Beton fundamentem zrównoważonego budownictwa

Budownictwo ekologiczne, zwane także zrównoważonym budownictwem, to podejście do projektowania, budowy i eksploatacji budynków w sposób, który minimalizuje ich negatywny wpływ na środowisko naturalne, a jednocześnie zapewnia zdrowe i komfortowe warunki dla użytkowników. Jego celem jest harmonia między potrzebami człowieka a ochroną przyrody przy wykorzystaniu nowoczesnych technologii i materiałów.

Beton był, jest i pozostanie fundamentem budownictwa, także zrównoważonego budownictwa. Prośrodowiskowe aspekty betonu nie ograniczają się tylko do jego produkcji, ale także do sposobu, w jaki jest używany w budownictwie, np. projektowanie budynków betonowych z myślą o energooszczędności, trwałości i możliwości recyklingu po zakończeniu cyklu życia.

W poczuciu odpowiedzialności

Podczas konferencji Droga do neutralności klimatycznej. Innowacyjne rozwiązania dla budownictwa, zorganizowanej w Warszawie 22 października 2024 r. przez CEMEX Polska i Stowarzyszenie Producentów Cementu (SPC), Krzysztof Kieres, przewodniczący SPC, podkreślił odpowiedzialność branży za życie przyszłych pokoleń. Rozwijający się od 200 lat przemysł cementowy (w 1824 r. Joseph Aspdin opatentował cement portlandzki) brał udział w pierwszej, drugiej i trzeciej rewolucji przemysłowej. Cement i beton nadal są i będą powszechnie używane i niezbędne w rozwoju ludzkości.

Możliwe do wprowadzenia zmiany w przemyśle cementowym w celu ograniczenia emisji CO₂ w zasadzie zostały już wykonane – mowa o paliwach alternatywnych i produkcji materiałów niskoemisyjnych. Są to jednak tylko półśrodki. „Doszliśmy do ściany – stwierdził Krzysztof Kieres. – Głównym źródłem emisji jest proces wypalania kamienia wapiennego, gdzie CO₂ jest uwalniane podczas podstawowej reakcji chemicznej. Ta emisja procesowa, na którą nie mamy wpływu, stanowi 63% emisji powstającej podczas produkcji cementu. Stąd apele do władz o wprowadzenie legislacji, która umożliwi wdrożenie technologii CCS, czyli wychwytywania, transportowania i magazynowania CO₂ onshore. Bez otoczenia prawnego i inwestycji wymagających wsparcia finansowego nie będzie możliwe wychwytywanie CO₂. W poczuciu odpowiedzialności bijemy na alarm teraz, a nie w 2034 r., gdy skończą się bezpłatne uprawnienia do emisji”.

Zbigniew Pilch, dyrektor marketingu i public affairs SPC, przypomniał, że sektor cementowy wykorzystuje rocznie 6 mln t surowców wtórnych pochodzących z innych źródeł gospodarki, przetwarza ponad 10% odpadów komunalnych, a jednocześnie wykorzystuje energetycznie 1,8 mln t paliw alternatywnych. Cement i beton wpisują się w ten sposób w gospodarkę obiegu zamkniętego.

Odpowiedzialność producentów cementu i betonu kieruje branżę producentów tego podstawowego materiału dla budownictwa na drogę do osiągnięcia neutralności emisyjnej w 2050 r. Działy badań i rozwoju koncernów cementowych pracują nad katalogami nowych produktów o obniżonym śladzie węglowym. By tak się stało, konieczna jest współpraca wszystkich uczestników procesu budowlanego.

Zielone zamówienia publiczne

Mechanizmem, który powinien jeszcze bardziej pobudzić do działań służących zrównoważonemu budownictwu, mogą być niewątpliwie zielone zamówienia publiczne. Tu konieczne są działania rządu. W maju 2024 r. przy Ministerstwie Rozwoju i Technologii powstał Międzyresortowy Zespół do spraw Zielonych Zamówień Publicznych, którego zadaniem jest opracowanie oraz aktualizowanie, co najmniej raz na dwa lata, katalogu robót budowlanych, dostaw lub usług wraz z przypisanymi do nich aspektami środowiskowymi. Chodzi także o upowszechnianie wśród zamawiających, wykonawców oraz organów kontroli wiedzy o zielonych zamówieniach publicznych oraz podejmowanie działań zmierzających do popularyzacji stosowania aspektów środowiskowych przy udzielaniu zamówień publicznych. Budownictwo w Polsce czeka na efekty pracy tego zespołu.

Na zrównoważone budownictwo powinni być przygotowani wszyscy uczestnicy procesu budowlanego. Tymczasem architekt Karol Nieradka z pracowni Maxberg przyznał, że idea zrównoważonego budownictwa prawie nie istnieje w codziennej praktyce biur projektowych i architektonicznych. „Tematy gospodarki obiegu zamkniętego były poruszane, ale przez naszych zachodnich kolegów, których zapraszamy na konferencje. Słucham z podziwem, jak daleko są producenci materiałów budowlanych, mimo że jest to i tak początek drogi” – mówił architekt.

W codziennym życiu projektowym „tematy nie istnieją” w zamówieniach publicznych – nie ma żadnych wymogów w tym zakresie. System zamówień publicznych wręcz utrudnia stosowanie w architekturze rozwiązań jakościowych, które mogłyby się przełożyć na budowanie bardziej zrównoważone. Świadomość ekologiczna małych inwestorów prywatnych ogranicza się do paneli fotowoltaicznych.

Energooszczędne budynki z betonu

Beton jest materiałem powszechnie stosowanym w budownictwie mieszkaniowym i kubaturowym. Nowoczesne specyfikacje betonu mogą pomóc wznosić budynki spełniające kryteria zrównoważonego budownictwa. Wymagania normatywne, takie jak minimalna zawartość cementu lub stosunek wody do cementu, są jednymi z wielu, które mogą zmniejszyć wpływ betonu na środowisko, mają wpływ na charakter użytkowy i funkcjonalny przegród i konstrukcji, a także na koszty cyklu życia budynku, tj. koszty inwestycyjne, użytkowe i związane z ponownym wykorzystaniem.

Wykorzystanie betonu w budownictwie ze względu na jego masę termiczną ma istotny pozytywny wpływ na redukcję zużycia energii do ogrzewania i chłodzenia budynku.

Budynki o konstrukcji betonowej są zwykle odporniejsze na ogień oraz mają wyższą izolacyjność akustyczną, co jest związane z prawem masy.  Są bardziej energooszczędne niż lżejsze budynki ze względu na masę termiczną. Masywne budynki mają niższe szczytowe obciążenia grzewcze i chłodzące, wymagają mniejszej ogólnej energii grzewczej i chłodniczej, aby utrzymać te same temperatury wewnętrzne, ponieważ wahania temperatur są zmniejszone.

Cement i beton o niższym śladzie węglowym

Dążąc do dekarbonizacji budownictwa, producenci cementu obniżają ślad węglowy swojego produktu. Na początek podczas produkcji cementu zastępują klinkier cementowy dodatkami. Wyprodukowane cementy niskoemisyjne są coraz częściej stosowane w betonie towarowym. Według dr. Piotra Góraka z CEMEX Polska w ostatnich czterech latach stosowanie cementów czysto klinkierowych (CEM I) spadło z 53% do 9%. Cementy z grup CEM II i CEM III spełniają wymagania klientów i są możliwe do zastosowania w aplikacjach, które były zarezerwowane dotychczas dla cementów CEM I.

Jaki będzie cement przyszłości? „Powinien powstawać w zrównoważonym procesie produkcyjnym przy użyciu ekologicznej energii, także czystego wodoru, wyprodukowany z surowców zdekarbonizowanych i antropogenicznych, musi zapewniać trwałość w dedykowanych aplikacjach. Będzie cementem kompozytowym, multiskładnikowym, o właściwościach hybrydowych, łączących właściwości hydrauliczne i pucolanowe” – dodał dr Piotr Górak.

Jarosław Fiutowski, członek zarządu Ghelamco Poland, stwierdził, że innowacyjne materiały już wspierają rynek budowlany. „Ghelamco dokonało analizy śladu węglowego inwestycji Warsaw Unit – dla okresu wybudowania i 60-letniego okresu eksploatacji. Analizując pierwszy rok, ok. 83% emisji pochodziło od materiałów budowlanych. W 60-letnim okresie życia (wliczając ślad węglowy wbudowany) aż 77% emisji będzie pochodzić z mediów. W obiekcie The Bridge zdecydowano się wbudować beton niskoemisyjny w płytę fundamentową, dzięki czemu
realnie obniżono emisję na samej konstrukcji żelbetowej o 10%. W innym obiekcie oprócz płyty fundamentowej beton niskoemisyjny został wbudowany w ścianę szczelinową – na samej konstrukcji obniżenie emisji CO₂ wynosi 40%. Dążymy do tego, aby ślad węglowy wbudowany był jak najmniejszy i pod tym kątem dobieramy wszystkie produkty, jednak olbrzymie pole do popisu będzie później, na etapie eksploatacji budynku” – mówił.

Beton wodoprzepuszczalny i beton z recyklingu

Zrównoważone budownictwo to oszczędzanie zasobów, m.in. wody. Rozwiązaniem pozwalającym na lepszą retencję wód opadowych jest beton wodoprzepuszczalny, którego struktura umożliwia przenikanie wody do gruntu, co pomaga w zarządzaniu wodami opadowymi i zmniejsza ryzyko powodzi. Z betonu wodoprzepuszczalnego budowane są nawierzchnie ścieżek rowerowych i parkingów.

Nie wszyscy zdają sobie sprawę z tego, że powierzchnie z betonu same przyczyniają się do pochłaniania CO₂ w czasie swojego życia na skutek procesu naturalnej karbonatyzacji. Karbonatyzacja betonu to proces powolny i długotrwały. Powoduje ok. 25-procentową redukcję emisji CO₂ powstającej w czasie produkcji cementu.

Beton po okresie życia można poddać recyklingowi, a po rozkruszeniu ponownie wykorzystać do produkcji betonu lub wykonania podbudowy dróg. Użycie kruszywa z recyklingu, takiego jak betonowe gruzowisko z rozbiórek, minimalizuje potrzebę wydobywania nowych surowców. W Polsce działa już kilka instalacji, które pozyskują ponownie beton dla budownictwa.

Drogi i autostrady z betonu o niższym śladzie węglowym

Produkty niskoemisyjne przemysłu cementowego są także używane w budownictwie infrastrukturalnym. Cement CEM II/B-S 42,5 R-NA pochodzący z Cement Ożarów stosowany jest m.in. do budowy nawierzchni autostrady A2 z betonu o obniżonym o ok. 30% śladzie węglowym względem tradycyjnego rozwiązania na cemencie CEM I. Obecnie budowane jest w ten sposób ponad 36 km autostrady A2 na dwóch odcinkach.

Według Piotra Molendy, kierownika Laboratorium Betonu Cement Ożarów, beton o niższym śladzie węglowym nie odbiega parametrami od betonów wyprodukowanych na cemencie czysto klinkierowym, który był stosowany dotychczas do realizacji nawierzchni betonowych.

Prefabrykacja betonowa w budownictwie

Prefabrykacja betonowa w budownictwie przeżywa obecnie drugą młodość. Technologia ta polega na wytwarzaniu elementów betonowych (np. ściany, stropy, belki, słupy) w kontrolowanych warunkach fabrycznych, a następnie ich transporcie i montażu na placu budowy. Dzięki temu procesowi budowa staje się szybsza, bardziej precyzyjna i mniej zależna od warunków atmosferycznych.

Montaż gotowych elementów betonowych znacznie skraca czas budowy w porównaniu z tradycyjnym betonowaniem na miejscu. Prefabrykaty betonowe charakteryzują się wysoką jakością, zmniejszeniem ilości odpadów i wyższą trwałością.

W 2017 r. pierwszą nagrodę w konkursie Polski Cement w Architekturze otrzymał budynek prefabrykowany zlokalizowany przy ul. Sprzecznej 4 w Warszawie. Architektów nagrodzono za „udaną próbę ukazania potencjału, jaki ma w sobie technologia prefabrykowanego betonu. Za architekturę ponadczasową, łączącą w sobie piękno, trwałość i funkcjonalność. Stworzenie miejsca o niepowtarzalnym klimacie, gdzie każdy starannie zaprojektowany element tworzy wysoce estetyczną całość”.

Budownictwo zrównoważone podczas Dni Betonu

O roli cementu i betonu w procesie dekarbonizacji budownictwa, o budownictwie zrównoważonym będzie mowa podczas XIII konferencji Dni Betonu, która 13–15 października 2025 r. odbędzie się w Wiśle. Liczba miejsc jest ograniczona. Zapraszamy! Szczegóły na: www.dnibetonu.com.

Literatura

[1] Beton w zrównoważonym budownictwie mieszkaniowym. Stowarzyszenie Producentów Cementu. Kraków 2018.

[2] Pięciak P.: Nowe wyzwania po dwustu latach. „Budownictwo, Technologie, Architektura” 2024, nr 4, s. 74–76.

www.polskicement.pl