LEMNUL ÎN ARHITECTURA CONTEMPORANĂ LUCRARE DE DISERTAȚIE Coordonator: Stud.arh. an VI: Dr.arh. Iulian Vagner Mazga Matei 2020 CUPRINS: Cap 1…. [307485]

UNIVERSITATEA TEHNICĂ „GHEORGHE ASACHI” DIN IAȘI

Facultatea de Arhitectură „G.M. Cantacuzino”

LEMNUL ÎN ARHITECTURA CONTEMPORANĂ

LUCRARE DE DISERTAȚIE

Coordonator: Stud.arh. an VI:

Dr.arh. Iulian Vagner Mazga Matei

2020

CUPRINS:

Cap 1. Introducere …………………………………………………………………………………………………….7

1.1 Argument………………………………………………………………………………………………………………7

1.2 Tematică și oportunitate; construcții contemporane din lemn……………………………………….7

1.3 Lemnul ca material de construcții de-a lungul istoriei………………………………………………….9

Cap 2. Arhitectura sustenabilă………………………………………………………………………………….13

2.1 Arhitectura durabilă………………………………………………………………………………………………13

2.2 Lemnul în contextul arhitecturii sustenabile……………………………………………………………..15

Cap 3. Utilizarea lemnului în arhitectură …………………………………………………………………21

3.1 Structură. Spațiu. Volumetrie………………………………………………………………………………….21

3.1.1 Cadre din lemn masiv……………………………………………………………………………….21

3.1.2 Sisteme de tip „framing”…………………………………………………………………………..24

3.1.3 Îmbinări elemente din lemn ……………………………………………………………………..26

3.2 Lemnul ca finisaj interior ………………………………………………………………………………………30

3.3 Lemnul ca finisaj exterior ………………………………………………………………………………………37

Cap 4. Experimente contemporane și posibile dezvoltări…………………………………………….43

4.1 Tehnologii noi de utilizare a lemnului în arhitectură…………………………………………………..43

4.1.1 Lemnul masiv. Tradiție. Varietate………………………………………………………………45

4.1.2 Lemnul lamelar curbat. Adaptabilitate, Expresivitate……………………………………46

4.1.3 Cross Laminated Timber. Modularitate. Inovație…………………………………………51

4.1.4 Lemnul termotratat. Durabilitate. Estetică…………………………………………………..59

4.1.5 Placajele multistrat și cărămizile din lemn.Flexibilitate. Eficiență…………………..60

4.1.6 Structuri cutate. Complexitate. Plastică arhitecturală…………………………………….64

4.1.7 Structuri reticulare. Elasticitate. Geometrie…………………………………………………66

4.1.8 Structuri lamelare. Tehnologie. Diversitate…………………………………………………67

4.2 Lemnul și programele complexe de arhitectură …………………………………………………………68

Cap 5. Concluzii……………………………………………………………………………………………………….79

Cap 6. Bibliografie……………………………………………………………………………………………………83

1. INTRODUCERE

ARGUMENT

În trecut, modul de execuție cu ajutorul materialelor la îndemână a determinat totdeauna aspectul formal al clădirilor. După o lentă evoluție, progresul științei și al tehnologiei a dat naștere unei mutații ireversibile în ramura construcțiilor. Datorită noilor modalități de construcție s-a limitat practica vechilor modele structurale. Pier Luigi Nervi afirmă că „nu este nimic mai absurd decât încercarea de a păstra scheme constructive sau forme arhitecturale ale unui trecut care nu are nimic în comun cu prezentul sau cu atât mai puțin, cu viitorul previzibil”.

Impactul dezvoltării științei și tehnicii contemportane s-a manifestat în special în materialismul istoric, în determinarea direcțiilor generale ale proceselor sociale, politice și spirituale în modul de producție al bunurilor materiale. Putem afirma că există o înlănțuire între arhitectură, producția de materiale și elemente , tehnici noi de prelucrare și montaj, astfel încât toate aceste activități se influențează între ele și se stimulează una pe alta.

În ultimul timp se încearcă o revenire la valorile expresive ale tradiției, asimilate în sens modern la nivelul arhitecturii contemporane. Materialele contemporane generează un nou raport între arhitectură și sistemul de rezistență, execuția devenind în mare parte un proces de asamblaj din elemente fabricate. Tehnologia a ajuns o modalitate de comunicare estetică ce dă naștere unei valori expresive. De aceea se încearcă ca tot ceea ce se realizează în societatea noastră, să capete o valoare pe măsura aspirațiilor omului contemporan.

Prin forma și fondul pe care le include arhitectura contemporană, se întărește continuitatea tradiției, dând naștere unor tehnologii și materiale noi ce își exprimă identitatea. Astfel, arhitectura contemporană se diferențiază prin calitatea vieții la care aceasta contribuie și se regăsește la un nivel tot mai elevat.

TEMATICĂ ȘI OPORTUNITATE;

CONSTRUCȚII CONTEMPORANE DIN LEMN

Lemnul, material nobil, la început des folosit, apoi contestat, reapare în ultimele decenii ale secolului al XX-lea față în față cu materialele concurente precum metalul și betonul datorită calităților sale de bază, dar și a intervenției asupra durabilității sale prin tratamentele ce îi sunt aplicate doar prin tehnologia modernă.

În epoca actuală, caracterizată printr-o dezvoltare rapidă economico-socială și o analiză a necesităților, aspirațiilor și exigențelor omului, lemnul deservește la construcția și amenajarea locuințelor, în industrie, agricultură și transport, la obținerea unor produse de uz curent.

Ca material de construcție, premergător metalului și betonului armat, lemnul supraviețuiește competiției cu materialele noi și este luat în considerare la realizarea construcțiilor contemporane. Acesta, mai ales sub forma unor produse ameliorate și tratate contra biodegradării și a focului, constituie pentru viitor unul din principalele materiale de constructie, grație caracteristicilor fizico-mecanice superioare și a avantajelor de ordin economic, tehnic și constructive pe care le prezintă.

Orice material care reprezintă un progres tehnic nu este utilizat imediat, ci mai întâi este verificat din punct de vedere al concepției artistice dominante deoarece acesta se află în opoziție cu tradiționalul. Nici o artă nu este mai greu de reformat decât arhitectura, pentru că, spre deosebire de aceasta, arhitectura este strâns condiționată de materiale. Arhitectura are două țeluri: să fie folositoare și în același timp, să fie frumoasă. Așa cum factorii spirituali ce o influențează se modifică mereu, în același fel se modifică și factorii materiali ce se dezvola continuu.

Indiferent de originea minerală, vegetală sau artificiala, materialul posedă însușiri distincte ce derivă din structura să moleculară. Aceasta din urmă determină atât durabilitatea materialului cât și caracteristicile vizuale și tactile, de textură și culoare.

Lucrarea de față prezintă principalele caracteristici ale lemnului în ceea ce privește prelucrarea și utilizarea sa, în domeniul structurii, al spațiului interior și al celui exterior. Conținutul acesteia s-a conturat ca urmare a studiului literaturii de specialitate, fiind alcătuită din 6 capitole, după cum urmează:

Capitolul 1 – Introducere, ilustrează direcțiile de cercetare în domenul arhitecturii contemporane din lemn, ce conturează ideile principale ale lucrării.

Capitolul 2 – Arhitectura sustenabilă, prezintă principalele proprietăți ale lemnului ca fiind un material sustenabil, ce participă la îmbunătățirea performanței clădirii. Este analizat modul în care acesta răspunde cerințelor și corespunde criteriilor sustenabilității.

Capitolul 3 – Lemnul în arhitectura contemporană, oferă o imagine asupra modului de utilizare a acestui material atât în spațiile interioare și în cele exterioare cât și în cazul structurii. Pentru fiecare tipologie sunt prezentate exemple relevante din arhitectura contemporană.

Capitolul 4 – Experimente actuale și posibile dezvoltări prezintă tendințele contemporane și de viitor în materie de lemn și oferă o clasificare a principalelor elemente din lemn și programele de arhitectură în care sunt întâlnite. Acest capitol prezintă exemple relevante a arhitecturii contemporane a lemnului, din România.

Capitolul 5 – Concluzii, punctează concluziile generale și contribuția autorului.

LEMNUL CA MATERIAL DE CONSTRUCȚII DE-A LUNGUL ISTORIEI

Existența lemnului ilustrează o istorie plină de neprevăzut a cunoașterii și utilizării, mai întâi în gospodărie și apoi în industrie a acestui material care a generat zeci de meșteșuguri, arte și ramuri industriale, ce au dat naștere unor semnificații culturale, spirituale și economice.

În istoria dezvoltării construcțiilor din lemn stau la bază numeroși factori precum răspândirea mare, rezistența mecanică ridicată, greutatea redusă și prelucrarea ușoară a lemnului. Încă de la începutul evoluției omului în comuna primitivă, lemnul era folosit drept material pentru confecționarea armelor de vânătoare ,a obiectelor casnice și a uneltelor de muncă. Printre cele mai vechi locuințe în forma lor primitivă, putem menționa “coliba semisferică” și “casa dreptunghiulară”.Spre sfârșitul comunei primitive au apărut locuințele lacustre, construite pe piloți alcătuiti din bile și bușteni așezați verticali.

În secolul I î.H., cel mai mare progres în domeniul construcțiilor din lemn din acea perioadă se remarcă în Roma antică, în realizarea podurilor din grinzi de lemn. Un exemplu semnificativ este podul peste râul Rin cu o lungime de 500 m realizat în numai 10 zile dar și podul peste Dunăre construit în sec II e.n de către Apolodor din Damasc ,având lungimea de 1135 m , unde se folosesc pentru prima data arcele din lemn pe pile din zidărie de piatră. Constructorii romani din acea epocă utilizau lemnul și la realizarea acoperișurilor.

În secolul al XIX-lea apar fabricile ce măresc posibilitatea prelucrării mecanice a lemnului, executându-se elemente în lemn cu îmbinări caracteristice.

După cel de-al doilea război mondial, elementele și structurile din lemn încleiat își găsesc o largă aplicare în practică.

În țara noastră, construcțiile din lemn cunosc o mare răspândire pe întreg teritoriul, reprezentând o veche tradiție. În perioada de înflorire a statului dac se observă o diferența între locuințe în funcție de zona geografică: la câmpie sunt construite locuințe rudimentare parțial îngropate în pământ cu schelet din pari de stejar, în zonele de deal locuințe din lemn pe soclu din lemn, cu două camere, acoperite cu șiță sau scânduri iar în zonele de munte se întâlnesc colibele alcătuite din patru pereți construiți din bârne și acoperiș din lemn în două ape.

Casa țărănească, atât în evul mediu cât și în epoca modernă și-a păstrat linia și structura, elementele arhitecturale contribuind la aspectul estetic. Elementele de bază ale casei românești sunt din lemn, începând cu “talpa casei” construită din bănci de stejar, bârnele ce alcătuiesc pereții terminând cu acoperișul construit în totalitate din lemn. Un element architectural specific casei țărănești este prispa din lemn bogat împodobită prin dăltuire cu elemente tradiționale, care acoperă una sau două laturi ale casei sau chiar inconjoară locuința, creând un spațiu de protecție.

Biserica românească din lemn este rezultatul unui îndelungat proces creator, cu o execuție îngrijită, proporții potrivite ale întregului ansamblu și rezolvări de detaliu, proces ce dă naștere unui remarcabil monument de arhitectură a lemnului. Plastica arhitecturală a bisericii românești din lemn întruchipează poate cel mai bine îmbinarea proceselor constructive și a decorațiunii specific artei noastre populare.

În epoca modernă, arhitectura populară a lemnului devine un factor ce se remarcă prin originalitate și dinamism, cu o permanentă influență asupra artei culte.

Din a doua jumătate a secolului al XIX-lea, industrializarea prelucrării lemnului aduce prima fabrică ce utiliza energia aburului.Prelucrarea lemnului s-a extins apoi în mod echilibrat în întreaga țară, produsele noi din lemn reușind să valorifice aproape integral masa lemnoasă.

2. ARHITECTURA SUSTENABILĂ

2.1 ARHITECTURA DURABILĂ

Arhitectura sustenabilă creează soluții care să rezolve problemele economice, sociale și de mediu, aceste soluții fiind alimentate prin energii durabile (Fig.1). Aceasta cauta sa reduca impactul negativ al cladirilor asupra mediului prin folosirea optima a materialelor, energiei si dezvoltarii spatiale si prin marirea eficientei. Termenul de sustenabilitate descrie o abordare constienta din punct de vedere ecologic si energetic a proiectarii obiectului de arhitectura.

Ariile de aplicabilitate a conceptului de arhitectura sustenabila includ sustenabilitatea, materialele utilizate, managementul corect al terenului, eficienta energetica si reducerea deseurilor. Proiectarea ecologica asigura ca actiunile si deciziile care sunt luate in prezent să nu impiedice oportunitatile generatiilor viitoare.

În ceea ce privește alegerea materialelor, trebuie să se pună accent pe evaluarea durabilității acestora și pe următoarele probleme legate de mediu: deteriorarea ecosistemelor, lipsa resurselor, emisiile, utilizarea energiei, deșeurile, durata de viață și reparația, refolosirea și efectul asupra mediului.

Durabilitatea necesită conservarea resurselor naturale( energie, combustibili, minerale, păduri, pământ etc) și protejarea calității mediului(apa, aer și sol). Arhitectură sustenabilă prezintă o abordare legată de natură și care aplică o logica susținută fiecărei etape a proictului, axată de optimizarea și utilizarea mediului înconjurător. Logica acoperă condițiile economice, constructive, de management al clădirii precum și cele legate de bunăstarea și sănătatea individului.

Design-ul arhitectural ecologic cuprinde proiectarea corespunzătoare a formei arhitecturale, etanșeitatea, ventilația optimă, alegerea materialelor, conservarea energiei, izolația termică și acustică, protecția aerului, solului și a purității apei, reciclarea deșeurilor. Potrivit unei lucrări scrise de Spiegel și Meadows , materialele de construcție sustenabile sunt acelea care utilizează resursele pământului într-un mediu responsabil. Acestea respectă limitările resurselor neregenerabile cum ar fi cărbunele sau minereurile metalice.

Materialele verzi lucrează în cadrul modelului ciclului natural și a interdependenței ecosistemelor. Sunt numite „verzi” după modul în care sunt fabricate, utilizate și recuperate după utilizare

Fig.1 Interdependența celor trei componente ale sustenabilității

.

În acest context, este interesant să menționăm o competiție arhitecturală anuală care a început în Japonia în 1999, și la care participă fundațiile non-profit. Obiectivul este acela de a încuraja arhitecții locali să acorde o atenție deosebită „casei returnabile pamantului”, care își are originea în modul tradițional de a construi case japoneze utilizând că material lemnul și alte materiale regenerabile, ce ar putea fi „returnate” pământului.

Durabilitatea și protecția mediului constau într-un număr foarte mare de informații specifice legate de arhitectura și management, interconectate, ce formează împreună un concept. Arhitectura sustenabilă reprezintă un factor în soluționarea problemelor de mediu și dezvoltare urbană. Clădirea „verde” sau „durabila” este o etichetă de marketing și promovare, acesta nefiind un lucru dăunător atât timp cât această exprimă caracteristicile veritabile ale construcției.

2.2 LEMNUL ÎN CONTEXTUL ARHITECTURII SUSTENABILE

Lemnul este unul dintre cele mai eficiente materiale ecologice utilizate. Acesta contribuie la imbunătătirea performanțelor ambientale a oricăror clădiri prin reducerea energiei folosite, reducerea utilizării resursei, minimalizând poluarea, reducând impactul asupra mediului.

Avantajele folosirii lemnului nu se rezumă la construirea de case. De fapt, lemnul este cea mai bună alegere pentru structuri de orice tip: arene sportive, biblioteci, birouri, centre comerciale etc. Adaptabilitatea și aspectul estetic atrăgător al lemnului nu a fost niciodată atât de pregnantă ca în prezent. Se poate observa redescoperirea lemnului că material contemporan, care oferă din punct de vedere tehnologic și mai multe oportunităti pentru construcții.

Cu cât arhitecții se străduiesc mai mult să creeze "clădiri verzi" care să reducă efectele nocive asupra mediului, cu atât mai evidente devin avantajele construcțiilor din lemn.

Unul dintre avantajele utilizării lemnului în arhitectura ecologică este capacitatea sa ridicată de izolare comparativ cu alte materiale. Construirea cu ajutorul lemnului poate fi ușor adaptată la orice cerința de consum a energiei, ceea ce inseamnă că orice clădire cu structură din lemn poate menține un consum scăzut de energie. Un alt beneficiu este impactul asupra mediului(calitatea aerului, a apei și a solului), cercetările demonstrând faptul că extragerea, prelucrarea și utilizarea lemnului este avantajoasă comparativ cu alte materiale de construcție, cum ar fi oțelul sau betonul.

Energia totală include toate tipurile de energie, directe sau indirecte, folosite la extragerea, prelucrarea, transportarea și utilizarea materialelor de construcție. Acest principiu țintește spre scăderea nivelului consumului de energie, nu doar după ridicarea clădirii, dar și în timpul producerii materialelor de construcție. Prelucrarea lemnului folosește foarte puțină energie. Principiul scăderii volumului resurselor utilizate poate fi respectat folosind materiale reciclabile. Lemnul este singurul material principal de construcție ce poate fi reciclat. Noua tehnologie de prelucrare a lemnului permite utilizarea fiecărei părți a unui copac astfel încât nimic nu este pierdut, risipit. Lemnul este un material cu o mare durabilitate, astfel, nu necesită înlocuiri, reparații.

Lemnul poate servi ca aplicație funcțională (structurală) precum și ca material pentru finisaje datorită aspectului estetic. De exemplu, construcțiile structurale din cherestea oferă un potențial arhitectural deosebit. Podelele din lemn sunt acum recunoscute ca fiind viitorul, deoarece au un aspect plăcut și reduc acumularea de praf și microbi Fiecare material de construcție pe care îl folosim provine din surse naturale, iar noi epuizăm acele resurse foarte repede. Dintre toate acestea doar lemnul se regenerează, fiind cel mai eficient și ecologic material de construcție.

Cunoașterea exigențelor funcțional-tehnologice și gruparea acestora pe familii de soluții, adresate direct necesităților reale , conduce spre progres tehnologic. Elementele principale din lemn ale clădirii, închiderile și compartimentarile, trebuie să răspundă unei multitudini de condiții: greutate redusă, posibilitatea de modificare în timp, reducerea consumului de material, de energie înglobată în elementele component ale construcției și energie de exploatare, satisfacerea condițiilor de clima interioară etc.

Fig.2 Circuitul lemnului folosit în constructii

În prezent, cantitatea de material lemnos utilizata sub diverse forme la nivel mondial echivalează cu cea a oțelului , aproximativ 700 milioane tone ceea ce reprezintă 1,5 miliarde metri cubi, remarcându-se trecerea printr-o perioadă de consolidare a cunoștințelor în domeniul științei și tehnologiei construcțiilor contemporane din lemn, sub aspectul perfecționării soluțiilor arhitecturale și tehnologice și al modernizării acestora (Fig.2).

Se observă o preocupare susținută pentru economisirea materialului lemnos prin utilizarea soluțiilor contemporane în prelucrarea lemnului( lamelate încleiate, lemn îmbinat, placaje etc) ce permit utilizarea rațională a lemnului de calități diferite și dimensiuni reduse.

Lemnul, ca material de construcții, prezintă o sumă de calități specifice arhitecturii sustenabile. În primul rând, lemnul este o resursă regenerabilă, spre deosebire de majoritatea materialelor utilizate în prezent precum piatra, oțelul, betonul armat și multe altele, ce sunt materiale reciclabile dar nu provin din resurse regenerabile.

O altă caracteristică esențială a lemnului este stocarea energiei solare, prin procesul de fotosinteză aceasta fiind convertită în masă lemnoasă. Aproximativ 50% din masa lemnoasă reprezintă carbonul, fixat prin absorbția dioxidului de carbon. Produsele din lemn și pădurile contribuie la protejarea climatului. Astfel, utilizarea lemnului reduce consumul de combustibili neregenerabili fosili și la limitarea consumului de dioxid de carbon.

Se poate spune că lemnul este un material de construcții favorabil din punct de vedere al sănătății, fiind folosit încă din cele mai vechi timpuri ca o componentă a elementelor care „respiră” în mod natural, acest lucru fiind posibil prin proprietățile sale higroscopice, mai precis prin capacitatea de a aborbi și elibera umiditatea.

În ceea ce privește produsele din lemn, nivelul de toxicitate este unul scăzut. Prin proprietățile sale higroscopice și izolatoare, lemnul oferă beneficii prin asigurarea unui climat interior sănătos al construcției din lemn.

Putem defini durabilitatea lemnului ca fiind rezistența acestui material la factori ce pot cauza degradarea și este definită de timpul în care lemnul își păstrează proprietățile fără măsuri suplimentare de protecție. Totuși, lemnul este predispus atacului dăunătorilor. Această biodegradare constituie și un avantaj din punct de vedere al sustenabilității, comparând cu alte materiale a căror reciclare este de multe ori costisitoare și dificilă.

Chiar dacă deteriorarea lemnului poate fi provocată de numeroși factori, aceasta poate fi evitată prin măsuri corecte de proiectare, fapt dovedit de numeroase construcții din lemn istorice care încă sunt funcționale (edificii, poduri, șarpante etc).

3. LEMNUL ÎN ARHITECTURĂ

3.1 STRUCTURĂ. SPAȚIU. VOLUMETRIE

Orice compoziție arhitecturală este influențată în primul rând de materialul destinat execuției și de tehnica utilizată, mai precis, compoziția se supune materialului și tehnicii și nu invers.

În ultimii ani, structurile „ușoare” din lemn au început să fie utilizate tot mai frecvent, datorită eficienței economice ridicate materializată prin ușurința construcției și prin consumul redus de resurse. Sistemul constructiv pe pereți structurali cu schelet este des folosit în țări precum Australia, Canada și Statele Unite ale Americii pentru locuințe, din rațiuni economice. Costurile pentru exploatarea și prelucrarea lemnului sunt mult mai mici decât cele necesare fabricării altor materiale precum oțelul sau cimentul. Acesta este unul dintre motivele pentru care se optează pentru structurile din lemn în favoarea celor din beton armat sau metalice. Acest aspect este vizibil în timp atât în programul de locuire cât și în cazul construcțiilor de dimensiuni mari.

Structurile din lemn, proiectate și asamblate corespunzător, prezintă o durabilitate de sute de ani fără măsuri suplimentare de mentenanță. Orice material suferă, mai devreme sau mai târziu, o formă de degradare a structurii sau a compoziției sale. Din acest punct de vedere, lemnul nu face excepție, biodegradarea sa naturală constituind un avantaj din punct de vedere al sustenabilității.

De asemenea, combinarea de materiale pentru optimizarea structurii reprezintă un subiect de actualitate. De exemplu, betonul armat este indispensabil în realizarea infrastructurii, în cazul fundațiilor și a subsolului, iar conectorii și cablurile din oțel sunt piese întrebuințate la structurile moderne din lemn, pentru realizarea elementelor constructive mixte, utilizate în cazul deschiderilor mari.

3.1.1 CADRE DIN LEMN MASIV

Un sistem constructiv des întâlnit, specific programului de locuire, caracterizat printr-un număr redus de elemente este cel cu stâlpi și grinzi din lemn. Unul dintre principiile acestui sistem este faptul că pereții nu mai au rol structural, ci doar de elemente de închidere. Cadrele sunt realizate din lemn ecarisat sau din lemn lamelar încleiat.

Fig.3 Perspectivă locuință Sao Paolo, arh.Marcos Acayaba Fig.4 Detaliu constructiv

În prezent, sistemul beneficiază de o largă răspândire în Japonia, că o continuare a tehnicilor tradiționale și în Germania, în locuințele Huf Haus. Locuința prezentată în Fig.3, a arhitectului Marcos Acayaba evidențiază potențialul structurilor prefabricate din lemn, având în vedere pantă de 45 o a amplasamentului.

Prefabricarea și timpul de execuție a durat 45 de zile, fiecare element al ansamblului având un rol specific: Structura de bază din lemn (Fig.4) preia forțele de încovoiere și compresiune, fiind realizată din 20 de module formate din stâlpi și grinzi.

În 2009, Secretariatul norvegian Barents a anunțat planurile pentru un nou centru cultural care este considerat cea mai inaltă clădire din lemn din lume (Fig.5). Acest proiect este incă în curs de dezvoltare. Noul birou și centru cultural vor acționa, de asemenea, că un model pentru construirea durabilă și neutralitatea carbonului.

Construcția constă dintr-un sistem de coloane și grinzi care utilizează cherestea laminată (glu-lam), cu elemente diagonale care se referă la stabilitate. Elementele de podea masivă din lemn stratificat (CLT) sunt montate în construcție. Sistemul de sticlă de fatadă este o construcție secundară atasată la cea primară. Din cauza forțelor masive cu care se confruntă construcția, mai ales datorită incărcăturilor vântului din nordul Norvegiei, elementele de construcție sunt montate cu o îmbinare specială din plăci din oțel. Clădirea se va ridica până la 80 m, formată din 20 de etaje (Fig.6).

Fig.5 Centrul cultural Barents Fig.6 Plan etaj curent turn

Noul turn al Secretariatului va fi amplasat în Kirkenes, Norvegia și va avea o inăltime de 16-17 de metri și va fi construit din materiale naturale cu soluții inovatoare și ecologice. Reulaf Ramstad Arhitects sunt responsabili pentru proiectul ambițios, care va fi situat în centrul orașului Kirkenes pe baza istorică a unei zone multietnice.

Pentru a atinge neutralitatea carbonului, Reiulf Ramstad Architects se bazează pe sisteme integrate care îi permit, de asemenea, să se adapteze la schimbarea anotimpurilor și a climei.

De asemenea, firma intentionează să refolosească deșeurile biodegradabile de uz casnic și industriale pentru a produce biogaz. Materialele reciclate din zona inconjurătoare vor fi incorporate în proiect, care se bazează pe arhitectura traditională din Rusia, Suedia, Finlanda și Norvegia.

Fig.7 Structura centrului cultural Barents

Interiorul centrului (Fig.7) va găzdui birouri eficiente din punct de vedere energetic pentru Secretariatul Barents, precum și o bibliotecă, un teatru și un mediu creativ pentru artiști, cercetători, studenți și alte instituții relevante. Scopul lor este că această clădire din lemn să servească drept exemplu de construcție durabilă pentru regiunea inconjurătoare, acționând în același timp că un centru de cooperare între ruși, finlandezi, suedezi, saamuri și norvegieni.

3.1.2 STRUCTURI DE TIP „FRAMING”

Sistemele „framing” constituie pentru lemn o etapă a rezolvării inconvenientelor rezultate din consumurile mari de material și din lipsa flexibilității funcționale . Aceste structuri reprezintă cel mai răspândit model constructiv în Statele Unite ale Americii și Canada, unde sunt utilizate în proporție de 90% în construcțiile rezidențiale și impulsionează, în mod decisiv, folosirea lemnului în construcții pe scară globală. Procesul de dezvoltare a sistemului datează din Evul Mediu, în Europa Apuseană existând la acea vreme un sistem structural asemănător ca principiu cu cel folosit în zilele noastre, unde piesele din lemn, păstrate aparente, erau alcătuite din elemente orizontale și verticale rigidizate cu diagonale tot din lemn.

Structurile de tip „framing” sunt prefabricate în proporție de 80%, fiind transportate pe șantier, pregătite de montaj. Acest lucru reduce considerabil durata de execuție. În cazul locuințelor din lemn, toate materialele, inclusiv structura, prezintă o izolare termică și fonică ridicată, conducând la economie de energie cu 40% mai mare față de casele din zidărie. Sistemul este utilizat și în alte programe de arhitectură decât cel destinat locuirii, un exemplu fiind Capela Semper Fidelis din Quantico, Virginia (Fig.8).

Fig.8 Capela Semper Fidelis, Virginia, Statele Unite ale Americii

Arhitectura capelei este evidențiată prin structura din lemn (Fig.9) care devine un element de design definitoriu în întrega compoziție. Proiectul a fost creat pentru a răspunde standardelor și cerințelor sustenabilității.

Fig.9 Secțiune Capela Semper Fidelis, Virginia, Statele Unite ale Americii

3.1.3 ÎMBINĂRI ELEMENTE DIN LEMN

Lemnul implică elemente constructive cu secțiuni mari, mai ales în cazul sistemelor tradiționale menționate în subcapitolul 3.1. Materialul rezistă prost în cazul legăturilor punctuale și a încărcărilor concentrate, iar din acest motiv, transmiterea eforturilor trebuie asigurată printr-o suprafață suficientă de contact.

ÎMBINĂRI TRADIȚIONALE DIN LEMN

Imbinarile traditionale sau dulgheresti se bazeaza pe taierea adecvata a pieselor din lemn ce urmeaza a fi imbinate, fara calcule. Cu ajutorul acestor imbinari sunt realizate structurile clasice din lemn dar si contemporane, bazandu-se in principal pe mestesug.

Lemnul masiv este un material variat ce poate fi utilizat începând de la fundații și până la acoperiș. Aceasta se utilizează în cazul fundațiilor pe piloți (Fig.10) , pentru a stabiliza terenul problematic, iar lemnul ales este pinul, arinul, ulmul sau stejarul cu o durabilitate de până la 500 de ani în acest mediu. O condiție esențială pentru lemnul de fundație este umiditatea bogată deoarece cheresteaua se amplasează sub nivelul apei subterane. Bârnele din lemn mai sunt utilizate în cazul pereților structurali (Fig.11), fiind una dintre cele mai răspândite tehnici a structurilor, ce utilizează o cantitate mare de lemn și se bazează pe rezistența acestuia. În structurile de podea este utilizat lemnul masiv, grinzile compoziție, grinzile laminate din lemn sau alte materiale pe bază de lemn. Cu toate că lemnul de esență moale este cel mai folosit, cel de esență tare favorizează economia de material și are o rezistență mai mare.

Fig.10 Cherestea în fundație Fig.11 Îmbinarea bârnelor în pereți structurali

Îmbinările prin chertare se realizează prin prelucrarea suprafețelor elementelor ce urmează a fi îmbinate, pentru a creea un contact între acestea. Arhitectura Japoneză reprezintă exemplul ideal în ceea ce privește acest subiect, prin cultura și tehnicile de prelucrare a lemnului. Una dintre cele mai întâlnite metode japoneze de îmbinare a pieselor din lemn este cea în „coadă de randunică” (Fig.12), utilizată mai întâi pentru îmbinarea grinzilor principale.

Fig.12 Îmbinare japoneză în tehnica „coadă de randunică”

O altă metodă este cea cu uluc și lambă (sau nut și feder), ce prezintă caracteristici deosebite în ceea ce privește prevenirea torsiunii. Există mai multe forme ale acestui sistem (Fig.13) dar principiul de bază este același: în prima piesă se frezează un uluc în care se potrivește forma lambei. Avantajul acestor îmbinări este faptul că muchiile nu se deteriorează la asamblare. Îmbinarea este una rezistentă, datorită suprafeței mari de contact între piese.

Fig.13 Îmbinare japoneză în tehnica „lambă și uluc”

Îmbinările de coloane utilizează principiul prezentat anterior dar cu anumite deosebiri: asamblarea pieselor se face într-un unghi de 45 de grade, pentru a se împiedica deplasarea. Particularitatea acestui sistem constă în aspectul pieselor ce prezintă același motiv pe fiecare față. Lemnul utilizat este cel de esență tare și tăieturile elementelor din lemn pot fi diferite (Fig.14).

Fig.14 Îmbinare japoneză de coloane

Arhitectura japoneză a lemnului este dusă mai departe de meșteri autentici, adevărați artiști ce protejează și respectă moștenirea culturală. Acoperișurile se bazează pe un sistem complex de îmbinare (Fig 15) a elementelor din lemn, sistem regăsit în majoritatea templelor japoneze. Mai întâi se fixează grinzile streasinii, chertate în tehnica „lamba și uluc” prezentată mai sus, apoi se formează cadrul de susținere a capiorilor. Se fixează coama laterală și elementul vertical de susținere al acesteia (pop), apoi căpriorii.

Fig.15 Tehnica îmbinării japoneze a acoperișului

Unul dintre exemplele ce ilustrează tehnica îmbinării elementelor din lemn a acoperișului este Templul Daitou (Fig.16), sau Marele Templu din Narita, Japonia.

Fig.16 Templul Daitou din Narita, Japonia

SISTEME MODERNE DE ÎMBINARE

Îmbinările moderne utilizeza materiale auxiliare mai fiabile, permițând geometrii mai simple ale îmbinărilor ce sunt verificate prin calcule. Spre deosebire de tehnica tradițională, îmbinările moderne implică un timp de execuție redus și o manoperă mai puțin dificilă. Îmbinările lemnului pot fi realizate cu piese metalice liniare (cuie, șuruburi, buloane) (Fig.17), piese metalice de suprafață precum conectorii dințați (Fig 18) sau spațiale, cum sunt articulațiile turnate și nodurile de rețele tridimensionale .

Fig.17 Îmbinare cu piese metalice liniare Fig.18 Îmbinare cu ajutorul conectorilor

( buloane) (dinti)

Îmbinarea prin încleiere (Fig.19) se realizează cu ajutorul adezivilor pe bază de rășini sintetice (epoxidice). În cazul acestui sistem, piesele de îmbinare nu sunt vizibile, astfel rezultând forme pure ale elementelor din lemn. Eforturile sunt distribuite optim, pe întreaga suprafață de contact.

Fig.19 Îmbinări prin încleiere

3.2 LEMNUL CA FINISAJ INTERIOR

De-a lungul secolelor s-au căutat valorile ambientale în arhitectură, pentru crearea unui echilibru între individ și natură. Una dintre direcțiile urmate de arhitectură se referă la utilizarea materialelor și metodelor tradiționale, dovedind astfel că interesul pentru natură se poate împleti cu interiorul obiectului de arhitectură dând naștere unor spații de existentă în armonie cu mediul ambiant.

Materialele în arhitectura de interior se găsesc într-o gamă „nelimitata” iar alegerea corectă a arhitectului oferă amenajării dramatism sau subtilitate. Utilizarea creativă a materialului dă naștere obiectivului dorit: atmosfera. Acesta poate schimba comportamentul celui ce parcurge spațiul: senzația de cald sau rece, relaxare sau nervozitate, bucurie sau tristețe, toate din pricina diferitelor posibilități într-un singur material.

Chiar dacă sunt tradiționale sau high-tech, naturale sau artificiale, cu un cost ridicat sau scăzut, materialele formează „paleta” arhitectului în ceea ce privește amenajarea de interior. Când se lucrează cu spațiul interior, succesul sau eșecul utilizării materialului depinde de creativitatea acestuia, de performanță și imagine, brand, identitate, simț și atmosfera pe care o creează în spațiu. Textura pe care o posedă definitivează calitatea esențială a arhitecturii de interior.

Materialul este primul element cu care individul intră în contact atunci când parcurge spațiul interior: mânerul pe care îl atingi atunci când deschizi ușa, peretele pe care îl vezi în fața ta, sunetul pașilor pe podea atunci când intri în cameră, mirosul lemnului, reflexiile sticlei pe diferite suprafețe. Toate acestea reprezintă rezultatul alegerii, tratamentului, poziționării și integrării materialelor în amenajarea interioară.

Lemnul reprezintă unul dintre cele mai vechi materiale utilizate de omenire. Acesta are un caracter și o prezentă unică în arhitectură spațiului interior. Dacă este prelucrat, durabilitatea în timp a acestuia crește de aceea este tot mai des utilizat în arhitectura contemporană. Diversitatea esențelor lemnului fac posibilă flexibilitatea intrării materialului în spațiul interior.

În arhitectura contemporană de interior, lemnul este apreciat pentru calitatea și frumusețea sa, de aceea este utilizat în mod responsabil în amenajări. Arhitecți precum Alvar Aalto, Tadao Ando, Sou Fujimoto, Snohetta Architects și Peter Zumthor pun în valoare meșteșugul utilizării lemnului. Acest fapt, pe lângă potențialul acestui material în contextul contemporan ne duce cu gândul la tehnicile tradiționale în care meșteșugarii „inteleg” lemnul și dau naștere unor forme inedite.

Unul dintre cei mai importanți inițiatori ai curentului organic în arhitectura de interior a fost Alvar Aalto, un arhitect finlandez ce a crescut cu un adevărat cult pentru lemn, dând naștere unor lucrări ce se remarcă printr-o logică deosebită, prin originalitatea formelor naturale. Piesele sale din lemn cu linii ondulate, ușoare, se opun epocii rigidității geometrice.

Aalto a dorit, în primul rând, stabilirea unei legături funcționale în ceea ce privește utilizarea formelor organice, fiind preocupat de relațiile emoționale și intelectuale între individ și spațiul interior.

Arhitectul a fost convins că lemnul reprezintă materialul cel mai apropiat de ființa umană considerându-l „generator de informație”, acesta fiind motivul pentru care materialele în vogă (oțelul tubular și betonul) au fost respinse din creațiile sale. Piesele de mobilier create de Alvar Aalto au avut un succes deosebit, în special în Statele Unite ale Americii, încurajând ideea de funcționalism și cea de structuralitate.

Alvar Aalto a căutat mereu să folosească lemnul ca material de tranziție între spațiul interior și cel exterior, fapt ilustrat în operele sale. Villa Mairea din Noormarkku, Finlanda, este una dintre lucrările sale iconice, o paradigmă a arhitecturii organice, unde arhitectul a dezvoltat ideea integrării exteriorului în spațiul interior, transformadu-l într-o abstractizare a pădurii finlandeze.

Materialitatea pardoselii se schimbă pe măsură ce parcurgerea spațiului devine mai intimă, de la plăci de piatră până la lemn. Deoarece casa este amplasată în cadrul natural al pădurii, Alto a folosit acest lucru în avantajul sau intenționând estomparea liniilor între interior și exterior. Atât verticalitatea coloanelor și balustrada scării, cât și deschiderea livingului conectează interiorul cu pădurea de mesteacăn care înconjoară casa (Fig.20).

Aalto face că fiecare coloană să fie diferită, „pentru a evita rirmurile arhitecturale artificiale”.

Fig.20 Living Villa Mairea, arh.Alvar Aalto

Iluminatul natural prin intermediul ferestrelor mari împreună cu tavanele din lemn imită experiența de a fi în aer liber. Accesul în locuință este marcat de un șir de coloane, plasate pentru a sublinia continuitatea între mediul înconjurător și vilă.

Forma de bază a planului este caracteristică arhitecturii scandinave, regăsindu-se și în alte opere ale arhitectului, dar într-un stil mai apropiat de cel tradițional. Formele organice asemănătoare undelor texturile și limitele spațiilor reprezintă simboluri ale libertății umane. Aceste forme libere se regăsesc în întregul proiect, de la forma piscinei și a balcoanelor până la cele mai mici detalii, de interior. (Fig.21)

Fig.21 Villa Mairea, arh.Alvar Aalto

Casa Louis Carré ce se află la aproximativ 40 de kilometru de Paris, reprezintă una dintre cele mai importante locuințe private proiectate de Alvar Aalto. Principala caracteristică a casei este înclinația acoperișului (Fig.22), care îl face să pâră ca fiind o „extensie” a terenului în pantă.

Fig.22 Secțiune Villa Louis Carre, arh.Alvar Aalto

În arhitectura interioară, Alvar Aalto folosește ca material principal lemnul de pin, atât în cazul tavanului curbat și a pardoselii cât și în cazul tâmplăriei. Asemănător exemplului anterior, arhitectul a dorit combinarea spațiului exterior cu cel interior. Casa a fost proiectată astfel încât să fie necesară parcurgerea a mai multor spații pentru a ajunge în zonele cele mai private ale locuinței. Precum în multe alte lucrări ale sale, Aalto a creat o operă completă de artă care combină volumetria clădirii, grădina, mobilierul și designul interior, incluzând numeroase detalii subtile, dar substanțiale atât în interior (Fig.23) cât și în exterior.

Fig.23 Interior Villa Louis Carre, arh.Alvar Aalto

O altă operă a lui Alvar Aalto ce ilustrează utilizarea lemnului în contextul interior, de data aceasta vorbind de spațiul public, este biblioteca Viipuri din Vyborg, Rusia. Esența designului arhitectului este surprinsă în primul rând în circulația interioară, inspirându-se din topografia montană. Alto valorifică zonele tranzitorii astfel realizând o „calatorie” continuă, caracterizată prin fluiditate ce parcurge întreaga clădire.

Arhitectul îmbogățește puritatea formală a designului modern cu o paletă a materialelor, specifică arhitecturii finlandeze. Finisajele exterioare precum tencuiala albă, betonul și sticla se găsesc în contrast cu lemnul din spațiul interior și mai ales, cu tavanul spectaculos din lemn din sala de curs (Fig.24).

Lemnul în forme ondulate a tavanului are un rol important în ceea ce privește acustica sălii, arhitectul demonstrând acest lucru în diagramele sale (Fig.25). Alto a dorit ca sunetul clar să fie distribuit în orice punct al sălii, fapt rezultat din împletirea imaginației arhitecturale și a cercetărilor științifice.

Fig.24 Sala de curs a bibliotecii Viipuri, arh.Alvar Aalto

Fig.25 Schema acusticii sălii de curs a bibliotecii Viipuri, arh.Alvar Aalto

Senzația de căldură pe care o conferă lemnul îl face să fie folosit ca material de finisaj sau aparent, cu efecte estetice deosebite. În prezent, lemnul a devenit un material de bază în amenajări, odată cu tendință spre arhitectura ecologică. Lemnul masiv oferă spațiului interior senzația de permanentă, îmbinând tradiționalul cu arhitectura contemporană. Un avantaj îl reprezintă aspectul acestuia în raport cu trecerea timpului.

„Materialul este fără limite. Ia o piatră: o poți vedea, măcina, perfora, împarți sau șlefui-va deveni alt obiect de fiecare dată. Apoi ia diferite fărâme din aceiași piatră, sau bucăți mari și va deveni altceva din nou. Apoi pune-o în lumină- va fi diferit din nou. Sunt o mie de posibilități diferite într-un singur material” spune Peter Zumthor. Acest lucru este ilustrat în proiectul său, pavilionul elvețian din Hannover (Fig.26), Germania.

Fig.26 Pavilionul Elvetian din Hannover, arh.Peter Zumthor

Fiind un pavilion pentru o expoziție, proiectul a căutat să arate diferite aspecte ale culturii elvețiene. Principalul material utilizat este lemnul iar prin acesta se dorește crearea unei arhitecturi a simțurilor. Prin urmare, clădirea se numește „sound box”, în traducere „cutie de sunet”. Atunci când este parcurs pavilionul, vizitatorul nu percepe mai întâi funcțiunea lucrării ci sentimentele pe care acesta le transmite prin lumină, culoare, textură, sunet și miros.

Lemnul utilizat este zada sau pinul în cazul grinzilor longitudinale. Pentru pavilion s-au utilizat aproximativ trei metri cubi de masă biologică. Nu au fost folosite șuruburi, cleme sau alte elemente pentru îmbinări, din acest motiv grinzile nu au fost deteriorate în timpul expoziției, putând fi înlăturate și utilizate în alte lucrări. Conexiunea elementelor s-a realizat prin arcuri de oțel și tije de tensiune.

În proiectul Operei din Oslo, Norvegia, Snohetta alege stejarul ca material dominant în interior, atât pentru peretele „in valuri” (Fig.27) cât și pentru sala principală. Peretele are o suprafață variată, ușoară cu o formă geometrică complexă compusă din forme conice. Acesta este și un atenuator acustic pentru zona foyerului. Pentru a atinge aceste obiective, peretele este alcătuit din elemente mai mici, care pot face fată geometriei schimbătoare și pot asigura absorbția acustică.

În interiorul auditoriumului (Fig.28) stejarul a fost ales din mai multe motive: Este dens, ușor de utilizat, stabil și tactil. Stejarul a fost tratat cu amoniac pentru a căpăta un ton întunecat. În acest proiect lemnul de stejar mai este utilizat pentru podele, pereți și plafoane, precum și pentru fațade și reflectori acustici.

Fig.27 Perete foyer Opera din Oslo Fig.28 Auditorium Opera din Oslo

Se poate observa cum în ultima perioadă, lemnul a oscilat în amenajările interioare în diversele programe de arhitectură. Aceeași oscilație se întâlnește și în spațiile exterioare, de la fațade pană la amenjari.

3.3 LEMNUL CA FINISAJ EXTERIOR

Ca o tranziție între spațiul interior și cel exterior, între clădire și spațiul public, fațada joacă un rol deosebit de important. Aceasta protejeza elementele clădirii, marchează proprietatea privată și creează intimitate. „Invelișul exterior” sau „fațada” reprezintă cartea de vizită a clădirii și a arhitectului. Ideile arhitecturii contemportane reflectă faptul că învelișul exterior ilustrează spațiul interior. Armonia trebuie să domnească atât între formă și funcție, cât și între interior și exterior.

În arhitectura contemporană, accentul este pus tot mai mult pe material, pe aspectul dorit al acestuia, calitățile sale, estetică, textură și efectul culorii. În finisajele exterioare, lemnul nu functionează doar ca element incărcat de sugestii rustice, ci este utilizat și pentru a contura liniile arhitecturii contemporane. Din punct de vedere estetic, fațada unei clădiri este poate cea mai importantă parte a acesteia deoarece această participă la primul contact între arhitectură și individ. Atunci când materialul ales pentru a o evidenția este lemnul, fațadei i se atribuie o personalitate definită prin noblețe, căldură și o frumusețe naturală. Fațada poate fi personalizată în orice stil dorit, grație varietătii esențelor de lemn, a tipului de montaj și tratament.

În afară de aspectul estetic, lemnul este utlizat pentru ambientarea fațadelor și datorită calitătilor sale funcționale precum durata de viată mai mare decât a oricărui alt material, proprietătile sale portante și faptul că acesta poate fi utilizat impreună cu oricare alt material destinat fațadelor, izolație fonică și termică foarte ridicată, factori ce favorizează obținerea confortului la interior.

În prezent, progresul tehnologic în prelucrarea lemnului transformă lucrul cu acest material într-o activitate eficientă cu deosebite valențe estetice și rezultate durabile în timp. Noile materiale sunt capabile să dezvolte o flexibilitate la condițiile externe. Fațadele din lemn sunt des întâlnite în arhitectura contemporană sustenabilă.

Fig.29 ”Rain on Travellers” Fig.30 Muzeul din Batoh, Japonia, arh.Kengo Kuma

Arhitectura muzeului din Batoh, Japonia este inspirată de unul dintre desenele in cerneală (Fig.29) ale artistului Ando Hiroshige, "Rain on Travellers". Arhitectul Kengo Kuma a observat cum artistul a folosit linii subțiri pentru a ilustra ploaia și a dus această tehnică în designul său; pereții și acoperișul „cutiei” simple sunt compuși din suprafețe de lemn peste o structură din același material (Fig.30). Lucrarea lui Hiroshige exprimă termenul de „ukiyoe”, o mișcare în arta japoneză care descrie "imagini ale lumii plutitoare". Cu alte cuvinte, amprentele și picturile sale au încercat să exprime elementele ambigue ale naturii: lumină, vânt, ploaie, ceată. În consecintă, dorința lui Kuma a fost aceea de a aduce într-o clădire viziunea artistului față de natură. Metoda simplă a structurii de lemn este surprinzător de eficientă, cu schimbarea luminii și a relației cu peisajul apropiat modulate de diferitele niveluri de transparentă, obținute prin variația distanței dintre elementele din lemn, în întreaga clădire. Este evident că arhitectul Kuma folosește structura și fațada ca expresie arhitecturală utilizând reprezentarea lui Hiroshige a elementelor schimbătoare ale naturii.

Alegerea materialelor pentru fațade depinde într-o mare măsură de destinația clădirii. De exemplu, clădirile industriale și agricole sunt de obicei lipsite de ferestre, prin urmare fațadele acestora pot fi proiectate că suprafețe mari, neîntrerupte ce pot fi asamblate din componente identice din lemn.

Lemnul este utilizat în cazul fațadelor din sticlă ca o componentă a stratului suplimentar, în fața sau în spatele peretelui cortină, materializat prin panouri, obloane glisante sau pliabile, ce are rolul de a oferi protecție termică, acustică sau vizuală. Acest sistem de fațadă este des întâlnit la clădirile de birouri, deoarece în acest caz standardele și cerințele de comfort sunt ridicate iar modul de lucru este în continuă schimbare.

RRA(Reiulf ramstad arkitekter) este unul dintre puținele birouri de proiectare din Norvegia, cu un astfel de număr de misiuni diverse. Proiectele sunt răspandite geografic și se desfăsoară într-o varietate de contexte, de la locații compacte urbane pană la peisaje naturale.

Fig.31 Muzeul folcloric Romsdal, Norvegia

Portofoliul biroului conține proiecte diverse cu contraste uriașe în raport cu scara, contextul, bugetul și cerințele funcției. Unicitatea vine din crearea unei arhitecturi indrăznete și simple, cu o legătură puternică cu contextul și în special cu peisajul scandinav istoria și identitatea întregii regiuni. Elementul comun este faptul că proiectele sunt conduse cu o dedicație reală fată de valorile umaniste. Muzeul folcloric Romsdal (Fig.31) este o atracție arhitectonică și un punct de reper prețios care intruchipează Scopul proiectului a fost aceea de a lăsa structura să ilustreze sensul și funcția sa printr-o expresie arhitecturală și prin utilizarea materialelor locale. Scara clădirii se referă la urbanitatea și morfologia orașului. Aspectul general al muzeului se bazează pe conexiunile cu orașul prin legarea diferitelor zone inconjurătoare într-un plan general în care toată circulația este legată într-o structură unificată. Proiectul transmite o atitudine deschisă și progresivă, care face posibilă utilizarea diversă. Pinul este materialul principal de construcție al muzeului. Pereții exteriori și acoperișul sunt realizați din lemn masiv, în combinație cu oțel, unde este necesar. Utilizarea betonului a fost redusă la fundație, terenul implicând folosirea acestui material.

Muzeul folcloric Romsdal este un exemplu excelent de utilizare a soluțiilor de construcție cu tehnologie low-tech. Muzeul este construit folosind tehnologie norvegiană în materie de lemn și actionează că un centru pentru dezvoltarea culturală. Forma arhitecturală reunește cultura populară a regiunii și peisajul caracteristic zonei într-o singură compoziție. Întregul ansamblu reflectă raționalitate și sustenabilitate. Geometria planului este simplă, formele caracteristice înclinate găsindu-și finalitatea la acoperiș și peretele exterior, lăsând circulația și organizarea internă clare și flexibile. Zonele publice sunt clar separate în aripa administrativă, care se află atât la sol cât și la primul etaj. Sălile de expoziție, auditoriul și biblioteca sunt amplasate la parter pentru a crește flexibilitatea și experiența utilizatorului (Fig.32). Transparența sălii de recepție permite legătură între activitătilor interne și externe.

Fig.32 Sectiune muzeul folcloric Romsdal, Norvegia

Diferite deschideri filtrează lumina zilei astfel încât spațiul interior să fie imbogătit prin gradiente și transluență. Cu toate acestea, principalele săli de expoziții sunt cutii negre, oferind vizitatorilor controlul total al iluminării artificiale în aceste zone.

4. EXPERIMENTE CONTEMPORANE SI POSIBILE DEZVOLTĂRI

4.1 TEHNOLOGII NOI DE UTILIZARE A LEMNULUI ÎN ARHITECTURĂ

În ultimii douăzeci de ani, odată cu redescoperirea lemnului ca material contemporan, se identifică mai multe tendințe legate de sistemele structurale pentru construcția de locuințe: utilizarea lemnului ecarisat, dezvoltarea produselor pe bază de lemn, prefabricarea și folosirea structurilor hibride prin combinarea diverselor materiale.

Construcțiile realizate din lemn prefabricat, reprezintă o nișă cu o dezvoltare rapidă în țările Europene. Se poate observa, în ultimele două decenii, o întrebuințare largă determinată de evoluția tehnologică și eficiența construcției. Un factor important ce influențează această dezvoltare este proiectarea asistată de calculator ce facilitează transferul de informații și determină realizarea de elemente structurale de calitate superioară, limitând erorile și defectele. Spre deosebire de perioadele precedente, arhitectura contemporană face posibilă materializarea în practică a unor proiecte complexe. În aceste proiecte se întâlnesc sisteme prefabricate caracterizate prin durată redusă a execuției, productivitate, volum de reziduuri limitat și eficiență economică.

Dacă analizăm spațiul construit ce ne înconjoară, ceea ce remarcăm nu este materialul, ci modul prin care obiectul architectural este ordonat și pus în operă. Prin aceste reguli, arhitectura exercită o influență și o acțiune mult mai directă asupra vieții individului, asupra societății, în comparație cu alte activități creatoare.

Noile sisteme de utilizare a lemnului permit o libertate substanțială pentru obiectul de arhitectură. Acestea sunt, de asemenea, accesibile oricărui program de arhitectură, indiferent de dimensiunile clădirii. Sistemele oferă oportunitatea de a proiecta forme variate, raportate la scară umană. Totuși, dimensionarea pe verticală se bazează pe componente standardizate și principii structurale sistematizate. Este important ca arhitectul să fie familiarizat cu componentele standardizate și cu detaliile de joncțiune ale acestora, pentru a menține controlul asupra dimensionării verticale. În principiu, dimensionarea pe orizontală este liberă, cât timp poziționarea corespunzătoare a structurii portante este luată în considerare.

În ciuda faptului că obiectul de arhitectură este proiectat și realizat utilizând produse standardizate și dimensiuni sistematizate, secțiunea acestuia poate varia într-o multitudine de moduri, pornind de la acoperișul clădirii până la poziționarea planșeelor. Arhitectul trebuie să înțeleagă principiile inerente sistemelor, în scopul de a proiecta obiecte de arhitectură adecvate noilor tehnologii și de asemenea de a preveni posibilele complicații structurale. O clădire și spațiile aferente ei trebuie să fie proiectate astfel încât acestea să fie potrivite și aplicabile la sistemul ales. Punctele de plecare în ceea ce privește proiectarea sunt : dimensiunile bazate pe componente standardizate (pe verticală), deschiderile orizontale și poziția structurii portante.

Lemnul este un material întâlnit în majoritatea proiectelor ,regăsindu-se fie sub forma produselor industriale, a elementelor prefabricate sau a elementelor întregi. Sistemele contemporane ce utilizează lemnul reprezintă o bază atât pentru arhitecți cât și pentru constructori ce este prezentă în industria construcțiilor pentru a simplifica procesul de producție și pentru a spori eficiența acestuia. În consecință, ca parte a rezultatului dorit, oferă o oportunitate de a accelera competitivitatea sistemului de construcție ce utilizează lemnul și de a lărgi cota de piață.

Soluțiile contemporane beneficiază de o serie de avantaje, acestea fiind deschise pentru diferitele programe de arhitectură, capabile să accepte modificările viitoare și schimb de informații dar și componente noi și subsisteme. Nevoile beneficiarilor definesc bazele sistemelor. Scopul acestora este cel de a promova un standard care acționează ca un cadru de referință pentru arhitect și constructor pentru ca aceștia să satisfaca nevoile clienților săi, nevoi adecvate proceselor de producție.

Noile tehnologii de utilizare a lemnului în arhitectura contemporană sunt compuse din produs, moduri de informare și implementare. Acestea sunt utilizare în mod constant de toate părțile implicate. Prin urmare, sistemul poate funcționa numai dacă este uniform și acceptat în mod univoc.

Elementele din lemn utilizate în construcții în arhitectura contemporană se pot finisa și asambla într-un timp foarte scurt prin îmbinarea tehnicilor tradiționale și a tehnologiei automată de prelucrare. De cele mai multe ori, noile tehnologii contribuie direct la faza finală a lucrărilor de construcție, astfel fiind posibilă realizarea elementelor componente sub formă de prefabricate. Precizia de fabricare și gradul ridicat de finisare duc la preasamblarea sistemelor de aceea procesul de realizare a construcției nu devine unul de lungă durată.

În cazul produselor pe bază de lemn, costurile și necesarul de echipamente pentru prelucrare sunt eficiente din punct de vedere economic. De exemplu, în cazul lemnului lamelar încleiat, prelucrarea este mult mai ușoară cu cât densitatea lemnului este mai mică. Placajele din lemn utilizează tehnologii relativ simple, pentru compactare și dispunerea adezivilor. Industria produselor pe bază de lemn prezintă o dezvoltare dinamică, acest sector fiind estimat la 10% din industria lemnului la nivelul Uniunii Europene.

Principalele produse pe bază de lemn sunt placajele furniruite, panourile din fibre și panourile din așchii sau OSB. România este un lider al Europei de Sud-Est în ceea ce privește producerea panourilor pe bază de lemn, PAL (placa aglomerată din lemn) și MDF(din engleză medium density fibreboard). Produsele pe bază de lemn valorifică reziduurile din procesarea lemnului și a materialului reciclat.

4.1.1 LEMNUL MASIV. TRADIȚIE. VARIETATE

Lemnul masiv este unul dintre cele mai vechi materiale de construcție, de aceea se poate spune că aceasta reprezintă baza utilizării lemnului în arhitectura contemporană.

Progresul tehnologic are unele repercursiuni în arhitectură și anume selectarea esenței lemnului, transformarea materialului de bază în unul cu proprietăți noi, îmbunătățirea performanțelor și noi principii în analiză și proiectare.

Cheresteaua este lemnul ecarisat care se obține din lemnul brut , tăiat în sens longitudinal obținându-se produse de dimensiuni diferite (scânduri, dulapi, șipci, rigle, grinzi, margini) având cel puțin două suprafețe plane și paralele . Acest material este mai puternic decât oțelul când vorbim de greutate relativă. În trecut, utilizarea cherestelei era limitată din cauza riscului de incendiu , aceasta regăsindu-se doar în cazul clădirilor mici, dar în prezent se observă o evoluție în utilizarea lemnului și în sfera clădirilor cu dimensiuni mari. Acest fapt este datorat îmbunătățirii protecției lemnului împotriva focului și a proprietăților acestui material.

Materialele din lemn masiv se găsesc în diferite dimensiuni, fie ca bușteni, fie în secțiuni dreptunghiulare. Acestea diferă în funcție de esența lemnului și de dimensiunile arborilor. În general , cu cât este mai mică dimensiunea elementului, cu atât este mai eficientă utlizarea cherestelei.

Cel mai vechi mod de construcție cunoscut este cel din bârne, caracterizându-se printr-o execuție ușoară, prezent nu doar în arhitectură tradițională. Un exemplu al arhitecturii contemporane este Centrul artistic Kimball, al cărui proiect (Fig.34) câștigă în 2012 competiția pentru extinderea unui centru artistic din Utah.

Proiectul propune o construcție din bârne suprapuse prezentată în Fig.35, soluția arhitecturală fiind una sustenabilă datorită materialului ales și a considerentelor constructive. Centrul artistic demonstrează potențialul inovației și a transpunerii în contemporan a unor tipologii structurale tradiționale.

Fig.34 Propunere centrul artistic Kimball Fig.35 Macheta

Lipirea a deschis noi posibilități pentru lemnul masiv, dând naștere unei varietăți de materiale, chiar dacă energia consumată în producția de lemn laminat este considerabil mai mare decât pentru cheresteaua pură, mai ales dacă laminatele au nevoie de încălzire pentru a fi lipite împreună. Cu toate acestea, montarea ușoară și valoarea reciclabilă ridicată compensează consumul de energie.

4.1.2 LEMNUL LAMELAR CURBAT. ADAPTABILITATE. EXPRESIVITATE

Un promotor al utilizării lemnului lamelar de mesteacăn este arhitectul Alvar Aalto care, la începutul anilor 1920 a început să experimenteze îndoirea lemnului, colaborând cu producătorul de obiecte de mobilier Otto Korhonen în ceea ce privește tehnicile inovatoare. Această colaborare a avut ca rezultat o singură piesă, „L-Leg”, recunoscută pentru caracteristicile sale structurale, fiind numită de către arhitect „sora mai mică a coloanei arhitecturale”. Piesa a fost ideală pentru o gamă largă de produse, devenind în scurt timp un element standard al colecției Artek a lui Aalto. Pentru fabricarea piciorului „L”, Alvar Aalto a dezvoltat un proces brevetat pentru îndoirea lemnului masiv ce constă în tăierea în bucăți verticale apoi, lăsarea acestuia pentru o perioadă de timp în apă pentru a deveni maleabil. Spre capătul elementului se realizează fante care se extind până sub nivelul curburii planificate. Fâșiile subțiri de furnir din lemn sunt apoi introduse în aceste fante și lipite. (Fig.36) Acest lucru simplifică îndoirea și crește stabilitatea și rigiditatea componenței finite. Lemnul folosit este mesteacănul finlandez, material ce posedă o frumusețe naturală și o culoare deosebită.

Fig.36 Imagini din timpul fabricării piesei „L-Leg”, 1936, arh.Alvar Aalto

Primul moment marcant al activității sale de arhitect a fost realizarea mobilierului pentru sanatoriul Paimio (construit de asemenea după proiectul său), conducând conceptul de mobilier spre alte direcții decât cele cunoscute în acea perioadă. Scaunul Paimio, a fost realizat pe structură de lemn îndoit, fiind mult mai comod, mai cald, mai potrivit decât metalul pentru pacienții sanatoriului. Mobilierul lui Alvar Aalto (Fig.37) oferă un sentiment de familiaritate, neputând fi atribuit unei categorii funcționale, din acest motiv piesele regăsindu-se atât în clădirile publice cum sunt instituțiile culturale sau cele educaționale, precum și în locuințele rezidențiale private.

Fig.37 Obiectele de mobilier ale lui Alvar Aalto, în ordine cronologică

Lemnul lamelar încleiat sau Glulam se obține prin încleierea unor lamele subțiri și elastice, producându-se astfel sisteme ce posedă o serie de calități care îl recomandă ca materie primă pentru producția elementelor structurale. Se utilizează în majoritatea programelor de arhitectură; locuințe, construcții industriale, sportive, comerciale etc.

Principalele avantaje ale utilizării acestui material reprezintă obtinrea unor soluții arhitecturale deosebite și economisirea materiei prime. Lemnul lamelar încleiat are un rol estetic semnificativ, cald și original, din această cauză fiind recunoscut și acceptat că material natural. Acesta se utilizează la structurile portante atât pentru o rezistență bună pe care acesta o are cât și pentru posibilitatea producerii în diverse forme și dimensiuni, conferind obiectului de arhitectură o anumită notă de personalitate. Culoarea și veridicitatea lemnului contribuie la luminozitatea și aspectul estetic al spațiului interior.

Prin varietatea formelor (Fig.38) realizate din curbarea lamelelor se obține efectul arhitectural iar unghiul curburii este controlat prin grosimea lamelelor. În prezent, Glulam-ul impreună cu alte elemente pentru închideri și compartimentări ajută la obținerea unor construcții ușoare, cu deschideri mari, fără stâlpi intermediari. Rezistența bună la umiditate și coroziune fac posibilă prezența materialului în arhitectura hidro-balneară. Ca materie primă, cel mai des este folosit molidul deoarece acesta are un aspect luminos și uniform , rezistentă și comportare bună la modificările de umiditate. Lemnul lamelar este întâlnit și în arhitectura podurilor pietonale sau auto, cu formă arcuită, dreaptă sau cu grinzi cu zăbrele, datorită posibilitătii utilizării acestui material în cazul deschiderilor mari.

Fig.38 Forme ale elementelor din lemn lamelar încleiat

Lemnul poate fi adaptat în funcție de spațiul destinat.Acesta este un material relevant, se poate îmbină cu ușurință cu elemente metalice și nu numai, de asemenea putând fi inserat în arhitectura de interior sau exterior.

Adaptabilitatea și aspectul estetic al lemnului nu a fost niciodată atât de pregnantă ca în prezent, de aceea lemnul este redescoperit în arhitectură, în special cel care oferă din punct de vedere tehnologic mai multe oportunități .

Un exemplu remarcabil al adaptabilitatii lemnului in arhitectura este Timber Wave, o structura din lemn usoara si curbata ce încadrează intrarea în Muzeul Victoria și Albert din Londra din timpul Festivalului de Design din Septembrie 2011 este una deosebită din mai multe puncte de vedere. Această operă a Amandei Levete Architects(AL_A) și a inginerului Arup ilustrează cât de departe poate ajunge tehnologia de proiectare și prelucrare a lemnului. Lucrarea nu reprezintă doar o demonstrație a colaborării arhitect-inginer, ci și a muzeului cu Cowley Timberwork, companie ce a realizat și asamblat structura sub numele de Wave Wood.

Fig.39 Detaliu constructiv Timber Wave, Londra, AL_A Architects

Structura este proiectata pentru a sta pe treptele muzeului și pentru a încadra intrarea acestuia. Vălul de lemn are înălțimea de 12.5 metri și este realizat dintr-o familie de elemente de dimensiuni reduse care se repetă. Lucrarea este în esență compusă din coarde și bretele, o idee destul de simplă pentru a crea o structură stabilă, dar în acest caz arhitectul a ales să curbeze elementele pentru a fi mai ușor „de citit „ modul în care funcționează structura. Se observă elementele cu dimensiuni mai mari dispuse în partea de jos ce preiau descărcările (Fig.39).

Structura este apropiată celei de pod iar din cauza curbelor și a articulațiilor dificile, s-a dorit folosirea a cât mai puțin oțel posibil, pentru a păstra integritatea lemnului. Deoarece bucățile de lemn gros nu se curbează, s-a recurs la utilizarea lamelelor ce au fost curbate și lipite împreună, mai precis o soluție structurală contemporană numită cherestea laminată sau glulam. De obicei, în laminatele de glulam, elementele au 35-40 milimetri gosime dar pe vălul din lemn, cu o curbură de un metru, elementele au numai șapte milimetri grosime.

Compania de cherestea Cowley a făcut posibilă fabricarea elementelor într-un interval scurt de timp, de asemenea elementele din lemn fiind testate în timpul fabricării asigurându-se ca piesele se potrivesc și că acestea asigură durabilitatea structurii. Asambarea s-a realizat în nouă mari bucăți, obiectul finit oferind o perspectivă aupra întregului proces.

Procesul de fabricare a glulam începe cu tăierea lamelelor și îndepărtarea nodurilor, apoi răspândirea adezivului pe întreaga suprafață a lemnului iar cât timp adezivul este încă umed, plăcile se introduc într-o matriță unde se presează la o temperatură ridicată. După tăierea și șlefuirea elementelor urmează tratamentul cu uleiuri biocide. Îmbinarea între elemente se realizează prin tăierea capetelor acestora în zig-zag cu o precizie desăvârșită.

S-a dorit demonstrarea caracteristicilor tehnice și conceptuale ale materialului în vederea creării unui obiect arhitectural autoportant, transparent, complex, prin tehica repetării (Fig.40).

Fig.40 Timber Wave, Londra, AL_A Architects

Lemnul folosit pentru corpul vălului este stejarul roșu american, ce este rar utilizat în Europa. Cheresteaua combină înalta rezistență cu buna lucrabilitate, ceea ce înseamnă că poate fi ușor prelucrată. Aunci când o cherestea urmează a fi folosită cu rol structural, este important că puterea și comportamentul acesteia să fie înțelese pe deplin.

Lucrarea reflectă forma și complexitatea fațadei muzeului, fiind așezată în partea superioară a treptelor astfel încât oamenii care intră în clădire să parcurgă atât sub cât și peste piesă. Arcul se prelungește pe trotuar, spre stradă, aducând astfel atomosfera muzeului și în exterior.

4.1.3 CROSS LAMINATED TIMBER. MODULARITATE. INOVAȚIE

Cross-Laminated Timber (CLT) înseamnă panouri din lemn încleiat. Este un material ușor, însă foarte rezistent, cu performanțe acustice, seismice, termice superioare și cu o foarte bună rezistență la foc. A fost intalnit inca din anii 90’, în Austria.

Un exemplu semnificativ al ultilizarii lemnului în arhitectura contemporană sustenabilă din România este Evohouse, ce nu este doar o casă pasivă, ci și ecologică. Casa pasivă de la Cluj duce mai departe conceptul utilizării materialelor ecologice în construcții având un grad ridicat de confort în echilibru cu natura.

EvoHouse (Fig.41) a fost proiectată, în cel mai mic detaliu, conform principiilor de casă pasivă definite pentru prima dată de Dr. Wolfgang Feist, inițiatorul Passivhaus Institut Darmnstadt. Este prima casă eco-pasivă din tară precertificată de Passivhaus Institut Darmnstadt și a fost selectată la capitolul inovație, din 100 de proiecte internaționale, pentru a fi prezentată în cadrul Conferinței Internaționale a Caselor Pasive din Leipzig – Germania, ca proiect pilot în România.

Structura de rezistență (Fig.42) este făcută din panouri din lemn încleiat (CLT), iar pentru termoizolație s-a folosit fibră de lemn, realizată integral din deșeuri de lemn. EvoHouse este prima casă din țară făcută din CLT (Cross Laminated Timber), material dezvoltat în cadrul Universității Tehnice Graz și care nu se găsește deocamdată în zona României.

Fig.41 Perspectivă spre Casa Pasiva Evohouse Fig.42 Structura de rezistență Evohouse;

faza de execuție

Pentru CLT, se folosesc scânduri de lemn reciclate, care se încleiază pe două direcții, în trei, cinci sau șapte straturi, cu grosimi de la 6 la 30 de centimetri, lățimi până la 3,6 metri și lungimi de 24 de metri. E un material versatil, care poate fi folosit cu ușurință atât pentru structuri mici cât și pentru cele de dimensiuni mai mari, și este eficient și din punct de vedere al amprentei de carbon. Echipa care a realizat casă a asigurat un confort termic permanent și un aer fără praf și noxe în interior.

În cadrul industriei și a construcțiilor în continuă schimbare, soluțiile durabile cuprind materiale și tehnologii specifice pentru a susține demersul arhitectural. Arhitectura scandinavă reprezintă un bun exemplu în ceea ce privește utilizarea lemnului, acesta fiind principalul material de construcție utilizat, atât în cazul structurilor cât și în interior și exterior.

În perioada anilor 1888-1994, nicio clădire din lemn nu putea avea o înălțime mai mare de două etaje. În prezent, guvernul Suediei promovează construcțiile din lemn, de asemenea existând și o legătură strânsă între companiile producătoare de elemente din lemn, dezvoltare durabilă și sisteme contemporane de construcție.

Acest demers este vizibil în micul oraș suedez Vaxjo, cu nouă să centrală electrică ecologică, care a devenit cel mai verde loc din Europa, câștigând premiul inaugural în 2007 pentru dezvoltare durabilă, acordat de Uniunea Europeană. Materia primă pe bază căreia funcționează centrala este rumegușul furnizat de fermele forestiere din zonă. Dincolo de furnizarea electricității, centrala furnizează și aproximativ 90 la sută din încălzire și din apa caldă necesară acestui oraș din sudul Suediei. Gazul format prin arderea rumegușului este transformat, prin condensare, într-un lichid, ulterior purificat, care, în loc să fie aruncat, este pompat în tot orașul, încălzind casele și birourile.

În condițiile în care politica suedeză veche de secole "plantează un copac pentru fiecare copac doborât" nu mai este de actualitate, așchiile măturate din cuptor în fiecare zi se întorc în pădure în calitate de îngrășăminte. Aflat în inima provinciei Smaland, Vaxjo a învățat să trăiască în armonie cu mediul, după o experiență dură. În urmă doar cu un secol, mulți dintre locuitorii săi au fost forțați să emigreze în Statele Unite după ce culturile veștejite și pășunile devastate au generat foametea.

O altă inovație pe care Vaxjo încearcă să o impună sunt construcțiile de lemn, ecologice și în armonie cu peisajul. Pe malul lacului Trommen, se găsește cartierul rezidențial „Vaxjo’s Limnologen” ce cuprinde patru clădiri de apartamente cu înălțimea de opt etaje (Fig.43), fiind cea mai înaltă structură de lemn din toată Europa.

Sistemul de construcție cuprinde parterul din beton și partea superioară, mai precis cele șapte etaje, din lemn. Majoritatea elementelor sunt prefabricate: CLT utilizat cazul pereților structurali exteriori interiori din lemn cazul pereților de compartimentare. timpul construcției, pereții au venit izolați asamblați, fiind nevoie doar de finisaj exterior interior. Fiecare planșeu este alcătuit din 30 de elemente prefabricate din CLT grinzi glulam. Clădirile cu planșee din lemn prezintă o izolare .

Fig.43 Cartierul rezidențial „Vaxjo’s Limnologen”

În prezent, locuințele și spațiile comerciale reprezintă 30% din consumul de energie al Suediei și 7% din emisiile totale de gaze cu efect de seră. Patru regiuni, 17 municipii și patru institute de cercetare alcătuiesc Trästad 2012, un proiect ce își propune realizarea controlului costurilor, a efectelor climatice și imbunătătirea calitătii construcțiilor prin utilizarea de noi tehnici.

Chiar dacă Suedia are o tradiție profund inrădăcinată a construcției cu lemn, aproximativ 85% din toate blocurile de apartamente de astăzi sunt construite din beton. Restricțiile anterioare privind utilizarea lemnului la scară largă au inhibat dezvoltarea naturală a acestui mod de construcție, care rezultă astăzi într-un mod nejustificat de mic. Trästad 2012 dorește să influenteaze această tendintă și promovează calitătile construcțiilor din lemn.

În contextul actual, lemnul poate fi utilizat în diverse programe de arhitectură atât de exterior cât și de interior, cum ar fi ansamblurile de locuințe de până la opt etaje sau chiar mai înalte. Este, de asemenea, potrivit și pentru reabilitarea clădirilor existențe.

Două dintre motivele pentru care a început Trästad 2012 au fost resursele naturale abundente din pădurile din Suedia, beneficiile pe care le prezintă acestea în raport cu mediul și rentabilitatea lemnului.

Lemnul este o resursă regenerabilă ce lucrează extrem de bine în eficiența energetică. Mai mult decât atât, noile materiale și metode de prelucrare stimulează dezvoltarea în arhitectură și design, acestea reducând defectele și deteriorările lemnului.

Construcția de clădiri cunoaște o ascensiune în Suedia, dar numai în orașele dezvoltate. Trästad 2012 consideră că o clădire din lemn asigură calitate și dezvoltare și, în acest fel, poate contribui la imbunătătirea eficienței costurilor și a calitatea producției de locuințe. De asemenea, timpul de construcție poate fi redus considerabil de către industria lemnului.

În întreaga țară, multe clădiri din lemn cunosc deja modul de construcție contemporan prin intermediul noilor tehnologii. Într-adevăr, majoritatea au un grad ridicat de sustenabilitate. Instituțiile medicale, educaționale și sportive sunt reabilitate cu ajutorul tehnologiilor ce utilizează lemnul cu greutate redusă ce poate fi folosit în cazul deschiderilor mari.

Cel mai facil mod de a construi a fost, dintotdeauna, cu materiale aflate la îndemână ce aparțin zonelor din imediata apropiere. În prezent, acesta nu mai reprezintă un criteriu de alerege a materialelor, datorită dezvoltării economice.

În România, lemnul reprezintă materialul utilizat în mod curent, atât pentru elementele structurale cât și pentru spațiile interioare și exterioare. Se observă amprenta noilor tehnologii asupra prelucrării și utilizării lemnului. Un exemplu ce ilustrează acest fapt este proiectul arhitectului Marius Miclăuș (Archaeus Foundation). La 2.160 de metri altitudine, pe malul lacului glaciar Făgăraș și în apropierea vârfului Negoiu este amplasat refugiul Călțun (Fig.44) ce înlocuiește un refugiu vechi, din tablă, construit în urma cu patru decenii. Refugiul este amplasat într-o zonă considerată cu cel mai mare risc de accidente din Munții Făgărașului și are rolul de a asigură un adăpost pentru turiștii aflați în dificultate(19 locuri), de asemenea fiind și o bază pentru echipele Salvamont și a celor de intervenție (3 locuri).

Fig.44 Perspectivă exterioară refugiul Călțun Fig.45 Interior refugiul Călțun

Arh. Marius Miclăuș Arh. Marius Miclăuș

Noul refugiu ecologic este construit în comuna sibiană Cărțișoară și transportat pe bucăți, cu elicopterul, pană la peste 2.100 de metri, în zona lacului Călțun. La acțiunea de instalare au participat zeci de voluntari și salvamontiști. Refugiul, care poate adăposti 22 de oameni, are o suprafată de 36 m2 compartimentat în două incăperi, una destinată turiștilor iar cealalată pentru echipa Salvamont (Fig.45).

Proiectul refugiului a fost realizat de Marius Miclăus, un arhitect din Timișoara care a acordat o mare atenție protejării mediului și care a lucrat cu Marius Soflete, unul dintre cei mai buni ingineri de construcții din lemn din România. Arhitectul a dorit nu doar să își asume proiectarea, și întregul proces, de la primele schițe până la fabricare, transport și montare. A fost un exemplu fericit de asumare a vechiului rol al arhitectului de meșter principal, responsabil nu doar de concepție, ci și de întreaga realizare. Un rol care, iată, revine în actualitate în avangarda profesiei: arhitectul este coordonator și, în același timp, partener într o echipă. S-au folosit doar materiale ecologice, iar arhitectura se incadrează perfect în peisaj. Acesta schimbă radical imaginea refugiilor din munții României. Adăpostul devine mai mult decât o casă și anume o cochilie care înconjoară și protejează.

Dincolo de răspunsul la un caz special, proiectul poate defini un prototip pentru alte operațiuni. Autorii își imaginează adaptarea unor porțiuni din el pentru refugii mai mici, precum și o posibilă preluare a metodelor și tehnologiilor pentru arhitectura de urgență. Metoda ar putea și servi drept model pentru construirea în contexte dificile sau pentru trecerea de la construirea traditională la un montaj de precizie (întregul adăpost a fost montat în 5 ore). Beneficiile date de experiența de a lucra în afara standardelor stricte și de a studia nevoile, spațiul, importanța gestului arhitectural, duc proiectul dincolo de tehnică și inventică. Costul refugiului este în jur de 150.000 de lei și este realizat, în cea mai mare parte, din lemn stratificat. Materialul ales, CLT (sau Cross Laminated Timber) se pretează foarte bine proiectului din perspective diferite: este rezistent pentru zăpada abundentă (6m), ușor în raport cu rezistența lui și prietenos ca suprafață.

Panourile care trebuie să reziste la incărcări mari din partea vântului și a zăpezii rezolvă structura, închiderea și mobilierul, nemaifiind nevoie decât de prinderea minimală de stancă. Odată ce nu ar mai fi nevoie de ea, întreagă structură se poate dezasambla în câteva ore și transporta pană jos, în vale. Întreaga clădire functionează ca o coajă rigidă ce preia în mod global eforturile. Cochilia are în plăcile acoperișului de 8 cm și pereții de doar 6 cm grosime (Fig.46).

Fig.46 Secțiune Refugiul Călțun, arh. Marius Miclăuș

Pentru a nu polua lacul, refugiul este așezat ceva mai departe fată de acesta, platforma vechii structuri ajungând acum un spațiu pentru aterizarea elicopterelor în caz de urgentă. La baza turnului este introdus un panou voltaic, ce lasă lumina să între și pe turiști să vadă stelele, dă independență energetică structurii turistice și în același timp întărește ideea de atitudine. Legătura cu natura și sentimentul de protecție dau un caracter special acestui spațiu atât de mic, lucru regasit și în învelișul global din tablă de aluminiu ce preia verdele mușchilor de pe pietrele din sit.

Tot procesul de construcție a fost unul dificil, pentru că modulele ce compun refugiul au fost transportate cu un elicopter MI 17, pus la dispoziție de Ministerul de Interne. Dificultățile transportului au apărut din cauza altitudinii, a condițiilor meteo și mai ales din cauza greutătii modulelor(un total de 18 tone). S-au efectuat peste 10 zboruri pentru a transporta toate materialele necesare construcției (Fig.47).

Fig.47 Schemă transport elemente refugiu

CLT poate fi utilizat nu doar în cazul clădirilor de mici dimensiuni, cum este refugiul menționat mai sus, acesta fiind întâlnit și în arhitectura clădirilor de birouri. Un exemplu din România este clădirea de birouri din CLT-arhitect Sergiu C.Petrea TECTO Arhitectura.

În anul 2014, Tecto Arhitectura a fost desemnată să proiecteze noua clădire de birouri pentru fabrica HSR din Reci, Covasna, ca primul proiect la scară largă cu structură CLT în Europa de Sud-Est. Principala provocare a fost crearea unei clădiri de birouri pentru aproximativ șaizeci de persoane ce trebuia să reprezinte și o interfată vizuală între două spații; o platformă industrială folosită pentru producție și un peisaj natural cu linii orizontale puternice. Scopul proiectului a constat în proiectarea unei clădiri de birouri cu două etaje, cu structură de lemn masiv, în conformitate cu reglementările din domeniul construcțiilor austriece și românești, care să respecte și standardele pentru criteriile Multi-Confort. Lucrul în echipă între Tecto Arhitectura, beneficiar și partenerii proiectului a avut drept scop crearea unei tipologii de clădiri de birouri bazate pe durabilitate ecologică și prin urmare, introducerea acesteia în sectorul clădirilor de birouri finanțate de piață.

Atât spațiul interior, cât și cel exterior au fost supuse unui design estetic și funcțional. Ierarhia organizatională a impus separarea relativă a două spații semnificative, respectiv a solului și a etajului întâi, în timp ce fluiditatea fluxului de lucru a influențat organizarea internă a spațiilor de la parter, care beneficiază de birouri mari deschise.

Fig.48 Interior clădire de birouri din CLT, TECTO Arhitectura

O caracteristică comună a tuturor spațiilor este legătura stransă cu exteriorul, care a fost tratată în ambele direcții, cum ar fi fereastra mare care se deschide spre dealurile din jur și în mai multe moduri metaforice, cum ar fi plafoanele și compartimentele de lemn vizibile, care utilizează imaginea lemnului pe tot cuprinsul spațiului (Fig.48). În afară de iluminatul lateral al ferestrelor de birou, de intrare și de recepție, clădirea beneficiază de un luminator deasupra scărilor, ceea ce subliniază o a doua direcție verticală de mișcare, complementară axei orizontale.

Execuția proiectului a urmat patru obiective majore: combinarea tehnicilor de prelucrare a lemnului(cherestea, elemente laminatesi produse prefabricate), standarde mulți-confort (confort în spațiul interior și mediu de lucru de inaltă calitate, protecție sporită împotrivă zgomotului, sisteme performante de izolare și etanșeitate, sistem de ventilație cu recuperare de căldură), utilizarea energiei geotermale și a centralei de cogenerare cu randament ridicat de biomasă pentru incălzire și electricitate, optimizarea costurilor utilităților, acoperișuri verzi, autonomie sporită, creșterea gradului de reciclare a întregii clădiri și perspectivele favorabile.

Clădirea are o formă compactă (Fig.49), reflectând în mod clar spațiile interioare fără a crește pierderile termice. Structura a constat în special din panouri CLT din lemn prefabricat, care confirmă premisa că lemnul este singurul material de construcție cu adevărat regenerabil. Izolarea termică și fonică a fost realizată prin utilizarea vatei minerale pentru pereți, planșee și acoperișuri plate. Luând în considerare ca temperatura exterioară poate ajunge în timpul iernii -35 și 30 în timpul verii, s-a optat pentru utilizarea unor ferestre și uși de aluminiu cu eficientă energetică ridicată, geamuri stratificate plasate astfel încât spațiul interior să beneficieze de lumină naturală pe timp de zi, soare în timpul iernii, umbră în timpul verii și ventilația naturală transversală pe tot parcursul anului.

Fig.49 Perspectivă clădire de birouri din CLT, TECTO Arhitectura

Un element suplimentar ce contribuie la reglarea temperaturii și umiditătii este acoperișul verde care acoperă întreagă clădire. Performanțele acestei clădiri sunt amplificate și prin intermediul instalațiilor, deoarece clădirea are un sistem de incălzire și răcire bazat pe un put de colectare a căldurii și o pompă de căldură.

4.1.4 LEMN TERMOTRATAT. DURABILITATE. ESTETICĂ

O nouă tehnologie în ceea ce privește sporirea calităților lemnului este tratamentul termic, astfel luând naștere lemnul termotratat. Acest procedeu presupune un tratament la temperatură înaltă, ce modifică structura chimică a lemnului, îmbunătățind proprietățile fizice și mecanice. Lemnul este supus unui ciclu de uscare la temperaturi între 160 și 240 de grade, în atmosferă controlată, slabă în oxigen. Durata și temperatura procesului diferă în funcție de produsele dorite. Temperaturile înalte reduc cantitatea de apă și celulele care leagă moleculele de apă din structura lemnului. Astfel, se reduce posibilitatea de contragere sau umflare, îmbunătățindu-se stabilitatea dimensională, lemnul nefiind predispus la deformare. Materialul devine mai ușor iar culoarea se schimbă într-o tonalitate mai închisă.

Un exemplu interesant in ce priveste utilizarea lemnului termotratat in arhitectura sustenabila contemporana din Romania este Casa Che din Suceava. Casa este construita pe structura de lemn, iar exteriorul este realizat tot din acest material, mai precis din sipci de lemn termotratat pentru a rezista climatului mai umed si rece din zona Sucevei. Interioarele pastreaza linia amenajarilor cu lemn, chiar si in spatiile bailor, unde sunt folosite gresia si faianta doar acolo unde sunt strict necesare.

Fig.50 Perspectivă Casa Che, Suceava, România, TECTO Arhitectura

Volumetria împrumută din frumusețea naturii înconjurătoare prin finisajul din lemn al anvelopantei (Fig.50), care cu timpul va prinde patină și va ajuta la integrarea optimă a construcției în mediul natural. Suprafețele vitrate generoase asigură o legătură directă cu exteriorul, permițând unei cantități importante de lumină naturală să ajungă în spațiul interior și să contribuie la menținerea unei atmosfere plăcute.

Fig.51 Secțiune Casa Che, Suceava, Romania, TECTO Arhitectura

Folosind lemnul pentru structură și izolație (Fig.51), putem spune că această construcție „respiră”. Izolația clădirii, executată din materiale reciclabile( fibră de lemn și celuloză), la fel și structurapachetului de geam termopan, au fost calculate și executate conform normelor Institutului de case pasive de la Darmstadt, în strânsă legătură cu zona climatică și orientarea casei.

4.1.5 PLACAJELE MULTISTRAT SI CARAMIZILE DIN LEMN. FLEXIBILITATE. EFICIENȚĂ

În arhitectura contemporană, tehnologiile moderne permit utilizarea prefabricatelor și adaptarea acestora oricărui proiect, putând fi executate cu eficientă economică și construcții unicat. Panourile multistrat portante (Cross Laminated Timber, CLT) au cunoscut o dezvoltare semnificativă în ultima decadă în Europa. Panourile sunt alcătuite din straturi din lemn ecarisat suprapuse, lamelele fiind îmbinate „in dinti”. Acestea prezintă o rezistentă bună la foc , utilizându-se pentru pereți, planșee, închideri și șarpante. Panourile pot fi folosite la diverse programe arhitecturale, precum clădirile rezidențiale, socio-culturale și industriale.

Panourile multistrat reprezintă o realizare tehnologică dezvoltată în ultimii 10 ani în Europa. Caracteristicile sistemului au impus o dezvoltare rapidă la nivel global. Panourile sunt alcătuite din straturi de lemn, suprapuse și îmbinate prin încleiere. Acestea sunt utilizate pentru pereți, planșee, acoperișuri, scări etc. Panourile pot ajunge la lungimi de până la 12 metri și lățimi de până la 3,5 metri. Printre avantajele acestui sistem amintim execuția rapidă și simplă, lipsă finisajelor interioare și exterioare, realizarea consolelor mari și posibilitatea realizării unor structuri cu regim de înălțime mare.

Fig.52 – Realizarea unui ansamblu rezidențial cu ajutorul plăcilor multistrat, Judenburg, Austria

Complexul de locuințe prezentat în Fig.52 realizat în orașul Judenburg, în Austria ilustrează o construcție de patru etaje ce cuprinde 22 de apartamente cu două, trei și patru camere. Aceasta este prima construcție din Austria ce utilizează sistemul cu panuri multistrat. Pereții au o structură de tip sandwich, cuprinzând un miez multistrat cu rol structural iar placajele sunt din lemn de larice, netratat la exterior.

Produsele pe bază de lemn sunt clasificate în două categorii, în funcție de modul în care acestea păstrează sau nu structură lemnului din care provin. Astfel, în prima categorie întâlnim produsele menționate mai sus și anume cele care păstrează structura materialului: produse brute din lemn rotund, cherestea, lemn încleiat etc. Cea de-a doua categorie prezintă produsele care, datorită unor procese tehnologice, nu mai păstrează structura materialului lemnos sau o păstrează într-o proporție redusă (PAL, OSB, etc). Acestea pot fi considerate produse moderne din lemn sau produse din lemn reconstruit.

Din categoria produselor care nu pastreaza structura materialului lemnos fac parte si placajele multistrat, panouri de diferite dimensiuni, realizate dintr-un număr impar (minimum trei) de straturi de furnir, încleiate prin presare la cald la o temperatură cuprinsă între 90o C și 150o C cu diverse tipuri de adezivi. Foile de furnir folosite la placaje au o grosime de 1-4 milimetri. Fibrele foilor exterioare sunt dispuse în același sens, iar fibrele foilor intermediare în sensuri alternative simetric fată de axa mediană. În mod obișnuit fibrele sunt dispuse perpendicular unele pe altele la două foi alăturate.

Pentru a înlătura inconvenientele lemnului legate de dimensiuni , în timp au fost căutate noi soluții de utilizare a lemnului. O primă cale de rezolvare în acest sens o constituie placajele și lemnul stratificat care au la bază furnirele și adezivi de legătură. O a doua rezolvare o constituie elementele tip realizate din particule din lemn (fibre, lamele, așchi, etc.) aglomerate cu aditivi, asigurând astfel punerea în valoare a tuturor rezervelor forestiere, inclusiv a deșeurilor și a elementelor mici de lemn elemente în care particulele reprezintă aproximativ 85% din volumul panoului și au la bază în principal lemnul de rășinoase.

Există două categorii de placaje: cele cu rol structural, folosite în construcții și pentru aplicații industriale și cele cu rol estetic, din lemn de esență tare. Placajele cu rol structural sunt utilizate acolo unde valențele structurale sunt mai importante decât cele legate de aspect, dar chiar și așa, în unele cazuri placajul rămâne aparent, urmărindu-se îndeplinirea ambelor condiții.

Panouri din așchii de lemn (PAL) sunt produse semifabricate care se obțin prin prepararea la cald a particulelor mici, fine sau a lamelelor de lemn amestecate cu un liant. Normele Europene CEN disting panourile propriu-zise din particule de lemn și panourile din lamele de lemn (OSB – Oriented Strand Board).

Considerentele economice au condus la utilizarea ca materie primă a prafului rezultat din procesul tehnologic, a cojilor buștenilor și a reziduurilor industriale din lemn. În această categorie întâlnim și panourile OSB (Oriented Ștrand Board), realizate din așchii din lemn și legate cu ajutorul rășinilor. Plăcile OSB au devenit în ultimii 20 de ani cele mai folosite în materie de placări structurale la pereți, planșee, șarpante.

Fig.53 Utilizarea OSB în Fig.54 – Utilizarea OSB in amenajarea interioară a

spațiul comercial Fame clădirii de birouri Razorfish, Berlin, Germania

Agenda, Docklands of

Melbourne, Australia

Controlul în timpul fabricării permite dimensionarea plăcilor în funcție de destinația acestora, putând fi utilizate atât în scop structural cât și decorativ, în mod deosebit în cadrul programelor de locuințe, spații comerciale (Fig.53) și clădiri de birouri (Fig.54).

Prefabricatele mici din lemn reprezintă un sistem apărut în 1995, în Elveția, materializat prin cărămizi din lemn de tip „Steko”. Sistemul cuprinde elemente modulate, ce pot fi asamblate împreună cu ușurință și rapiditate. Acesta are aplicații variate în domeniul arhitecturii, obținându-se construcții ecologice. Un exemplu este locuința de vacanță din Ticino (Fig.55) a arhitectului Mario Botta.

Fig.55 Locuința de vacanță în Ticino, Elvetia, arh.Mario Botta

Amplasamentul destinat celor două case de vacanță este situat la altitudinea de 1340 metri, nefiind permis accesul autovehiculelor, de aceea s-a impus ca toate materialele de construcție să fie transportate cu elicopterul.

Acesta este unul dintre motivele pentru care s-a utilizat sistemul constructiv din cărămizi de lemn și nu cel din beton armat, așa cum prevedea proiectul inițial. Un alt avantaj a fost reducerea timpului de execuție al proiectului.

4.1.6 STRUCTURI CUTATE. COMPLEXITATE. PLASTICĂ ARHITECTURALĂ

Lemnul este utilizat în sistemele structurale datorită greutătii sale reduse, de 3,5-15 ori mai mică decât a altor materiale (oțel, beton, cărămidă) și a rezistenței bune la întindere și compresiune. Un alt motiv este demontarea, asamblarea și refacerea cu usurintă a acestuia, fie total sau parțial cu costuri reduse. Aspectul estetic plăcut este o caracteristică importantă a structurilor din lemn, acestea rămanand de cele mai multe ori aparente, datorită texturii lemnului și al geometriei complexe a ansamblului structural. Structurile cutate reprezintă materializarea acestei geometrii, fiind compuse din suprafețe triunghiulare, romboidale sau dreptunghiulare, unde unghiurile și dimensiunile fețelor se repetă pentru a da naștere formelor modulate.

Arhitectul Richard Buckminster Fuller concepe primele structuri cutate regulate folosing icosaedrul obtuz (poliedru cu douăzeci de fețe) pentru a aproxima suprafețele curbe. Multiplicarea unor forme și elemnte constructive conduce la eficientă producției elementelor finite. Structura cutată regulată din lemn a pavilionului IBM (Fig.56) proiectat de către arhitectul Renzo Piano ilistreaza o structură mixtă ce combină trei materiale: lemn, aluminiu și policarbonat. Pavilionul este ușor de asamblat și demontat, fiind o construcție temporară cu 48 de metri lungime, 12 metri lățime și 6 metri înălțime. Este compusă din 34 de module pe structură din lemn. Sistemul structural este unul mixt, de o complexitate remarcabilă.

Fig.56 Pavilionul IBM, arh.Renzo Piano

Structurile cutate neregulate au fost dezvoltate ca rezultat al progresului tehnologic, aplicat atât în faza de proiectare asistată de calculator cât și în faza de execuție a elementelor prefabricate. Astfel, este posibilă reducerea sistemelor la forme primitive, care reunite descriu forme libere. În ultimii ani, cele mai multe structuri cutate neregulate au fost realizate din lemn datorită calității mecanice a acestui material și a dimensiunilor panourilor. Calitățile spațiale și estetice fac din acestea elemente atractive, din punct de vedere arhitectural. Jocul de lumini de pe aceste suprafețe accentuează plasticitatea spațiului.

O soluție interesantă pentru acest sistem este Pavilionul de cercetare ICD/ITKE din Stuttgart, volumetria acestuia fiind inspirată de endoscheletul ariciului de mare (Fig.57). Proiectul are că scop integrarea calităților structurilor biologice în formă arhitecturală, accentul fiind pus pe dezvoltarea unui sistem modular ce permite adaptabilitatea cu ajutorul geometriei plăcilor.

Fig.57 Pavilionul de cercetare ICD/ITKE, Universitatea din Stuttgart

Structurile cutate transformabile reprezintă sisteme contemporane ce permit nu doar realizarea elementelor de capacitate portantă ridicată cât și cu funcțiune de acoperire. Ultimele opere arhitecturale au dus la formarea unor ansambluri spațiale nu doar ca formă , ci și ca structură. Un excelent exemplu de structură cutată transformabilă este teatrul Colegiului Rock Valley (Fig.58) prin acoperișul său pliabil. Structura permite păstrarea deschiderii în zilele însorite concomitent cu posibilitatea închiderii panourilor care compun acoperișul.

Proiectul dovedește faptul că structurile din lemn pot fi sustenabile, prin îndeplinirea criteriilor dezvoltării durabile, utilizarea materialelor locale, maximizarea eficienței economice și caracterul social.

Fig.58 Teatrul Colegiului Rock Valley, Statele Unite ale Americii

4.1.7 STRUCTURI RETICULARE. ELASTICITATE. GEOMETRIE

Un alt sistem eficient pentru acoperirea deschiderilor mari este structura reticulara, compusă din elemente continui de la un capăt la celălalt. Lemnul este cel mai indicat material pentru asemenea structuri, datorită elasticității și greutății sale reduse.

Un exemplu de structură reticulară este ilustrat de către Turnul panoramic Korkeasaari (Fig.59) din Helsinki, Finlanda, înalt de 10 metri cu două platforme. Structura se comportă ca o coajă de ou, carcasa fiind construită din 72 de diagonale din lemn. Turnul de observare oferă perspective asupra orașului, devenind un nou simbol al acestuia. Structura este amplasată în grădina zoologică, design-ul sau rezultând în urma unei competiții dedicate studenților arhitecți ai Universității Tehnice din Helsinki.

Fig.59 Turnul panoramic Korkeasaari, Universitatea Tehnica din Helsinki

4.1.8 STRUCTURI LAMELARE. TEHNOLOGIE. DIVERSITATE

Structurile lamelare se caracterizează prin simplitatea și rapiditatea execuției, existând posibilitatea fixării învelitorii direct pe rețea. În prezent, structurile lamelare reprezintă cele mai eficiente soluții arhitecturale în cazul clădirilor cu deschideri mari. Lamelele se realizează din dulapi, lemn lamelat încleiat sau din placaj. Un avantaj îl constituie lipsa contravântuirilor și a altor elemente auxiliare și eficiența economică a structurii. Structurile lamelare stau la baza realizării bolților cilindrice, a structurilor ce derivă din acestea și a cupolelor.

În România au fost realizate construcții utilizând sistemul de boltă lamelară în perioada anilor 1980-1990, în special în cazul funcțiunilor sportive sau a halelor industriale. Aceste structuri reprezintă soluții arhitecturale inovatoare pentru deschideri cuprinse între 20 și 40 de metri, ce utilizează lamelele tipizate sub formă de produse prefabricate ușoare și produse compozite din lemn. Îmbinarea lamelelor se realizeza cu ajutorul pieselor metalice. Biroul de arhitectură Larix din Gheorghieni realizează structuri de tip boltă lamelară din lemn printre care cea a monumentului comemorativ pe Dâmbul Tătarilor și sala de sport Lazărea prezentată în Fig.60. Arhitecții biroului Larix au dorit păstrarea valorilor tradiționale concomitent cu cele ale unei arhitecturi moderne a lemnului.

Fig.60 Sala de sport Lazărea, Harghita, Larix Gheorghieni

4.2 LEMNUL ȘI PROGRAMELE COMPLEXE DE ARHITECTURĂ

Se remarcă tendința de reconsiderare a pozițiilor cu privire la locul și rolul lemnului în arhitectura contemporană. În ultimii 10-15 ani s-au realizat numeroase construcții ce se evidențiază prin mărimea deschiderilor și originalitatea soluțiilor constructive și tehnice. Programele de arhitectură în care sunt întâlnite noile tehnologii și diversele elemente din lemn sunt variate, acest material prezentând comportare superioară celorlalte, beton sau metal, prin greutate redusă, prelucrare ușoară cu utilaje accesibile, rezistență superioară și dimensiuni reduse.

Până în anii 1920, buștenii erau principalul material de construcție în aproape toate formele de construcție din lemn. Construcția de case din lemn a fost înlocuită de construcția de bârne, chiar și pentru cele de dimensiuni mici, după cel de-al doilea război mondial.

În prezent, lemnul este redescoperit ca material de construcție contemporan, fiind utilizat pentru clădiri de diferite dimensiuni și funcțiuni. Lemnul este întâlnit în programul clădirilor publice și private, dar cel mai des în cel de locuințe. Acest material este utilizat în principal pentru construcția de pereți portanți, dar și pentru cei de compartimentare. În trecut, datorită lungimii lemnului disponibil, lungimea maximă a unui perete construit din bușteni era de aproximativ șapte metri. Astăzi, cu ajutorul producției industriale, elementele laminate îmbinate, fac posibilă realizarea deschiderii mult mai mare. Dacă se optează pentru un astfel de sistem, trebuie să se acorde o atenție deosebită asigurării rigiditătii transversale a peretelui.

În programul clădirilor pentru locuit, lemnul reprezintă principalul material utilizat. În ultimii ani, se optează pentru folosirea lemnului și în cazul locuințelor colective datorită proprietăților sale. Acesta este utilizat atât pentru structurile „usoare” cât și pentru fațade și spațiul interior. Un exemplu remarcabil îl reprezintă turnurile ce aparin campusului studențesc din Trondheim, Norvegia, acestea fiind unități de locuit ce conțin și funcțiuni secundare. Principalul material utilizat în construcția clădirilor este lemnul stratificat (CLT). Echipa MDH Arkitekter a dorit crearea turnurilor cu deschideri relativ mici și volume în formă de Y, optime pentru construcția cu CLT.

Cele cinci turnuri (Fig.61) sunt alcătuite din nouă etaje, cu o înălțime totală de 28 de metri. Întreaga clădire, exceptând demisolul și parterul, constă din elemente prefabricate din lemn stratificat, inclusiv scările și pereții interiori și exteriori(structurali). Articulațiile elementelor structurale fac parte din estetica interiorului.

Fig.61 Turnurile campusului studențesc din Trondheim, Norvegia

Sistemul de placare a fațadelor prezintă o caracteristică telescopică, care poate absorbi contracția elementelor fără a creea tensiuni. Fațadele sunt placate cu panouri din lemn de pin, tratate împotriva focului doar în cazul parterului, în timp ce restul fațadei este lăsată în stare naturală, netratată. Proiectul, finalizat în 2016, este construit după standardele energetice pasive, acest lucru reducând producția de CO2 din materialele de construcție cu 57% în comparație cu metodele tradiționale de construcție.

Din programul clădirilor pentru educație, amintim Școala de artă și design Bedales din Petersfield, Anglia (Fig.62). Designul clădirii atrage referințe ale clădirilor agricole tradiționale care definesc o serie de forme de hambare conectate. Materialele au fost folosite în starea lor naturală, observându-se în primul rând fațada principală construită din lemn. Conexiunea între spațiul interior și cel exterior se realizează prin circulațiile exterioare.

Fig.62 Perspectivă Școala de artă și design din Petersfield, Anglia

Forma și orientarea est-vest a celor cinci acoperișuri înclinate ale clădirii de artă și design definesc o serie de spații destinate studiourilor cu scară atent dimensionată (Fig.63). Acest lucru maximizează iluminarea naturală a zilei și reduce necesitatea iluminării artificiale.

Fig.63 Sectiuni Școala de artă și design din Petersfield, Anglia

Panourile cu șanțuri de lemn și pădurea de stejar din imediata apropiere asigură umbrirea în lunile de vară. Materialele naturale regenerabile, inclusiv cheresteaua pentru placări și panourile acustice din fibre de lemn, reduc masa de carbon încorporat în construcții.

O importanță deosebită se acordă clădirilor cu funcțiuni sportive, datorită necesității deschiderilor mari ce pot fi realizate prin intermediul structurilor speciale. Unul dintre materialele destinate acestor structuri este lemnul, exemplificat în următorul exemplu, piscina Freemen din Surey, Anglia (Fig.64).

Clădirea proiectată de arhitecții Hawkins și Brown oferă un bazin olimpic, clădire ce utilizează noile tehnologii de fabricare a lemnului pentru a crea o construcție durabilă. Structura bazinului include un cadru din lemn stratificat, utilizarea acestui sistem asigurând o metodă rapidă, eficientă, neutră din punct de vedere al carbonului. Lemnul asigură atât structura cât și finisajul interior. Realizarea structurii, a pereților și a acoperișului din lemn stratificat a durat puțin peste trei săptămâni, acest lucru permițând proiectarea detaliată și acordarea atenției detaliilor celorlalte elemente.

Finisajul interior a acoperișului și pereților din lemn este lăsat la vedere și colorat în alb. Acest material acționează ca o caracteristică complementară și contribuie la crearea unui mediu propice înotului. În sala bazinului, geometria structurii acoperișului este accentuată de o serie de cadre glisante care creează un spațiu dinamic.

Fig.64 Interiorul piscinei Freemen din Surey, Anglia

Datorită proprietăților sale acustice excelente, în special cea de absorbție, lemnul are capacitatea de a absorbi o parte din energia sunetului. Acesta este principalul motiv pentru care materialul lemnos este utilizat în arhitectura sălilor de concerte și spectacole. În ceea ce privește estetica, absorbția este cu atât mai bună cu cât aspectul lemnului este mai neregulat. Complexul White Oak Music Hall din Houston, Statele Unite ale Americii găzduiește două săli de concerte cu o capacitate de 1200 de persoane.

Lemnul este întâlnit în arhitectura sălii principale (Fig.65), sub forma lamelelor din cedru, distanțate, pentru reglarea acusticii camerei și pentru crearea fantelor destinate luminii ambientale.

Fig.65 Sala principală a complexului White Oak Music Hall

O realizare de actualitate, încadrată în programul clădirilor destinate turismului este Pavilionul Kulm din St. Moritz, Elveția. Pavilionul, deschis publicului în anul 2017 cu ocazia jocurilor olimpice de iarnă din St Moritz reprezintă un proiect de regenerare urbană ce îi va readuce parcului Kulm titlul de centru social al stațiunii. Foster&Partners readuce fosta clădire la starea sa inițială, incluzând în aceasta un patinoar, un restaurant, patiserie și o terasă. Pentru a extinde capacitatea vechiului pavilion s-a optat pentru crearea unei noi structuri cu legături către clădirea istorică.

Fig.66 Secțiune longitudinală, Pavilionul Kulm din St moritz, Elveția

Extensia (Fig.67) este o structură flexibilă ce va oferi o gamă largă de activități pe tot parcursul anului. Arhitectura pavilionului duce mai departe tradiția locală a lemnului, acesta fiind realizat din lamele orizontale din lemn, ce permit crearea unei legături între interior și exterior.

Fig.67 Extensia Pavilionului Kulm

Arhitectura bibliotecilor și a mediatecilor utilizează lemnul ca material, încă din cele mai vechi timpuri și până în prezent, fapt ilustrat în următorul exemplu, mediateca școlii din Küsnacht, Zürich, Elveția (Fig.68).

Finalizată în 2001, mediateca proiectată de grupul de arhitecți Marie-Claude Betrix și Eraldo Consolascio urmăreste evocarea atmosferei spațiale a bibliotecilor clasice. Pereții exteriori, podeaua intermediară și acoperișul sunt realizate din elemente prefabricate din lemn.

Fig.68 Perspectiva interioară a mediatecii școlii din Küsnacht, Zürich, Elveția

Rafturile fac parte din structura portantă fiind construite din foi de lemn laminat, regăsindu-se sub forma unor coloane verticale. Ca elemente de tensionare, acestea suportă și sarcinile din consolă. Pereții exteriori și acoperișul izolat, pierderile reduse de caldura și ventilația controlată a spațiilor interioare, împreună cu un sistem de recuperare a căldurii, asigură un consum redus de energie care respectă standardul elvețian "minergie".

Lemnul este întâlnit și în arhitectură clădirilor destinate transportului, una dintre acestea fiind Gara Lorient din Franța (Fig.69). Gara face parte din proiectul "Bretagne à Grande Vitesse", o linie de mare viteză care se asteaptă să permită un timp total de călătorie de trei ore între Quimper, Brest și Paris. Stația este reconstruită în sud, aproape de centrul orașului și în inima centrului de transport, care găzduieste diferite tipuri de mijloace de transport în comun: feroviar, autobuze interurbane și autocare. Arhitecții Etienne Tricaud, Jean-Marie Duthilleul, François Bonnefille și Olivier Boissonnet au creat fațada principală asemeni unui portal din lemn ce formează structura clădirii, ce constă în cadre din lemn compozit cu diferite deschideri. Partea centrală a clădirii este amenajta cu ajutorul unui miez din beton.

Fig.69 Gara Lorient-Bretagne, Franța

În ultimii douăzeci de ani se observă tendința către alegerea lemnului în ceea ce privește clădirile înalte de birouri, datorită proprietăților sporite ale materialului prin intermediul tehnologiilor actuale. Centrul de design și inovație a lemnului din British Columbia, Canada (Fig.70) servește că loc de întâlnire pentru cercetatori, cadre universitare și persoane specializate în design care generează idei cu privire la utilizarea inovativă a lemnului.

Fig.70 Centrul de design și inovație a lemnului, British Columbia, Canada

Finalizată în 2014, construcția cu opt etaje este cea mai înaltă clădire de birouri din lemn, din lume. Parterul oferă facilități dedicate educației în designul lemnului în timp ce etajele superioare oferă spații de birouri pentru organizațiile guvernamentale. Arhitectura clădirii încorporează structura simplă a panourilor CLT, a grinzilor și stâlpilor și a pereților masivi din lemn. Simplitatea structurală a clădirii reprezintă o alegere fundamentală a arhitecților și inginerilor, pentru a recunoaște valoarea designului lemnului ca alternativă a betonului sau oțelului.

5. CONCLUZII

Lemnul este unul dintre cele mai eficiente materiale ecologice utilizate. Construirea cu ajutorul lemnului poate fi ușor adaptată la cerința de consum de energie, atât din punct de vedere al extragerii, prelucrării, cât și din punct de vedere al noilor produse și tehnologii, menționate în capitolul 4.

În arhitectura care trebuie să coexiste cu mediul înconjurător, este necesară o analiză atentă a oportunităților și limitărilor din sistemul de construcții. Prețuirea și cultivarea valorilor și standardelor de execuție, moștenite în construcția clădirilor din lemn, ne duc de foarte multe ori la întrebarea: „Ce îi face pe oameni să iubească atât de mult o construcție din lemn, astfel încât să își dorească să o restaureze?”. Unul din răspunsuri este arhitectura deosebită a construcțiilor din artă, religie, cultură, adevărate simboluri conceptuale.

S-a arătat în capitolul 3, rolul lemnului în amenajarea interioară, posibilitatea arhitectului de a beneficia de o paletă vastă de materiale, cu care poate crea o atmosferă ce determină comportamentul celui ce parcurge spațiul. Materialul este fără limite, poate arăta ca finisaj exterior, destinația clădirii.

În prezent, soluțiile de construcție ce utilizează tehnologia contemporană permit construirea de clădiri având combinații de lemn, oțel și sticlă, cu dimensionare pe verticală până la înălțimi de circa 20 de etaje.

În România, lemnul este materialul folosit în mod curent, atât pentru elemente structurale, cât și pentru amenajări interioare și exterioare. Am menționat ca exemplu refugiul Călțun din Făgăraș, Clădirea de birouri de la Reci, Covasna, Casa Che din Suceava, modele de colaborare între arhitecți și ingineri care combină tehnicile de prelucrare a lemnului cu standardele de confort, protecție cu sisteme de izolație, ventilație și etanșeitate.

Caracteristica construcțiilor din lemn este aceea că ele „respira”, lemnul datorită calităților sale elastice și a greutății reduse, permite folosirea lui la crearea structurilor reticulare, lamelare, cutate.

În concluzie, folosirea lemnului devine din ce în ce mai prezența în arhitectura contemporană, în prezent, cercetători, cadre universitare și persoane specializate în design se întâlnesc și generează idei cu privire la utilizarea inovativă a lemnului, un astfel de loc de întâlnire fiind „Centrul de design și inovație a lemnului” din British Columbia, Canada.

6. BIBLIOGRAFIE

1. Ambrose, J.; Tripeny, P., Simplified design of wood structures, Editura John Wiley and Sons, Canada , 2009

2. Berge, B., The ecology of building materials, Editura Architectural press, Marea Britanie 2001

3. Cowley Timberwork, Timber wave, Marea Britanie, 2014

4. Decher, E., Construcții din lemn-Studiul lemnului, Editura Societății Academice “Matei-Teiu Botez” Iași, 2003

5. Forest Products Laboratory, Madison , Wisconsin, Wood Handbook-Wood as an Engeneering Material, SUA, 1999

6. Gagg, R., Texture+Materials, Editura AVA Publishing, Elvetia, 2012

7. Gast, K.P., Modern traditions, Editura Birkhauser, Berlin, 2007

8. Gauzin-Muller,D., Wood Houses-Spaces for contemporary living and working, Editura Birkhauser, Germania, 2004

9. Gogulescu, S.; Crisan R., Construcții din lemn, Editura Universitară Ion Mincu, București, 2001

10. Gutdeutsch, G., Building in wood; construction and details, Editura Birkhauser, Germania 1996

11. Hugues, T.; Steiger, L.; Weber, J., Timber construction; Details, products and case studies, Editura Detail Praxis, Germania, 2004

12. Kasal B.; Tannert T., In situ assessment of structural timber, Editura Springer, New York, 2010

13. Peters, S., Material revolution-sustainable and multi-purpose materials for design and architecture, Editura Birkhauser, Germania, 2010

14. Matsui, G.; Sumiyoshi, T., Wood joints in classical japanese architecture, Editura Kajima Institute Publishino Co., Japonia, 1991

15. Natterer, J.; Herzog, T.; Volz, M., Atlante del legno, Editura Utet, Italia, 1999

16. Portous J.; Kermani A., Structural timber design, Editura Springer, New York, 2007

17. Roaf S., Crichton D., Nicol F., Adapting buildings and cities for climate change, Editura Architectural press, Marea Britanie, 2009

18. Sebestyen, G., New architecture and technology, Editura Architectural press, Marea Britanie, 2003

19. Secu, A.; Rosu., A., Structuri in cadre din lemn cu portiuni compozite, Editura Societății Academice “Matei-Teiu Botez” Iași, 2013

20. Schittich, C., Building Skins, Editura In Detail, Germania, 2006

21. Schmitz-Gunther, T., Living Spaces, Editura Konemann, SUA, 1999

22. Spiegel, R.; Meadows, D., Green Building Materials, Editura James Wiley&Sons, New York, 1999

23. Sun, J., Mid-Rise Timber Construction in Finland, Editura Metropolia, Helsinki, 2016

24. The open timber construction system-Architectural design, Editura Wood focus, Finlanda, 2010

25. Wilson, A., Your green home, Editura New Society Publishers, Canada, 2006

26. Williams, D., Sustainable Design, Ecology, Architecture and Planning, Editura John Wiley and Sons, Canada, 2007

BIBLIOGRAFIE WEB:

27. http://www.archdaily.com/781987/caltun-shelter-archaeus

28. http://www.archdaily.com/886638/clt-multi-confort-office-building-tecto

29. http://www.archilovers.com/projects/213726/first-clt-multi-comfort-office-building.html

30. http://www.arhitectura-1906.ro/2015/02/ia-altitudine/

31. http://www.bau-land.ro/fatade-din-lemn

32. http://e-zeppelin.ro/arhitectura-in-conditii-extreme-un-far-in-munti-refugiul-de-la-caltun/

33. http://idad.ro/articole/arhitectura-sustenabila/

34. http://www.igloo.ro/curentul-organic-in-design/

35. http://www.larixstudio.ro/arhitectura/

36. http://www.revistadinlemn.ro/2017/06/21/proprietatile-acustice-ale-lemnului/

37. http://www.wikipedia.ro