Charakterystyka drewna jako materiału budowlanego

    Charakterystyka drewna jako materiału budowlanego. Dom o konstrukcji drewnianej, szkieletowej na przykładzie „Śląskiego Domu z drewna”

    inż. Paulina Świtała

Lasy Państwowe

    Głównym dostawcą drewna, zaopatrującym polski rynek są Lasy Państwowe. Jest to organizacja zarządzająca lasami należącymi do Skarbu Państwa. Lasy w Polsce zajmują prawie jedną trzecią obszaru całego kraju i co najważniejsze, powierzchnia ta wciąż się powiększa. Lasy stanowią 29% terytorium Polski, jest to dokładnie 9,066 mln ha. Do głównych celów PGL Lasy Państwowe należy prowadzenie gospodarki leśnej zgodnie zzasadami ochrony lasów, trwałości ich utrzymania a także powiększania zasobów leśnych. W ramach kampanii „500 milionów drzew”, każdego roku leśnicy sadzą 500 milionów drzew. Warto podkreślić, że od zakończenia II wojny światowej, tj. roku 1945 w Polsce przybyło 2,5 mln ha lasów.

    Rys.1 Powierzchnia lasów w Polsce w latach 1945-2013.

    Do zwiększenia zalesienia kraju w znacznej mierze przyczynia się „Krajowy program zwiększania lesistości”, opracowany przez z Instytut Badawczy Leśnictwa. Jego głównym celem jest wzrost lesistości kraju do 30% w roku 2020 oraz do 33% w roku 2050.

Pozyskiwanie drewna

    Ilość pozyskiwanego drewna jest podporządkowana najistotniejszym czynnikom trwałości lasów oraz zwiększania ich zasobów. Sprzedaż drewna stanowi ponad 90% przychodów nadleśnictw, co pozwala na prowadzenie tej gospodarki pod względem ekonomicznym.

    Drewno jest surowcem w pełni odnawialnym, wielkość jego pozyskiwania określana jest „etatem cięć”. Etat cięć rębnych jest wielkością maksymalną dla danego nadleśnictwa, określającą ilość pozyskiwanego drewna z drzewostanów dojrzałych. W młodszych drzewostanach określa się ilość użytków przedrębnych, w tym przypadku drzewa wycinane są w ramach zabiegów pielęgnacyjnych, jest to konieczne dla prawidłowego funkcjonowania i wzrostu lasów.

    W przypadku cięć rębnych, każdorazowo, w miejsce wyciętych drzew sadzone są nowe. Każdego roku dla celów przemysłowych wycinane jest nie więcej niż 50% rocznego przyrostu drzew.

Drewno jako materiał budowlany

    Drewno jest najczęściej wykorzystywanym materiałem w przemyśle budowlanym, służącym jako materiał konstrukcyjny, do produkcji takich elementów jak drzwi, okna, a także wykańczania wnętrz. Nie ma wątpliwości, że jest to materiał zdrowy dla człowieka a także dla środowiska. Jako jedyny z materiałów budowlanych nie ma negatywnego wpływu na organizm ludzki. Należy również podkreślić walory estetyczne budynków wykonanych z drewna a także elementów wyposażenia wnętrz. Nie ma wątpliwości, że mają one niepowtarzalny urok.

    Można przy jego użyciu zbudować budynek wielopokoleniowy, w którym dodatkowo będzie panował przyjazny mikroklimat, ponieważ przy odpowiedniej konserwacji drewno charakteryzuje znaczna trwałość. W przypadku budynków o konstrukcji drewnianej, bardzo istotna jest precyzja ich wykonania oraz odpowiedni dobór użytych materiałów. Drewno użyte do budowy domu powinno być odpowiednio strugane i suszone. Optymalna wilgotność powinna wynosić maksymalnie 18%. Kolejną bardzo istotną rzeczą jest prawidłowo wykonany proces obróbki.

    Drewno jest o wiele lżejsze od innych materiałów budowlanych. Ważne jest, aby wybrać odpowiedni gatunek, zwracając przy tym uwagę na jego wady – takie jak przebarwienia, sęki czy martwica.

    Dodatkowym atutem jest zdolność drewna do samoregulacji wilgotności wewnątrz pomieszczeń. Dzięki temu w domach o konstrukcji drewnianej panuje niezwykle korzystny dla człowieka mikroklimat, który wpływa zarówno na samopoczucie jak i zdrowie mieszkańców.

    W polskim budownictwie najczęściej wykorzystywane jest drewno sosnowe oraz świerkowe.

Porównanie zużycia energii do produkcji drewna oraz innych materiałów budowlanych

Realizacja każdego obiektu budowlanego jest poprzedzona produkcją odpowiednich materiałów budowlanych niezbędnych do jego budowy. Wytworzenie tych materiałów poprzedzone jest wydobyciem odpowiednich surowców, a następnie ich przetworzeniem. Kolejne etapy to budowa obiektu oraz jego eksploatacja. Wszystkie obciążają środowisko naturalne w różnym stopniu w zależności od rodzaju materiału wybranego do realizacji obiektu. Czynnikami dominującymi są tutaj: wydobycie i zużycie surowców nieenergetycznych i energetycznych, zużycie wody, emisja zanieczyszczeń, powstanie odpadów. Warto podkreślić, że ilość energii zużytej do produkcji materiałów wykonanych z PCV, stali, betonu czy też aluminium jest kilkukrotnie większa niż elementów drewnianych. W przypadku powyższych materiałów więcej energii pochłania również ogrzanie budynku. Co za tym idzie, koszty produkcji materiałów budowlanych wykonanych z drewna są znacznie niższe niż materiałów wykonanych z innych tworzyw, a dodatkowo w znacznie mniejszym stopniu obciążają środowisko naturalne.

W UE budynki są odpowiedzialne za 40% zużycia energii oraz 36% emisji gazów cieplarnianych. Budowa domu o konstrukcji drewnianej wymaga znacznie mniejszej ilości energii, przy jednocześnie znacznie mniejszej ilości emitowanych gazów cieplarnianych. Do wybudowania budynków o konstrukcji stalowej i betonowej potrzebne jest odpowiednio o 17% i 16% więcej energii niż w przypadku budynków o konstrukcji drewnianej, dodatkowo emitują one 14% i 23% więcej zanieczyszczeń powietrza. Emisja gazów cieplarnianych budynków drewnianych jest niższa niż budynków o konstrukcji stalowej betonowej odpowiednio o 26% i 31%.

Najważniejsze właściwości drewna

Właściwości termiczne i akustyczne

    Drewno samo w sobie jest dobrym izolatorem termicznym i akustycznym. Właściwości termoizolacyjne ścian wykonanych z drewna są kilkukrotnie wyższe niż ścian z betonu lub cegły.

    W przypadku domów szkieletowych dobre właściwości termiczne i akustyczne budynku zapewnia wybór najlepszych z dostępnych materiałów funkcjonujących w systemach ociepleń, cechujące się bardzo dobrymi właściwościami termicznymi i akustycznymi. Bardzo ważne jest również prawidłowe wykonanie przegród budynku. Odpowiednie ułożenie izolacji zapobiega tworzeniu się mostków termicznych, które w budynkach nieodpowiednio zaizolowanych są miejscami wzmożonej utraty ciepła.

    Firma STEICO jest liderem wśród dostawców naturalnych materiałów izolacyjnych z włókna drzewnego. Wysoką jakość produktów potwierdza nadzór Niemieckiego Urzędu Kontroli Materiałów Nordrhein - Westfalen, Dortmund.

    Materiały oferowane przez firmę STEICO zapewniają przede wszystkim:

    Ochronę przed zimnem w zimie

    Porowata struktura materiałów izolacyjnych STEICO pozwala na gromadzenie powietrza, które jest najlepszym izolatorem termicznym. Dzięki temu zapewniona jest efektywna ochrona przed zimnem w zimie. Dzięki niskiemu współczynnikowi przewodzenia ciepła pozwalają na dobre zabezpieczenie budynku przed jego nadmierną utratą.

    Ochrona przed letnim upałem

    W porównaniu z innymi materiałami izolacyjnymi, produkty firmy STEICO są cięższe, co wiąże się z ich większą gęstością. Mają dodatkowo większą pojemność cieplną, co w okresie letnim pozwala na gromadzenie i zatrzymywanie gorącego powietrza, które w chłodniejszych, wieczornych godzinach zostaje z powrotem oddane na zewnątrz. Pozwala to na zachowanie optymalnej temperatury wewnątrz budynku.

    Ochrona przed hałasem

    Bardzo dobra ochrona przed hałasem jest zapewniona dzięki włóknistej strukturze a także większej w porównaniu z innymi materiałami izolacyjnymi gęstości. Izolują budynek przed hałasami dobiegającymi z zewnątrz, a także wewnętrzne przegrody pomiędzy pomieszczeniami czy też piętrami.

    Surowce naturalne bez szkodliwych dodatków

    Materiały izolacyjne z włókna drzewnego powstają z naturalnego drewna. To drewno powstaje jako produkt uboczny podczas trzebieży lub w tartakach. Niezależny znak FSC (Forest Stewardship Council) gwarantuje, że drewno pochodzi z lasów zarządzanych według zasad Dobrej Gospodarki Leśnej. Podczas produkcji nie są stosowane żadne szkodliwe dodatki. Płyty izolacyjne produkowane metodą mokrą, są łączone drewnopochodnym spoiwem "Lignin".

Odporność ogniowa

    Ochronę przed ogniem uzyskuje się poprzez staranne wykonanie elementów konstrukcyjnych. Dokładnie obrobione, specjalnie przygotowane przez procesy suszenia produkty są odporne na bezpośrednie podpalenie bez stosowania jakichkolwiek środków impregnacji. Dodatkowym zabezpieczeniem może być zastosowanie wymiarów elementów nośnych większych, niż wymagane ze względów statycznych. W procesie spalania drewna tworzy się tzw. „strefa zwęglania”, która działa na zasadzie warstwy izolacyjnej, zapobiegającej przepaleniu się elementu. W ten sposób spowalnia się proces termicznego rozkładu części przekroju znajdującego się pod tą warstwą. Element nadal jest w stanie bezpiecznie przenosić obciążenia.

    Duży wybór preparatów ognioochronnych umożliwia wydłużenie czasu do momentu zapalenia konstrukcji, a nawet zmianę klasyfikacji drewna do materiału niezapalnego.

Ochrona przed korozją biologiczną

    Bardzo ważne jest, aby elementy drewniane budynku były odizolowane od podłoża a także osłonięte przed bezpośrednim działaniem deszczu. Dodatkowo właściwe przygotowanie drewna jako materiału użytego do budowy domu, polegające na wysuszeniu drewna do odpowiedniego stopnia a także impregnacja drewnianych elementów. Ważna jest odpowiednia wentylacja pomieszczeń, a także jakość materiałów użytych do budowy domu oraz precyzja wykonania. W przypadku domów drewnianych dokładność ich wykonania jest bardzo ważnym czynnikiem wpływającym na późniejsze prawidłowe funkcjonowanie.

    Prefabrykowany dom, montowany w 100% hali fabrycznej, będzie już zabezpieczony przed niekorzystnymi warunkami atmosferycznymi, gdyż nie ma zagrożenia zamoknięcia izolacji, bądź innych elementów konstrukcyjnych, co jest bardzo istotne dla prawidłowego funkcjonowania konstrukcji.

    Do dodatkowej ochrony wykorzystane zostanąimpregnaty firmy TIKKURILA, która oferuje produkty wysokiej jakości, przyjazne dla środowiska naturalnego oraz posiada ponad 150 letnie doświadczenie.

    Kolejną ważną rzeczą jest odpowiednia wentylacja budynku, którą zapewni instalacja wentylacji mechanicznej z rekuperacją.

Konstrukcja szkieletowa

Technologia budowy domu szkieletowego to konstrukcja nośna oparta na drewnianych słupkach. Przestrzeń pomiędzy drewnianymi słupkami wypełniona jest izolacją. W przypadku „śląskiego domu z drewna” będzie to izolacja firmy STEICO, wykonana z włókna drzewnego powstałego z naturalnego drewna. Jest to materiał izolacyjny bardzo wysokiej jakości. Bardzo dobre parametry gwarantuje dobór materiałów o wysokiej jakości oraz rozwiązań opartych na współpracy z doświadczoną, Skandynawską firmą „Teijo Talo”.

Przegląd wszystkich produktów STEICO

Materiały izolacyjne z włókna drzewnego

Materiały izolacyjne z włókna drzewnego firmy STEICO, to produkt posiadający dużą zdolność akumulacji ciepła, dzięki czemu w pomieszczeniu o wiele rzadziej osiągana jest temperatura odczuwana jako nieprzyjemna. Zapewnia to lepszy komfort oraz samopoczucie mieszkańców. W porównaniu z wełną mineralną, materiały izolacyjne STEICO o gęstości około 150 kg/m3 okres odczuwania niekomfortowego upału jest o 2/3 krótszy. Produkty te cechują się większą masą niż wełna szklana, co zapewnia ich wyższą pojemność cieplną oraz pozwala na stawianie większego oporu promieniom słonecznym. Niski współczynnik przewodzenia ciepła, który w przypadku mat z włókna drzewnego STEICOflex wynosi 0,039 zapewnia również bardzo dobrą ochronę przed utratą ciepła w zimie.

Produkty firmy STEICO pochodzą z naturalnego drewna, które powstaje jako produkt uboczny w tartakach. Do produkcji materiałów nie są używane żadne szkodliwe dodatki, są one jednocześnie w pełni ekologiczne oraz zdrowe dla mieszkańców. Zapewniają bardzo dobrą ochronę przed zimnem, upałem i hałasem, a także korzystny mikroklimat w pomieszczeniach, który sprzyja szczególnie alergikom.

źródło: http://www.steico.com

Trwałość domów drewnianych

    Do budowy domów szkieletowych wykorzystuje się najczęściej drewno suszone komorowo, czterostronnie strugane. Właściwe przygotowanie materiału ma bardzo duże znaczenie dla prawidłowego funkcjonowania całej konstrukcji. Kolejną bardzo istotną rzeczą jest wykonanie konstrukcji z zachowaniem wszystkich zasad sztuki budowlanej. Jeżeli wszystkie powyższe wymagania będą spełnione można z całym przekonaniem stwierdzić, że trwałość domów o konstrukcji drewnianej nie będzie odbiegała od tych, wykonanych z materiałów ceramicznych. Bardzo istotne jest jednak, aby dom o konstrukcji drewnianej został wykonany dokładnie, wszystkie wymagania były rygorystycznie przestrzegane, a materiały użyte do budowy poszczególnych elementów zostały starannie i prawidłowo dobrane. Wtedy nie musimy obawiać się o jego trwałość.

    Wysoka jakość produktów jest w tym przypadku zapewniona dzięki współpracy z firmą Skandynawską, która jest liderem w dziedzinie budownictwa szkieletowego. Firma „Teijo Talo” specjalizuje się w wykonawstwie budynków szkieletowych w 100% wykonywanych w hali fabrycznej. Skandynawia jest rejonem, na którym budownictwo tego typu jest szeroko rozwinięte oraz funkcjonuje od setek lat. Aby uniknąć błędów związanych z projektowaniem i wykonawstwem wysokiej jakości budynków o konstrukcji drewnianej, szkieletowej podjęliśmy współpracę z firmą, która jest liderem na rynku europejskim.

    Dowodem trwałości drewna jako materiału konstrukcyjnego oraz budynków z niego wykonanych mogą być przykłady konstrukcji, które pochodzą nawet sprzed kilkuset lat. W miejscowości Kosieczyn, w województwie Lubuskim znajduje się drewniany kościół pochodzący z 1389 roku. Jest to najstarszy kościół wykonany z drewna w całej Europie.

    http://www.lwkz.pl/uploads/gallery/large/20bc706f678459c050862cd84d5cbd5e.jpg

    Kosieczyn-kościół pw. Św. Ap. Szymona i Judy Tadeusza, źródło: http://www.lwkz.pl

Domy „Kanadyjskie”

Domy „Kanadyjskie” to domy o konstrukcji szkieletowej, są one jednak przykładem źle przeniesionej technologii i nie można ich porównywać z domami skandynawskimi. Są jednak bardzo często mylone ze szkieletowymi, co wpływa negatywnie na ocenę całego systemu budownictwa szkieletowego.

Drewno użyte do budowy szkieletu konstrukcyjnego domu musi być wolne od chorych sęków, które osłabiają belki. Wszystkie elementy konstrukcyjne muszą zostać wykonane dokładnie i starannie, aby w każdym miejscu bezpiecznie przenosiły obciążenia. Płyty gipsowo-kartonowe powinny zostać połączone starannie, tak aby nie ulegały w późniejszym etapie pękaniu, które może być również spowodowane błędami w wykonaniu konstrukcji szkieletu nośnego. Jeśli zostanie on prawidłowo wykonany, cała konstrukcja będzie pracować w minimalnym zakresie, co wyeliminuje pęknięcia okładziny. Papier którym są one obłożone stanowi konstrukcję nośną, dlatego też należy uważać, aby nie został uszkodzony. Zastosowanie wiatroizolacji chroni ściany zewnętrzne przed niekorzystnym działaniem deszczu, śniegu.

Błędy w wykonaniu tych i wielu innych elementów budynku w systemie „Kanadyjskim” przyczyniły się do negatywnych opinii na ich temat. Brak wiedzy z zakresu budownictwa szkieletowego a także zastosowanie nieodpowiednich materiałów były główną przyczyną złego wykonania budynków w systemie „Kanadyjskim”, co w rezultacie przyczyniło się do zepsucia opinii na temat całego budownictwa szkieletowego.

Aspekty ekonomiczneNajlepszym sposobem na zaoszczędzenie wydatków jest budowa domu energooszczędnego. Ważny jest kształt oraz usytuowanie budynku, zwarta bryła oraz położenie na działce w taki sposób aby możliwe były zyski energetyczne z nasłonecznienia. Kolejną istotną rzeczą jest właściwe ocieplenie ścian zewnętrznych oraz pozostałych przegród budynku. Dobrym rozwiązaniem jest również zastosowanie wentylacji mechanicznej z odzyskiem ciepła, a także rozważenie innych dostępnych instalacji (np. pompy ciepła, kolektory) które pozwoliłyby na zmniejszenie wydatków związanych z pozyskiwaniem energii. Warto podkreślić, że energia potrzebna na ogrzanie budynku może wynosić nawet całkowitych kosztów związanych z jego utrzymaniem. Dobrze jest więc zastanowić się nad możliwością zmniejszenia wydatków w tym zakresie.

    Aby zmniejszyć koszty związane z utrzymaniem już istniejącego budynku, należy zastosować odpowiednie rozwiązania już na etapie projektowym. Wartości współczynników przenikania ciepła poszczególnych przegród w budynku szkieletowym SIDE Cluster przedstawiono w poniższej tabeli.

    Rodzaj przegrody

    Wymagana wartość współczynnika U

    Uzyskana wartość współczynnika U

      Ściana zewnętrzna

    0,30

    0,17

      Dach ocieplony

    0,25

    0,09

      Podłoga na gruncie

    0,45

    0,16

    Zamontowanie okien skrzynkowych trójszybowych również w znacznym stopniu przyczyni się do ograniczenia strat ciepła. Są one produktem wysoko energooszczędnym, ich współczynnik przenikania ciepła szacowany jest poniżej 1,0 , przy wymaganym dla okien U=1,9 . Kolejną ważną cechą jest ich wysoka izolacyjność akustyczna.

    Jeśli chodzi o sam proces budowy, dodatkową korzyścią jest tutaj wykonanie konstrukcji w 100% w hali fabrycznej, co pozwala na pracę bez względu na panujące warunki pogodowe. Przekłada się to zarówno w kosztach związanych z zatrudnieniem pracowników, jak i wysoką precyzją wykonania konstrukcji. Pozwala to na znaczne zmniejszenie kosztów całej inwestycji, które szacowane są na około 20% niższe niż w przypadku budowy domu w technologii murowanej.

Wentylacja z odzyskiem ciepła

Zastosowanie rekuperatora umożliwia odzyskiwanie ciepła z powietrza wywiewanego na zewnątrz budynku kanałem wentylacyjnym. Rekuperator jest urządzeniem działającym na zasadzie wymiennika ciepła, które pozwala na ograniczenie strat ciepła spowodowanych wentylacją budynku.Ilość energii potrzebnej do ogrzania nawiewanego z zewnątrz powietrza może zostać zmniejszona nawet o 80%. Wentylacja mechaniczna z odzyskiem ciepła pozwala na znaczne zmniejszenie kosztów eksploatacji budynku związanych z ogrzewaniem (o co najmniej 30%). Prawidłowo funkcjonująca wentylacja zapobiega również powstawaniu pleśni i grzybów. Oprócz zmniejszenia kosztów ogrzewania budynku, instalacja wentylacyjna z odzyskiem ciepła zapewnia również świeże powietrze niezbędne do zdrowego funkcjonowania.

Koszty związane z montażem instalacji są zależne od wielkości powierzchni wentylowanej oraz modelu rekuperatora. Decydując się na wentylację z rekuperacją już na etapie projektowania budynku można zaoszczędzić pieniądze związane z budową kominów od wentylacji grawitacyjnej, gdyż nie będą one w tym przypadku potrzebne. Zaoszczędzone w ten sposób pieniądze mogą pokryć większą część kosztów instalacji z rekuperatorem.

Czas realizacji

    W porównaniu z technologią murowaną, domy drewniane powstają w bardzo

    krótkim czasie. Realizacja „śląskiego domu z drewna” jest szacowana na okres dwóch miesięcy od momentu podpisania umowy. Będzie on w stu procentach wykonywany w hali fabrycznej, co umożliwia pracę bez względu na panujące warunki pogodowe.

    Materiały wykorzystane do budowy domów o konstrukcji drewnianej nie wymagają wykańczania budynku, co skraca czas realizacji a dodatkowo zmniejsz koszty wykonania.

    „Śląski dom z drewna” jest kompleksowym produktem, który obejmuje projekt, jego realizację a także kompleksowe wykończenie domu. Po upływie ustalonego okresu odmomentu podpisania umowy, wybudowany dom jest gotowy do zamieszkania bez konieczności wykonywania jakichkolwiek dodatkowych prac.

    Literatura:

    ·Helmuth Neuhaus, Budownictwo drewniane

    ·Kurier drzewny

    http://www.lasy.gov.pl/

    http://www.drewdomy-sowa.pl

    http://www.steico.com

    http://www.przegladbudowlany.pl

    http://www.dom.pl

    http://www.ecocomfort.pl

    inne opracowania

©2013 SIDE-CLUSTER
172810