Materijali u građevinarstvu – »prirodna ili umjetna« dilema?, 1. dio

GRAĐEVINARSTVO I MATERIJALI
Građevinarstvo je jedno od područja koja su doživjela izniman napredak kroz povijest čovječanstva, a usto i zanimljiva kolebanja. Tako se i danas divimo npr. piramidama, akvaduktima, mostovima i drugim konstrukcijama starim i po više tisućljeća. Čini se kao da je potom u određenim vremenima svo znanje izrade nacrta i izgradnje nekuda nestalo pa se onda opet pojavilo i nadograđivalo kroz nova, arhitekturno i građevinski iznimna zdanja. Suvremeno doba, kako ga nazivamo, ujedno je i doba suvremenoga građevinarstva i prije svega razvitka te uporabe mnogih novih materijala.
Ako su nekoć stvarne mogućnosti oblikovanja stambenih prostora bile uvjetovane i ograničenim izborom raspoloživih konstrukcijskih materijala (i njihovih osobina), danas u graditeljstvu skoro da više niti nema bilo kakvih tehničkih ograničenja. Novi materijali poboljšanih su svojstava za opću uporabu, a ima i onih razvijenih i namijenjenih posve određenoj svrsi i namjeni; i jedni i drugi materijali otvaraju uvijek nove mogućnosti. Zgrade su u konstrukcijskom pogledu svakako kompleksnije i često sigurnije, njihova je izgradnja brža i jeftinija, mnogi se postupci mogu ponavljati pa se tako njima bolje ovladava i lakše ih se nadzire, moguća je jednostavnija zamjena određenih dijelova konstrukcija, i tome slično. Stupanj postizanja ugodnog okružja u stambenim i uredskim prostorima lako se ostvaruje, pri čemu se sve više poštuju sve veća očekivanja i zahtjevi korisnika, jer – i oni su bitno viši nego nekada, dok se troškovi održavanja i drugi mogu lako spustiti na minimalnu razinu.
Kod suvremenih zdanja ne radi se samo o različitim materijalima s nosivim i zaštitnim funkcijama, već i u znatno većoj mjeri o različitim mehaničkim napravama i sustavima koji su vezani na razvod električnih i strojnih vodova. U mnogim se praktičnim primjerima čini da je raspoloživost svega nabrojenog onaj – makar i unaprijed predviđen – izlaz u nuždi, koji bi trebao pomoći pri sakrivanju ili popravljanju nekih pogrešaka, učinjenih već na samom početku planiranja. Iz različitih razloga se načela, koja npr. obuhvaćamo izrazom bioklimatskog planiranja zgrada, nažalost često sasvim zanemaruju, dok se projektanti zgrada, krećući se linijom manjeg otpora, oslanjaju na korekcijsku ulogu elemenata koji će zgradi biti pridodani tek kasnije. Slično se može dogoditi i prilikom odabira materijala.

RAZVITAK NA PODRUČJU GRAĐEVINSKIH MATERIJALA
U svakom slučaju stoji, da napredak na području graditeljstva i materijala za gradnju nema samo dobre strane. U svoju smo izgrađenu okolinu tijekom desetljeća unijeli mnoge čovjeku i prirodi štetne tvari, što se odražava npr. kroz emisije različitih toksičnih kemikalija te električna i magnetska polja. Štošta se pokazuje kao škodljivo tek nakon izvjesnog vremenskog odmaka, a do toga dolazi i zbog pomanjkanja iskustva i dostupnih podataka o dugoročnim utjecajima nekih materijala, njihovih kombinacija ili jednostavno načina uporabe. Prirodno, ovi čimbenici nisu ograničeni samo na graditeljstvo – mnogo se analogije može naći npr. na području prehrambenih proizvoda, lijekova, čak i tekstila. Osim toga, nije baš sve što je prirodno odnosno što stiže iz zemlje – i korisno. Najjednostavniji dokaz za ovu tvrdnju je radon, za koji su upravo umjetni materijali u građevinarstvu učinkovito sredstvo za spriječavanje njegovih štetnih posljedica.
k29-MihaTomsic-01-300.jpgMnogi suvremeni materijali koje nazivamo i »naprednima« nisu prirodni, ali svojim poboljšanim ili posve novim svojstvima rješavaju brojne probleme. Mi imamo neprestano sve veće prohtjeve za udobnim boravkom u svojim stambenim prostorima. Danas – barem u razvijenim društvima – prosječan korisnik više nije zadovoljan kućom ili stanom u kojoj se osjeća propuh, gdje je tijekom zime hladno, a ljeti vruće, ili gdje je električna rasvjeta preslaba za razne naprave. Zato ove prostore toplinski izoliramo, pukotine i otvore zabrtvljujemo, ugrađujemo suvremene sustave grijanja, hlađenja i prozračivanja, projektiramo i gradimo niskoenergetske i pasivne zgrade.
Zapravo, ponekad se čini da danas – samo uz mnogo više buke – postižemo rezultate kakve su građevinski majstori postizali i prije više stoljeća, koristeći jednostavnu logiku poštivanja prirodnih zakonitosti na pojedinim lokacijama i pri oblikovanju stambenih prostora na način, koji je maksimalno iskorištavao njihove prednosti (npr. pasivno solarno planiranje). Naravno, to baš i nije najkorektnija usporedba, barem ne u svim slučajevima. Jer, jedno je, recimo, planirati izgradnju obiteljske kuće na zasebnoj slobodnoj parceli, a drugo raditi na objektu sa više stanova u gusto izgrađenoj okolini. Kako izgradnja stambenih prostora u naše doba ima znatno više ograničavajućih uvjeta, određena se pitanja rješavaju na drukčije načine – pa i uporabom novih materijala i dodatnih mehaničkih sustava.

Stoji li uvijek iza naziva i istoznačni sadržaj?
U svakidašnjoj praksi se na području izgradnje susrećemo sa mnogim izrazima kod kojih nam nešto dublje razmišljanje pokazuje razliku između marketinških poruka i njihovog stvarnog sadržaja. Tipičan primjer je takozvana iznadstandardna ili ‘vanserijska’ izgradnja, pri čemu zapravo nije jasno s kojim to »standardom« uopće uspoređujemo građevinu i njezine značajke. Je li ovdje standarde nadišla arhitekturna zamisao, materijali koji se koriste, energetska učinkovitost, poboljšana otpornost na potrese, veličina prostora ili nešto drugo? Prema kojim se mjerilima prosuđuje ta iznadstandardnost i, još važnije – zaračunavamo li je nekako krajnjem kupcu?
Slično je i s izrazima koji se odnose na izvor ili na svojstva materijala. Što si ponuđači odnosno oglašivači zamišljaju pod izrazom prirodna izgradnja, a što pod biološka, i što pod ekološka? Je li prirodni materijal bolji ili lošiji od biološkog, ili sve to samo bolje zvuči, a značajke su im zapravo jednake? Iz takvih izraza proizlaze i daljnje složenice, koje bi trebale još podrobnije opisivati značajke pojedinih vrsta gradnje, samo što stvarno moramo saznati što pod njima misle oni koji nam ih nude; tako već imamo kuće koje nazivaju biointeligentnima, biopasivnima, zelenima, prirodnima, ekoenergetskim kućama.
Niskoenergetska kuća ne mora za korisnika biti nužno i udobna, ako je promatramo samo kroz energetske brojke. Kuća izgrađena od isključivo prirodnih materijala može – energetski gledano – biti i iznimno skupa, a može i ostvarivati emisije štetnih tvari te njima zagađivati okolinu. Niskoenergetska kuća, izgrađena od prirodnih materijala, može za korisnika biti i neugodna ako su u njoj, na primjer – prostori premalo osvijetljeni i osunčani, premaleni ili neprikladno raspoređeni. Iz toga slijedi da moramo znati, ali i znati provjeriti što se krije pod određenom oznakom u nekom konkretnom primjeru. Cjelovito planiranje građevine mora obuhvatiti sve poglede i utjecaje te građevine na zadanoj lokaciji, što svakako uključuje i odabir materijala za njezinu izgradnju.

OCJENA VRIJEDNOSTI I MEĐUSOBNO USPOREĐIVANJE
Tu se postavlja i pitanje, gdje treba postaviti granicu: zanima li nas kod neke građevine energija za njezino funkcioniranje, ili možda i takozvana ugrađena energija, to jest ona koja je potrebna za izradu, prijevoz i ugradnju pojedinih materijala i naprava? Zanima li nas utjecaj uporabe kuće na okolinu na danoj lokaciji ili uz to i njezin utjecaj na okolinu neke možda vrlo udaljene lokacije, ondje gdje izrađuju i otkud prevoze materijale? Je li važno kako uporaba određenih materijala utječe na socijalno-ekonomsku sliku na području gradnje? Kako je s tim u onoj okolini gdje se sirovine dobivaju i prerađuju? Sličnih pitanja ima jako mnogo, jer je građevinarstvo tako kompleksan i isprepleten proces, da se konačni, a ni jednostavni odgovori danas niti ne mogu pronaći.
Naročito se brzo može naići na mnoge zamke kod međusobnog uspoređivanja materijala. Želimo li uspoređivati materijale, najprije im moramo odrediti zajednički nazivnik, odnosno razvrstati ih u skupine po određenim značajkama. To nazivamo klasifikacijom materijala, kod koje koristimo različite kriterije s obzirom na namjenu samog razvrstavanja materijala u skupine. Tako materijale možemo razvrstati npr. na temelju pojedinih odabranih svojstava ili skupina svojstava. Mogu se podijeliti prema namjeni ili uporabljivosti. Za opće potrebe mogu se razvrstati po svojim kemijskim značajkama. U svakidašnjoj praksi građevinske materijale obično dijelimo na prirodne i umjetne.

PRIRODNI I UMJETNI GRAĐEVINSKI MATERIJALI
Izrazi »prirodni« i »umjetni« materijali sami po sebi mogu zavesti i zato ih treba obrazložiti nešto podrobnije. Kod oznake »prirodni materijal« većina ljudi prvo će asocirati neki čovjeku ugodan i neškodljiv materijal, premda to ne mora biti tako. U prirodi ima i mnogo takvih tvari koje čovjeka mogu i ugroziti, u manjoj ili većoj mjeri. Oznaka “umjetni materijal” za mnoge opet ima ili loš prizvuk, ili prizvuk nečega što je nastalo u laboratoriju (u stvari, mnoštvo ljudi taj izraz jednostavno izjednačava sa »plastikom«). No, ni to ne mora nužno biti tako. Naime, prema takvoj podjeli bi većina materijala koji nas okružuju zapravo bila – umjetna.

Prirodni materijali
Kao prirodni materijal označavamo u građevinarstvu onaj materijal koji se može koristiti u više ili manje neprerađenom obliku, koji kao da je izravno uzet iz svoga prirodnog okoliša. Određena obrada je kod njega možda i nužna s obzirom na njegovu konačnu namjenu, ali tu se ne radi o bitnoj promjeni njegovih značajki. Osnovni prirodni materijali, koji su ujedno i najstariji ikada korišteni u gradnji, su kamen i drvo. Pritom pod kamenom ne mislimo samo na kamene blokove, već i na ploče, šljunak i slično. Drvo je prirodni materijal, naravno – ne samo u obliku debla, već i u obliku dasaka, letvi, greda i drugih proizvoda.
Ako su kamen i drvo nekoć bili osnovni građevinski materijali, u današnje vrijeme su svoju konstrukcijsku odnosno u statičkom smislu nosivu ulogu većinom prepustili drugim materijalima. Još uvijek važi da – uz pravilnu ugradnju i održavanje – imaju veliku trajnost, a važna je svakako i njihova estetska vrijednost.
Naravno, nije svaka vrsta kamena ili drva prikladna za svaku uporabu. Kao i kod svih materijala, i ovdje treba poznavati mehaničke, kemijske i fizikalne osobine. Nepravilne kombinacije različitih vrsta kamena na pročelju neke zgrade mogu uslijed padalina dovesti do kemijskih oštećenja, a neke vrste drva mogu biti neprikladne za uporabu kod nosivih elemenata, i slično.
Među prirodne materijale ubrajamo još i neke koji se koriste u kombinaciji s drugim materijalima ili kao osnova za izradu umjetnih građevinskih materijala. Premda voda sama po sebi nije materijal za gradnju, ubrajamo je u prirodne materijale neizostavne prilikom izrade umjetnih materijala, kao i kod mnogih građevinskih postupaka. Ovamo pripadaju i različiti materijali za toplinsku zaštitu, među kojima mnogi u praktičnoj uporabi obično trebaju i određene dodatke za poboljšanje sigurnosnih svojstava, otpornosti na štetočine ili povećanje trajnosti. Tipičan prirodni materijal je, naravno, i glina, koja se koristi kako u unutrašnjosti zgrade za različite obloge, tako i za izradu pečenih zidova i blokova od opeka; u potonjem slučaju u nekoliko odstupa od »tvrde« definicije prirodnih materijala, odnosno onih koji su praktički neposredno iskoristivi za izgradnju.

Umjetni materijali
A koji su to umjetni materijali »in« i jesu li po definiciji doista škodljivi za korisnika, za okoliš, možda čak i za oboje? Prvo trebamo upozoriti da većina »klasičnih« umjetnih materijala za izgradnju zapravo ima – prirodni izvor. Radi se o materijalima koje dobivamo iz prirodnih sirovina ili njihovih kombinacija, pomoću različitih mehaničkih i kemijskih postupaka. Dakle, izraz »umjetno« odnosi se na način njihove proizvodnje odnosno prerade, a ne na sam izvor!
Umjetni materijal je po toj definiciji, primjerice – staklo. Bez stakla odnosno zastakljenih površina ne možemo ni zamisliti bilo koju zgradu, ili bilo kakvo stambeno ili poslovno zdanje dobre kakvoće. Staklo je jedan od najdragocjenijih materijala u ovoj gospodarskoj grani. I različiti metali koji se koriste u građevinarstvu – također su umjetni materijali. Željezo i čelik su otvorili posve nove obzore arhitekturi i građevinarstvu, smanjili težinu i opseg konstrukcija, pomogli premostiti velike raspone, povećali čvrstoću i stabilnost zgrada, i doprinijeli izgradnji još na razne druge načine.
Pa i beton je umjetni materijal. Bez obzira na učestale diskusije o njegovoj zamišljenoj škodljivosti i neprimjerenosti, on je omogućio bržu, jeftiniju i sigurniju gradnju – ne samo inženjerijskih konstrukcija, već npr. i stambenih zgrada u vremenima kada je u mnogim državama trebalo vrlo brzo izgraditi na tisuće novih stanova. Ulogu uporabe betona treba prosuditi i u širem, društveno – gospodarskom smislu. Neizostavan je na područjima gdje je potreban visoki stupanj zaštite od potresa, poplava i drugih prirodnih nesreća.
Često se prilikom ocjenjivanja vrijednosti umjetnih građevinskih materijala i opisivanju njihove neprimjerenosti koristi sljedeće obrazloženje: da, istina je, oni jesu izrađeni od prirodnih sirovina, ali njihova proizvodnja ili proizvodnja njihovih komponenata ipak snažno opterećuje okolinu. Ova je tvrdnja ponekad i opravdana, ali ponekad i nije. Prvo se trebamo upitati je li spomenuto opterećivanje okoliša doista nužno nastalo isključivo zbog naravi same proizvodnje, ili se možda ovdje radi o – sa stanovišta brige za okolinu – spornim izračunima od strane proizvođača i njegovom izbjegavanju ulaganja u učinkovitiju proizvodnju i uređaje za pročišćavanje.
Kao što je već bilo gore opisano, problem treba uvijek sagledati nešto šire: što znači uporaba nekog umjetnog materijala u odnosu na njegovu proizvodnju, odnosno – kakvi su gospodarski, socijalni, ekološki i energetski učinci cjelokupnog sustava.

mr. Miha Tomšič, dipl. ing. građ.
Voditelj razvoja na području građevinske fizike
Građevinski institut ZRMK, d.o.o.
Centar za okoliš, građevinsku fi ziku i energiju

Fotografi je:Arhiva tvrtke IMC, d.o.o.

PODIJELI