiaudai pastatų konstrukcijose turi būti apsaugoti nuo kritulių, vėjo, drėgmės, užsidegimo ir kitų nepalankių veiksnių ir uždengti kitomis, šiems veiksniams atspariomis medžiagomis. Atviri šiaudai turi būti užtinkuoti. Vidaus molinis ir išorės kalkinis tinkas turi būti ne plonesnis kaip 2 cm storio. Tinkuoti rekomenduojama sausu ir šiltu oru, kad tinkas kuo greičiau išdžiūtų. Prieš tinkavimą sudėti ir suspausti presuoti šiaudai turi būti išlyginti.

Drėgnų, užkrėstų pelėsiais (turinčių pelėsių kvapą), žemėtų šiaudų negalima naudoti. Šiose techninėse sąlygose taip pat pateikiama presuotų šiaudų ryšulių bandymo tvarka, periodiškumas ir atlikėjai. Panašūs reikalavimai (kaip techninės sąlygos) presuotiems šiaudams pastatų statybai yra parengti Baltarusijoje.

Statybose naudojami šiaudų ryšuliai gaminami presavimorišimo mašinomis. Jos yra įvairių konstrukcijų, pagamina skirtingų matmenų ryšulius, kurių aukštis 20-90 cm, plotis 30-120 cm, ilgis 40-300 cm. Supresuotų šiaudų tankis yra 90-200 kg/m3. Lietuvoje, kaip ir daugelyje ES šalių, naudojami presai, kuriais gaminami mažų matmenų (b = 40-60 cm, h = 30-40 cm, l = 40-120 cm) šiaudų ryšuliai. Jie patogūs naudoti statybose, nes nereikia kėlimo mechanizmų. Pastaraisiais metais vis labiau naudojami presai, gaminantys vidutinio dydžio ir didžiuosius šiaudų ryšulius, kurių aukštis 60, 70 arba 90 cm, plotis 80, 120 cm, ilgis reguliuojamas ir yra 120-140 cm ir didesnis. Tokie ryšuliai gali būti naudojami laikančiųjų pastatų sienų statybai, nenaudojant medinio karkaso.

Atitinka esminius statinio reikalavimus

Vertinant presuotų šiaudų ryšulius ir pastatų konstrukcijas esminio reikalavimo „Mechaninis atsparumas ir pastovumas" požiūriu, svarbios yra mechaninės savybės, ypač stiprumas. Presuoti šiaudai karkasinių pastatų statyboje dažniausiai naudojami kaip sienų, pastogių perdangų, stogų šiltinimo medžiaga. Apkrovas šiuo atveju išlaiko medinis sienų karkasas, perdangų sijos arba stogų gegnės. Vokietijoje (Strohbaurichtlinie SBR2014) yra nustatyta, kad atstumas tarp statramsčių turi būti ne didesnis kaip 1 m.

Kanadoje atliktais mechaniniais bandymais buvo nustatyta, kad bekarkasė tinkuota presuotų šiaudų siena (ilgis - 3,66 m, aukštis - 2,44 m) išlaiko gana dideles vertikalias ir horizontalias apkrovas. Analogiški tyrimai, siekiant įteisinti vienoje Lietuvos bendrovėje gaminamas medinio karkaso išorės plokštes su termoizoliaciniu šiaudų sluoksniu (šiaudų skydus), atlikti ir Lietuvoje (NTĮ01061: 2013). Jų rezultatai rodo, kad šiaudų skydus galima naudoti pastatų statyboje.

Literatūroje nurodoma, kad bekarkasės presuotų šiaudų konstrukcijos pastatai gali būti tik vienaaukščiai, kurių sienos ne ilgesnės kaip 6-7 m, tačiau Vokietijos mokslininkai teigia, kad bekarkasės konstrukcijos pastatų iš presuotų šiaudų ryšulių statybai įteisinti reikia papildomų tyrimų. Statant presuotais šiaudais apšiltintus pastatus, šiaudinius paviršius reikia užtepti tinku, todėl svarbu užtikrinti reikiamą šiaudų ir tinko sukibimą. Lietuvoje parengtame šiaudų skydų NTĮ nurodyta, kad molinio tinko ir šiaudų termoizoliacinio sluoksnio sukibimo stipris turi būti ne mažesnis kaip 40 kPa (0,4 kg/cm²).

Labai svarbus pastatų, kuriuose naudojami presuoti šiaudai, vertinimas gaisrų saugos požiūriu. Pagal daugelyje šalių atliktus tyrimus, presuoti šiaudai yra degi, normaliai užsiliepsnojanti medžiaga, priskiriama E degumo klasei. Tokiai pat degumo klasei priskiriamas ir pastatų atitvarams apšiltinti dažnai naudojamas polistireninis putplastis su degumo slopinamaisiais priedais.

JAV 1993 m. atlikti karkasinių, presuotų šiaudų ryšuliais apšiltintų, sienų gaisriniai bandymai, kuriais nustatyta, kad tinkuota siena išlaiko dviejų valandų trukmės bandymą (tai atitiktų atsparumą ugniai R120), netinkuota - apie 30 min. (R30). Austrijoje 2001 m. nustatyta, kad tinku dengta karkasinė presuotų šiaudų siena išlaiko 90 min. trukmės bandymą (R90). Vokietijoje atliktais tyrimais įrodyta, kad uždegti presuotų šiaudų ryšuliai po 16-17 sek. užgęsta, jiems degant išsiskiria nedaug dūmų.

Lietuvoje gaisriniai bandymai buvo atlikti 2013 m. Nustatyta, kad tinku dengti šiaudų skydai atitinka Bs1, d0 klasę ir yra sunkiai degūs (B degumo klasė), bandymo metu neišsiskyrė dūmų (s1) ir degančių dalelių (d0). Tokiais rodikliais įvertintos sienos gali būti naudojamos įvairios paskirties pastatų statybai. Tačiau gaisras pavojingas, kai šiaudai nedengti tinku, todėl statybos metu reikia laikytis griežtų priešgaisrinės saugos priemonių (nerūkyti, nenaudoti atviros ugnies, reguliariai surinkti palaidus šiaudus ir pan.).

Remiantis atliktų tyrimų rezultatais, galima teigti, kad pastatai presuotų šiaudų sienomis, kurios dengtos tinku ar kitomis nedegiomis medžiagomis, atitinka pastatams keliamus reikalavimus gaisrinės saugos požiūriu.

Kadangi gaisrai pastatuose neretai kyla dėl elektros instaliacijos gedimų, presuotų šiaudų pastatuose šią instaliaciją reikėtų daryti iš didesnio skerspjūvio (mažesnės varžos) laidų, juos įleisti į specialius vamzdžius arba tinko sluoksnį. Be to, šiaudų sandėliavimo vietas ir pastatus rekomenduojama apsaugoti nuo žaibo iškrovos.

Nuo graužikų galima apsisaugoti

Vertinant presuotus šiaudus esminio reikalavimo „Higiena, sveikata ir aplinka" požiūriu, didžiausias dėmesys skiriamas puvimą sukeliančių grybų sporų vystymuisi, graužikų apsigyvenimo galimybei, per gaisrą išsiskiriančių dujų ir dūmų kiekiui bei kenksmingumui.

Austrijoje atliktais tyrimais nustatyta, kad šiaudai pradeda pūti, kai drėgnis yra didesnis kaip 18-20 proc. Todėl būtina sekti, kad šiaudai būtų presuojami sausu oru, kad jų nesulytų per transportavimą, sandėliavimą ir statybas.

Parenkant tinką sienų apdailai ir apsaugai, atkreiptinas dėmesys į jo laidumą garams: vidinis tinkas turi būti mažiau laidus garams negu išorinis. Tokios konstrukcijos sienoje nesikaupia drėgmė. Be to, mikrobiologiniais tyrimais nustatytas ryškus grybų sporų mažėjimas teisingai pastatytoje presuotų šiaudų sienoje.

Kad šiaudai atitiktų ekologiškų statybinių medžiagų reikalavimus, javai prieš pjūtį negali būti purškiami herbicidais ir kitomis cheminėmis medžiagomis. Lietuvoje gaminamiems šiaudų skydams parengtame NTĮ nurodyta, kad naudojami ne didesnio kaip 20 proc. drėgnio šiaudai, pesticidų kiekis juose neturi viršyti Direktyvos 98/8/ES reikalavimų.

Šiaudai niekuo nesiskiria nuo kitų šilumą izoliuojančių medžiagų, kuriose mėgsta įsikurti graužikai. Todėl norint užtikrinti sienos iš presuotų šiaudų ryšulių apsaugą nuo pelių ir žiurkių, tinko ir kitų šiaudus dengiančių medžiagų storis turi būti ne mažesnis kaip 2 cm, be to, sienos apatinę dalį galima iš abiejų pusių uždengti plieniniu tinkleliu armuotu tinku, įvairiomis plokštėmis.

Esminio statinio reikalavimo „Sauga ir galimybė patekti į statinį naudojimo metu" požiūriu pastatai iš presuotų šiaudų nekelia nurodytų rizikos veiksnių.

Šiaudiniai pastatai naudojami ilgai

Siekiant įvertinti statinių atitikimą esminiam reikalavimui „Apsauga nuo triukšmo", atliekamas akustinis pastatų vertinimas. Austrijoje atliktais bandymais nustatyta, kad karkasinės, apšiltintos presuotais šiaudais ir tinkuotos sienos garso absorbcijos koeficientas yra 55 dB, panašūs rezultatai nustatyti bandant Lietuvoje gaminamus šiaudų skydus, kur nustatytas oru sklindančio garso izoliavimo rodiklis yra 54 dB. Tai rodo, kad tokia išorinė siena labai gerai izoliuoja garsą ir atitinka ypač gero akustinio komforto sąlygų klasės A pastatų išorinėms sienoms keliamus reikalavimus.

Pastatams, kuriuose naudojimo metu turi būti palaikoma teigiama temperatūra, svarbus yra reikalavimas „Energijos taupymas ir šilumos išsaugojimas". Šilumą izoliuojančių medžiagų, kurioms priskiriami ir šiaudai, efektyvumas priklauso nuo šilumos laidumo koeficiento λ (juo šis koeficientas mažesnis, tuo medžiaga geriau sulaiko šilumą), o pastatų konstrukcijų šilumos sulaikymą rodo šilumos perdavimo koeficientas U (juo jis mažesnis, tuo konstrukcija geriau sulaiko šilumą) arba atvirkščiai proporcingas rodiklis - visuminė šiluminė varža Rt (juo ji didesnė, tuo konstrukcija geriau sulaiko šilumą).

Austrijoje, Danijoje, JAV, Vokietijoje ir kitose šalyse nustatyta, kad 70-150 kg/ m³ tankio presuotų (mažų šiaudų ryšulių tankis - 70-100 kg/m³) šiaudų šilumos laidumo koeficientas λ yra 0,045-0,06 W/(m∙K), kai jie sausi, ir 0,054-0,072 W/ (m∙K), kai jie yra eksploatacinio orasausio drėgnio. Vokietijoje patvirtintoje statybos iš presuotų šiaudų direktyvoje (Strohbaurichtlinie SBR2014) nurodoma, kad statybai naudojamų presuotų šiaudų šilumos laidumo koeficientas yra 0,052 W/(m∙K). Nustatytos koeficiento reikšmės rodo, kad šiaudai yra efektyvi šilumą izoliuojanti medžiaga, kurios šilumos laidumas nežymiai skiriasi nuo plačiai naudojamų, tačiau neekologiškų šiltinimo medžiagų. Lietuvoje gaminamų 40 cm storio šiaudų skydų šiluminiai rodikliai (U = 0,15 W/ (m²∙K), Rt = 6,65 m²∙K/W) rodo, kad iš jų pastatyti pastatai pasižymi dideliu energiniu efektyvumu.

Šiaudai, kitos iš atsinaujinančių žaliavų gaminamos medžiagos labiausiai atitinka „Tvaraus gamtos išteklių naudojimo" esminį reikalavimą. Tai rodo gamybai reikalingos energijos sąnaudos. Tinkamai pastatyti ir naudojami pastatai su presuotų šiaudų šilumine izoliacija gali tarnauti ilgai. Lietuvoje išduotame techniniame įvertinime nurodytas šiaudų skydų ilgaamžiškumas turi būti ne mažesnis kaip 50 metų. Pasaulyje yra išlikusių šiaudinių pastatų, kurie naudojami ilgiau kaip 100 metų.

Plėtojant ekologiškos ir ekonomiškai efektyvios statybos principus, plečiant mokymo ir mokslo žinių bei inovacinės praktikos sklaidos veiklą naudojant efektyvias atsinaujinančias medžiagas pastatų statyboje, vykdomas projektas „Vietinių statybinių medžiagų, gaminamų su mažomis energijos sąnaudomis, panaudojimas žemės ūkio gamybiniuose pastatuose", vyksta seminarai, lauko dienos, per kurias pristatomi parodomieji žemės ūkio gamybinių pastatų maketai. 

***

Išvados, padarytos apibendrinus literatūros apie presuotų šiaudų tyrimus ir panaudojimo statybose pasaulinę patirtį bei sugretinus ją su Lietuvos statybos įstatyme ir normatyviniuose statybos techniniuose dokumentuose išdėstytais reikalavimais.

• Presuoti šiaudai, kaip natūrali šilumą izoliuojanti medžiaga, gali būti naudojami pastatų statybai Lietuvoje, nes neprieštarauja esminiams statinio reikalavimams, nurodytiems Statybos įstatyme ir kituose norminiuose dokumentuose.
• Presuoti šiaudai, kaip konstrukcinė medžiaga, gali būti naudojami tik nesudėtingų pastatų laikančiųjų sienų statybai.
• Siekiant išvengti klaidų, statant pastatus, kurių atitvarams apšiltinti naudojami šiaudai, reikėtų parengti statybos taisykles. Jos leis išvengti trukdymų ir abejonių, rengiant tokių pastatų projektavimo reikalavimus, projektus, gaunant statybos leidimus ir atliekant statinių statybos baigimo procedūras.