Restoration of historical timber building: a Malaysian case study

About Emerald www.emeraldinsight.com

Emerald is a global publisher linking research and practice to the benefit of society. The company

manages a portfolio of more than 290 journals and over 2,350 books and book series volumes, as

well as providing an extensive range of online products and additional customer resources and

services.

Emerald is both COUNTER 4 and TRANSFER compliant. The organization is a partner of the

Committee on Publication Ethics (COPE) and also works with Portico and the LOCKSS initiative for

digital archive preservation.

Downloaded by University of Malaya At 19:20 06 June 2016 (PT)

---

*Related content and download information correct at time of download.

Downloaded by University of Malaya At 19:20 06 June 2016 (PT)

---

Restoration of historical timber

building: a Malaysian case study

Umi Kalsum Zolkafli

Quantity Surveying Department, University of Malaya,

Kuala Lumpur, Malaysia

Zahiriah Yahya

Estate Management Department, University of Malaya,

Kuala Lumpur, Malaysia

Norhanim Zakaria

Quantity Surveying Department, University of Malaya,

Kuala Lumpur, Malaysia, and

Farid Wajdi Akashah and Azlan Shah Ali

Building Surveying Department, University of Malaya,

Kuala Lumpur, Malaysia

Abstract

Purpose

–

The purpose of this paper is to identify the most influential buildings elements in term

of the cost for timber restoration works.

Design/methodology/approach

–

The research employed the case studies methods with

questionnaires surveys. Two case studies were chosen and questionnaire surveys were distributed

to contractors and consultation companies. The cost was identified based on the elemental cost

analysis of historic timber buildings.

Findings

–

The restoration of historic timber buildings in Malaysia has grown rapidly, especially in

the UNESCO world heritage sites, Melaka and Penang. Data obtained on the restorations of timber

buildings show that the most influential elements were upper floors, roofs and walls.

Termites

’

invasions and the lack of building analysis were found to be the major issue in timber

restoration works. In addition, the availability of timber material contributed significantly to the

increase of cost for restoration works.

Originality/value

–

The cost for every element was identified and was used as a reference for new

restorations projects of historical, timber buildings. This paper also highlighted the causes for the

problems and the factors affecting the cost of timber restoration works. These data are useful

information, especially for surveyors and contractors who are involved in the restoration of historic

timber buildings. Maintaining or replacing these elements with other material can help to minimise the

restoration cost of timber buildings in Malaysia.

Keywords

Refurbishment, Historic building, Restoration cost, Timber

Paper type

Research paper

1. Introduction

Timber is a construction material with its own unique characteristics; hence,

the number of timber, historic buildings that still are standing showed the greatness of

the building techniques from the days of the past. Historic buildings are artefacts that

give us a sense of wonder, nostalgia and even make us want to learn more about the

Structural Survey

Vol. 33 No. 4/5, 2015

pp. 309-321

© Emerald Group Publishing Limited

0263-080X

DOI 10.1108/SS-01-2015-0004

Received 18 January 2015

Revised 22 March 2015

4 June 2015

29 June 2015

31 July 2015

Accepted 25 August 2015

The current issue and full text archive of this journal is available on Emerald Insight at:

www.emeraldinsight.com

/

0263-080X.htm

The authors gratefully acknowledge the financial support of the University of Malaya Research

Grant (UMRG), Grant No. RG179/12SUS established at the University of Malaya, Sustainability

Science Research Cluster.

309

Restoration

of historical

timber

building

Downloaded by University of Malaya At 19:20 06 June 2016 (PT)

---

people and culture that produced them (Feilden, 2003). Killman

et al.

(1994) mentioned

that timber was traditionally used as the main building material in the rural areas of

Malaysia. Old kampong houses, as well as the royal palaces were usually built entirely

out of timber. Timber was particularly used for structural framing, and to build walls,

the building frames and the roof. However, many timber buildings had deteriorated due

to the lack of maintenance combined with fungicidal attacks. This can be considered as

a great loss of a significant part of our history. Ahmad and Abdul-Rahman (2005) found

that many historical buildings are inevitably ageing and share the common problems

such age leakage, dampness and termite attacks, In order to prevent further

deterioration of these buildings, conservation through the process of restoration was

found to help prolong the lifespan of the timber buildings. Conservation projects for

the buildings normally involve works that are least accurate to predetermine the

specification, duration and cost of the process. This is because the building restoration

projects are often unique and cannot be duplicated; hence, there are no precedent cases

for research. There are also only a handful of specialists on the knowledge regarding

conservation projects (Reyers and Mansfield, 2001). Woon and Mui (2010) added that

the lack of complete costing information for restoration projects has led to the difficulty

in preparing an n estimated of cost for budgeting. This lack of information, coupled

with lack of understanding by quantity surveyors on the intricacies of restoration

works, may cause the cost estimates to be missed out. Furthermore, Awang

et al.

(2008)

added that timber resource is a major component of tropical forest and is usually being

undervalued economically.

The conservations of historic timber buildings in Malaysia have been implemented

not without challenges and barriers. The most notable barriers in historic timber

buildings restorations and conservation are the depletion of high-quality timber and the

lack of skilled tradesmen in timber buildings restoration. The International Specialised

Skills Institute (2011) noted that the lack of skilled craftsmen, especially those with

traditional carpentry skills and the scarcity of quality timber pose serious challenges to

conservation activities of historic timber structures. The Institute noted further that the

old and durable timber types used in historic structures are increasingly rare and their

supply are becoming more scarce. This stresses the critical needs for making sure such

“

irreplaceable heritage fabric and the associated skills are not lost

”

(p. 13).

Therefore, it is important to study and understand the properties of timber before

considering its use in any restoration work. The aim of this paper is to identify factors

affecting the timber restoration costs for every element in a completed restored

historical timber buildings. The study also extended to identify the most influential

building element associated with cost of restoration.

2. Historical timber building

Historically, timber is one of the oldest materials used by men for structural purposes.

Each country provides different kinds timber depending on the climate and viability of

different species of trees. In Malaysia, there are varieties of timber types such as

“

balau

”

,

“

bintangor

”

,

“

chengal

”

,

“

meranti

”

,

“

kempas

”

,

“

keriung

”

and

“

nyatoh

”

; these

timbers are used in construction of buildings. Killman

et al.

(1994) mentioned that

timber was still largely used for the floors, internal walls, porches and verandas, ceiling,

roofs, staircases, doors and windows in both rural and urban dwellings, shop houses

and office buildings. This is because the importance of these timbers, historic buildings

cannot be neglected. Yip (2011) reported that the old building reflects the national

identity and hence, must be conserved for the future. Historic buildings that are mostly

310

SS

33,4/5

Downloaded by University of Malaya At 19:20 06 June 2016 (PT)

---

built by timber have their own unique values. However, every types of construction

material would have their strengths and weaknesses. Killman

et al.

(1994) stated that

wood is a transient material; therefore, actions must be taken to guarantee a longer

lifespan of the timber materials in the buildings. These measures depend on the timber

species and its end-uses. Therefore, a restoration method can be applied in protecting

the timber buildings. Feilden (2003) mentioned that the objectives of restorations are

to revive the original elements or preserve the legibility of the objects. Thus, restoration

and re-integration of details and features occurs frequently and conducted based

upon respecting the original designs and authentic documents in the building.

The replacement of missing or decayed parts must integrate harmoniously with the

whole building, but must be distinguishable from the original on close inspections so

that the restoration process does not falsify the archaeological or historical evidences

found in the specified. Harun (2011) mentioned that restoration means the process of

accurately recovering the forms and details of a structure or part of a structure and its

settings, as it appeared at some period of time. This is done through removing the

depleted works and replacing the missing original work. Ahmad (2004) expressed that

the understanding on the nature of the building materials is the most important aspect

in the restoration process of historic buildings. Selection of wrong materials and

inappropriate methods of installation can cause damages not only to the part being

fixed but might also affect the whole historical buildings. Thus, conservators,

architects, engineers, builders, building surveyors, contractors and others that are

involved in building conservation should become familiar with the building materials

before going further into the repair and maintenance process of historic buildings,

structures and monuments (Oram, 1994).

The main objectives of the restoration process of timber buildings are to replace any

damaged part of the building, to protect and prevent any further deterioration in

the timber parts, to maintain the strength and function of the timber, to enable the

continuous use of timber materials and to restore the aesthetical values and looks of the

buildings. Therefore, scientific studies and laboratory tests were carried out to discover

the best ways to tackle the problems by using the appropriate techniques, methods and

materials available. The various techniques are based on what commonly used by the

conservators and building contractors for the restoration of historic buildings in

Malaysia. The selection of techniques for timber building conservations depends

on the cost, selected approaches, total building condition and its level of deterioration

and the availability of resources (Mustafa

et al.

, 2011), hence, a deep understanding and

knowledge of restoration techniques and its effects on the restoration works on timber

buildings is necessary. Ahmad and Abdul-Rahman (2005) argued that the techniques

and methods appropriate for historic preservation are vital to ensure that authenticity

and significance of a building were being conserved and the originality of the buildings

will never be affected. Furthermore, fungi and insect attack found to be the usual

problems that arose from historic timber buildings (Wong, 2009). Timber defects such as

loose knots or deep shakes can also allow the ingress of water, which will cause

dampness and decay. Besides that, deep cracks on the timber surface may also house

insects such as beetles and their eggs. Insects usually find shelter in holes on the timber

surfaces. Beetle or termites attack can occur even when timbers remain dry while fungi

will attack the timbers in wet conditions. Other than fungi and insect attacks, weather,

inappropriate method of restoration and mechanical failure can cause problems in

historic timber building. Kleboe (2004) noted that dry rot in buildings could be due to bad

maintenance, bad design or inappropriate use. Thus, the restoration process is important

311

Restoration

of historical

timber

building

Downloaded by University of Malaya At 19:20 06 June 2016 (PT)

---

to overcome such problems and to prolong the lifespan of the historical timber buildings.

It is difficult to get any sort of figures regarding the average cost of repairing the decayed

or damaged timber structures due to the special skills needed for the restoration of

historic timber building. Hence, the restoration cost for historic timber buildings can only

be roughly determined once the nature and scope of works have been identified.

3. Research methodology

This study employed the triangulation technique, which combined the qualitative and

quantitative methods. The qualitative approach was used to obtain preliminary

information about the historical timber buildings, the restoration techniques and

methods, being used and an overview of the cost for timber buildings restorations.

Two case studies of timber historic buildings were presented in this paper. The case

study approach utilised provided case-base data regarding the actual restoration work

of timber buildings. These case studies provided the most suitable and real-context

scenario for obtaining data regarding timber buildings restoration techniques and

methods, as well as providing an overview of the costs that are involved in the

restoration of timber buildings. According to Yin (2009), this case study approach seeks

to investigate a phenomenon in its

“

real-life

”

context, especially when the

“

why

”

and

“

how

”

questions are put forward and the investigators has minimal control over the

events, Yin (2003) posted that the case study is the preferred method as it also allows

the utilisation of the multiple data collection methods.

Quantitative research method was used to study the common problems and the cost

involved for historic timber buildings restoration. In total, 30 sets of questionnaires

survey forms were distributed among experienced contractors and consultants in

building conservation projects. The questionnaire survey form consisted of 16

questions, which included both open ended and closed questions. The questionnaire

was divided into five sections which are general/company information, past

conservation and preservation projects experiences, problems in historic timber

buildings

’

repairs and restoration and finally, the cost of restoration. The respondents

were required to either tick (

|

) the answer of the multiple choice question, asked to rate

the extents to which they agree to the specific fact on the questionnaire or to give

opinion s and writing down the answers for the open questions. There were also scaled

items where respondents chose the point on a scale, which represents their views.

There are three parts in the questionnaire that used this rating scale. This rating scale

was used to measure the opinion or perception of the respondents. In the questionnaire

survey, the five-point Likert scale was used with choices that ranged from

“

Strongly

disagree

”

to

“

Strongly agree

”

.

4. Discussion and findings

4.1 Case studies

4.1.1 Case study I: restoration of a timber mosque

. The timber mosque was built in

1936. The uniqueness of this mosque can be seen in the design that resembles like the

shape of a birdcage. The entire whole walls were made of woven bamboo oil.

The conditions of the elements were recorded before the restoration and the original

materials were identified. The main problem in this project is the preservation of the

wall because of the absence of skilled artisans who is specialised to make wicker.

In addition, there was also a shortage of bamboo materials. The restoration works took

six months to complete.

312

SS

33,4/5

Downloaded by University of Malaya At 19:20 06 June 2016 (PT)

---

From the contract sum, analyses were made to identify the cost for every element.

It was found that the building cost contributed to the highest percentage of cost, which

was 55 per cent of the contract sum. This is followed by the preliminaries works

(26 per cent) and prime cost sum (19 per cent) of the contract sum.

The analysis on the cost of restoring the building elements, found that the upper

floor has the highest percentage of the building cost (20 per cent). This was due to the

serious damages, decay, buckle, fractures and loss of timber floors and the girders.

In total, 19 per cent of building cost went to the windows where 20 new windows were

installed to replace the decayed and damaged windows. All the windows had special

and unique design. The wall took up 16 per cent from the building cost, as the entire

wall replaced new. The roof restoration cost was also high, which took up 14 per cent of

the overall cost. Meanwhile, the restoration of the roof includes a new structure and a

temporary roof. The existing structure is still in good condition, therefore, there was no

restoration that need to be done. The detailed restoration cost for this mosque is shown

in Figure 1 and Table I.

4.1.2 Case study II: restoration of a timber house

. This timber house was built in

1850. It is a traditional Malay house with a combination of Chinese and European styles

architecture. The rear house and the kitchen house are separated from the mother

house by a courtyard. It has two entrances at the side and the back. There is apparent

influence of Chinese design and this house has a tiled Dutch roof as well. The whole

building was painted with multi-coloured motifs. The construction period allocated in

the contract was 24 weeks and there was an extension of 31 weeks.

From the contract sum, analyses were made to identify the cost for every element.

The building cost formed the highest percentage, which was 71 per cent of the contract

sum. Then, followed by preliminaries works (17 per cent) and prime cost sum which

was 19 per cent of the contract sum.

A detailed analysis on the cost was made in regards to the building elements. The frame

element had the highest percentage of the total building cost that was 36 per cent of

building cost. This is because the decayed and damaged timber columns and beams need

to replaced while treatment had to be carried out to the existing timber structures that are

still in good conditions. Roof elements also had quite a high percentage, which was

32 per cent of the building cost. The roof design is very complicated, as it required the

reinstallation of the existing roof finishes, and the replacement of the damaged timber roof

structures. Meanwhile, 17 per cent of building cost went to the timber floors where wall

only took 7 per cent of building cost. Other elements such as doors, windows and ceilings

only formed small parts of the works; hence, they did not cost much. The detail restoration

cost for timber house is shown in Figure 2 and Table I.

Ceiling

3%

Window

19%

Staircase

6%

Door

3%

Wall finishes

7%

Roof

14%

Anti-termite Works

3%

Upper Floor

20%

Wall

16%

Frame

5%

Figure 1.

Cost of restoration

for timber mosque

313

Restoration

of historical

timber

building

Downloaded by University of Malaya At 19:20 06 June 2016 (PT)

---

Case

study

1

Case

study

2

GFA

(M2)

100

GFA

(M2)

204

Item

Description

Total

cost

(RM)

Cost/M2

(RM)

%

Total

cost

(RM)

Cost/M2

(RM)

%

Remarks

1

Work

below

lowest

floor

finish

8,256.00

82.56

3

––

0

Case

study

1

Works

involved

was

mainly

on

the

anti-termite

treatment

2

Frame

13,980.00

139.80

5

157,500.00

772.06

35

Case

study

1

Most

of

the

column

and

beam

are

still

in

good

condition.

Basically

works

involved

mostly

on

testing,

anti-termite

treatment

to

the

existing

timber

and

replacement

of

damaged

timber

column.

Only

3

nos

of

columns

being

replaced

for

this

project

Case

study

2

The

decayed

and

damaged

timber

column

and

beam

were

replaced.

Cleaning,

treatment

and

painting

were

done

to

the

timber

column

and

beam

which

are

in

good

condition

3

Upper

floor

56,616.00

566.16

20

75,000.00

367.65

17

Case

study

1

The

existing

timber

floor

was

being

analysed

in

order

to

identify

the

type

of

timber

used

and

the

type

of

existing

painting

used.

Most

of

the

timber

floor

was

being

restored

to

the

existing

state

Case

study

2

The

existing

timber

floor

was

being

analysed

in

order

to

identify

the

type

of

timber

used

and

the

type

of

existing

painting

used.

Treatment

was

done

the

existing

floor.

Only

small