Drvna građa: prednosti i slabosti drvenih konstrukcija

1. Drvna građa ima mnogo prednosti

1.1. Drvna građa je ekološki i lokalni materijal

Drvo je ekološki, prirodan i potpuno obnovljiv materijal. Prednost drveta u Srbiji je to što je lokalno dostupan. U kući izgrađenoj od drveta, boravišna mikroklima je mnogo bolja nego u građevinama od drugih materijala, pošto je drvo prirodna građa. Drvo ima prijatan prirodan miris, boju koja umiruje i stvara osećaj topline te u svakom pogledu pozitivno utiče na ljude. Površina drveta je takođe topla na dodir. Pored toga, energetski je odličan materijal i poželjan termoizolator. Gradnja drvetom je relativno brza ako se upotrebi montažna konstrukcija. Uz to idu i relativno pogodni troškovi proizvodnje.

Drvo je akustički vrlo dobar materijal, zbog čega se često koristi kao obloga prostorija, posebno za koncertne i sportske dvorane.

1.2. Drvo nudi mnoge strukturne prednosti

Strukturne prednosti građevinskog drveta leže u maloj sopstvenoj težini u kombinaciji sa odličnom zateznom čvrstinom i otporom na pritisak. Drvo je stoga vrlo stabilan i čvrst, a lagan materijal, poželjan za razne vrste konstrukcija. Zbog toga se može koristiti i za premošćavanje većih raspona, dok konstrukcija i dalje ostaje lagana. Ovakva kombinacija je idealna za izgradnju manjih mostova i plafona sportskih hala.

2. Drvene konstrukcije imaju i neke slabosti

2.1. Građevinsko drvo je osetljivo na vremenske prilike

Drvna građa, kao i bilo koji drugi građevinski materijal, osim prednosti ima i neke slabosti. Posebno su problematični osetljivost drveta na vlagu i opasnost od stvaranja buđi ako građa predugo ostane izložena, pa se stoga velika pažnja mora posvetiti adekvatnoj zaštiti. Na svu sreću, drvo se može zaštititi od vlage odgovarajućim sredstvima isto koliko i od životinja i insekata koji se njime hrane. To su insekticidna i fungicidna zaštita. Naposletku, tu su i fizička svojstva drveta, zapravo, reakcije na uticaj faktora okoline upravo zato što je prirodni materijal. Čak i kada je obrađeno i potpuno zaštićeno, drvo nastavlja da se pod uticajem sredine i temperature širi na toploti i skuplja na hladnoći. U žargonu se zato kaže da drvo „stalno radi“ i to su činjenice koje se ne smeju izgubiti iz vida.

2.2. Drvo nije akumulator toplote

Akumulativnost je sposobnost materijala da upija i zadržava toplotu, a drvo nije takav medijum. Zato se objekti od drveta brzo zagrevaju, ali i brzo hlade, pošto drvena konstrukcija ne zadržava toplotu. Naposletku, drvo nije ni zvučni izolator, pa je stoga potrebno dodatno zvučno izolovati prostorije. I pored svih ovih mana, budući da se većina njih može uspešno kompenzovati i eliminisati raznim zaštitnim sredstvima, drvna građa ostaje vrlo cenjen i poželjan građevinski materijal.

2.3. Drvene konstrukcije su skupe

Na kraju, ali ne i najmanje važno, ne sme se zanemariti ni činjenica da su drvene konstrukcije skupe. Nažalost, sada je u Srbiji pod šumama svega oko 35% teritorije što je umanjenje za oko 2/3 za samo 150 godina. Novom nacionalnom strategijom za očuvanje šumskih dobara i pošumljavanje, nastoji se da se većina oblasti pod šumom proglasi za prirodne rezervate i tako sačuva, pa postepeno i proširi. Cilj je da se do 2035. stigne na 45% teritorije čime bismo se ponovo svrstali u srednje šumovite zemlje. Bilo kako bilo, realno stanje je takvo da se sada veliki deo drvne građe uvozi iz susednih zemalja, naročito hrastovina, pa zbog toga svi troškovi u vezi sa gradnjom drvetom rastu. Pošto je drvo prirodni materijal koji se ne može proizvesti u fabrici, drvene konstrukcije su skuplje od drugih sistema. To je i glavni razlog zašto se mnogi investitori, uprkos velikoj naklonosti, ne odlučuju za ovaj materijal.

3. Drvna građa je otporna na vatru

Drvo se pogrešno smatra problematičnim u slučaju požara, a zapravo je materijal visoke otpornosti na vatru. Tajna protivpožarne efikasnosti drveta leži u njegovim svojstvima ugljenisanja, odnosno, u činjenici da se drvo ugljeniše kada dođe u kontakt sa vatrom. Ovaj proces se odvija na temperaturi od 300°C. Tako nastali ugljenisani sloj čini prirodnu zaštitu od požara i sprečava vatru da dopre do jezgra drvene konstrukcije. To svojstvo omogućava drvenim konstrukcijama da zadrže svoju mehaničku čvrstinu, a objekat ostaje dovoljno dugo stabilan i siguran za evakuaciju u slučaju požara. Šta više, kada dođe do požara, drvene konstrukcije su čak bezbednije od čeličnih koje, i pored obaveznih protivpožarnih premaza, posle relativno kratkog vremena počinju da se tope i tako gube strukturnu i konstrukcionu čvrstinu te druge karakteristike.

4. Drvene konstrukcije: konstruktivni sistemi

4.1. Sistemi drvene konstrukcije sa gredama i stubovima od punog drveta

Najčešći sistemi gradnje drvnom građom su drvene konstrukcije sa stubovima i gredama. To znači da opterećenje od poda do plafona nose okrugli ili kvadratni drveni nosači različitih poprečnih preseka. Poprečni presek drvenih greda i stubova mora biti tačno izračunat; predimenzionirane (prevelike) grede i stubovi predstavljaju nepotreban utrošak novca i materijala, a povećavaju i sopstvenu težinu konstrukcije, što uvek treba izbeći osim ako sa statičkog stanovišta nije neophodno. Manje (premale) grede neće izdržati težinu, što ne znači da će se odmah srušiti, već će se savijati preko dozvoljene granice, a do urušavanja može doći i posle više godina. Na veličinu poprečnog preseka u manjoj meri takođe utiče i vrsta drveta, premda znatno više utiče na gustinu greda i stubova u konstrukciji; ako su nosači međusobno udaljeni 150 cm, oni će morati da budu mnogo veći nego ako je aksijalno rastojanje između njih upola manje. Slično pravilo važi i za stubove.

Proračun drvene konstrukcije prepustite iskusnom konstruktoru koji će znati da pronađe idealnu ravnotežu između gustine greda i stubova, njihovih dimenzija i statičke efikasnosti konstrukcije.

4.2. Drvene konstrukcije od lepljenih greda

Danas se, pored greda i stubova od punog drveta, čak u mnogo većoj meri koriste stubovi i grede od lepljenog drveta. Reč je o drvenim konstrukcijskim elementima koji se lepljenjem spajaju u veće, mehanički jače elemente. Takvi nosači su mnogo bolji, jer se njihov kvalitet i sastav pojedinih slojeva koliko i celine može precizno kontrolisati u toku proizvodnje.

4.3. Masivne drvene konstrukcije sa zidovima

U prošlosti je masivna drvena konstrukcija bila zapravo gradnja od balvana. Pri takvoj vrsti izgradnje prvo su korišćeni netesani, a kasnije i obrađeni balvani, koji su na uglovima bili unakrsno spojeni. Međutim, takva konstrukcija, sa stanovišta savremene gradnje, ima bar jednu veliku slabost; zidove takve kuće je, zbog brojnih neželjenih deformacija drveta koje nastaju tokom aktivnog sušenja trupaca, teško efikasno omotati termoizolacijom i omalterisati (ako želite malter za završni sloj). Zbog brojnih pukotina koje nastaju tokom sušenja, vlaga i vazduh stalno ulaze u omotač fasade. Razvoj drvenih konstrukcija se stoga okrenuo u pravcu korišćenja sve manjih drvenih elemenata koji su se lakše i pogodnije sušili, obrađivali i ugrađivali. Ubrzo su nastale panelna konstrukcija i konstrukcija od drvenih stubova slepljenih sa zidom, pri čemu su sva drvena vlakna okretana u istom pravcu, što se naposletku pokazalo kao konstruktivna slabost, pa su takvi sistemi postali nepoželjni.

Nedavno je počela naglo da se razvija tehnologija drvenih konstrukcija od unakrsno lepljenih elemenata (takozvanih X-lam), koji se lepe tako da vlakna idu u oba smera. Zahvaljujući ovoj inovaciji, takve konstrukcije su krute i dimenziono vrlo stabilne. Puni noseći zidovi i međuspratne ploče mogu biti izrađene od X-lam ili KLH ili CLT (nazivi se obično uzimaju od proizvođača unakrsno lepljenih ploča). Pronalazak je izazvao pravu revoluciju u gradnji konstrukcija od drvne građe. KLH takođe omogućava isporuku montažnih elemenata ili čak više već povezanih elemenata sa svim fasadnim slojevima na gradilište.

Pored svih navedenih prednosti, KLH drvene konstrukcije su vrlo otporne na požar i zemljotrese.

4.4. Konstrukcije od greda

Drvene grede se koriste za premošćavanje većih raspona, odnosno, za izgradnju krovova sportskih i koncertnih sala. Ponekad se koriste i za gradnju krovova montažnih kuća. Ove vrste konstrukcija sastoje se od više manjih drvenih elemenata, koji su međusobno povezani u lake, šuplje nosače velike statičke visine. Ovo im omogućava da premoste izvanredne raspone, dok istovremeno sopstvena težina same konstrukcije ostaje izuzetno lagana.