Użyteczność, natchnienie twórców i źródło ciepła

Użyteczność, natchnienie twórców i źródło ciepła

Współczesna technologia drewna oferuje wiele sposobów eliminowania lub łagodzenia cech ograniczających stosowanie drewna w budownictwie.

Drewno w budownictwie to nie tylko historia, to również archeologia, czyli ten okres, kiedy nie ma spisanych dowodów informujących o tym, jaka była ówczesna wiedza, co człowiek potrafił i co robił.
– Drewno to materiał prawie doskonały, bo nie ma rzeczy doskonałych, więc drewno też ma różne niedoskonałości, choć było stosowane przez człowieka od niepamiętnych czasów – uważa dr inż. Andrzej Noskowiak z Instytutu Technologii Drewna w Poznaniu. – Wiadomo, że przez wiele wieków był to niemal wyłączny, podstawowy materiał, który służył do wszystkiego. Do obrony, do budowania domów, szubienic, kołysek, obiektów kultu religijnego, wałów obronnych i mostów. Wprawdzie szacuje się, że w czasach starożytnych, za Juliusza Cezara, potwierdzonych zastosowań drewna było około 200, ale sądzę, że było ich znacznie więcej. Wszak uważa się, że na początku XX wieku zastosowań było już około 10 razy więcej. Dzisiaj szacuje się, że jest 10 000 zastosowań drewna, a niektórzy twierdzą, że jest 3 razy tyle. Okres, w którym drewno było substytuowane przez nowsze materiały, wytwory człowieka, jak metal czy szkło, to też technologie znane od 2000 lat. Przed rewolucją przemysłową wszystkie maszyny wykonywane były z drewna. Szacuje się, że przez co najmniej 30 000 lat wszystkie urządzenia, będące podstawą cywilizacji technicznej, człowiek wykonywał niemal wyłącznie z drewna. Dopiero w minionych dwóch wiekach nastąpiła szybka i postępująca substytucja drewna, za sprawą metali, tworzyw drzewnych, szkła i ceramiki.

Od 2000 lat rozwijały się konstrukcje drewniane
Człowiek wychodząc z jaskini, wszędzie tam, gdzie jest to możliwe, korzystał z drewna, żeby się ochronić. W pierwszych okresach budował jakieś bardzo proste konstrukcje, przypominające współczesne namioty. Są więc dowody archeologiczne, że już od 2000 lat rozwijały się konstrukcje drewniane, a jeszcze częściej – ochronne, gdzie wykorzystywano naturalne cechy drewna, łącznie z naturalnymi rozgałęzieniami, które pozwalały złożyć pierwsze konstrukcje dachowe. Rozgałęzienie mogło na przykład służyć jako kalenica. Szczególne kształty drewna wykorzystywano w różny sposób. Funkcje ochronne budownictwa były bardzo szybko dostrzeżone. Dzisiaj z podziwem ogląda się zachowane szczątki obiektów, które potwierdzają nie tylko fakt, że drewno było stosowane, ale i to, że było ono stosowane z rozmachem, z dużą wiedzą. Te konstrukcje budzą podziw nawet co do swoich rozmiarów.
– Można zobaczyć, choćby w Poznaniu – mówi Andrzej Noskowiak – pewne pozostałości takich konstrukcji w postaci konstrukcji hakowych stosowanych do zabezpieczania dolnych podwalin wałów obronnych, o wysokości dochodzącej do kilkunastu metrów. Trwałym śladem doskonałości drewnianych konstrukcji budowlanych z okresu pierwszego tysiąclecia przed nową erą są budowle w Biskupinie.

Dużo wiedziano o budownictwie z drewna
W starożytności posiadano już ogromną wiedzę na temat drewna i jego właściwości. Wiedziano, że pęka, więc posiadano sposoby zabezpieczające drewniane konstrukcje przed pękaniem. Nie ma wyraźnych dowodów stosowania drewna w budownictwie z basenu Morza Śródziemnego, gdzie powstawała cywilizacja, jednak są domniemania, że konstrukcje drewniane przynajmniej w dachach, tam, gdzie wykorzystywany był kamień w architekturze, były stosowane. W starożytności i średniowieczu już wszystko wiedziano o budownictwie drewnianym i znano sposoby zabezpieczeń.
– W dziele rzymskiego architekta z I wieku p.n.e. – Vitruviusa Pollio – podaje Andrzej Noskowiak – można przeczytać wskazówki typu: „a żeby drewno pod spojeniami nie ucierpiało od mrozu, trzeba je co roku przed zimą przepoić wytłoczynami z oliwek, co je uchroni od przemarzania. Jeśli chcemy jeszcze przezorniej postąpić, to na masie jastrychu należy na podkładzie z desek i zaprawy ułożyć dwustopowe dachówki, tak by wzdłuż spojeń biegły jednocalowe kanaliki”.
Wiele wskazuje na to, że w wiekach średnich większość znanych i stosowanych do dziś podstawowych rozwiązań materiałowo-konstrukcyjnych była już dobrze opanowana przez europejskich architektów, budowniczych i cieśli.
– Dzisiejsze spojrzenie na konstrukcje drewniane to właściwie spojrzenie głównie na kształt, materiały, sposoby rozwiązań zarówno konstrukcji dachowych, jak i ścian, cały szereg ważnych kwestii związanych z połączeniem tych pojedynczych elementów w pewną całość, która będzie pełniła zakładane funkcje i była trwała – wyliczał Andrzej Noskowiak podczas niedawnej konferencji poświęconej budownictwu drewnianemu, zorganizowanej w Goraju przez RDLP w Pile. – Rozwiązania materiałowo-konstrukcyjne ścian zewnętrznych i wewnętrznych oraz rodzaje połączeń cieśle i budowniczowie doskonale znali już w wiekach średnich. Wiedzieli, jak sobie z tym radzić, jak wznosić obiekty budowlane.

Synergia rozwiązań
Jedno z pierwszych rozwiązań ścian zewnętrznych związane jest z budownictwem wieńcowym, czyli zrębowym, gdzie poziome belki, zwykle o stosunkowo dużych wymiarach, były składane i potem „wiązane” w narożach w specyficzny sposób. Zazwyczaj taka konstrukcja ścian musiała być jednoznacznie powiązana z konstrukcją dachu, a więc powstawały synergiczne rozwiązania dotyczące i ścian, i dachów.
Taką synergię tych rozwiązań widać w tzw. konstrukcji przysłupowej, kiedy obciążenia ciężaru własnego, ale przede wszystkim od wiatru, od śniegu, zbierane przez połać dachową, są przenoszone nie na ścianę, tylko na specjalne słupy. Kiedy zaczynało brakować drewna o dużych rozmiarach, zwłaszcza długościowych, również w celu ominięcia problemów związanych ze zbieżystością, rozwinęły się konstrukcje tzw. sumikowo-łątkowe. Krótsze elementy poziome były „wiązane” pionowymi elementami, tzw. łątkami. Tego rodzaju konstrukcje można spotkać do dziś. Współcześnie najczęściej inaczej wyglądają, czasem w ogóle już drewna nie widać, ale z punktu widzenia rozwiązań konstrukcyjnych jeszcze się je spotyka.
Ciekawą cechą ścian zrębowych, co jest dość charakterystyczne dla danego regionu Europy czy świata, a na pewno też Polski, są przeróżne przekroje poprzeczne. Tak samo cechą charakterystyczną ścian wieńcowych, ale nie balowych, są wiązania ścian w narożach, od najprostszych, tzw. na zakładkę, poprzez przeróżnego rodzaju zamki o skomplikowanej wręcz budowie i trudne w wykonaniu. Były to ściany tzw. pełne, wieńcowe.
– Kolejne rozwiązania konstrukcyjne ścian to konstrukcje szkieletowe – podkreśla Andrzej Noskowiak. – Te konstrukcje można w ujęciu historycznym podzielić na dwa rodzaje: puste i pełne. Często mówimy o murze pruskim czy szachulcowym, stanowiących przykład budownictwa szkieletowego, tyle że istotą jest sposób wypełnienia drewnianej konstrukcji szkieletowej. Jeżeli jest wypełniona cegłą, to jest to mur pruski, jeżeli mieszaniną słomy i gliny, to jest to szachulec. Konstrukcje szkieletowe puste od zarania próbowano wypełnić jakimś materiałem izolacyjnym, a okładziny tego szkieletu stanowiły kiedyś wyłącznie deski.
Charakterystyczną cechą budownictwa drewnianego są przeróżne konstrukcje dachów. Dzisiaj architekci zapominają o tych różnych ciekawych formach.
– Rozwiązania konstrukcyjne dachów – uważa Andrzej Noskowiak – są domeną wieków średnich. W obiektach sakralnych, gdzie rozwijał się kunszt ciesielski, dachy były coraz wyższe, coraz bardziej rozbudowane, o coraz większych rozpiętościach. Jeśli dzisiaj słyszy się narzekania, że ściany takich budowli pękają, to jest to skutek niedostatecznego warsztatu ówczesnych cieśli, którzy nie do końca mieli opanowane sposoby budowania i mechaniki budowli. Ale –tak czy owak – zadaniem współczesności jest dbałość o te zabytki, które świadczą o kunszcie budowlanym naszych przodków, rozwijanym w niektórych regionach, choćby w postaci stylu zakopiańskiego, na przykład w Chochołowie.
Budownictwo drewniane rozwijało się nie tylko w Europie, bo najstarszy obiekt w konstrukcji drewnianej znajduje się w Japonii. Większość jego elementów jest oryginalna. Cechą charakterystyczną najstarszych obiektów jest to, że są to obiekty sakralne, które mają po 200, 300 i 400 lat. Świadczy to o trwałości ich konstrukcji drewnianych, a długi żywot zawdzięczają dużej dbałości ludzi o te obiekty. W Polsce takim charakterystycznym obiektem jest obiekt sakralny w Karpaczu, będący dziełem… norweskich cieśli.

Nowe technologie pozwalają na więcej
W wielu rejonach świata, także w Polsce, w pewnych okresach powstawały rozwiązania specyficzne dla danego regionu. W Polsce znamy styl witkiewiczowski i to, co się rozwinęło za sprawą Stanisława Witkiewicza, w zasadzie rzeźbiarza, a jednocześnie architekta. Stworzył on kilka bardzo interesujących obiektów, które szczęśliwie zostały zrealizowane, i do dziś czerpie się z bogactwa tych pomysłów. Nowoczesne rozwiązania architektoniczne często nawiązują do tradycji, a z drugiej strony umiejętnie wykorzystują możliwości współczesnej technologii z drewna.
Współczesne budownictwo drewniane to ogromne zróżnicowanie technologii, materiałów, rozwiązań architektonicznych i wykorzystanie tradycji przodków, z osiągnięciami ciągle poszukującej współczesnej technologii drewna. Jednym z najprostszych sposobów poszerzania możliwości użytkowania drewna jest jego klejenie. Największą wadą drewna jest ograniczoność jego wymiarów. Możliwości aplikacyjne użytkowania drewna są poszerzane przez sklejanie stosunkowo cienkich i krótkich fragmentów drewna, co pozwala tworzyć większe struktury i obiekty. To jest powód popularności technologii klejenia.
Poszukiwanie powiązań tradycji ze współczesnością trwa cały czas. Jednym z głośniejszych europejskich przykładów są rozwiązania austriackiego leśnika z wykształcenia – Erwina Thoma, który ma opatentowaną technologię budownictwa drewnianego, tzw. masywnego. Cechą szczególną jest bezklejowość. Elementy drewniane tarcicy są łączone na kołki drewniane. Jest to technologia dążąca do pełnej ekologii.
Nowoczesne technologie budownictwa drewnianego bazują na tradycyjnych rozwiązaniach, co jest widoczne bezpośrednio i na prefabrykacji.
– To nie jest znak szczególny ostatnich dziesięciu czy piętnastu lat – stwierdza przedstawiciel ITD. – W Polsce w jakimś sensie budowano domy w szkielecie drewnianym już w okresie międzywojennym, tzw. poniatówki. Bezpośrednio po II wojnie światowej trwała akcja budowania domów szkieletowych w tzw. szkielecie montowanym na placu budowy, czyli jeszcze nieprefabrykowanych. W latach 1970-1980 powstały fabryki budowy domów Stolbud, wykorzystujące technologie szkieletowe.
Tak zwane masywne technologie budownictwa drewnianego to już domena współczesności. Prefabrykacja, czyli budowanie domów drewnianych na placu budowy, ale z elementów konstrukcyjnych wyprodukowanych w fabryce, żeby zadbać o szybkość i wygodę, to hasło współczesności.
Współczesność to także domy pasywne, zeroenergetyczne. Drewno i materiały drewnopochodne to materiały ciągle niedoceniane, jako materiały do budowania domów o wysokich standardach energetycznych oraz… coraz wyższych.
– Doświadczenia historyczne wskazują na to, że drewniane konstrukcje mogą być trwałe przez setki lat i mogą być ciągle szeroko stosowane w różnych miejscach – podsumowuje Andrzej Noskowiak. – Są to nie tylko budynki drewniane, gdyż są to również mosty, wieże, obiekty hydrotechniczne i wiele innych. Przyjmując, że drewno ma trzech wrogów – wodę, ogień i człowieka, to właściwie tylko od człowieka zależy zastosowanie środków ochrony drewna przed negatywnymi następstwami zmian zawartości wilgoci, by nie dopuścić do zainicjowania pożaru. Wówczas konstrukcje drewniane mogą służyć przez setki lat.

~tekst i fot. Jerzy Piątkowski