UKK: Kysymyksiä materiaalien rajapinnalta
Standardoimattomien geomorfisten ja biologisten materiaalien käyttö herättää rakennesuunnittelijoiden, vakuutusyhtiöiden ja asiakkaiden oikeutettuja teknisiä huolia. Alla on tiukkoja, insinööritieteellisesti perusteltuja vastauksia tärkeimpiin kysymyksiin.
Teräsbetonilla on luontainen biologinen käyttöikä: ilmakehän hiilidioksidi tunkeutuu hitaasti betoniin (karbonatisoituminen), alentaa sen pH-arvoa ja saa upotetun teräsraudoituksen ruostumaan, laajenemaan ja irrottamaan betonia 60–100 vuoden kuluessa. Massiivisessa kantavassa kivessä ei ole upotettua hapettuvaa raudoitusta. Se kestää valtavia puristuskuormia (tyypillisesti 40–120 MPa kiven lajista riippuen) ja sen sitoutunut hiilijalanjälki on 70% – 80% pienempi. Samalla se toimii ulkovaippana, kantavana rakenteena sekä sisätilojen akustisena ja lämpömassana.
Raakamaan suojaus perustuu vanhaan kansanomaiseen ohjeeseen: ”leveä hattu ja korkeat saappaat”. Rakennuksissa on oltava pidennetyt kattoräystäät (jotka suojaavat seinää tuulen ajamalta sateelta) ja kapillaarikatkoinen kivi- tai betonikivijalka, joka nostaa maan vähintään 300 mm maanpinnan yläpuolelle roiskumisen estämiseksi. Lisäksi maan säätyessä pinnan savihiutaleet asettuvat linjaan ja muodostavat läpäisemättömän kapillaarisen tiivisteen, joka hidastaa eroosiota alle 1 mm vuosikymmenessä lauhkeissa ilmastoissa.
Kivellä on korkea lämmönjohtavuus synteettiseen vaahtoon verrattuna (k ≈ 1.3–2.2 W/mK), mikä tarkoittaa, että pelkkä kivimuuri ei yksinään saavuta passiivitalon U-arvoja, ellei sitä rakenneta yli 800 mm paksuksi. Nykyiset rakennusmääräykset kuitenkin usein jättävät mittaamatta dynaamisen lämpöviiveen. Kuumissa kuivissa ja Välimeren ilmastossa kivi imee päivän lämpöä ja viivästyttää sen vapautumista sisätiloihin 8–12 tunnilla (vauhtipyöräilmiö), mikä vähentää jäähdytysenergian tarvetta merkittävästi. Kylmässä ilmastossa kantavat kivimuurit on parhaiten eristettävä sisäpuolelta puukuitu- tai korkkilevyllä, jolloin ulkoinen kivimassa jää näkyviin.
Kaupalliset rakentajat lisäävät usein 8% – 10% tavallista portlandsementtiä pohjamaahan nopeuttaakseen kovettumista ja saavuttaakseen nopean rakenteellisen hyväksynnän. Koska sementin valmistus aiheuttaa noin 8% maailman kasvihuonepäästöistä, sementin lisääminen maahan poistaa kokonaan materiaalin vähähiilisen ansioluettelon. Vielä pahempaa on, että sementti muuttaa helposti kierrätettävän, biohajoavan maan saastuneeksi kiviaineksiksi, joita ei rakennuksen purkaessa voi palauttaa maaperään.
Kyllä. Järjestelmät, kuten tappiliimattu puu (DLT) ja perinteinen Brettstapel, pitävät rakenteelliset puulamellit yhdessä yksinomaan kuivilla kovapuutappeilla. Nämä tapit paisuvat luonnollisesti imiessään ympäröivästä ilmasta kosteutta asennuksen jälkeen, ja muodostavat jäykät rakenteelliset leikkausavaimet ilman polyuretaani-, resorsinoli- tai formaldehydisideaineita.
Jäykkä, vahvistamaton muuraus voi murtua haurastin leikkausmurtumalla maanjäristyksissä, jos sitä suunnitellaan huolimattomasti. Nykyaikainen luonnonmateriaalisuunnittelu ratkaisee tämän jälkijännitetyillä ruostumattomasta teräksestä valmistetuilla jänteillä, jotka kulkevat kivilohkareiden läpi, tai lukittuvilla stereotomisilla saumoilla, jotka sallivat hallitun liukukitkan maan liike-energian hajottamiseksi ilman rakenteen romahdusta. Puu- ja olkirakenteisissa kevyissä kokoonpanoissa luonnollinen rakenteellinen joustavuus tarjoaa huomattavan sivusuuntaisen taipuisuuden.
Alun perin muurausurakat voivat olla 8% – 15% kalliimpia erikoistuneiden muurarien ja tarkan työkalukaluston vuoksi. Kokonaishankekustannukset kuitenkin usein tasoittuvat, koska kantava kivimuuri ei vaadi ulkoista tuuletettua julkisivuverhousta, sisäisiä kipsilevyrunkoja eikä säännöllistä uudelleenmaalausta. 30 vuoden käyttöiän aikana luonnonmateriaaleista rakennetut talot vähentävät huolto- ja uusimispääomatarpeita huomattavasti.