Warum Häuser in Holzrahmenbauweise erdbebensicherer sind als Häuser aus Beton oder Ziegeln

Despre casele pe structură de lemn se spune uneori că sunt mult prea ușoare ca să fie și rezistente. Și totuși, faptul că sunt ușoare vine cu o serie de avantaje: fundație mai simplă și mai ieftină, pereți mai subțiri ceea ce înseamnă spațiu util mai mare la aceeași suprafață construită, comportament mai bun în timpul cutremurelor. România este o țară cu risc seismic ridicat și avem amintiri foarte neplăcute legate de astfel de evenimente. De aceea nu este surprinzător faptul că, în momentul în care se hotărăsc să construiască, oamenii sunt interesați ca locuința să fie cât mai rezistentă din acest punct de vedere. Lemnul, elastic și mai ușor decât materialele de construcție obișnuite, are capacitatea de a face din casele cu astfel de structură, construcții rezistente la seim.

Cum acționează seismul asupra casei

Seismele au loc din cauza unor fenomene geologice. Au un punct central, numit epicentru, de unde se propagă unde de șoc astfel încât cutremurul este resimțit și la distanțe mari de zona în care s-a produs. Undele acestea seismice produc mișcări ale pământului și odată cu el, încep să se miște și casele. Mișcarea pământului capătă o anumită accelerație care, împreună cu greutatea casei (masa ei, mai exact), formează forța seismică de inerție care acționează din lateral asupra pereților. Este cea mai importantă forță care acționează în timpul seismului și cea mai periculoasă. Ca urmare, pereții se dărâmă, iar tavanul rămas fără sprijin se prăbușește și el.

Acțiunea forței seismice are loc asupra oricărei construcții, indiferent de materialul din care este făcută. De aceea, casele se proiectează ținând cont și de acest aspect. Rezistența construcțiilor la cutremur, fie ele rezidențiale sau comerciale, este reglementată prin Codul de proiectare seismică P100, emis de Ministerul dezvoltării, lucrărilor publice și administrației. Conform acestor reglementări se calculează elementele structurii de rezistență și poziționarea lor astfel încât răspunsul construcției la cutremur să fie optim.

O casă pe structură de lemn este de 3-4 ori mai ușoară decât una din beton sau cărămidă

Stabilitatea și rezistența unei construcții este dată de rezistența mecanică a materialului cu care se construiește. Lemnul are rezistența mecanică comparabilă cu a materialelor de construcție uzuale. De exemplu, lemnul de molid are rezistența la compresiune 24 N/mm², puțin mai mare decât a cărămizii sau a betonului obișnuit, pe când stejarul este la fel ca betonul de înaltă rezistență, având rezistența la compresiune 50 N/mm². În cazul lemnului industrializat, precum LVL oder grinzile laminate, rezistența la compresiune este și mai mare.

Lemnul însă are greutate specifică mai mică ca a materialelor de construcție menționate mai sus, iar diferența este semnificativă. De exemplu, lemnul de molid uscat are greutatea specifică 405 kg/m³, pe când cea a betonului uzual de construcții este 2200 kg/m³.  Aceasta înseamnă că, un element de construcție din lemn este mult mai ușor decât unul similar din beton sau cărămidă cu rezistența la compresiune comparabilă. Greutatea elementelor de construcție se adaugă la greutatea totală a casei ceea ce înseamnă că o casă pe structură de lemn cu aceeași rezistență mecanică ca a uneia din beton sau cărămidă este mult mai ușoară. Specialiștii spun că o casă de lemn este de 3-4 ori mai ușoară decât una de beton sau de cărămidă.

Forța seismică care acționează asupra casei este direct proporțională cu greutatea ei, fiind cu atât mai mare cu cât greutatea casei este mai mare. Cum casa construită pe structură de lemn este mai ușoară decât casele din beton sau cărămidă cu aceeași rezistență, asupra ai va acționa o forță seismică mai mică în cazul unui cutremur.

Lemnul se poate deforma fără să îi fie afectată rezistența

Rezistența mecanica nu este singura proprietate a lemnului cu impact asupra rezistenței la cutremur. Elasticitatea, maleabilitatea și duritatea lui sunt de asemenea importante.

Capacitatea naturală a clădirilor din lemn de a reveni la forma originală după cutremur le-a făcut o alegere populară în regiunile predispuse la activitate seismică. Unele clădirile din lemn, vechi de secole, au rămas în picioare după cutremurele importante, în timp ce clădiri moderne din beton armat au suferit daune semnificative. Ca un exemplu, cea mai veche construcție de lemn din lume, o pagodă cu 5 nivele din Japonia, țară cu activitate seismică puternică, are peste 1000 de ani vechime.

Elasticitatea lemnului care formează structura împreună cu elementele de fixare – șuruburi, conectori metalici, elemente de prindere – conferă clădirii capacitatea de a se deforma și a reveni apoi la forma inițială, amortizând astfel forța seismului. Forța se disipează și construcția rămâne în picioare.

Maleabilitatea și duritatea lemnului sunt și ele importante in caz de cutremur. Lemnul are capacitatea de a rezista unor forțe seismice laterale fără a se deteriora, iar faptul că este un material dur îl face rezistent la lovituri sau frecări fără să cedeze.

Este clar și demonstrat că o construcție din lemn rezistă mult mai bine la cutremur decât una din beton sau cărămidă. Teste recente au arătat că o clădire pe structură de lemn de până la șase etaje poate suporta un seism cu magnitudinea de 7,5 cu daune foarte mici. La noi nu se pot face clădiri din lemn atât de înalte, normativele nu permit încă mai mult de 3 niveluri (parter și 2 etaje). Dar, dacă vă doriți o casă nouă luați în calcul și varianta aceasta, rezistența la seism nu este singurul avantaj al caselor pe structură din lemn.