Toplotna svojstva drvenih zidova su bolja nego što se mislilo
Očekuje se da do 2025. godine tržište masivnog drveta u globalnom sektoru gradnje (uključujući inženjerske proizvode od drveta poput ukrštenog lameliranog drveta (CLT) i lepljenog lameliranog drveta (LLD)) bude vredno oko 1,4 milijarde USD. To je i dalje vrlo mali deo ukupnog sektora gradnje, ali učešće kontinuirano raste. Prednosti koje donosi gradnja masivnim drvetom su zaista brojne. Nausprot uvreženom mišljenju i skepticizmu, masivni drveni preseci se odlično ponašaju u slučaju požara (relativno tanak sloj drveta nagoreva i praktično štiti ostatak preseka; događa se vrlo slična situacija kao kada se ubaci (pre)debela cepanica u vatru – ona će i nakon što se vatra ugasi najvećim delom svog preseka biti neoštećena). Neke od važnih prednosti su i: brza gradnja (što je velika prednost naročito u urbanim sredinama), prefabrikovani elementi (zidovi i međuspratne konstrukcije dolaze na gradilište u potpunosti spremni za ugradnju), dorada na samom gradilištu (u slučaju potrebe) je vrlo jednostavna, lako povezivanje sa drugim materijalima...
Odlična toplotna izolacija koja karakteriše masivno drvo je takođe vrlo značajna (tabela 1). Ovako niska toplotna provodnost drveta je rezultat njegove poroznosti, tj. velike količine vazduha u samom drvetu.
Ovo je i razlog niže toplotne provodnosti kod vrsta drveta niže gustine (npr. četinara u odnosu na tvrde lišćare).
Pored gustine, na veličinu toplotne provodnosti utiču pravac vlakanaca (paralelno sa vlakancima je provodnost oko dva puta veća) i vlažnost drveta, dok je uticaj temperature znatno manji (provodnost raste za oko 2-3% pri porastu temperature za 10°C).
Toplotna provodnost (“lambda”) pojedinačnih slojeva zida je osnova za proračun koeficijenta prolaska toplote U (W/m2K) – osnovne veličine kojom se opisuju termičke karakteristike zida (niža U-vrednost znači da je zid bolji izolator). Za CLT – koji se najčešće izrađuje od smrče/jele – obično se u proračunima koristi vrednost λ=0,130 W/mK (npr. u često korišćenom online katalogu dataholz.eu u svim proračunima za CLT koristi se upravo ova vrednost; nju propisuje i standard EN 12524). Standard ISO 10456 navodi vrednosti λ=0,120 W/mK za gustinu 450 kg/m3 i λ=0,130 W/mK za gustinu 500 kg/m3. Ove podaci – određeni pre više od dve decenije – odnose se na drvo pri 16% vlažnosti. Većina proizvođača CLT-a (videti tabelu 2) u tehničkim specifikacijama svojih proizvoda koristi vrednost λ=0,120 W/mK.
Međutim, neka novija istraživanja pokazuju da je realna vrednost lambda za ugrađeni CLT (ali i generalno za drvo) značajno niža. Npr. rezultati jednog austrijskog projekta (HolzAUFbau 2020+) čiji je cilj bio da utvrdi stvarne energetske potrebe drvenog objekta tokom dve godine merenja, pokazali su da je potrebna energija znatno manja od očekivane.
Objašnjenje je pronađeno – prosečna vlažnost drveta u zidovima tokom dvogodišnjeg merenja iznosila je svega 7,6%. Urađena su zasebna merenja na troslojnom CLT debljine 100 mm pri ovoj vlažnosti i toplotna provodnost je iznosila λ=0,0924 W/mK, što je praktično za 30% niže od uobičajeno korišćene vrednosti u proračunima! Rezultat jeste pomalo revolucionaran, ali je zapravo prvenstveno posledica niske vlažnosti koju ugrađeno drvo tokom vremena dostiže. Koristeći ovu stvarnu vrednost λ, jednostavni proračun pokazuje da je za isti koeficijent prolaska toplote jednog višeslojnog zida (izabrana je vrlo niska vrednost U=0,13 W/m2K) umesto CLT-a debljine 120 mm dovoljno svega 90 mm! Alternativno, zadržavajući 120 mm CLT, može se značajno smanjiti debljina dodatnog termoizolacionog sloja. Najnoviji objavljen rad (Flexeder et al. 2021) kroz dvogodišnja merenja na relativno novoj zgradi u kojoj su zidovi isključivo od devetoslojnog CLT-a, pokazuje da je vrednost lambda oko 0,11 W/mK (vlažnost drveta oko 10%). S obzirom da su merenja započeta jednu godinu nakon izgradnje objekta, autori očekuju da će vremenom vlažnost drveta biti još niža, pa će i toplotna provodnost biti niža.
Slika 1. Proizvodi od masivnog drveta za gradnju levo - lepljeno lamelirano drvo, desno - CLT
Slika 2. Drveni zidovi sa vazdušnim komorama koje dodatno smanjuju toplotnu provodnost a) poprečni presek elementa i izgled zida (izvor: LinaHaus), b) troslojni zid od masivnog drveta (izvor: HRW Vollholzwandsystem)
Navedeni rezultati ukazuju na potrebu preispitivanja vrednosti toplotne provodnosti koje se sada koriste u proračunima. Proizvođači CLT-a (pre svih) moraju inicirati dodatna ispitivanja praćenja vlažnosti drveta u realizovanim objektima kako bi se pouzdano utvrdilo za koliko je ona niža od početne tokom godina eksploatacije. Na osnovu tih podataka – dobijenih iz različitih klimatskih područja – će se inicirati izmene propisanih vrednosti toplotne provodnosti. U međuvremenu, novim tehnološkim rešenjima pokušava se dodatno smanjiti toplotna provodnost drvenih zidova. Nekoliko preduzeća razvija proizvode čija je suština da imaju vertikalne kanale vazduha u drvenom zidu (slika 2). Ovo dodatno smanjuje provođenje toplote, a ide se u pravcu tzv. jednostavne gradnje – isključivo od drveta (bez folija, bez dodatnih slojeva izolacije i sl.). Nove vrednosti toplotne provodnosti drveta u standardima bi unapredile poziciju i ovakvih i tradicionalnih drvenih zidova u odnosu na zidove od drugih materijala.
Tekst objavljen u časopisu DRVOtehnika broj 78, april 2023.
