ΣΕΠΤΕΜΒΡΙΟΣ-ΟΚΤΩΒΡΙΟΣ 2006 ΤΕΧΝΙΚΑ ΧΡΟΝΙΚΑ 1 ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΑ ΞΥΛΙΝΑ ΚΟΥΦΩΜΑΤΑ ΥΨΗΛΗΣ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ: ΓΕΝΙΚΗ ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ ΚΑΙ ΕΠΙΣΚΟΠΗΣΗ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΩΝ ΔΟΚΙΜΩΝ DR ΛΩΡΕΝΣ ΠΕΤΑΛΙΔΗ, B.SC., PH.D. Υπεύθυνος Διαχείρησης Ποιότητας και Περιβάλλοντος, SYLOR A.B.E.T.E., πρώην διδάκτωρ Πανεπιστημίου του Κεϊμπριτζ Το άρθρο αυτό έχει σκοπό την ενημέρωση του τεχνικού αλλά και καταναλωτικού κοινού σχετικά με τις εξελίξεις στον χώρο της παραγωγής ξύλινων κουφωμάτων υψηλής τεχνολογίας στην Ελλάδα. Το άρθρο εκθέτει μια αρχική σύγκριση των ξύλινων κουφωμάτων υψηλής τεχνολογίας με ξύλινα κουφώματα παλαιότερης παραδοσιακής κατασκευής καθώς και με κουφώματα από άλλα υλικά. Στη συνέχεια, προσφέρεται μια εισαγωγή στις εργαστηριακές δοκιμές ξύλινων κουφωμάτων και αναλύεται η σημασία τους στην πιστοποίηση της ποιότητας και των αντοχών ενός κουφώματος. Το άρθρο πλαισιώνεται από φωτογραφίες και πραγματικά αποτελέσματα εργαστηριακών δοκιμών στο ινστιτούτο τεχνολογίας κουφωμάτων IFT, στο Rosenheim Γερμανίας. α) Σύγκριση με ξύλινα κουφώματα βιοτεχνικής κατασκευής. Η άφιξη νέων αυτοματοποιημένων τεχνολογιών ακριβείας, καθώς και η αφοσίωση στην παραγωγή κουφωμάτων με δομική και αισθητική αρτιότητα, έχουν επιτρέψει την παραγωγή ξύλινων κουφωμάτων με υψηλότατες προδιαγραφές. Τα κουφώματα αυτά διαφοροποιούνται ριζικά από αυτά παραδοσιακής-βιοτεχνικής φύσης και έχουν επιτύ-
ΣΕΠΤΕΜΒΡΙΟΣ-ΟΚΤΩΒΡΙΟΣ 2006 ΤΕΧΝΙΚΑ ΧΡΟΝΙΚΑ 2 χει μία σημαντική αναστροφή των ελληνικών αγοραστικών τάσεων στον κλάδο των κουφωμάτων. Η παραδοσιακή κατασκευή ξύλινων κουφωμάτων στην Ελλάδα, αλλά και το εξωτερικό έχει σαφείς τεχνικούς και τεχνολογικούς περιορισμούς με άμεσο αντίκτυπο στην κατασκευαστική ακρίβεια και λειτουργική αξιοπιστία του τελικού προϊόντος. Οι παραδοσιακές, βιοτεχνικές μέθοδοι κατασκευής ξύλινων κουφωμάτων περιορίζονται σημαντικά από τη χρήση ξεπερασμένων τεχνολογιών, την κατασκευή ελλιπώς μελετημένων διατομών και συχνά τη χρήση πρώτων υλών με υποδιέστερες τεχνικές προδιαγραφές. Παράλληλα, οι παραδοσιακές βιοτεχνικές μονάδες παραγωγής ξύλινων κουφωμάτων δεν έχουν στην διάθεσή τους τα οργανωτικά μέσα και την τεχνογνωσία που να επιτρέπουν αποτελεσματικό ποιοτικό έλεγχο του τελικού προϊόντος. Διαπιστώνονται λοιπόν συχνά ελλείψεις εντοπισμού και αντιμετώπισης μη-συμμορφούμενων προϊόντων. Τα προβλήματα των παραδοσιακών βιοτεχνιών παραγωγής κουφωμάτων επεκτείνονται επίσης, στο σημαντικότατο χώρο της τεχνολογίας και υλικών βαφής. Μή-εμπεριστατωμένες τεχνικές βαφής και έλλειψη τεχνογνωσίας στον χώρο, δημιουργούν ξύλινα κουφώματα με προβληματικές βαφές που απαιτούν συχνή συντήρηση. Η βαφή των ξύλινων κουφωμάτων είναι ένα αντικείμενο εξαιρετικά σύνθετο που προϋποθέτει σημαντική κατανόηση των φυσικών και χημικών ιδιαιτεροτήτων των υλικών, αλλά και λεπτή αντίληψη των πρωτόκολλων βαφής καθαυτών. Τέλος, μείζονος σημασίας έλλειμμα των παραδοσιακών μεθόδων παραγωγής κουφωμάτων είναι η πλήρης απουσία ποσοτικών μετρήσεων και εργαστηριακών δοκιμών που να πιστοποιούν έμπρακτα την αντοχή των προϊόντων σε απαιτητικές κλιματολογικές συνθήκες. Η απουσία δομικών δοκιμών αυτού το είδους οδηγεί στην προσφορά κουφωμάτων με άγνωστες προδιαγραφές όσον αφορά στην υδατοστεγανότητα και την αντοχή σε ανεμοπιέσεις. Το θέμα αυτό των εργαστηριακών δοκιμών και της προσεκτικής πιστοποίησης των προδιαγραφών και αντοχών των ξύλινων κουφωμάτων υψηλής τεχνολογίας θα απασχολήσει το δεύτερο μισό του άρθρου μας. Μία επισκόπηση των κυριοτέρων διαφορών μεταξύ βιοτεχνικών-παραδοσιακών κουφωμάτων και κουφωμάτων υψηλής τεχνολογίας προσφέρεται στον πίνακα 1.
ΣΕΠΤΕΜΒΡΙΟΣ-ΟΚΤΩΒΡΙΟΣ 2006 ΤΕΧΝΙΚΑ ΧΡΟΝΙΚΑ 3 Πίνακας 1. Γενική σύγκριση συμβατικών/παραδοσιακών βιοτεχνιών και αναπτυγμένων βιομηχανιών παραγωγής ξύλινων κουφωμάτων υψηλής τεχνολογίας. µ µ µ µ µ µ µ µ µ µ µ µ µ µ µ µ µ - µ µ µ µ µ µ µµ µ µ µ µ µ µ µ µ µ µ µ µ µ µ µ. µ 10,000 µ µ µ µ, µ CNC µ µ µ µ µ µ µ 3.5 µ, µ K µ µ µ µ Franchise µ µ µ, µ µ µ µ µ µ ISO µ µ µ. µµ µ (.. EN 927, HO.3:1999 ) ISO, µ, µ. µ.
ΣΕΠΤΕΜΒΡΙΟΣ-ΟΚΤΩΒΡΙΟΣ 2006 ΤΕΧΝΙΚΑ ΧΡΟΝΙΚΑ 4 β) Σύγκριση με άλλα υλικά. Το άρθρο αυτό λοιπόν προτείνει ότι οι ραγδαίες τεχνολογικές εξελίξεις των τελευταίων δεκαετιών έχουν εξαλείψει τα προβλήματα που συνδέονταν με την παραδοσιακή μεθοδολογία παραγωγής ξύλινων κουφωμάτων. Πώς συγκρίνονται όμως οι νέες αυτές τεχνολογίες ξύλινων κουφωμάτων με κουφώματα από άλλα υλικά; Η αισθητική υπεροχή του ξύλου ως υλικού παραγωγής κουφωμάτων είναι ευρέως αποδεκτή. Πέρα όμως από θέματα αισθητικής και μόνο, οι τεχνικές προδιαγραφές των ξύλινων κουφωμάτων υψηλής τεχνολογίας τα καθιστούν ιδιαίτερα ανταγωνιστικά σε σχέση με προϊόντα από αλουμίνιο ή PVC. Σε αντιδιαστολή με τα κουφώματα από άλλα υλικά, τα ξύλινα κουφώματα υψηλής τεχνολογίας μπορούν να μείνουν πάντα καινούρια με απλή συντήρηση. Πρόσφατη έκθεση του διεθνούς οργανισμού προστασίας του περιβάλλοντος WWF αναφέρει ότι η αναμενόμενη ζωή ενός ξύλινου παράθυρου 1.5 m 2 είναι 60 έτη, ενώ η αντίστοιχη ζωή για ένα όμοιο παράθυρο PVC είναι μόλις 20. Σημαντική διαφορά με τα κουφώματα από άλλα υλικά είναι ότι τα τελευταία δύσκολα επισκευάζονται, ενώ μπορούν να υποστούν σημαντικές, μη αναστρέψιμες, μοριακές αλλοιώσεις. κατά την επαφή τους με άλατα παραθαλάσσιων κυρίως περιοχών. Ανάλογα με την ποιότητα της κατασκευής τους, τόσο τα ξύλινα κουφώματα όσο και αυτά από άλλα υλικά μπορούν να υποστούν αλλοιώσεις στο χρώμα τους αλλά και στρεβλώματα κατά την έκθεσή τους σε απαιτητικές καιρικές συνθήκες. Εκεί που η υπεροχή του ξύλου έναντι των άλλων υλικών παραγωγής κουφωμάτων γίνεται ιδιαίτερα αισθητή είναι στην θερμομόνωση. Η θερμομόνωση που προσφέρει το ξύλο είναι τέτοια που μας επιτρέπει να πιάσουμε με ασφάλεια ένα φλεγόμενο τεμάχιο από την μη φλεγόμενη άκρη του. Κανένα άλλο υλικό παραγωγής κουφωμάτων δεν διαθέτει παρόμοια με το ξύλο θερμικές προδιαγραφές. Σε συνδυασμό με υαλοπίνακες υψηλών επιδόσεων, η θερμομόνωση ενός ποιοτικού και καλά μελετημένου ξύλινου κουφώματος έχει άμεση επίδραση στην ενέργεια που απαιτείται για την ψύξη ή θέρμανση ενός χώρου. Στο σημείο αυτό αξίζει να σημειωθεί ότι η χρήση φαρδύτερων διατομών τρικολλητής ξυλείας (π.χ. 78 x 77 mm) επιτρέπει την
ΣΕΠΤΕΜΒΡΙΟΣ-ΟΚΤΩΒΡΙΟΣ 2006 ΤΕΧΝΙΚΑ ΧΡΟΝΙΚΑ 5 χρήση υαλοπινάκων μεγάλου πάχους, με εξαιρετικές προδιαγραφές ασφαλείας, θερμομόνωση και ηχομόνωση (Πίνακας 2). Πίνακας 2. Ανασκόπηση τεχνικών προδιαγραφών υαλοπινάκων για ξύλινα κουφώματα διατομής 68x77 (Α) και 78x77 mm (Β). U-Value (W/m 2 /K) (TL) H (g) µ Rw (db) µ Float 4mm/15/Float 4mm 23 20 2.8 81% 0.76 30 Float 6mm/12/Float 5mm 23 27.5 2.9 80% 0.71 32 ( ) A Laminated 2x5mm/8/Float 5mm 23 37.5 3.0 78% 0.76 33 Laminated 2x4mm/8/ Laminated 2x4mm 24 37.5 3.0 78% 0.76 33 µ Low emissivity 4mm/15/ Float 4mm 23 20 1.4 78% 0.63 30 Laminated 2x5mm/8/ Low emissivity 4mm 22 35 1.7 75% 0.63 33 U-Value (W/m 2 /K) (TL) H (g) µ Rw (db) µ µ µ ( ) Laminated 6+4+1mm/14/ Laminated 4+4+1 Clear float 6mm/15/ Laminated 4+4+1mm H µ µ Laminated 6+4+1mm/14/ Laminated Low Emmissity 4+4+1mm 34 48 2.8 78% 0.73 44 32 42.5 2.8 76% 0.73 42 34 48 1.4 73% 0.63 44 µ Low Emissivity Clear float 6mm/10/ Clear float 4 mm/10/ Low emissivity 4mm 34 35 1.1 73% 0.63 36 5
ΣΕΠΤΕΜΒΡΙΟΣ-ΟΚΤΩΒΡΙΟΣ 2006 ΤΕΧΝΙΚΑ ΧΡΟΝΙΚΑ 6 γ) Εργαστηριακές δοκιμές δομικών αντοχών και στεγανότητας. Στο πρώτο μέρος του άρθρου παρουσιάσαμε μία σύγκριση των νέων ξύλινων κουφωμάτων υψηλής τεχνολογίας πρώτον ως προς τα ξύλινα κουφώματα παραδοσιακής κατασκευής, και δεύτερον ως προς τα κουφώματα από άλλα υλικά. Στην ενότητα αυτή προσφέρουμε μια εισαγωγή στις εργαστηριακές δοκιμές των ξύλινων κουφωμάτων υψηλής τεχνολογίας. Καταστούμε σαφές ότι τέτοιου είδους δοκιμές είναι απολύτως απαραίτητες για την πιστοποίηση της ποιότητος ενός κουφώματος και για την πλήρη ενημέρωση του ενδιαφερόμενου αγοραστικού κοινού. Η δοκιμή και πιστοποίηση των αντοχών ενός κουφώματος είναι μια διαδικασία σύνθετη και τεχνολογικά απαιτητική. Επειδή οι εργαστηριακές αυτές δοκιμές απαιτούν σημαντικό μηχανολογικό εξοπλισμό και έμπειρο τεχνικό προσωπικό, είναι λίγοι οι οργανισμοί που μπορούν να τις αναλάβουν υπεύθυνα. Ο πιο αναγνωρισμένος, πιθανότατα σε όλο τον κόσμο, οργανισμός είναι το ινστιτούτο τεχνολογίας κουφωμάτων IFT, στο Rosenheim της Γερμανίας. Το ινστιτούτο IFT λειτουργεί ως πραγματογνώμων του οργανισμού RAL ο οποίος πιστοποιεί και εγκρίνει την ποιότητα δομικών υλικών. Εικόνα 1. Τεχνολογικές εγκαταστάσεις εργαστηριακών δοκιμών κουφωμάτων.
ΣΕΠΤΕΜΒΡΙΟΣ-ΟΚΤΩΒΡΙΟΣ 2006 ΤΕΧΝΙΚΑ ΧΡΟΝΙΚΑ 7 Οι εργαστηριακές δοκιμές είναι σχεδιασμένες να πιστοποιούν τη δομική αντοχή και κατασκευαστική αρτιότητα κουφωμάτων. Οι παράμετροι που εξετάζονται είναι η αντοχή των κουφωμάτων σε ανεμοπιέσεις, η υδατοστεγανότητα τους και η αντοχή ασφαλείας τους σε ακραίες συνθήκες τυφώνα (Εικόνα 2). Εικόνα 2. Οι τρεις κατηγορίες εργαστηριακών δοκιμών κουφωμάτων σύμφωνα µε τους κανόνες του διεθνούς ινστιτούτου τεχνολογίας κουφωμάτων, IFT, Γερμανίας. Κατά τη διάρκεια των δοκιμών σε ανεµοπιέσεις, το κούφωμα ασφαλίζεται αεροστεγώς σε μια πλατφόρμα δοκιμών (Εικόνα 1) και υποβάλλεται σε ανεµοπιέσεις αυξανόμενης ισχύος. Οι πιέσεις σε Pa μπορούν να μεταφραστούν σε χλμ/ώρα ανέμου. Τα κουφώματα υποβάλλονται σε θετικές πιέσεις (άνεμος να φυσάει από την εξωτερική μεριά) αλλά και αρνητικές (άνεμος να φυσάει από την εσωτερική μεριά). Για κάθε ένταση ανεμοπίεσης που δοκιμάζεται, τα μηχανήματα δοκιμών μετρούν τον όγκο αέρα που διαπερνά το κούφωμα (δηλαδή, πόσο μπάζει το κούφωμα). Οι απώλειες αυτές μετρώνται σε κυβικά μέτρα αέρα ανά ώρα ανά τετραγωνικό μέτρο κουφώματος (m 3 /h/m 2 ) και στην συνέχεια απεικονίζονται γραφικά. Με βάση τα αποτελέσματα των δοκιμών, το κούφωμα κατατάσσεται σε µία από τις τέσσερις κατηγορίες αντοχών που αναγνωρίζονται από την Ευρωπαϊκή Ένωση (Εικόνα 3). Είναι προφανές ότι, για κάθε δεδομένη ένταση ανεμοπίεσης, όσο λιγότερος αέρας διαπερνά ένα κούφωμα τόσο μεγαλύτερος είναι ο βαθμός αντοχής του.
ΣΕΠΤΕΜΒΡΙΟΣ-ΟΚΤΩΒΡΙΟΣ 2006 ΤΕΧΝΙΚΑ ΧΡΟΝΙΚΑ 8 Εικόνα 3. Αποτέλεσμα δοκιμών ανεμοπίεσης σε δίφυλλη μπαλκονόπορτα διαστάσεων 1500 x 2200 mm. Για κάθε διαφορετική ανεμοπίεση (οριζόντια κλίμακα), απεικονίζεται ο όγκος αέρα που διαπερνά το κούφωμα (m 3 αέρα / ώρα ανά m 2 στην κάθετη κλίμακα). Από το γράφημα συμπεραίνεται ότι το κούφωμα που δοκιμάσθηκε παρουσίασε απώλειες που ήταν σημαντικά μικρότερες από αυτές που χαρακτηρίζουν ακόμη και την ανώτατη κατηγορία κουφωμάτων που αναγνωρίζεται στην Ευρωπαϊκή Ένωση. Έτσι λοιπόν, το κούφωμα τοποθετείται στην ανώτατη κατηγορία αντοχών που αναγνωρίζεται (Κlasse 4). Δοκιμές παρόμοιες µε αυτές που περιγράφονται παραπάνω πραγματοποιήθηκαν και µε την παρουσία τεχνητής βροχής. Υπό τις συνθήκες αυτές, δοκιμάζονται όχι µόνο οι αντοχές στις ανεµοπιέσεις, αλλά και η υδατοστεγανότητα του κουφώματος. Οι τεχνητή βροχή στην οποία υποβάλλονται τα κουφώματα είναι μεταβλητής γωνίας και σε συνδυασμό µε τις αυξανόμενες ανεµοπιέσεις προσομοιάζει συνθήκες καταιγίδας. Μετά από κάθε ανεμοπίεση που δοκιμάζεται, το κούφωμα ανοίγεται και ελέγχεται σχολαστικά για ενδείξεις διείσδυσης νερού. Τέλος, αναπόσπαστο μέρος των εργαστηριακών δοκιμών αποτελούν και οι δοκιμές ασφαλείας. Κατά τη διάρκεια αυτών, τα κουφώματα εκτίθενται σε πραγματικά ακραίες συνθήκες. Ανάλογα µε την τυπολογία του κουφώματος, το δοκίμιο μπορεί να υποβληθεί σε ανεµοπιέσεις που υπερβαίνουν τα 3000 Pa (που αντιστοιχεί σε άνεμο ταχύτητας 240 χλµ/ωρα). Το εντυπωσιακό είναι ότι το κούφωμα καλείται να αντέξει και αναστροφή
ΣΕΠΤΕΜΒΡΙΟΣ-ΟΚΤΩΒΡΙΟΣ 2006 ΤΕΧΝΙΚΑ ΧΡΟΝΙΚΑ 9 της πίεσης αυτής, δεχόμενο δηλαδή την ίδια πίεση και από την εσωτερική του µεριά. Τα κουφώματα που αντέχουν σε τέτοιου είδους καταπονήσεις χαρακτηρίζονται STORM- PROOF, είναι δηλαδή ανθεκτικά σε συνθήκες τυφώνα. Είναι σημαντικό να επισημανθεί ότι η πραγματοποίηση εργαστηριακών δοκιμών σε κουφώματα διαφορετικών τυπολογιών (σύστημα κουφωμάτων) είναι απαραίτητη για την ολοκληρωμένη αξιολόγηση της παραγωγής μιας βιομηχανίας κουφωμάτων. Μια πλήρης πιστοποίηση, λοιπόν, απαιτεί δοκιμές όχι σε ένα μόνο κούφωμα, αλλά σε σύστημα κουφωμάτων διαφορετικών τύπων. ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ Η τεχνολογική πρόοδος που έχει σημειωθεί στον χώρο της κατασκευής ξύλινων κουφωμάτων τα τελευταία χρόνια είναι θεαματική. Κατά την γνώμη του συγγραφέα, η κορυφή αυτής της προσπάθειας είναι η επένδυση σε αυστηρές, διεθνούς επιπέδου, εργαστηριακές δοκιμές δομικών αντοχών που πιστοποιούν έμπρακτα τις επιδόσεις του τελικού προϊόντος. Με τις πρωτοβουλίες που εδραιώνονται στον τομέα αυτό, προσφέρονται στην ελληνική αγορά ξύλινα κουφώματα υψηλής αισθητικής, ανώτερων τεχνικών προδιαγραφών και αναμφισβήτητης αντοχής. Ο συγγραφέας επιθυμεί να ευχαριστήσει το ινστιτούτο τεχνολογίας κουφωμάτων IFT για την άδεια χρήσης φωτογραφιών που ελήφθησαν κατά τη διάρκεια των εργαστηριακών δοκιμών.
ΣΕΠΤΕΜΒΡΙΟΣ-ΟΚΤΩΒΡΙΟΣ 2006 ΤΕΧΝΙΚΑ ΧΡΟΝΙΚΑ 10