Σύγχρονες απαιτήσεις σε υλικά από ξύλο

34

Του Μιχάλη Σκαρβέλη, καθηγητή στο Τμήμα Δασολογίας, Επιστημών Ξύλου και Σχεδιασμού του Πανεπιστημίου Θεσσαλίας

Το ξύλο δεν είναι προϊόν χυτηρίου αλλά προϊόν βιολογικής παραγωγής. Οι συνθήκες ανάπτυξης κάθε δέντρου διαφέρουν, οι συνθήκες παραγωγής και επεξεργασίας κάθε ξύλινου στοιχείου μιας κατασκευής επίσης διαφέρουν. Κατά συνέπεια ένα ξύλινο στοιχείο δεν είναι ποτέ ολόιδιο με ένα άλλο, έστω και αν πρόκειται για ξυλεία του ίδιου είδους και των ίδιων διαστάσεων. Αυτό είχε ως αποτέλεσμα να γίνονται χονδροειδείς εκτιμήσεις ποιότητας και αντοχής για κάθε τύπο ξύλινων στοιχείων που χρησιμοποιείται στις οικοδομικές εργασίες αλλά και αξιοποίηση στοιχείων με αισθητά μεγαλύτερες διατομές από τις απόλυτα αναγκαίες, προκειμένου να μην υπάρχει κίνδυνος καταστροφής/κατάρρευσης. Διαχρονικά δηλαδή προκύπτει μια συνειδητή «σπατάλη» σε διαστάσεις και ποσότητες ξυλείας, για τη διασφάλιση της αντοχής των κατασκευών. Αυτή αρχικά αποτελούσε αποκλειστικά αποτέλεσμα εμπειρίας, ενώ στην πορεία εξελίχθηκε σε ταξινόμηση των προϊόντων ξύλου σε 2 – 4 κλάσεις αντοχής, που πάλι ενέχει μεγάλο ποσοστό εμπειρικής εφαρμογής. Στη σημερινή εποχή αυτό φαντάζει ως πολυτέλεια: αφενός γιατί γίνεται ολοένα και πιο κατανοητό ότι το ξύλο είναι πολύτιμος φυσικός πόρος και δεν μπορεί να σπαταλάται, αφετέρου γιατί οι σύγχρονες απαιτήσεις και προδιαγραφές δεν μας επιτρέπουν «εκπτώσεις» σε ζητήματα ποιότητας και ασφάλειας των κατασκευών.

Με βάση τις σύγχρονες εξελίξεις της επιστήμης, της τεχνολογίας αλλά και της ευρωπαϊκής νομοθεσίας, έχουν προκύψει μια σειρά νέων ή σχετικά νέων δεδομένων για τα προϊόντα που κατασκευάζονται από ξύλο και χρησιμοποιούνται στις δομικές κατασκευές, δηλ. σε έργα ευθύνης πολιτικού μηχανικού. Για τα προϊόντα αυτά είναι επιβεβλημένες οι πιστοποιήσεις σε ότι αφορά την αντοχή τους σε διαφόρους τύπους φορτίσεων. Όπως ορίζει ο Ευρωκώδικας 5, που προβλέπει τα χαρακτηριστικά των ξύλινων δομικών κατασκευών και τον τρόπο εκπόνησης των σχετικών μελετών σε τέτοια έργα, για κάθε ξύλινο μέλος μιας κατασκευής πρέπει – εκτός από τις διαστάσεις – να είναι προκαθορισμένη και η μηχανική αντοχή του, δηλ. να είναι γνωστή η «συμπεριφορά» του και τα ελάχιστα φορτία που μπορεί να παραλάβει. Κατά συνέπεια, οι προμηθευτές και οι παραγωγοί των αντίστοιχων προϊόντων πρέπει να παράγουν, να ταξινομούν, να πωλούν ή μεταπωλούν και να βεβαιώνουν με αντίστοιχα παραστατικά, ποιες είναι οι αντοχές των προϊόντων τους. Στη συνέχεια ο μηχανικός, ο κατασκευαστής ή ο εργολάβος αναζητά πιστοποιημένα προϊόντα, με αντοχές ανάλογες ή καλύτερες από αυτές που προβλέπει η μελέτη του έργου και ολοκληρώνει με αυτά τα προϊόντα την κατασκευή. Η αξιοποίηση πιστοποιημένων προϊόντων αποτελεί αντικείμενο ελέγχου από τις ελεγκτικές αρχές, συνεπώς τα σχετικά πιστοποιητικά πρέπει αν είναι διαθέσιμα σε κάθε έλεγχο.

Η σύνταξη και ολοκλήρωση της παραπάνω διαδικασίας έχει μια μακρά ιστορία, που ξεκινάει κάποιες δεκαετίες πίσω. Για να μπορέσει να εφαρμοστεί σήμερα ομοιογενώς στην ευρωπαϊκή αγορά έχουν συνταχθεί εκατοντάδες Πρότυπα από την Ευρωπαϊκή Επιτροπή Τυποποίησης (CEN), τα οποία οι παραγωγοί, οι μελετητές και οι χρήστες οφείλουν κατά περίπτωση να συμβουλεύονται και να εφαρμόζουν.

Βασικό Πρότυπο της όλης διαδικασίας αποτελεί το ΕΝ 338. Βάσει αυτού η ξυλεία ή το ξύλινο στοιχείο κατατάσσεται σε κάποια κλάση αντοχής, ανάλογα με τη φόρτιση που πρόκειται να δεχτεί. Για να μη γίνεται έλεγχος για όλους τους τύπους φορτίσεων (πράγμα πρακτικώς αδύνατο), το Πρότυπο παρέχει ένα Πίνακα με τις αντοχές των στοιχείων σε στατική κάμψη, από όπου με αναγωγή υπολογίζονται και οι αντοχές σε όλες τις υπόλοιπες φορτίσεις (βλ. Πίνακα 1).

Πίνακας – Κατάταξη συμπαγούς ξυλείας με βάση τις αντοχές και την  πυκνότητα – Χαρακτηριστικές τιμές (σύμφωνα με το Πρότυπο ΕΝ 338):

Η βασική αντοχή του στοιχείου σε Κάμψη (υπολογιζόμενη σε N/mm2), δίνει και το χαρακτηρισμό στο ξύλινο στοιχείο. Αν π.χ. έχουμε μια ξύλινη δοκό ελάτης με προβλεπόμενη αντοχή σε κάμψη 19 N/mm2, τότε αυτή χαρακτηρίζεται ως C18, δηλ. κατατάσσεται στην αμέσως χαμηλότερη τιμή που προβλέπει ο Πίνακας 1. Από την κατακόρυφη στήλη κάτω από την τιμή C18 του Πίνακα 1, μπορούν κατ΄ αναλογία να προσδιοριστούν οι προβλεπόμενες αντοχές στις υπόλοιπες φορτίσεις, για τη συγκεκριμένη δοκό. Αν πάλι από μια μελέτη απαιτηθεί κάπου η τοποθέτηση ενός ξύλινου μέλους από ξυλεία καστανιάς, με αντοχή σε κάμψη 32 N/mm2 ή με αντοχή σε εφελκυσμό 20 N/mm2, τότε θα αναζητηθεί ξύλινο μέλος καστανιάς με τις απαιτούμενες διαστάσεις που να είναι βαθμονομημένο στην κατηγορία D35, δηλ. να είναι οπωσδήποτε το ίδιο ή καλύτερο από τις απαιτήσεις μας. Ο συμβολισμός C σημαίνει ξυλεία κωνοφόρων (πεύκης είτε ελάτης κλπ.) ενώ ο συμβολισμός D συμβολίζει ξυλεία πλατυφύλλων (καστανιάς ειτε δρυός κ.α.). Πρακτικά είναι εντελώς ανέφικτο ο κάθε παραγωγός να τυποποιεί τα προϊόντα του σε όλες τις παραπάνω κλάσεις αντοχής, σε άλλες τόσες διατομές, ξεχωριστά για κάθε είδος ξύλου, κλπ. Στην πράξη επομένως, όλοι οι παραγωγοί που πραγματοποιούν ταξινόμηση σε κλάσεις μηχανικής αντοχής, Ευρωπαίοι και Έλληνες, κατατάσσουν τα προϊόντα τους σε 2 ή 3 το πολύ ποιότητες, συνήθως C18, C24, C30 αν πρόκειται για κωνοφόρα ή D30, D35 αν πρόκειται για πλατύφυλλα.

Αν πρόκειται να χρησιμοποιηθεί επικολλητή ξυλεία, τότε στη σχετική μελέτη τοποθετείται η ένδειξη GL24, GL30 κλπ. στο σχετικό μέλος της κατασκευής, δηλαδή επιζητείται να χρησιμοποιηθεί επικολλητό στοιχείο αντοχής σε κάμψη 24 N/mm2 ή 30 N/mm2 αντίστοιχα.

Τα παραπάνω στοιχεία αποτελούν το καταστάλαγμα από μελέτες και έρευνες που διεξαχθεί διαχρονικά σε διάφορα είδη ξύλου και σε διάφορες διατομές, μέσω καταστροφικών δοκιμών, σε διάφορα ερευνητικά εργαστήρια σε όλη την Ευρώπη (και στην Ελλάδα). Παλαιότερα στοιχεία για τις αντοχές του ξύλου που είχαν ληφθεί μέσω δοκιμών σε μικρά δοκίμια χωρίς σφάλματα δομής, λαμβάνονται υπόψη μόνο συγκριτικά. Τα σημερινά δεδομένα στηρίζονται σε μεγάλες, πραγματικές διατομές ξυλείας, με υπαρκτή την παρουσία πιθανών σφαλμάτων (π.χ. ρόζων, μικρών ραγάδων), για τούτο είναι και πολύ πιο αξιόπιστα.

Από την πλευρά των παραγωγών (πριστηρίων, βιομηχανιών ξύλου) που παράγουν αντίστοιχα προϊόντα για χρήση σε δομικές κατασκευές, πρέπει να γίνεται ποιοτικός έλεγχος σε κάθε τελικό προϊόν είτε απόλυτη τυποποίηση της παραγωγής, ώστε κάθε προϊόν να βαθμονομείται και να μπορεί τότε να τίθεται σε αυτό Σήμανση CE. Αντίστοιχα, εμπορικές επιχειρήσεις που μεταπωλούν σχετικά προϊόντα πρέπει να εφοδιάζονται με τα σχετικά πιστοποιητικά βαθμονόμησης ή να μπορούν – με τεκμηριωμένη μέθοδο – να βαθμονομήσουν τα προϊόντα αυτά.

Οι βαθμονομήσεις πραγματοποιούνται με οπτικές μεθόδους είτε με μηχανικές μεθόδους. Στην πρώτη περίπτωση οι επιχειρήσεις (κυρίως πριστήρια) έχουν αναπτύξει και τυποποιήσει μέθοδο ταξινόμησης των προϊόντων τους, στηριζόμενες σε επιστημονικά δεδομένα και σχετική κατάρτιση του προσωπικού ταξινόμησης. Στη δεύτερη περίπτωση αξιοποιείται μηχανολογικός εξοπλισμός, όπου βάσει κάποιων μετρήσιμων χαρακτηριστικών της ξυλείας (π.χ. ταχύτητα διάδοσης του ήχου ή κάμψη σε συγκεκριμένη – μη καταστροφική – φόρτιση) η ξυλεία κατατάσσεται  σε κλάσεις αντοχής.

Από τα παραπάνω γίνεται πλέον σαφές ότι η χρήση, διακίνηση προϊόντων ξυλείας για τις κατασκευές κτιρίων, στεγών, υποστέγων κλπ. διέπεται από ένα αυστηρότερο πλαίσιο σε σχέση με το παρελθόν. Είναι προϋπόθεση για τα προϊόντα αυτά να φέρουν Σήμανση CE, η οποία με τη σειρά της τοποθετείται από τον προμηθευτή ακολουθώντας συγκεκριμένα κριτήρια.

Αρκετά από τα προϊόντα ξυλείας διατίθενται σήμερα εμποτισμένα με αντιπυρικά άλατα, γεγονός που αναβαθμίζει την προστασία των κατασκευών.