Το σύστημα Smart-Timber™ της ÖKOHAUS GER βασίζεται σε εργοστασιακά επεξεργασμένη και προστατευμένη δομική ξυλεία C24, με καθορισμένες διατομές και σχεδιασμένες μηχανικές συνδέσεις. Ο φέρων οργανισμός και η πολυστρωματική τοιχοποιία σχεδιάζονται εξαρχής ως μέρη ενός ολοκληρωμένου συστήματος, ώστε η δομική λειτουργία να συνδυάζεται με τη θερμική, προστατευτική και λειτουργική απόδοση της κατοικίας.

Στον Μεταλλικό Σκελετό Ελαφρού Τύπου (ΜΣΕΤ), ο φέρων οργανισμός διαμορφώνεται από λεπτότοιχα χαλύβδινα προφίλ ψυχρής διαμόρφωσης, τα οποία συναρμολογούνται μέσω μεγάλου αριθμού μηχανικών συνδέσεων, συνήθως με αυτοδιάτρητες βίδες. Η διαστασιολόγηση των προφίλ, η διάταξη και η εκτέλεση των συνδέσεων αποτελούν κρίσιμα στοιχεία του δομικού σχεδιασμού.

Στον Μεταλλικό Σκελετό Βαρέος Τύπου (ΜΣΒΤ), ο κύριος φέρων οργανισμός διαμορφώνεται από βαρύτερες χαλύβδινες διατομές, οι οποίες συνδέονται σύμφωνα με τη στατική μελέτη μέσω κοχλιωτών, βιδωτών ή συγκολλητών συνδέσεων. Οι επιμέρους διατομές μπορούν να έχουν μεγαλύτερη μάζα και φέρουσα ικανότητα από εκείνες ενός ΜΣΕΤ, χωρίς αυτό να σημαίνει από μόνο του ότι η κατοικία ως σύνολο επιτυγχάνει καλύτερη τεχνική απόδοση. Ο μεταλλικός φέρων οργανισμός πρέπει να συνδυαστεί με κατάλληλο σύστημα τοιχοποιίας και κελύφους, το οποίο καλείται να αντιμετωπίσει ξεχωριστά τη θερμομόνωση, τις θερμογέφυρες, την υγρασία, την πυροπροστασία και την ακουστική άνεση.

Η βασική διαφοροποίηση του Smart-Timber™ βρίσκεται ακριβώς σε αυτή την ολοκληρωμένη προσέγγιση: ο φέρων οργανισμός, η τοιχοποιία, η θερμομόνωση και οι προστατευτικές στρώσεις δεν αντιμετωπίζονται ως ανεξάρτητες λύσεις, αλλά σχεδιάζονται ώστε να λειτουργούν συνδυαστικά ως ένα ενιαίο σύστημα κατοικίας.

Η χαμηλή μάζα και η ελαστικότητα του συστήματος Smart-Timber™ συμβάλλουν στην αποτελεσματική απόκριση της κατασκευής στα σεισμικά φορτία. Η σωστή διαμόρφωση του φέροντος οργανισμού και των μηχανικών συνδέσεων επιτρέπει τη μεταφορά και κατανομή των δυνάμεων μέσα στο δομικό σύστημα.

Το χαμηλό βάρος αποτελεί πλεονέκτημα και του ΜΣΕΤ ως προς τις σεισμικές αδρανειακές δυνάμεις. Η συνολική σεισμική συμπεριφορά του εξαρτάται από τον σχεδιασμό των λεπτότοιχων στοιχείων, τη διαστασιολόγηση και τη λειτουργία των πολυάριθμων μηχανικών συνδέσεων και του συνολικού συστήματος. Στον ΜΣΒΤ, η μεγαλύτερη μάζα μπορεί να δημιουργεί αυξημένες αδρανειακές δυνάμεις κατά τη σεισμική διέγερση, ενώ η τελική απόκριση εξαρτάται από τη γεωμετρία του φορέα, τις διατομές, τις συνδέσεις, τις διατάξεις πλευρικής ευστάθειας και τη θεμελίωση. Και στις δύο κατηγορίες, η σεισμική ασφάλεια καθορίζεται από την ολοκληρωμένη στατική και αντισεισμική μελέτη και την ορθή εφαρμογή της.

Η πολυστρωματική τοιχοποιία του Smart-Timber™ συνδυάζει δομικά και θερμομονωτικά υλικά με στόχο τον αποτελεσματικό περιορισμό των θερμογεφυρών και των ενεργειακών απωλειών. Παράλληλα, η δομική ξυλεία που αποτελεί τον φέροντα οργανισμό έχει σημαντικά χαμηλότερη θερμική αγωγιμότητα από τον χάλυβα.

Στον ΜΣΕΤ, η υψηλή θερμική αγωγιμότητα του χάλυβα καθιστά ιδιαίτερα σημαντική την κατάλληλη θερμική διακοπή και τη σωστή διαμόρφωση των μονωτικών στρώσεων. Η τεχνική λύση πρέπει να αντιμετωπίζει τη δυνατότητα των επαναλαμβανόμενων μεταλλικών προφίλ να δημιουργούν θερμογέφυρες μέσα στο κέλυφος.

Στον ΜΣΒΤ, οι βαρύτερες χαλύβδινες διατομές μπορεί να είναι λιγότερες, αλλά κάθε σημείο στο οποίο ο μεταλλικός φορέας διακόπτει ή διαπερνά τη συνέχεια της θερμομόνωσης μπορεί να δημιουργήσει έντονη τοπική θερμογέφυρα. Απαιτούνται επομένως συνεχής θερμομονωτική στρώση, κατάλληλες θερμικές διακοπές και προσεκτική επίλυση των συνδέσεων του φέροντος οργανισμού με το εξωτερικό κέλυφος.

Η δομική ξυλεία C24 του Smart-Timber™ δεν χρησιμοποιείται ως απροστάτευτη ξυλεία. Πριν από την κατασκευή υποβάλλεται σε βιομηχανική προστατευτική επεξεργασία έναντι βιολογικών παραγόντων και στη συνέχεια ενσωματώνεται προστατευμένη στο εσωτερικό του δομικού κελύφους. Παράλληλα, ο έλεγχος της υγρασίας αποτελεί βασική παράμετρο του σχεδιασμού για τη μακροχρόνια προστασία της ξυλείας. Η τεχνική βιβλιογραφία επιβεβαιώνει ότι η ανθεκτικότητα της ξυλείας συνδέεται με τις συνθήκες έκθεσης, τον σχεδιασμό και, όπου απαιτείται, την κατάλληλη προστατευτική επεξεργασία.

Στον ΜΣΕΤ, η μακροχρόνια προστασία των λεπτότοιχων χαλύβδινων προφίλ εξαρτάται από την κατάλληλη επιφανειακή αντιδιαβρωτική προστασία, τη διατήρηση της ακεραιότητάς της στις κοπές και στις συνδέσεις και τον έλεγχο των συνθηκών έκθεσης.

Στον ΜΣΒΤ, η προστασία αφορά τις βαρύτερες διατομές αλλά και κρίσιμες περιοχές, όπως οι συγκολλήσεις, οι κοχλιωτές συνδέσεις, οι βάσεις των υποστυλωμάτων και τα σημεία επαφής με άλλα υλικά. Η επιλογή και η συντήρηση του κατάλληλου συστήματος προστασίας πρέπει να ανταποκρίνονται στην κατηγορία έκθεσης του έργου. Αυτό είναι ιδιαίτερα σημαντικό στην Κύπρο, όπου η υγρασία και τα θαλάσσια άλατα μπορούν να αυξήσουν τον κίνδυνο διάβρωσης.

Στο Smart-Timber™ η πυροπροστασία αποτελεί μέρος του συνολικού σχεδιασμού της τοιχοποιίας, μέσω της κατάλληλης διαστρωμάτωσης και της χρήσης προβλεπόμενων υλικών πυροπροστασίας.

Στα συστήματα μεταλλικού σκελετού, ο χάλυβας είναι άκαυστο υλικό, αλλά η αντοχή και η ακαμψία του μειώνονται καθώς αυξάνεται η θερμοκρασία. Στον ΜΣΕΤ, τα λεπτότοιχα προφίλ έχουν μεγάλη εκτεθειμένη επιφάνεια σε σχέση με τη μάζα τους και η προστασία τους εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από την κατάλληλη διαστρωμάτωση των επενδύσεων. Στον ΜΣΒΤ, ο ρυθμός θέρμανσης επηρεάζεται από το μέγεθος και τη μορφή των διατομών, χωρίς όμως να καταργείται η ανάγκη ελέγχου της φέρουσας ικανότητας σε συνθήκες πυρκαγιάς. Και οι δύο τύποι απαιτούν εξειδικευμένο σχεδιασμό έναντι πυρκαγιάς και, όπου προβλέπεται, κατάλληλη παθητική πυροπροστασία.

Η πολυστρωματική κατασκευή του Smart-Timber™ συμβάλλει στον περιορισμό της μετάδοσης θορύβου και κραδασμών και στη δημιουργία ενός πιο ήσυχου και άνετου εσωτερικού περιβάλλοντος.

Στον ΜΣΕΤ, τα επαναλαμβανόμενα λεπτότοιχα μεταλλικά στοιχεία μπορούν να δημιουργούν διαδρομές μετάδοσης κραδασμών μέσα στις τοιχοποιίες και στα δάπεδα. Στον ΜΣΒΤ, οι κύριες δοκοί, τα υποστυλώματα και οι συνδέσεις τους μπορούν αντίστοιχα να μεταφέρουν δομικό ήχο μεταξύ διαφορετικών τμημάτων της κατοικίας. Η τελική ακουστική απόδοση και των δύο τύπων δεν καθορίζεται μόνο από τη μάζα του σκελετού, αλλά από τη συνολική διαστρωμάτωση, την αποσύζευξη των επιφανειών, τις συνδέσεις και τα μέτρα περιορισμού του δομικού ήχου.