Στο Smart-Timber™, ο ξύλινος φέρων οργανισμός βρίσκεται στο εσωτερικό μιας πολυστρωματικής δομικής σύνθεσης και δεν έρχεται άμεσα σε επαφή με τη φωτιά.

Πριν η φωτιά φτάσει στη δομική ξυλεία, πρέπει πρώτα να διαπεράσει τις στρώσεις που την περιβάλλουν και την προστατεύουν. Αυτό καθυστερεί την άμεση έκθεση του φέροντος οργανισμού στη φωτιά και στις υψηλές θερμοκρασίες.

Η προστασία αυτή αποτελεί το πρώτο στάδιο της συνολικής συμπεριφοράς του Smart-Timber™ σε περίπτωση φωτιάς. Το επόμενο κρίσιμο ερώτημα είναι τι συμβαίνει εφόσον η φωτιά τελικά καταφέρει να φτάσει στη δομική ξυλεία.

Από την εσωτερική πλευρά της κατοικίας, πριν η φωτιά φτάσει στον ξύλινο φέροντα οργανισμό, πρέπει πρώτα να διαπεράσει την πυράντοχη γυψοσανίδα και στη συνέχεια το OSB3.

Η πυράντοχη γυψοσανίδα που χρησιμοποιείται στο Smart-Timber™ έχει πάχος 12,5 mm, κατασκευάζεται σύμφωνα με το EN 520 και είναι σχεδιασμένη για εφαρμογές με αυξημένες απαιτήσεις πυροπροστασίας. Σε συνδυασμό με τις υπόλοιπες στρώσεις της δομικής σύνθεσης, παρεμβάλλεται μεταξύ μιας εσωτερικής εστίας φωτιάς και της δομικής ξυλείας, καθυστερώντας την άμεση έκθεση του φέροντος οργανισμού στη φωτιά και στις υψηλές θερμοκρασίες.

Σε μια πραγματική πυρκαγιά, αυτή η καθυστέρηση έχει ουσιαστική σημασία, καθώς ο χρόνος αποτελεί κρίσιμο παράγοντα για την ασφαλή απομάκρυνση των ενοίκων και την έγκαιρη επέμβαση για τον περιορισμό και την κατάσβεση της φωτιάς.

Από την εξωτερική πλευρά της κατοικίας, η δομική ξυλεία του Smart-Timber™ επίσης δεν βρίσκεται άμεσα εκτεθειμένη στη φωτιά. Πριν μια εξωτερική εστία φωτιάς φτάσει στον ξύλινο φέροντα οργανισμό, παρεμβάλλονται οι διαδοχικές στρώσεις του εξωτερικού κελύφους.

Οι εξωτερικές τσιμεντοειδείς και ακρυλικές στρώσεις, η πιστοποιημένη διογκωμένη πολυστερίνη (EPS), με δηλωμένη αντίδραση στη φωτιά Euroclass E σύμφωνα με το EN 13501-1, και το OSB3 σύμφωνα με το EN 300 βρίσκονται πριν από τη δομική ξυλεία.

Έτσι, και από την εξωτερική πλευρά, η δομική ξυλεία δεν αποτελεί την πρώτη επιφάνεια που συναντά η φωτιά. Η προστασία αυτή αποτελεί το πρώτο στάδιο της συνολικής συμπεριφοράς του Smart-Timber™ σε περίπτωση εξωτερικής εστίας φωτιάς.

Στο Smart-Timber™, η δομική ξυλεία C24 βρίσκεται προστατευμένη στο εσωτερικό της πολυστρωματικής δομικής σύνθεσης. Εφόσον, μετά από επαρκή έκθεση, η φωτιά καταφέρει τελικά να διαπεράσει τις προστατευτικές στρώσεις και να φτάσει στη δομική ξυλεία, τότε αρχίζει ένα διαφορετικό στάδιο της συμπεριφοράς του συστήματος.

Η επιφάνεια της ξυλείας αρχίζει να απανθρακώνεται σταδιακά, από έξω προς τα μέσα. Πίσω από την ανθρακοποιημένη ζώνη παραμένει ξύλο που δεν έχει ακόμη απανθρακωθεί και εξακολουθεί να συμμετέχει στη δομική λειτουργία του φέροντος οργανισμού.

Αυτό είναι το σημαντικό στην πράξη: ακόμη και όταν η φωτιά έχει φτάσει πλέον στη δομική ξυλεία, η επίδρασή της εξελίσσεται προοδευτικά και όχι στιγμιαία. Η απανθράκωση και η εναπομένουσα ενεργή διατομή της ξυλείας αποτελούν παραμέτρους που λαμβάνονται υπόψη στον δομικό σχεδιασμό έναντι πυρκαγιάς σύμφωνα με το EN 1995-1-2 (Eurocode 5).

Σε μια πραγματική πυρκαγιά, αυτό έχει άμεση πρακτική σημασία: ο χρόνος κατά τον οποίο ο φέρων οργανισμός διατηρεί την απαιτούμενη δομική λειτουργία είναι κρίσιμος για την ασφαλή απομάκρυνση των ενοίκων και την έγκαιρη επέμβαση για τον περιορισμό και την κατάσβεση της φωτιάς.

Το γεγονός ότι ένα υλικό είναι καύσιμο ή άκαυστο δεν αρκεί από μόνο του για να καθορίσει την ασφάλεια μιας κατοικίας σε περίπτωση φωτιάς. Η ουσιαστική αξιολόγηση αφορά το πώς συμπεριφέρεται ολόκληρη η κατασκευή όταν εκτεθεί στη φωτιά και για πόσο χρόνο μπορεί να διατηρήσει τις κρίσιμες λειτουργίες για τις οποίες έχει σχεδιαστεί.

Για αυτό πρέπει να διακρίνουμε δύο διαφορετικές έννοιες. Η αντίδραση στη φωτιά αφορά τη συμπεριφορά ενός συγκεκριμένου υλικού ή προϊόντος όταν εκτίθεται στη φωτιά και τον βαθμό στον οποίο μπορεί να συμβάλει στην ανάπτυξή της. Η πυραντίσταση, αντίθετα, αφορά την ικανότητα ενός ολοκληρωμένου δομικού στοιχείου να διατηρεί τις απαιτούμενες λειτουργίες του για συγκεκριμένο χρονικό διάστημα σε συνθήκες φωτιάς.

Ούτε η φράση «το ξύλο καίγεται» ούτε η φράση «το μέταλλο και το σκυρόδεμα δεν καίγονται» αρκούν για να αξιολογήσουν την πυρασφάλεια μιας κατοικίας. Το ουσιαστικό ερώτημα είναι πώς συμπεριφέρεται το ολοκληρωμένο δομικό σύστημα καθώς εξελίσσεται η πυρκαγιά.

Στο Smart-Timber™ της ÖKOHAUS GER, εξετάζουμε επομένως δύο διαδοχικά στάδια: πρώτα, πώς προστατεύεται η δομική ξυλεία πριν εκτεθεί άμεσα στη φωτιά και, στη συνέχεια, πώς συμπεριφέρεται εφόσον η φωτιά τελικά φτάσει σε αυτήν.

Το ότι ένα δομικό υλικό δεν καίγεται δεν σημαίνει ότι δεν μπορεί να υποστεί σοβαρή, ακόμη και καταστροφική, βλάβη από μια πυρκαγιά. Οι υψηλές θερμοκρασίες επηρεάζουν διαφορετικά τη δομική ξυλεία, τον χάλυβα και το οπλισμένο σκυρόδεμα. Για αυτό η ουσιαστική σύγκριση δεν πρέπει να περιορίζεται στο «ποιο υλικό καίγεται;», αλλά στο τι συμβαίνει στον φέροντα οργανισμό όταν η επίδραση της φωτιάς και των υψηλών θερμοκρασιών τελικά τον φτάσει.

Στο Smart-Timber™ της ÖKOHAUS GER, η δομική ξυλεία C24 προστατεύεται αρχικά από τις στρώσεις που την περιβάλλουν. Εφόσον η φωτιά τελικά τις διαπεράσει και φτάσει στην ξυλεία, η επίδρασή της εξελίσσεται προοδευτικά, από την επιφάνεια προς το εσωτερικό, μέσω της απανθράκωσης. Η εξέλιξη αυτή μπορεί να λαμβάνεται υπόψη στον δομικό σχεδιασμό έναντι πυρκαγιάς.

Στις μεταλλικές κατασκευές, ο χάλυβας μπορεί επίσης να βρίσκεται πίσω από κατάλληλες προστατευτικές στρώσεις. Επομένως, η διαφορά δεν είναι ότι το Smart-Timber™ προστατεύει τον φέροντα οργανισμό ενώ ένα μεταλλικό σύστημα κατ’ ανάγκη δεν τον προστατεύει. Το κρίσιμο είναι τι συμβαίνει όταν, παρά την προστασία, η θερμοκρασία του φέροντος οργανισμού αρχίσει να αυξάνεται.

Ο χάλυβας έχει υψηλή θερμική αγωγιμότητα και, καθώς αυξάνεται η θερμοκρασία του, μεταβάλλονται οι μηχανικές του ιδιότητες και μειώνονται η αντοχή και η ακαμψία του. Η θερμοκρασία του χαλύβδινου στοιχείου και η επίδρασή της στη φέρουσα ικανότητά του αποτελούν για αυτό βασικές παραμέτρους του σχεδιασμού μεταλλικών κατασκευών έναντι πυρκαγιάς.

Στο οπλισμένο σκυρόδεμα, ο χαλύβδινος οπλισμός βρίσκεται προστατευμένος μέσα στο σκυρόδεμα. Μια σοβαρή πυρκαγιά, όμως, μπορεί να επηρεάσει τόσο το σκυρόδεμα όσο και τον οπλισμό του, μεταβάλλοντας τις μηχανικές τους ιδιότητες και επηρεάζοντας τη φέρουσα λειτουργία του δομικού στοιχείου.

Το ουσιαστικό συμπέρασμα για τον ιδιοκτήτη είναι επομένως διαφορετικό από το συνηθισμένο «ξύλο εναντίον άκαυστων υλικών». Όλα τα δομικά συστήματα χρειάζονται σωστό σχεδιασμό έναντι πυρκαγιάς. Στο Smart-Timber™, η ουσία βρίσκεται στον συνδυασμό της προστασίας της δομικής ξυλείας πριν από την άμεση έκθεσή της και της προοδευτικής, υπολογίσιμης συμπεριφοράς της μέσω της απανθράκωσης εφόσον η φωτιά τελικά φτάσει σε αυτήν.