Konstrukcje drewniane są budowane tak, aby były trwałe
Począwszy od tysiącletnich drewnianych budynków, które przetrwały próbę czasu, aż po współczesne, wysokie, coraz wyższe wieże z drewna, drewniane konstrukcje są mocne i trwałe.
Budynki z drewna przetrwają stulecia
Trwałe i mocne drewno jest odpornym materiałem, który zapewnia dziesięciolecia, a nawet stulecia użytkowania. Mimo to nadal istnieją błędne przekonania, że budynki wykonane z materiałów takich jak beton lub stal są trwalsze niż budynki wykonane z drewna. Jak w przypadku każdego materiału konstrukcyjnego, liczy się skuteczny projekt.
Stare drewniane budynki nadal stoją, w tym japońskie świątynie z VIII wieku, norweskie kościoły klepkowe z XI wieku i wiele średniowiecznych konstrukcji słupowo-belkowych Anglii i Europy. Oprócz ich znaczenia kulturowego, te stare drewniane budynki przetrwały, ponieważ były dobrze zaprojektowane, zbudowane i konserwowane.
Kościół klepkowy w Lom, Norwegia | Zdjęcie: Arvid Høidahl
To co stare, jest znów nowe
Przy odpowiednim projektowaniu i konserwacji konstrukcje drewniane zapewniają długą i użyteczną eksploatację. I chociaż trwałość jest ważnym czynnikiem, często inne czynniki, takie jak zdolność do zginania się i dostosowywania do nowych zastosowań, decydują o żywotności budynku. W rzeczywistości jedno badanie nie wykazało znaczącego związku między zastosowanym systemem konstrukcyjnym a rzeczywistą żywotnością budynku. Sprzedaż nieruchomości, zmieniające się potrzeby mieszkańców i zmiana przeznaczenia są częstszymi przyczynami wyburzania budynków. Jako trwały, wielokrotnego użytku i nadający się do recyklingu materiał, drewno może zmniejszyć ilość odpadów i dostosować się do zmieniających się potrzeb.
Zdjęcie dzięki uprzejmości Leckie Studio Architecture + Design
Jak to możliwe, że drzewa stoją tak wysoko i się nie przewracają?
Drzewo jest tak silne, że w większości przypadków sama siła silnego wiatru nie łamie jego pnia ani gałęzi. Ta naturalna siła jest wynikiem wrodzonych właściwości drewna. Drewno jest wystarczająco elastyczne, aby się nie roztrzaskać, jest wystarczająco sztywne, aby się nie złamać, jest wystarczająco lekkie, aby nie ugiąć się pod własnym ciężarem. Jak pisze jeden naukowiec, „żaden wyprodukowany materiał nie mógłby zrobić wszystkich tych rzeczy: tworzywa sztuczne nie są wystarczająco sztywne; cegły są zbyt słabe; szkło jest zbyt kruche; stal jest zbyt ciężka. Drewno ma prawdopodobnie najlepsze właściwości inżynieryjne ze wszystkich materiałów, biorąc pod uwagę jego wagę, więc nie dziwi fakt, że nadal używamy więcej drewna niż jakiegokolwiek innego materiału do tworzenia własnych konstrukcji”.
Naturalna wytrzymałość i stabilność drewna
Drewno jest naturalnie mocnym, lekkim materiałem. Drzewa mogą wytrzymać duże siły wywoływane przez wiatr, pogodę, a nawet klęski żywiołowe. Jest to możliwe, ponieważ drewno składa się z długich, cienkich, mocnych komórek. To wyjątkowa, wydłużona konstrukcja tych ścian komórkowych nadaje drewnu jego wytrzymałość strukturalną. Ściany komórkowe są wykonane z celulozy, ligniny i hemicelulozy. Po przekształceniu w produkty drewniane, komórki te nadal dostarczają lekkie, zwinne rozwiązania konstrukcyjne o wytrzymałości porównywalnej z innymi materiałami budowlanymi.
W rezultacie, pomimo mniejszej wagi, produkty drewniane mogą wytrzymać znaczną siłę — szczególnie, gdy siły ściskające i rozciągające są wywierane równolegle do włókien drewna. Na przykład, pojedynczy kwadrat jodły Douglasa, 10 cm x 10 cm, może wytrzymać prawie 5000 kg ściskania równolegle do włókien. Jako materiał budowlany, drewno dobrze sprawdza się pod naprężeniem, ponieważ jest materiałem sztywnym — jak daleko się wygnie przed zużyciem lub uszkodzeniem. Drewno jest lepsze do konstrukcji, w których naprężenie jest stałe i regularne, co czyni je dobrym wyborem do konstrukcji, które przez długi czas wytrzymują duże obciążenia.
Autor zdjęcia: Nik West
Drewno klejone jest dobrym wyborem do zastosowań zewnętrznych
Ponad dekada, odsłonięte drewno w stacji Brentwood Town Centre wygląda praktycznie jak nowe. Aby zachować jego wydajność i świetny wygląd, zespół użył wyłącznie suszonego w piecu lub modyfikowanego drewna i zaprojektował konstrukcję stacji w taki sposób, aby drewno było odporne na warunki atmosferyczne poprzez odchylenie i drenaż.
Ugięcie, drenaż, suszenie i trwałość budynków drewnianych
Problemów takich jak rozkład i pleśń można uniknąć dzięki odpowiedniemu wykończeniu drewnianych budynków, aby zapobiec narażeniu na wodę i gromadzeniu się wilgoci. Wilgoć można kontrolować i zapobiegać rozkładowi w drewnianych budynkach, stosując cztery powszechne strategie: odchylenie, drenaż, suszenie i trwałe materiały.
Odchylanie i drenaż to pierwsze linie obrony. Urządzenia odchylające (takie jak okładziny i obróbki okienne) przechwytują śnieg, deszcz i inne źródła wilgoci na zewnątrz budynku i odprowadzają je z dala od newralgicznych obszarów. Drenaż zapewnia, że wszelkie przenikanie wody jest usuwane na zewnątrz konstrukcji tak szybko, jak to możliwe, na przykład wnęka drenażowa zintegrowana ze ścianami osłonowymi.
Suszenie dotyczy wentylacji, przepływu powietrza i oddychalności drewnianego budynku. Dzisiejsze wysokowydajne drewniane budynki mogą osiągnąć znaczną szczelność, pozostając jednocześnie przepuszczalnymi. W tym scenariuszu wilgoć jest rozpraszana na zewnątrz, minimalizując ryzyko kondensacji i rozwoju pleśni, a jednocześnie zwiększając wydajność termiczną.
Park Olimpijski w Whistler | Źródło zdjęcia: KK Law
Dlaczego drewno jest dobrym wyborem w wilgotnym środowisku?
Przy odpowiednim projektowaniu wiele produktów i gatunków drewna jest odpornych na wysoką wilgotność i wiele chemikaliów i warunków, które niekorzystnie wpływają na inne materiały, takich jak sole korozyjne, rozcieńczone kwasy, gazy przemysłowe i powietrze morskie. Ze względu na odporność na te czynniki drewno często dobrze nadaje się do budynków o wyższym poziomie wilgotności i wilgoci, takich jak obiekty wodne. Drewno jest higroskopijne — oznacza to, że będzie stale wymieniać wilgoć z otaczającym powietrzem — pomagając kontrolować wilgoć i równoważyć wilgotność wewnątrz. Konstrukcje drewniane w wilgotnych środowiskach, takich jak obiekty wodne, będą odporne na kurczenie się lub odkształcanie z powodu wilgoci.
Naturalna trwałość i odporność na rozkład
Oprócz odchylania, drenażu i suszenia, naturalna trwałość drewna jest dodatkową linią obrony. Lasy Kolumbii Brytyjskiej oferują naturalnie trwałe gatunki, w tym zachodni czerwony cedr, żółty cedr i jodłę Douglasa. Gatunki te oferują różny stopień odporności na owady i rozkład w stanie naturalnym, ze względu na wysoki poziom organicznych substancji chemicznych zwanych ekstraktami. Ekstrakty to naturalnie występujące substancje chemiczne, które są osadzane w drewnie twardzielowym niektórych gatunków drzew, gdy przekształcają biel w twardziel. Takie gatunki dobrze nadają się do zastosowań zewnętrznych, takich jak siding, taras, ogrodzenie, dachy i ramy okienne — czasami nawet stosowane w produkcji łodzi i zastosowaniach morskich ze względu na ich naturalną trwałość.
Konstrukcje drewniane zapewniają długotrwałą wydajność, a stosowanie starannych detali często eliminuje potrzebę stosowania środków chemicznych. W niektórych przypadkach, gdy drewno jest narażone i ma ciągły kontakt z wodą — jak w przypadku zewnętrznych desek tarasowych lub sidingów — lub jest stosowane w regionach podatnych na szkodniki żerujące na drewnie, mogą być potrzebne dodatkowe środki. Może to obejmować stosowanie środków konserwujących i zabiegów wysokociśnieniowych w celu zapewnienia większej odporności na gnicie. Coraz częściej projektanci zwracają się ku innowacyjnym rozwiązaniom projektowym i bardziej naturalnym zabiegom na drewno, które ograniczają lub eliminują stosowanie środków konserwujących.
Pawilon Czterech Gospodarzy Pierwszych Narodów | Źródło zdjęcia: KK Law
Głęboki, lśniący węgiel drzewny zapewnia piękno i siłę
Wood Innovation and Design Centre, wysoki projekt demonstracyjny z drewna, jest pokryty naturalnie zwietrzałym i zwęglonym zachodnim czerwonym cedrem — techniką ochronną, która powstała w Japonii w XVIII wieku i nazywa się shou sugi ban. Poszukiwany ze względu na swoją wyjątkową estetykę, proces ten nadaje mu głęboki, lśniący, czarny węgiel, a jednocześnie zwiększa odporność na owady, ogień i warunki atmosferyczne.
Centrum Innowacji i Projektowania Drewna | Źródło zdjęcia: produkcje Bruddera
Czas publikacji: 05-kwi-2025
