Autor: Sanela Klarić

Upotreba prirodnih materijala i inovativnih tehnika kod izgradnje studentskog paviljona

©Sanela Klarić

Motivisani pozitivnim primjerima prakse u gradnji prirodnim materijalima u drugim zemljama Evrope, a posebno u susjednoj Sloveniji i Hrvatskoj, lokalni stručnjaci uz pomoć kolega iz zemalja EU su se okupili da izgrade jedan takav objekat u BiH upotrebom lokalnih materijala. Internacionalni Burch Univerzitet, u saradnji sa Savjetom za zelenu gradnju te velikim brojem partnera iz internacionalnih organizacija, univerziteta u regionu i EU, lokalnih građevinskih kompanija, te nevladinih organizacija, pokrenuo je projekat njegove izgradnje kao privremenog, eksperimentalnog i edukacijskog paviljona u krugu kampusa. Partneri projekta dolaze iz različitih oblasti kao što su građevina, arhitektura, šumarstvo, poljoprivreda, mašinstvo, elektrotehnika, IT, ekonomija i obnovljive energije.

Cilj je izgraditi nisko-energetsku kuću od tradicionalnih, lokalnih građevinskih materijala koji su poznati u našoj graditeljskoj praksi još iz starih vremena kao što su drvo, slama, vuna i glina. Iako dokazano predstavljaju građevinske materijale za održivu gradnju, nizak nivo znanja i informiranosti o njihovim prednostima, nemogućnost certificiranja, nedostatak pogona za obradu, te mali broj ljudi koji raspolaže vještinama i tehnikama obrade i ugradnje istih, čine ogromne prepreke za širu implementaciju ovog održivog načina gradnje. Istraživanja i rad na ovom projektu ukazuju da je potrebno mnogo više raditi na promociji prirodnih građevinskih materijala, te iznaći načine za njihovo certificiranje i plasiranje na domaće i strano tržište.
Neophodno je vršiti edukaciju ne samo na fakultetima, već i nižim nivoima obrazovanja kako bi se razvijala svijest o značaju korištenja reciklirajućih materijala u smislu nadolazećih klimatskih promjena i zaštite čovjekove okoline. Paralelno je potrebno obučavati ljude koji će znati graditi prirodnim materijalima, broj takvih stručnjaka u praksi je nevjerovatno mali. Upravo je cilj ljetne škole koja se organizuje dvije godine i okuplja stručnjake i studente da kroz praktičnu primjenu i gradnju educira studente o tradicionalnim, prirodnim, lokalnim materijalima i održivim tehnikama građenja.

Odabir arhitektonskog dizajna, kroz koji će se implementirati projekat, izvršen je kroz otvoreni studentski konkurs u maju 2015. god. od strane žirija koji su sačinjavali tri stručnjaka iz oblasti energetske efikasnosti, dva inženjera, dva projektanta i jedan stručnjak iz tradicionalnih metoda gradnje. Prvo mjesto dodijeljeno je Lamiji Durmiš, Ajli Ćatić, Kemalu Mariću i Amini Talić na osnovu orginalnosti dizajna, sposobnostima konceptualnog rješenja da odgovore projektnom zadatku, mogućnosti implementacije alternativnih materijala i energetske efikasnosti objekta. Studentski paviljon se gradi u dvije faze: prva faza završena je u septembru 2016. god. dok je druga faza planirana  na ljeto 2017. god. Studenti sa različitih fakulteta (arhitekura, građevina, IT, elektrotehnika, šumarstvo), njihovi profesori, te radnici na gradilištu, učestvovali su u izgradnji uz nesebičnu pomoć građevinskih kompanija koje su pomogle projekat kroz donacije u znanju, materijalu, radnoj snazi ili opremi. Paviljon tako postaje i „sharing laboratory“, gdje profesori i stručnjaci iz prakse dijele znanje sa studentima u toku gradnje objekta i eksperiment „uživo“ gdje će se provesti brojna ispitivanja u službi obrazovnih i naučnih dostignuća.

Arhitektonsko i konstruktivno rješenje

Objekat je amorfnog oblika, ukupne unutrašnje površine od 46 m2, gdje su zidovi i izolacija od slame, a izdignut je od tla 40 cm kako bi se izbjegao prodor vlage. Dimenzije bala slame su 90×36,50 cm, gustoća je 73 kg/m3, dok je sadržaj vlage u balama ispod dozvoljenih 15%. Izolacija od lokalno proizvedene ovčije vune je korištena na krovu i nekim dijelovima zida i poda radi istraživanja i podrške primjene ovog materijala u budućnosti kako u BiH tako i u regionu.

Malteri su od prirodnih materijala i to: unutrašnji malteri od ilovače, pijeska 0-4 mm granulacije, te usitnjene slame, dok se u vanjske dodaje i gašeni kreč radi jače zaštite od kiša i atmosferilija. Krov je jednovodni sa 12 cm zemlje, gdje je ujedno planirana i sadnja seduma koje su prikupili studenti na planininama Trebeviću i Bjelašnici. Jedini predviđeni sintetički materijal je čepasta folija koja se nalazi ispod zemlje kao hidroizolacija za krov, te opšavi i oluci od lima. Stari prozori, vrata i daske za pokov su dobiveni kroz donacije te su na licu mjesta reciklirani.

3D prikaz paviljona, karakteristični presjeci i osnova ©Sanela Klarić

Nosivi sistem paviljona je drvena ramska konstrukcija pri čemu su grede od lameliranog, a stubovi od običnog drveta (četinari). Nakon odabira mjerodavne kombinacije opterećenja i sprovedenog proračuna, usvojena je dimenzija rigle rama 20x46cm pri čemu visina nije bila diktirana samo statičkim zahtjevima već i mogućnostima ugradnje slame. Na gredu okvira se oslanjaju rožnjače koje je vršeno putem zasijecanja istih kao i preko stabilizirajućih eksera koji su bočno pobijeni u tijelo rožnjače. Za prijem horizontalnih sila tj. vjetra i seizmike projektovani su spregovi u krovnoj ravni koji će aplicirana opterećenja preuzeti i putem vertikanih spregova spustiti u temelje koji su armirano-betonski. Sve veze u spregovima su ostvarene putem čeličnih limova i vijčanih spojeva. Iako je poznato da je upotreba čelika nepovoljna sa stanovišta toplotnih mostova, u tipu nosive konstrukcije koja je usvojena u ovom studentskom paviljonu, takve veze su bile neizbježne.

Toplotna provodljivost ili u-vrijednost materijal predstavlja brzinu kojom toplota prolazi kroz materijal ili dio objekta, podijeljeno sa razlikom u temperaturi sa dvije strane materijala – bolji izolacioni materijal ima niže u-vrijednosti. Kako bi se došlo do vrijednosti toplotne provodljivosti korišteni su Baubook proračuni.

Drvena konstrukcija, čelične veze, studentski rad ©Sanela Klarić

Isprojektovana je ventilacija sa rekuperatorom, gdje je lokalna kompanija dala svoj puni doprinos da se usvoji rješenje optimizacije mašinskih instalacija uz pomoć low tech rješenja na terenu. U sljedećoj fazi je uz podršku donatora predviđena i ugradnja solarnih i PV palena i male vjetro turbine, koji bi napajali objekat električnom energijom kao i smart sistem koji će biti razvijeni izgrađeni i instalirani kroz studentske radionice. Na ovaj način objekat studentskog paviljona će biti Gotovo Nulti Energetski objekat (nearly Zero Energy Building).

Stanje na terenu i problemi prilikom implementacije projekta

Iako je u izvornoj varijanti paviljon trebao u potpunosti da bude od prirodnih materijala, prvo odstupanje od predviđenog koncepta se desilo sa temeljima. Ponudu za izradu kamenih temelja dala je samo jedna izvođačka firma koja je na raspolaganju imala obučene klesare i u mogućnosti izvesti temelje u datom vremenskom roku. No, ovakva vrsta radova je izuzetno skupa tako da je ponuda bila neprihvatljiva sa stanovišta finansijskih limita kojim je bila ograničena izgradnja studentskog paviljona. Stoga se, na žalost, sa nekonvencionalne varijane kamenih, prešlo na oubičajnu varijantu sa betonskim temeljima.

Drvena konstrukcija je i dalje zadržana, ali uz manje poteškoće obzirom da stolari nisu imali prethodno potrebno iskustvo u praksi. Imajući u vidu da je 63% [2] teritorije BiH pokriveno šumama, iskorištenost ovog graditeljskog materijala je u ovom trenutko minimalno, te ne postoje primjeri dobre prakse masivnije upotrebe drveta.  S obzirom na njegovu dostupnost, konkurentnosti cijena rada i materijala prednosti su koje BiH treba iskoristiti u budućnosti. Potrebno je raditi na promicanju svijesti o njegovoj upotrebi i to u svim segmentima, te na osposobljavanju radne snage. Drvo je tradicionalni materijal, dobar prirodni izolator, materijal koji se može reciklirati, po svojim osobinama jedan od najzdravijih materijala u čovjekovom okruženju. Svijetao primjer u praksi predstavljaju pojedine bosanskohercegovačke kompanije za proizvodnju montažnih drvenih kuća koje su obnovile svoje pogone, prilagodile se EU standardima i ponovo se uključile u konkurentno evropsko tržište.

Slama i vježbe gradnje sa slamom ©Sanela Klarić

Slama je materijal budućnosti održive arhitekture i konstruktivnog inženjerstva [6], gdje se u Bosni i Hercegovini proizvodi godišnje oko 200.000 tona slame, a većina završi kao otpad [5]. Ako bi se upravo taj otpad koristio kao građevinski materijal, svake godine bi se moglo izgraditi 10.000 pasivnih kuća [4], i ovaj potencijal svakako nije za odbaciti. Bitno je naglasiti da su i poljoprivednici pokazali veliki interes za njenu proizvodnju u ove svrhe, međutim prepreku čini njihova neupućenost u sam proces baliranja za potrebe gradnje sa svim tehničkim karakteristikama, te je potrebno raditi na osposobljavanju radne snage i u tom smjeru. Dosadašnja praksa je, na žalost, takva da se kao izolacioni materijal prilikom utopljavanja zgrada umjesto prirodnih materijala kojima obiluje naša zemlja uvoze vještački, te se ugrađuju u ovojnicu zgrade. Samim tim, novčana sredstva najvećim dijelom odlaze iz zemlje, dok istovremeno ostaju neupotrebljeni prirodni materijali koji bi pogodovali razvoju čistih tehnologija, a koje bi osigurale zapošljavanje domaćeg stanovništva.

Za potrebe izolacije i izgradnje zidova studentskog paviljona, osoblje Savjeta za zelenu gradnju je dalo upute i samo učestovalo u procesu baliranja. Potvrda tehničkih karakteristika ovog „novog“ građevinskog proizvoda je izvršeno od strane Građevinskog instituta u Tuzli.
Vuna kao izolacioni materijal posjeduje izvrsne karakteristike. Najnovija naučna istraživanja iz ovog domena pokazuju da je pomenuti građevinski materijali odličan izolator, i to je izuzetno bitno s obzirom da je energetska efikasnost jedan od ključnih zadataka koji je aktuelan već sada.

FAO (Food and Agriculture Organization of the United Nations) 2012 podaci govore da u Bosni i Hercegovini ima 1.515.000 ovaca, i na osnovu ovog podatka godišnje se proizvede 2.500 tona vune. Ova vuna nije pogodna toliko za tekstilnu industriju, jer je grublja, ali je zato idealna za izolaciju u građevinskim objektima. Striža ovaca u BiH se organizuje neuvezano i pojedinačno na farmama, a proces se obavlja uglavnom ručno. Nakon striženja vuna se treba prikupiti, no segment prikupljanja je vrlo slab, neorganizovan a u nekim regijama uopće i ne postoji. U isto vrijeme, Bosna i Hercegovina je prije zadnjeg rata posjedovala pet fabrika za proizvodnju vune, što govori da tradicionalno posjedujemo znanja i iskustva u ovoj oblasti. Trenutno postoji samo jedno postrojenje koje bi uz manja ulaganja mogla dostići standarde tražene u EU. Rješavanje problema tržišta vune treba biti dio šire strategije čiji je cilj poboljšavanje sektora ovčarstva. Veoma je bitno da se povežu određene strukture, tržište i krajnji korisnici. Nadalje, potrebno je pristupiti promociji ovih proizvoda i njihovih prednosti te iskoristiti sve beneficije za prirodu i okoliš.

Za oblaganje slame koja je upotrebljena u svojstvu izolacije i izgradnje zidova, korišteni su malteri na bazi gline. Upotrebljena glina i generalno glina u BiH ima relativno dobre karakteristike, gdje odlične karakteristike ima i gašeni kreč koji danas, na žalost, rijetko ko gasi prirodnim putem.

Certificiranje

Stupanjem na snagu Sporazuma o stabilizaciji i pridruživanju, Bosna i Hercegovina se obavezala pratiti pravnu stečevinu (acquis) Evropske unije i prilagođavati postojeće državne zakone i regulative s vežećim zakonima EU. Uslov za punopravno članstvo je da institucije iz područja infrastrukture kvaliteta budu članice odgovarajućih asocijacija u ovim područjima. Ključni problem u BiH je nepostojanje zakonskog okvira, a koji se može riješiti preuzimanjem Uredbe o građevinskim proizvodima te na taj način dobiti CE certifikat za građevinske proizvode. Također, radi neusvajanja Uredbe 305/11 nije moguće potpisivanje ACCA sporazuma s Evropskom unijom – sporazuma o ocjeni usklađenosti i prihvatanju industrijskih proizvoda. Ovi sporazumi o međusobnom priznavanju se potpisuju za svaki pojedini građevinski proizvod ili grupu građevinskih proizvoda.

Zbog toga se certifikati i svi ostali dokumenti o ocjeni usklađenosti bosanskohercegovačkih građevinskih proizvoda ne priznaju u inostranstvu. Za dobivanje CE oznake neophodno je uraditi sljedeće: usvojiti Uredbu za građevinske proizvode, odabrati postupak ocjene usklađenosti između opcija predviđenih direktivom za određeni proizvod , odabrati primjenjivi standard i ispitnu metodu za proizvod, napraviti Izjavu o usklađenosti koja obavezno uključuje direktivu i standarde kojima udovoljava dati proizvod, te pored imena proizvođača, adrese, potpisa i identifikacije proizvoda staviti oznaku usklađenosti. Time bi se Bosni i Hercegovini otvorile brojne mogućnosti plasiranja ovih prirodnih materijala prvenstveno na evropska, ali i na svjetska tržišta.

Zaključak

Na ovom studentskom paviljonu, među prvim projektima u BiH, primijenjena je slama kao gradivni element za zidove, krov i pod, a sa slamom zajedno je korištena i ovčja vuna za krovnu i podnu termoizolaciju kao i razni recepti za maltere. Iako imaju brojne prednosti u odnosu na vještačke, primjena ovih proizvoda u praksi ide veoma sporo i propraćena je brojnim legislativnim problemima. Iako su preuzete međunarodne obaveze, sagledavanjem trenutnog stanja u Bosni i Hercegovini može se zaključiti da je energetska efikasnost na samom početku implementacije.
Nezaposlenost, kao vodeći problem u BiH može se donekle riješiti kroz strateški pristup energetskoj efikasnosti, preradom i implementacijom prirodnih materijala kojim obilujemo. Time bi se otvorila tzv.zelena radna mjesta koja bi uposlila poljoprivrednike, inženjere, proizvođače itd. Pri tome je neophodna konstantna edukacija, informisanost i podizanje svijesti na svim nivoima društva. Usvajanje Uredbe 305/11 je neophodno da bi se izvršilo potpisivanje ACCA sporazuma s EU, a da bi BiH bila dio sistema za akreditovanje i certifikovanje, neophodan je razvoj održivih sistema akreditovanja i ocjenjivanja usklađenosti s jednoobraznim uslovima koji su prihvaćeni u cijelom svijetu. Time bi Bosna i Hercegovina postala konkurentna na evropskom tržištu po pitanju proizvodnje i izvoza prirodnih građevinskih materijala (ovo se prvenstveno odnosi na drvo, vunu, glinu, kreč i slamu) kojima naša zemlja svakako obiluje.
U drugoj fazi implementacije projekta, sa elementima za proizvodnju energije iz obnovljivih izvora koje će studenti kroz radionice dizajnirati, napraviti i instalirati, objekat postaje Gotovo Nulta energetska kuća te će predstavljati primjer dobre prakse za buduću gradnju.

Biogafija:

Official web page of http://www.baubook.ataccessed on 16.03.2016.
UNDP, Possibilities of forest and wood industry biomass use in Bosnia and Herzegovina, October 2014.
Klarić, S.: Održivo stanovanje. Drvo, ovčija vuna i slama. Izazovi i potencijali tradicionalnih prirodnih materijala,IBU Publications,(2015)
Klarić S.,Šamić D., Katica J., Kurtović A., Duerod M &Roso Popovac M.: Vodič energetska efikasnost u zgradarstvu kao polaznica za ostvarivanje održivog društveno-ekonomskog razvoja u Bosni i Hercegovini, Savjet za zelenu gradnju-Green Council, Sarajevo, (2016)
Zametica M, Klarić S.,Klarić S.:Studija izvodivosti projekta proizvodnje termoizolacionih materijala od ovčje vune, Green Council Sarajevo,ISBN 978-9926-8106-0-3, (2016)
Klarić S., Dzidić S., Roso Popovac M.: Straw – Construction Material of History and Future, Sustainable Architecture and Structural Engineering – Slama – Građevinski materijal historije i budućnosti, održive arhitekture i konstrukterskog inženjerstva, Conference Paper, June 2016, Conference: 3rd International Scientific Meeting: State And Trends Of Civil And Enviromental Engineering – Egtz 2016, At Tuzla, BiH, Volume: Proceedings, ISBN 978-9958-628-18-4, COBISS.BH-ID 3035142 (2016)

Zahvaljujem se mentorima Prof. Dr. Azri Korjnić i Prof. Ljubomiru Miščeviću, svim partnerima projekta, kolegama Elmi, Veneri, Ognjenu  i studentima Dini, Alminu, Abdulmaliku, Esmi, Amini i Ilmi!