W związku ze zmianami klimatycznymi i kurczącymi się zasobami naturalnymi naukowcy szukają nowoczesnych, odnawialnych materiałów budowlanych. Przyszłość budownictwa może należeć do roślin jednorocznych – przede wszystkim słomy i konopi. Naukowcy z Wydziału Leśnego i Technologii Drewna z Uniwersytetu Przyrodniczego w Poznaniu pracują nad materiałami roślinnymi, które mogą zastąpić tradycyjne surowce.

 – Pracujemy nad wykorzystaniem materiałów lignocelulozowych. To bardzo szerokie pojęcie – od materiałów kojarzących się bezpośrednio z drewnem, ale obecnie coraz intensywniej z roślinami jednorocznymi, głównie słomami zbóż. Próbujemy z nich opracować bardzo szeroką gamę produktów, od tych przeznaczonych do budownictwa, takich o niskiej gęstości, przeznaczonych do izolacji, poprzez materiały meblarskie, przeznaczone na konstrukcje – mówi prof. dr hab. Radosław Mirski z Wydziału Leśnego i Technologii Drewna Uniwersytetu Przyrodniczego w Poznaniu.

Izolacje, panele, konstrukcje

W laboratoriach poznańskiej uczelni opracowuje się materiały izolacyjne, panele meblowe oraz elementy konstrukcyjne z roślin jednorocznych. Każdy materiał jest inny – ma różne właściwości mechaniczne, inną gęstość czy odporność na wilgoć. Kluczem jest dostosowanie technologii do konkretnego surowca. Choć drewno jest niezastąpione w wielu zastosowaniach konstrukcyjnych, alternatywne surowce oferują niższą gęstość, lepszą izolacyjność, biodegradowalność i szybkość odnawiania, a tym samym wkrótce mogą się stać alternatywą dla drewna.

– Z materiału o danej gęstości wyjściowej nie da się albo trudno jest zrobić materiał przy niskim stopniu przetworzenia, o niższych parametrach gęstościowych, które rzutują na izolacyjność. Zatem kierunki, które obserwujemy, czyli wykorzystanie słom, konopi w postaci paździerza i włókien, dają nam dużo większe pole do tworzenia nowych materiałów niż w przypadku drewna, aczkolwiek szerokość zastosowania drewna jest bardzo duża – tłumaczy prof. dr hab. Radosław Mirski.

Potrzeba drewna i podobnych materiałów

Według danych GUS Polska rocznie pozyskuje 40 mln m3 drewna. Ponad 90 proc. drewna trafia z zasobów państwowych. Rolnictwo wytwarza 30 mln t słomy rocznie, z czego 19 mln t wykorzystanych jest na cele rolnicze: słoma rozdrobniona na sieczkę służy jako dodatek do pasz, zaorywana zwiększa ilość próchnicy w glebie oraz wykorzystywana jest jako ściółka.

– Lasy w Polsce mają bardzo dużą wydajność, jeżeli chodzi o pozyskanie w całym cyklu rocznym. Mimo że słomę pozyskujemy co roku, to w wieku rębności 80 lat pozyskanie masy słom jednorocznych i masy drewna jest bardzo zbliżone. Wyjątek to konopie, które pozwalają pozyskać tego surowca znacznie więcej – mówi ekspert.

Uprawy konopi włóknistych to wciąż nisza – w 2023 roku uprawiano je na zaledwie kilku tysiącach hektarów. Ich potencjał jest jednak ogromny – można z nich pozyskać znacznie więcej surowca niż z drewna, a potencjał ich wykorzystania w budownictwie jest praktycznie nieograniczony.

– Właściwie gdybyśmy popatrzyli na konopie, to można z nich postawić budynek i go wyposażyć. Jednak z uwagi na ilość materiału, jego strukturę w konstrukcji pewnie nie byłoby to drewno, natomiast nie wykluczam, bo też takie badania prowadzimy i też do tego dążymy, żeby pozyskiwać z konopi materiały konstrukcyjne, ale nie tyle poszyciowe, ile właśnie w ramach elementów belkowych, elementów nośnych, o dużej wytrzymałości na ściskanie – podkreśla prof. Radosław Mirski.

Elementy sanitarne z drewna

Zdaniem eksperta budownictwo z konopi i słomy nie jest mało realną wizją, lecz realnym kierunkiem rozwoju. Polski potencjał w tym zakresie – zarówno w produkcji biomasy, jak i wiedzy technologicznej – jest ogromny.

– Sami mamy opracowaną dużą gamę produktów, które na wielu etapach tego budynku mogłyby się znaleźć, i samego wznoszenia budynku, jak i jego wyposażenia. Nawet elementy sanitarne są wykonywane z drewna, a jak są wykonywane z drewna, można podobnie wykorzystać rośliny jednoroczne. Plusem materiałów lignocelulozowych jest to, że ostatecznie obiekt, który powstanie, może wyglądać tak jak ceramiczny – tłumaczy badacz z Uniwersytetu Przyrodniczego w Poznaniu. – Na pewno jest to kierunek, nad którym też pracujemy.

W Wydziale Leśnym i Technologii Drewna studenci i naukowcy pracują na każdym etapie: od hodowli roślin po tworzenie gotowych produktów. Jednym z przykładów jest panel izolacyjny, na który został już przyznany patent – trójwarstwowy, lekki, o właściwościach akustycznych i cieplnych. W jego skład wchodzą łuszczka ułatwiająca montaż, włókno konopne oraz warstwa dekoracyjna z kory. Materiał został już skomercjalizowany i znalazł zastosowanie w systemach wygłuszających pomieszczenia w Belgii i Holandii.