PREDNOSTI DRVA U GRADITELJSTVU
Hrvatska spada u zemlje velike šumske površine i drvne zalihe. Time šumarstvo i drvna industrija predstavljaju čvrsti temelj gospodarskog napretka zemlje. Primjena drva usmjerena je uglavnom na proizvodnju namještaja, a manje na graditeljstvo, za razliku od susjednih europskih zemalja. Primjena drva i drvenih proizvoda kao građevnog materijala osim tehničke naravi za Hrvatsku će biti prioritet s ekološkog i socio-ekonomskog stajališta. Stoga je važno da se u Hrvatskoj promiče upotreba drva u graditeljstvu. Drvna arhitektura u cijeloj Europi je u velikom zamahu, posebice u srednjoeuropskom području. U Hrvatskoj postoji tradicija u drvnoj arhitekturi iz koje se može crpiti inspiracija, ali i tehnička dostignuća koja osiguravaju funkcijsku podobnost i estetsku prikladnost drvene gradnje. Da bi drvna arhitektura ponovo zaživjela, potrebno je poznavati osnovne osobine drva kao građevnog materijala tako što se njegove prednosti propagiraju u korist drvne arhitekture, a nedostatke je potrebno znati izbjegavati ili umanjiti (6). Za obradu drva potrebno je manje utrošene energije, te je time smanjen indeks stakleničkih plinova, zagađenja zraka i krutog otpada. Osim toga, ljudi preferiraju drvo u interijeru, a isto tako i u eksterijeru, u odnosu na beton i metal iz estetskih razloga koje stvara u prostoru (4).
Slika 1. Tradicionalna drvena kuća (gore)
TRADICIJA UPOTREBE DRVA U GRADITELJSTVU
U Hrvatskoj prošlosti postoje dobro poznate drvene kuće koje su se očuvale i do danas u podnebljima nizinske hrvatske, a najviše takvih očuvanih kuća nalazi se na području Turopolja. Drvene kuće ili ”čardaci” (slika 1) su obično bile katnice s vanjskim stubištem i ukrašenim izrezbarenim trijemovima te su predstavljale simbol bogatstva neke obitelji ili obiteljske zajednice. Prolaskom kroz Turopoljska sela teško je ne uočiti ta drvena zdanja koja su se oduprijela vremenskim neprilikama, te dugoj i teškoj povijesti hrvatskoga sela. Drvene kuće potrebno je uzeti kao dobar primjer konstrukcijske i fizičke zaštite, te je poželjno to znanje iskoristiti i prilagoditi današnjem vremenu i novim stečenim znanjima i uklopiti u modernu samoodrživu arhitekturu i dizajn. ”Čardaci” su glavni dokaz da u Hrvatskoj povijesti postoji tradicija i znanje koje se ne smije zaboraviti.
S obzirom na to da u Hrvatskoj tradiciji postoje građevine od drva, koje danas nisu toliko zastupljene, građevine se danas pretežno rade sa žbukanim pročeljem. Za razliku od Hrvatske, u skandinavskim zemljama sasvim je uobičajeno da su kuće izgrađene od drva ili da su obložene drvenom fasadnom oblogom. Promocijom drva kao građevnog materijala putem klastera u Austriji i Sloveniji gradnja drvom je u porastu.
DRVENA OBLOGA
Drvena obloga (slika 2) je vanjska ovojnica objekta, koja osim estetskog karaktera ima i funkciju zaštite konstruktivnih sklopova. Svaki materijal koji se koristi u vanjskoj primjeni izložen je klimatskim promjenama, varijacijama relativne vlažnosti, temperaturi, oborinama, kondenzaciji, mrazu, UV radijaciji i vjetru te ti čimbenici, svaki posebno ili u kombinaciji, stvaraju oštećenja na materijalu. Fasada štiti objekt od vanjskih utjecaja, jer preuzima atmosferske utjecaje i mehanička oštećenja. Od navedenih čimbenika posebnu ulogu ima UV radijacija koja često razara površinu drva. Tako degradirana površina može upiti više vode, što dovodi do bubrenja, dodatne erozije, daljnje degradacije i gubitka estetske kvalitete. Vjetar povećava temperaturne varijacije, postotak isušivanja i količinu prihvaćene vode u drvu. Mraz predstavlja problem za mnoge porozne građevinske materijale. Za razliku od drva, materijali koji se upotrebljavaju u zidarstvu su u opasnosti od šteta nastalih od mraza. Odabirom odgovarajuće obloge i njenom pravilnom obradom postiže se trajna zaštita objekta i zadovoljstvo korisnika.
Slika 2. Pročelje obloženo drvenom oblogom
Moderne privatne kuće i velike građevine sve više koriste drvo kao element fasade ne samo u vangradskim naseljima već i u većim gradovima. Promjenom u građevinskom zakonu iz 1997. dopušta se mogućnost korištenja drva u izgradnji višekatnica. Saznanja unutar granica dizajnerske mogućnosti stvaraju i ne ograničavaju nove inovacije. Tradicionalno iskustvo i saznanje je često zanemareno u dizajnu mnogih modernih drvenih fasada. Razmaci između elemenata obloga postaju sve popularniji. Gladak zid daje željeni stil, a sjene između otvora daju poseban efekt sa zrakama sunca. Razmaci između elemenata drvene obloge koriste se i kao barijere protiv vjetra (5).
Drvo se često ostavlja nezaštićeno ili u kombinaciji s drugim materijalima. Netretirane fasade se koriste u nekim projektima kako bi se smanjila potreba za održavanjem, zbog brige za okoliš, manje cijene i dizajnerske mogućnosti. Prije su se netretirane drvene obloge pretežno koristile za šupe, pomoćne zgrade, spremišta za čamce i skloništa, a ne za moderne građevine. Za takav način gradnje preporučuje se koristiti trajne vrste drva (5).
Novi građevni materijali se svakodnevno pojavljuju na tržištu. Nove tehnologije mijenjaju stil projektiranja, a zahtjevi kupaca mijenjaju opseg mogućnosti za fasadne materijale i dizajn. Kombinacijom drva i ostalih materijala omogućuje se ogromna količina novih načina postavljanja i izgleda fasada. Sa starim saznanjem o dobroj drvenoj fasadnoj konstrukcijskoj i fizičkoj zaštiti i novim načinima postavljanja može se samo postići veća izdržljivost i trajnost.
Zahtjevi koji se postavljaju na drvenu oblogu su:
- Sigurnosni – ekološka primjerenost (materijal nakon uporabe)
- Mehaničko-tehnički – konstrukcijski (dimenzijska stabilnost), otpornost (trajnost materijala, postojanost boje)
- Estetski – prilagođenost/primjerenost okolini
- Proizvodni – primjerenost i jednostavnost postavljanja
- Ekonomski – prilagođenost stilu i cjenovnom razredu
VRSTE DRVA POGODNE ZA IZRADU ELEMENATA DRVENIH OBLOGA
Vrste drva koje se koriste za izradu elemenata drvenih obloga ovise o području gdje se koriste, tako su npr. četinjače najzastupljenije u skandinavskim i alpskim područjima, dok se listače pretežno koriste u nizinskim krajevima. Četinjače (smreka, jela, bor i ariš) su jeftinije i male su mase, dimenzijski su stabilnije od drva listača, međutim promjeri trupaca su manji čime se dobiva manja iskoristivost sirovine, a trajnost im je slabija. Listače (hrastovina, kestenovina ili bagremovina) su zbog svoje prirodne trajnosti dobar materijal za gradnju, osim za nosive elemente velikih dimenzija (npr. lamelirane nosače), gdje zbog njihove gustoće, koja je veća od četinjača, masa postaje problem. U tablici 1 navedeni su kriteriji koji se očekuju od vrsta drva koje se koriste kao elementi drvenih obloga, a to su prirodna trajnost, dimenzijska stabilnost i upojnost za vodu.
Toplinskom obradom želi se postići veća iskoristivost manje kvalitetnih i neatraktivnih vrsti drva. Ovim postupkom obrade se bez unošenja dodatnih kemikalija samo pod utjecajem topline, tlaka i vlage mijenja kemijska struktura u staničnoj stjenci, a mijenjaju se i fizikalna svojstva. Promjenom kemizma stanične stjenke smanjuje se njezin afinitet prema vodi te se poboljšava dimenzijska stabilnost drva, što je bila tema mnogih znanstvenih i stručnih radova. Toplinska obrada doprinosi manjoj vodoupojnosti, povećava otpornost prema biološkoj razgradnji, napadima insekata i pridonosi dubinskim promjenama boje drva koja primjenom veće temperature postaje tamnija. Treba biti svjestan i nedostataka ovog materijala, a to su sklonost površinskim pukotinama i promjene boje prilikom dugog djelovanja sunca, toplinski obrađene vrste postaju hidrofobne te se time smanjuje upojnost premaza i ljepila. Uporaba pregrijanog drva posebno je atraktivna iz razloga što je na ovaj način moguće postići različite tamno smeđe tonove, može se koristiti kao zamjena za drvo egzota, povećava se dimenzijska stabilnost i biološka trajnost što je ekološki prihvatljivije od kemijskih zaštita.
Drvo je prirodan materijal i kvaliteta drvene obloge ovisi o tretmanu od početka kada je posječeno do perioda kada se postavlja na zid i održava. Dimenzija i kvaliteta elemenata se određuje pravilnim iskorištavanjem trupca i ovisi o trajnosti sirovine. Debljina elemenata se kreće u rasponu od 16 do 22 mm, a širina od 73 do 173 mm ovisno o vrsti postavljanja i profilu obloge. Struktura drva ima različita svojstva u tri različita smjera. Generalno se preferiraju bočnice zbog svoje bolje dimenzijske stabilnosti, odnosno jednakog postotka utezanja u svim smjerovima. Sušenjem može doći do zakrivljenja elementa. Razlog tome je vitoperenje i koritavljenje zbog nejednakog iznosa radijalnog i tangentnog drva koje se ne uteže jednako (5).
Drvene obloge postoje u raznim oblicima, teksturama i bojama. Mogu se slagati kao šindre, oblice ili zatvorene daščane obloge. Međutim, najrašireniji i najuobičajeniji način slaganja drvenih obloga sastoji se od dasaka složenih horizontalno (slika 3), vertikalno ili dijagonalno. Ako se tome doda i mogućnost odabira različitih duljina elemenata obloge, površinske zaštite, oblika profila, različitih boja ili tekstura i karakteristike svake vrste drva, dobije se svestranost u upotrebi drvnih obloga. Prilikom odabira određene vrste obloga treba uzeti u obzir razne faktore kao što su vrsta drva, veličina elemenata obloge, stupanj zaštićenosti, način postavljanja, vrsta površinske obrade i sl. To je bitno kako bi se osiguralo da cijela obloga postigne tražene performanse, očekivanu izdržljivost s minimalnim održavanjem i vizualni efekt unutar prihvatljive cijene (2).
Slika 3.Shematski prikaz bokocrta horizontalnog slaganja obloge
Bitno je da projektanti shvate svrhu i način konstruiranja koji ne dozvoljava nakupljanje oborinske vode, da se dopuste moguće dimenzijske promjene uslijed djelovanja vode te da se uzme u obzir dozvoljena duljina i širina ovisno o vrsti drva. Jednostavnost obrade, izdržljivost spojeva tijekom transporta i postavljanja te problemi prilikom podizanja obloga na zgradu trebaju se uzeti u obzir jer će utjecati na vrstu obloge koja se postavlja, a jednako tako i na ukupnu cijenu. Prilikom projektiranja velikih projekata u obzir bi trebalo uzeti moguće prednosti, kao što je predproizvodnja dijelova fasadnih obloga. Bilo bi razumno te probleme razmotriti s dobavljačima drvne zalihe i isto tako sa izvođačima radova prije početka projektiranja (5).
OBLIKOVANJE SUSTAVA DRVENIH OBLOGA
Pojedini detalji drvnih obloga mogu bitno pridonijeti smanjenju nepoželjnih djelovanja vode i sunca na postojanost elemenata obloge, a u osnovi se svode na smanjenje zadržavanja i djelovanja vode na drvo. Kako bi se postigla što bolja konstrukcijska zaštita potrebno je zadovoljiti neka osnovna pravila:
- Svi čelni presjeci moraju biti pokriveni ili zabrtvljeni zbog toga što drvo u longitudinalnom smjeru upija najviše vode
- Utore, rupe i otvore na površini treba izbjegavati, a nepoželjne su i otvorene sljubnice, pukotine, zazori i reške, gdje se voda može zadržavati, prodirati u dubinu i nakupljati u materijalu. Ako su zazori prisutni na vanjskim plohama, tada trebaju biti širi od 5 mm da se u njih kapilarno ne zavlači voda, a oni horizontalni trebaju biti skošeni prema dolje i usmjereni prema van.
- Slijepljeni spojevi drva u načelu nisu postojani na suncu i kiši pa se ne smiju nalaziti na izloženim plohama, iako se ponekad tolerira da budu kvalitetno zaštićeni.
- Sve vodoravne ili premalo skošene plohe treba izbjegavati ili ih je potrebno prekriti limom (pod kojim se mora osigurati ventilacija). Postoji mogućnost korištenja manje vrijednih i lako izmjenjivih drvenih pokrivnih elemenata. Preporučuje se skošavanje svih horizontalnih ploha prema van pod kutem od 13-15°.
- Drvo treba zaštititi od zašpricavanja oborinske vode koja se odbija od vodoravnih vanjskih ploha, odizanjem od mogućeg mjesta zašpricavanja ili metalnim oblogama.
- Moraju se omogućiti slobodne dimenzijske promjene drva koje bubri i uteže se. Prijeklopi elemenata fasadnih obloga ne smiju biti dvostruko zabijeni ili lijepljeni. Spojevi s poluutorima i utorom i perom treba omogućiti bubrenje i utezanje pera.
Trulež se na drvenim oblogama većinom pojavljuje na mjestima kao što su krajevi elemenata drvene obloge, tupi sljubovi, preklapanja ili na mjestima gdje su korišteni spojni elementi ili prihvatnici jer se na tim mjestima pojavljuju mikropukotine. Premala udaljenost od ruba elementa obloge do čavla ili vijka može prouzročiti razdvajanje obloge. Tvrđe vrste drva je potrebno prethodno izbušiti kako bi se izbjeglo razdvajanje. Također je bitno da je vijak ili čavao u ravnini s površinom obloge. Preklapanje elemenata obloge trebalo bi biti barem 20-25 mm. Trulež se pojavljuje većinom kod preklapanja elemenata obloge u vertikalnom smjeru, ali se može pojaviti i kod slaganja u horizontalnom. Kod krajnjeg elementa obloge u donjem dijelu fasade preporučuje se izrada kosog ruba. Najniži dio treba biti okrenut prema van kako bi se osiguralo kapanje vode što dalje od zida građevine. Preporučena udaljenost donjeg dijela obloga od zemlje je 300-400 mm, ali ako površina ne stvara zapljuskivanje i ako je istak krova veći tada se udaljenost može smanjiti na 100 mm. Obloge koje se postavljaju na više katova moraju imati projektirano i izrađeno dobro otjecanje vode sa svakog kata. Potrebno je izraditi posebne planove dizajna građevine za opšave parapeta i otvora u fasadi za prozore i vrata. Oštećenja i nedostaci se pojavljuju kod obloga zbog loše ventilacije i otjecanja vode, neprimjerenog i loše izvedenog detalja opšave. Konstruktivna zaštita detalja je često izostavljena. Umjesto toga, inženjeri i projektanti se često oslanjaju na kemijsku zaštitu drva. Međutim oslanjanje na takvu vrstu zaštite iziskuje efektivno održavanje (5).
VENTILIRANE FASADE
Europski standard NS-EN 14915 uključuje važnost ventiliranih drvenih konstrukcija s minimalno 22 mm slobodnog otvora iza drvene obloge. Na modernim građevinama je uočeno da neventilirane drvene obloge prolaze dobro u suhim krajevima i na kopnu. Međutim, napominje se kako je važno projektirati drvenu oblogu s ventiliranim prostorom. Također novi propisani načini izolacije zidova ne dopuštaju prolazak topline te se time smanjuje zagrijavanje drvene obloge kroz zid. Širina otvora iza drvene obloge ovisi o širini podkonstrukcije koja se koristi. Takva širina otvora je dovoljna u područjima s malim naletima kiše i vjetra (5).
U Kanadi je provedeno testiranje otjecanja i isušivanja viška vode kroz otvor ventiliranog prostora, a širine otvora su bile 0 mm, 10 mm i 19 mm. Najširi otvor je dao najbolje rezultate isušivanja viška vode. Time se uzima da otvor mora biti minimalno 19 mm iza drvenih obloga (1). Donji dio fasade uvijek treba imati otvor kroz koji prolazi zrak, dok gornji dio mora imati otvor kada je visina obloge u visini jednog kata ili više. Kada je obloga viša od jednog kata, tada je potrebno napraviti prekid u oblozi i postaviti okapnice ili drvene letvice koje služe za otjecanje vode s gornjeg dijela fasade i što dalje od drvene obloge kako se ne bi navlaživala.
Viktor Galeković, mag.ing.techn.lign.
PPS Galeković d.o.o.
Literatura:
- Hazleden, D. Envelope drying rates analysis: Final report. Canada Mortgage and Housing Corporation, 2001.
- Hislop, P. External timber cladding. 2nd edition. Velika Britanija: TRADA Technology, 2007.
- Hislop, P.; Kaczmar, P.; Taylor, L. External timber cladding. 3rd edition. Velika Britanija: TRADA Technology, 2013.
- Masuda, M. Why wood is excellent for interior designing?: From vision physical point of view. Proceedings 8th world conference on timber engineering, Lahti, Finland. Engineered Wood Products Association. Paper 186, 2004.
- Nore, K. Hygrothermal performance of ventilated wooden cladding. Philosophiae Doctor in Civil and Transport Engineering Science and Technology, Norwegian University of Science and Technology, 2009.
- Turkulin, H.; Rajčić, V.; Šimetin, V.; Bjelanović, A. Tečaj gradnje drvom u Hrvatskoj: Osnovni tečaj o novim drvnim proizvodima i projektiranju drvenih konstrukcija // Korak u prostor. 9, 4/4 (2011), str. 10-12.
- Turkulin, H.; Sell, J. Postojanost drvna na pročeljima. 1. dio: Fizička i konstrukcijska zaštita. // Drvna industrija. 53 (1), (2002), str. 33-48.