10-10-2020
Zabezpieczanie konstrukcji drewnianych

Mimo, że w znacznej większości naszych artykułów drewno jako budulec jest zasłużenie chwalone, to posiada ono też parę mniej pożądanych cech, o których napiszemy dzisiaj. Na szczęście nie są to problemy nie do pokonania i dają się przezwyciężyć przy odpowiednim podejściu konstruktora, wykonawcy i użytkownika.

Konstrukcja drewniana a warunki zewnętrzne

Drewniany materiał w różnych odmianach i konfiguracjach coraz częściej wykorzystywany jest jako główny budulec konstrukcyjny, dotyczy to także budynków o nowoczesnej architekturze, obiektów wielkopowierzchniowych a nawet budynków wysokościowych. Drewno to materiał trwały, wytrzymały, doskonały w obróbce a przy tym bardzo ekologiczny i estetyczny przy odpowiednim wyeksponowaniu. Należ jednak pamiętać, że jest to materiał naturalny, pochodzący z drzew iglastych – najczęściej sosny lub świerku. O ile użytkowanie drewna w suchych wewnętrznych warunkach nie wpłynie na jego właściwości, to wszelkie zawilgocenia powodują mniejszą lub większą destrukcję tego materiału. Od projektanta i wykonawcy zależy w ogromnym stopniu jak ta “wada” zostanie zniwelowana. Jest to ważne zarówno z punktu widzenia estetyki jak i bezpieczeństwa i wygody użytkowania drewnianych obiektów.

 

W minionych czasach, w których budownictwo drewniane było dość powszechne, zwłaszcza w obiektach sakralnych i jednorodzinnych, świadomość odpowiedniego zabezpieczania
i osłaniania elementów drewniane była duża. Cieśle i projektanci – często oba fachy w jednej osobie – wiedzieli, że aby zapewnić trwałość konstrukcji drewnianej należy wybierać materiał o odpowiedniej strukturze i chronić elementy przed niszczącymi warunkami. Odpowiednio pozyskane drewno z twardzieli, nawet przy zastosowaniu gatunków drzew iglastych, przetrwa dużo dłużej niż drewno z części bielastej. Twardziel ma gęstszą strukturę, jest bardziej odporną na wilgoć, pleśń i grzyby. Obecnie, główne ze względów ekonomicznych, drewno jest pozyskiwane z większości pnia, bez uwzględnienia makroskopowej budowy drewna.

Twardziel to martwa część drzewa, która nie pełni już funkcji fizjologicznych, nie przewodzi wody i wartości odżywczych. Stanowi twardą i mało otwartą strukturę. Część bielasta przewodzi wodę, substancję odżywcze, cukry, sole mineralne itp. W jej skład wchodzą komórki żywe. To ta część jest najbardziej narażona na atak grzybów, pleśni i owadów.

podział drewna na część białą i twardziel.

Poza uwzględnieniem odpowiedniej budowy drewna, elementy drewniane w konstrukcji były odpowiednio eksponowane lub osłaniane. Elewacje umożliwiały wentylowanie ścian, elementy nośne – słupy, ściany, podwaliny, murłaty były odpowiednio wysoko wyniesione ponad poziom gruntu. Zacięcia wystających końcówek krokwi umożliwiały odprowadzenie wody opadowej a okapy dachowe chroniły elewacje, ściany i połączenia konstrukcyjne. 

Obecnie architektura budynków jest zupełnie inna i nie pozwala na takie zabiegi. Czy jednak da się zapewnić trwałość nowoczesnych obiektów drewnianych ?  

Bardzo często powstaje mylne przeświadczenie, że drewno klejone warstwowo jest odporne na działanie czynników zewnętrznych. Klienci zgłaszający się z chęcią zakupu drewna klejonego, kierują się taką opinią i ich zdziwienie jest duże, gdy tłumaczymy jak ten surowiec zachowuje się w rzeczywistości. 

Klejenie drewna kojarzy się z jego przesyceniem substancjami chemicznymi. Należy jednak zdać sobie sprawę, że klej jest substancją adhezyjną, która występuje tylko na powierzchni stycznej stykających się desek najczęściej o gr. 33 – 40mm. Ilość kleju to ok. 120 g/m2 a więc przykładowo przy klejeniu dwóch desek o gr. 40mm i szerokości 120mm, klej stanowi jedynie 0,33 % masy takiego elementu. Poza tym nie wnika on w cały przekrój sklejanej deski lecz występuje tylko na powierzchni klejonej. Reasumując, klej w żaden sposób nie impregnuje drewna i nie sprawia, że tarcica uodparnia się na korozję biologiczną.

Zastosowanie nowoczesnych materiałów drewnopochodnych takich jak drewno klejone warstwowo nie rozwiązuje więc problemu korozji biologicznej. Materiał ten nie jest bowiem bardziej odporny na warunki zewnętrzne niż drewno lite. Najczęściej wykorzystywane drewno klejone produkuje się z tarcicy świerkowej i sosnowej, a jak wspomniano wcześniej są to materiały podatne na szkodliwe oddziaływanie wilgoci i promieniowania UV. Lepszym rozwiązaniem byłoby wykorzystanie budulca pochodzącego z daglezji i modrzewia, ale są to produkty znacznie droższe oraz trudniejsze w obróbce i rzadko dostępne na rynku. 

Problemy zastosowania drewna w konstrukcji i wystawienia go na warunki zewnętrzne wynika głównie z oddziaływania wilgoci na budulec i związanych z tym zmian wymiarów, skręcania, rozwoju grzybów, pękania itp.

Najczęściej przyjmuje się granicę 20% wilgotności materiału, poniżej której jest on względnie bezpieczny przed niekorzystnymi zmianami. 

 

Najtrwalszym i zazwyczaj najtańszym rozwiązaniem jest zastosowanie pasywnego zabezpieczenia. Polega ono na takim umiejętnym zaprojektowaniu konstrukcji, by drewniane elementy miały optymalny dostęp do powietrza oraz były chronione przed działaniem wilgoci i wody. Uzyskuje się to przez izolowanie konstrukcji od podłoża, zastosowanie okapów czy wynoszenie elementów ponad poziom gruntu. Pasywne zabezpieczenie jest często najtańsze, ekologiczne i najbardziej skuteczne.

 

Nie jest to niestety wiedza powszechna… elementy drewniane często są eksponowane przez architektów i wystawiane na warunki zewnętrzne. Inwestorzy chętnie decydują się na  pokazywanie elementów drewnianych na elewacji. Informacja o trwałości takiej „estetyki” jest nieakceptowana… Poniżej przedstawiamy dwa przykłady takiego podejścia. Pierwsza realizacja powstała niecałe 10 lat temu, druga – zaledwie 3 lata temu…

 

Konstrukcja z zastosowaniem drewnawiata z nieprawidłowym wykorzystaniem drewna

Ochrona pasywna drewna czy chemiczna?

Nowoczesne środki chemicznej ochrony drewna często w skuteczny sposób potrafią pomóc w uodpornieniu materiału na czynniki zewnętrzne. Jednakże ich stosowanie to pewnego rodzaju droga na skróty i jako taka często działa tylko przez pewien czas i jest obarczona wieloma niedogodnościami. Duże powierzchnie drewnianej konstrukcji jak te wykorzystywane np. w tworzeniu hal lub magazynów oznaczają zużycie proporcjonalnie sporej ilości chemicznych preparatów, co znacząco podnosi koszt inwestycji. Poza tym zabezpieczenia takie wymagają odpowiedniej i cyklicznej konserwacji. Szczególnie uciążliwe jest to w obiektach magazynowych, gdzie dostęp do niektórych elementów konstrukcji jest utrudniony. Budowa drewnianej konstrukcji jest także często przejawem dbałości inwestora o środowisko. Wykorzystanie przy pracy środków szkodliwych dla ludzi i zwierząt jakimi konserwuje się drewno nie wpisuje się w tę ideę. 

Rozwiązania doskonalone przez wieki

Odpowiednio zaprojektowany obiekt, wykonany z właściwie dobranych materiałów potrafi radzić sobie przez lata mimo braku chemicznych zabezpieczeń. Dowodem na to może być wiele drewnianych konstrukcji powstałych wieki temu i nadal stojących z zachowaniem wszelkich norm bezpieczeństwa. Warunkiem powstania tych budynków była świadomość konstruktorów i budowniczych na temat tego jakim materiałem operują. W Modulam mamy doświadczenie konstruowania trwałych i funkcjonalnych obiektów bez wybierania rozwiązań doraźnych, tak, by nasze produkty, mogły służyć latami.