„Ovo izgleda kao pravi beton!“: U Srbiji sagrađena kuća koja se ne ruši već rastavlja

Demonstraciona 3R kuća od 24 kvadratna metra sagrađena je od elemenata prethodno testiranih u laboratoriji, dok će demontaža, ponovna montaža i ispitivanje objekta pokazati može li konstrukcija zaista da dobije novi život.

Umesto da na kraju upotrebe završi pod bagerom, jedna mala kuća u Beogradu projektovana je tako da može da se rastavi – i potom ponovo sastavi na drugom mestu. Njeni stubovi, zidovi, ploče i zidna ispuna povezani su demontažnim spojevima, bez potrebe za sečenjem, rušenjem i trajnim oštećivanjem elemenata.

Reč je o prizemnoj 3R pilot-kući površine približno 24 kvadratna metra, izvedenoj kao demonstracioni objekat projekta CircBoost. Čine je četiri modula od po šest kvadrata i visine oko tri metra, a njena svrha nije stanovanje već provera da li konstrukcija napravljena od recikliranih i ponovno upotrebljenih materijala može bezbedno da prođe kroz više životnih ciklusa.

CircBoost obuhvata ceo lanac nastanka cirkularnog objekta – od mapiranja otpadnih materijala do njihove primene u realnom okruženju.

Prva montaža kuće je završena. Projektnim programom predviđeno je da zatim bude demontirana i ponovo sastavljena, kako bi se u realnim uslovima proverili brzina rastavljanja, stanje elemenata i mogućnost njihove nove upotrebe. Validacija ponovne upotrebe biće potvrđena statičkim i dinamičkim ispitivanjem same kuće.

Naziv 3R odnosi se na tri osnovna principa cirkularne gradnje: smanjenje potrošnje resursa (Reduce), ponovnu upotrebu elemenata i materijala (Reuse) i reciklažu (Recycle).

Od otpada do nosive konstrukcije

Osnovni konstruktivni sistem pilot-kuće kombinuje četiri rešenja: prefabrikovane armiranobetonske elemente od betona sa recikliranim agregatom, ramove od ponovo upotrebljenog čelika, demontažne spregnute ploče i seizmički izolovanu zidanu ispunu od stare opeke.

Zajednička ideja nije samo upotreba „zelenijih” materijala. Mnogo važnije je to što su svi glavni nosivi i nenosivi elementi projektovani da se iz sistema mogu izdvojiti bez razaranja. Time se vrednost konstrukcije ne završava sa prvom namenom ili lokacijom objekta.

Prvi sistem čine prefabrikovani stubovi, zidovi i temelji od betona klase C30/37, u kojem je prirodni krupni agregat potpuno zamenjen recikliranim. Taj krupni agregat čini približno 60 odsto ukupne mase agregata u betonskoj mešavini.

Kuća je projektovana tako da se njeni elementi mogu rastaviti i ponovo upotrebiti bez sečenja, rušenja i trajnog oštećivanja.

Materijal je dobijen preradom betonskog otpada u postrojenju u Vinči, uz podršku kompanije Beo Čista Energija. Početna frakcija od 0 do 32 milimetra dodatno je prosejana na frakcije 4–8 i 8–16 milimetara, a agregat je klasifikovan kao tip A prema standardu EN 206.

Ovaj deo eksperimenta trebalo bi da pokaže može li otpad dostupan na lokalnom tržištu postati pouzdana sirovina za nove nosive prefabrikovane elemente, umesto da se za njih ponovo eksploatišu šljunak i drobljeni kamen.

Veze stubova i zidova sa temeljima izvedene su pomoću lako demontažnih konektora sa mehaničkom spojnicom i ubetoniranim Peikko čeličnim papučama u stubu i zidu. Rešenje je razvijeno za područja umerene seizmičke aktivnosti, a prototip spoja stub–temelj već je ispitan u laboratoriji u realnim dimenzijama.

Polovan čelik, ali precizno provereni spojevi

Drugi sistem čine modularni ramovi od ponovo upotrebljenog čelika. Njihove veze stub–temelj i greda–stub mogu se jednostavno rastaviti (demontirati), transportovati na drugu lokaciju i iznova montirati.

Posebno razvijena veza greda–stub omogućava korekciju dužine korišćenih greda. To je važan detalj jer cirkularna gradnja ne polazi od idealnih elemenata naručenih po meri, već mora da prihvati postojeće profile, njihove dimenzije i geometrijska odstupanja.

Zato projekat obuhvata statičko ispitivanje predloženih rešenja veza, uz odgovarajuću karakterizaciju materijala, kontrolu geometrije i demonstraciju mogućnosti demontaže spojeva u cilju upotrebe čeličnih elemenata kroz više životnih ciklusa. Momentne veze greda i stubova testirani su i na ponovo upotrebljenom i na novom čeliku, dok su spojevi čeličnih stubova sa temeljima proveravani u više geometrijskih varijanti.

Reciklirani beton, ponovo upotrebljeni čelik i stara opeka ovde nisu otpad, već materijali spremni za novi životni ciklus.

Treći deo sistema čine prefabrikovane spregnute ploče od čelika i betona, raspona četiri metra i širine oko 90 centimetara. Izrađene su sa profilisanim čeličnim limom, od beton sa recikliranim agregatom i cementom u čijem sastavu 50 odsto čine zgura, leteći pepeo i krečnjak.

Ploče su međusobno povezane zavrtnjima, a na krajevima su, takođe demontažnim vezama, oslonjene na čelične grede. Umesto da nakon rušenja postanu mešavina betona i metala koju je teško razdvojiti, zamišljene su kao gotovi elementi spremni za novu montažu.

Stara opeka dobija i seizmičku zaštitu

Četvrto rešenje odnosi se na zidanu ispunu od pune opeke iz ponovne upotrebe. Opeka se ugrađuje unutar prefabrikovanog rama koji čine stubovi od betona sa recikliranim agregatom i čelična greda, ali bez uobičajenog krutog vezivanja za noseću konstrukciju.

Za spoj se koristi INODIS sistem seizmičke izolacije, sa tri trake od reciklirane gume postavljene između ispune i rama. Spoljne trake vezuju se za opeku, dok je srednja povezana sa armiranobetonskim stubovima i čeličnom gredom.

Klizni slojevi na gornjem spoju dopuštaju relativno pomeranje grede i ograničavaju prenos smičućih sila na zid. Vertikalne trake omogućavaju deformisanje u ravni zida, dok trake pri vrhu i dnu rama doprinose stabilnosti ispune pod dejstvom sila van ravni.

Ovo rešenje posebno je relevantno za domaću praksu, u kojoj su zidane ispune česte u ramovskim konstrukcijama, ali tokom zemljotresa mogu pretrpeti velika oštećenja. U 3R kući ispuna bi trebalo da se ugradi, ukloni i zatim ponovo upotrebi, uz istovremeno kontrolisano ponašanje pri seizmičkom dejstvu.

Iz laboratorije na izvedeni objekat

Pre ugradnje u kuću, materijali, veze i prototipovi prošli su laboratorijska ispitivanja. Program verifikacije uključio je proveru svojstava materijala, statička i kvazistatička ciklična ispitivanja, kao i procenu toga da li elementi nakon demontaže zaista ostaju pogodni za novu upotrebu.

Nakon laboratorijske provere uslediće ispitivanje izvedene kuće pri vertikalnom statičkom i horizontalnom dinamičkom opterećenju. Time će se provereti globalno ponašanje i upotrebljivost objekta, dok bi planirana demontaža trebalo da pruži odgovor na drugo važno pitanje: da li se elementi mogu lako razdvojiti i ponovo upotrebiti bez oštećenja. Cilj je da projekat do završetka dostigne nivo tehnološke spremnosti TRL 7 – prototip sistema demonstriran u operativnom okruženju.

Prva montaža dokazala je da objekat može da se izvede, a druga treba da pokaže može li konstrukcija zaista da dobije novi život.

Srpski pilot deo je programa Horizon Europe, a glavni domaći partneri su Građevinski fakultet Univerziteta u Beogradu, PENTA Ge.Co. Construction, Evrobrod iz Zrenjanina, Savet zelene gradnje Srbije i SDA engineering. Projekat povezuje istraživanje, industriju i upravljanje otpadom – od popisa i selektivnog rušenja, preko prerade materijala, do projektovanja, ispitivanja i budućeg tržišnog plasmana.

Kako za Gradnju objašnjava Jelena Carević, vođa projekta sa Građevinskog fakulteta Univerziteta u Beogradu, značaj CircBoosta je u tome što održivu gradnju ne posmatra samo kroz pojedinačne materijale ili konstruktivna rešenja, već obuhvata ceo proces nastanka cirkularnog objekta.

„Projekat počinje mapiranjem tržišta otpadnih materijala i njihovom klasifikacijom, nastavlja se razvojem koncepta projektovanja i preporuka za praktičnu proizvodnju, a završava demonstracijom u realnom okruženju i smernicama za donosioce odluka koji mogu ubrzati prelazak na održivu gradnju“, navodi Carević.

Pored same kuće, rezultat projeta biće i smernice za praktičnu primenu betona od recikliranog agregata, ponovnu upotrebu čelika, demontažnih ploča i seizmički izolovane zidane ispune, kao i obuke, stručne posete i procena uticaja ovih rešenja na životnu sredinu.

Bilo je potrebno više od 15 godina rada na ovoj temi u Srbiji da od naših majstora konačno čujemo: „Ovo izgleda kao pravi beton!“

Međutim, vrednost demonstracione kuće nije samo u proveri tehničkih rešenja. Njena izgradnja trebalo bi da poveća poverenje domaće građevinske industrije u materijale koji su dobijeni reciklažom ili ponovnom upotrebom.

„Bilo je potrebno više od 15 godina rada na ovoj temi u Srbiji da konačno od naših majstora čujemo: ‘Ovo izgleda kao pravi beton!’“, kaže Jelena Carević.

Ključna provera cirkularnosti tek predstoji

Izgradnja i dosadašnja ispitivanja pokazali su da četiri različita sistema mogu da funkcionišu kao jedna konstrukcija. Ipak, ključna provera njene cirkularnosti biće stanje delova nakon demontaže. Ako stubovi, grede, ploče i zidna ispuna mogu da se evidentiraju, prenesu i ponovo ugrade bez gubitka nosivosti i vrednosti, objekat prestaje da bude konačan proizvod i postaje privremeni sklop materijala.

Upravo tu mala kuća od 24 kvadrata prerasta svoje dimenzije. Ona proverava može li domaća gradnja da napravi prelaz sa modela „uzmi, ugradi, sruši” na sistem u kojem se još za projektantskim stolom planiraju demontaža i sledeća upotreba. Prva montaža dokazala je da se ovakav objekat može izvesti; eventualna druga pokazaće nešto važnije – da li je konstrukcija zaista projektovana za novi život, a ne samo od starih materijala.

Grafički prilozi

Foto-galerija