ΤΟ ΞΥΛΟ ΣΤΑ ΚΤΙΡΙΑ
ΟΔΗΓΟΣ ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΥ & ΚΑΤΑΣΚΕΥΗΣ
ΜΕ 14 ΔΙΕΘΝΗ & ΕΛΛΗΝΙΚΑ ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑΤΑ ΚΤΙΡΙΩΝ
– ΕΙΔΗ ΞΥΛΕΙΑΣ – ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ – ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ – ΣΥΝΤΗΡΗΣΗ
Π ΡΟΛΟ ΓΟΣ
Όλα στον επαγγελματικό τομέα είναι συνάρτηση της συλλογικής δουλειάς. Η γοητεία και η πρόκληση έγκειται στο γεγονός ότι αν, η ομαδική προσπάθεια πετύχει, τότε το αποτέλεσμα θα είναι από πολύ καλό έως και εξαιρετικό. Η συνέργεια μεταξύ ατόμων από διαφορετικά γνωστικά αντικείμενα είναι, επίσης, μια κρίσιμης σημασίας παράμετρος για την τελική επιτυχία. Αυτή η έκδοση με τίτλο "Το ξύλο στα κτίρια Οδηγός σχεδιασμού και κατασκευής", επιχειρεί να παρουσιάσει τις βασικότερες ενότητες που σχετίζονται με το σημαντικό φυσικό υλικό, το ξύλο, τα προϊόντα του, καθώς και με τις κυριότερες ξύλινες κατασκευές στα κτίρια. Πρωτίστως όμως επιδιώκει να αναδείξει τις δυνατότητες και τις προοπτικές που προσφέρει αυτό το όμορφο υλικό στους αρχιτέκτονες, πολιτικούς μηχανικούς, σχεδιαστές, κατασκευαστές αλλά και ιδιώτες, ώστε τελικά όλοι μας να οδηγηθούμε σε καλύτερης ποιότητας, υψηλότερης αισθητικής και βελτιωμένης ενεργειακής συμπεριφοράς κτίρια, που θα είναι ταυτόχρονα περισσότερο φιλικά προς τον άνθρωπο χρήστη, ο οποίος ζει και εργάζεται σ’ αυτά. Άλλωστε, το ξύλο έχει χαρακτη-
ριστεί από την Οικονομική Επιτροπή των Ηνωμένων Εθνών για την Ευρώπη (UNECE) "ως το υλικό του 21ου αιώνα" και υπάρχει ήδη –σε παγκόσμια κλίμακα– μια ξεκάθαρη στόχευση για τον τρόπο, με τον οποίο η σύγχρονη δόμηση θα προσεγγίζεται εφεξής. Είναι επίσης γεγονός ότι μια τέτοια προσέγγιση δεν μπορεί και ούτε πρέπει να είναι μονοθεματική ούτε στενά τεχνολογική. Πρέπει κανείς να την υιοθετήσει με τέτοιο τρόπο, ώστε ο αρχιτεκτονικός σχεδιασμός των κτιρίων να είναι συνάμα και οικολογικός και βιοφιλικός –όσο είναι δυνατόν– και η επιδιωκόμενη δημιουργία, ανακαίνιση και διακόσμηση των κτιρίων να αποτελεί μια κατεξοχήν διακλαδική διαδικασία με τη συνδυασμένη δράση πολλών ειδικοτήτων. Οι εκδόσεις ΚΤΙΡΙΟ δοκιμάζουν, για ακόμη μία φορά, να συνεισφέρουν και να συμβάλουν με αυτό το εγχειρίδιο και να ανταποκριθούν στις ανάγκες και στις απαιτήσεις της σημερινής μας εποχής, στο μέτρο των δυνατοτήτων τους, και βέβαια εντός του πλαισίου του ρόλου που τα τελευταία 36 χρόνια διαδραμα-
τίζουν στο χώρο των τεχνικών και κατασκευαστικών εκδόσεων της χώρας μας. Οπωσδήποτε, η παρούσα έκδοση δεν φιλοδοξεί να αποτελέσει εξειδικευμένο εγχειρίδιο σχεδιασμού και υλοποίησης ή εκπαιδευτικό σύγγραμμα, ούτε θα μπορούσε βέβαια. Έχει όμως ως στόχο να αποτελέσει έναν ρεαλιστικά αξιόπιστο "οδηγό", που θα βοηθήσει στην τεκμηριωμένη και σε βάθος ενημέρωση του τεχνικού κόσμου. Θα τολμούσα ίσως να πω ότι έχει στόχο παράλληλα να δώσει και ερεθίσματα και κίνητρα για μια πιο εκτεταμένη χρήση του ξύλου. Συνάμα όμως θα αναδείξει τις μεγάλες δυνατότητες που μπορεί να αξιοποιήσει κανείς από το ξύλο και τα σύγχρονα καινοτόμα προϊόντα του στη δόμηση των κτιρίων, με στόχο και την αντιμετώπιση της κλιματικής αλλαγής και της υπερθέρμανσης του πλανήτη. Ας ξανα-ανακαλύψουμε το ξύλο!
Γεώργιος Ι. Μαντάνης, FIAWS, PhD καθηγητής Τμήματος Δασολογίας, Επιστημών Ξύλου & Σχεδιασμού, Πανεπιστήμιο Θεσσαλίας, Εργαστήριο Επιστήμης & Τεχνολογίας Ξύλου •7
Π Ε ΡΙΕ ΧΟ Μ Ε Ν Α
7
ΠΡΟΛΟΓΟΣ
8
ΧΤΙΖΟΝΤΑΣ ΜΕ ΞΥΛΟ. Η ΑΝΑΒΙΩΣΗ ΜΙΑΣ ΑΕΙΦΟΡΟΥ ΔΟΜΗΣΗΣ
18
_ Ιστορική ανασκόπηση _ Η θέση του ξύλου στην αειφορία _ Οι εφαρμογές στην αρχιτεκτονική
ΔΟΜΗ, ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΚΑΙ ΙΔΙΟΤΗΤΕΣ ΤΟΥ ΞΥΛΟΥ _ Μακροσκοπικά & μικροσκοπικά χαρακτηριστικά _ Υγροσκοπικότητα του ξύλου _ Μηχανικές ιδιότητες του ξύλου _ Αλλοιώσεις του ξύλου _ Αντοχή στη φωτιά
36
TA ΠΡΟΪΟΝΤΑ ΞΥΛΟΥ ΣΤΙΣ ΚΑΤΑΣΚΕΥΕΣ
52
ΣΥΓΧΡΟΝΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΔΟΜΗΣΗΣ ΜΕ ΣΥΝΘΕΤΗ ΞΥΛΕΙΑ
62 72 86
100 112
_ Συμπαγές ξύλο _ Θερμικά τροποποιημένη ξυλεία _ Σύνθετα προϊόντα ξύλου και συγκολλητικές ουσίες
_ Δόμηση με σταυρωτή επικολλητή ξυλεία (CLT) _ Δόμηση με επικολλητή ξυλεία GLULAM _ Δόμηση με σύνθετη ξυλεία επικολλημένων φύλλων LVL _ Χωροδικτυώματα (βάφλες) _ Υβριδικά συστήματα
130
_ Είδη ξυλείας _ Τεχνικά χαρακτηριστικά _ Είδη & τυπολογία ξύλινων κουφωμάτων _ Τοποθέτηση κουφωμάτων _ Επισκευή και συντήρηση
ΞΥΛΙΝΑ ΔΑΠΕΔΑ ΕΣΩΤΕΡΙΚΩΝ ΧΩΡΩΝ _ Κριτήρια επιλογής ξύλινου δαπέδου _ Τύποι ξύλινων δαπέδων _ Είδη ξύλου κατάλληλα για δάπεδα _ Η υγρασία των ξύλινων δαπέδων _ Η σήμανση CE στο ξύλινο δάπεδο και η ταξινόμηση σε ποιότητες
ΞΥΛΙΝΕΣ ΚΑΤΑΣΚΕΥΕΣ ΣΤΟΥΣ ΕΣΩΤΕΡΙΚΟΥΣ ΧΩΡΟΥΣ _ Πλεονεκτήματα ξύλινων εφαρμογών _ Ξύλινες ψευδοροφές, επενδύσεις και διαχωριστικά _ Ακουστικά πετάσματα _ Εσωτερικές ξύλινες πόρτες
144
ΞΥΛΙΝΕΣ ΣΚΑΛΕΣ
158
ΕΞΩΤΕΡΙΚΕΣ ΞΥΛΙΝΕΣ ΚΑΤΑΣΚΕΥΕΣ
172
ΠΡΟΣΤΑΣΙΑ & ΣΥΝΤΗΡΗΣΗ ΞΥΛΙΝΩΝ ΚΑΤΑΣΚΕΥΩΝ
192
ΔΙΕΘΝΗ & ΕΛΛΗΝΙΚΑ ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑΤΑ ΚΤΙΡΙΩΝ
ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΣ ΤΗΣ ΞΥΛΙΝΗΣ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗΣ _ Αρχές σχεδιασμού της ξύλινης κατασκευής _ Σχεδιασμός ξύλινου φορέα _ Σχεδιασμός συνδέσεων _ Γενική προσέγγιση σχεδιασμού της ξύλινης κατασκευής με παραδείγματα
ΞΥΛΙΝΑ ΚΟΥΦΩΜΑΤΑ
_ Επιλογή ξυλείας & προϊόντων ξύλου _ Σχεδιασμός, μορφολογία, χάραξη σκάλας _ Κατασκευή ξύλινης σκάλας
_ Ξύλινα δάπεδα. Επιλογή ξυλείας, κατασκευή και συντήρηση _ Ξύλινες πέργκολες. Είδη ξυλείας & κατασκευή _ Ξύλινες περιφράξεις. Είδη & τρόποι διάταξης ξύλινων στοιχείων
ΞΥΛΙΝΗ ΣΤΕΓΗ _ Κύρια είδη ξυλείας για στέγη _ Κλίση στέγης & τρόποι εφαρμογής φορτίων _ Προστατευτικά μέτρα
ΞΥΛΙΝΕΣ ΕΠΕΝΔΥΣΕΙΣ ΟΨΕΩΝ _ Επιλογή ειδών ξυλείας _ Είδη ξύλινων επενδύσεων _ Τοποθέτηση ξύλινων επενδύσεων _ Συντήρηση και προστασία
_ Συνήθεις τεχνικές προστασίας των ξύλινων κατασκευών _ Σύγχρονες τεχνικές προστασίας των ξύλινων κατασκευών _ Φινίρισμα και προστασία του ξύλου με βαφές και βερνίκια _ Επεμβάσεις συντήρησης του ξύλου στα κτίρια
ΧΤΙΖΟΝΤΑΣ ΜΕ ΞΥΛΟ. Η ΑΝΑΒΙΩΣΗ ΜΙΑΣ ΑΕΙΦΟΡΟΥ ΔΟΜΗΣΗΣ ΣΟΦΟΚΛΗΣ ΚΩΤΣΟΠΟΥΛΟΣ, δρ. αρχιτέκτονας μηχ., διδάσκων Τμ. Αρχιτεκτόνων Α.Π.Θ.
_ΙΣΤΟΡΙΚΗ ΑΝΑΣΚΟΠΗΣΗ _Η ΘΕΣΗ ΤΟΥ ΞΥΛΟΥ ΣΤΗΝ ΑΕΙΦΟΡΙΑ _OΙ ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΣΤΗΝ ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΗ Στην 74η Σύνοδο της Οικονομικής Επιτροπής των Ηνωμένων Εθνών για την Ευρώπη (UNECE), που πραγματοποιήθηκε στη Γενεύη το 2016, το ξύλο χαρακτηρίστηκε ως το υλικό του 21ου αιώνα. Αυτός ο χαρακτηρισμός, σε μια νοητή συνέχεια του σιδήρου για το 19ο αιώνα και του οπλισμένου σκυροδέματος για τον 20ό αιώνα, δεν αποτελεί μόνο μια ένδειξη της εξέλιξης της κατασκευαστικής τεχνολογίας, αλλά περιέχει και μια σαφή στόχευση για τον τρόπο που οφείλει να προσεγγίζεται η σύγχρονη δόμηση. Η οικοδομική δραστηριότητα και η χρήση των κτιρίων αντιπροσωπεύουν περίπου το 40% της παγκόσμιας κατανάλωσης πόρων και εκπομπών CO2 και η αναζήτηση λύσεων για τη βελτίωση των τιμών έχει στραφεί σε όλους τους σχετιζόμενους τομείς. Σήμερα, οι παγιωμένες αντιλήψεις για την ακαταλληλότητα του ξύλου αποδεικνύονται εν πολλοίς λανθασμένες, ενώ η ολοένα εντεινόμενη ανάπτυξη της έρευνας και της εκπαίδευσης 8 • ΤΟ ΞΥΛΟ ΣΤΑ ΚΤΙΡΙΑ
για τη χρήση του ξύλου στη δόμηση επιτρέπει τη διάδοση της επιλογής του και την εφαρμογή του σε ένα μεγάλο εύρος κατασκευών.
ΙΣΤΟΡΙΚΗ ΑΝΑΣΚΟΠΗΣΗ Το ξύλο αποτελεί ένα από τα πρώτα δομικά υλικά που εκμεταλλεύτηκε ο άνθρωπος ήδη από την εποχή της απώτερης αρχαιότητας. Ευρήματα από τη νεολιθική περίοδο αποδεικνύουν την ευρεία χρήση του ξύλου τόσο ως πασσάλων στήριξης, όσο και ως υλικών επικάλυψης τοίχων και στεγών. Χαρακτηριστικό παράδειγμα στην Ελλάδα αποτελεί ο νεολιθικός οικισμός του Δισπηλιού, η αναπαράσταση του οποίου αποτελεί μια σαφή ένδειξη της σημασίας του ξύλου στις κατασκευές της εποχής. Παρά την ταύτιση της αρχαιότητας με το μάρμαρο και την πέτρα, το ξύλο κατείχε καίρια θέση στις κατασκευές, κυρίως για την κατασκευή των στεγών, αλλά και σε άλλα μέρη της κατασκευής, όπως
οι ξυλοδεσιές τοίχων, η σύνδεση των σφονδύλων των κιόνων κ.ά. Αποδεικνύεται επίσης ότι πολλά από τα λίθινα κτίρια και οι κατασκευαστικές τους επιλύσεις αποτελούν εξέλιξη προγενέστερων ξύλινων, που ανάγονται στη μινωική και στη μυκηναϊκή εποχή. Άλλωστε, ήδη από την αρχαιότητα ήταν γνωστά τα είδη ξυλείας και οι διαφορετικές ιδιότητές τους, που χρησιμοποιούνταν ανάλογα με τις απαιτήσεις της κατασκευής, όπως η σκληρότητα, η αντοχή σε θλίψη και εφελκυσμό, η αντοχή στην υγρασία κτλ. Κατά τους πιο πρόσφατους αιώνες το ξύλο κατείχε κεντρική θέση στις κατασκευές. Το μεγαλύτερο μέρος της κατασκευής των κτιρίων της παραδοσιακής αρχιτεκτονικής έως το 19ο αιώνα βασιζόταν στη χρήση του ξύλου, το οποίο αποτελούσε και το φέροντα σκελετό, από ένα πυκνό άθροισμα υποστυλωμάτων, δοκών και διαγώνιων στοιχείων. Σ’ αυτήν την εποχή μάλιστα, εξειδικεύτηκε σε μεγάλο βαθμό το είδος της ξυλείας και η καταλληλότητα κάθε είδους για
1
συγκεκριμένα τμήματα της κατασκευής, αναλογικά πάντοτε με τις προσφερόμενες ποικιλίες κάθε περιοχής. Μάλιστα, εκτός της παραδοσιακής αρχιτεκτονικής των Βαλκανίων και της Ανατολικής Μεσογείου (με κορυφαίο δείγμα το άλλοτε μεγαλύτερο ξύλινο κτίριο της Ευρώπης, το Ορφανοτροφείο της ελληνικής κοινότητας στη νήσο Πρίγκηπο, από τα τέλη του 19ου αιώνα), πολλές περιοχές ανά την υφήλιο έχουν ταυτίσει την παράδοσή τους με τις ξύλινες κατασκευές, όπως οι παγόδες της ανατολικής Ασίας, τα balloonframe της Αμερικής και μια πλειάδα ποικίλων κατασκευών της Ευρώπης (από τους μεσαιωνικούς οικισμούς της Γερμανίας και της Γαλλίας έως τις ξύλινες πασσαλοπήξεις για την έδραση των κτιρίων της Βενετίας). Στα μέσα του 19ου και έως τις αρχές του 20ού αιώνα παρατηρείται η έντονη μείωση της χρήσης του ξύλου στις κατασκευές. Οι μεγάλες πυρκαγιές στα κέντρα των πόλεων, συχνά επαναλαμβανόμενες, αποτελούσαν μια πληγή για τα
αναπτυσσόμενα αστικά κέντρα διεθνώς. Ως αποτέλεσμα αυτών ήταν να ταυτιστεί η χρήση του ξύλου με τα δεινά των πυρκαγιών και κατ’ επέκταση να αντικαθίσταται σταδιακά από μεταλλικά μέλη (που ως επαναστατικό υλικό τότε, θεωρούνταν πυράντοχο). Σε συνδυασμό με την κυριαρχία του νεοκλασικισμού και του εκλεκτικισμού, η παραδοσιακή κατασκευή, άμεσα συνυφασμένη με το ξύλο, δίνει τη θέση της σε λίθινες ή πλίνθινες κατασκευές. Η διάδοση του οπλισμένου σκυροδέματος κατά το α' μισό του 20ού αιώνα θα σημάνει και τον οριστικό παραγκωνισμό του ξύλου ως δομικού υλικού. Η χρήση του περιορίστηκε πλέον σε δευτερεύοντα μέλη, όπως τα κουφώματα και τα δάπεδα, αλλά και πάλι μόνο σε ορισμένες των περιπτώσεων. Αυτό το φαινόμενο θα παγιωθεί για πολλές δεκαετίες, έως και τις αρχές του 21ου αιώνα, οπότε η αναζήτηση περισσότερο φιλικών προς το περιβάλλον τεχνικών και η εξέλιξη της τεχνολογίας, επέτρεψαν έναν ολικό αναπροσδιορισμό των στερεότυπων αντιλήψεων για το ξύλο.
1 Η χαρακτηριστική οροφή προσομοιάζει με φτερά αετού που απλώνεται για να στεγάσει τον υπαίθριο χώρο του Κέντρου Πολιτισμού Bunjil Place στην Αυστραλία. Η κατασκευή αποτελείται από προσυναρμολογημένα στοιχεία σύνθετης επικολλητής ξυλείας glulam σε συνδυασμό με μεταλλικά στοιχεία. Το έργο αποτελεί απόδειξη των προοπτικών αυτού του οικοδομικού υλικού, καθώς έχει κερδίσει πολλά εθνικά και διεθνή βραβεία. Aρχιτεκτονική μελέτη: fjmt studio. ©John-Gollings.
•9
ΔΟΜΗ, ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΚΑΙ ΙΔΙΟΤΗΤΕΣ ΤΟΥ ΞΥΛΟΥ ΓΕΩΡΓΙΟΣ Ι. ΜΑΝΤΑΝΗΣ, καθηγητής και ΙΩΑΝΝΗΣ Α. ΚΑΚΑΡΑΣ, ομότιμος καθηγητής Εργαστηρίου Επιστήμης & Τεχνολογίας Ξύλου Πανεπιστημίου Θεσσαλίας
_ΜΑΚΡΟΣΚΟΠΙΚΑ & ΜΙΚΡΟΣΚΟΠΙΚΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ _ΥΓΡΟΣΚΟΠΙΚΟΤΗΤΑ ΤΟΥ ΞΥΛΟΥ _ΜΗΧΑΝΙΚΕΣ ΙΔΙΟΤΗΤΕΣ ΤΟΥ ΞΥΛΟΥ _ΑΛΛΟΙΩΣΕΙΣ ΤΟΥ ΞΥΛΟΥ _ΑΝΤΟΧΗ ΣΤΗ ΦΩΤΙΑ Το ξύλο βρίσκεται στην υπηρεσία του ανθρώπου από τότε που αυτός πρωτοεμφανίσθηκε στον πλανήτη. Είναι γνωστό ότι το ξύλο έχει βοηθήσει σημαντικά στην επιβίωση του ανθρώπου από την παλαιολιθική εποχή και οι πρωταρχικές ανάγκες του πρωτόγονου ανθρώπου (όπλα, θέρμανση) καλύφθηκαν από το ξύλο, όπως επίσης και οι μετέπειτα ανάγκες του για στέγαση και μετακίνηση (πρώτες κατοικίες, βάρκες κ.ά.). Με το πέρασμα των αιώνων και την εξέλιξη της τεχνολογίας, ο αριθμός των προϊόντων που παράγονται από το ξύλο με απλή ή σύνθετη, φυσική, μηχανική, χημική, ή θερμοχημική μεταποίηση και επεξεργασία αυξάνεται συνεχώς. Σήμερα περισσότερα από δύο χιλιάδες προϊόντα, άμεσα ή έμμεσα, προέρχονται από το ξύλο. Θεωρητικά από το ξύλο είναι εφικτό να παραχθούν όσα προϊόντα παράγονται και από το πετρέλαιο. Το ξύλο, σε αντίθεση με τις άλλες πρώτες ύλες, είναι προϊόν αειφορίας των δασών, με την αυστηρή απαίτηση ότι τα δάση τα διαχειριζόμαστε σύμφωνα με τις αρχές της αειφορίας (environmental sustainability). Η αειφορική διαχείριση και προστασία των δασών αποτελεί τη θεμελιώδη προϋπόθεση 18 • ΤΟ ΞΥΛΟ ΣΤΑ ΚΤΙΡΙΑ
για τη διατήρηση του κλίματος, της βιοποικιλότητας και της ισόρροπης ανάπτυξης στον πλανήτη μας. Το ξύλο είναι οργανικό υλικό και αποτελεί πολυσύνθετο προϊόν βιολογικών διεργασιών, που λαμβάνουν χώρα στα δένδρα, κωνοφόρα (conifer trees, softwoods) και πλατύφυλλα (broad-leaved trees, hardwoods). Τα κωνοφόρα είδη (πεύκο, έλατο, ερυθρελάτη, κυπαρίσσι, κέδρος, λάρικα, άρκευθος κ.ά.) φέρουν "κώνους" και έχουν ως φύλλα "βελόνες", ενώ τα πλατύφυλλα είδη (οξιά, δρυς, καστανιά, καρυδιά, λεύκη, φτελιά, σφενδάμι, ελιά κ.ά.) έχουν τυπικά πλατιά φύλλα. Οι διαφορές των κωνοφόρων και των πλατύφυλλων είναι πάρα πολλές (βοτανικές, κυτταρικές, χημικές). Ουσιαστικά το ξύλο, ως προϊόν του φαινομένου της φωτοσύνθεσης, αποτελεί αποθηκευμένη μορφή ηλιακής ενέργειας και περιέχει πλήθος από χημικές ουσίες. Από την ηλιακή ενέργεια, που φτάνει στον πλανήτη από τον ήλιο μέσω της φωτοσύνθεσης των δένδρων και των φυτών, παράγονται σε ετήσια βάση περισσότεροι από 200 δισεκατομμύρια τόνοι οργανικής ύλης, γνωστής ως βιομάζας. Περίπου το 50% αυτής της βιομάζας παράγεται στην
ξηρά. Το ξύλο αποτελεί μέρος αυτής της παραγόμενης βιομάζας χωρίς καμία κατανάλωση ενέργειας από τον άνθρωπο. Πρώτες ύλες για την παραγωγή του ξύλου στα δένδρα είναι το διοξείδιο του άνθρακα (CO²), που τα δένδρα το προσλαμβάνουν μέσω των φύλλων τους από την ατμόσφαιρα, και το νερό με τα ανόργανα άλατα, που τα απορροφούν μέσω των ριζών τους από το έδαφος. Από άποψη δομής, το ξύλο ή αλλιώς ξύλωμα (xylem), είναι ένα υλικό που συγκροτείται (δομείται) από ιστούς ξυλωδών κυττάρων, που είναι και απλά και πολύπλοκα. Από καθαρά χημική άποψη, το ξύλο συντίθεται από τρία φυσικά πολυμερή ("δομικά συστατικά"): την κυτταρίνη, τη λιγνίνη και τις ημικυτταρίνες, που είναι οργανικές ενώσεις. Στο ξύλο ανευρίσκονται επιπροσθέτως σε μικρότερη ποσότητα και άλλες ενώσεις ("μη δομικά συστατικά"), που ονομάζονται εκχυλίσματα. Η φυσική αποστολή των εκχυλισμάτων στα δένδρα μπορεί να είναι προστατευτική, επουλωτική, αποταμιευτική ή ορμονική. Ως αποθηκευμένη ηλιακή ενέργεια που παρήχθη κατά τη φωτοσύνθεση, το ξύλο έχει επίσης μεγάλη αξία στις ημέρες μας και ως πηγή ενέργειας (βιοκαύσιμο). Αυτό οφείλεται
1 Το ξύλο αποτελεί ένα φυσικό και αειφορικό υλικό, το οποίο απαντάται σε όλες σχεδόν τις χώρες του πλανήτη μας, ανανεώνεται συνεχώς και δεν εξαντλείται ποτέ. 1
στη χημική σύστασή του, που συντελείται από βασικά χημικά στοιχεία, όπως άνθρακα (C, 48% - 50%), οξυγόνο (O², 43% - 45%) και υδρογόνο (H², 6%). Βέβαια, το ξύλο στις περισσότερες των περιπτώσεων περιέχει σε πολύ μικρές ποσότητες και ορισμένα ανόργανα στοιχεία, λ.χ. Ca, K, Mn, Mg, P, Na, Si, N και άλλα. Επιπλέον, το ξύλο έχει το πλεονέκτημα ότι απαντάται σχεδόν σε όλες τις χώρες του κόσμου και είναι ένα φυσικό υλικό, που ανανεώνεται συνεχώς και ποτέ δεν εξαντλείται, σε αντίθεση με τις ορυκτές πρώτες ύλες, λ.χ. πετρέλαιο, μεταλλεύματα, γαιάνθρακας, φυσικό αέριο, που αργά αλλά σταθερά εξαντλούνται. Τα κυριότερα προϊόντα
που προέρχονται σήμερα από το ξύλο είναι τα εξής: καυσόξυλα, στρογγύλη και πριστή ξυλεία, καπλαμάδες, συγκολλημένα προϊόντα (κόντρα πλακέ, μοριοσανίδες, ινοσανίδες MDF, OSB), σύνθετα προϊόντα (συγκολλητή ξυλεία, LVL, SCL, PSL), σταυρωτή επικολλητή ξυλεία (CLT), χαρτί και χαρτόνια και πολλά άλλα. Ωστόσο, στις φτωχές χώρες του κόσμου το ξύλο κατά μεγάλο ποσοστό (>90%) εξακολουθεί να αποτελεί βασική καύσιμη ύλη (καυσόξυλα και ξυλοκάρβουνα). Κάθε χρόνο περισσότερο από το 50% της υλοτομούμενης ξυλείας στον πλανήτη χρησιμοποιείται πρωτίστως ως καύσιμη ύλη. Σήμερα στην ευρωπαϊκή αγορά κυκλοφορούν
περισσότερα από 500 διαφορετικά είδη ξυλείας σε πολυάριθμες χρήσεις. Πρέπει να τονιστεί ότι η γνώση της δομής, των χαρακτηριστικών και των ιδιοτήτων του ξύλου και των προϊόντων του αποτελούν ένα βασικό και απαραίτητο εργαλείο για την ορθολογική αξιοποίηση αυτού του φυσικού και αειφορικού υλικού και τη σωστή εφαρμογή του στην πράξη, ειδικά στις κατασκευές.
Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα Το ξύλο έχει σημαντικά πλεονεκτήματα, τα οποία συνοψίζονται παρακάτω: • Αναπαράγεται από τη φύση και είναι ανανεώσιμο υλικό. • 19
TA ΠΡΟΪΟΝΤΑ ΞΥΛΟΥ ΣΤΙΣ ΚΑΤΑΣΚΕΥΕΣ
των προϊόντων είναι συνυφασμένη με την ευρεία παραγωγή επίπλων και ελαφρών ξυλοκατασκευών εσωτερικής χρήσης. Για την παραγωγή τους είναι δυνατή η χρήση ξύλου χαμηλής αξίας (υπολείμματα κατεργασιών), ενώ η συγκολλητική ουσία που χρησιμοποιείται για το μεγαλύτερο μέρος της παραγωγή τους είναι τύπου ουρίας φορμαλδεΰδης (UF). Η μοριόπλακα είναι ένα σύνθετο προϊόν, που παράγεται από θρυμματισμένα ξυλοτεμαχίδια, τα οποία ψεκάζονται με θερμοσκληρυνόμενη συγκολλητική ουσία ουρίας φορμαλδεΰδης και πρεσάρονται υπό θερμοκρασίες έως 220°C. Τα ξυλοτεμαχίδια αποτελούν περίπου το 85% της μάζας των πλακών, ενώ το υπόλοιπο αποτελείται από συγκολλητική ουσία (συνήθως ουρίας φορμαλδεΰδης). Οι μοριόπλακες είναι στην ουσία δομημένες από τρεις στρώσεις με την μεσαία εξ αυτών να αποτελείται από μεγαλύτερου μεγέθους ξυλοτεμαχίδια και μικρότερα ποσοστά κόλλας (περίπου 5% - 6%), ενώ οι εξωτερικές στρώσεις αποτελούνται από λεπτότερα ξυλοτεμαχίδια και
μεγαλύτερα ποσοστά κόλλας (περίπου 10% - 12%). Η μοριόπλακα είναι ένα προϊόν που θεωρείται από τα πλέον φιλικά προς το περιβάλλον, καθώς για την παραγωγή του μπορούν να χρησιμοποιηθούν οποιεσδήποτε ξυλώδεις πρώτες ύλες από στρογγυλή ξυλεία έως και χαμηλής αξίας υποκατάστατά της (π.χ. απορρίμματα ξύλου από ανακύκλωση, γεωργικά υπολείμματα, υπολείμματα κατεργασίας πριστηρίων κ.ά.). Αποτελεί το πιο συνηθισμένο υλικό στην επιπλοποιία. Επιπροσθέτως, μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε συστήματα δαπέδων ή ως υπόστρωμα, πάντα όμως για εσωτερικές χρήσεις. Ως προϊόν η μοριόπλακα έχει υποδεέστερες μηχανικές ιδιότητες σε σχέση με το MDF, ενώ λόγω της συγκολλητικής ουσίας που χρησιμοποιείται για την παραγωγή της δεν είναι δυνατή η χρήση της σε εξωτερικούς χώρους, καθώς η υψηλή υγρασία οδηγεί σε μη αναστρέψιμη αποικοδόμηση των συγκολλητικών δεσμών. Οι μοριόπλακες κατηγοριοποιούνται με
ΠΡΟΪΟΝΤΑ ΞΥΛΟΥ ΣΕ ΔΟΜΙΚΕΣ ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ Συμπαγές
Πλανισμένο συμπαγές
Θερμικά τροποποιημένο
Επικολλητή ή συγκολλητή GLT (glued laminated timber)
Σταυρωτή επικολλητή ξυλεία CLT (cross laminated timber)
Αντικολλητό ή κόντρα πλακέ (plywood)
48 • ΤΟ ΞΥΛΟ ΣΤΑ ΚΤΙΡΙΑ
βάση το πρότυπο ΕΝ312 σε έξι κατηγορίες με κωδικούς P2, P3, P4, P5, P6 και P7, εκ των οποίων οι κλάσεις που είναι κατάλληλες για δομική χρήση είναι οι P4 έως P7. Παράγονται συνήθως σε πάχη από 6 mm έως και περισσότερο από 40 mm, ειδικό βάρος από 450 έως 750 kg/m³ και σε μήκη που μπορεί να φτάσουν έως και 5 m (συνήθως 3,6 x 1,8 (m) ή 2,4 x 1,2 (m)), ενώ μπορεί να επενδυθούν με διαφόρων ειδών φυσικές επικαλύψεις (καπλαμάδες) ή συνθετικές επικαλύψεις (μελαμίνες, βακελίτες, PVC) για την ικανοποίηση μεγάλου εύρους αισθητικών και τεχνικών αναγκών. Μια παραλλαγή της μοριόπλακας είναι η τσιμεντοσανίδα, στην οποία το ρόλο της συγκολλητικής ουσίας παίζει το τσιμέντο. Οι ινόπλακες (fibreboards) είναι συγκολλημένα προϊόντα ξύλου, τα οποία διαφέρουν από τις μοριόπλακες κυρίως στη μορφολογία των ξυλωδών στοιχείων, από τα οποία παράγονται. Συγκεκριμένα, οι ινόπλακες συντίθενται από μεμονωμένες ίνες (κύτταρα) ή συνηθέστερα
συσσωματώματα ινών με αποτέλεσμα να παρουσιάζουν αναβαθμισμένες μηχανικές ιδιότητες σε σχέση με τις μοριόπλακες. Ο διαχωρισμός των ινών λαμβάνει χώρα συνήθως με θερμομηχανικές μεθόδους, με την τελευταία περίπτωση να είναι και η πιο συνήθης στην παραγωγή ινοπλακών, ενώ οι υπόλοιπες δύο έχουν εφαρμογή περισσότερο στην παραγωγή χαρτοπολτού. Οι ινόπλακες μπορούν να παραχθούν με την υγρή ή την ξηρή μέθοδο. Στην πρώτη περίπτωση (παραγωγή ινοπλακών υψηλής πυκνότητας ή HDF) η διάστρωση των ινών γίνεται αφού αυτά αναμειχθούν με νερό, ενώ στην ξηρή μέθοδο γίνεται ψεκασμός με συγκολλητική ουσία ουρίας φορμαλδεΰδης ή μελαμίνης ουρίας φορμαλδεΰδης και διάστρωση με τη βοήθεια αέρα. Η δεύτερη από τις παραπάνω περιπτώσεις είναι και αυτή που χρησιμοποιείται στην περίπτωση παραγωγής MDF (ινοπλακών μέσης πυκνότητας). Μετά τη διάστρωση ακολουθεί θερμή συμπίεση. Το MDF χρησιμοποιείται στην επιπλοποιία και σε άλλα μέλη κατασκευών εσωτερικών
ΠΡΟΪΟΝΤΑ ΞΥΛΟΥ ΣΕ ΔΟΜΙΚΕΣ ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ Δομικές πλάκες προσανατολισμένων ξυλοτεμαχιδίων (OSB)
LVL - (laminated veneer lumber)
Ινόπλακες μέσης πυκνότητας (medium density fiberboards ή MDF)
Ινόπλακες μέσης πυκνότητας με μελαμίνη (MDF)
PSL (parallel strand lumber)
Δομικά στοιχεία με διατομή τύπου "I" (I-joists)
• 49
ΣΥΓΧΡΟΝΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΔΟΜΗΣΗΣ ΜΕ ΣΥΝΘΕΤΗ ΞΥΛΕΙΑ
Τα πετάσματα για οροφές και δάπεδα σχεδιάζονται για να φέρουν τα εγκάρσια κινητά φορτία και το ίδιο βάρος με ασφάλεια στο έδαφος. Επίσης μπορεί να χρειάζεται να φέρουν και οριζόντια φορτία. Εάν φέρουν φορτία σε μία διεύθυνση, τότε τα πετάσματα στηρίζονται σε δύο απλές στηρίξεις είτε σημειακά είτε σε διαμήκη στοιχεία. Επίσης, σε κατασκευές με υψηλά φορτία τα πετάσματα μπορούν να ενισχυθούν με διαμήκη στοιχεία επικολλητής ξυλείας (glulam). Για την περίπτωση ανάληψης φορτίων σε δύο διευθύνσεις τα στοιχεία μπορούν να σχεδιαστούν είτε ως τριέρειστα είτε ως τετραέρειστα. Καθώς τα στοιχεία συγκολλώνται σε στρώσεις, θα πρέπει να ελέγχεται η αντοχή τους στα διατμητικά φορτία, τα οποία υπάρχουν συχνά στα δάπεδα. Στοιχεία, που δεν συγκολλώνται στα άκρα τους ή δεν συνδέονται μέσω ειδικών εξοχών - προεξοχών ή με σχέση πλάτους προς μήκος μικρότερου του 4, είναι ευεπίφορα σε διατμητικές αστοχίες. Τα πετάσματα για τοίχους έχουν ικανοποιητική φέρουσα ικανότητα. Χαρακτηριστικά αναφέρεται ότι πετάσματα πάχους 80 mm μπορούν να αντέξουν φορτία μεγαλύτερα από 10 kN/m. Στα πετάσματα για τοίχους με μεγάλα ανοίγματα τα στοιχεία εκατέρωθεν του ανοίγματος θα πρέπει να λαμβάνονται υπόψη ως υποστυλώματα με μήκος λυγισμού το ύψος του ορόφου. Τοίχοι και δάπεδα θα πρέπει να τοποθετούνται, κατά το δυνατόν, με τις λιγότερες εκκεντρότητες φορτίου ή άλλως αυτές να λαμβάνονται υπόψη κατά τη μελέτη.
5
6
5 Φέρων οργανισμός και κλιμακοστάσιο από επικολλητή ξυλεία CLT σε αθλητική εγκατάσταση. © John Sturrock, Hufton+Crow. 6 Κτίριο πανεπιστημίου στις Η.Π.Α., κατασκευασμένο από στοιχεία CLT.
56 • ΤΟ ΞΥΛΟ ΣΤΑ ΚΤΙΡΙΑ
Δοκοί από CLT ενσωματώνονται στα δομικά στοιχεία και χρησιμοποιούνται για την αποκατάσταση συνέχειας των διατομών, μεταλλικές γωνίες, απλές και βαρέος τύπου, που χρησιμοποιούνται για τη σύνδεση πετασμάτων σε κάθετες μεταξύ τους διευθύνσεις ή για τη σύνδεση κατακόρυφων στοιχείων με τη θεμελίωση, όπου μπορούν να τοποθετηθούν και ξύλινοι οδηγοί για τη γρηγορότερη και ασφαλέστερη τοποθέτηση.
Πετάσματα CLT για οροφές και τοίχους Το σύνηθες μέγεθος πετασμάτων είναι 3 x 16 (m), διαφοροποιείται όμως ανά κατασκευαστή και μπορεί να είναι και μεγαλύτερο κατά παραγγελία.
Επιμήκη στοιχεία από CLT μπορούν να χρησιμοποιηθούν είτε για τη στήριξη είτε για την ενίσχυση δαπέδων, οροφών και τοίχων από πετάσματα CLT. Σ’ αυτά τα στοιχεία το πάχος ή/και η αντοχή του εξωτερικού στρώματος με διεύθυνση παράλληλη σ’ αυτήν του φορτίου είναι μεγαλύτερα.
Κελύφη από CLT Τα πετάσματα από CLT μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη διαμόρφωση επιφανειακών στοιχείων με δυνατότητα ανάληψης εγκάρσιων φορτίων (κελυφών), δίνοντας τη δυνατότητα κάλυψης μεγάλων ανοιγμάτων με διάφορες τυπολογίες (στοιχεία με διαφορετικές καμπυλότητες,
παραβολοειδείς ή υπερβολοειδείς επιφάνειες, συνδυασμός μεταξύ τους ή με κεκλιμένα επίπεδα στοιχεία (πτυχώσεις). Συνήθως χρησιμοποιούνται για την κατασκευή οροφών.
ΔΟΜΗΣΗ ΜΕ ΕΠΙΚΟΛΛΗΤΗ ΞΥΛΕΙΑ GLULAM Τα υλικά δόμησης από επικολλητή ξυλεία παράγονται από επιμήκη ξύλινα στοιχεία μικρού πάχους από συμπαγές ξύλο (20 - 50 mm), τα οποία συγκολλώνται κατά την ίδια διεύθυνση. Αυτά τα στοιχεία λειτουργούν από πλευράς ανάληψης φορτίων μόνο κατά τη μία διεύθυνση. Τα κυριότερα πλεονεκτήματά της σε σχέση με το συμπαγές ξύλο είναι τα ακόλουθα: • Η εύκολη επεξεργασία και διαμόρφωση των διατομών, περίπου 1,5 m πάχους, που δεν παρέχεται από τη μασίφ ξυλεία. • Η δυνατότητα ανάπτυξης μεγάλων ανοιγμάτων, τα οποία περιορίζονται μόνο από τη δυνατότητα παραγωγής του εργοστασίου και των οχημάτων μεταφοράς. • Η καλύτερη αξιοποίηση των μηχανικών ιδιοτήτων του ξύλου, καθώς για την κατασκευή του τελικού προϊόντος χρησιμοποιούνται πολλές σανίδες, βιομηχανοποιημένης παραγωγής και μηδενικών σφαλμάτων δομής, οπότε μειώνεται ο κίνδυνος αστοχιών. Επίσης, χρησιμοποιείται ξύλο μικρότερης αντοχής στις εσωτερικές στρώσεις, που καταπονούνται λιγότερο σε εφελκυσμό και θλίψη σε σχέση με τις εξωτερικές. • Η διαστασιακή ακρίβεια και σταθερότητα, καθώς τα στοιχεία αποτελούν προϊόν βιομηχανοποιημένης παραγωγής υπό αυστηρά ελεγχόμενες συνθήκες, στις οποίες η σωστή ξήρανση αποτελεί τον καθοριστικό παράγοντα για την παραγωγή ενός προϊόντος με συγκεκριμένα τεχνικά χαρακτηριστικά. • Η αυξημένη πυραντίσταση λόγω του μεγαλύτερου πάχους αυτών των στοιχείων έναντι της φυσικής ξυλείας. Καθώς κατά την πυρκαγιά δημιουργείται εξωτερικά μία προστατευτική στρώση, οι υπόλοιπες στρώσεις μπορούν να παραλάβουν τα φορτία της κατασκευής μέχρι την εκκένωση του κτιρίου. Επίσης με την αύξηση της διατομής μπορεί να επιτευχθεί η αναγκαία και απαραίτητη πυραντίσταση σύμφωνα με τον κανονισμό, χωρίς
7
8
τη χρήση πυροπροστατευτικών μέτρων. • Η δυνατότητα καμπύλωσης των διατομών, που οδηγεί στη διαμόρφωση ακόμη μεγαλύτερων ανοιγμάτων με μικρό βάρος κατασκευής, μειώνοντας τις διαστάσεις της θεμελίωσης. Τα γραμμικά στοιχεία της επικολλητής ξυλείας χρησιμοποιούνται κυρίως για τη διαμόρφωση φορέων δοκού επί στύλων ή για τη διαμόρφωση δικτυωμάτων. Μπορούν να κατασκευαστούν είτε σε προτυποποιημένες διαστάσεις ανά κατασκευαστή είτε κατ' επιλογή του χρήστη, ειδικά για τις κατασκευές με μεγάλα ανοίγματα ή/και φορτία. Ο σωστός σχεδιασμός των συνδέσεων είναι σημαντικός παράγοντας για την ασφάλεια και
7 Η δυνατότητα καμπύλωσης των διατομών των σύγχρονων σύνθετων προϊόντων ξυλείας προσφέρει μεγάλη σχεδιαστική ευελιξία. 8 Κατασκευή αθλητικού κέντρου με στοιχεία επικολλητής ξυλείας glulam.
• 57
ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΣ ΤΗΣ ΞΥΛΙΝΗΣ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗΣ ΠΑΝΑΓΙΩΤΗΣ ΤΟΥΛΙΑΤΟΣ, ομότιμος καθηγητής Ε.Μ.Π., πρόεδρος Τμήματος Αρχιτεκτονικής της Πολυτεχνικής Σχολής του Πανεπιστημίου Frederick της Κύπρου
_ΑΡΧΕΣ ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΥ ΤΗΣ ΞΥΛΙΝΗΣ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗΣ _ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΣ ΞΥΛΙΝΟΥ ΦΟΡΕΑ _ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΣ ΣΥΝΔΕΣΕΩΝ _ΓΕΝΙΚΗ ΠΡΟΣΕΓΓΙΣΗ ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΥ ΤΗΣ ΞΥΛΙΝΗΣ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗΣ ΜΕ ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑΤΑ Στο καθιερωμένο London Design Festival, που διεξήχθη στο διάστημα από 17 Σεπτεμβρίου έως 12 Οκτωβρίου του 2016, αναφέρθηκε ότι: "If the 19th century belonged to iron and steel and the 20th century belonged to concrete, then the 21st belongs to timber and CLT, huge wood panels fabricated from small planks of wood by gluing them together in a criss - cross arrangement". Με αφετηρία το 2002 και με σχετικές αποφάσεις της, η Ε.Ε. πρότεινε την εντατικοποίηση της χρήσης του ξύλου ως μέτρο αντιμετώπισης της κλιματικής αλλαγής και της υπερθέρμανσης του πλανήτη, αίτιο της οποίας είναι η αύξηση του διοξειδίου του άνθρακα. Επειδή κάθε αναπτυσσόμενο δένδρο αφαιρεί από την ατμόσφαιρα και αποθηκεύει το διοξείδιο του άνθρακα έχει εξισορροπητική επίδραση στο φαινόμενο της κλιματικής αλλαγής. Επιπλέον, για να παραχθεί μια ποσότητα ξυλείας από τη φύση σε ένα δάσος απαιτείται η ελάχιστη έως μηδενική κατανάλωση ενέργειας (που σημαίνει μηδενικές εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα). Γι’ αυτό η χρήση του θεωρείται φιλική στο περιβάλλον. Συχνά εκφράζεται η εύλογη απορία: "Αφού το ξύλο αποθηκεύει το διοξείδιο του 62 • ΤΟ ΞΥΛΟ ΣΤΑ ΚΤΙΡΙΑ
άνθρακα, γιατί το κόβουμε;" Απαντώντας σ’ αυτό το ερώτημα πρέπει να θυμόμαστε ότι τα δένδρα, αργά ή γρήγορα πεθαίνουν και αποσυντίθενται, απελευθερώνοντας στην ατμόσφαιρα το διοξείδιο του άνθρακα που έχουν δεσμεύσει. Με τη σωστή διαχείριση, τα δάση όχι μόνο δεν μειώνονται αλλά αυξάνονται. Την περίοδο 1990 με 2005, τα ευρωπαϊκά δάση αναπτύχθηκαν σε έκταση ίση με την επιφάνεια της Ελλάδας (1990 - 2005). Αυτή η ανάπτυξη συνεχίζεται με περίπου, 661.000 εκτάρια το χρόνο που αναλογεί σε τρία γήπεδα ποδοσφαίρου νέου δάσους κάθε μία ώρα του 24-ώρου.
ΑΡΧΕΣ ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΥ ΤΗΣ ΞΥΛΙΝΗΣ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗΣ Από πολύ νωρίς ο άνθρωπος - δημιουργός, αναγνωρίζοντας την ανεκτίμητη συνεισφορά του ξύλινου στοιχείου στις κατασκευαστικές του δραστηριότητες, "τίμησε" το ξύλο, ταυτίζοντας την ονομασία του στην ελληνική γλώσσα με την έννοια του υλικού (ύλη, πρβ. υλοτόμος). Το ίδιο έγινε και στα λατινικά (materia, material, matter). Η ξύλινη κατασκευή, ως υλικό σύνθεσης του
φέροντος οργανισμού κατασκευών, είναι μία από τις τέσσερις τεχνικές λύσεις στους ευρωκώδικες μεταξύ του λίθου, του χάλυβα και του οπλισμένου σκυροδέματος. Το ξύλο και ο λίθος είναι φυσικά υλικά, αλλά τα διάφορα προϊόντα ξύλου συνεχώς αναπτύσσονται και εξελίσσονται παράλληλα με τα επιτεύγματα της επιστήμης και της τεχνολογίας. Έτσι, το ξύλο έχει εξελιχθεί από τη στρογγυλή και πελεκητή ξυλεία, που εξυπηρέτησε τον άνθρωπο για χιλιάδες χρόνια, στην πριστή ξυλεία, στην αντικολλητή ξυλεία γνωστή ως κόντρα πλακέ (plywood), που σήμερα γνωρίζουμε ότι ήταν (σε κάποια μορφή) γνωστή στους αρχαίους Αιγύπτιους, στην επικολλητή ξυλεία γνωστή ως glued laminated timber ή glulam, που κυριάρχησε στο δεύτερο μισό του εικοστού αιώνα, στην ξυλεία επικολλημένων φύλλων, γνωστή ως laminated veneer lumber ή LVL, στις συγκολλημένες ξυλόπλακες από τεμαχίδια ξύλου, γνωστές ως oriented strand board ή OSB και στη σταυρωτή επικολλητή ξυλεία που αναπτύχθηκε στην κεντρική Ευρώπη στα μέσα της δεκαετίας του 1990, γνωστή ως cross laminated timber ή CLT, η οποία βρίσκει σήμερα πολλές και ευρείες χρήσεις. Μολονότι δεν παύουν να ισχύουν και να
1
εφαρμόζονται ακόμη οι αρχέγονες μορφές και τεχνικές της ξύλινης κατασκευής, το ιδιαίτερο χαρακτηριστικό της είναι ότι, ιδίως τους τελευταίους δύο αιώνες, οι κατασκευαστικές τεχνικές εξελίσσονται γρήγορα, αφού οι νέες μορφές προϊόντων ξύλου ευεργετικά επιφέρουν νέες προοπτικές και νέους τύπους κατασκευών. Εδώ αξίζει να επισημανθεί ότι όσο το νέο προϊόν ξύλου είναι υψηλότερης τεχνολογίας, τόσο η χρήση και η εφαρμογή του απαιτεί περισσότερη τεχνογνωσία και εξειδίκευση και από το συνθέτη - αρχιτέκτονα, τον πολιτικό μηχανικό, τον κατασκευαστή αλλά και τις τυχόν ελεγκτικές αρχές. Λόγω της ιδιαιτερότητάς της, η ξύλινη κατασκευή γίνεται ασύμφορη, δύσκολη, ακόμη και επικίνδυνη, όταν επιχειρείται εκτός κανονισμών, με έλλειψη κατάλληλης εκπαίδευσης και τεχνογνωσίας, με άγνοια των ιδιαίτερων χαρακτηριστικών του ξύλου (και των εκάστοτε χρησιμοποιούμενων δομικών παράγωγων υλικών του) και με την απουσία εξειδικευμένου επιστημονικού και εργατικού προσωπικού. Επειδή τα σύγχρονα ξύλινα δομικά συστήματα βρίσκονται στην περιοχή της τεχνολογικής αιχμής, η εξειδίκευση είναι προαπαιτούμενη στην εφαρμογή τους. Ενώ ξύλινη κατασκευή (μελέτη, υπολογισμός,
εφαρμογή) είναι πιο δύσκολη, πιο λεπτομερής, πιο ακριβής και χρειάζεται μεγαλύτερη προσπάθεια απ' ό,τι η πολύ απλούστερη σχεδίαση και κατασκευή του οπλισμένου σκυροδέματος, η ανώτατη εκπαίδευση και η συναφής ερευνητική δραστηριότητα σ’ αυτόν τον τομέα υστερεί στη χώρα μας. Γι’ αυτό ο ρόλος των εκπαιδευτικών και ερευνητικών ιδρυμάτων θα έπρεπε να είναι πρωταγωνιστικός στα θέματα της ανάπτυξης και της προώθησης της ξύλινης αλλά και της σύμμεικτης κατασκευής. Τα παραπάνω δικαιολογούν το γεγονός ότι στη χώρα μας η εμπιστοσύνη στην ξύλινη κατασκευή, η τεχνογνωσία γύρω από αυτήν και η εν γένει εμπειρία ορθής χρήσης αυτής έχει περιορισμένο πεδίο εφαρμογής. Παράλληλα, η έλλειψη κατάλληλης τεχνογνωσίας και εμπειρίας εύκολα μπορεί να καταστήσει μια κατασκευαστική πρόταση οικονομοτεχνικά ασύμφορη. Αν ο μύθος, περί του πολύ υψηλού κόστους της ξύλινης κατασκευής, (που κυκλοφορούσε ευρέως στη χώρα μας) ήταν αληθινός, κανένα από τα πολλά και μεγάλης κλίμακας ξύλινα κατασκευαστικά έργα που παρουσιάζονται σε παρακάτω ενότητες δεν θα είχε πραγματοποιηθεί. Επιπροσθέτως και στην υπόλοιπη
1 Ξύλινος φορέας στέγης στο Μουσείο Μαστίχας Χίου. Οι κύριες δοκοί των στεγών είναι δίδυμες και καλύπτουν ανοίγματα από 13 έως 26 m. Οι κύριες δοκοί και οι διαδοκιδώσεις είναι από επικολλητή ξυλεία και συνδέονται μέσω χαλύβδινων δοκοθηκών. Αρχιτεκτονική μελέτη: Kizi Studio, Σύμβουλος ξύλινης κατασκευής: Παναγιώτης Τουλιάτος. © Y. Yerolymbos.
• 63
ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΣ ΤΗΣ ΞΥΛΙΝΗΣ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗΣ
α. Η δοκός μεταφέρει τα κατακόρυφα φορτία στο δίδυμο υποστύλωμα μόνο μέσω των συνδέσμων. Γι’ αυτόν το λόγο αυτά δεν πρέπει να είναι στην ίδια κατακόρυφη θέση.
β. Κάτω από τη δοκό έχει προστεθεί τάκος, το φορτίο όμως και πάλι μεταφέρεται μέσω των συνδέσμων, που σ’ αυτήν την περίπτωση μπορεί να είναι περισσότεροι (ανάληψη μεγαλύτερων φορτίων).
γ. Το δίδυμο υποστύλωμα σχεδιάζεται με αντίστοιχες εγκοπές, ώστε το φορτίο να μεταφέρεται κατ’ ευθείαν από τη δοκό σ’ αυτό και οι σύνδεσμοι παίζουν δευτερεύοντα ρόλο συγκράτησης.
δ. Ολόκληρο το υποστύλωμα έχει σχεδιαστεί με κιβωτιοειδή διατομή. Τα δύο από τα τέσσερα στοιχεία της διατομής στηρίζουν απευθείας τη δοκό. Σ’ αυτήν την περίπτωση βασικό πλεονέκτημα της λύσης είναι ότι το υποστύλωμα δεν διακόπτεται στη στάθμη των δοκών, αλλά μπορεί να συνεχιστεί στον επόμενο όροφο.
α.
β. 4
4 Ξυλουργική σύνδεση αποκατάστασης συνέχειας δύο γραμμικών ξύλινων στοιχείων για παραλαβή θλιπτικών και εφελκυστικών αξονικών φορτίων. Οι παρεμβαλλόμενες σφήνες "κλειδώνουν" τη σύνδεση με εξασφάλιση της βέλτιστης μεταξύ των συνδεόμενων μελών επαφής. 5 Χαρακτηριστικά παραδείγματα σύνδεσης δοκού με δίδυμο ή κιβωτιοειδές υποστύλωμα με συνδετήριο μέσο τα μπουλόνια. 6 Χαρακτηριστικό παράδειγμα σύνδεσης δίδυμης δοκού με υποστύλωμα σε πλαισιωτό φορέα με τη χρήση μεταλλικών δοκοθηκών.
66 • ΤΟ ΞΥΛΟ ΣΤΑ ΚΤΙΡΙΑ
5
εφόσον μπορεί να φθάσει σε άνοιγμα τα 100 μέτρα. Μειονεκτεί από την άποψη ότι στις βάσεις του (ιδιαίτερα όταν πρόκειται για τριαρθρωτό τοξωτό φορέα και ανάλογα με το άνοιγμά του) εμφανίζονται ισχυρές οριζόντιες ωθήσεις, που πρέπει να παραληφθούν από τη γενική σύνθεση του κτιρίου. Μειονεκτεί ακόμη ως προς τις δυνατότητες οδικής μεταφοράς του στο εργοτάξιο, λόγω σχήματος. Τέλος, μειονεκτεί σοβαρά, ως προς το ημικυλινδρικό σχήμα του κτίσματος, δυσκολεύοντας το φωτισμό και τον αερισμό του χώρου και μειώνοντας την αισθητική αξία του κτίσματος. Κατά την αρχική του συνθετική διεργασία ο αρχιτέκτονας πρέπει να λάβει αυτούς τους εν δυνάμει αρνητικούς παράγοντες και να προσπαθήσει να τους αντιμετωπίσει με τη συνολική διαμόρφωση του κτίσματος, διότι η συνήθης νοοτροπία ότι ο στατικός υπολογισμός θα λύσει το πρόβλημα των μεγάλων ωθήσεων στα σημεία έδρασης, στην περίπτωση των μεγάλων στατικών ανοιγμάτων δεν επαρκεί.
ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΣ ΣΥΝΔΕΣΕΩΝ Αντίθετα με το σκυρόδεμα, το ξύλο δεν είναι χυτό υλικό και κατά συνέπεια δεν παράγει μονολιθικές μορφές και στην ξύλινη κατασκευή οι φορείς προκύπτουν από τη σύνδεση των γραμμικών (ή και επιφανειακών) μελών μεταξύ τους. Οι συνδέσεις αποτελούν ένα εξόχως σημαντικό τμήμα της ξύλινης κατασκευής λόγω της ποικιλομορφίας τους και των ιδιαιτεροτήτων τους. Επειδή στις συνδέσεις συγκεντρώνονται μεγάλα φορτία και γίνεται –μικρή ή μεγάλη– απομείωση των ξύλινων μελών στην περιοχή τους, καθίστανται αυτές συχνά το ασθενέστερο σημείο του φορέα. Γι’ αυτόν το λόγο οι τελικές διαστάσεις των μελών ενός φορέα, πολύ αυτές συχνά προκύπτουν από τις απαιτήσεις για τη φέρουσα ικανότητα στην περιοχή των συνδέσεων. Σημειώνεται, πάντως, ότι τόσο ο σχεδιασμός, όσο και ο υπολογισμός μιας ξυλουργικής σύνδεσης απαιτούν εξοικείωση με το αντικείμενο, καθώς δεν είναι πάντα
α. Δείγμα πλαισιωτής σύνδεσης ξύλινου, μεταβλητού πλάτους υποστυλώματος με δίδυμη ξύλινη δοκό και εγκάρσια δοκό. Δίνεται χωριστά η λεπτομέρεια της δοκοθήκης για την εγκάρσια συνδετήρια δοκό. Η διεύρυνση του άνω άκρου του υποστυλώματος γίνεται για να χωρέσουν οι απαραίτητοι για την πλαισιωτή σύνδεση σύνδεσμοι (παραλαβή ροπής).
β. Παράδειγμα σχεδιασμού χαλύβδινης δοκοθήκης πλαισιωτής σύνδεσης ξύλινου υποστυλώματος με δίδυμη ξύλινη δοκό και εγκάρσια δοκό. Λόγω του ειδικού σχεδιασμού της μεταλλικής προσαρμογής (δοκοθήκης), η ροπή παραλαμβάνεται εν μέρει από αυτήν, εξουδετερώνοντας την ανάγκη πολλαπλών συνδέσμων και της αντίστοιχης διεύρυνσης του υποστυλώματος. 6
προφανής η μεταφορά των φορτίων. Η δυνατότητα κατασκευαστικής ακρίβειας κατά την υλοποίηση έχει άμεση επίπτωση στην προκύπτουσα εντατική κατάσταση και ακόμη και μικρές αποκλίσεις από τον αρχικό σχεδιασμό μπορεί να οδηγήσουν σε απρόβλεπτη μηχανική συμπεριφορά.
Τύποι συνδέσεων Αναλόγως του τρόπου, με τον οποίο συνδέονται τα ξύλινα μέλη, διακρίνονται δύο κατηγορίες συνδέσεων: α. οι ξυλουργικές συνδέσεις και β. οι συνδέσεις με μεταλλικούς συνδέσμους. Η χρήση της κόλλας για τη δημιουργία συνδέσεων είναι εξαιρετικά περιορισμένη, καθώς κατά κανόνα αφορά σε δευτερεύουσες χρήσεις. Αν επιλεγεί, αυτή πρέπει να γίνει μόνο σε ελεγχόμενες συνθήκες εργοστασίου. Οι ξυλουργικές συνδέσεις αποτελούν τον αρχαιότερο τρόπο σύνδεσης των ξύλων. Υλοποιούνται με κατάλληλη
διαμόρφωση των άκρων (σπανιότερα ενδιάμεσου σημείου) των ξύλινων μελών, έτσι ώστε η μεταφορά των φορτίων να γίνεται με κατάλληλη αλληλεμπλοκή τους. Για την υλοποίησή τους απαιτείται συνήθως εξειδικευμένη εργασία και κατά κανόνα συνδυάζονται με κάποιο συνδετικό μέσο. Οι συνδέσεις που υλοποιούνται με μεταλλικούς συνδέσμους γνώρισαν μεγάλη ανάπτυξη μετά τη βιομηχανική επανάσταση και σήμερα αντιπροσωπεύουν το μεγαλύτερο μέρος των συνδέσεων. Ανεξάντλητες ως προς την ποικιλία τους, αναλόγως και του είδους του συνδέσμου (σύνδεσμοι τύπου βλήτρου, διατμητικά ενθέματα, ελάσματα, μεταλλικές προσαρμογές κτλ.), χαρακτηρίζονται από εύκολη και συνήθως τυποποιημένη υλοποίηση, που λαμβάνει χώρα είτε στο εργοτάξιο είτε και στο εργοστάσιο. Σε αντίθεση με το συμβατικό δομικό σύστημα, στην ελαφρά κατασκευή και ιδιαίτερα στην ξύλινη οι συνδέσεις συχνά
σχεδιάζονται για μια συγκεκριμένη περίπτωση κατασκευής. Κύρια επιδίωξη είναι τα συνδεόμενα ξύλινα μέλη να μεταφέρουν το φορτίο αμέσως από μέλος σε μέλος και όχι μέσω του συνδετήριου στοιχείου, το οποίο πρέπει απλώς να τα συγκρατεί στη θέση τους.
Επιλογή σύνδεσης Η επιλογή του τύπου για τη σύνδεση δύο μελών είναι μια δημιουργική διαδικασία, που δεν έχει μονοδιάστατη λύση. Η διαμόρφωση των άκρων ενός ξύλινου μέλους για τη δημιουργία μιας σύνδεσης αποτέλεσε τον αρχαιότερο τρόπο σύνδεσης δύο ξύλων μεταξύ τους πολύ πριν από την επινόηση οποιουδήποτε βοηθητικού συνδετικού μέσου και φυσικά οποιασδήποτε κόλλας. Οι διάφοροι τύποι των συνδέσεων αναπτύχθηκαν με την πάροδο του χρόνου, τυποποιήθηκαν και παγιώθηκαν με βάση την εμπειρία και τη διαρκή εξέλιξη, η δε ποικιλία και η πολυπλοκότητά τους αντανακλά την τεχνολογική στάθμη κάθε • 67
ΞΥΛΙΝΗ ΣΤΕΓΗ
ΖΕΥΚΤΟ ΔΙΑΜΟΡΦΩΜΕΝΟ ΚΑΤΑ ΤΟΝ ΕΥΡΩΚΩΔΙΚΑ 5
+9.60
Λ6
Λ1
Ξ.Σ. 150 Χ 150.
+7.75
Ξ.Δ. 150 Χ 200.
Ξ.Δ. 100 Χ 100.
150. 100 Χ Ξ.Δ.
Ξ.Δ . 10 0Χ
Κόντρα πλακέ, πάχους 2,5 cm.
Ξ.Δ. 100 Χ 200.
100 .
Λ3
Λ6 0Χ . 10 Ξ.Δ
. 100
Ξ.Δ. 100 Χ 100.
Ξ.Δ. 100 Χ 100.
Λ2
Ξ.Δ. 60 Χ 200.
Ξ.Δ. 100
Λ4
Πέτσωμα.
. Ν.Ξ.Δ150 100 Χ
3 Βλήτρα Μ14. Μεταλλική γωνία.
2 Ν.Ξ.Δ. 60 Χ 200
2 κοχλίες Μ10 ανά πλευρά.
Κόντρα πλακέ, πάχους 2,5 cm, καρφωμένο στο κάτω πλέγμα της στέγης.
Λεπτομέρεια Λ1
2 βλήτρα Μ14. 2 βλήτρα Μ14. Πέτσωμα πάχους 2 cm.
L100 Χ 6. 2 κοχλίες Μ10 ανά πλευρά.
Λεπτομέρεια Λ2
82 • ΤΟ ΞΥΛΟ ΣΤΑ ΚΤΙΡΙΑ
2 βλήτρα Μ14.
Χ 15 0.
Λ5
Ν.Ξ.Δ. 100 Χ 150.
ΖΕΥΚΤΟ ΔΙΑΜΟΡΦΩΜΕΝΟ ΚΑΤΑ ΤΟΝ ΕΥΡΩΚΩΔΙΚΑ 5
100 Ν.Ξ.Δ Χ1 . 00.
2 βλήτρα Μ14.
2 βλήτρα Μ14.
.Δ. . Ν.Ξ Χ 100 0 10
2 Ν.Ξ.Δ. 60 Χ 200.
Λεπτομέρεια Λ3
Ν.Ξ.Δ. 100 Χ 100.
Κόντρα πλακέ, πάχους 2,5 cm, καρφωμένο στο κάτω πλέγμα της στέγης.
2 βλήτρα Μ16.
2 βλήτρα Μ14.
Ν.Ξ.Δ. 60 Χ 200.
Ν.Ξ.Δ. 60 Χ 200.
2 Ν.Ξ.Δ. 60 Χ 200.
Κόντρα πλακέ, πάχους 2,5 cm, καρφωμένο στο κάτω πλέγμα της στέγης.
2 βλήτρα Μ14.
Τομή ενός ζευκτού από πραγματική μελέτη. Παρότι αυτό εκ πρώτης όψης μοιάζει με παραδοσιακό, προσεκτικότερη παρατήρηση αποκαλύπτει, εκτός του ότι ο ελκυστήρας είναι διμελής, τα εξής: α. Πλην του ορθοστάτη, υφίστανται δύο ακόμη κατακόρυφα μέλη. β. Η σύνδεση του ελκυστήρα με τα τρία κατακόρυφα μέλη είναι ολόσωμη και επιτρέπει τη μεταβίβαση δυνάμεων όχι μόνο από τον ελκυστήρα, αλλά και προς αυτόν. γ. Εκτός από τις δύο ακραίες στηρίξεις, υπάρχει και ενδιάμεση, στην προέκταση του αριστερού κατακόρυφου μέλους. δ. Υπάρχει προέκταση των αμειβόντων ένθεν και ένθεν προς τα έξω, πέραν του ορίου του ελκυστήρα. Αυτή η διαμόρφωση είναι ιδιαίτερα πρακτική σε περιπτώσεις, κατά τις οποίες προβλέπεται η κατασκευή ενός μικρού στεγάστρου για την προστασία του υποκείμενου τοίχου από τη βροχή. Τίποτε από τα (α)-(δ) δεν θα μπορούσε να έχει σχεδιαστεί μ' αυτόν τον τρόπο στην περίπτωση παραδοσιακής διαμόρφωσης του ζευκτού. Πηγή: Άρθρο "Ξύλινη στέγη, νέες συνδέσεις με βάση τον Ευρωκώδικα 5", του Mανόλη Βουγιούκα, λέκτορα Σχολής Πολιτικών Μηχανικών Ε.Μ.Π., ΚΤΙΡΙΟ, τεύχος 2, σελ. 69, 2014.
Κόντρα πλακέ, πάχους 2,5 cm.
Λεπτομέρεια Λ4
ΤΟΜΗ Λ4-1
Ν.Ξ.Δ . 100
Ξύλινο παρέμβλημα (τάκος).
Χ 15 0.
5Μ20(8.8). Η σύνδεση γίνεται με χωνευτό έλασμα 15 mm. Μεταλλική γωνία 150 X 100 X10. Πέτσωμα πάχους 2 cm.
3 βλήτρα Μ14. Ν.Ξ.Δ. 60 Χ 200.
. Ν.Ξ.Δ150. Χ 100
4 Μ16. 2 Ν.Ξ.Δ. 60 Χ 200.
2 βλήτρα Μ14. Ν.Ξ .Δ. 100 Χ
4Φ14κ.
Λεπτομέρεια Λ5
ΣΦ8/12. 1Φ14κ.
Χημικά αγκύρια Μ16.
2 βλήτρα Μ14.
100 .
4Φ14κ. Ν.Ξ.Δ. 100 Χ 100.
Κόντρα πλακέ, πάχους 2,5 cm, καρφωμένο στο κάτω πλέγμα της στέγης.
Λεπτομέρεια Λ6
• 83
ΞΥΛΙΝΕΣ ΕΠΕΝΔΥΣΕΙΣ ΟΨΕΩΝ
4
4 Το ξύλο συνάδει με τις αρχές του αειφορικού σχεδιασμού, καθώς προωθεί τη σύνδεση των ανθρώπων με τη φύση, με θετική επίδραση στην ψυχική υγεία και στην ευεξία τους. Κέντρο υγείας και ευεξίας του ιδρύματος "Thistle" στο Εδιμβούργο. Έργο των 3DReid. © Cadzow - Pelosi. 5 Για να επιτευχθεί η μακροχρόνια ανθεκτικότητα της ξύλινης επένδυσης, θα πρέπει να επιλεχθεί ξυλεία μεγάλης φυσικής αντοχής ή ξυλεία μέτριας αντοχής, που να έχει τροποποιηθεί θερμικά για αύξηση της αντοχής της. Κτίριο γραφείων στην Τεχεράνη από τους LP2 Architecture Studio. © Parham Taghioff.
90 • ΤΟ ΞΥΛΟ ΣΤΑ ΚΤΙΡΙΑ
5
λεπτά φύλλα ξύλου (ξυλόφυλλα), συγκολλημένα κάτω από υψηλή θερμοκρασία και πίεση με ισχυρές φαινολικές κόλλες κατά τρόπο που τα "νερά" κάθε φύλλου να είναι κάθετα προς την κατεύθυνση των νερών του επόμενου. Παρουσιάζει μεγάλη αντοχή σε ραγαδώσεις, κυρτώσεις και λοιπές παραμορφώσεις σε συνδυασμό με αρκετά μικρότερο κόστος και συγκριτικά με το συμπαγές ξύλο. Επενδύσεις σύνθετης ξυλείας Η σύνθετη ξυλεία αποτελεί την πιο διαδεδομένη επιλογή κατασκευής εξωτερικών επενδύσεων χάρη στη μεγάλη αντοχή της που ξεπερνάει σε πολλές περιπτώσεις την αντοχή της μασίφ ξυλείας αλλά και στην εμφάνισή της που δεν υστερεί σε τίποτα σε σχέση με το φυσικό ξύλο. Η πρώτη ύλη της σύνθετης ξυλείας είναι μικρά κομμάτια ξύλου, τα οποία αφού υποστούν ειδική επεξεργασία ξήρανσης, συγκολλώνται, σχηματίζοντας πετάσματα πάχους 20 - 40 mm και μήκους μέχρι και 30 m. Ανάλογα με την επιθυμητή διατομή του τελικού προϊόντος, συγκολλάται επάλληλα η κατάλληλη ποσότητα πετασμάτων σε πρέσα υψηλής πίεσης και
θερμότητας με κόλλες υψηλής αντοχής. Τα σύνθετα προϊόντα για την επένδυση προσόψεων διαφέρουν ανάλογα με τη δομή του πυρήνα. Πέρα από τη μεγάλη αντοχή, το σύνθετο ξύλο έχει μεγάλη ελαστικότητα, με αποτέλεσμα να απορροφάει δονήσεις που προκαλούν ραγαδώσεις ή θραύσεις, ενώ παρουσιάζει εξαιρετική αντοχή σε καταπονήσεις υπό επαναλαμβανόμενη φόρτιση. Ακόμη, παρέχουν μεγάλη ευελιξία και σταθερότητα διαστάσεων, αλλά και δυνατότητα κατασκευής στοιχείων σύνθετης γεωμετρίας, π.χ. καμπυλόμορφων. Επιπλέον, λόγω της επεξεργασίας που έχουν υποστεί, έχουν αυξημένη αντοχή σε περιβαλλοντικούς παράγοντες, όπως π.χ. απότομες μεταβολές θερμοκρασίας και σχετικής υγρασίας του αέρα. Επενδύσεις με πετάσματα θερμοσκληρυνόμενης ρητίνης Πρόκειται για σύγχρονα προϊόντα, τα οποία βασίζονται στη χρήση ρητίνης, που ενισχύεται με ομογενή τρόπο με φυσικές ίνες ξύλου και κατασκευάζονται κάτω από υψηλή πίεση και θερμοκρασία (160οC - 260οC). Στο τελείωμά τους τοποθετείται φυσικός καπλαμάς, που έχει εμποτιστεί με συνθετικές ρητίνες
6
και φέρει θερμοπλαστική επίστρωση PVDF (polyvinylidene fluoride). Τα πετάσματα θερμοσκληρυμένης ρητίνης είναι εξαιρετικά ανθεκτικά σε μηχανικά και θερμικά φορτία. Παρουσιάζουν υψηλή διαστασιολογική σταθερότητα και μεγάλη αντοχή σε ακραίες καιρικές συνθήκες, υγρασία και υπεριώδη ακτινοβολία. Η τελική επίστρωση φράσσει τους πόρους του υλικού, καθιστώντας το αυτοκαθαριζόμενο και εξασφαλίζει την εύκολη απομάκρυνση βαφών και τοιχογραφημάτων. Τέλος, όλα τα υλικά που χρησιμοποιούνται είναι ανακυκλώσιμα και δεν περιέχουν διαλύτες και βαρέα μέταλλα. Επενδύσεις με τροποποιημένη ή βελτιωμένη ξυλεία Πρόκειται για συμπαγή (μασίφ) ξυλεία, που έχει τροποποιηθεί είτε θερμικά είτε χημικά για βελτίωση των ιδιοτήτων της. Κυρίαρχα εδώ είναι τα πετάσματα τύπου thermowood, τα οποία αποτελούνται συνήθως από ξυλεία ερυθρελάτης ή πεύκου που έχει θερμικά τροποποιηθεί στους 170οC - 200 οC και έχει ένα σκούρο καφετί χρώμα. Λέγεται θερμικά τροποποιημένη ξυλεία (thermally modified wood) και έχει
καλή αντοχή. Υπάρχουν επίσης στην αγορά τα χημικά τροποποιημένα πετάσματα ξύλου, που παρουσιάζουν πολύ μικρότερη ρίκνωση και διόγκωση, μεγαλύτερη σταθερότητα στις συνθήκες περιβάλλοντος, μεγάλη διάρκεια ζωής, ενώ έχουν ελάχιστες απαιτήσεις συντήρησης και υψηλή αντοχή στους μύκητες και στα έντομα. Στο εμπόριο σήμερα υπάρχουν οικολογικά προϊόντα, όπως η τροποποιημένη ξυλεία Kebony ®, που χρησιμοποιεί ως πρώτη ύλη ξυλείας από πεύκο και σφενδάμι. Η ξυλεία εμποτίζεται με φυσικό τρόπο, χωρίς τοξικές ουσίες, αποδίδοντας σκουρόχρωμη καφέ ξυλεία, εξαιρετικής αντοχής, αντίστοιχης με της τροπικής ξυλείας. Το ίδιο εξαιρετική με την Kebony® είναι επίσης και η τροποποιημένη ξυλεία Accoya®, που λέγεται και ακετυλιωμένη ξυλεία και παράγεται στην Ολλανδία, βάφεται σε ποικίλα χρώματα και έχει πάρα πολύ μεγάλη διάρκεια ζωής και πολύ υψηλή ανθεκτικότητα σε εξωτερικές επενδύσεις κτιρίων. Επιπροσθέτως, ένας άλλος τύπος ξυλώδους υλικού, που κυκλοφορεί στην παγκόσμια αγορά είναι το Weathertex®, ένα πεπιεσμένο ινώδες
7
6 Εάν η εφαρμογή έχει μεγάλες απαιτήσεις πυρασφάλειας, συνιστάται η επιλογή ξυλείας που έχει εμποτιστεί εργοστασιακά με πιστοποιημένες αντιπυρικές ενώσεις (fire retardants). Ξύλινη επένδυση με σταθερά και κινητά στοιχεία σε εκπαιδευτικό κτίριο. Έργο των Fosters and Partners στο Ηνωμένο Βασίλειο. ©Nigel Young. 7 Η μορφολογία της ξύλινης επένδυσης, το είδος της ξυλείας και η μέθοδος επεξεργασίας της επηρεάζουν τόσο την αντοχή, όσο και την αισθητική της ξύλινης επένδυσης. Εξοχική κατοικία στο Λος Άντζελες, Blue Truck Studio. ©Gregg Segal.
• 91
ΞΥΛΙΝΑ ΚΟΥΦΩΜΑΤΑ
ΣΥΓΚΡΙΤΙΚΟΣ ΠΙΝΑΚΑΣ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΩΝ ΔΙΑΦΟΡΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ ΚΟΥΦΩΜΑΤΩΝ Χαρακτηριστικά
Ξύλινα
Αλουμίνιο Ξύλο
Ξύλο Βινύλιο
Συνθετικά
Αλουμινίου χωρίς θερμοδιακοπή
Αλουμινίου με θερμοδιακοπή
Ενεργειακή απόδοση
Πολύ καλή
Καλή
Πολύ καλή
Πολύ καλή
Κακή
Πολύ καλή
Κόστος
Υψηλό
Υψηλό
Υψηλό
Μέτριο
Χαμηλό
Υψηλό
Ανάγκη για συντήρηση
Υψηλή
Αρκετή
Αρκετή
Χαμηλή
Χαμηλή
Χαμηλή
Ανθεκτικότητα σε συνήθεις συνθήκες (μη διαβρωτικά περιβάλλοντα)
Ικανοποιητική
Καλή
Καλή
Καλή
Πολύ καλή
Πολύ καλή
Αντοχή σε μηχανικά φορτία
Καλή
Πολύ καλή
Καλή
Ικανοποιητική
Πολύ καλή
Πολύ καλή
Επιλογή χρωμάτων
Πολύ καλή
Καλή
Μέτρια
Ικανοποιητική
Καλή
Καλή
ΘΕΡΜΟΜΟΝΩΤΙΚΕΣ ΙΔΙΟΤΗΤΕΣ ΥΑΛΟΠΙΝΑΚΩΝ ΣΥΜΦΩΝΑ ΜΕ ΤΙΣ Τ.Ο.Τ.Ε.Ε. 1 ΚΑΙ 2 ΤΟΥ 2017 ΤΟΥ Κ.Εν.Α.Κ. Συντελεστής θερμοπερατότητας (W/(m²·K))*
Τύπος υαλοπίνακα Δίδυμος υαλοπίνακας με διάκενο με αέρα 12 mm.
2,80
Δίδυμος υαλοπίνακας με διάκενο με αέρα 8 mm με επίστρωση και συντελεστή εκπομπής ε=0,05.
2,10
Δίδυμος υαλοπίνακας με διάκενο με αργό 8 mm με επίστρωση και συντελεστή εκπομπής ε=0,10.
1,90
Τρίδυμος υαλοπίνακας με δύο διάκενα με αέρα των 8 mm έκαστο, χωρίς επίστρωση χαμηλής εκπομπής.
2,10
Τρίδυμος υαλοπίνακας με δύο διάκενα με αέρα των 8 mm έκαστο με επίστρωση και συντελεστή εκπομπής των δύο φύλλων ε=0,10.
1,40
Τρίδυμος υαλοπίνακας με διάκενο με κρυπτό 12 mm και με επίστρωση χαμηλής εκπομπής ε=0,05.
0,50
*Οι τιμές μεταβάλλονται ανάλογα με το πάχος του υαλοπίνακα, το πλάτος του διακένου και την εταιρεία παραγωγής.
4 Διατομή ξύλινου συρόμενου κουφώματος με δίδυμο υαλοπίνακα. 5 Οι δίδυμοι και τρίδυμοι υαλοπίνακες αυξάνουν τη θερμική προστασία, ενώ η τοποθέτηση προφίλ αλουμινίου εξωτερικά βελτιώνει την ανθεκτικότητα στις καιρικές συνθήκες. 6 Σύνθετο κούφωμα ξύλου αλουμινίου. Οι οπές στη διατομή αλουμινίου οδηγούν το νερό μακριά από το κούφωμα.
104 • ΤΟ ΞΥΛΟ ΣΤΑ ΚΤΙΡΙΑ
κουφώματος, που είναι μεταλλικοί, τοποθετούνται τελευταίοι μετά το πρώτο χέρι βαφής, εάν τα πλαίσια δεν είναι προβαμμένα, ώστε να μπορούν να προσαρμοστούν με ακρίβεια στο κούφωμα, όπως τελικά τοποθετήθηκε. Τα ξύλινα κουφώματα συναντώνται στην Ελλάδα κυρίως στην ανοιγοανακλινόμενη μορφή τους, υπάρχει όμως η δυνατότητα να στρέφονται περί κατακόρυφο ή οριζόντιο άξονα στο μέσο των πλευρών τους. Επίσης, μπορούν να κατασκευαστούν επάλληλα συρόμενα με κατακόρυφη κίνηση ή προβαλλόμενα προς τα έξω, επιτρέποντας τον εύκολο καθαρισμό και της εξωτερικής επιφάνειας χωρίς να παρεμποδίζονται τα εσωτερικά συστήματα σκίασης ή οι κουρτίνες. Συρόμενα συστήματα μεγάλης διατομής ή πτυχωτές κατασκευές
χρησιμοποιούνται για την κάλυψη μεγάλων ανοιγμάτων.
Είδη πλαισίων κουφωμάτων Το ξύλο αποτελεί ιδανικό υλικό για παραδοσιακές κατοικίες, προσφέροντας ανθεκτικότητα, πολύ καλή θερμομονωτική και ηχομονωτική ικανότητα και υψηλή αισθητική. Η υψηλή τιμή και η απαίτηση για αυξημένες εργασίες συντήρησης δρουν, ωστόσο, αρνητικά στην επιλογή του. Στην αγορά διατίθεται επίσης ένα πλήθος συστημάτων για κουφώματα με βάση το ξύλο. Ο συνδυασμός διατομών ξύλου με μεταλλικές διατομές προσδίδει διαφορετική αισθητική και ιδιότητες στον εσωτερικό και εξωτερικό χώρο. Αποτελεί μια συχνή επιλογή στην τεχνολογία των κουφωμάτων,
ειδικότερα στην περίπτωση κάλυψης μεγάλων ανοιγμάτων. Το ξύλο τοποθετείται στην εσωτερική πλευρά, εξασφαλίζοντας την αίσθηση ζεστασιάς, ενώ στην εξωτερική πλευρά τοποθετείται το αλουμίνιο, που προσδίδει μεγαλύτερη ανθεκτικότητα στους ατμοσφαιρικούς παράγοντες και μειώνει τις απαιτούμενες εργασίες συντήρησης. Στην αγορά διατίθενται επίσης συστήματα, στα οποία το κούφωμα είναι κατά βάση ξύλινο και εξωτερικά τοποθετείται ένα προφίλ αλουμινίου ή συνθετικού υλικού, προκειμένου να απορρέουν τα νερά της βροχής πιο γρήγορα και να μην συγκεντρώνονται επάνω στην ξύλινη επιφάνεια επιταχύνοντας τη φθορά τους. Επίσης διατομές αλουμινίου με θερμοδιακοπή χρησιμοποιούνται σε ξύλινα κουφώματα και ως κατωκάσι. Τα στοιχεία αλουμινίου μπορούν να αντικατασταθούν, εφόσον το επιθυμεί ο χρήστης, αλλά γενικώς δεν χρειάζονται αλλαγή για περισσότερο από 30 χρόνια. Τα υβριδικά πλαίσια από βινύλιο και ξύλο είναι μία νέα τεχνολογία, που προσφέρει στο κούφωμα εξαιρετικά ενεργειακά χαρακτηριστικά, μεγάλη αντοχή και ανθεκτικότητα, όπως επίσης και τη δυνατότητα βαφής. Για την παραγωγή τους μπορούν να χρησιμοποιηθούν και προϊόντα ανακύκλωσης ξύλου ή βινυλίου. Μολονότι αυτά τα πλαίσια διαθέτουν ελάχιστη ποσότητα βινυλίου, το πρόβλημα των περιβαλλοντικών επιπτώσεων από την παραγωγή τοξινών, συμπεριλαμβανομένης και της διοξίνης, εξακολουθεί να παραμένει και αποτελεί μειονέκτημα στην αειφορική τους αξία. Στις νέες τεχνολογίες ξύλινων κουφωμάτων, που έχουν εμφανιστεί στη διεθνή αγορά ανήκουν τα υβριδικά πλαίσια ινοπλισμένου γυαλιού - ξύλου, τα υβριδικά πλαίσια χαλκού - ξύλου και τα πλαίσια από ξύλο με πυρήνα από συμπαγή ανακυκλωμένο αφρό με υψηλές θερμομονωτικές ιδιότητες, αντοχή και ανθεκτικότητα.
4
5 6
Τύποι υαλοπινάκων Τα ξύλινα κουφώματα δέχονται όλους τους τύπους των σύγχρονων υαλοπινάκων με τα βελτιωμένα ενεργειακά χαρακτηριστικά, στους οποίους μπορούν να ενσωματωθούν διακοσμητικά καΐτια, δημιουργώντας καρέ ή άλλα σχέδια στην όψη. Εκτός από το συντελεστή θερμοπερατότητας των υαλοπινάκων (Ug) θα πρέπει κατά την επιλογή τους να λαμβάνεται υπόψη • 105
ΞΥΛΙΝΑ ΔΑΠΕΔΑ ΕΣΩΤΕΡΙΚΩΝ ΧΩΡΩΝ
26
27
26 Εκτός από τις εξαιρετικές μηχανικές ιδιότητες, η δρυς, ανάλογα με τον τρόπο πρίσης εμφανίζει και ιδιαίτερη σχεδίαση ("χρυσαλίδα"). 27 Η δρυς αντιπροσωπεύει περίπου το 75% της κατανάλωσης παρκέ στην Ευρώπη.
124 • ΤΟ ΞΥΛΟ ΣΤΑ ΚΤΙΡΙΑ
είναι απόλυτα βέβαιος για το ξύλο που θα αγοράσει. Στην αγορά (και όχι μόνο των ξύλινων δαπέδων) διατίθενται ξύλα με ονομασίες ανακριβείς, που μπορεί μεν να είναι κατάλληλα για τη συγκεκριμένη χρήση, αλλά δεν είναι ακριβώς το επιζητούμενο είδος. Για παράδειγμα, κυκλοφορεί ξυλεία με τις ονομασίες tasmanian oak, brazilian oak ή african walnut, παρότι στις συγκεκριμένες περιοχές του πλανήτη δεν υπάρχουν είδη δρυός (oak) ή καρυδιάς (walnut). Η αναγραφή άλλωστε της βοτανικής ονομασίας επιβάλλεται πλέον και από ευρωπαϊκούς κανονισμούς. Όπως ήδη αναφέρθηκε, η δρυς παραμένει για την ευρωπαϊκή αγορά το σημαντικότερο είδος ξύλου για δάπεδα εσωτερικών χώρων και ακολουθούν άλλα είδη, όπως το σφενδάμι, η οξιά, η καστανιά, ο φράξος κ.ά. Επίσης, τα τροπικά είδη ήταν πάντα σε εφαρμογή σε δάπεδα στη χώρα μας. Αντιθέτως, τα κωνοφόρα είδη τοποθετούνται πλέον πιο σπάνια, επειδή είναι πιο μαλακά και αυτό συμβαίνει περισσότερο σε ταβανοπατώματα, στα οποία επιζητούνται πολύ μεγαλύτερα μήκη.
Χρησιμοποιούμενα είδη ξύλου Τα παρακάτω τέσσερα είδη ξύλου μπορούν να αποτελέσουν μια κατηγορία, ως προς τη συχνότητα που απαντώνται στα δάπεδα, όπως είναι τα τροπικά και τα κωνοφόρα είδη που αναφέρονται πιο κάτω. • Ευρωπαϊκή και αμερικανική δρυς (oak, Quercus sp.) Η δρυς είναι ένα είδος που χαρακτηρίζει παγκόσμια την αγορά του ξύλινου δαπέδου. Αντιπροσωπεύει περίπου το 75% της κατανάλωσης παρκέ στην Ευρώπη. Αυτό φυσικά δεν είναι τυχαίο και δεν οφείλεται μόνο στη μεγάλη έκταση που καταλαμβάνουν τα δρυοδάση στο βόρειο ημισφαίριο. Η δρυς, εκτός από τις εξαιρετικές μηχανικές ιδιότητες εμφανίζει –ανάλογα με τον τρόπο πρίσης– και ιδιαίτερη σχεδίαση γνωστή και ως "χρυσαλίδα", που από πολλούς χρήστες εκτιμάται ιδιαίτερα. • Καστανιά (chestnut, Castanea sativa) Η καστανιά δίνει ξυλεία κατάλληλη για εξωτερικές χρήσεις αλλά και για δαπεδοστρώσεις. Πρόκειται για ξύλο
σταθερό, απαλό και με μέτριες μηχανικές ιδιότητες, που είναι όμως σχεδόν απρόσβλητο από έντομα και μύκητες. Η μηχανική αντοχή του ξύλου της καστανιάς είναι μικρότερη από την αντίστοιχη της δρυός, παρουσιάζει όμως μεγαλύτερη σταθερότητα στις διαστάσεις. Από πλευράς χρώματος το εγκάρδιό της έχει καστανή απόχρωση, όμοια με το χρώμα της δρυός, το δε σομφό ξύλο έχει ανοιχτό καστανό χρώμα. • Οξιά (beech, Fagus silvatica). Είδος κυρίως της ανατολικής και κεντρικής Ευρώπης με χρώμα ξύλου λευκό ή υπόλευκο με ρόδινες ανταύγειες, που σκουραίνει με την επίδραση του φωτός προς το κοκκινωπό ή το καφέ. Χρωματίζεται εύκολα. Έχει ικανοποιητική σκληρότητα, δεν χρησιμοποιείται, ωστόσο, εύκολα για ξυλεία πατωμάτων, διότι δεν έχει μεγάλη σταθερότητα διαστάσεων στις μεταβολές της υγρασίας. • Φράξος Ευρώπης (δεσποτάκι, φράξινος, μέλιος, μέλιο, μελία, Fraxinus excelsior). Το ξύλο δεν έχει τη φυσική διάρκεια της δρυός αλλά παραμένει ένα πολύ καλό είδος ξύλου, έχει εξαιρετικά νερά με χρώμα κρεμ προς ανοικτό κιτρινωπό καφέ. Τα τροπικά είδη ξύλου που χρησιμοποιούνται στα δάπεδα παρουσιάζουν μαζί με τον πλούτο των αποχρώσεών τους και σημαντικά τεχνικά πλεονεκτήματα και αντοχές, που τα κάνουν ιδιαίτερα αγαπητά στους αρχιτέκτονες εσωτερικών χώρων και στους διακοσμητές. Λόγω υπερβολικής χρήσης και κάτω από την πίεση της οικολογικής ευαισθησίας έχουν τεθεί από τις κυβερνήσεις ευρωπαϊκών κρατών αυστηροί έλεγχοι και περιορισμοί στην εισαγωγή και κατανάλωση τροπικής ξυλείας από τη λατινική Αμερική και την κεντρική και δυτική Αφρική. Δάπεδα με τροπικά ξύλα σε μεγάλες επιφάνειες τοποθετούνται σε χώρους με έντονη χρήση (εσωτερικούς και εξωτερικούς χώρους) χάρη στη μεγάλη πυκνότητά τους και στην σκληρότητά τους. Προϋπόθεση για χρήση παρόμοιων ξύλων είναι να έχουν ξηραθεί τεχνητά, ώστε να είναι απαλλαγμένα από ξυλοφάγα έντομα που πολλές φορές υπάρχουν στα τροπικά είδη. Μια δεύτερη προϋπόθεση είναι ότι πρέπει να προέρχονται κυρίως από το εγκάρδιο τμήμα του κορμού.
28
• Wenge (βένγκε, Μilletia laurentii) Ξύλο της Αφρικής (Καμερούν, Λ.Δ. Κονγκό) με μαύρα "νερά", που γίνεται γκρίζο στο φως και σκουραίνει στον αέρα. Το εγκάρδιο ξύλο έχει χρώµα σκούρο καφετί, συνήθως µαύρο και διαθέτει λεπτές, ιδιαίτερα χωρισμένες κατά διαστήµατα, σκοτεινές φλέβες και άσπρες γραµµές. Είναι το πιο ανθεκτικό ξύλο που χρησιμοποιείται στα δάπεδα, εξαιρετικά σκληρό και απρόσβλητο από έντομα και μύκητες. • Iroko (ιρόκο, Chlorophora excelsa) Είδος από την Κεντρική Αφρική πολύ προσφιλές για πατώματα, σε χρώματα σταχτοκίτρινο και καφεκόκκινο σε διάφορες αποχρώσεις, ανάλογα με την περιοχή. Εμφανίζει πυκνότητα μικρότερη από άλλων τροπικών ειδών αλλά έχει ικανοποιητική αντοχή σε μύκητες και έντομα. Σκουραίνει γρήγορα στο φως και προσωρινά δημιουργεί σημάδια σκιάς από χαλιά, έπιπλα κτλ. Με το τρίψιμο ανακτά το φυσικό του χρώμα. • Doussie (ντουσιέ, Afzelia africana) Είδος επίσης προερχόμενο από την
28 Ξύλο της Αφρικής με μαύρα νερά, το wenge είναι το πιο ανθεκτικό ξύλο που χρησιμοποιείται στα δάπεδα, εξαιρετικά σκληρό και απρόσβλητο από έντομα και μύκητες.
• 125
ΞΥΛΙΝΕΣ ΣΚΑΛΕΣ
3 Για την κατασκευή των ξύλινων κλιμάκων επιλέγεται σκληρή, συμπαγής και υγιής ξυλεία, όπως, δρυός, καστανιάς, οξιάς, καρυδιάς και τροπικών ειδών, όπως ιρόκο και τικ. Ξύλινη σκάλα εσωτερικού χώρου από τικ. 4 Τόσο η συμπαγής ξυλεία, όσο και τα προϊόντα ξύλου που θα επιλεχθούν θα πρέπει να είναι ποιοτικά, πιστοποιημένα, με υψηλή μηχανική αντοχή και κατάλληλα για το είδος και το χώρο εφαρμογής. Κατοικία στην Ανάβυσσο, Whitebox Architects. © George Fakaros. 3
148 • ΤΟ ΞΥΛΟ ΣΤΑ ΚΤΙΡΙΑ
• Βήμα ανάβασης και κλίση σκάλας. Προσδιορίζεται από τη σχέση του ύψους (υ) προς το πλάτος (π) που έχει η βαθμίδα. Σε συνδυασμό με το ύψος κάθε βαθμίδας και το συνολικό αριθμό σκαλοπατιών που απαιτούνται για μετάβαση μεταξύ δύο επιπέδων καθορίζει και την κλίση της σκάλας, που ποικίλλει ανάλογα με το σκοπό που εξυπηρετεί. Σε κάθε περίπτωση η σχέση ύψους - πλάτους πρέπει να είναι σταθερή σε όλες τις βαθμίδες της ίδιας σκάλας ή σε επάλληλες σκάλες κλιμακοστασίου, καθώς ο χρήστης προσαρμόζεται σε ένα συγκεκριμένο ρυθμό, η διατάραξη του οποίου είναι επικίνδυνη. Αν και δεν υπάρχει κάποια ακριβής μαθηματική σχέση που να προσδιορίζει τις διαστάσεις του ύψους και του πλάτους μιας βαθμίδας, έχει επικρατήσει ο κανόνας 2υ + π = 63 cm (με επιτρεπόμενη απόκλιση ±2), όπου τα 63 cm αντιστοιχούν στο μέσο βήμα ενός ενήλικου ατόμου σε οριζόντιο επίπεδο. Από τον ίδιο τύπο προκύπτει πως σ' ένα φυσιολογικό βήμα ανάβασης η σχέση ύψους προς πλάτος (υ:π) πρέπει να είναι περίπου: 1:2. 4
Παράλληλα το Ινστιτούτο Max-Plank, στo πλαίσιο σχετικής έρευνας προσδιόρισε τον κανόνα άνεσης στην ανάβαση, που καθορίζει την κλίση της σκάλας και ανταποκρίνεται περισσότερο στις ανθρώπινες δυνατότητες: π - υ = 12 cm (με απόκλιση ±1). Για την ασφάλεια καθόδου ισχύει επιπλέον ο κανόνας π + υ = 46 cm (με απόκλιση ±1). Τηρώντας αυτούς τους κανόνες, η ανάβαση μπορεί να γίνει με τη μικρότερη δυνατή προσπάθεια και η κατάβαση με τη μεγαλύτερη δυνατή ασφάλεια και ισορροπία. Είναι δυνατόν να γίνει κάποια υπέρβαση, αν υπάρχουν περιορισμοί στο χώρο, προσπαθώντας όμως, όσο γίνεται περισσότερο να τηρηθεί η βασική σχέση. Σε γενικές γραμμές, θα πρέπει να αποφεύγονται ύψη ριχτιού μεγαλύτερα από 18,50 cm και πατήματα μικρότερα από 28,00 cm. Σύμφωνα με έρευνα η ιδανική αναλογία είναι 17/29 cm. • Πλάτος σκάλας. Το πλάτος ενός κλιμακοστασίου καθορίζεται από το φόρτο, την άνεση των χρηστών και την ανάγκη για χειρολισθήρα. Ως
πραγματικό πλάτος πρέπει να θεωρείται αυτό που μένει ελεύθερο μεταξύ τελειωμένης επιφάνειας του τοίχου του κλιμακοστασίου και εσωτερικής επιφάνειας του στηθαίου ή μεταξύ των δυο στηθαίων, όταν ο κλάδος αναπτύσσεται ελεύθερα στο χώρο. Το πλάτος της σκάλας υπολογίζεται με βάση τον αριθμό των ατόμων που προβλέπεται να κινούνται ταυτοχρόνως επάνω της, καθώς επίσης και με βάση το φορτίο κυκλοφορίας που δέχεται το κτίριο και τη συνολική ωφέλιμη επιφάνεια κάτοψης που εξυπηρετεί. Αναλυτικότερα, τα ελάχιστα πλάτη με βάση τον Κτιριοδομικό Κανονισμό έχουν καθιερωθεί ως εξής: – 0,90 m για κατοικίες (έως δύο ορόφους). – 1,20 m για κατοικίες (άνω των τριών ορόφων). – 0,60 m για εξωτερικές σκάλες υπηρεσίας (έως δύο ορόφους). – 0,70 m για εσωτερικές σκάλες υπηρεσίας (άνω των τριών ορόφων). – 1,30 m για εκκλησίες, σχολεία, νοσοκομεία, γραφεία.
– 2,00 m για θέατρα, κινηματογράφους, χώρους συνάθροισης κοινού. • Μήκος σκάλας. Το μήκος μιας σκάλας καθορίζεται από το άθροισμα των πατημάτων και των πλατύσκαλων. Κάθε ευθύγραμμος κλάδος της σκάλας καλό είναι να μην έχει παραπάνω από 16 (μέγιστο 18) συνεχόμενα σκαλοπάτια. Ακόμη, δεν πρέπει να έχει λιγότερα από 3 σκαλοπάτια, καθώς το ανθρώπινο σώμα δεν προλαβαίνει να προσαρμοστεί στην αλλαγή κατεύθυνσης. Ανάμεσα στα ευθύγραμμα τμήματα παρεμβάλλονται πλατύσκαλα, που διακόπτουν το ρυθμό ανόδου ή επιτρέπουν την αλλαγή κατεύθυνσης. Το πλάτος τους είναι πάντοτε ίδιο με το πλάτος της σκάλας, ενώ το μήκος τους μεταβάλλεται, αρκεί να μην απαιτείται αλλαγή βήματος ανάβασης. Αυτό για να επιτευχθεί, το μήκος πρέπει να είναι πολλαπλάσιο του βήματος ανόδου συν ένα σκαλοπάτι. Η αλλαγή κατεύθυνσης είναι σκόπιμο να γίνεται πάντα με μισά ή τέταρτα πλατύσκαλα, ενώ αλλαγή με ημικυκλική στροφή και σφηνωτά σκαλοπάτια καλό είναι να 5
5 Το πλάτος της σκάλας καθορίζεται από το είδος της χρήσης, με πιο συνηθισμένα πλάτη 0,90 - 1,20 m. © Gilles Trillard. 6 Χειροποίητη ξύλινη σκάλα, που αποτελείται από 630 τεμάχια κόντρα πλακέ, κομμένα σε μηχανή CNC και συναρμολογημένα με το χέρι. Tommy Rand architects. ©Mia Mortensen. 6
• 149
ΠΡΟΣΤΑΣΙΑ & ΣΥΝΤΗΡΗΣΗ ΞΥΛΙΝΩΝ ΚΑΤΑΣΚΕΥΩΝ
12
ακολουθήσει. Το χρώμα πρέπει πρώτα να δοκιμαστεί σε ένα ξύλινο τεμάχιο από το ίδιο είδος, ώστε να ελεγχθεί η τελική απόχρωση και οι απαιτούμενες επαναλήψεις στην επίστρωση. Εφαρμόζονται με πινέλο, σφουγγάρι ή πιστόλι. Σε βιομηχανικές εφαρμογές το πινέλο δεν χρησιμοποιείται, πλην ειδικών σημείων, ενώ η εφαρμογή με πιστόλι απαιτεί διαδοχικά περάσματα σε γωνία 90°. Η χρήση πολυεστερικών βερνικιών κατόπιν ενδέχεται να επιφέρει έναν αποχρωματισμό, οπότε απαιτούνται δοκιμές εκ των προτέρων για την αποφυγή σφαλμάτων.
12 Σύγχρονη μονάδα βαφής με θαλάμους ψεκασμού για βαφή σε υγρή μορφή ή σκόνη. Μετά τη βαφή, τα υγρά χρώματα στεγνώνουν σε φούρνο ή σύστημα ξήρανσης για χρώματα με βάση το νερό. 13 Αυτοματοποιημένη διαδικασία βαφής με ρομπότ.
180 • ΤΟ ΞΥΛΟ ΣΤΑ ΚΤΙΡΙΑ
Αποχρωματισμός του ξύλου Η χρήση ξύλων από διαφορετικούς κορμούς, ξύλων με μεταχρωματισμούς ή η χρήση διαφορετικών υλικών μπορεί ορισμένες φορές να επιφέρει αισθητές διχρωμίες ή τριχρωμίες, οι οποίες δεν είναι εύκολο να διορθωθούν με βαφή. Η λύση σ’ αυτές τις περιπτώσεις είναι ο αποχρωματισμός (λεύκανση) όλων των στοιχείων, τα οποία κατόπιν χρωματίζονται με ενιαίο τρόπο. Ο αποχρωματισμός επιτυγχάνεται με τη χρήση ενός διαλύματος (30% - 50% κατ’ όγκο) υπεροξειδίου του υδρογόνου
σε νερό, εμπορικά γνωστού ως Perhydrol. Στο διάλυμα ενίοτε προστίθεται και αμμωνία (10%) σε νερό. Όσο πυκνότερο είναι το διάλυμα, τόσο πιο έντονη είναι η ταχύτητα και το αποτέλεσμα της λεύκανσης. Η εφαρμογή γίνεται σε επαναλήψεις με σφουγγάρι, με τον απαραίτητο εξοπλισμό ασφαλείας (βιομηχανικά γάντια, μάσκα φίλτρων οργανικών διαλυτών και καλός εξαερισμός) λόγω της δραστικότητας των αντιδραστηρίων, έως ότου επέλθει το επιθυμητό επίπεδο λεύκανσης. Με το πέρας της διαδικασίας η επιφάνεια ξεπλένεται, ώστε να απομακρυνθεί το πλεονάζον λευκαντικό διάλυμα και παραμένει να στεγνώσει καλά, ώστε να διασπαστεί το υπεροξείδιο. Διαφορετικά, μπορεί να προκληθεί σφάλμα (κακή πρόσφυση ή ασπρίσματα) κατά την εφαρμογή του τελικού βερνικιού. Βερνίκια εμποτισμού Σήμερα διατίθενται ευρέως στο εμπόριο και τα λεγόμενα "βερνίκια εμποτισμού" ή "λαζούρες", τα οποία αποτελούν διαφανείς επικαλύψεις αλλά εμπεριέχουν και χρωστική ουσία, ενώ είναι δυνατόν να συνδυάζονται με συντηρητικό ξύλου ίδιου διαλύτη, βελτιώνοντας έτσι την προστασία της επιφάνειας
13
του ξύλου από βιολογικούς παράγοντες ή την υπεριώδη ακτινοβολία. Το βασικό τους πλεονέκτημα είναι ότι εισχωρούν σε βάθος χωρίς να δημιουργούν εξωτερικά στερεό υμένα (κρούστα), οπότε η επαναβαφή δεν απαιτεί κάποια προεργασία. Εφαρμόζονται επάνω σε άβαφο ξύλο ή ίδιου διαλύτη βαφή, όχι όμως επάνω σε άλλου τύπου βαφή ή βερνίκι. Πλέον διατίθενται ως οργανοδιαλυτά και ως υδατοδιαλυτά.
Τύποι επικαλύψεων Οι σύγχρονες επικαλύψεις στις ξύλινες κατασκευές περιέχουν ρητίνες που εφαρμόζονται ουσιαστικά για λόγους προστασίας από βιοτικούς και αβιοτικούς παράγοντες, όπως αναφέρθηκε, αλλά σημαντικό ρόλο παίζει και το αισθητικό αποτέλεσμα. Στην αισθητική εμφάνιση κρίσιμο ρόλο παίζουν όχι μόνο η χρωματική υφή αλλά και η ποιότητα της επιφάνειας (λεία, τραχιά) και η στιλπνότητα. Από άποψη στιλπνότητας οι επιφάνειες μπορεί τελικά να είναι gloss (γυαλιστερές), satiné (μέτρια στιλπνότητα) ή matte - ματ (μικρή στιλπνότητα). Η υψηλή στιλπνότητα "ταιριάζει" πιο πολύ στις εξωτερικές χρήσεις, διότι αντανακλά και απωθεί
περισσότερο την ηλιακή ακτινοβολία. Σε εσωτερικές χρήσεις, ο βαθμός στιλπνότητας σχετίζεται περισσότερο με το αισθητικό αποτέλεσμα που είναι επιθυμητό να επιφέρει. Γενικώς, σε εξωτερικές χρήσεις επιδιώκεται η επικάλυψη με υλικά: • που έχουν αντοχή σε μεταβαλλόμενες κλιματικές συνθήκες (κρύο - ζέστη), • που είναι αρκετά λεπτόρευστα, ώστε να εισχωρούν βαθιά στη μάζα για να παρέχουν προστασία και να δημιουργούν αδιάβροχο υμένα, • που έχουν ελαστικότητα, για να αντέχουν στις εναλλασσόμενες ρικνώσεις και διογκώσεις του ξύλου, τις οποίες προκαλούν οι μεγάλες μεταβολές της υγρασίας του και • που δεν επηρεάζονται από την υπεριώδη ακτινοβολία. Σε εσωτερικές χρήσεις ενδιαφέρει περισσότερο το πάχος του επιφανειακού υμένα, ώστε να δίνει γεμάτες και ομαλές επιφάνειες, η σκληρότητά του, ώστε να μη χαράσσεται εύκολα, η αντοχή του σε απορρυπαντικά, έλαια και αλκοόλες και η αισθητική του εμφάνιση. Στο παρελθόν τα υλικά που χρησιμοποιούνταν
για να προσδώσουν –όσο ήταν εφικτό– τα παραπάνω χαρακτηριστικά ήταν διάφορες φυτικές ρητίνες (κυρίως γομαλάκα, μαστίχα, σανδαράχη), κηροί, έλαια, που διαλύονταν σε διαλύτες όπως λ.χ. οινόπνευμα, ασετόν, χλωροφόρμιο, βενζίνη. Γι’ αυτό και η συντήρηση των παλαιών επίπλων απαιτεί πρώτα αναγνώριση του παλαιού υλικού και ύστερα κατάλληλο χειρισμό. Σήμερα οι επικαλύψεις του ξύλου μπορεί να είναι διαφανείς (βερνίκια) ή αδιαφανείς (λάκες). Σε όλες τις περιπτώσεις χρησιμοποιείται αραιωμένο το ίδιο ή κάποιο συγγενικό υλικό ως υπόστρωμα της επικάλυψης, ώστε να δημιουργηθεί αρχικά καλή πρόσφυση με την επιφάνεια του ξύλου και να εξομαλυνθούν οι πολλές ανωμαλίες της κατεργασίας που παρέμειναν μετά το τρίψιμο. Αυτά τα υλικά είναι γνωστά ως υλικά προεργασίας ή primer (πράιμερ) ή surfacer (σουρφασέρ). Σε επικαλύψεις επίπλων αναφέρονται και ως sealer (σίλερ - σφραγιστικά). Οι επιφάνειες τρίβονται μόλις το υπόστρωμα στερεοποιηθεί με ψιλό γυαλόχαρτο (νούμερο 180 - 220) και είναι έτοιμες να δεχτούν την τελική επικάλυψη. Από άποψη χημικής σύστασης τα σύγχρονα • 181
ΔΙΕΘΝΗ & ΕΛΛΗΝΙΚΑ ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑΤΑ ΚΤΙΡΙΩΝ
ΚΑΤΑΣΚΕΥΗ ΦΕΡΟΝΤΟΣ ΟΡΓΑΝΙΣΜΟΥ ΑΠΟ LVL ΣE ΚΕΝΤΡΟ ΕΡΕΥΝΑΣ ΔΑΣΟΚΟΜΙΑΣ ΚΑΙ ΞΥΛΟΥ ΣΤΗ ΝΕΑ ΖΗΛΑΝΔΙΑ
Το κέντρο έρευνας για την επιστήμη της δασικής βιομηχανίας "Scion", στη Νέα Ζηλανδία, στεγάστηκε σε νέο κτίριο, στο οποίο μπορεί κάποιος να ενημερωθεί για την τεχνολογία αιχμής της ξυλείας κατασκευής, αλλά και για τη συνεισφορά της σε ένα μέλλον μηδενικών εκπομπών άνθρακα. Πρόκειται για πολυώροφη ξύλινη κατασκευή από ξυλεία πεύκου, βιώσιμης καλλιέργειας, με ένα κεντρικό αίθριο. Χαρακτηριστική είναι η είσοδος, μια υψίκορμη ξύλινη κατασκευή με τις τρεις κορυφές, που αντιπροσωπεύουν τις τρεις φυλές της χώρας (hapu). Τα τρία τεμνόμενα τριγωνικά πλαίσια, τοποθετημένα μπροστά στη γυάλινη πρόσοψη, έγιναν με ξυλεία glulam και σχηματίζουν μια κεντρική πύλη, που οδηγεί σε τριώροφο αίθριο, στο οποίο βρίσκεται μια επιμελημένη έκθεση τεχνολογίας ινών ξύλου και μια καφετέρια. Οι όψεις των ξύλινων διατομών διαθέτουν σκαλίσματα με μοτίβα Μαορί, τα οποία έγιναν από τον τοπικό χαράκτη Grant Marunui. Εσωτερικά, στο αίθριο, είναι διακριτός ο ξύλινος φέρων οργανισμός τριών επιπέδων, ο οποίος αποτελείται από πλαίσια τριγωνικά και κατασκευάστηκε με ξυλεία LVL (laminated veneer lumber). Στους κόμβους, τα δομικά στοιχεία ξύλου συγκολλώνται μεταξύ τους υπό την επίδραση θερμότητας και πίεσης. Το φυσικό φως εισέρχεται τμηματικά από τη γυάλινη πρόσοψη και φιλτραρισμένο από το μεταλλικό πλέγμα σκίασης, δημιουργεί ποικιλία σχημάτων στο χώρο. Στους ανώτερους ορόφους βρίσκονται τα γραφεία σε ανοικτή διάταξη. Παράμετρος του σχεδιασμού ήταν το κτίριο να πληροί τους στόχους 2030 του RIBA, αφήνοντας ένα πολύ ελαφρό αποτύπωμα, με μηδενικές εκπομπές άνθρακα. ΛΕΠΤΟΜΕΡΕΙΑ ΤΩΝ ΣΥΝΔΕΣΕΩΝ ΤΩΝ ΞΥΛΙΝΩΝ ΔΟΜΙΚΩΝ ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ
ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΗ ΜΕΛΕΤΗ: RTA Studio, Irving Smith Architects ΣΤΑΤΙΚΗ ΜΕΛΕΤΗ: Dunning Thornton ΑΝΑΘΕΤΗΣ ΕΡΓΟΔΟΤΗΣ: SCION, New Zealand Forest Research Institute ΤΟΠΟΘΕΣΙΑ: Rotorua, Νέα Ζηλανδία ΕΜΒΑΔΟ: 1.800 m² ΧΡΟΝΟΣ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗΣ: 2021 ΕΠΙΜΕΛΕΙΑ: Πωλίνα Ροΐδη, μηχανολόγος μηχ. ΦΩΤΟΓΡΑΦΙΕΣ: Patrick Reynolds
ΑΞΟΝΟΜΕΤΡΙΚΟ ΔΙΑΓΡΑΜΜΑ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗΣ
206 • ΤΟ ΞΥΛΟ ΣΤΑ ΚΤΙΡΙΑ
Η κατασκευή είναι ξύλινη με ένα κεντρικό αίθριο και είσοδο από τρεις αλληλοτεμνόμενες ξύλινες τριγωνικές αψίδες. Στους κόμβους, τα δομικά στοιχεία ξύλου συγκολλώνται μεταξύ τους υπό την επίδραση θερμότητας και πίεσης.
Εσωτερικά, στο αίθριο, είναι διακριτός ο ξύλινος φέρων οργανισμός τριών επιπέδων.
• 207
ΤΟ ΞΥΛΟ ΣΤΑ ΚΤΙΡΙΑ Το ξύλο έχει χαρακτηριστεί από την Οικονομική Επιτροπή των Ηνωμένων Εθνών για την Ευρώπη (UNECE) "ως το υλικό του 21ου αιώνα" και υπάρχει ήδη –σε παγκόσμια κλίμακα– μια ξεκάθαρη στόχευση του σύγχρονου τρόπου δόμησης. Η ολοένα εντεινόμενη ανάπτυξη της έρευνας και της εκπαίδευσης για τη χρήση του ξύλου επιτρέπει τη διάδοση της επιλογής του και την εφαρμογή του σε ένα μεγάλο εύρος κατασκευών. Η έκδοση παρουσιάζει τις βασικότερες ενότητες που σχετίζονται με αυτό το σημαντικό φυσικό υλικό, τις ιδιότητές του, τα προϊόντα του, καθώς και με τις κυριότερες ξύλινες κατασκευές στα κτίρια, ώστε να αποτελέσει έναν αξιόπιστο "οδηγό" για την τεκμηριωμένη και σε βάθος ενημέρωση του τεχνικού κόσμου. Δίνει ερεθίσματα και κίνητρα σε αρχιτέκτονες, πολιτικούς μηχανικούς, σχεδιαστές, κατασκευαστές αλλά και ιδιώτες, για κατασκευές καλύτερης ποιότητας, υψηλότερης αισθητικής και βελτιωμένης ενεργειακής συμπεριφοράς. Παράλληλα αναδεικνύει τις δυνατότητες αξιοποίησης του ξύλου και των προϊόντων του στη δόμηση, με στόχο την αντιμετώπιση της κλιματικής αλλαγής και της υπερθέρμανσης του πλανήτη. Ας ξανα-ανακαλύψουμε το ξύλο!