Πώς κάμπτεται το ξύλο;

51

Από το δέντρο έως και την τελική του μορφή είτε σαν δοκός είτε σαν έπιπλο, το ξύλο που χρησιμοποιείται στην αρχιτεκτονική και το interior design, περνά από διάφορα στάδια και διαδικασίες.

Μία ανανεώσιμη πηγή και ένα διάσημο δομικό υλικό, το ξύλο συχνά αναφέρεται ως το πολλά υποσχόμενο δομικό υλικό του μέλλοντος, κατάλληλο για τις νέες απαιτήσεις βιωσιμότητας. Σε αντίθεση όμως, με το σκυρόδεμα το οποίο ανάλογα με το καλούπι μπορεί να δημιουργήσει ακόμα και τις πλέον πολύπλοκες καμπύλες, η αρχιτεκτονική του ξύλου συνήθως χρησιμοποιεί ίσιες δοκούς και πάνελ. Σε αυτό το άρθρο, θα καλύψουμε μερικές τεχνικές που επιτρέπουν τη δημιουργία καμπυλωτών κομματιών ξύλου σε διαφορετικές κλίμακες, μερικές από τις οποίες είναι χειροποίητες και άλλες από τις οποίες επιδιώκουν να κάνουν τη διαδικασία πιο αποτελεσματική και έξυπνη σε μεγαλύτερη κλίμακα.

Ακριβώς όπως ένα δέντρο ταλαντεύεται με ισχυρό άνεμο, το ξύλο έχει τη δική του ελαστικότητα και έχει τη δυνατότητα να κάμπτεται έως ένα βαθμό όταν του ασκηθεί δύναμη και έπειτα να επιστρέφει, είτε εν μέρει, είτε πλήρως στην αρχική του κατάσταση. Αυτή η ελαστικότητα εξαρτάται άμεσα από τον τύπο του ξύλου και τις διαστάσεις του κομματιού που πρέπει να κυρτωθεί. Και ενώ η γλυπτική του ξύλου για την επίτευξη της επιθυμητής καμπυλότητας θα είναι πάντα μια επιλογή, η μέθοδος αυτή παράγει πολλά απόβλητα και απαιτεί έμπειρο εργατικό δυναμικό. Οι κατασκευαστές σκαφών και επίπλων χρησιμοποιούν καμπύλο ξύλο για πολλά χρόνια για να προσαρμοστούν στις υδροδυναμικές και εργονομικές απαιτήσεις. Στα κτίρια, ωστόσο, αυτές οι τεχνικές δεν απαντώνται το ίδιο συχνά. Ενώ η γλυπτική ξυλεία για να δημιουργηθεί το επιθυμητό σχήμα είναι πάντα μια επιλογή, αυτή η μέθοδος παράγει πολλά απόβλητα και απαιτεί έμπειρο εργατικό δυναμικό. Άλλη επιλογή είναι η δημιουργία μιας ψευδαίσθησης των όγκων χρησιμοποιώντας μόνο ευθεία υλικά, με αποτελέσματα εξαιρετικά ενδιαφέροντα. Ωστόσο, με την ολοένα και πιο διαδεδομένη χρήση του ξύλου ως πρωταρχικό δομικό υλικό, ορισμένοι αρχιτέκτονες αναζητούν να δημιουργήσουν άμεσα οργανικές μορφές για ξύλινες κατασκευές, με πολλά παραδείγματα να έχουν γίνει ήδη από glulam. Είναι σημαντικό για τους αρχιτέκτονες να κατανοήσουν τη διαδικασία της δημιουργίας τέτοιων κομματιών έτσι ώστε να μπορέσουν να σχεδιάσουν καλύτερα.

Ο Γερμανός ξυλουργός Michael Thonet πρωτοστάτησε σε μια από τις πρώτες μεθόδους κάμψης ξύλου σε βιομηχανική κλίμακα και οι καρέκλες του, που είναι κατασκευασμένες με οργανικά σχήματα, παραμένουν εξαιρετικά δημοφιλείς μέχρι σήμερα. Σε αυτόν τον τρόπο παραγωγής, οι ίνες ξύλου δεν κόβονται, γεγονός που διατηρεί την ακεραιότητα του κομματιού. Αντίθετα, η μέθοδος συνίσταται στη θέρμανση του ξύλου έτσι ώστε να γίνεται πιο εύπλαστο. Μια κατασκευή που ονομάζεται steambox, κατασκευάζεται για να βυθιστεί το ξύλο σε ένα περιβάλλον υψηλής θερμοκρασίας, ατμού και υγρασίας. Όταν φτάσει τους 99 ° C, η λιγνίνη (ένα σύνθετο οργανικό πολυμερές που ενώνει κυτταρικές ίνες και δίνει ακαμψία στο τοίχωμα των φυτικών κυττάρων) χάνει την αντίσταση της, επιτρέποντας στο ξύλο να κυρτωθεί χωρίς σημαντική δύναμη. Αφού βγει από το «φούρνο», το κομμάτι πρέπει αμέσως να μεταφερθεί σε καλούπι και να σφραγιστεί. Όταν το ξύλο κρυώσει και στεγνώσει, το κομμάτι θα παραμείνει στο σχήμα του καλουπιού.

Glulam

Η χρήση του Glulam αποτελεί την πιο κοινή μέθοδο για την αρχιτεκτονική και τα μεγαλύτερα κομμάτια ξύλου. Ωστόσο, είναι επίσης διαδεδομένο για τη χρήση σε έπιπλα αλλά και για την κατασκευή skateboard. Το Glulam, είναι ένα δομικό υλικό που κατασκευάζεται από το συνδυασμό μεμονωμένων τμημάτων ξύλου τα οποία είναι κολλημένα με βιομηχανικές κόλλες (συνήθως συγκολλητικά μελαμίνης ή ρητίνης πολυουρεθάνης). Αυτό που προκύπτει παρέχει υψηλή διάρκεια και αντοχή στην υγρασία και μπορεί να γεμίσει μεγάλα κενά αλλά και να σχηματίσει μοναδικά σχήματα. Αυτή η μέθοδος δεν περιλαμβάνει θερμότητα ή ατμό. Εάν τα κομμάτια κολληθούν ακολουθώντας ένα καλούπι με την επιθυμητή καμπυλότητα (λαμβάνοντας υπόψη τους περιορισμούς του υλικού και τον τύπο του ξύλου που χρησιμοποιείται), το τελικό αποτέλεσμα θα είναι ένα καμπύλο κομμάτι.

Κοπή Kerf

Η μέθοδος κοπής Kerf, με τη σειρά της, χρησιμοποιείται συχνότερα για την κατασκευή απλών ξυλουργικών. Είναι επίσης πιθανώς ο απλούστερος τρόπος να λυγίσετε ένα κομμάτι ξύλου, χωρίς να χρειάζεστε μηχανήματα ή μεγάλα καλούπια. Ωστόσο, δεν πρέπει ποτέ να λαμβάνεται υπόψη για δομικά μέρη. Αυτός ο περιορισμός συμβαίνει επειδή η κοπή Kerf αποδυναμώνει δομικά το ξύλο, κάνοντας χωριστές εγκοπές στη μία πλευρά για να επιτρέψει στο κομμάτι να καμπυλωθεί. Χρησιμοποιώντας δύναμη το κομμάτι αυτό μπορεί να λυγίσει και στη συνέχεια θα καλυφθεί γενικά από ένα φύλλο ξύλου.

Εκτός από αυτές τις παραδοσιακές μεθόδους, υπάρχουν επίσης ορισμένες καινοτομίες στις τεχνικές κάμψης ξύλου. Όταν το ξύλο στεγνώνει, μπορεί να στρίβει και να καμπυλώνει με φυσικό τρόπο, λόγω της επίδρασης των ινών ξύλου μέσα στο κομμένο κομμάτι. Ερευνητές από το ETH Zurich και το Πανεπιστήμιο της Στουτγάρδης εκμεταλλεύτηκαν αυτό το χαρακτηριστικό το οποίο συνήθως είναι ανεπιθύμητο, για να αναπτύξουν μια νέα τεχνική που περιλαμβάνει μια ελεγχόμενη διαδικασία ξήρανσης που κάνει τα ξύλινα πάνελ να κάμπτονται σε προκαθορισμένη μορφή χωρίς τη χρήση μηχανικής δύναμης.

Αυτή η διαδικασία αυτο-μοντελοποίησης βασίζεται στη φυσική διόγκωση και συστολή του ξύλου που προκαλείται από την υγρασία του ίδιου του υλικού. Όταν το υγρό ξύλο στεγνώσει, συστέλλεται πιο έντονα κάθετα στην ίνα από ότι κατά μήκος. Οι ερευνητές εκμεταλλεύτηκαν αυτήν την ιδιότητα κολλώντας δύο στρώματα ξύλου μεταξύ τους, έτσι ώστε οι κατευθύνσεις των κόκκων τους να αντιτίθενται μεταξύ τους. Αυτό το πάνελ δύο επιπέδων αποτέλεσε τη βάση της νέας μεθόδου. Ένα συστατικό ξύλου που παράγεται με αυτόν τον τρόπο παραμένει σταθερό στις διαστάσεις του, ακόμη και αν πλέει σε υγρασία.

Με την τόσο διαδεδομένη χρήση του ξύλου ως δομικό υλικό, έχει προκύψει αυξημένη έρευνα αλλά και πειραματισμός. Οι δάσκαλοι όπως ο Zumthor και ο Alvar Aalto είναι γνωστοί για την ικανότητα τους να ωθούν το ξύλο σαν δομικό υλικό στο μέγιστο των δυνατοτήτων του. Όμως το να κατανοήσουμε τους περιορισμούς και τις δυνατότητες των υλικών με τα οποία δουλεύουμε είναι η αφετηρία για κάθε καινοτομία. Οι δυνατότητες χρήσης ξύλου και οργανικών μορφών είναι πολλές και κατά το σχεδιασμό, είναι απαραίτητο να αντιλαμβανόμαστε την πολυπλοκότητα και να αναζητούμε νέες λύσεις.