logoAA Conference logo
foto dr Aleksandar Homadovski, Zagreb

Vernakularni izvori novih tehnologija građenja strukturnim mrežama i kompozitima iz drva

U povijesnom slijedu razvoja arhitektonske forme promatrane iz kuta konstruiranja vernakularne arhitekture u drvu, hramovi Ise, Geku, predstavljaju jedinstveni primjer (fig. 3.). Transpozicijom božanskog u prirodni arhitektonski model, hramovi tvore dualnost lokaliteta, sintezu ispunjenog i ispuštenog događaja građenja, stvarajući vječitu obnovu trošnog u dijalogu sa beskonačnom trajnosti. Ideja simultanosti imaginarnih i realnih prostora, slična je istovremenoj prisutnosti linearnih i trodimenzionalnih konstruktivnih cjelina iz drva gdje u cikličkim prazninama konstruktivnog prostora kakvima ih prezentira Šhinto nailazimo na suštinu uravnoteženog oblikovanja.

Koristeći se metaforom arhajske obrade arhitektonskog skloništa (fig. 2.: Aldo Van Eick, Kuća koja hoda, Forum 7, 1959 i Hunting store-house on the Angara, Rusija, prema: A.V. & Ye.A. Opolovnikov.) prikazujemo tu simultanu prisutnost dvodimenzionalnih, linearnih kao i složenih trodimenzionalnih gradbenih pristupa već u najranijim utiliranim zahvatima čovjeka u prostor. Jednaka vrijednost konstruktivnih logika od; ansambla linearno vezanih drvenih konstruktivnih elemenata do trodimenzionalnih mrežnih polja ipak će se u povijesnom vremenu razdvojiti, te će složeniji oblici uz tehnologije s kraja 20tog stoljeća oduzeti primat linearnom konstruiranju. Takav razvoj imati će dalekosežne posljedice po arhitektonske komponente konstruiranja (neovisno o vrsti materijala u primjeni) no pogotovo će to biti jasno vidljivo u prostornim konstruktivnim modelima iz drva kao i njegovim kompozitnim varijantama (fig.19.).

Razvoj serijske industrije točkasto-ravninskih veza (čavla) na spojevima konstruktivnih detalja u drvu omogućio je dizajniranje i primjenu Ballon frame-a (fig. 4.). Totalna efikasnost primjene serijske proizvodnje čavala prešanih iz žice, približno datirana 1833 godinom i imenom Georga Washingtona Snowa, snizila je cijenu tih spojeva na prihvatljivu vrijednost. Istovremeno, takav tehnološki razvoj isključuje iz procesa građenja posebna tesarska znanja i vještine spajanja drvene građe usijecanjem i urezivanjem. Redukcijom potrebe za vještinama određene vrste kao i razvojem modularne koordinacije u proizvodnji drvenih elemenata i vezivnih sredstava otvoren je put širokoj primjeni Ballon frame-a.

Suvremena arhitektura 20tog stoljeća njegovala je u svojim izvorištima fascinaciju za industrijskom, funkcionalnom prefabrikacijom jednako kao i željom za tehnološkim transferima konstruiranja i primjene materijala iz raznih inženjerskih oblasti u područje arhitekture. U posebno vrijednim realizacijama iz drva, arhitektura Moderne postigla je toliko željenu ravnotežu izraza i vještine oblikovanja kakve je navijestila arhitektura hramovima Ise.

Izdvojeni primjeri Plywood Model House Richarda Neutre iz 1936 godine (fig.5.) kao i Kapela, Song Benedegt, arhitekta Petera Zumthora iz 1991 godine (fig.6.), prikazuju nam razvoj i raspon tih vještina. Zumthorova kapela prezentira arhitekturu izrazitog moderniteta; zanimljiva je to kombinacija konstruiranja Baloon frame-om sa istovremeno slobodno izdvojenom membranom fasade (skin). Dok će kod Neutre primjena linearnog konstruiranja odrediti sve proporcionalne veličine otvora na pročelju, dotle će se Zumtorova puna fasadna membrana osloboditi tog ograničenja te u slobodnom frizu otvora pod krovištem odrediti vlastiti ritam formata.

Slijedimo li taj razvojni put u logici konstruiranja nailazimo na suvremene, ilustrativne primjere regionalnih škola arhitekture s kraja 20tog stoljeća pri kojima se njeguju gore opisane različitosti i pristupi oblikovanja u drvu. Tasmanian State Institute Of Technology prezentira školu koja njeguje i unapređuje tradicionalne vještine linearnog konstruiranja u drvu, provodeći praktične vježbe građenja sa svojim studentima (Wombat Pavilion) (fig.8.). Sljedeća dva primjera programa edukacije i primijenjenih metoda istraživanja, razvijaju znanja i vještine konstruiranja trodimenzionalnim strukturnim mrežama te kompozitima iz drva. To su; School And Research Centre, Dorset, 1982-1990, arhitekata Richarda Burdona Of Ahrends Burdon & Korelek i Biro Happold uz savjetodavnu pomoć i utjecaj Otta Freia (fig. 11., fig. 12.), te UNESCO-v Laboratory And Building Workshop, Vesima, Italija, 1991, arhitekta Renza Piana (fig. 13.). Laboratorij se koristi kao istraživački centar za konstruktivne aplikacije iz prirodnih materijala ispitujući pri tom strukturalni potencijal biljaka i vegetabilnih vlakana te višeslojnih obloga koje doprinose nižoj energetskoj upotrebi u zgradama. Izvorišta tog pristupa designu nalaze se u nisko-tehnološkim (low-tech) vještinama oblikovanja u bambusu i prepletu poput onih poticanih programom Brameen Bank Housing iz 1989 godine, Bangladesh (fig.14.) kao i u tehnološkim transferima vještina dizajniranja npr.: u brodogradnji, avio-industriji, itd. (fig.15., fig.16., fig.17.).

Vrhunac visoko tehnološkog pristupa designu koji svoja izvorišta nalazi u navedenim vještinama može se prezentirati inženjeringom tvrtke Ove Arup za arhitekta Normana Fostera. Triangularna, perimetarska struktura konstruktivne opne jednog od Fosterovih nebodera temelji svoje vrijednosti na racionalnom formiranju konstruktivnih praznina u modelu mreže te ujedno balansiranom količinom upotrebljenih nosivih presjeka, cilindrično razvijenih u prostoru. Nosiva opna oslobađa osnovu arhitektonskog plana za proizvoljni sklop funkcija razvijenih po horizontali ali i po vertikali jer dozvoljava ispuštanje unutrašnjih konstruktivnih elemenata. Foster kao i Arup doslovce će naznačiti prijenos konstruktivnih ideja iz arhajske gradnje u drvu i njegovim preradama u knjizi: Norman Foster, "Buildings and Projects, Volumes 2,3." , Surrey, Watermark Publications, 1989. (fig.14.).

Konstruktivno modeliranje ovojnicama (fig.18., fig.19.) otvorilo je potpuno nove smjerove u oblikovanju arhitektonske forme neovisno veličini mjerila. Kad se tome pridruže serije novo formiranih kompozitnih materijala (pa tako i onih iz drva) može se zaključiti kako je razvijen i etabliran takav tektonski pristup designu koji će sasvim sigurno imati utjecaja i na "malu" formu vernakularne arhitekture izvedene u drvu.

U sljedećim primjerima prikazati ćemo tehnološku pozadinu kompaktiranja drvenih presjeka putem upotrebe visokih frekvencija kao i posljedice primjene takvih materijala na strukturu arhitektonske forme.

Općenito su poznata i prihvaćena polazišta modeliranja u drvu putem kompozitnih presjeka. Spomenimo; upotrebu građe čije karakteristike i dimenzije u drugim okolnostima ne bi mogle biti iskorištene kao npr. upotrebu otpadne drvene mase nastale pri preradi u proizvode kvalitetnih karakteristika (holz-restlos verwendbar), slobodu u formiranju konstrukcija, oblika i dužina nosača postignutu zubnim spajanjem integralnih drvenih konstrukcija, (finger-jointing, KVH-Konstructions-Voll-Holz), povećane nosivosti presjeka, trajnu zaštitu drvene mase u agresivnoj atmosferskoj i biološkoj sredini integriranu u proces proizvodnje, mogućnost razvoja konstruktivnih i dekorativnih kompozita iz drva (fig. 25.) uz primjenu aluminija, plastika, čelika, kao i upotrebu kompjuterski programiranih i navođenih alata za obradu složenih presjeka (fig. 20.), itd.
Proizvodnja drvenih elemenata prešama visokih frekvencija predstavlja tehnološki koncept razvijen u zajedništvu tvorničara laminiranog drva iz Austije, Švicarske i Danske (Lumacon Holztechnologie, Elgotec, i Kallesoe) kojim drvna industrija nastoji pronaći odgovore na posebnosti proizvodnje uvjetovane tržištem. Tehnološka pozadina proizvodnje temelji na znanstvenim spoznajama iz područja kontrolirane upotrebe energija visokih frekvencija radijacije elektro-magnetnih polja kakvu se laički prepoznaje uz funkcionalnost kućanskih mikrovalnih uređaja. Visoko frekventne tehnologije razlikuju se od mikrovalnih po višem frekventnom području (3 - 45 MHz prema 0.9 - 3 GHz) čime se omogućuje bolja kontrola nad dubinom prodiranja energije u kompozitni materijal. Uspješno se zagrijavaju samo slojevi tekućeg veziva (ljepilo) dok drvena građa (adekvatno suha) ostaje intaktna. Zagrijavanjem dolazi do ekspanzije adhezivnog sredstva čime ono penetrira u pore drvenog presjeka mijenjajući istovremeno i svoju kemijsku strukturu. Postupak omogućava neposredno formiranje i rezanje građe nakon izlaska iz preša dok kod standardnih tehnika to nije moguće zbog post-produkcijske faze relaksacije u klimatiziranim uvjetima. Prešama visokih frekvencija bitno se skraćuje; vrijeme proizvodnog procesa kao i konfiguriranje preša na formate odgovarajućih presjeka u proizvodnom ciklusu (fig. 24.). Ukupni tehnološki postupak omogućava neposredan i brz odgovor proizvođača na diktate tržišta kojem se nudi cjeloviti raspon kompozita malih i velikih formata. Dok se u malim formatima profiliraju presjeci poput onih za prozorske okvire,

veliki formati Lignotrend blockboard panels / Lignatur box elements (fig. 22., fig. 23., fig. 24.) doseže se cca. 18 metara u dužinu, 30 cm u debljinu te konstruktivnu visinu za nosaće od 2,3m pa i više. Konstruktivni formati veličina 15x5 metara nisu tehnička rijetkost već gotovo pravilo (fig. 26.).

Proizvodnja veliko formatnih drvenih kompozita bitno je promijenila tektonske elemente arhitektonskog plana što ima za posljedicu i odgovarajuća ograničenja u oblikovanju arhitektonske cjeline. Drvena industrija Merk-Dickholz pokazuje nam istovremeno na pozitivnu i negativnu stranu tog fenomena (fig. 26.). Formiranjem pročelja kao zabatnih, nosivih i montažnih diskova racionaliziraju se postupci u tehnici građenja ali se istovremeno problematizira i način oblikovanja arhitektonske granice između vanjskog i unutrašnjeg prostora. Mišljenja smo kako u prosječnoj arhitektonskoj produkciji ova tehnologija nudi više ograničenja nego prednosti no kao i uvijek, stvaralaštvo pod kondicijama tehnologije predstavlja izazov te otvara pitanja o potencijalima arhitekata.

Istaknimo sada još jedan pogled na prostorne konstrukcije iz drava pri kojem će metafora tzv. male forme arhajskog skloništa u prostorima vernakularnog, arhitektonskog izraza poslužiti za uspostavu relacije između linearnih i prostorno trodimenzionalnih struktura jednako kao i amalgamirati veze između niskih i visokih tehnologija gradnje u drvu. U svakom od sljedećih primjera ističe se posebna briga za karakter detalja, preciznost i vještinu građenja baš kakvima se simbolično prikazuju pri Boweru Martina Puryear-a (fig. 27.) ili u apsolutnom formatu pri hramovima Ise, Geku.

"Prarie chicken" ili kuća Green, arhitekta Herba Greena (fig. 28.) predstavnik je preriskog Campa iz svojevremene klasifikacije Charlesa Jencksa i Susan Sontag te pripada izrazu Postmoderne arhitekture. Metafora naturalnog, koliko god bila pastoralno mekana u svom konceptualnom izrazu sadrži u sebi toliko potrebnu, gotovo biološku neposrednost konstruiranja. Drveno sklonište Greena koliko god da temelji na aditivnoj linearnosti međusobno povezanih drvenih elemenata ne rezultira sekvencionalnim prostornim sklopom već naprotiv formira ambijent prostornog kontinuuma. U visokim tehnologijama ta će se vrsta imanentne iskrenosti konstruiranja pretvoriti u transponirani, bionički koncept designa no kako je ta tema u ovoj prilici izvan fokusa našeg interesa vratimo se ambijentu kontinuuma pri maloj vernakularnoj formi.

Vila Sen-Soh u Naganu, arhitekta Akira Komiyama (fig. 29., fig. 30.) također posjeduje gore navedene prostorne odnose i to sasvim izvjesno sa manje iskrenosti od Greena ali zato i sa više iznenađenja kao i neposrednosti veze sa Fullerom. U primjeru Akire, standardna "kutija" male kuće za odmor sa dvostrešnim krovom formirana je kao jednovolumenski, unutrašnji prostor. Nad galerijom kata, u slobodnim konstruktivnim presjecima formira se mikro ambijent sa dvije polu transparentne kupole.

Začudno je ali na kraju ne i neočekivano da se baš u arhitekturi konstruiranja drvom javlja toliko generativnih veza prema tektonici membrana.

Pastoralni centar Heilbroo, arhitekta Petera Chereta pokazuje nam način oblikovanja arhitektonske granice vanjskog i unutrašnjeg prostora uz primjenu velikoformatnih kompozitnih nosaća iz drva na zahtjevnoj temi crkvenog krovišta. Prostorna mreža iz drva skriva svoju tehniku gradnje koju uvjetuju; veličina prefabrikata, transportno-tehnička sredstava prijevoza i profili prometnica koji dovode elemente do mjesta gradnje te ukupna brzina podizanja konstruktivne cjeline. Elementi konstrukcije se ravninski sastavljaju u horizontali tla te se nakon toga svaki od diskova dizalicom rotira i podiže na svoju konstruktivnu, vertikalnu poziciju u prostoru.

Jean-Marie Tijbaou Centar Kulture, u Nouméa-u, Nova Kaledonia, arhitekta Renza Piana iz 1998 godine (fig. 32., fig. 33., fig. 34., fig. 35., fig. 36.) sintetizira nam većinu do sada iznesenih elemente analize vernakularnih izvora novih tehnologija građenja strukturnim mrežama i kompozitima iz drva. Arhitektura centa pronalazi svoje vernakularne izvore u formi stambene kuće Nove Kaledonije, membranske materijale i preplet iz drva in situ interpretira na novi, tehnološki način. Kompleks je lociran na mjestu koje graniči sa vodama lagune na jednoj i otvorenim oceanom na drugoj strani. Izložen je agresivnoj atmosferskoj sredini sa velikim rasponom vjetrova koji dolaze iz više smjerova. Zgrada se svojim presjekom na pasivan i aktivan način prilagođava atmosferskim pritiscima, tvoreći tako optimalne uvjete za svoje sadržaje. Dvostrukom fasadnom, membranskom ovojnicom postižu se uzgonske sile i elementi podtlaka u cirkulaciji zračnih struja te pruža i dodatna insolaciona zaštita. Konstrukcija je radijalno spregnuta dvojna membrana od prefabriciranih kompozitnih, drvenih nosača unikatne izrade. Vanjska membrana konstruktivno je transparentna i propusna dok unutrašnja predstavlja granicu kakvu poznajemo pri standardnim pročeljima. Investicijska vrijednost centra izgrađenog uz potporu Francuske vlade je približno 60 miliona DEM.

Analizom na referentnim primjerima iz fundusa arhitektonskog stvaralaštva u historijskom rasponu formiranja Moderne do danas prikazali smo aspekte vernakularnih izvora novih tehnologija građenja strukturnim mrežama i kompozitima iz drva. Može se zaključiti kako novi tehnološki postupci vrše znatan utjecaj na tektonske elemente arhitektonske kompozicije otvarajući tako nove mogućnosti i izazove oblikovanju u svijetu vernakularne arhitekture. Također, može se zaključiti kako posebno izučavanje prednosti gradnje obnovljivim izvorima u kojima nema tehnološki otpadnog produkta potiče unapređenje zaštite čovjekove životne i radne okoline balansirajući istovremeno održivim razvojem, vrijednostima koje su imanentne vernakularnoj arhitekturi.

Popis ilustracija:

fig. 2.
KUĆA KOJA HODA, NIZOZEMSKI STRUKTURALIZAM, FORUM 7, 1959.HUNTING STORE-HOUSE ON THE ANGARA, RUSIJA, A.V. & YE.A. OPOLOVNIKOV.

fig. 3.
SHINTO HRAM, MEIJI (1868-1912g), DRVO SUGI, GILT METAL, 84x84cm. MODEL SVETIŠTA, 1860g, DRVO KEYAKI, DRVO HINOKI, 82x62cm.

fig. 4.
VEZ DRVENE KONSTRUKCIJE, HRAM NISHI HONGAN-JI, KYOTO, JAPAN. BALLON FRAME, 1833g., George Washington Snow

fig. 5.
RICHARD NEUTRA, PLYWOOD MODEL HOUSE, 1936.

fig. 6,7.
KAPELA, SONG BENEDEGT, ŠVICARSKA, 1991, PETER ZUMTHOR.

fig. 8.
TASMANIAN STATE INSTITUTE OF TECHNOLOGY, WOMBAT PAVILION.

fig. 9.
BUILDINGS FOR NATIONAL TRUST, SCOTNEY CASTLE, KENT, 1978. VERNON GIBBERD ASSOCIATES.

fig.10.
"FIR TREE MOTIF", LE CORBUSIER, 1913-14, CRTEŽ TINTOM NATAMNOM PAPIRU.

fig. 11,12.
ŠKOLA I ISTRAŽIVAČKI CENTAR, DORSET, 1982 – 1990, RICHARD BURDON OF AHRENDS BURDON & KORELEK I BIRO HAPPOLD, OTTO FREI.

fig. 13.
RENZO PIANO BUILDING WORKSHOP, UNESCO LABORATORY AND WORKSHOP, VESIMA, ITALY, 1991.

fig. 14.
DETALJ DRVENOG PROZORA - BAMBUS I PREPLET, BANGLADESH, BRAMEEN BANK HOUSING PROGRAMME, 1989. NORMAN FOSTER & OVE ARUP: TRIANGULARNA, PERIMETARSKA STRUKTURA.

fig. 15.
KONSTRUKCIJA DRVENOG RIBARSKOG BRODA: ÇEKTIRME, SELO KAPISUYU, CRNO MORE.

fig. 16.
"WOODEN GOOSE“, DRVENI (PLYWOOD) AVION HOWARDA HUGHESA, 1942g., PRVI POLET 1947g.

fig. 17.
ROLER COASTER, LOW-TECH KONSRUKCIJA, LOS ANGELES.

fig. 18.
ODATE JUKAI DOME PARK (BASEBOL STADION), ODATE, HONSHU, JAPAN, 1995-97, TOYO ITO.

fig. 19.
JAPANSKI PAVILJON, EXPO 2000, HANOVER, SHIGERU BAN ARCHITECTS, OTTO FREI.

fig. 20.
DRVENA INDUSTRIJA MERK - ROBOTIZIRANO REZANJE FORMATA, DRVENA INDUSTRIJA RUDNICK & ENNERS (Brecher-Langsamläufer).

fig. 21.
HIGH-FREQUENCY PRESSES FOR WOOD COMPONENTS (13.56-40.68 MHz), MAŠINA ZA REZANJE - PLANING MACHINE.

fig. 22.
LIGNOTREND BLOCK-BOARD PANELI (SAČASTI KOMPOZIT).

fig. 23.
HIGH-FREQUENCY PRESSED WOOD COMPONENTS. LIGNATURE BOX ELEMENTS (SAČASTI KOMPOZIT).

fig. 24.
SAČASTI KOMPOZIT - LIGNOTREND BLOCK-BOARD PANELI DO 18m DUŽINE.

fig. 25.
DEKORATIVNI KOMPOZIT IZ DRVA.

fig. 26.
DRVENA INDUSTRIJA MERK-DICKHOLZ, MJERE: dxš 14,8x4,8m, deb.: 85, 115, 135, 159, 189, 243, 297 mm.

fig. 27.
BOWER skulptura, 1980, MARTIN PURYEAR.

fig. 28.
GREEN HOUSE, "PRARIE CHICKEN", NORMAN, OKLAHOMA, 1962-63, HERB GREEN.

fig. 29,30.
VILA SEN-SOH, OGATA-GUN, NAGANO PREFECTURE, 1987. AKIRA KOMIYAMA.

fig. 31.
KATOLIČKI PASTORALNI CENTAR, HEILBROO, 1996-97., PETER CHERET, JELENA BOZIC.

fig. 32, 33, 34, 35, 36.
JEAN-MARIE TIJBAOU CENTAR KULTURE, NOUMÉA, NOVA KALEDONIA, 1991-98, RENZO PIANO.


Bibliografija:

"Bauen mit Holz", Drvena industrija MERK: čas.: Detail, B 2772, 2000.

Fiell, Charlottte & Peter: "1000 chairs", Tachen, Köln, 1997.

Jodidio, Philip: "Building in a New Millennium", Tachen Verlag, Köln, 1999. Julius Shulman: "Architecture and its Photography", B. Tachen Verlag, Köln, 1998.

"KVH-Konstruktions-vollholz": čas.: Holzbau Magazin, april 1998.

Lüchinger, Arnulf: "Structuralism in Architecture and Urban Planning", K. Krämer Verlag, Stuttgart, 1981.

Martin Puryear: http://www.artcyclopedia.com/artists/puryear_martin.html., Mag.: Time, march 2, 1992.

McCoy, Esther: "Masters of World Architecture", George Braziller, NY, 1960.

Norman Foster: "Buildingd and Projects, Volumes 2,3." , Surrey, Watermark Publications, 1989.

Opolovnikov, Ye.A. Opolovnikova: "Old Obdorsk and legendary townd beyond the polar circle", Moskva, 1998.

Peter Zumthor: Kapela, Song Benedegt, Švicarska, čas.: AR, 1127, 1991.

Renzo Piano, Jean-Marie Tijbaou Cultural Centre, Nova Kaledonia, čas.: Elcroquis, 92, 1998.

Richard Burdon of Ahrends Burdon & Korelek and Buro Happold: School and Research Centre, Dorset, čas.: AR 1123, 1990.

Slessor, Chaterine: "Sustainable Architecture and High Technology", Thames and Hudson, London ,1997.

Tange, Kenzo i Kawazoe Naburu: "Ise, Prototype of Japanesse Architecture", MIT Press, Cambridge, Mass., 1965.

Vila Sen-soh, Ogata-gun: čas.: JA, 375, 1988.

Vila Katsura - Kyoto Palace, Kyoto, Japan, čas.: AR 1104, 1989.


Za povečavo kliknite na sliko
Click on picture to enlarge