A case study on the construction technology and energy efficiency of residential housing made of bio-composite materials

Максим Болотов; Олег Новомлинець; Ірина Прибитько

doi:10.25140/2411-5363-2026-2(44)-499-510

Автор(и)

Максим Болотов Національний університет «Чернігівська політехніка» , Україна http://orcid.org/0000-0002-0915-4132
Олег Новомлинець Національний університет «Чернігівська політехніка» , Україна http://orcid.org/0000-0002-0774-434X
Ірина Прибитько Національний університет «Чернігівська політехніка» , Україна http://orcid.org/0000-0002-8550-8318

DOI:

https://doi.org/10.25140/2411-5363-2026-2(44)-499-510

Ключові слова:

сталий розвиток; екобудівництво; зелене будівництво; конопляний бетон; теплова ефективність; будівельні технології

Анотація

У статті розглядається актуальна тема застосування біокомпозитних матеріалів на основі конопляного бетону як екологічно чистої, більш енергоефективної та ресурсозберігаючої альтернативи традиційним. Такі «зелені» будівельні практики дозволяють значно зменшити глобальні викиди CO₂, виснаження ресурсів, створюючи стимулююче середовище для її мешканців протягом усього життєвого циклу будівлі. Впровадження конопляного бетону в українську будівельну практику може бути надзвичайно корисним з погляду післявоєнної відбудови, коли попит на доступне житло різко зросте. Водночас існують деякі проблеми, що обмежують широке застосування конопляного бетону, пов'язані з відсутністю систематичного досвіду впровадження таких об'єктів на місцевому рівні, відсутністю інженерно-орієнтованих описів будівельних технологій, а також високим рівнем скептицизму споживачів щодо якості та довговічності будівель з конопляного бетону. Стаття має на меті систематично представити існуючі технології виробництва конопляного бетону, а також переваги та обмеження його застосування на основі результатів реального дослідження, та визначити перспективи його подальшого впровадження в малоповерховому будівництві в Україні в контексті сучасних європейських екологічних вимог. На основі реального практичного випадку одноквартирного житлового будинку було досліджено технології будівництва з конопляного вапна. Результати теплового розрахунку огороджувальних конструкцій будівлі показали, що технологія формування стін з конопляного бетону з однією стійкою товщиною 150…250 мм не відповідає українським нормативним вимогам. Коефіцієнт теплопередачі таких стін не перевищує 2,5…3,717 м²·K/Вт. У цьому контексті, для забезпечення достатнього рівня теплової ефективності огороджувальних конструкцій будівлі необхідна технологія внутрішнього каркаса з товщиною стін з конопляного бетону 400 мм і більше. Наші розрахунки показали, що коефіцієнт теплопередачі таких стін сягає 5,601 м²·K/Вт, що забезпечує високий рівень енергоефективності та доцільно використовувати в Чернігівській кліматичній зоні.

сталий розвиток; екобудівництво; зелене будівництво; конопляний бетон; теплова ефективність; будівельні технології

Посилання

Bolotov, M., Bolotov, H., Prybytko, I., & Korzachenko, M. (2024). Sustainable practices of concrete manufacturing. Technical Sciences and Technologies, (2(36)), 15–30. https://doi.org/10.25140/2411-5363-2024-2(36)-15-30.

Abera, Y. A. (2024). Sustainable building materials: A comprehensive study on eco-friendly alternatives for construction. Composites and Advanced Materials, 33. https://doi.org/10.1177/26349833241255957.

Pochwała, S., Makiola, D., Anweiler, S., & Böhm, M. (2020). The heat conductivity properties of hemp–lime composite material used in single-family buildings. Materials, 13(4), 1011. https://doi.org/10.3390/ma13041011.

Linh, D., Salomone, R., & Nguyen, Q. T. (2023). Circular bio-based building materials: A literature review of case studies and sustainability assessment methods. Building and Envi-ronment, 244, 110774. https://doi.org/10.1016/j.buildenv.2023.110774.

The European green deal. (n.d.). European Commission. https://commission.europa.eu/strategy-and-policy/priorities-2019-2024/european-green-deal_en.

Korjenic, A., Petránek, V., Zach, J., & Hroudová, J. (2011). Development and perfor-mance evaluation of natural thermal-insulation materials composed of renewable re-sources. Energy and Buildings, 43(9), 2518–2523. https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2011.06.012.

Brzyski, P., Barnat-Hunek, D., Suchorab, Z., & Łagód, G. (2017). Composite materials based on hemp and flax for low-energy buildings. Materials, 10(5), 510. https://doi.org/10.3390/ma10050510.

Volf, M., Diviš, J., & Havlík, F. (2015). Thermal, moisture and biological behaviour of natural insulating materials. Energy Procedia, 78, 1599–1604. https://doi.org/10.1016/j.egypro.2015.11.219.

Maalouf, C., Ingrao, C., Scrucca, F., Moussa, T., Bourdot, A., Tricase, C., Presciutti, A., & Asdrubali, F. (2018). An energy and carbon footprint assessment upon the usage of hemp-lime concrete and recycled-PET façades for office facilities in France and Italy. Journal of Cleaner Production, 170, 1640–1653. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2016.10.111.

Kremensas, A., Kairytė, A., Vaitkus, S., Vėjelis, S., & Balčiūnas, G. (2019). Me-chanical performance of biodegradable thermoplastic polymer-based biocomposite boards from hemp shivs and corn starch for the building industry. Materials, 12(6), 845. https://doi.org/10.3390/ma12060845

Steyn, K., de Villiers, W. & Babafemi, A.J. (2025). A comprehensive review of hempcrete as a sustainable building material. Innov. Infrastruct. Solut. 10, 97. https://doi.org/10.1007/s41062-025-01906-1

Tong, W., & Memari, A. M. (2025). State of the art review on hempcrete as a sus-tainable substitute for traditional construction materials for home building. Buildings, 15(12), 1988. https://doi.org/10.3390/buildings15121988.

Spray-Applied Hempcrete System Gets New U.S. Distributor — HempBuild Mag-azine. (n.d.). HempBuild Magazine. https://www.hempbuildmag.com/home/espray-applied-hemp-usa.

Hanieiev, T., Barbash М., Bolotov, G., & Bolotov, M. (2021). Design of life sup-port systems for the housing complex. Technical Sciences and Technologies, (2(24)), 244–250. https://doi.org/10.25140/2411-5363-2021-2(24)-244-250.

Jellen, A. C., & Memari, A. M. (2025). State-of-the-Art review of hempcrete for residential building construction. Designs, 9(2), 44. https://doi.org/10.3390/designs9020044.

Bolotov, M., & Prybytko, I. (2025). Thermal efficiency assessment of eco-oriented prefabricated modular buildings: case study. Technical Sciences and Technologies, (3(41)), 494–505. https://doi.org/10.25140/2411-5363-2025-3(41)-494-505.

Ministry for Communities and Territories Development of Ukraine. (2022). DBN V.2.6-31:2021: Thermal insulation and energy efficiency of buildings. Kyiv, Ukraine.