Hogyan hajlítsuk a fát

A faként való kiindulási pontjától a termékformáig, mint gerenda vagy bútordarab, az építészetben és a belsőépítészetben használt fa több fázison és folyamaton megy keresztül. A fát mint megújuló erőforrást és népszerű hagyományos építőanyagot gyakran emlegetik a jövő ígéretes építőanyagaként is, amely megfelel a fenntarthatóság új követelményeinek. A betonnal ellentétben azonban, amelynek formái a legbonyolultabb íveket is képesek létrehozni, a faépítészetben leggyakrabban egyenes gerendákat és paneleket használnak. Ebben a cikkben néhány olyan technikával foglalkozunk, amelyek lehetővé teszik a különböző léptékű ívelt fadarabok létrehozását, amelyek közül néhány kézzel készül, mások pedig arra törekszenek, hogy nagyobb léptékben hatékonyabbá és intelligensebbé tegyék a folyamatot.

Mint ahogy egy fa is meginog az erős szélben, a fának is megvan a maga rugalmassága, és bizonyos mértékig hajlítható, mielőtt az erőhatás megszűnésével részben vagy teljesen visszatérne eredeti állapotába. Ez a rugalmasság közvetlenül függ a fa fajtájától és a hajlítandó darab méreteitől. Bár a fa megmunkálása a kívánt ívek eléréséhez mindig is lehetséges, ez a módszer nagy mennyiségű hulladékot termel, és nagyon tapasztalt munkaerőt igényel. A hajó- és bútorgyártók már évek óta használják az ívelt fát, hogy alkalmazkodjanak a hidrodinamikai és ergonómiai követelményekhez. Az épületeknél azonban ezek a technikák nem annyira elterjedtek. Bár a fa megmunkálása a kívánt forma elérése érdekében mindig lehetséges, ez a módszer nagy mennyiségű hulladékot termel, és tapasztalt munkaerőt igényel. Más megoldások egyenes alkatrészek felhasználásával organikus térfogatok illúzióját keltik, amivel gyakran érdekes eredményeket érnek el. A fa mint elsődleges építőanyag egyre szélesebb körben történő felhasználásával néhány építész mégis a faszerkezetek közvetlenül organikus formáinak létrehozására törekedett, és már több példa is készült ragasztott rétegelt fából. Építészként fontos, hogy megértsük az ilyen darabok létrehozásának folyamatát, hogy jobban tervezhessünk körülöttük. A fa hajlításának főbb módszerei:

Gőzhajlítás

A német asztalos, Michael Thonet úttörője volt a fa ipari méretű hajlításának egyik első módszerének, és az organikus formákkal készült székei ma is rendkívül népszerűek. Ennél a gyártási módnál a fa rostjait nem vágják el, ami megőrzi a darab integritását. A módszer inkább abból áll, hogy a fát felmelegítik, így az képlékenyebbé válik. Általában egy gőzkamrának nevezett szerkezetet építenek, amely a fát magas hőmérsékletű, gőzzel és páratartalommal teli környezetbe helyezi. Amikor a hőmérséklet eléri a 99 °C-ot, a lignin (egy összetett szerves polimer, amely egyesíti a cellulózrostokat és merevséget ad a növényi sejtfalnak) veszít ellenállásából, így a fa jelentős ellenállás nélkül hajlítható. Miután kivették a “kemencéből”, a darabot azonnal egy formába kell vinni és kapcsokkal rögzíteni. Amikor a fa kihűl és megszárad, a darab a sablon alakjában marad.

ragasztott rétegelt fa

Az építészet és a nagyobb fadarabok esetében a ragasztott rétegelt fa használata a legelterjedtebb módszer. Széles körben alkalmazzák azonban bútordaraboknál vagy például gördeszkák gyártásánál is. A ragasztott rétegelt fa, vagy Glulam, egy olyan szerkezeti anyag, amelyet ipari ragasztókkal (általában melamin vagy poliuretángyanta ragasztókkal) ragasztott egyes fa szegmensek összeillesztésével állítanak elő. Az így kapott alkatrészek nagy tartósságot és nedvességállóságot biztosítanak, és képesek nagy hézagok áthidalására és egyedi formák kialakítására. Ez a módszer nem igényel hőt vagy gőzt. Ha a darabokat a kívánt görbületű formát követve ragasztják össze (figyelembe véve az anyag és a felhasznált fafajta korlátait), a végeredmény egy ívelt darab lesz.

Kerf Cut

A kerf cut módszert viszont leggyakrabban egyszerű asztalosmunkák gyártására használják. Valószínűleg ez a legegyszerűbb módja annak is, hogy egy fadarabot meghajlítsunk, anélkül, hogy gépeket vagy nagyméretű formákat igényelne. Szerkezeti alkatrészekhez azonban soha nem szabad megfontolni. Ez a korlátozás azért következik be, mert a Kerf vágás szerkezetileg gyengíti a fát, az egyik oldalon egymástól távol eső vágásokat végez, hogy lehetővé tegye a darab görbülését. Erő alkalmazásával meghajlítható a darab, amelyet ezután általában egy falap borít.”

A hagyományosabb módszerek mellett a fa hajlítási technikák terén is történtek újítások. Amikor a fa megszárad, a vágott darab belsejében lévő farostok hatására természetes módon csavarodhat és görbülhet. Az ETH Zürich, az Empa és a Stuttgarti Egyetem kutatói ezt az – általában nem kívánatos – tulajdonságot kihasználva egy új, szabályozott szárítási folyamatot magában foglaló technikát fejlesztettek ki, amely a falapokat erőmechanika alkalmazása nélkül, előre meghatározott alakban hajlítja meg.

Ez az önformáló folyamat a fa természetes duzzadásán és összehúzódásán alapul, amelyet az anyag nedvességtartalma okoz. Amikor a nedves fa megszárad, a szálakra merőlegesen erősebben összehúzódik, mint azok mentén. A kutatók ezt a tulajdonságot úgy használták ki, hogy két réteg fát úgy ragasztottak össze, hogy a szálak iránya egymással szemben álljon. Ez a kétrétegű lemez képezte az új módszer alapját. Az így előállított faelem még lebegő páratartalom mellett is méretstabil marad. Az alábbi videó részletesebben elmagyarázza ezt a módszert:

A fa mint építőanyag ösztönzött és egyre szélesebb körben történő felhasználásával a kutatás és a kísérletezés is fokozódott. Az olyan mesterek, mint Zumthor és Alvar Aalto arról ismertek, hogy a fa, mint építőanyag lehetőségeit a maximumra tolták. De a korlátozások és az anyagokban rejlő lehetőségek megértése, amelyekkel dolgozunk, mindenfajta innováció kiindulópontja. A fa és az organikus formák használatának lehetőségei számtalanok, és a tervezés során elengedhetetlen, hogy megértsük az összetettséget és új megoldásokat keressünk.