Ognioodporność drewna

    Przy wielu realizacjacha w których brałem udział często pada pytanie “a co z konstrukcją drewnianą w razie pożaru”. Ogólnie występuje opinie że drewno jako element konstrukcyjny nie ma szans w starciu z ogniem. Opinie taka wynika pewnie z tego że jadąc na biwak częściej robimy ognisko z drewna niż z cegieł, a więc wniosek jest prosty drewno się pali i tyle, niewiele osób kojarzy ten fakt z większą kalorycznością drewna niż betonu ale to już inna sprawa.

    Na początek powiedzmy sobie czego oczekujemy od konstrukcji w trakcie pożaru. W polskim prawie mamy przede wszystkim trzy wymogi stawiane elementom budowlanym w trakcie pożaru E, I i R.

E- Szczelność ogniowa (przegroda z tym parametrze ma nie przepuszczać dymu)

I- izolacyjność ogniowa  (Przegroda ma nie przepuszczać temperatury w trakcie pożaru)

R- nośność ogniowa (Element z tym parametrem ma zachować swoją nośność)

Do tych literek dochodzą jeszcze liczy 15, 30, 60, 90, 120, 240 które oznaczają czas podany w minutach przez jaki ma zostać zachowany wskazany warunek w trakcie pożaru.

Poszczególne litery i cyfry ustala najczęściej architekt ze strażakiem na podstawie przepisów prawa. Budynek klasyfikuje się do danej klasy na podstawie jego wysokości, gęstości obciążenia ogniem i dodatkowych parametrów jak np. czy w budynku występują składowiska materiałów łatwopalnych, czy budynek graniczy z innym obiektem budowlanym itp. Na tej podstawie określa się kategorie budynku, a następnie zgodnie z tabelą określa wymagania dla poszczególnych elementów budynku.

Klasa odporności pożarowej budynku	Klasa odporności ogniowej elementów budynku
	główna konstrukcja nośna	konstrukcja dachu	strop	ściana zewnętrzna	ściana wewnętrzna	przekrycie dachu
"A"	R 240	R 30	REI 120	EI 120	EI 60	RE 30
"B"	R 120	R 30	REI 60	EI 60	EI 30	RE 30
"C"	R 60	R 15	REI 60	EI 30	EI 15	RE 15
"D"	R 30	(-)	REI 30	EI 30	(-)	(-)
"E"	(-)	(-)	(-)	(-)	(-)	(-)

Oczywiście należy tu jeszcze wspomnieć że każdy wyrób budowlany posiada swoją klasyfikację ogniową ze względu na rozprzestrzenianie ognia, wydzielanie dymu i płonących kropli.

Euroklasa - klasa podstawowa	charakterystyka wyrobu
A1	najwyższa dla bezpiecznych i niepalnych wyrobów
A2, B, C, D, E	wyroby o pogarszających się kolejno właściwościach ogniowych, w coraz wyższym stopniu palne, przyczyniają się do rozwoju pożaru. Klasom A2, B, C, D, E  towarzyszą uzupełniające klasyfikacje określające ilość dymu i płonących kropli, powstałych podczas palenia się tych wyrobów.
F	Grupa najniższa obejmująca wyroby łatwopalne, dla których nie określa się żadnych wymagań oraz wyroby niebadane.

   

Do tego wszystkiego dochodzą jeszcze dodatkowe klasyfikacje określające dokładnie ilość wytwarzanej energii w trakcie pożaru, ilość i rodzaj dymu, krople lub odpady w trakcie pożaru mogące rozprzestrzeniać ogień i powodować oparzenia. Według Polskich przepisów niektóre elementy budynku np. klatki schodowe ewakuacyjne muszą być wykonane z materiałów niepalnych i niezapalnych co automatycznie dyskwalifikuje użycie niektórych wyrobów.

To co z tym drewnem?  

    Po powyższych informacjach i dużej liczbie wymagań stawianych wyrobom budowlanym w trakcie pożaru mogłoby się wydawać że drewno kompletnie nie nadaje się do budownictwa. Jeżeli weźmiemy pod uwagę najprostszą belkę drewnianą to okazuje się że jest ona łatwopalna, rozprzestrzeniająca ogień i wydzielająca dym co nie zachęca nas do stosowania jej w obiektach gdzie w trakcie pożaru mogą powstać straty w ludziach i mieniu.

    Zacznijmy więc od początku rozpatrywać jeszcze raz naszą belkę. Każdy z nas odpalał wżyciu zapałke i widział jak ogień po niej wędruje z jednego końca do drugiego bez większych przeszkód, a więc można powiedzieć że drewno rozprzestrzenia ogień. Jednakże rzadko buduje się konstrukcje z zapałek a istnieje wytyczna wydana przez ITB (NP-1373R/03/AK) mówiące o tym że elementy z drewna litego o szerokości min 14cm i drewna litego o szerokości min 12cm kwalifikuje się jako elementy NRO (nie rozprzestrzeniające ognia). Należy jednak pamiętać aby krawędzie były fazowane co pozwala ślizgać się języką ognia co opóźni czas zajęcia się belki.

    Oczywiście drewno jest materiałem palnym i wydzielającym dym ale na rynku istnieje masę impregnatów które oprócz bio ochrony doprowadzają także element do stanu trudnozapalnego co znacznie nam podnosi bezpieczeństwo w trakcie pożaru. Pojawiają się także na rynku impregnaty które mają za zadanie tłumić ogień na drewnianym elemencie ale ich użycie jest dość drogie. Tutaj jest rola ustawodawcy i ubezpieczycieli którzy mogliby odpowiednimi przepisami zrekompensować użycie takich impregnatów np. poprzez zmianę klasyfikacji budynku lub niższymi kosztami ubezpieczenia jeżeli takowe impregnaty byłyby użyte.

    Z tego wszystkiego wynika że wbrew pozorom drewno nie jest takim złym materiałem w trakcie pożaru.

Zachowanie się drewna w trakcie pożaru?

    Wszyscy jesteśmy przyzwyczajeni do scen z filmów w których widzimy płonące belki drewniane spadające strażakom na głowę i tarasujące drogę ucieczki. Są to oczywiście sceny które mogą się wydarzyć w rzeczywistości ale kto z nas sobie zadał pytanie jak by to wyglądało jak by ten sam budynek był zbudowany z innych materiałów.

    Konstrukcje żelbetowe które są niepalne i nie rozprzestrzeniają ognia powinny być całkowicie bezpieczne w trakcie pożaru. Pozory jednak mylą ponieważ nośność i bezpieczeństwo konstrukcji żelbetowej zależy przede wszystkim od jego prętów zbrojeniowych. Jeżeli mam pożar w pomieszczeniu ze stropem żelbetowym, a ogień i ciepło które się wydziela złośliwie chce iść ku górze zaczyna w znacznym stopniu oddziaływać na zbrojenie stropu co w pewnym momencie powoduje “wyrwanie” się prętów stalowych z betonu i skruszenie całej konstrukcji praktycznie bez ostrzeżenia.

    Konstrukcje stalowe tak wdzięcznie używane do budowy hal przemysłowych w których występują przeróżne czynniki mogące wpływać na pożar wydawałyby się dobrym rozwiązaniem.  Stal wystarczy pomalować odpowiednimi farbami które zapewnią nam odpowiednią odporność w trakcie pożaru i praktycznie mogłoby się wydawać że sprawa załatwiona. Niestety tu pokutuje polska nie dokładność i brak konsekwencji ponieważ w trakcie użytkowania obiektu często powłoka malarska ulega zniszczeniu, a niewielu zarządców obiektu ją bada i odnawia w trakcie użytkowania obiektu. Stal ma jeszcze jedną złą cechę w trakcie pożaru jaką jest przewodność ciepła. Można sobie wyobrazić pożar u dołu słupa stalowego który wytrzyma natężenie ognia, ale ciepło które rozprzestrzeni może zacząć oddziaływać na inny element konstrukcji który ulegnie awarii. Wszyscy pamiętamy zamach na budynki WTC które były  w konstrukcji stalowej, sama konstrukcja przetrwała uderzenia ale paliwo które się wylało i zaczęło płonąc wytworzylo tak wielką temperaturę która zaczęła się rozprzestrzeniać po konstrukcji stalowej że spowodowało jej zniszczenie. Ponadto konstrukcja stalowa podobnie jak żelbetowa zachowuje się nieprzewidywalnie w trakcie pożaru i potrafi się zwinąć jak makaron spaghetti.

    Konstrukcja drewniana może nie jest najlepsza w trakcie pożaru ale ma kilka przydatnych cech. Przede wszystkim nie rozprzestrzenia temperatury co pozwala w trakcie pożaru w jednym pomieszczeniu na spokojną ewakuacje pomieszczeń sąsiednich. Innym elementem wbrew pozorom jest to że drewno w trakcie pożaru się zwęgla co powoduje że ogień traci pożywkę do rozwoju i znacznie spowalnia swój rozwój. Innym aspektem jest to że drewno przed samym pęknięciem zaczyna dawać ostrzeżenia w postaci trzasków które ostrzegają i dają kilka sekund na odpowiednią reakcję. Ta cecha uratowała wielu górników i strażaków którzy mieli czas na ukrycie się nim konstrukcja zdążyła runąć. Na zachodzie szczególnie w Niemczech i Austrii gdzie konstrukcje drewniane są traktowane na równi z żelbetem i stalą strażacy wypowiadają się że tylko do obiektów drewnianych są w stanie wejść, przy obiektach w innych konstrukcjach jest to większe ryzyko ze względu na nieprzewidywalność.

    W trakcie pożaru najważniejsze jest odpowiednie projektowanie i wykonawstwo, bez większego problemu można zaprojektować konstrukcje z materiałów palnych która będzie się zachowywać o wiele lepiej niż podobna konstrukcja z materiałów niepalnych powszechnie uważanych za bezpieczniejsze w trakcie pożaru.

Jak określić nośność konstrukcji drewnianej w trakcie pożaru?

W tym akapicie skupimy się przede wszystkim na literze R i poszczególnych liczbach. Każda konstrukcja w trakcie pożaru ulegnie uszkodzeniu czy to drewniana czy żelbetowa nie wspominając już o stalowej, nie oszukujmy się że po godzinie pożaru wejdziemy do domu oczyścimy stropy żelbetowe z sadzy i wszystko będzie OK.

Odpowiedzmy sobie jeszcze na jedną rzecz, mając wymagania dla przegrody np REI30 musimy spełnić wszystkie wymagania i co wtedy zrobić. Jeżeli przegroda ma kilka warstw np. płyty o odporności EI60 i konstrukcje o odporności R30 to możemy sumować litery ale nie cyfry, więc w taki sposób uzyskujemy przegrodę o odporności REI30.

    Mamy dwa podstawowe sposoby na określenie ognioodporności konstrukcji drewnianej

• metode zredukowanego przekroju
• metode zredukowanych właściwości

Pierwsza i druga metoda prowadzi nam do określenia przekroju elementu drewnianego w trakcie pożaru w danym czasie. Metoda zredukowanego przekroju określa głębokość zwęglania elementu drewnianego w danym czasie. Norma podaje że w ciągu minuty zwęgla się 0,50-1,00mm i jeśli pożar ma trwać więcej niż 20 minut to dodaje się dodatkowo 7mm. Dodatkowe 7mm wynika z tego że sama temperatura tak oddziałuje na element że mimo braku zwęglenia ta część drewna traci swoje właściwości. Po tak uzyskaną wartość należy zmniejszyć przekrój elementu drewnianego. Należy pamiętać że jeśli element jest w jakiś sposób obudowany i ta obudowa chroni go przed spalaniem to w tym miejscu przekroju nie pomniejszamy lub pomniejszamy o czas który obudowa jest w stanie zachować swoje właściwości ogniowe. Posiadając tak zmniejszony przekrój należy na nim przeprowadzić najzwyklejsze obliczenia statyczno- wytrzymałościowe i sprawdzić wszystkie warunki nośności elementu. Należy pamiętać że obciążenia jakie nadajemy konstrukcji nie są zwiększane przez współczynnik γf tylko obciążenia stałe są brane z wartością γf=1, kolejna większe obciążenia (najczęściej śnieg) bierze się ze współczynnikiem γf= 0,2; ponadto wszystkie właściwości fizyczne drewna należy pomnożyć przez współczynnik kfi który zwiększa nam wytrzymałość drewna. Pożar jest awarią więc konstrukcje rozpatrujemy w sytuacji chwilowej i nie sprawdzamy stanu granicznego ugięcia.

Wszystkie wytyczne i współczynniki są dostępne w Eurokod5: Projektowanie konstrukcji drewnianych Cześć 1-2: Postanowienia ogólne projektowanie konstrukcji z uwagi na warunki pożarowe.

Jak już mamy określoną wytrzymałość elementu drewnianego to należy jeszcze pamiętać o łącznikach stalowych w konstrukcji. Jeżeli nasze łączniku są schowane w elemencie drewnianym to nie ma większego problemu, ale co należy zrobić z łącznikami odkrytymi. Należy je zabezpieczyć tak jak standardowe elementy stalowe czyli najczęściej poprzez malowanie lub obudowanie. Kiedyś firma produkująca małe połączenia stalowe do drewna miała certyfikat na R15 ale po zmianie prawa przestał on obowiązywać choć w fizyce nie zaszły kolosalne zmiany od tamtego czasu więc stosowanie ich pozostaje w kwestii projektanta i jego odpowiedzialności. Ta sam firma na chwile obecną wyrobiła sobie już nowy certyfikat na koszyki stalowe o odporności ogniowej R30 ale cena ich w porównaniu do innych rozwiązań każe dokładnie się zastanowić nad ekonomiką.

Większość producentów konstrukcji drewnianych już bardzo dobrze sobie radzi z odpornością ogniową konstrukcji drewnianej. Kilka firmy w Polsce zrobiło już certyfikowane badania dla swoich produktów dzięki czemu jesteśmy wstanie uzyskać ściany drewniane o odporności EI60 Stropodachy REI30 i stropy REI60. Przy odpowiednim doborze materiałów okładzinowych (płyty ścienne), łączników, różnego rodzaju impregnatów i uszczelnień można jeszcze w znacznym stopniu podnieść bezpieczeństwo konstrukcji ze względu na pożar.  Niestety w Polsce należy jeszcze przekonać wiele osób o tym że drewno nadaje się na konstrukcję i jest bezpieczne we wszystkich warunkach i w każdej sytuacji.

Podsumowując ognioodporność w ostatnich latach stała się bardzo istotnym wymogiem stawianym konstrukcją, brakuje trochę literatury dokładnie omawiającej ten problem od czasu do czasu pojawiają się artykuły w pismach branżowych, a firmy produkujące połączenia powoli wychodzą na przeciw i zaczynają wypuszczać certyfikowane łączniki. Konstrukcja drewniana nie jest ostatecznym rozwiązaniem na warunki pożarowe ale niczym nie odbiega od pozostałych konstrukcji. Bez względu z jakim typem konstrukcji będziemy mieli do czynienia najważniejsze jest dokładne przemyślenie problemu jakim jest pożar i odpowiednie zaprojektowanie i przede wszystkim wykonanie konstrukcji co w razie awarii pozwoli na minimalizację strat w mieniu, a przede wszystkim w ludziach.

Co i jak łaczymy

    Jak się patrzy na konstrukcje wykonaną z drewna to się wydaje że jest to kilka belek skręconych ze sobą bez większej filozofii. Obliczenia takich elementów nie są skomplikowane norma do obliczeń elementów drewnianych jest dosyć precyzyjna i zrozumiała. Ale czy tak jest napewno, jak wspomniałem obliczenie samego przekroju nie sprawia większego problemu ale problem pojawia się wtedy gdy trzeba zaprojektować połączenie dwóch elementów zgodnie z przyjętym schematem statycznym i nagle się okazuje, że niejednokrotnie to właśnie sposób połączenia determinuje nam wielkość przekroju a nie warunek zginania czy ściskania.

    Kilkanaście lat temu uczono mnie, że są dwa sposoby na łączenie elementów drewnianych tj. ciesielskie i inżynieryjne. Na chwile obecną nie spotykam się ani w artykułach, ani w literaturze, ani w katalogach ze stwierdzeniem połączenie inzynierskie do drewna, wszędzie natomiast pisze się o połączeniach ciesielskich. Według mojej wiedzy połączenie inżynieryjne drewna jest to połączenie za pomoca elementu trzeciego tj. śruby, okucia, blach stalowych, wkrętów itp, a połączenie ciesielskie jest wykonane za pomocą zacięć, zaciosów zakładek itp. Może moja wiedza nie jest w tym względzie precyzyjna więc czekam na komentarze i wasze uwagi.

Zacznijmy od połączeń ciesielskich czyli połączeń na wręby, zaciosy itp.   

Zacznijmy od tego co każdy by chciał mieć u siebie czyli tak zwanych przeze mnie połączeń ciesielskich. Czyli połączenia na wszelakie wręb, zaciosy itp. W czasach kiedy nie było elektronarzędzi, maszyn CNC, gotowych rozwiązań stalowych były stosowane masowo nadając konstrukcji pięknego kształtu. Ostatnimi czasu tego rodzaje połączenia przeżywają swoisty renesans ze względu na masę programów obliczeniowych, coraz szerszą dostępność maszyn CNC które są wstanie wykonać takie połączenia bez udziału wykwalfikowanego cieśli. Mamy kilka rodzajów połączeń ciesielskich, które mają swoją specyfikę pracy i zastosowania. Z przerażeniem zdarza mi się widzieć, że co drugie połączenie na zakładki nazywane jest połączeniem na jaskółczy ogon. Zdarza się to nawet w specjalistycznych programach do modelowania i obliczania takich połączeń, więc teraz postaram si wymienić znane mi połączenia ciesielskie i je opisać.

1. połączenie zakładkowe proste

Chyba najprostrze z połączeń stosowanych w budownictwie mające poprostu przedłuzyć belki ewentualnie zmienić ich kierunek za razem zachowując wszystkie wysokości i płaszczyzny. Zakład najcześciej wzmacniai się gwoździem, srubą, wkrętem rzadziej kołkiem drewnianym.

2. połączenie widełkowe

Odmiana połączenia zakładkowego z tą różnicą,  że w jednej z belek tworzymy tak zwane widełki, niech w tym przypadku rysunki to opiszą

3. połączenie na czop

Połączenie inżynierskie jest najczęściej stosowane na konstrukcje drewniane w przemyśle, wielkogabarytowych konstrukcjachi i przez osoby, które nie mają umiejętności lub sprzętu do wykonywania połączeń ciesielskich.

1. drobne elementy stalowe

Wbrew pozorom połączenia inżynierskie wykonane z cienkich blaszek świetnie sprawdzają się we wszelakich połączeniach typu drewno- drewno, drewno- żelbet czy drewno-stal. Producenci proponują tysiące “siodełek”, blaszek, kątowników itp. które można zastosować praktycznie w każdym rozwiązaniu. Gdy się weźmie taki wspornik belki do reki wydaje się on lichy i mało wytrzymały, lecz przy odpowiednim doborze łącznika okazuje się posiada on naprawdę sporą nośność. Producenci oferują dziś kompletne rozwiązania zestawione w tabelach, pokazujące sposób pracy, możliwe zastosowania i wytyczne dotyczące sposobu montażu. Ponadto są one tak skonstruowane, że spełniają one wszelkie wymogi normowe takie jak odległości gwoździ od siebie. Moim skromnym zdanie jest to świetne rozwiązanie dla projektantów i wykonawców konstrukcji.

2. połączenia na okucia stalowe

Mimo ogromnego wyboru w drobnych okuciach stalowych, nie wszystkie połączenia udaje się za ich pomocą wykonstruować. Przykładem są połączenia w konstrukcjach wielkogabarytowych z drewna klejonego dźwigara z podkonstrukcją żelbetową. W tym z pomocą przychodzą nam wszelkie elementy stalowe z których można wyspawać tak zwaną podporę do oparcia dźwigarów

Mamy kilka rodzajów podpór i postaram sie teraz przybliżyć

2.1) podpora przegubowa nieprzesuwna

Może występować jako podpora widełkowa obejmująca dźwigar i skręcona na śruby lub podpora z jednym mieczem ukryta w elemencie drewnianym. Na poniższych rysunkach przedstawiam kilka takich rozwiązań i najważniejsze rzeczy, o których należy pamiętać.

2.2) podpora przegubowa przesuwna

Wszelkie jej wytyczne są praktycznie takie samę jak w pkt. 2.1 z tą różnica że przesuw zapewnia się poprzez zastosowanie otworów fasolkowych a nie okragłych na śruby. Niech i tu rysunki same za siebie przemówią.

2.3) Utwierdzenie

Jest to najbardziej problematyczna podpora i należy jej unikać w miarę możliwości. Obliczenie nośności może nastręczać w jej przypadku kilku problemów. Jeżeli się już przebrnie przez obliczenia, problemem najczęściej jest wielkość okucia. Jak przy całych konstrukcjach ramowych trzeba gdzieś zastosować taką podporę to już przy łączeniu elementów belkowych doradzał bym unikać takich połaczeń wielu projektantów podważa odpowiedni sposób pracy takiej podpory po kilku latach jej pracy kiedy drewno przejdzie kilkanaście cyklów wilgotnościowych. Mimo to podaje tu kilka przykładów takich podpór.

3. połączenia na drobne wkręty

Nie wiedzieć czemu bardzo nie lubiane połączenie często poddawanie w wątpliwości jeśli chodzi o ich nośność. Oczywiście jak zawsze rozbija się wszystko o odpowiednie zastosowanie, ponieważ jeśli “coś jest do wszystkiego to jest do niczego” i nie inaczej jest z wkrętami. Na rynku mamy masę wkrętów o przeróżnym gwintowaniu i nacięciach. Wydawało by się, że wkręt to nic innego jak nagwintowany kawałek drutu, ale za tym niepozornym rozwiązaniem kryje się masa badań prowadzonych przez lata i nie ma tam nic przypadkowego. Więcej o wkrętach i różnicach miedzy nimi w oddzielnym artykule.

PS

Jeśli chodzi o wkręty do połączeń konstrukcyjnych to mogą wystąpić problemy z uzyskaniem od producenta znaku CE, jest to związanie z wyjście bardzo rygorystycznej normy dotyczącej produkcji, odchyłek wymiarowych i stosowanego materiał co spowodowało że producenci wystawiają tylko deklaracje zgodności, a nie firmują się znakiem CE. Oczywiście ten stan rzeczy może się zmienić z dnia na dzień jeśli jeszcze się nie zmienił.

4. połączenia na gwoździe i zszywki

Są to chyba najstarsze sposoby łączenia elementów drewnianych i mimo upływu wieków nadal aktualne na każdej budowie jak i w każdym domu. Podobnie jak wkrętów mamy mase gwoździe. Są gwoździe bardzo krótkie i cienkie, stosowanie w modelarstwie, po gwoździe mające długość 40 cm służące do przybijania krokwi (nie wiem czemu ale nadal do tego służą, a skutki takiego stosowanie widzimy co jakiś czas w telewizji gdy przejdzie wichura). Gwoździe mogą być okrągłe jak i kwadratowe, gładkie i karbowane. Podobnie jak przy wkrętach należy się pierw zastanowić co musimy zrobić, a dopiero potem jakiego gwoździa użyć. 


mgr inż. Michał Ziętara

Wstęp do drewna konstrukcyjnego

   Powszechnie w branży budowlanej  istnieje stwierdzenie “żelbet do ziemi, stal na konstrukcje, a drewno do pieca”. Wszelkie konstrukcje z drewna są traktowane jako wymysły architektów mające utrudnić życie na budowie, a estetyka elementów drewnianych nie jest warta problemów jakie się z tym wiążą. Ogólny stan wiedzy u inżynierów o elementach drewnianych jest średnio zadowalający i nie ma co się dziwić ponieważ edukacja o konstrukcjach drewnianych jest traktowana po macoszemu, a i literatura specjalistyczna nie przychodzi z wielką pomocą. W tym artykule postanowiłem wyjaśnić czym się różni drzewo od drewna, literka C od D i tym bardziej ostatnio bardzo popularne literki GL.

   Na początek wyjaśnijmy sobie kiedy mamy drzewo, a kiedy mamy drewno. Obecnie powierzchnia Polski w 29,4% jest pokryta lasami w których rosną DRZEWA (a nie drewno). Po ścięciu tych drzew mamy dopiero DREWNO do obróbki z którego uzyska się drewno konstrukcyjne, elementy na meble, i inne z których uzyska się np. materiały drewnopochodne. Więc podsumowując DRZEWO mamy w lesie, a DREWNO jest to ścięte i obrobione DRZEWO.

   Więc teraz jak już wiemy w miarę jak się uzyskuje drewno to postaramy się przybliżyć co się z niego uzyskuje. Skoncentrujemy się tu na ogólnych informacjach o drewnie używanym w budownictwie szczegółowe informacje takie jak dostępne przekroje dokładne wyjaśnienia dotyczące wilgotności, wad itp są zawarte w artykułach tematycznych. A więc jak już kłody drewna dojadą do tartaku to następuje ich ocena i segregacja czy się wytnie listewki, czy deski, czy krawędziaki.

Po uzyskaniu już odpowiedniego asortymentu następuje ich klasyfikacja jeśli mamy drewno iglaste to uzyskamy literkę C z odpowiednią cyferką, a jak drewno liściaste to literkę D. W Polsce mamy dwie metody segregacji elementów drewnianych wizualną i maszynową. Metoda praktycznie stosowana w Polsce to metoda wizualna polegająca na oględzinach nieuzbrojonym okiem gotowej tarcicy drewnianej i nadanie jej jednej z 3 klas tj:

•     Klasa     wyborowa (KW)

•     Klasa     średniej jakości (KS)

•     Klasa     niższej jakości (KG)

Jeśli nie da się drewna zaklasyfikować do żadnej z tych klas uznaje się ją za odpad i nie nie można go stosować w budownictwie na elementy konstrukcyjne.

Metoda maszynowa jest praktycznie nie stosowana w Polsce choć mogę się mylić.

Teraz nasuwa się pytanie jak na przykład klasa sortownicza KW ma się do klasy wytrzymałościowej C24. Istnieje tabelka która wskazuje zależności między klasą sortowniczą i gatunkiem drewna przez co uzyskuje się odpowiednia klasę wytrzymałości (nie będę jej tu przytaczał znajdziecie ją w przyszłym artykule o drewnie litym). Nadmienię jeszcze że Eurokody z konstrukcji drewnianych wskazują kilka klas wytrzymałościowych drewna takie jak C14, C18, C20, C22, C24, C30, C35 ( w Polskiej normie drewnianej znajdziemy jeszcze klasę C27). Więc w sumie dla projektanta wykonstruowanie elementu z drewna litego nie powinno być żadnym problemem i w to oto sposób w naturze występują tak ciekawe twory projektowe jak belka drewniana w klasie wytrzymałości C30. Niby nic dziwnego w tym nie jest więc spróbujmy się udać do pobliskiego tartaku i nabyć taki element i tam może nas spotkać pewien opór materii tj. zostanie nam to dokładnie wyjaśnione (i przy okazji posypią się gromy na projektanta) że aby uzyskać taką belkę z drewna litego, sosnowe w klasie C30 musimy mieć klasę sortowania KW. Niby nic w tym dziwnego oprócz tego że średnio w Polsce uzyskuje się tej klasy sortowania około 3-6% z całości przetartego drewna więc tartaki nie trzymają takiego asortymentu, a już na pewno nie trzymają go na więźbę dachową tylko sprzedadzą go drożej zaprzyjaźnionemu stolarzowi który wykona z tego piękne, solidne schody. Więc mając 7 klas wytrzymałości drewna litego tak naprawdę w budownictwie (jeśli chodzi oczywiście o konstrukcje) ograniczamy się do jednej klasy tj C24 i w tej klasie powinno się projektować i wykonywać elementy konstrukcyjne z drewna litego.

Wspomniałem jeszcze że drewno lite może zamiast literki C posiadać literkę D otóż literka D oznacza że są to elementy wykonane z drewna liściastego, ale jeszcze nie spotkałem konstrukcji drewnianej z drewna liściastego więc nie będę tutaj was zanudzał tym tematem.

Czasami uda się jeszcze spotkać projekty gdzie użyto literki K w oznaczeniu drewna jest to prawidłowe oznaczenie drewna tylko nie obowiązujące od kilkunastu lat zostało one zastąpione po prostu na literkę C, ale nie można zamieniać w sposób prosty drewna w klasie K24 na drewna C24 ponieważ inaczej się definiuje wytrzymałość dla K a inaczej dla C czyli K definiowało się przy wilgotności drewna wynoszącej 15%, a C przy wilgotności drewna 12%.

Tyle byłoby wstępu o zwykłym drewnie litym w budownictwie ale występuje jeszcze jeden zbiór literek dla drewna litego czyli drewno lite KVH,

Co to jest?.  

Więc postaram się to wytłumaczyć najprościej jak się da, wynikało to z potrzeby że chcemy mieszkać w coraz większych domach mieć coraz to większe altany itp. Więc było trzeba mieć coraz dłuższe belki drewniane ale niestety drzewo w lesie rośnie na wysokość jaką rośnie i bardziej nie chce, bez większego problemu da się uzyskać belkę o długości 4,50m, spotka się belkę o długości 6,00m ale robi się problem jak jest potrzebna belka o długości 12,00m. Oczywiście podniosą się głosy że przecież można połączyć dwie belki za pomocą wrębów, nakładek, wkrętów itp. i się uzyska odpowiednią długość. Można ale po co? A więc ktoś wpadł na genialny pomysł że skoro mamy zmechanizowaną produkcje, trochę kleju to czemu nie wykonać połączenia palczastego i skleić dwie belki zamiast je łączyć na jakieś gwoździe, wkręty, płytki itp. W ten sposób otrzymujemy drewno lite łączone na długości KVH, standardowo dostaniemy przekroje tak jak  przy drewnie litym i belki o długości 13,00m (mogą być dłuższe ale wchodzą tu problemy transportowe).

Czy drewno KVH jest lepsze od drewna litego z pobliskiego tartaku?

Wbrew pozorom bardzo ciężko jest odpowiedzieć na to pytanie ponieważ drewno KVH dalej jest zwykłą belką z drewna litego. Jedyną jej przewagą oprócz większych długości jest to że jest ona produkowana pod większym reżimem technologicznym, nie da się skleić mokrej nie struganej belki złej jakości ponieważ produkcja tego nie wybaczy, a więc nabywając belkę z drewna KVH mamy większą pewność że dostajemy to za co płacimy, oczywiście moim celem nie jest oczerniać regionalnych producentów drewna litego ale dość często słyszy się historie że w celu obniżenia kosztów drewno nie przechodzi odpowiednio długiego leżakowania, impregnacja jest wykonywana po macoszemu, a potem skutkiem jest to że drewno po wbudowaniu dopiero zaczyna wysychać, pękać, boczyć się i trzeszczeć.

W sumie z takiego drewna używanego w budownictwie to pozostało nam jeszcze jedno tj drewno BSH czyli drewno klejone warstwowo. Jest to temat w którym próżno szukać dużo dobrych informacji czy to w internecie czy w literaturze, a temat jest szeroki jak rzeka od opisu produkcji po gotowe elementy aż po sposoby łączenia, zastosowanie impregnacji itp. Więc spróbuję w kilku żołnierskich słowach Wam tutaj to przybliżyć. Na początek zacznijmy od tego  co kryje się pod stwierdzeniem drewno klejone warstwowo. Element BSH uzyskuje się poprzez sklejone minimum trzech lameli (desek) wzdłuż szerszego boku, a następnie je ściskami w prasach i w ten sposób możemy uzyskać o wiele wyższe elementy niż z drewna litego, a dodatkowo możemy je także wyginać dzięki czemu uzyskujemy większe możliwości kształtowania powierzchni architektonicznych. Z drewna klejonego możemy uzyskać dużo ale nie wszystko nawet tu są ograniczenia produkcyjne mówiące o szerokości wysokości i promieniu gięcia, podobnie jak w drewnie litym w normie występuje dużo klas, a w rzeczywistości jest ich trochę mniej. Sama produkcja musi być bardzo dokładna i sumienna przez co otrzymujemy odpowiedni produkt dobrej jakości stosowany na coraz szerszą skalę w Polskim budownictwie, czasami nawet tam gdzie nie powinien być stosowany. Drewno BSH oznacza się w normie poprzez litery GL potem następuje określenie klasy wytrzymałości takie jak 20, 22, 24, 26, 28, 30 32 i tajemnicze literki c lub h. Literki c i h oznaczają czy dany przekrój jest jednorodny czy niejednorodny najłatwiej to wytłumaczy rysunek poniżej, pokazujący taki “ukryty drewniany dwuteownik”.

Ze schematu powyżej i wcześniejszych informacji mówiących o drewnie litym można zrozumieć dlaczego z 8 klas wytrzymałości wymienionych w normie tak naprawdę mamy tylko 3 tj. GL24h, GL28c, GL30c. Z takiego oto materiału można uzyskać masę różnych przekrojów nie będę tu tego opisywał ponieważ poświęce na to oddzielny artykuł.

Mówiąc o drewnie jak i także o innych materiałach należy wspomnieć o znakach CE i innych certyfikatach. Każdy materiał musi posiadać jeden z 3 “certyfikatów”

•     Oznaczenie     B (Materiał dopuszczony do stosowania w budownictwie na podstawie Polskiej normy) czyli brak odpowiednika Eurokodu praktycznie już    nie spotka się tego znaku
•     Oznaczenie     CE (Materiał dopuszczony do stosowania w budownictwie na podstawie Normy Europejskiej czyli Eurokodu)
•     Deklaracja własności użytkowych (kiedyś deklaracja właściwości)     stosowany wtedy kiedy nie da się nadać w/w atestów. Czyli przy produkcjach jednostkowych.

Materiał musi posiadać jeden z tych elementów, a jak jest z drewnem który powinien posiadać.

Z drewnem jest o tyle problem że nie jest to produkt taśmowy czyli nie da się za bardzo zamknąć w jednej tabelce wszystkiego co da się wyprodukować z drewna (nawet jakby ta tabelka była bardzo duża) więc certyfikuje się produkcje co oznacza że wytwarzane w niej materiały spełniają stawiane im wymogi czyli jak wychodzi z fabryki belka w klasie GL30c to nie ma znaczenia czy ma ona 1,00m czy 33,00m. Ale za to dla takiej belki nadaje się dodatkowo Deklaracje własności użytkowych mówiące o tym że ta konkretna belka wyprodukowana przez tą konkretną firmę w tym konkretnym dniu, przeznaczona dla tego konkretnego zadania posiada te odpowiednie właściwości wg wskazanej normy.

Czyli na szybko znak CE posiada produkcja, a nie sam element. Inaczej ma się trochę sprawa z produkcja taśmowa np. śrubami do drewna tam jest możliwość określenia że śruba jest wykonana z takiej stali ma taką średnice i długość części nagwintowanej i nienagwintowanej i dla niej można nadać, a nawet trzeba nadać znak CE który się trwale na niej wybija.

Wiem że napisałem tu wiele ale żaden temat nie został do końca wyczerpany, więc w następnych artykułach postaram się wrócić do każdego tematu z osobna i rozwinąć go dokładnie zamykając wszystko w konkretnych przepisach, cyferkach i normach.

Autorzy:

mgr inż. Michał Ziętara

mgr inż. Łukasz Marciak