od Dialniciar » 05. Okt 2006 12:29
Stavebné materiály na báze dreva
Príspevok bol spracovaný podľa publikácie Dřevěné stavby, ktorá vyšla vo vydavateľstve Jaga, autori: doc. Ing. Jozef Štefko, PhD., prof. Ing. Ladislav Reinprecht, CSc., a podľa podkladov spoločnosti Durisol.
ASB 7-8/2005
Konštrukčné prvky na báze dreva sa už stali charakteristickou súčasťou moderných novostavieb. Mnohé odvážne a esteticky príťažlivé tvary exteriérových aj interiérových konštrukcií bolo možné realizovať vďaka vynikajúcim mechanickým a úžitkovým vlastnostiam dreva.
Lepené lamelové drevo
01_chmel
Príklad konštrukcie z lepeného lamelového dreva
Lepené lamelové drevo vyniká svojimi vlastnosťami, ako sú: výrazné obmedzenie tvarových deformácií vplyvom vlhkosti, významné vylúčenie chýb dreva, tvarová voľnosť (možnosť vyrobiť nosný prvok v rozličných tvaroch, s rôznymi rozponmi a prierezmi), väčšia únosnosť vplyvom vhej pevnosti lepeného dreva a dobrý estetický dojem. Pri výrobe nosníkov z lepeného lamelového dreva je potrebné dodržať technologické predpisy, z ktorých najvýznamnejšie sa týkajú vlhkosti a kvality lamiel (s ohľadom na technológiu lepenia by vlhkosť lamiel nemala klesnúť pod 15 percent). Podľa európskych noriem (eurokódov) sa pri lamelách na lepené lamelové prvky rozlišujú triedy pevnosti, a to trieda SA – lamely s vysokou pevnosťou a trieda SB – lamely s normálnou pevnosťou.
Vytriedené, vysušené a ohobľované lamely sa pri výrobe dĺžkovo napájajú (prostredníctvom spoja na tupo, s úkosom alebo zubovitého spoja) a lisujú do potrebného tvaru. To umožňuje výrobu napríklad aj oblúkových nosných prvkov na veľké rozpony.
Lepené drevo sa výhodne uplatňuje pri výrobe nosníkov a rámov, lepených zrubov a konštrukčných prvkov stavebno-stolárskych výrobkov (okenných vlysov – eurohranolov, schodníc a dverných rámov). Z lepených prvkov z masívneho dreva sú odvodené aj ďalšie nosné konštrukčné prvky:
Nosníky s dutým stredom
Technológia výroby nosníkov s dutým stredom (Starwood) využíva lepšie mechanické a úžitkové vlastnosti špeciálne vymanipulovaného dreva – pri ich výrobe sa kmeň krížovo rozpíli, vyreže sa stredová časť (najviac náchylná na tvorbu trhlín), prírezy sa obrátia a potom zlepia. Prvky namáhané ohybom (nosníky), ktoré sú v strede prierezu blízko neutrálnej osi minimálne namáhané, sa tak efektívnejšie využijú. Nosníky s dutým stredom majú minimálne zastúpenie hlbokých i plytkých trhlín, nepodliehajú podstatným deformáciám ani pri kolísaní vlhkosti z 10 na 30 percent. Preto sú vynikajúcim konštrukčným drevom na viditeľné časti stavby nielen v interiéri, ale aj v exteriéri.
02_starwood
Konštrukčné prvky s dutým stredom (Starwood)
Duté lepené drevené stĺpy
Dutý drevený stĺp je konštrukčný prvok vyrobený zlepením viacerých (zväčša dvanástich) kusov prírezov s lichobežníkovým prierezom. Medzi jednotlivé prírezy sa môže vložiť po celej dĺžke cudzie pero, ktoré má zabrániť posunutiu priľahlých opracovaných prírezov a vymedzuje ich polohu. Čelné prierezy stĺpa by mali mať jednotný geometrický tvar. Vyľahčením stredu prvku a presunutím hmoty ďalej od neutrálnej osi nadobudne nosný prvok veľmi dobré prierezové charakteristiky – napríklad pri porovnaní s plným prierezom s rovnakou prierezovou plochou má rádovo vyšší moment zotrvačnosti. Navyše sa použije lepené drevo s odstránenými chybami. Duté drevené stĺpy majú vzhľadom na svoje fyzikálno-mechanické, úžitkové a estetické vlastnosti pomerne široké pole použitia v reálnych konštrukciách. Osobitne sa využívajú pri prvkoch namáhaných na centrický tlak (vzper), napríklad ako podporné prvky podlaží, schodisko v interiéroch, ako podpory terás, balkónov a pod.
03_stefko
Prierez dutého dreveného stĺpa
Nosníky z lisovaných dyhových pásikov
Materiál PSL (Paralled strand lumber, Parallam) sa skladá z približne 200 mm dlhých dyhových pásikov s hrúbkou niekoľko milimetrov, lisovaných s fenolickým lepidlom. Používa sa na výrobu plnostenných nosníkov alebo ako pásnice v zložených prierezoch so stenou z dosiek OSB. Ich výhodou je veľmi dobrý pomer pevnosti k hmotnosti prvku a takmer úplné vylúčenie chýb dreva.
04_hric
Nosník z lisovaných dyhových pásikov
Vyľahčené lepené nosníky
Vyrábajú sa podobným spôsobom ako plnostenné lepené prvky, ale majú „krabicový“ prierez. Používajú sa najmä v skladbe stropov.
Veľkoplošné materiály
Latovky
Základom latoviek je stred zlepený z lát z ihličnatého dreva (zo smreka, z jedle), na ktoré sú nalepené dyhy z ušľachtilejších tvrdších drevín. Drevné vlákna vo vrstve lát a dýh sú orientované pod pravým uhlom. Používajú sa viac-menej len v interiérových konštrukciách ako oplášťujúci materiál. Výhodou latoviek je možnosť vytvorenia zaoblení.
Biodosky
Vyrábajú sa podobným spôsobom ako latovky, ale namiesto vrchnej dyhy sú na latovkový stred nalepené tenké lamely s hrúbkou 5 až 8 mm. Keďže sa na lepenie používa lepidlo s malým obsahom škodlivín (polyuretánové alebo akrylátové), je to ekologický materiál s vysokým podielom prírodnej hmoty a charakteristickou arómou. Ďalšími výhodami sú dobré mechanické vlastnosti, prírodná textúra, ušľachtilý povrch, ľahké opracovanie a spájanie, malá hustota, odolnosť proti deformáciám pri zmene vlhkosti a možnosť tvorby veľkých plôch. Biodosky sa vyrábajú z ihličnatých drevín (zo smreka, z jedle, borovice). Majú univerzálne použitie ako oplášťujúce materiály v interiéri, konštrukčné materiály na stavebnostolárske výrobky (podlahy, schody), ale aj ako exteriérové obklady s vodovzdornou úpravou.
Preglejky
Preglejky sa vyrábajú zlepovaním dýh, kladených s kolmou orientáciou vláken susedných vrstiev. Sú minimálne trojvrstvové, počet nepárnych vrstiev sa odvíja od hrúbky dosky, ktorá môže byť až 40 mm. Je to objemovo a tvarovo stály materiál s vynikajúcimi mechanickými vlastnosťami porovnateľnými v oboch smeroch. Vlastnosti závisia od použitej dyhy (z ihličnatých drevín sa používajú najmä smrek a jedľa, z listnatých buk, breza a topoľ), od lepidla (močovinoformaldehydové alebo vodovzdornejšie fenolformaldehydové), od zhustenia pri lisovaní a od povrchovej úpravy (napríklad fenolickou fóliou). Nevýhodou preglejok je vyššia cena.
Z výrobného sortimentu sa pri drevostavbách využívajú stolárske preglejky na všeobecné použitie a vodovzdorné preglejky určené pre stavebníctvo. Aplikujú sa ako oplášťujúci materiál na steny zložených prierezov nosníkov (I-nosníkov a „krabicových“ nosníkov), ako styčníkové dosky v priehradových nosníkoch a aj v stavebno-stolárskych výrobkoch.
Drevotrieskové dosky
Drevotrieskové dosky (DTD) vznikajú zlepením jemných drevených triesok pod tlakom. Priaznivá cena, dobré mechanické a iné vlastnosti podmienili ich široký rozsah použitia v drevostavbách: na oplášťovanie rámových konštrukcií stien, ako roznášacie dosky v podlahách, resp. v stavebno-stolárskych výrobkoch. Okrem dosák na všeobecné použitie (DTD V 20 – dosky na použitie v suchom prostredí) sa vyrábajú dosky technické a dosky so špeciálnymi vlastnosťami:
do prostredia s vyššou relatívnou vlhkosťou (nie však vystavené poveternostným vplyvom) – dosky označené DTD V 70,
vodovzdorné – na konštrukcie vystavené vzdušnej vlhkosti, na opláštenie vonkajších stien pod obklad – dosky označené DTD V 100,
s fungicídnou ochranou – dosky označené DTD V 100 G,
so zníženým obsahom formaldehydu – na konštrukcie v styku s interiérom,
s protipožiarnym retardérom – napríklad v skladbe dverí so zvýšenou požiarnou odolnosťou,
s kombináciou týchto vlastností.
Technológiou výroby možno dosiahnuť jemný a hladký povrch alebo sa na ich povrch nalepí vrstva dyhy či fólie. Fóliované drevotrieskové dosky (lisované do profilov) sa používajú ako parapetné dosky, platne dverných krídel alebo interiérové obklady.
Dosky OSB
Je to progresívny veľkoplošný konštrukčný materiál. Názov je skratkou charakteristiky v angličtine „Oriented strand board“ – vyrábajú sa podobným spôsobom ako dosky DTD, ale z väčších triesok, kladených vo viacerých vrstvách orientovaným spôsobom, čím sa dosahujú lepšie mechanické vlastnosti. Technológia výroby umožňuje minimálny obsah lepidla, presné rozmery a väčší rozmerový sortiment, čo umožňuje ich ekonomické využitie s minimálnym odpadom. Dosky OSB sa veľmi dobre opracúvajú a spájajú. Majú vysokú objemovú a tvarovú stálosť. Pretože majú veľmi dobré mechanické vlastnosti, možno rátať s ich spolupôsobením v kombinovaných nosných prvkoch pri namáhaní tlakom a ohybom alebo šmykom. Svojou cenou predstavujú optimálne riešenie medzi drahými preglejkami s lepšími mechanickými vlastnosťami a lacnejšími DTD. V drevených konštrukciách majú všestranné využitie: opláštenie rámových stien (ideálne na zabezpečenie priestorovej tuhosti a rozmerovej stálosti – postačujú hrúbky 10 až 12 mm), roznášacia vrstva v podlahe (20 mm), strešný záklop (18 mm), steny I-nosníkov a „krabicových“ nosníkov alebo stĺpov. Brúsené lakované dosky OSB sa používajú ako podlahová i nášľapná vrstva. Dosky OSB majú definovanú nosnú os, určenú orientáciou triesok, v ktorej sú zaručené ich mechanické vlastnosti pri namáhaní ohybom a ťahom.
Vyrábajú sa v štyroch triedach podľa expozície:
OSB/1 – všetky typy dosiek, dosky do interiérov a dosky do suchého prostredia,
OSB/2 – nosné dosky do suchého prostredia,
OSB/3 – nosné dosky do vlhkého prostredia,
OSB/4 – dosky s veľkou záťažou do vlhkého prostredia.
05_stefko
Konštrukcia s doskami OSB
Drevovláknité dosky
Drevovláknité dosky (DVD) sa vyrábajú rozvláknením drevnej hmoty na jemné vlákna, ktoré sa potom zlisujú. Podľa tvrdosti sa rozdeľujú na mäkké, polotvrdé – MDF (z angl. Medium Density Fiber) a tvrdé – HDF (High Density Fiber). Podľa technológie ich delíme na dosky vyrábané mokrým spôsobom a dosky vyrábané suchým spôsobom.
Drevovláknité dosky majú veľmi dobré tepelnotechnické a akustické vlastnosti, ale nízku požiarnu odolnosť a vo všeobecnosti nízku odolnosť proti pôsobeniu vody. Napriek tomu sa dosky MDF a HDF využívajú ako vynikajúci oplášťujúci a výplňový materiál vzhľadom na ich viaceré vhodné vlastnosti: objemovú a tvarovú stálosť, pevnosť, nízku tepelnú vodivosť, vysokú difúznu priepustnosť. Preto sa v drevených stavbách používajú do skladieb rámových obvodových stien k vonkajšiemu povrchu pod obklad a ako nosné jadro pre prefabrikované podlahy, dverné platne a prefabrikované skladané zárubne. Vnútorné obklady na báze MDF majú veľmi dobrú pohltivosť zvuku.
Mäkké DVD majú horšie mechanické vlastnosti, ale výborné tepelnotechnické vlastnosti (tepelná vodivosť porovnateľná s vysokoúčinnými tepelnými izoláciami) a sú difúzne priepustné. Využívajú sa v skladbách stien namiesto minerálnovláknitých izolácií ako ekologický izolačný materiál. Špeciálne hydrofobizované DVD možno použiť v difúzne otvorených stenách ako vonkajšie opláštenie pod obklad alebo ako poistnú difúzne otvorenú, ale vodovzdornú izoláciu pod skladanú krytinu.
Drevocementové dosky
06_stefko
Drevocementové dosky ako uzatvárací podklad pod omietkou
Ako vyplýva z názvu, spojivom v týchto materiáloch je cement, ktorý okrem priaznivého vplyvu na niektoré mechanické vlastnosti (tlak, tvrdosť) chráni aj drevnú hmotu pred degradáciou. Podľa technológie, veľkosti a tvaru drevných častíc rozoznávame:
drevocementové dosky na báze drevnej vlny (ľahké izolačné dosky),
cementotrieskové dosky (tvrdé oplášťujúce dosky),
drevocementové dosky a tvárnice na báze štiepok.
Drevocementové dosky na báze drevnej vlny majú pomerne dobré tepelnoizolačné vlastnosti, veľmi dobré akustické, ale horšie mechanické vlastnosti. Používajú sa ako vrchný uzatvárací podklad pod klasickú omietku, lebo majú vynikajúce vlastnosti z hľadiska difúzie vodnej pary. Pri použití objemovo nestáleho podkladu je však nevyhnutná výstužná sieť. Väčšia tepelnoizolačná efektívnosť sa dosiahne, ak sa kombinujú s doskami z penového polystyrénu alebo s minerálnovláknitými doskami.
Ako kusové murovacie stavivo sa používajú viacvrstvové tvarovky. Sú vyrobené lisovaním hmoty na báze dreva s prísadou mineralizačných látok a cementu a zateplené polystyrénom. Tieto tvarovky majú potrebnú pevnosť, sú nenasiakavé, nehorľavé a odolné proti poveternostným vplyvom. Drevo, ktoré tvorí až 90 percent objemu tvaroviek, vytvára príjemné a zdravé bývanie. Cement spolu s minerálmi zabezpečuje nehorľavosť. Zloženie tvaroviek umožňuje vynikajúcu cirkuláciu vodných pár.
Medzi týmito tvarovkami sú aj také, ktoré nielen spĺňajú požiadavky novej teplotechnickej normy STN 730 540-2, ale zabezpečujú aj trvalú úsporu nákladov na vykurovanie domu. Polystyrén s rôznou hrúbkou podľa jednotlivých typov garantuje vysoké hodnoty tepelného odporu. Tým, že je umiestnený na vonkajšej strane tvarovky, vynikajúco izoluje betónové jadro, ktoré je najlepším akumulátorom tepla. Počas vykurovania sa jadro nahreje, a aj preto po vypnutí kúrenia nedochádza k rýchlemu poklesu vnútornej teploty. Betónové jadro plní nielen funkciu akumulátora, ale zároveň spĺňa statické požiadavky stavby tým, že tvarovky sú navzájom dômyselne previazané horizontálne aj vertikálne. Výhodou je spôsob výstavby bez malty, čo zabraňuje vzniku tepelných mostov. Vďaka svojej štruktúre majú tvarovky výbornú pohltivosť hluku, a tak vytvárajú príjemný pocit z bývania.
ASB 7-8/2005