Autor: d.walega

W dzisiejszych czasach, kiedy świat architektury i inżynierii przechodzi przez renesans w zakresie wykorzystania drewna, mosty stają się wyjątkowym polem do eksplorowania możliwości tego naturalnego materiału. Dziś trochę o mostach w Kanadzie – w końcu drewno, z jego wieloma korzyściami i głęboko zakorzenioną historią w kanadyjskim krajobrazie, naturalnie stało się materiałem wyboru w wielu aspektach budownictwa w tym kraju. Kanada jest także jednym z największych eksporterów drewna na świecie i posiada bogate zasoby tego surowca.

Bow River Pedestrian Bridge

Bow River Pedestrian Bridge w Banff jest przykładem, gdzie drewno klejone warstwowo zostało użyte do stworzenia konstrukcji, która jest nie tylko funkcjonalna, ale także estetycznie atrakcyjna i pasująca do otoczenia. Zbudowany w 2013 roku, ten smukły most o długości 370 stóp (ok. 113 metrów) służy ruchowi pieszemu i zapewnia nowe, sanitarne przejście nad rzeką Bow, w pierwszym kanadyjskim parku narodowym.

Princeton Bridge

Zbudowany w 2010 roku, Princeton Bridge jest kolejnym przykładem innowacyjnego wykorzystania drewna klejonego warstwowo w konstrukcji mostów. Położony na szlaku Trans-Canada Trail, ten pieszy most rozciąga się nad rzeką Tulameen w Princeton. Dwa nowe przęsła mostu o długości 105 stóp zostały umieszczone na istniejących już filarach starego mostu kolejowego Kettle Valley Railway Bridge. Drewniany pokład mostu jest zawieszony na stalowych prętach z podwójnych łuków i jest przykryty falistym stalowym dachem na piłowanych drewnianych krokwiach.

Mistissini Bridge

Mistissini Bridge, z jego elegancką, ale zarazem solidną konstrukcją, jest przykładem, jak nowoczesne podejście do architektury i inżynierii może współgrać z naturalnym pięknem krajobrazu. Most, o długości 160 metrów, charakteryzuje się czterema sekcjami prostych belek, wspartymi na półciągłych łukach, tworząc strukturę, która nie tylko jest funkcjonalna, ale także stanowi wizualny akcent, komplementujący otaczającą go przyrodę. Wybór DKW jako głównego materiału do budowy mostu nie był przypadkowy. Drewno, jako materiał odnawialny, nie tylko wpisuje się w kontekst zrównoważonego rozwoju, ale także pozwala na redukcję emisji CO2.

Podsumowanie

Mistissini Bridge, Bow River Pedestrian Bridge oraz Princeton Bridge są dowodem na to, że drewno, a w szczególności drewno klejone warstwowo, może być wykorzystywane do tworzenia konstrukcji, które są nie tylko funkcjonalne i trwałe, ale także stanowią wyjątkowe elementy krajobrazu, wpisujące się w naturalne otoczenie i promujące zrównoważony rozwój. Te mosty, każdy z nich unikatowy na swój sposób, demonstrują, jak innowacyjne podejście do materiałów i designu może prowadzić do realizacji obiektów, które służą społeczności i jednocześnie są przyjazne dla środowiska.

Bardzo często podstawowe określenia dotyczące bezpieczeństwa pożarowego są ze sobą mylone, a przez nieodpowiednie zrozumienie wymagane są parametry ogniowe niemożliwe do spełnienia przez elementy drewniane. Chcemy wytłumaczyć najczęściej używane określenia w sposób praktyczny. Postaramy się nie używać trudnych słów i fachowych pojęć. Te można znaleźć w rozporządzeniach, normach i w odpowiednich ustawach. Dla bardziej wnikliwych – zapraszamy do zapoznania się z przepisami prawa i normami, kilka najważniejszych wymieniamy na samym dole artykułu.

Klasa reakcji na ogień

Klasyfikacja ta mówi nam w jaki sposób element (wyrób) zachowa się w przypadku „zetknięcia” z ogniem. Możemy sobie łatwo wyobrazić dwie skrajne sytuacje. Zbliżając otwarty płomień do kartki papieru zauważymy momentalne zajęcie ogniem, zwęglenie, dymienie, a czasem odpadanie płonących cząstek papieru. Z kolei zbliżając płomień do stalowej blachy nie zauważymy żadnych zmian i zjawisk poza lokalnym podwyższeniem temperatury. Można powiedzieć, że papier i stal reagują zupełnie inaczej na działanie ognia. Nie bierzemy tu jeszcze pod uwagę roli jaką pełnią te materiały. Klasyfikujemy je tylko pod względem zachowania przy zetknięciu z ogniem.

Oznaczenie klasy reakcji na ogień składa się z trzech elementów – klasy podstawowej i dwóch klas dodatkowych. Klasa podstawowa mówi nam jak szybko i czy w ogóle element będzie się palił, ile przy tym wydzieli energii i jak łatwo jest go zapalić. Tym samym, klasa określa także czy element będzie brał udział w rozprzestrzenianiu pożaru. Klasę podstawową oznacza się dużą literą od A do F. Z tym, że klasę A dzieli się dodatkowo na A1 i A2. Wyroby najwyżej klasy A1 są niepalne i nie wydzielają dodatkowej energii cieplnej w trakcie pożaru. Z kolei na drugim końcu klasyfikacji są wyroby klasy F, które właściwie płoną jak pochodnia.

Dodatkowe klasy mówią nam jeszcze o emisji dymu oraz o możliwości wytwarzania płonących kropel. Dym to nieodłączny towarzysz ognia, istnieją jednak wyroby, które wydzielają mało dymu i takie, które dymią bardzo mocno. Z kolei płonące krople występują wtedy, gdy cząstki materiału odpadają i płoną spadając na niżej położone elementy.

Suche drewno konstrukcyjne, czterostronnie strugane i posiadające fazowane krawędzie jest klasyfikowane najczęściej jako D, s2, d0. Jest więc palne, podczas jego spalania wydziela się średnia ilość dymu ale nie zachodzi ryzyko kapania płonących cząstek. Odpowiednio impregnując drewno, a więc nanosząc środki obniżające klasę reakcji na ogień, można osiągnąć klasę B. Jednak klasy dodatkowe pozostają niezmienione, osiągamy więc B, s2, d0.

NRO – nierozprzestrzenianie ognia

Bardzo często elementom budynku czy materiałom budowlanym stawia się wymaganie nierozprzestrzeniania ognia. Według Rozporządzenia Ministra Infrastruktury w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie, materiały budowlane spełniają warunek nierozprzestrzeniania ognia, wtedy gdy są zakwalifikowane do klasy A1, A2 lub B oraz nie obserwuje się odpadających płonących cząstek (tylko d0). Przepisy dopuszczają wydzielanie dymu dla materiałów NRO do klasy s3.

Tak więc – nanosząc preparaty obniżające klasę D, s2, d0 do B, s2, d0 – doprowadzamy drewno konstrukcyjne do wymogu NRO.

Odporność na ogień

Wiemy już, że materiały budowlane mogą różnie reagować na ogień i że mogą go rozprzestrzeniać lub nie. Jednak materiały budowlane nie występują odrębnie ale tworzą tzw. komponenty budowlane, a więc pojedyncze elementy lub części konstrukcji, które ujęte w całość tworzą pełną strukturę budowlaną – budynek.

Komponenty budowlane odgrywają w budynku różne role. Ściany pełnią funkcje osłonowe, nośne, izolacyjne termicznie i akustycznie. Belki stropowe pełnią rolę tylko nośną. Drzwi i okna mogą być elementami przegród ogniowych, a schody pełnią funkcje elementów drogi ewakuacyjnej.

Aby te elementy spełniały także swoją funkcję w trakcie pożaru w budynku, niezbędne jest ich właściwe zaprojektowanie. Zależnie od zakwalifikowania, budynek przyporządkowany jest do klasy odporności ogniowej. Stawia się konkretne wymagania dla jego konstrukcji głównej, konstrukcji dachu, stropu, ścian, schodów oraz stolarki okiennej i drzwiowej. Te wymagania określono jako trzy podstawowe cechy: nośność R, szczelność E oraz izolacyjność I.

• Nośność ogniowa R informuje nas, jak długo podczas pożaru element będzie pełnił swoją rolę w przenoszeniu obciążeń.
• Szczelność E oznacza odporność na przedostanie się dymu i płomieni przez przegrodę.
• Izolacyjność I dotyczy przenikania wysokiej temperatury przez przegrodę.

Bardzo częstym błędem spotykanym w projektach lub specyfikacjach technicznych, jest wymóg REI dla pojedynczego elementu tj. np. belki lub słupa. Te elementy nie mogą stanowić przegrody ogniowej dla dymu, płomieni i temperatury. Są elementami otwartymi, które dym, płomień i temperatura mogą otoczyć bez przeszkód. Nie można więc wymagać od nich kompletu cech REI. Jedyne wymaganie jakie można stawiać tym elementom to odporność ogniowa w zakresie nośności R.

Posługując się przykładem konstrukcji dachu wykonanego z drewna klejonego warstwowo krytego płytą warstwową z wypełnieniem wełną mineralną, wymagania jakie możemy stawiać wymienionym elementom:

• R30 – dla dźwigarów dachowych, płatwi i stężeń – są to elementy, które mogą być otoczone przez płomienie, dym i temperaturę, a więc te zjawiska bez problemu mogą pojawić się z każdej strony elementu.
• REI30 – dla płyty warstwowej tworzącej szczelną przegrodę dachową (inaczej mówiąc powierzchniową), oddzielającą wnętrze budynku od środowiska zewnętrznego. Taka płyta pozostanie więc nośna w czasie 30 minut i nie przedostanie się przez nią temperatura, ogień i dym.

Ciekawostka

Stal i aluminium są materiałami niepalnymi, a więc posiadają klasę reakcji na ogień A1. Można powiedzieć, że – poza zwiększeniem swojej temperatury – nie zareagują inaczej na obecność ognia. Z kolei drewno jest palne i niezabezpieczone odpowiednim preparatem posiada klasę reakcji na ogień D. Drewno zacznie się palić, zwęglać i wydzielać dym dość szybko po zetknięciu z ogniem.

Zastanówmy się jednak, jak zachowają się te materiały będąc częścią konstrukcji budynku.

Stalowa płatew dachowa po osiągnięciu kilkuset stopni Celsjusza zaczyna być miękka i plastyczna, w nieprzewidywalny sposób zacznie tracić swoją nośność, uginając się pod wpływem temperatury.

Stal w temperaturze 800 stopni Celsjusza jest nienośna, ponieważ osiąga wtedy 10% swojej wytrzymałości, a więc przestaje utrzymywać nawet swój ciężar. Bardzo trudno określić, ile taki element wytrzyma jako element nośny, ile czasu da na ewakuację ludzi i zgaszenie pożaru przez służby ratownicze.

Jak zachowa się drewno w tym samym miejscu i w tych samych warunkach?

Po osiągnięciu temperatury zapłonu, drewno zaczyna się zwęglać i tlić. Ogień trawi element w tempie około 0,7 mm / min (wartość z normy PN-EN). Co się dzieje wtedy z rdzeniem które jest jeszcze nienaruszone? Otóż okazuje się, że zwiększenie temperatury w drewnie nie powoduje dużej utraty nośności. Pewna utrata wynika z wysuszania drewna, a więc odparowania wody zmagazynowanej w komórkach drewnianych. Jest to jednak około 10% wytrzymałości. Rdzeń drewniany jest chroniony przez warstwę zwęgloną, która co prawda nie posiada już żadnej wytrzymałości, ale tworzy warstwę izolacyjną dla rdzenia drewnianego. Z tych powodów element drewniany, załóżmy o przekroju początkowym 12 x 24cm, po 30 minutach pożaru będzie posiadał przekrój rdzenia 8 x 20cm a po 60 minutach 3,6 x 15,6 cm. Mimo tego, że jest to coraz mniejszy przekrój i po 60 min jego redukcja jest już znaczna, to jest to proces przewidywalny, obliczalny i wystarczająco bezpieczny do analizy.

Pytanie na koniec tej ciekawostki brzmi: któremu materiałowi zaufamy bardziej?

Przepisy i normy dla bardziej wnikliwych:

• PN-EN 13501-1:2019-02 Klasyfikacja ogniowa wyrobów budowlanych i elementów budynków — Część 1: Klasyfikacja na podstawie badań reakcji na ogień (aktualnie dostępna w j. angielskim – polska wersja z roku 2010 została wycofana przez Polski Komitet Normalizacyjny)
• PN-EN 1995-1-2: 2008 Eurokod 5 — Projektowanie konstrukcji drewnianych — Część 1-2: Postanowienia ogólne — Projektowanie konstrukcji z uwagi na warunki pożarowe
• PN-EN 1993-1-2:2007 Eurokod 3 — Projektowanie konstrukcji stalowych — Część 1-2: Reguły ogólne — Obliczanie konstrukcji z uwagi na warunki pożarowe
• Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002 r w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie

Zrównoważone projektowanie budynków zyskuje na popularności, a drewno konstrukcyjne nabiera znaczenia. Mimo to tradycyjne konstrukcje stalowe wciąż dominują w wielu miejscach, często z powodu błędnego przekonania o większej palności drewna. Należy pamiętać, że zarówno drewno, jak i stal reagują inaczej na pożar i potrzebują specyficznych metod naprawy. Oba materiały można skutecznie odnowić po uszkodzeniu. Jednak czy w obu przypadkach jest to równie łatwe technicznie i racjonalne ekonomicznie?

Drewno vs Ogień: nowoczesne standardy bezpieczeństwa

Chociaż drewno jest materiałem palnym, nowoczesne konstrukcje drewniane spełniają najwyższe standardy bezpieczeństwa przeciwpożarowego. Dawniej całe drewniane miasta były niszczone przez pożary, co wpłynęło na powszechne przekonanie o ich podatności na ogień. Technologia budowy i normy regulacyjne zdecydowanie jednak ewoluowały, a domy i budynki drewniane są uważane za bezpieczne, a nawet są cenione przez strażaków za ich właściwości w zakresie bezpieczeństwa. Niezależnie od użytego materiału, wszystkie budynki muszą przestrzegać określonych przepisów bezpieczeństwa, a drewniane konstrukcje nie są tu wyjątkiem.

W zestawieniu z różnymi materiałami budowlanymi, drewno prezentuje szereg korzystnych właściwości w kontekście reakcji na ogień. Spala się jednostajnie i bez pośpiechu. Nie ulega topnieniu ani kapaniu, a jego konstrukcja nie rozpada się niespodziewanie. W kontraście, istnieją materiały takie jak stal, które pod wpływem ognia mogą niespodziewanie i nieprzewidywalnie ulec destrukcji. Strażacy często preferują interwencje w budynkach drewnianych, gdyż proces spalania jest bardziej przewidywalny, co umożliwia kontrolę nad sytuacją. 

A jak prezentuje się kondycja drewna i stali po pożarze? Czy uszkodzony przez ogień budynek drewniany jest możliwy do odrestaurowania? Zapraszamy do porównania dwóch rywalizujących ze sobą materiałów w kontekście ich naprawy popożarowej. 

Naprawa drewnianych i stalowych konstrukcji – krok po kroku

---

> Zachowanie podczas pożaru i bezpośrednie następstwa

DREWNO

Drewno zwęgli się w przewidywalnym tempie, tworząc ochronną warstw, która izoluje i chroni nienaruszony rdzeń. To oznacza, że zachowuje dużą część swojej integralności strukturalnej podczas i po pożarze dzięki zwęglonej warstwie.

STAL

Traci swoją wytrzymałość strukturalną wraz ze wzrostem temperatury, co może prowadzić do wybrzuszenia lub deformacji. Może doświadczyć odprysków, jeśli jest pokryta betonem, gdy betonowa warstwa odrywa się z powodu ekspansji termicznej.

---

> Ocena uszkodzeń

DREWNO

Obejmuje wizualne inspekcje, sondowanie głębokości zwęglenia i techniki badań nieniszczących takie jak pomiar fal naprężeniowych czy wiercenie oporowe.

STAL

Wymaga inspekcji pod kątem zniekształceń, wybrzuszeń lub przebarwień. Może być poddana badaniu ultradźwiękowemu lub kontroli cząstkami magnetycznymi do sprawdzania wewnętrznych uszkodzeń lub wewnętrznych naprężeń materiałowych.

---

> Strategie naprawy

DREWNO

W zależności od stopnia uszkodzenia można zastosować jedną z następujących metod:

•       Materiały wypełniające: Dla drobnych uszkodzeń można użyć wypełniaczy na bazie żywicy epoksydowej lub innych środków wiążących do wypełnienia pęknięć czy luk.
•       Wzmocnienie stalą lub drewnem: Dla umiarkowanych uszkodzeń, wprowadzenie stalowych płyt lub dodatkowego drewna może pomóc przywrócić integralność strukturalną.
•       Wymiana: W przypadkach poważnych uszkodzeń, uszkodzone elementy drewniane mogą wymagać całkowitej wymiany.

STAL

Zdeformowane przekroje stalowe często wymagają wymiany. Uszkodzenia powierzchniowe lub przebarwienia mogą być korygowane przez szlifowanie lub piaskowanie, po których następuje ponowne pokrycie dla ochrony powierzchni stalowej.

---

> Obróbka powierzchni i ochrona

DREWNO

W razie potrzeby ponowne pokrycie preparatami obniżającymi klasę reakcji na ogień lub zabezpieczającymi powierzchnię drewnianą przed czynnikami atmosferycznymi.

STAL

Ponowne pokrycie farbą antykorozyjną lub ochronną a także powłokami ogniochronnymi pęczniejącymi pod wpływem ognia.

---

> Monitorowanie po naprawie

DREWNO

Regularne inspekcje pod kątem ugięć i naprężeń, monitorowanie i klasyfikacja widocznych pęknięć.

STAL

Regularne inspekcje pod kątem ugięć i naprężeń, przeglądy pod kątem integralności strukturalnej, zwłaszcza w miejscach połączeń i spawów.

---

Z placu budowy

Przykładem może być jedna z inwestycji, w której tworzeniu brała udział firma Modulam. W wyniku działania nieostrożnych najemców domku letniskowego zbudowanego z paneli HBE (drewno klejone warstwowo), doszło do wybuchu pożaru mebli. Łóżko, które stało tuż obok drewnianej ściany, spowodowało jej zwęglenie. Interwencja straży pożarnej nastąpiła po ok. 15 minutach od zauważenia ognia. Oszacowany czas działania pożaru na ścianę drewnianą to około 20 minut. Potwierdza to głębokość zwęglenia która wyniosła ok. 1,5 centymetra w najgłębszym miejscu. Grubość pierwotna ściany nośnej wynosiła 6 centymetrów, po pożarze było to lokalnie 4,5 centymetra. 

Po ugaszeniu pożaru, straż pożarna przeprowadziła odkrywki, aby upewnić się, czy ogień nie rozprzestrzenia się pod zwęgloną warstwą. Okazało się, że drewno konstrukcyjne tuż za linią zwęglenia nie ma wysokiej temperatury i nie ma ryzyka postępującego procesu spalenia. Co ważne, przewody instalacyjne przebiegające wewnątrz ściany nie były uszkodzone i nie wymagały wymiany.

Po przeprowadzeniu ekspertyzy technicznej i dokładnych obliczeń wytrzymałościowych podjęliśmy decyzję o usunięciu zwęglonej powierzchni ściany, dokładnym jej oczyszczeniu i wzmocnieniu poprzez zabudowanie płytą gipsowo-kartonową. Te fragmenty ściany, które zostały jedynie osmolone, ale nie zwęglone, zostały zeszlifowane.

Podsumowanie

Uszkodzenie przez ogień, chociaż stanowi znaczące zagrożenie, nie oznacza koniecznie końca dla budynku z drewna konstrukcyjnego. Z odpowiednim podejściem i technikami, struktury można naprawić i mogą one nadal dobrze służyć przez wiele lat.

Zarówno masywne drewno, jak i stal, mają swoje unikalne cechy, gdy są narażone na działanie ognia. Podczas gdy masywne drewno wykorzystuje swój naturalny proces węglenia jako mechanizm obronny, stal wymaga ochronnych powłok, aby przeciwdziałać jej podatności na wysokie temperatury. Metody naprawy różnią się znacznie ze względu na te wrodzone zachowania. 

Drewno konstrukcyjne stanowi bez wątpienia ważny element wielu budowli w sektorze mieszkaniowym oraz przemysłowym. W Polsce stosuje się zarówno drewno lite, jak i klejone drewno o podwyższonej wytrzymałości, takie jak drewno KVH i drewno BSH. Ze względu na wysoką jakość i wytrzymałość, klejone drewno często importowane jest z krajów skandynawskich, gdzie drewno jest pozyskiwane z twardych i zahartowanych drzew rosnących w surowych warunkach klimatycznych.

Ale co z drewnem z Polski?

Import drewna z zagranicy może być drogi, więc lokalni producenci często korzystają z naszego rodzimego drewna, zwłaszcza gdy nie potrzebują tak wytrzymałego surowca.

Niestety, stosowanie naszego drewna może napotkać na pewne trudności. W Lasach Państwowych proporcje między ilością dłużycy a kłód są niekorzystne dla producentów drewna konstrukcyjnego, co wynika z historii pozyskiwania drewna na różnych terenach. Drewno pozyskiwane z lasów rosnących na dawnych gruntach rolnych jest gorszej jakości i ma mniejszą gęstość. Dodatkowo, paradoks ksylometryczny utrudnia zakup drewna w kłodach, ponieważ objętość drewna zmierzona w jednym odcinku może być różna od sumy objętości pociętych kawałków tego samego drewna.

W związku z tym, coraz większą popularnością cieszy się drewno konstrukcyjne klejone, takie jak KVH i BSH. Jest to wynikiem jego wysokiej jakości, wytrzymałości i trwałości. Pozyskiwanie drewna z odpowiednich regionów ma kluczowe znaczenie dla uzyskania doskonałych parametrów konstrukcyjnych. Drewno lite C24, pochodzące z lasów sosnowych i świerkowych, charakteryzuje się wyjątkową twardością i odpornością na uszkodzenia.

Metody pozyskiwania i przechowywania

Metody pozyskiwania drewna w polskich lasach różnią się w zależności od regionu, typu drzewostanu oraz charakterystyki terenu. Powszechnie stosowane techniki to:

• Wybranie całego drzewa (tzw. drzewo zerwane) – w tym przypadku całe drzewo, wraz z koroną, jest wybierane i transportowane do składnicy. Ta metoda może być stosowana w lasach o stosunkowo łagodnym ukształtowaniu terenu.
• Metoda długiego drewna – polega na zerwaniu i oczyszczeniu drzewa z konarów, tak aby przetransportować wyłącznie proste i równe bele drewna. Jest to szczególnie użyteczne w trudno dostępnych terenach.
• Metoda krótkiego drewna – podobnie jak w metodzie długiego drewna, początkowe czynności są takie same, jednak surowiec jest przed załadowaniem dzielony na mniejsze kawałki. Ta metoda jest wykorzystywana, gdy drewno ma być transportowane drogami o ograniczonym udźwigu.
• Metoda drewna sypkiego – ścięcie drzewa i pocięcie go na zrębki na miejscu przed transportem. Stosowana głównie w celu pozyskiwania drewna opałowego lub do produkcji drewna kominkowego.

Po pozyskaniu drewno jest przechowywane w składnicach, gdzie odbywa się proces suszenia. Suszenie drewna jest kluczowym etapem w jego przygotowaniu do wykorzystania w budownictwie. Sposób przechowywania i suszenia drewna ma wpływ na jego stabilność, wytrzymałość i właściwości konstrukcyjne.

W składnicach drewno jest układane w odpowiedni sposób, aby umożliwić swobodny przepływ powietrza wokół belkowania. To pozwala na naturalne suszenie drewna przy zachowaniu odpowiedniej wilgotności. Istnieją również specjalne komory suszarnicze, w których drewno jest suszone sztucznie. W procesie tym kontroluje się wilgotność powietrza i temperaturę, dzięki czemu drewno można dokładnie doprowadzić do pożądanego poziomu wilgotności. Odpowiednie suszenie drewna jest niezwykle istotne, ponieważ niewłaściwie przygotowane drewno może skurczyć się, wykrzywić lub podatne będzie na szereg uszkodzeń i obecność insektów, co może negatywnie wpłynąć na trwałość i bezpieczeństwo konstrukcji.

W procesie pozyskiwania, przechowywania i suszenia drewna producenci i leśnicy muszą przestrzegać odpowiednich norm i standardów, aby zapewnić wysoką jakość drewna konstrukcyjnego, które będzie spełniać wymagania stawiane przez inwestorów i przepisy budowlane.

Warto pamiętać, że drewno konstrukcyjne musi spełniać określone standardy, nie może mieć nadmiernej liczby pęknięć czy sęków. Musi także posiadać oznaczenia na drewnie, takie jak wytrzymałość określona przez normę PN-EN 338 i oznaczenie CE, potwierdzające spełnienie odpowiednich wymagań.

Podsumowanie

Podsumowując, drewno konstrukcyjne stanowi istotny materiał budowlany, który może być pozyskiwany zarówno z lokalnych lasów, jak i importowany z zagranicy. Odpowiednie oznaczenia, normy i standardy są kluczowe dla zapewnienia wysokiej jakości i wytrzymałości konstrukcji. Drewno klejone, takie jak KVH i BSH, zyskuje coraz większą popularność ze względu na swoje doskonałe parametry techniczne i trwałość, co sprawia, że jest ono coraz częściej wybierane przez producentów i inwestorów budowlanych.

W dzisiejszych czasach, gdy troska o środowisko naturalne jest coraz bardziej istotna, coraz większą popularność zdobywa budownictwo ekologiczne. Jednym z kluczowych elementów tego podejścia jest wykorzystanie drewna jako głównego materiału budowlanego. Drewno jest nie tylko estetyczne i trwałe, ale również ma wiele zalet zrównoważonego rozwoju. Dlatego też staje się ono coraz częstszym wyborem w budownictwie ekologicznym. 

Czym jest budownictwo ekologiczne?

Budownictwo ekologiczne, znane również jako zrównoważone budownictwo lub budownictwo zielone, to podejście do projektowania, budowy i użytkowania budynków, które ma na celu minimalizację negatywnego wpływu na środowisko naturalne oraz zapewnienie zdrowego i energooszczędnego środowiska dla użytkowników.

Prościej mówiąc: budownictwo ekologiczne uwzględnia cały cykl życia budynku, począwszy od fazy projektowania i budowy, poprzez użytkowanie, aż do jego ewentualnej rozbiórki i utylizacji. Oznacza to, że nie tylko sam proces budowy powinien być ekologiczny, ale również sposób, w jaki go użytkujemy i jak się z nim rozprawiamy, gdy już nie jest nam potrzebny. Chodzi o odpowiedzialność zarówno wobec działań, jak i konsekwencji, które za nimi idą.

Dlaczego warto postawić na drewno?

Jedną z najważniejszych cech drewna jest jego odnawialność, co wpisuje się idealnie w koncepcję eko budownictwa. Drewno pochodzi z lasów, które powinny być zarządzane w sposób zrównoważony. To oznacza, że drzewa są sadzone i odnawiane, aby zapewnić ciągły dostęp do surowca, jednocześnie minimalizując negatywny wpływ na środowisko naturalne. Ponadto, sadzenie nowych drzew przyczynia się do absorpcji dwutlenku węgla z atmosfery, co pomaga w redukcji emisji gazów cieplarnianych.

Ważnym aspektem związanym z drewnem jest również jego niska emisja dwutlenku węgla. Proces produkcji drewna emituje znacznie mniej dwutlenku węgla w porównaniu do innych materiałów budowlanych, takich jak stal czy beton. Co więcej, drewno magazynuje dwutlenek węgla przez cały okres swojego życia, co przyczynia się do zmniejszenia emisji gazów cieplarnianych.

Drewno ma również korzystny wpływ na zużycie energii w budynkach. W porównaniu z innymi materiałami budowlanymi, proces produkcji i przetwarzania drewna wymaga znacznie mniejszej ilości energii. Mniejsze zużycie energii wiąże się z mniejszymi emisjami gazów cieplarnianych związanych z produkcją materiałów budowlanych. Ponadto, drewno ma doskonałe właściwości izolacyjne, co przekłada się na oszczędność energii związanej z ogrzewaniem i chłodzeniem budynków.

Kolejną zaletą drewna jest jego elastyczność projektowa. Drewno jest materiałem, który można łatwo dostosować do różnych stylów architektonicznych i projektów. Jest łatwo formowalne i łatwo je obrabiać, co umożliwia tworzenie unikalnych i innowacyjnych konstrukcji. Drewno może być wykorzystywane zarówno w budownictwie tradycyjnym, jak i nowoczesnym, dodając naturalny urok i ciepło do wnętrz.

Drewno ma również pozytywny wpływ na środowisko wewnętrzne budynków. Jest higroskopijne, co oznacza, że może regulować wilgotność powietrza w pomieszczeniach. Dzięki temu drewniane konstrukcje mogą przyczynić się do stworzenia zdrowszego i bardziej komfortowego środowiska dla mieszkańców. W przeciwieństwie do niektórych innych materiałów budowlanych, drewno nie emituje szkodliwych substancji chemicznych, co jest korzystne dla zdrowia ludzi.

Należy jednak pamiętać, że ekologiczność drewna zależy od sposobu jego pozyskiwania. Ważne jest, aby drewno pochodziło z legalnych źródeł i było produkowane zgodnie z zasadami zrównoważonego leśnictwa. Certyfikaty, takie jak FSC (Forest Stewardship Council) lub PEFC (Programme for the Endorsement of Forest Certification), zapewniają, że drewno pochodzi z odpowiedzialnych i zrównoważonych źródeł (link do artykułu).

A co ze stalą?

Stal jest jednym z najbardziej popularnych materiałów w budownictwie ze względu na swoją wytrzymałość i elastyczność. Jednakże, pod względem ekologicznym, proces produkcji stali ma sporo wad. Wytwarzanie stali wiąże się z dużym zużyciem energii i emisją dużych ilości gazów cieplarnianych, takich jak dwutlenek węgla. Ponadto, proces wydobycia rudy żelaza, surowca potrzebnego do produkcji stali, jest obciążający dla środowiska i często wiąże się z degradacją terenów naturalnych. Stal zdecydowanie nie będzie dobrym wyborem w kontekście ekologicznego budownictwa.

Podsumowanie

Budownictwo ekologiczne jest odpowiedzią na wyzwania związane ze zmianami klimatycznymi, wyczerpywaniem zasobów naturalnych i pogarszającą się jakością środowiska. Poprzez zastosowanie zrównoważonych praktyk projektowych i budowlanych, możemy tworzyć budynki, które są bardziej efektywne energetycznie, oszczędne w zużyciu wody i przyjazne dla środowiska.

Drewno jest niezaprzeczalnie jednym z najbardziej ekologicznych materiałów budowlanych i warto zastępować nim stal. Jego odnawialność, niska emisja dwutlenku węgla, oszczędność energii, elastyczność projektowa i korzystny wpływ na środowisko wewnętrzne sprawiają, że jest to atrakcyjny wybór dla tych, którzy pragną budować ekologiczne i zrównoważone domy i budynki. Wykorzystując drewno w budownictwie, możemy nie tylko cieszyć się pięknymi i funkcjonalnymi budynkami, ale również przyczynić się do ochrony środowiska naturalnego dla przyszłych pokoleń.

Drewno konstrukcyjne nie jest typowo uznawane za materiał o wysokiej estetyce w kontekście dekoracyjnym. Nic dziwnego – jego główną rolą jest zapewnienie wytrzymałości i funkcjonalności w konstrukcjach budowlanych, a nie estetyczny wygląd. Co jest dopuszczalne w klasie wizualnej, co w klasie przemysłowej i dlaczego drewno konstrukcyjne nie ma jakości meblowej?

Na początek kilka faktów.

Powierzchnia drewna konstrukcyjnego jest zazwyczaj bardziej surowa niż powierzchnia drewna meblowego. To dlatego, że drewno konstrukcyjne jest przede wszystkim oceniane pod kątem wytrzymałości i nie jest poddawane dokładnej obróbce powierzchniowej. Może mieć niewielkie wgniecenia, sęki, nierówności i inne wady, które są tolerowane w ramach dopuszczalnych norm budowlanych.

Drewno konstrukcyjne zwykle pochodzi z drzew szybko rosnących, które są hodowane i uprawiane w celu dostarczenia dużych i mocnych desek. Często są to gatunki drewna o wysokiej wytrzymałości, ale niekoniecznie o atrakcyjnym wyglądzie. W przypadku drewna meblowego preferuje się gatunki drewna o pięknych słoju, kolorach i wzorach.

Powierzchnia drewna konstrukcyjnego jest zwykle poddawana minimalnej obróbce, takiej jak szlifowanie, aby usunąć ostre krawędzie i nierówności. To dlatego, że jego głównym celem jest dostarczenie wytrzymałej struktury. Nie jest jednak wykańczane w sposób, który zapewnia gładkość i estetykę podobną do drewna meblowego.

Drewno konstrukcyjne jest więc bardziej tolerancyjne wobec wad czy też cech naturalnych, takich jak sęki, wgniecenia czy nierówności, o ile nie wpływają one na wytrzymałość konstrukcji. Natomiast w przypadku drewna meblowego takie wady są w większości nieakceptowalne, ponieważ znacznie wpływają na jego estetykę i jakość.

Warto zauważyć, że drewno konstrukcyjne ma swoje unikalne cechy, które sprawiają, że jest niezastąpione w wielu projektach budowlanych. Jest silne, trwałe i – co warto podkreślić – EKONOMICZNE. Ta ostatnia cecha sprawia, że jego jakość powierzchniowa nie jest priorytetem w przypadku zastosowań konstrukcyjnych, ponieważ jest zwykle ukrywane lub wykorzystywane jako element konstrukcyjny, a nie wykończeniowy.

Klasy jakości

Jednak w przypadku drewna klejonego warstwowo, które może stanowić samo w sobie estetyczne wykończenie całej konstrukcji, istnieje pomocny podział na klasy jakości wykończenia:

Klasa NSI – jest to klasa jakości konstrukcyjnej, czyli spełnia niezbędne wymagania nośne, natomiast mogą na nim występować różnego rodzaju naturalne wady drewna. Jest to wybór ekonomiczny ale wizualnie pozostawia wiele do życzenia. Nie zależy Ci na estetyce? To będzie dobry wybór.

Klasa SI – jest to klasa wizualna, to oznacza, że drewno klejone spełnia w tym momencie dwie role: konstrukcyjną oraz estetyczną. Drewno w takiej klasie jakości wykończenia możemy wyeksponować w miejscach widocznych jak belki stropowe czy antresola. Jest to wybór tak samo wytrzymały jak drewno klasy NSI ale także znacznie droższy ze względu na walory wizualne. 

Jedno jest pewne: drewno konstrukcyjne, choć nie spełnia wysokich standardów meblowych, nadal może być estetycznym i atrakcyjnym wykończeniem konstrukcji. Jego naturalna uroda, wytrzymałość, ekologiczność i wszechstronne zastosowanie sprawiają, że jest popularnym wyborem w wielu projektach architektonicznych i coraz rzadziej “ukrywane” pod warstwami materiałów wykończeniowych. 

Czy wchodząc do pomieszczenia, w którym znajduje się drewno, masz ochotę je dotknąć? Okazuje się, że to bardzo naturalny i podświadomy ruch! Co więcej, drewno ma na nas korzystny wpływ, porównywany do bezpośredniego kontaktu z naturą – z dotychczasowych analiz wynika, że pomaga ono obniżyć poziom stresu, korzystnie wpływa na ciśnienie krwi i wyrównuje rytm serca.

Na podstawie badań przeprowadzonych w Norwegii, Japonii, Kanadzie i Austrii, drewno wydaje się mieć pozytywny wpływ na stan emocjonalny ludzi. Środowiska z drewnianymi strukturami powodują spadek ciśnienia krwi i pulsu oraz mają działanie uspokajające. „Drewno ma psychologiczny wpływ na ludzi i podobne do natury działanie redukujące stres. Zastosowanie drewna sprzyja zdrowiu i dobremu samopoczuciu umysłu i ciała.”- mówi Marjut Wallenius, docent i doktor psychologii na Uniwersytecie w Tampere.

Co takiego w drewnie sprawia, że człowiek czuje się dobrze w kontakcie z nim? „Drewniane powierzchnie sprawiają, że pomieszczenie wydaje się cieplejsze i bardziej przytulne, a także mają działanie uspokajające. W tych właściwościach drewno bije na głowę wszystkie inne normalne materiały powierzchniowe” – odpowiada Wallenius.

Według badaczy, jedną z odpowiedzi jest naturalność drewna, która znajduje się również we wszystkich innych naturalnych materiałach, takich jak skała, len czy jedwab. „Naturalność i naturalne pochodzenie drewna to także powód, dla którego drewno jest uważane za ciepły i przytulny materiał w budownictwie” – mówi Wallenius.

Bliskość natury bez wychodzenia na zewnątrz

Udowodniono, że dotykanie drewnianej powierzchni daje ludziom poczucie bezpieczeństwa i wrażenie bycia blisko natury. Zupełnie przeciwnie jest w przypadku aluminium w temperaturze pokojowej, chłodnego plastiku czy stali nierdzewnej, z którymi kontakt powodował wzrost ciśnienia krwi. Dotykanie drewnianej powierzchni nie powodowało takiej reakcji.

Zmierzono także poziom stresu u osób badanych, który okazał się najniższy w pomieszczeniu z drewnianymi meblami. Nawet rośliny wniesione do pomieszczenia wyposażonego w biel nie dały takiego samego efektu.

Zastosowanie drewna w nowoczesnym budownictwie może wpływać nie tylko na jakość powietrza i akustykę, ale także na atmosferę pomieszczenia oraz nastrój i fizjologiczny poziom stresu osób tam przebywających.

O zrównoważonej gospodarce leśnej słyszymy ostatnio bardzo często. Powinna zapewniać użytkowanie lasów, w tym pozyskiwanie drewna, w taki sposób, aby nie umniejszać ich zasobów przy jednoczesnym zachowaniu różnorodności biologicznej. Jak mają się do tego certyfikaty i o czym świadczą?

Na czym polega zrównoważona gospodarka leśna?

Przede wszystkim na kontrolowanej wycince. Warto pamiętać, że drewno jest naturalnym, ekologicznym i… całkowicie odnawialnym surowcem! Leśnicy pozyskują drewno w granicach wyznaczonych przez standardy ekologicznej gospodarki, badania naukowe i 10-letnie plany urządzenia lasu. Co za tym idzie – zasoby drewna rosną z roku na rok. Zrównoważona gospodarka leśna pozwala na pozyskiwanie drewna i jednoczesne zwiększenie terenów zalesionych. Zaspokaja potrzeby ludzi i gwarantuje, że lasy będą istniały w dobrej kondycji – dzisiaj i za 100 lat. Zaspokojenie naszego zapotrzebowania na drewno i zapewnienie trwałości lasów nie są sprzecznymi interesami.

Zrównoważona gospodarka leśna to także ludzie – lokalne społeczności, a także zdrowie, bezpieczeństwo i prawa pracowników oraz kontrolowany transport drewna, który powinien jak najmniej wpływać środowisko.

Każde przedsiębiorstwo stawiające na ekologię i zrównoważoną gospodarkę leśną powinno pochwalić się certyfikatem, który będzie o tym świadczył.

Certyfikat PEFC i FSC

Certyfikacja lasów oraz produktów drzewnych odbywa się w Europie w dwóch systemach. Najwięcej jednostek decyduje się na certyfikację w systemie Forest Stewardship Council – FSC. Inne wybierają natomiast wciąż mniej popularny The Pan European Forest Certification Council – PEFC. Czym się od siebie różnią?

PEFC to Program Zatwierdzenia Systemów Certyfikacji Leśnej, którego celem jest promowanie odpowiedzialnej i zrównoważonej gospodarki leśnej. Powstał on z myślą o właścicielach lasów o niewielkich powierzchniach. Zarządzający lasami, aby móc sprzedawać produkty oznaczone jako certyfikowane, muszą uzyskać certyfikat gospodarki leśnej. Dzięki certyfikatom mogą oni stosować oznaczenia PEFC, które są bardzo rozpoznawalnym znakiem, informującym konsumentów o tym, że przedsięwzięły one szereg działań na rzecz środowiska.

Obok PEFC drugim systemem certyfikacji leśnej jest FSC, który gwarantuje pochodzenie surowca z lasów certyfikowanych, zarządzanych zgodnie z wymogami standardu. Wdrażanie FSC otwiera drzwi do współpracy z klientami korporacyjnymi i zagranicznymi.

Główne założenia PEFC i FSC są bardzo zbieżne. Jedną z głównych różnic między nimi jest to, że w FSC najważniejsze są wymagania systemowe, tymczasem PEFC daje priorytet krajowym przepisom w zakresie certyfikacji drewna. Ponadto PEFC wymaga prowadzenia audytów wewnętrznych w całej organizacji. Oprócz tego w PEFC znajdziemy takie punkty jak zakaz wprowadzania gatunków drzewiastych modyfikowanych genetycznie, których nie ma w zasadach FSC.

Dlaczego to ważne?

Z uwagi na rosnące zapotrzebowanie na wyroby certyfikowane, coraz więcej firm zajmujących się obróbką surowca drzewnego decyduje się na wdrażanie certyfikatów FSC lub PEFC. Każdy certyfikat to polepszenie wizerunku przedsiębiorstwa. W dużym skrócie: posiadanie certyfikatu PEFC lub FSC informuje klientów o tym, że przedsiębiorstwo dba o środowisko naturalne i oferuje produkty o odpowiedniej jakości. 

Ma to duże znaczenie, ponieważ coraz więcej konsumentów przywiązuje wagę do kwestii ekologicznych, co przekłada się na ich wybory zakupowe. Chętniej wybierają oni produkty firm, które korzystają z surowców o udokumentowanym pochodzeniu.

Certyfikat FSC lub PEFC oznacza legalność i działanie w zgodzie z ekologią. W Modulam, wybierając dostawców drewna, kierujemy się zawsze informacją o posiadanym przez przedsiębiorstwo certyfikacie.

Ograniczenia związane z pozyskiwaniem dużych przekrojów drewnianych istniały odkąd człowiek zaczął używać tego materiału jako budulca. Pozyskiwanie dużych przekrojów wiązało się ze znacznymi naprężeniami skurczowymi, pęknięciami, nieregularnym wzrostem i gromadzeniem się naturalnych wad w jednym dużym elemencie. Pomysł sklejania mniejszych elementów w większe był znany już Egipcjanom którzy wykonywali drewniane sarkofagi. Pokonywali ograniczenia sklejając małe elementy tworząc większą stabilną całość.

Początki w Europie

Pierwsze wzmianki o inżynierskim podejściu do świadomego sklejania drewnianych desek w większe przekroje pochodzi z XIX wieku. W roku 1860 powstała Sala Zgromadzeń koledżu Króla Edwarda w Southampton. Chociaż niektóre źródła podają tą konstrukcję dachu jako pierwszą zbudowaną z drewna klejonego warstwowo, to próżno szukać jakichkolwiek źródeł i informacji na ten temat. 

Dopiero w roku 1906 niemiecki inżynier Otto Hetzer jako pierwszy opatentował swój wynalazek – klejone drewniane elementy składające się z warstwowych lameli łączonych klejem i prasowanych pod ciśnieniem. Odtąd firma Hetzer dysponowała technologią wykonywania drewna klejonego warstwowo a dzięki temu pokonywała naturalne ograniczenia drewna. Hetzer pomimo opisania swojego patentu, nie określił dokładnie sposobu sklejania pojedynczych desek. Jednak najbardziej prawdopodobne jest, że zastosował kleje kazeinowe na bazie białka mleka. Kleje te nie są odporne na długotrwałe działanie wilgoci i dzisiaj nie są już stosowane. Otto używał listew świerkowych o grubości od 15 do 45mm. Były one starannie strugane i pokrywane klejem. Nałożone na siebie były ściskane w prasach i utwardzane przez 24 godziny. Światową sławę przyniosła Hetzerowi budowa hali kolejowej w Brukseli w 1910 roku (niestety już nie istniejącej) o imponującej rozpiętości 43 metrów.  Do roku 1910, firma Hetzera wyprodukowała i wzniosła około 65 konstrukcji dachowych do rozpiętości 45 metrów. Przeważnie były to konstrukcje łukowe i ramowe. 

Patrząc z dzisiejszej perspektywy, technologia była jeszcze w powijakach ale oficjalne instytuty budowlane zajmujące się badaniem materiałów z Berlina i Drezna, potwierdziły w wielu testach wysoką trwałość i wytrzymałość ówczesnego drewna klejonego. Belki wykazywały większą nośność i stabilność wymiarów niż drewno lite. Metoda budowy z wykorzystaniem drewna klejonego była znacznie tańsza niż z betonu zbrojonego i stali. Jako zalety wymieniano wysoki stopień prefabrykacji łatwymi narzędziami, krótki czas budowy i możliwość pokonywania dużych rozpiętości bez stosowania podpór pośrednich. Licencje na wykonywanie takich elementów i budowę z ich użyciem otrzymały firmy niemieckie, austriackie, włoskie i szwajcarskie. W samej Szwajcarii w ciągu dziesięciu lat firma Hetzer wzniosła ponad 200 konstrukcji z drewna klejonego. Zadaszenia hal kolejowych były jednymi z pierwszych konstrukcji nośnych, w których konstrukcja drewniana zastąpiła dotychczas stosowaną stal. Powodem była duża podatność stali na korozję spowodowaną ciągła emisją spalin i pary z lokomotyw. Drewno wobec tych czynników było obojętne a więc odporne. Później drewno klejone zaczęto używać w innych halach o dużych rozpiętościach – halach sportowych, festiwalowych, magazynowych, hangarach lotniczych, zajezdniach tramwajowych i wielu innych.

Rozwój technologii w Stanach

Poza Europą, materiał ten ma także ciekawą historię w USA. Max Hanisch, niemiecki architekt i inżynier, wyemigrował do Stanów Zjednoczonych w 1923 roku z wyraźnym zamiarem promowania w Ameryce technologii budowlanej firmy Hetzer z klejonego drewna. Sprzedaż tej nieznanej technologii okazała się trudna. Jego początkowe wysiłki zakończyły się niepowodzeniem i Hanisch tymczasowo porzucił ten pomysł, zamiast tego przez następną dekadę pracował nad bardziej tradycyjnymi projektami dla różnych firm inżynieryjnych, ostatecznie osiedlając się w Wisconsin. W 1934 roku zdobył kontrakt na budowę szkoły i gimnazjum w Peshtigo i ostatecznie udało mu się z powodzeniem zastosować projekt drewnianego łuku klejonego w stylu Hetzera. 

Hanisch wiedział jak wykonać takie elementy ale potrzebował odpowiedniego miejsca na ich wykonanie, odpowiednich materiałów i wspólników którzy pomogą mu w tym przedsięwzięciu. W USA nie znano tej technologii ale jedyną najbliższą branżą która korzystała z podobnych pomysłów była branża stoczniowa (szkutnicza). Ostatecznie Hanisch związał się z braćmi Peterem i Christem Thompsonami, właścicielami Thompson Brothers Boat Company w Peshtigo. Thompsonowie dysponowali niezbędną przestrzenią fabryczną i doświadczeniem w technologii drewnianej, aby wyprodukować potrzebne klejone łuki laminowane. Hanisch, jego dwaj synowie i bracia Thompson utworzyli Unit Structures jako nową firmę budowlaną wykonującą elementy z drewna klejonego warstwowo i zarejestrowali firmę w Peshtigo w 1934 roku. Komisja Industrial Commission w Wisconsin początkowo odrzuciła projekt, zakładając że sklejanie ze sobą drewnianych desek jest nierozsądne. Unit Structures zwróciło się więc o pomoc do Laboratorium Produktów Leśnych w Madison i ostatecznie osiągnięto kompromis z komisją w Wisconsin. Łuki musiały jednak zostać wzmocnione śrubami i metalowymi taśmami. Te wzmocnienia ostatecznie okazały się całkowicie niepotrzebne z inżynierskiego punktu widzenia i takie dodatkowe środki nigdy więcej nie zostały zastosowane w amerykańskiej konstrukcji z drewna klejonego warstwowo. Wybudowanie pierwszej konstrukcji w USA z użyciem drewna klejonego warstwowo stało się przełomowe. Komisje budowlane które podchodziły bardzo sceptycznie do tej technologii, zaczęły koncentrować swoje badania w kierunku testów wytrzymałościowych, badań trwałości i ognioodporności. Przeprowadzono wtedy pierwsze testy ognioodporności które wykazały, że drewno klejone warstwowo zachowuje się lepiej w trakcie pożaru niż stal. Wytrzymałość drewna przy zwiększaniu temperatury maleje nieznacznie. Następuje redukcja przekroju z uwagi na zwęglanie warstw zewnętrznych ale rdzeń pozostaje niezmiennie nośny. Stal z kolei topnieje przy podwyższaniu temperatury stając się plastyczna i miękka.

Firma Unite Structures, ze wsparciem początkowo sceptycznie nastawionych instytutów budowlanych, rozkwitła w bardzo szybkim tempie. Wykonywali łuki drewniane i transportowali je na terenie całego kraju. Wybudowano wiele kościołów, stadionów, hal sportowych a nawet mostów z użyciem tego materiału. Firma otworzyła zakłady produkcyjne w całym kraju.

W 1952 r. utworzono American Institute of Timber Construction (AITC) jako stowarzyszenie branżowe mające na celu dalsze wspieranie producentów drewna klejonego warstwowo w Stanach Zjednoczonych. AITC opracował standardy branżowe i program certyfikacji. Projekty z klejonego drewna rozpowszechniły się w całym kraju, wzmocnione trwającym boomem budowlanym po II wojnie światowej.

Na komfortowe życie w jakimkolwiek zamkniętym pomieszczeniu, biurze czy domu, wpływa bardzo wiele czynników. Niektóre, tak jak temperatura czy tłumienie dźwięków otoczenia, są łatwo zauważalne. Inne, jak na przykład wilgotność powietrza, są trochę trudniej uchwytne, lecz nie mniej istotne. Na wilgotność powietrza wpływa między innymi materiał konstrukcyjny, z którego powstały ściany. Konstrukcja stworzona z drewna masywnego posiada bardzo pożądaną możliwość naturalnej regulacji wilgotności w pomieszczeniu. 

Wilgotność powietrza w domu drewnianym

Co to jest drewno masywne w budownictwie?

Budynki drewniane możemy łatwo podzielić na dwie kategorie ze względu na rodzaj konstrukcji. Istnieją budynki o konstrukcji szkieletowej oraz budynki z drewna masywnego. Budynki szkieletowe to te, gdzie jedynie szkielet konstrukcji wykonany jest z drewna, a resztę stanowią warstwy izolacji termicznej, różnego rodzaju folie i dodatkowe pokrycia np. z płyt gipsowo kartonowych. Na budownictwo z drewna masywnego składają się m.in. domy z bali drewnianych, płyt CLT czy HBE.

Można powiedzieć, że budownictwo z drewna masywnego to prawdziwe budownictwo drewniane. Czerpie ono wiele z tradycji budownictwa, gdzie materiał drewniany był bardzo blisko człowieka. W przypadku domów w technologii szkieletowej często ciężko jest zauważyć obecność drewna w konstrukcji. Domy takie wyglądają jak wykonane w standardowej technologii ceglanej lub betonowej, ponieważ drewniany stelaż pokryty jest wieloma dodatkowymi warstwami, tynkiem, farbami itp. Z tego powodu trudno jest czerpać w takich budynkach korzyści płynące z wykorzystania materiału drewnianego.

Naturalna regulacja wilgotności powietrza

Drewno CLT jest jednym z przykładów drewna masywnego wykorzystywanego w budowlance. Jest to drewno klejone krzyżowo, co sprawia, że jest to materiał bardzo wytrzymały a zarazem lekki. Jako, że jest to budulec składający się z praktycznie czystego drewna, w dobrze zaprojektowanym budynku potrafi sprawdzić się nie tylko w roli materiału nośnego. Jego estetyczna powierzchnia może stanowić samodzielnie elewację wewnętrznych ścian. Ponadto materiał drewniany sprawdzi się też jako naturalny regulator wilgotności powietrza. Drewno ma bowiem budowę pozwalającą na magazynowanie i wydalanie wilgoci na zewnątrz przy zachowaniu szczelności powietrznej. Oznacza to, że ściana wykonana z drewna przepuszcza parę wodną, jednocześnie chroniąc wnętrze pomieszczenia przed przeciągami.

Drewno CLT w ramach obróbki technologicznej jest suszone do poziomu wilgotności między 8 a 12%, co sprawia, że staje się biologicznie nieaktywne. Ten proces chroni je przed atakami grzybów, pleśni i owadów. W trakcie “życia” budynku drewnianego, wilgotność drewna konstrukcyjnego może wahać się w reakcji na zmianę warunków zewnętrznych. Możliwy jest bezpieczny wzrost wilgotności materiału do 22%. Powyżej tego pułapu drewno traci część swojej ochrony przed pasożytami.

Drewno absorbuje nadwyżkę wilgoci z pomieszczeń, ale nie oddaje tej wilgoci do warstwy ocieplenia, więc nie obniża parametrów termicznych izolacji. Pełni rolę absorbera, ale i paroizolacji. W przeciwieństwie do technologii szkieletowej, która wymaga zastosowania paroizolacji od wewnątrz, a szczelność tej izolacji decyduje o parametrach termicznych ściany. Dlatego folia paroizolacyjna w szkieletówce musi być wykonana prawidłowo i szczelnie, a wszelkie otwory na instalacje muszą być oklejone taśmami uszczelniającymi. To powoduje, że użytkownicy mieszkają w domu drewnianym, ale odseparowanym od nich folią. Drewno masywne pozwala na bezpośredni kontakt człowieka z drewnem.

Jak wykazały badania m.in. w Hamburskim instytucie badawczym, drewno CLT przepuszcza parę wodną różnie, w zależności od swojej własnej wilgotności. Sprawia to, że prawie “inteligentnie” reguluje ono wilgotność powietrza w budynku. W sezonie grzewczym, gdy wilgotność w środku budynku spada na skutek ogrzewania, materiał drewniany staje się znacznie mniej paroprzepuszczalny, zatrzymując pozostałą wilgoć w pomieszczeniach. W miesiącach letnich przy wyższej wilgotności powietrza, drewno przepuszcza parę z mniejszym oporem, co pozwala na łatwiejsze wyrównywanie wilgotności w środku budynku.

Ściany drewniane są poza tym zapasowym rezerwuarem wody potrzebnej do utrzymania zdrowego poziomu wilgotności powietrza w pomieszczeniach. W momentach niższej wilgotności oddają nadmiar wody do powietrza, by pobrać ją z powrotem, gdy jest jej zbyt dużo.

Mostki termiczne w budynku drewnianym

W zamkniętych budynkach, w sezonie zimowym, wilgoć skrapla się głównie w miejscach mostków termicznych. Jest to groźne dla budynku, ponieważ zbyt mocne nagromadzenie wody w jednym miejscu może powodować osłabienie konstrukcji, występowanie pleśni i grzybów. Problem ten w mniejszym stopniu dotyczy budynków tworzonych z CLT oraz HBE. Dokładność tworzenia paneli, które obrabiane są na obrabiarkach numerycznych CNC oraz sposób łączenia ich na pióro-wpusty powodują, że występowanie mostków w tych konstrukcjach jest zmarginalizowane i praktycznie nieistotne.

Pomimo znaczących zalet budowania z drewna masywnego należy pamiętać, że jest ono tylko jednym z elementów decydujących o utrzymaniu optymalnej wilgotności w pomieszczeniach. Główna rola w tym kontekście leży po stronie wentylacji. Drewno w tym aspekcie jest pomocnym dodatkiem.