free templates joomla
Polski (PL)Deutshland(de)English (UK)

Artykuły prasowe

Dla budownictwa szkieletowego - sosna z Borów Tucholskich

     Drewno to naturalny surowiec o organicznej strukturze komórkowej całkowicie odtwarzalny w przyrodzie. Używany przez ludzi od tysiącleci, prawidłowo stosowany, należycie zabezpieczony i konserwowany może pełnić funkcje konstrukcyjne przez dziesiątki, a nawet setki lat. Drewno to także materiał ekologiczny, niezwykle przyjazny człowiekowi , do produkcji którego potrzeba minimalnej ilości energii. Naturalne cechy drewna związane z jego budową komórkową stanowią o jego zaletach niespotykanych w innych materiałach budowlanych.

     Drewno jako ciało higroskopijne gwarantuje naturalną regulację wilgotności, co zapewnia użytkownikom obiektów wykonanych z drewna zdrowy mikroklimat. Ponadto z powodu swojej budowy i niskiego współczynnika przewodzenia ciepła sprzyja konstruowaniu „ciepłych” i lekkich przegród przy jednoczesnym zachowaniu doskonałych własności mechanicznych.  Te i szereg innych cech użytkowych drewna przyczyniły się w znacznym stopniu do powszechnego zastosowania tego materiału jako podstawowego budulca podczas konstruowania domów szkieletowych. Zastosowane drewno konstrukcyjne stanowi w głównej mierze o jakości i późniejszych cechach użytkowych danego obiektu.  Materiałem konstrukcyjnym przy budowie domów o lekkiej konstrukcji szkieletowej jest zazwyczaj drewno sosnowe stosowane na główne elementy konstrukcji ściany, stropów i dachów. Obok litych elementów stosowanych w konstrukcjach szkieletowych coraz częściej znajdują zastosowanie elementy modyfikowane na bazie drewna litego, takie jak konstrukcyjne drewno klejone warstwowo.

     Przedstawiciele firmy „Heban domy z drewna” wraz z naukowcami Uniwersytetu Przyrodniczego w Poznaniu już od kilku lat prowadzą prace w zakresie badań nad właściwościami drewna sosny (Pinus sylvestris L.) z Borów Tucholskich przeznaczonego dla budownictwa szkieletowego. Pracom przewodniczy prof. dr hab. Ginter J. Hruzik – kierownik Katedry Mechanicznej Technologii Drewna. 

Głównymi przyczynami podjęcia tej tematyki są:

  • brak dokładnych badań dot. właściwości drewna sosnowego z Pomorskiej Krainy Przyrodniczo - Leśnej przeznaczonego na elementy konstrukcyjne w budownictwie,
  • potrzeba  powtarzalności jakościowo – wytrzymałościowej drewna używanego w budownictwie szkieletowym,
  • konieczność racjonalnej gospodarki drzewnej z uwzględnieniem jakości drewna konstrukcyjnego w zależności od praktycznych potrzeb w danej konstrukcji budowlanej,
  • ciągle niewystarczająca ilość badań zmierzających do wprowadzenia tarcicy konstrukcyjnej produkowanej w Polsce do normy EN-1912.

     W oparciu o standardowe przekroje elementów konstrukcyjnych używanych w budownictwie szkieletowym wybrano kilka najczęściej stosowanych grup wymiarowych. Próbki materiałowe zostały przygotowane z tarcicy sosnowej poddanej obróbce termicznej i mechanicznej. Dokonano również analizy technologicznej w związku z pozyskaniem tarcicy z drewna sosny pochodzącej z Borów Tucholskich na elementy konstrukcyjne lite i klejone z różnych stref na przekroju poprzecznym drewna okrągłego.

efekty_finalne_bada

ryc_2


Ryc.2. Heban domy z drewna. Konstrukcje domów szkieletowych wykonane  z klejonego drewna sosnowego pochodzącego z Borów Tucholskich 

    Ciągle obowiązująca w Polsce klasyfikację wizualną tarcicy konstrukcyjnej (PN-82-D-94021) pozwala na przyporządkowanie jej do odpowiednich klas wytrzymałościowych „C” na podstawie załącznika Az3 do normy PN-B-03150:2000 oraz późniejsze nadanie klas wytrzymałości „C” na podstawie europejskiej normy PN-EN 338. Poniższy histogram przedstawia udział procentowy poszczególnych klas wytrzymałościowych spośród wszystkich, przebadanych próbek sosnowych elementów konstrukcyjnych.

wykres_1

     Przygotowane zestawy próbek poddano także badaniom wytrzymałościowym. Oznaczono wówczas, wytrzymałość i moduły sprężystości podczas zginania statycznego w płaszczyźnie prostopadłej do spoin klejowych próbek (płaszczyzna styczna). Badania wykonano zarówno dla próbek z drewna litego jak i klejonego.

ryc_4

Ryc. 4. Sposób przeprowadzenia badań na maszynie wytrzymałościowej DM 2214 w laboratorium KNoD w Poznaniu.

     Podczas prac kierowano się zapisami normowymi, które obowiązują, chociaż nie zawsze są stosowane w praktyce przemysłowej. W roku 2003 ukazała się norma europejska PN-EN 338:2003 „Drewno konstrukcyjne. Klasy wytrzymałości” określająca dwanaście klas tarcicy konstrukcyjnej od C14 do C50 (wartości liczbowe oznaczają wytrzymałość na zginanie od 14 do 50 MPa). Z kolei drewno klejone warstwowo powinno odpowiadać normie PN-EN 1194:2000 „Konstrukcje drewniane. Drewno klejone warstwowo. Klasy wytrzymałości i określenie wartości charakterystycznych”. Wskazana norma określa system klasyfikacji wytrzymałościowej dla drewna klejonego warstwowo o poziomym układzie czterech i więcej warstw tarcicy. Określono w niej cztery klasy: GL 24, GL 28, GL 32, GL 36 w zależności od wytrzymałości na zginanie.

     Na podstawie przeprowadzonych badań właściwości mechanicznych i fizycznych sosnowych elementów konstrukcyjnych możliwe jest przyporządkowanie kolejnych grup próbek do klas wytrzymałości zawartych w wyżej wskazanych zapisach normowych.

wykres_2

Wyniki badań:

  • Wzrost średnicy badanego drewna sosnowego powoduje wzrost udziału strefy twardzielowej na przekroju poprzecznym. Zależność ta zachowuje charakter rosnący liniowo do granicznej średnicy surowca ok. 35 cm, po przekroczeniu której zaobserwowano stały udziału strefy twardzielowej.
  • Średnia słoistość badanych elementów konstrukcyjnych sosnowych pochodzących z Borów Tucholskich pozwala zaliczyć surowiec, z którego wykonano pełnowymiarowe próbki jako wąskosłoisty. Udział drewna późnego w badanych próbkach wynosi średnio 32%.
  • Wyniki badań próbek pełnowymiarowych konstrukcji klejonych stosowanych w budownictwie szkieletowym sklejonych klejem poliuretanowym PU HB wykazały, że jest to aktualnie najlepszy środek wiążący w grupie badanych klejów. Nieco niższe wyniki uzyskują próbki  z żywicą melaminowo-mocznikowo-formaldehydową MUF 1247/2526.
  • Drewno klejone wykazuje zróżnicowanie właściwości mechanicznych  w zależności od cech lameli użytych do produkcji elementów konstrukcyjnych dla budownictwa szkieletowego. Celowe wydaje się zatem, odpowiednie kształtowanie przekroju poprzecznego klejonych elementów konstrukcyjnych. Prawidłowy dobór jakościowy drewna przeznaczonego na poszczególne warstwy konstrukcyjnych elementów klejonych wpływa pozytywnie nie tylko na znacznie lepsze własności mechaniczne klejonego drewna kombinowanego, ale także pozwala na większe wykorzystanie surowca drzewnego niższej jakości w pasie środkowym klejonych elementów.
  • Stosowana obecnie w Polsce skomplikowana metoda klasyfikacji wizualnej tarcicy konstrukcyjnej stanowi bardzo duże utrudnienie. Zdecydowanie łatwiejsza jest metoda stosowana w większości krajów europejskich, polegająca na stosowaniu załącznika krajowego do normy PN-EN 1912. Rozwiązanie takie pozwala na bezpośrednie przyporządkowanie wizualnych klas sortowniczych odpowiednim klasom wytrzymałościowym „C”.
  • Niezbędne są obecnie zapisy normowe, które określą w sposób jednoznaczny klasę drewna „C” , która może być stosowana w budownictwie szkieletowym w warunkach polskich. Wobec znanych własności wytrzymałościowych drewna litego i klejonego określonych zapisami normowymi dla budownictwa szkieletowego, projektanci takich domów mogliby w sposób swobodny posługiwać się różnymi rozwiązaniami konstrukcyjnymi znając klasę (własności wytrzymałościowe) dopuszczonego do obrotu drewna konstrukcyjnego.
  • Przeprowadzone badania potwierdzają doskonałe właściwości drewna sosny (Pinus Sylvestris L.) pochodzącego z Pomorskiej Krainy Przyrodniczo - Leśnej, obręb Bory Tucholskie. Zarówno właściwości fizyczne jak i mechaniczne badanych próbek wskazują na szerokie możliwości aplikacji tego gatunku drewna do celów konstrukcyjnych w budownictwie szkieletowym.

Grzegorz Gołuński

logos-dom-dla-kowalskiegologos-osada-borowieckalogos-osiedle-gostkowo