Drewno klejone

Drewno klejone stosuje się we wszystkich typach budynków

Konstrukcyjne drewno klejone najpowszechniej wykorzystuje się w budownictwie. Ponieważ jest traktowane jako współczesny materiał budowlany można je spotkać w licznych konstrukcjach inżynierskich powstałych w okresie ostatniego stulecia.

W początkowym jego okresie największą uwagę przyciągała wytrzymałość drewna klejonego. Obecnie docenia się korzyści wynikające z punktu widzenia architektonicznego. Zauważono bowiem, że konstrukcyjne drewno klejone to materiał dający praktycznie nieograniczone możliwości formowania kształtów budowli. Olbrzymie rozpiętości, które można uzyskać stosując drewno klejone, pozwalają na dużą dowolność kształtowania wnętrz użytkowych. Z tego też względu, drewno klejone jest stosowane przy budowie różnorakich obiektów takich jak:

Szczególnie ważne miejsce, w realizacjach opartych na drewnie klejonym zajmują hale sportowe i kryte pływalnie. W niektórych przypadkach drewno klejone jest wyraźnie preferowanym materiałem budowlanym, tak jak w przypadku konstrukcji przykryć nad basenami, magazynami soli czy obiektami związanymi z przyrodą. Przekonano się bowiem, że w przypadku pływalni czyli tam gdzie jest duża wilgotność powietrza, drewno jest najlepszym materiałem konstrukcyjnym. Podobnie, budulec ten okazuje się niezastąpionym wręcz tworzywem konstrukcyjnym w środowiskach agresywnych, takich jak magazyny soli czy trawialnie. Drewno klejone nie ulega tak łatwo degradacji pod wpływem środków chemicznych jak inne materiały, gdyż posiada dużą odporność na działanie gazów i soli. Również w przypadku niektórych wnętrz użytkowych, takich jak obiekty sakralne czy sale wystawiennicze, ze względu na pełen wdzięku wygląd, architekci sięgają głównie po drewno klejone.

Generalnie o stosowaniu drewna w obiektach użyteczności publicznej przesądza fakt, że bez problemu spełnia ono wymagania dotyczące odporności ogniowej, co decyduje o bezpieczeństwie konstrukcji i przebywających tam osób. Zatem w tych obiektach, gdzie jednorazowo przebywają duże grupy ludzi drewno klejone okazuje się być materiałem wręcz niezastąpionym.

Ze względu na ogół pozytywnych i wyjątkowych, korzystnych dla człowieka i jego środowiska właściwości drewna jako materiału naturalnego, oraz cechy związane z jego wytrzymałością, droga do coraz powszechniejszych zastosowań konstrukcyjnego drewna klejonego w budownictwie pozostaje szeroko otwarta. Dotyczy to zarówno obiektów użyteczności publicznej jak i obiektów przemysłowych.

Przy wyborze drewna klejonego nie bez znaczenia pozostają względy ekonomiczne. Przy obecnych cenach w przypadku pokryć o dużych rozpiętościach konstrukcja drewniana może być nawet dwa razy tańsza od konstrukcji stalowej.

Drewno klejone jest współczesnym budulcem

Drewno klejone jest cenionym materiałem konstrukcyjnym

Konstrukcyjne drewno klejone jest drewnem budowlanym stosowanym w konstrukcjach inżynierskich a więc takich, których właściwości i parametry na etapie projektowania zostały dokładnie obliczone. Z reguły przekracza swoimi wymiarami zwykłe elementy ciesielskie wycięte z pni drzew. Z tego powodu elementy klejone nazywa się również wielkowymiarowymi elementami konstrukcyjnymi z drewna klejonego. Elementy te znajdują zastosowanie wszędzie tam gdzie należy pokonać duże rozpiętości, jak np. w przekryciach hal handlowych, czy przy budowie mostów. W budowlach inżynierskich każdy element nośny posiada optymalnie dobrany przekrój do funkcji jaką spełnia w konstrukcji i może być wykonany tylko z odpowiedniego rodzaju materiału wskazanego przez projektanta. Dotyczy to również elementów z konstrukcyjnego drewna klejonego.

Elementy te często posiadają na swojej długości przekrój zróżnicowany, stosowny do charakteru wytężenia w ustroju budowlanym a ich kształt jest dopasowany do bryły obiektu. Z tego powodu produkcja drewna klejonego dla potrzeb budowlanych podlega ścisłym rygorom, takim samym prawidłowościom podlega projektowanie i sztuka wznoszenia budowli z zastosowaniem konstrukcyjnego drewna klejonego Zatem dostawę i montaż konstrukcji z drewna klejonego zleca się tylko wyspecjalizowanym firmom budowlanym.

Drewno klejone powstaje w wysoce zaawansowanym procesie technologicznym

Element konstrukcyjny jest uformowany przez sklejenie kilku warstw desek równolegle do przebiegu włókien. W ten sposób powstają elementy o najczęściej prostokątnym przekroju poprzecznym. Do produkcji wykorzystuje się głównie tarcicę świerkową. Dopuszcza się stosowanie innych gatunków drewna iglastego. Tarcica przed użyciem jest suszona i stabilizowana do wilgotności 12%. Po suszeniu uzdatnia się tarcicę przez wycięcie z niej partii obarczonych wadami i poddaje się selekcji metodą badań wytrzymałościowych. Do formowania elementów konstrukcyjnych kierowana jest już tylko tarcica spełniająca wymogi określone normami technicznymi. Wprowadzenie mechanicznej metody badania i sortowania desek pozwala nie tylko na szybki ale przede wszystkim precyzyjny dobór materiału do uzyskania wymaganej klasy wytrzymałości drewna klejonego. Przed sklejaniem deski łączy się w długie listwy zwane lamelami a następnie listwy te powleka się klejem i układa warstwowo. Sklejanie desek ze sobą odbywa się w prasie.

Do klejenia konstrukcyjnych elementów z drewna używa się klejów wodoodpornych, które gwarantują uzyskanie spoiny klejowej o wyższej wytrzymałości od tej, jaką posiada samo drewno. Spoina klejowa jest ponadto bardziej odporna na gnicie i działanie ognia niż drewno. Sklejone elementy, po wyjęciu z prasy, są strugane z czterech stron, czasem uzdatnia się ich powierzchnię, np. przez zaklejenie dziur po wypadłych sękach.

Drewno klejone wytrzymałością dorównuje innym materiałom budowlanym

Konstrukcyjne drewno klejone, w porównaniu z drewnem litym ma wyższą wytrzymałość (charakterystyczną i obliczeniową) wynikającą z tzw. efektu laminarnego, co jest skutkiem tego, że jest formowane z desek o ograniczonej liczbie wad. Celowo eliminuje się z desek sęki i partie drewna ze skośnym przebiegiem włókien. Ponadto, deski przed sklejeniem są zawsze badane i tak dobierane aby we wszystkich warstwach posiadały taką samą wytrzymałość. Struktura warstwowego drewna klejonego jest zatem zawsze bardziej jednorodna niż drewna litego.

Deski przed sklejeniem są suszone do jednolitej wilgotności. Czynniki te, wraz z układem warstwowym, zapewniają elementom konstrukcyjnym stabilność wymiarową i ograniczają skutecznie spękania powierzchniowe. Tak wykonane elementy klejone z drewna w porównaniu z drewnem litym, są w stanie odpowiadać za większe wytężenia w konstrukcji. Spośród ogólnie znanych materiałów, w stosunku do swojej wagi, konstrukcyjne drewno klejone jest najmocniejsze. Nośność drewna jest taka sama jak stali, betonu czy żelbetu ale przy dużych rozpiętościach waga drewna jest zawsze mniejsza, co korzystnie wpływa na statykę konstrukcji i umożliwia stosowanie drewna w wielkowymiarowych układach nośnych.

Trwałość drewna kleonego została dowiedziona praktyką

Mianem trwałości nazywa się okres przez jaki materiał zachowuje swoje właściwości w stanie pozwalającym na jego użytkowanie.

Sama natura sprawiła, że drewno jest materiałem trwałym nie ulegającym tak szybkiej destrukcji jak dzieje się to np. w przypadku stali. Właściwości techniczno-użytkowe drewna pozwalają na stosowanie tego materiału na ekspozycjach zewnętrznych. Im warunki otoczenia są stabilniejsze tym trwałość drewna jest wyższa.

Konstrukcyjne drewno klejone potrafi więc być materiałem długowiecznym. Notowano przypadki gdzie wiek zachowanych budowli z drewna sięga 500 lat a konstrukcji wewnętrznych nawet 1000 lat Wynika to m.in. z tego, że na elementy konstrukcyjne przeznacza się drewno o większym ciężarze właściwym a takie drewno cechuje wyższa trwałość. W przypadku drewna klejonego decyduje o tym jeszcze kolejny czynnik a mianowicie suszenie drewna, które uwalnia je od organizmów żywych (zarodników grzybów i larw owadów), stanowiących największe zagrożenie dla jego kondycji. Dodatkowo stosuje się struganie powierzchni, co chroni materiał przed wnikaniem tychże organizmów. Ponadto, w prosty sposób można zapewnić drewnu długowieczność poprzez stosowanie odpowiednio dobranych środków ochrony. Dotyczy to zwłaszcza drewna na ekspozycji zewnętrznej. Można wybierać spośród rozlicznych środków ochrony biologicznej, chroniących drewno przed wilgocią a także utrwalających ten materiał wobec ognia.

Drewno doskonale daje sobie radę, lepiej niż beton czy stal, w agresywnych warunkach eksploatacji,. Dla przykładu w środowiskach kwaśnych drewno zaczyna ulegać rozkładowi przy kwasowości pH <= 2, zaś beton i stal ulegają rozkładowi przy pH <= 5.

Drewno jest odporne na działanie wysokich temperatur i nie pęka tak jak beton czy żelbet oraz nie uplastycznia się tak jak stal czy aluminium. Konstrukcje budynków drewnianych udowodniły swoją długowieczność: obiekty drewniane kilkudziesięciu- a nawet kilkusetletnie są w lepszej kondycji niż wzniesione z innych materiałów.

Plastyczność drewna klejonego nie jest jego wadą a jeszcze jedną zaletą

Plastyczność oznacza zdolność do przyjmowania nowych kształtów a drewno takie cechy wykazuje i jest to jego istotna zaleta jako materiału konstrukcyjnego. Drewno jest materiałem poddającym się gięciu. Im cieńszy element tym większa możliwość gięcia. Podobnie można kształtować elementy konstrukcyjne o dużych rozmiarach przekroju. Jest to możliwe gdyż drewno klejone powstaje z lameli. Każdą lamelę, jako pojedynczą deskę, przed sklejeniem, można zgiąć do zadanego przez prasę kształtu. Utrwalenie kształtu uzyskuje się przez sklejenie, które następuje po zaciśnięciu prasy. Taka technologia kształtowania elementów nazywa się gięciem z jednoczesnym klejeniem. Dzięki temu element konstrukcyjny może być już w trakcie produkcji dopasowany do bryły budynku, czy też kształtu konstrukcji dachowej. Ułatwia to potem montaż konstrukcji. Przy projektowaniu prostoliniowych elementów można im nadać niewielkie wygięcie, odpowiadające ugięciu dźwigara jakie pojawia się pod wpływem obciążeń, które wystąpią w trakcie jego pracy. Powoduje to, że będąc obciążanym dźwigar zachowa płaski spód. Pozwala to projektować bardziej smukłe, delikatniejsze a co za tym idzie, tańsze konstrukcje. Możliwość gięcia drewna stwarza architektom nieograniczone możliwości tworzenia nowych form architektonicznych. Kształtowanie elementów konstrukcji z innych materiałów jest bardziej kłopotliwe i z reguły droższe.

Drewno klejone łatwo poddaje się obróbce i montażowi

Dobra obrabialność to kolejna zaleta drewna. Wynika ona z przyczyn naturalnych czyli z budowy drewna. Natura tak ukształtowała ten materiał, że łatwo poddaje się obróbce zarówno w trakcie produkcji jak i w trakcie montażu konstrukcji budowlanych. Na budowie wyróżnia je łatwość połączenia z innymi materiałami np. ze stalą czy żelbetem. Ułatwia to znakomicie wykonywanie konstrukcji z kilku materiałów jednocześnie. W razie potrzeby drewno klejone może być obrabiane na placu budowy. Elementy można dociąć, ukształtować do spasowania, nawiercić otwory do połączeń itp., przy użyciu zwykłych ręcznych narzędzi. Można wreszcie wykonać wszelkie konieczne poprawki na elementach fabrycznie ukształtowanych ze struganiem powierzchni włącznie.

Elementy konstrukcyjne z drewna klejonego z reguły są już ukształtowane w trakcie produkcji a więc na budowę przyjeżdżają gotowe do wbudowania. Scalanie elementów odbywa się bez większych problemów za pomocą odpowiednio ukształtowanych blach, śrub i gwoździ. Pozwala to na szybki montaż konstrukcji a, że można go wykonać z użyciem lekkich dźwigów samojezdnych, to korzyść jest tu podwójna. Warto dodać, że montaż konstrukcji z drewna klejonego jest możliwy w każdych warunkach atmosferycznych, również zimą.

Wykończenie powierzchni z drewna klejonego jest proste: impregnacja, malowanie czy lakierowanie na dowolny kolor i odcień jest możliwe do wykonania zarówno w fabryce jak i na miejscu budowy.

Użytkownicy konstrukcji z drewna klejonego bardzo cenią sobie możliwość nieskomplikowanego mocowania do niej wszelkich elementów instalacji i wyposażenia.

Drewno klejone pochodzi z naturalnego materiału od zawsze przyjaznego człowiekowi

Drewno od wieków jest traktowane jako budulec przyjazny człowiekowi. Dzięki porowatości i niskiej przewodności cieplnej powierzchnia drewna zachowuje temperaturę zbliżoną do temperatury pomieszczenia. Drewno nie powoduje zmian ziemskiego pola magnetycznego, którego zmiany w opinii wielu lekarzy negatywnie oddziaływają na samopoczucie. Drewno klejone pozostaje wciąż drewnem i sprawia dokładnie takie samo wrażenie a ponadto jego ujednolicony rysunek i barwa tworzą pełen wdzięku wygląd, co pozwala osiągnąć wysoki komfort psychiczny.

Konstrukcja z drewna klejonego łatwo komponuje się z otoczeniem, bowiem drewno nadaje jej naturalności i pewnej lekkości. Drewno jako materiał dekoracyjny tworzy niepowtarzalny obraz wnętrza. Połysk powierzchni drewna poprawia światło otoczenia. Wraz z innymi materiałami naturalnymi drewno klejone może wytworzyć unikalną atmosferę, miły i nastrojowy klimat wnętrza a tym samym przyczynić się do stworzenia dobrych warunków przebywania oraz pracy. Dominanta elementów z drewna zapewnia naturalny mikroklimat wnętrza sprzyjający zdrowiu człowieka.

Drewno klejone wygrywa ekonomicznie z innymi materiałami

Niewielki ciężar i cechy wytrzymałościowe drewna sprawiają, że można z niego budować tanio konstrukcje dachowe o dużych rozpiętościach bez podpór pośrednich. Pozwala to również efektywnie wykorzystywać powierzchnie użytkowe. Lekkość konstrukcji z drewna powoduje, że oszczędza się na przygotowaniu gruntu pod posadowienie. Same fundamenty mogą być również wznoszone mniejszym nakładem kosztów. Poza wymiernymi korzyściami w nakładach materiałowych zyskuje się również na robociźnie, o czym decyduje łatwość montażu.

Oszczędności uzyskuje się także podczas eksploatacji budowli wzniesionych w technologii konstrukcyjnego drewna klejonego - nie wymagają one bowiem bieżących konserwacji. Korzyść jest tym większa, że odpowiednio zaprojektowana i wykonana konstrukcja z drewna klejonego jest elementem długowiecznym. Dla przykładu konstrukcja stalowa nie posiada takiej trwałości a ponadto wymaga odnawiania powłok malarskich.

W przypadku koniecznych zabezpieczeń ogniowych koszty zabezpieczenia drewna są minimalne w porównaniu z konkurencyjnymi materiałami i tak np. koszt zabezpieczenia przeciwpożarowego stali sięga 50% kosztów konstrukcji, podczas gdy w przypadku drewna nie przekracza to 5% wartości konstrukcji. Dodać należy, że ze względu na naturalne cechy drewna wyrażające się jego wysoką odpornością ogniową, zabezpieczenia ogniowe konstrukcji z drewna klejonego zwykle nie są wymagane.

Konieczne zabezpieczenia biologiczne konstrukcji z drewna są również zawsze tańsze od zabezpieczeń antykorozyjnych konstrukcji stalowych.

Ponieważ drewno klejone jest materiałem dekoracyjnym o wysokiej estetyce użytkowej nie jest wymagane dodatkowe obudowywanie konstrukcji materiałami podnoszącymi estetykę wnętrza i jest to kolejna oszczędność na ogólnych kosztach inwestycji.

Przy stosowaniu drewna klejonego w obiektach przemysłowych, gdzie nie obowiązują wymogi dotyczące jakości powierzchni drewna, koszt tej technologii jest bardzo konkurencyjny w stosunku do technologii z wykorzystaniem innych materiałów.

Obecnie konstrukcje z drewna klejonego stają się standardem, jeśli chodzi o pokrycie dużych obiektów. Okazuje się bowiem, że przy dużych rozpiętościach koszt konstrukcji drewnianej jest zawsze znacznie niższy od kosztu konstrukcji stalowej o takich samych wymiarach.

Drewno klejone, to najbardziej odpowiedni materiał na wypadek pożaru

Konstrukcje drewniane pomimo, że zbudowane z materiału palnego, ocenia się jako niezwykle bezpieczne w trakcie pożaru. Gdy drewno się pali nie wydzielają się z niego zabójcze dymy, czy gazy. Spala się ze stałą prędkością i nie od razu na całym przekroju. W czasie spalania zwęglaniu ulega tylko powierzchnia elementu drewnianego a jego wewnętrzna struktura pozostaje nienaruszona. Powstały na powierzchni węgiel utrudnia dostęp tlenu i reguluje tym samym tempo spalania. Gdy pożar trwa, zwęglanie postępuje w głąb drewna, w tempie ok. 40 mm na godz. Drewno po zapaleniu się nie traci natychmiast swojej nośności, bo środkowa część niezwęglonego przekroju przenosi obciążenia.

Najnowsze badania ogniowe dowiodły, że przy obecnych możliwościach formowania (sklejania) drewna w elementy o dużych przekrojach, można konstrukcję tak ukształtować, aby spełniała swoją funkcję w pożarze, w z góry określonym czasie. Wystarczy przekroje, obliczone na wymaganą nośność, odpowiednio powiększyć np. o wielkość, która ulegnie zwęgleniu w czasie potrzebnym na akcję ratunkową i uzyskuje się w ten sposób w pełni bezpieczną konstrukcję.

Drewno w czasie pożaru zachowuje się w sposób przewidywalny. Inne materiały takiej właściwości nie posiadają. Dla przykładu stal, która jest materiałem niepalnym, w pożarze szybko się uplastycznia a konstrukcja z niej wykonana zwala się nagle pod własnym ciężarem. Przewidywalność zachowań konstrukcji z drewna klejonego, to cecha promująca ten materiał jako najbardziej odpowiedni dla obiektów o wysokich wymogach bezpieczeństwa pożarowego. Tym tłumaczy się fakt, że powstałe ostatnio hale widowiskowo-sportowe, kryte pływalnie czy supermarkety, są budowane z użyciem drewna klejonego.

Zdolność elementu konstrukcyjnego do zachowania nośności w warunkach pożaru, nazywa się odpornością ogniową. Określa się ją w jednostkach czasu i dzieli na klasy. Każdej klasie odpowiada czas w minutach. Jeżeli od elementu wymaga się klasy R30 to oznacza, że w konstrukcji będzie spełniał swoje zadanie przez min. 30 min., czyli konstrukcja nie zawali się wcześniej jak po upływie tego czasu Odporność ogniową elementu można rozpatrywać tylko w powiązaniu z cechami całej konstrukcji, którą ten element współtworzy. Zależy ona od obciążeń elementu w konstrukcji i od wielu innych czynników, jak np. od stopnia dostępności płomieni do powierzchni elementu.

Odporność ogniowa konstrukcji z drewna klejonego może wynosić 1,5 godz. (klasa R90), podczas gdy nieosłoniętych konstrukcji stalowych tylko 25 min.(klasa R15).s

Prawo budowlane dla konstrukcji drewnianych, poza spełnieniem oczekiwań w zakresie odporności ogniowej wymaga dodatkowo spełnienia innych wymogów, jak np. dotyczących rozprzestrzeniania ognia. Jest to kolejna właściwość materiału określająca odporność na działanie ognia a dokładnie jego podatność na zapalność. Dla przykładu ta podatność jest większa dla drewna o powierzchni tartacznej (szorstkiej) a mniejsza dla drewna o powierzchni gładkiej (struganej). Od elementów konstrukcyjnych z drewna klejonego wymaga się z reguły aby były sklasyfikowane jako nie rozprzestrzeniające ognia (NRO).

W przypadku konstrukcyjnego drewna klejonego NRO jest łatwe do spełnienia. Wystarczy, że najmniejszy wymiar przekroju poprzecznego elementu (szerokość lub wysokość) jest nie mniejszy niż 12 cm. Nawet w przypadku gdy wymiary przekroju poprzecznego są poniżej 12 cm, to drewno odpowiednio zabezpieczone środkiem ogniochronnym do stopnia tzw. trudno zapalności, klasyfikuje się również jako nie rozprzestrzeniające ognia.

O ile wymóg doprowadzenia elementu konstrukcyjnego z drewna klejonego do NRO może być spełniony przez impregnację środkiem chemicznym (ogniochronnym), to nie praktykuje się takiego zabiegu dla podwyższenia jego odporności ogniowej mimo, że jest to również możliwe. Można tego dokonać np. przez otynkowanie, zaizolowanie wełną mineralną lub powleczenie drewna farbami pęczniejącymi. Jednak ze względu na naturalne właściwości drewna i chęć zachowania jego estetyki unika się takiego działania. Ponadto elementy z drewna klejonego posiadają duże zwarte przekroje, wystarczające dla osiągnięcia wymaganej od nich odporności ogniowej. Elementom konstrukcyjnym z drewna klejonego, wymaganą dla nich klasę odpornością ogniowej, zapewnia się poprzez dobór właściwego przekroju na etapie projektowania konstrukcji.

Menu