O echipă de la Universitatea Princeton a construit o căsuță aproape în întregime din paie comprimate – prima de acest tip – demonstrând că subprodusul agricol, de obicei ars sau lăsat să se degradeze, poate fi folosit ca material de construcție sustenabil. Paiele sechestrează carbon în loc să-l elibereze, spre deosebire de cărămizi și beton, responsabile pentru aproximativ 40% din emisiile globale de CO₂, scrie The New York Times.
Lângă Hudson, New York, o echipă de la Universitatea Princeton a ridicat o căsuță din acest subprodus agricol, despre care spune că este mai sustenabil decât cărămizile sau betonul.
„Cei Trei Purceluși” nu a fost scris prin prisma construcțiilor sustenabile, spune Paul Lewis, profesor de arhitectură la Universitatea Princeton. Pentru cine are nevoie de un memento al poveștii: o casă, făcută din paie, se dărâmă. O casă din lemne are aceeași soartă. Dar casa de cărămidă rămâne în picioare, salvează vieți și învinge răufăcătorul.
În zilele noastre, pe măsură ce planeta se încălzește din cauza arderii combustibililor fosili – mediul construit fiind responsabil pentru aproximativ 40% din emisiile globale de dioxid de carbon – morala fabulei din secolul al XIX-lea ar trebui să fie exact opusă, spune Lewis. „Casa de paie sechestrează carbon; casa de lemn e destul de bună, dar casa de cărămidă e o bombă de carbon care duce, de fapt, la dezastru climatic.”
Lewis crede că paiele pot face mult mai mult decât să servească drept așternut într-un grajd de cai – pot constitui și structura, pereții și izolația grajdului. El și echipa sa au demonstrat potențialul acestui subprodus agricol construind o casă mică – prima de acest tip, afirmă el – făcută aproape în întregime din paie. Căsuța, care pare despinsă dintr-o carte pentru copii, dar are câteva accente elegante și moderne, se află pe un teren în afara orașului Hudson, New York, la aproximativ 190 de kilometri nord de New York City.
Casa de paie este mai degrabă o performanță arhitecturală decât o nouă metodă de construcție, deși cei din spatele proiectului speră că lucrurile se vor schimba în viitor.
„Teoria arhitecturii moderne este că atunci când există un material, acesta evoluează în cele din urmă într-o formă”, spune Guy Nordenson, profesor de inginerie structurală și arhitectură la Princeton, care a lucrat cu Lewis la proiect. Experimentul casei de paie arată cum ar putea arăta acea formă. Provocarea pe termen lung este de a face paiele la fel de viabile ca și cărămizile sau blocurile de beton, dar pentru a ajunge acolo e nevoie de mai multă cercetare, spune Nordenson.
Paiele, formate din tulpinile rămase de la cereale precum grâul și orezul, sunt omniprezente, accesibile și un izolator natural. Și spre deosebire de fân, nu au valoare nutritivă. „Există deja ca deșeu agricol peste tot în lume”, spune Lewis. De obicei, paiele sunt lăsate să se biodegradeze sau, mai frecvent, sunt arse, eliberând emisii de gaze cu efect de seră care contribuie la încălzirea globală.
Paiele în sine sechestrează dioxid de carbon, ceea ce înseamnă că îl captează și îl stochează, în timp ce fabricarea cărămizilor și a betonului îl eliberează. Așadar, construcția cu paie este mult mai puțin nocivă pentru mediu. „Experții au arătat că volumul de carbon sechestrat în paiele cultivate la nivel mondial anual este aproximativ echivalent cu emisiile de carbon ale industriei betonului”, spune Lewis.
Lemnul stochează și el carbon, dar tăierea copacilor nu este la fel de sustenabilă. Cum a formulat Patty Hazle, una dintre cercetătoarele senior ale proiectului: „Încercăm să găsim alternative la cherestea, astfel încât presiunea asupra defrișărilor să fie mai mică.”
Casa de paie are o înălțime de aproximativ 8,5 metri și dispune de un dormitor la mansardă, un divan, cinci ferestre și o bucătărie. Va fi folosită ca pensiune de cinci familii, inclusiv familia lui Lewis, care dețin terenul în comun.
O pompă de căldură, alimentată de un sistem de baterii de pe amplasament și panouri solare montate pe o remorcă alăturată, asigură încălzirea și răcirea. Este rezultatul a trei ani de cercetare, muncă manuală și încercări repetate. Materialele au costat puțin peste 50.000 de dolari (o parte considerabilă – 18.000 de dolari – a fost cheltuită pe acoperișul de stuf).
Paiele sunt folosite ca izolație de ani de zile, dar de obicei în cadrul unei structuri de lemn, cu baloturile de paie ascunse, într-un stil eco-boem cunoscut drept „casă din baloturi de paie”. În Nebraska, coloniștii de pe prerie foloseau baloturile de paie ca blocuri portante și le acopereau cu noroi sau tencuială. Însă casa de lângă Hudson folosește paie comprimate – în care tulpinile sunt presate strâns cu ajutorul căldurii – atât ca izolație, cât și ca bloc de construcție, fără a ascunde materialul în spatele tencuielii sau lemnului.
Cu alte cuvinte, în interiorul casei, paiele rămân vizibile, ca o cărămidă aparentă, ilustrând modul în care echipa lui Lewis a construit structura stivuindu-i componentele. La exterior, casa arată ca locuința perfectă pentru o vrăjitoare din basme sau trei ursuleți. Dar în interior, liniile curate și straturile de panouri de paie tăiate, multe dintre ele stivuite în unghi, evocă un minimalism modern, cu iluminat personalizat și ferestre mari cu vedere spre teren.
Chris Magwood, manager pentru clădiri fără emisii de carbon la RMI, o organizație non-profit de sustenabilitate, auzise de proiect. „A fost o idee interesantă de încercat”, a spus el. Însă a observat că adăugarea unui simplu cadru de lemn sau utilizarea unor panouri întregi de plăci de paie, în loc de tăierea lor în bucăți, ar fi făcut totul mult mai ușor și ar fi minimizat în continuare utilizarea lemnului.
Mai multe companii construiesc cadre speciale pentru structuri din baloturi de paie, ceea ce accelerează semnificativ construcția, a spus el. O companie din Suedia tocmai a terminat un bloc de apartamente cu 12 etaje din lemn și paie comprimate.
Firma lui Lewis, LTL Architects, construiește și o casă din baloturi de paie în Ithaca, New York, folosind un cadru de lemn. O casă din baloturi de paie este ușor mai scumpă, ca materiale, decât o casă tradițională cu placare din placaj și izolație din fibră de sticlă – cu aproximativ 27 de dolari pe metru pătrat în plus, spune Lewis. Costul de fabricație și asamblare este mai mare, un preț care va scădea odată cu creșterea cererii și ofertei.
Dar pentru acest proiect, echipa sa a vrut să pună în valoare paiele atât la interior, cât și la exterior.
Scopul era de a comprima baloturile de paie pentru a crea blocuri de construcție rezistente care să nu necesite cadru sau tencuială. În vara lui 2023, membrii echipei au experimentat cu o mașină de compresie, dar nu au reușit să atingă o densitate ușor de reprodus. Anul următor, au decis să experimenteze cu plăci prefabricate de paie comprimate, folosite pentru pereți despărțitori interiori și panouri de tavan încă din anii 1940, dar care nu erau considerate pe scară largă ca material portant.
Planul era de a tăia plăcile – de trei ori mai dense decât baloturile obișnuite de paie – în bucăți și de a le stivui. Membrii echipei, inclusiv opt studenți, au folosit mai întâi această tehnică pentru a construi ceea ce au numit „căsuța de câine”, o versiune în miniatură a casei de aproximativ 14 metri pătrați pe care intenționau să o ridice.
A urmat apoi casa la dimensiune reală, construită în componente pe parcursul a două luni pe campusul Princeton. Membrii echipei au folosit bucățile de plăci de paie pentru a asambla 16 secțiuni ale casei, care au fost apoi transportate pe terenul de lângă Hudson și puse la locul lor cu o macara în două zile.
Echipa a optat să nu sape o pivniță pentru a evita problema emisiilor de carbon ale betonului. În schimb, stâlpi metalici au fost înfipți în pământ pentru a oferi o bază solidă și a ridica casa la aproximativ 45 de centimetri deasupra solului. O membrană permeabilă, care blochează ploaia dar permite umezelii captive să se evapore, a fost înfășurată în jurul structurii de plăci de paie.
Ultimul pas a fost acoperirea casei cu stuf, o tehnică de acoperire care folosește stuf de apă sau iarbă de zone umede și a fost populară în Europa de Nord. Membrii echipei au luat în considerare utilizarea de phragmites, o specie invazivă din Europa și Asia, răspândită în tot statul New York. Dar au concluzionat că recoltarea era prea dificilă.
Așa că au lucrat cu un expert în acoperișuri de stuf din Virginia, care le-a furnizat materialul și i-a învățat cum să-l monteze. La începutul acestui an, au terminat de acoperit casa cu aproximativ 1.800 de kilograme de stuf, care a fost tratat cu un ignifugant netoxic.
Plăcile de paie sunt, la rândul lor, rezistente la foc – doar se carbonizează – iar densitatea lor ține dăunătorii la distanță. În interior, se poate vedea ușor cum funcționează straturile și cum se îmbină secțiunile. Magwood, de la RMI, a apreciat estetica urmărită de arhitecți, dar a menționat că plăcile de paie expuse ar trebui să aibă un strat de protecție, deoarece, fiind tăiate în bucăți mai mici, materialul se poate degrada.
„Dacă cineva freacă acel perete, va primi un mic duș de paie”, a spus el. Lewis a răspuns că acest lucru nu se va întâmpla deoarece pereții sunt dens comprimați și au fost șlefuiți neted, iar orice parte a plăcilor care ar putea elibera reziduuri este orientată spre exterior.
În interiorul casei, o cantitate minimă de lemn a fost folosită pentru scara mansardei, un blat de bucătărie și un divan. Lewis spune că mai puțin de 10% din structura casei este din lemn. Acoperișul de stuf ar putea rezista până la 40 de ani. Dar casa, spune el, ar trebui să dureze nelimitat.
Lewis afirmă că nu există o limită de dimensiune pentru o casă din plăci de paie construită cu această tehnică. Echipa de la Princeton a construit mic pentru că avea un grant de 150.000 de dolari, cea mai mare parte fiind destinată plății studenților.
Nolan Hill, un doctorand în arhitectură de 30 de ani care a lucrat la proiect, vede potențialul caselor mici din plăci de paie. A comparat asamblarea componentelor casei cu montarea mobilei IKEA (deși stăpânirea tehnicii de acoperire cu stuf a fost mai complicată și ceva mai dezordonată, a spus el).
„Pare ceva ce oamenii ar putea face singuri”, a spus el. „Mi-o pot imagina apărând în curțile oamenilor, poate ca o căsuță pentru soacră.”