Marek Piojda
Wstęp do nowoczesnego budownictwa z drewna inżynieryjnego
W dzisiejszym dynamicznie rozwijającym się świecie budownictwa tradycyjne materiały coraz częściej muszą ustępować miejsca rozwiązaniom nowoczesnym, które łączą wytrzymałość, ekologię oraz szybkość montażu. Konstrukcyjne drewno lite to nie zawsze wystarczające rozwiązanie do dużych rozpiętości i skomplikowanych projektów inżynieryjnych. Właśnie dlatego na rynku zdominowanym niegdyś przez stal i beton powszechnie stosuje się tak zwane drewno inżynieryjne (z języka angielskiego Engineered Wood Products, czyli EWP). Są to zaawansowane technologicznie materiały, które w wielu parametrach zdecydowanie przewyższają zwykłe surowce naturalne.
We Wrocławiu oraz na całym Dolnym Śląsku widzimy ogromny wzrost zainteresowania nowoczesnymi konstrukcjami. Projektanci, architekci oraz wykonawcy poszukują materiałów lekkich, a jednocześnie charakteryzujących się niezwykłą nośnością. Elementy takie jak LVL, BSH, CLT czy dźwigary I-joist stają się powoli nowym standardem. Poniższy przewodnik w pełni przybliża specyfikę każdego z tych rozwiązań, aby ułatwić podjęcie właściwej decyzji w trakcie projektowania i budowy. Zrozumienie, jak produkowane i jak funkcjonują te niezwykłe wyroby drzewne, to klucz do zoptymalizowania kosztów inwestycji i poprawy trwałości budynku na wiele dekad.
Czym jest drewno inżynieryjne i jak się je produkuje?
Drewno inżynieryjne to szeroka grupa materiałów konstrukcyjnych powstających na drodze fabrycznej obróbki drewna naturalnego. Sam proces polega na rygorystycznym doborze surowca, a następnie sklejaniu, laminowaniu bądź prasowaniu jego fragmentów, fornirów lub włókien. Głównym założeniem tej innowacyjnej koncepcji jest wyeliminowanie najczęstszych wad drewna litego, takich jak skurcz, występowanie spękań, tendencja do paczenia się czy obecność większych, osłabiających konstrukcję sęków.
Za sprawą kontrolowanych warunków w fabryce, drewno inżynieryjne zyskuje całkowicie powtarzalne i wysoce przewidywalne właściwości fizyczne. Pozwala to na zastosowanie go tam, gdzie dotychczas królowała stal i żelbet. Ponadto takie drewno zachowuje ogromne zalety surowca ekologicznego. Nie tylko magazynuje w sobie duże ilości dwutlenku węgla na cały okres życia budynku, ale też pochodzi z odnawialnych zasobów, dzięki czemu obniża ślad węglowy realizowanej inwestycji.
Drewno klejone warstwowo (BSH)
BSH, czyli drewno klejone warstwowo (z niemieckiego Brettschichtholz, często nazywane Glulam od angielskiego terminu), to jeden z najpopularniejszych i najszerzej stosowanych materiałów w tej kategorii. Konstrukcja BSH opiera się na łączeniu kilkunastu, a niekiedy nawet kilkudziesięciu litych desek o grubości do kilkudziesięciu milimetrów. Deski te (lamele) sklejane są równolegle względem przebiegu włókien. Wykorzystuje się do tego zadania bardzo mocne kleje żywiczne pod ciśnieniem.
Głównym atutem materiału BSH jest niesłychana stabilność wymiarowa i estetyka. Proces produkcji jest skonstruowany tak, by lamele były przed sklejeniem sortowane, a najsłabsze punkty wycinane i następnie łączone mikrowczepami. Wytrzymałość BSH wyraża się klasami takimi jak GL24h (często spotykana na placach budowy). Taka belka potrafi zastąpić stalowe dwuteowniki na znacznych rozpiętościach, sięgających nieraz kilkudziesięciu metrów. Dodatkowo BSH ma naturalną, piękną powierzchnię, więc w klasie wizualnej doskonale wygląda bez jakichkolwiek osłon i zabudowy gipsowej.
Dla klientów planujących szkielety dachowe, zadaszenia lub duże podciągi we wrocławskim Wood Idea oferujemy sprawdzone drewno klejone BSH dostarczane z pełną dokumentacją jakości.
Fornir klejony warstwowo (LVL)
Zupełnie inna technika jest stosowana przy produkcji LVL (z języka angielskiego Laminated Veneer Lumber). Zamiast grubych desek używa się cienkich warstw forniru, z reguły o grubości kilku milimetrów, które również łączy się ze sobą tak, by włókna przebiegały równolegle. Procesowi towarzyszy wysoka temperatura i wysokie ciśnienie.
Zaletą LVL w stosunku do innych rodzajów drewna jest niesamowicie wysoki współczynnik wytrzymałości na zginanie w przeliczeniu na wagę oraz objętość przekroju. Belka LVL może osiągać nośność, dla której belka BSH wymagałaby wyraźnie większego rozmiaru przekroju. To decyduje, że LVL jest nagminnie używane na nadproża szerokich drzwi tarasowych i podciągi w nowoczesnych domach, w których liczy się zachowanie smukłości sufitu i ścian. Fornir, mimo że niezwykle wytrzymały technicznie, bywa jednak postrzegany jako mniej dekoracyjny w porównaniu z elegancką fakturą BSH-Si, dlatego z reguły się go ukrywa pod ociepleniem lub płytami GK.
Drewno klejone krzyżowo (CLT)
Technologia CLT (Cross-Laminated Timber) rewolucjonizuje globalne rynki deweloperskie i z ogromnym powodzeniem przebija się do masowej budowy bloków, a nawet kilkunastopiętrowych wieżowców z drewna. CLT to solidne, wielkoformatowe i zwarte płyty masywne zbudowane z naprzemiennie (pod kątem 90 stopni do siebie) ułożonych warstw drewna litego, a precyzyjniej rzecz ujmując z sortowanych desek drewna konstrukcyjnego KVH.
Ponieważ włókna każdej następnej warstwy są prostopadłe do poprzedniej, CLT zyskuje doskonałą odporność w obu kierunkach naprężeń na wyginanie i skręcanie. Taka konstrukcja niebywale wręcz przypomina żelbet z punktu widzenia właściwości przenoszenia sił i mechaniki, chociaż jest kilkukrotnie od niego lżejsza. Panele z drewna klejonego krzyżowo są używane w nowoczesnych domach już nie jako same filary czy ramy, lecz jako pełne tarcze ścian nośnych i płyty wielkopowierzchniowe stropów czy dachów. Ich ogromną zaletą jest prefabrykacja. Gotowe ściany wyposażone nawet w powycinane w fabryce otwory okienne przyjeżdżają na plac budowy i są montowane z wykorzystaniem żurawia w bardzo krótkim czasie. Zapotrzebowanie na tego typu technologię gwałtownie rośnie, jednak wciąż ograniczona dostępność w Polsce czyni z nich produkt premium.
Dźwigary dwuteowe drewniane (I-joist)
Podczas omawiania drewna zaawansowanego nie można zapomnieć o tak zwanych I-joist, czyli drewnianych dźwigarach dwuteowych. Jak sama nazwa podpowiada, element posiada przekrój na kształt litery „I”. Składa się ze środnika z twardej płyty OSB zintegrowanego z bardzo smukłymi pasami dolnym i górnym, które są najczęściej zrobione z wysokiej klasy KVH lub LVL.
Tak zaprojektowana mechanika i geometria dwuteownika pozwala na radykalną oszczędność surowca na poziomie nawet do kilkudziesięciu procent. Należycie rozmieszczony na krańcach materiał sprawia, że sztywność elementu rośnie przy zminimalizowanej wadze. W konsekwencji dźwigary są bardzo lekkie i łatwe do układania nawet dla dwóch cieśli ręcznie, bez udziału dźwigu. Popularność zdobywają zwłaszcza przy budowaniu cichych, nierezonujących stropów w domach w konstrukcji szkieletowej. Przestrzeń pomiędzy szerokimi odstępami środników I-joist pozwala sprytnie prowadzić domowe przewody wentylacyjne i hydrauliczne, co jest kolosalną oszczędnością czasu w późniejszych fazach deweloperskich.
Kluczowe zalety we współczesnym budownictwie
Dlaczego materiały drewniane z grupy inżynieryjnych stają się coraz powszechniejszym widokiem na polskich inwestycjach? Zdecydowanie odpowiada za to ewolucja w stronę budownictwa ekologicznego i modułowego. Istnieje parę argumentów technicznych, które o tym przesądzają:
- Wytrzymałość pod kontrolą i doskonała nośność: projektanci nie muszą zaniżać dopuszczalnych wskaźników z obawy o naturalne, ukryte wady surowca drzewnego.
- Rewelacyjna odporność na ogień: o ile stal w wysokiej temperaturze potrafi się zdeformować niezwykle gwałtownie pozbawiając bryłę stateczności, masywne BSH i CLT zwęgla się w sposób przewidywalny izolując rdzeń profilu przed wysoką temperaturą, dając czas na ewakuację.
- Wymiary gabarytowe na zawołanie: lite drewno jest zawsze drastycznie ograniczone przez obwód i długość rosnącego drzewa. Systemy łączeń na mikrowczepy i wielokrotnego laminowania, na których bazuje drewno C24 z klejeniem wzdłużnym lub warstwowym BSH, omijają tę barierę pozwalając wyprodukować dźwigary o rozpiętości do 30 czy nawet 50 metrów.
Podsumowanie i wnioski dla inwestorów
Drewno inżynieryjne, pod postacią potężnych bloków CLT, niesłychanie mocnych belek i nadproży LVL, czy powszechnie lubianych klejonek BSH to już nie jest tylko daleka pieśń przyszłości, ale namacalna rzeczywistość deweloperska. Choć na wstępie materiał z pewnością może wydać się nieco droższy od klasycznego litego bala z pobliskiego, małego traku, to w końcowym podsumowaniu wzięcie pod uwagę braku spękań, stabilności na dziesiątki lat i szybkości składania dachu jest na wagę złota.
Decydując się na konkretne rozwiązanie technologiczne, bardzo ważny jest przemyślany dobór parametrów belek we współpracy z architektem, ale przede wszystkim ze sprawdzonym dostawcą. Wood Idea Wrocław wspiera i fachowo doradza wykonawcom na etapie zakupu drewna skandynawskiego we wszystkich najbardziej kluczowych i fundamentalnych klasach takich jak chociażby solidne NSi dla BSH czy KVH. Wybierz jakość, której możesz zaufać. Zapraszamy do sprawdzenia dostępnych opcji na naszym składzie i skonsultowania się z naszym doradcą technicznym, który doradzi odpowiednie zestawienie asortymentowe na każdy metraż, dostarczane ze wszelkimi niezbędnymi atestami.
FAQ
1. Co to jest właściwie drewno inżynieryjne w budownictwie? Drewno inżynieryjne (tzw. EWP) to wyroby drewnopochodne z drewna naturalnego wytworzone za pomocą precyzyjnego klejenia z mniejszych elementów. Służy do celów wysoce obciążeniowych i gwarantuje podwyższoną precyzję, brak ukrytych wad biologicznych surowca czy naturalnych skurczów. Do tej grupy wlicza się m.in. drewno klejone warstwowo (BSH), płyty klejone krzyżowo (CLT), drewno z cienkiego forniru (LVL) czy drewniane belki dwuteowe.
2. Gdzie stosuje się materiał BSH, a gdzie najczęściej wybierany jest LVL? BSH z uwagi na bardzo dobrą jakość wizualną wykorzystuje się przeważnie jako okazałe podciągi stropowe oraz widoczne na zewnątrz elementy architektoniczne dachu i ogromnych hal sportowych. Z kolei LVL posiada mniejszą elegancję powłoki, za to większą gęstość i gigantyczną nośność względem wagi, jest bezkonkurencyjny, gdy w ścianie brakuje miejsca i potrzeba ukrytego, a ultracienkiego i zarazem niezwykle mocnego nadproża, na przykład w domach letniskowych.
3. W jaki sposób drewno klejone może być bardziej ognioodporne od elementów stalowych? Stal, przy bardzo szybkim nagrzewaniu się traci w mgnieniu oka swoją integralność plastyczną, wyginając się niemal jak papier pod obciążeniem całego budynku. Natomiast potężne przekroje inżynieryjnych materiałów drewna masywnego (zwartego, nieposiadającego wystających, małych szczelin w swej objętości), od zewnątrz się przypalają budując zbitą okrywę ochronną. Ta warstwa węglowa perfekcyjnie wstrzymuje swobodny przepływ i penetrację płomieni do wnętrza przekroju.
4. Dlaczego wykorzystanie belek dwuteowych do stropów budzi coraz większe zainteresowanie na rynku budowlanym? Konstrukcja I-joist daje dużą, bardzo stabilną sztywność sufitu lub podłogi przy zadziwiająco małej ilości użytego do produkcji materiału. Te dźwigary posiadają ponadto ogromną cechę użytkową, można bez trudu przewiercać w ich obszernym fragmencie ze sklejki czy z OSB okrągłe otwory pod kanały klimatyzacyjne, kable elektryczne i rury wodne, co nie powoduje krytycznej deformacji czy zniszczeń statyki tak obrobionej belki nośnej.
5. Co wchodzi w skład ścian tworzonych w nowoczesnej technologii z materiału zwanego CLT? Dostarczany na polskie budowy masowy materiał typu CLT złożony jest po prostu z najzwyklejszych rzędów suszonych komorowo desek litego drewna. Cała unikatowość tych ścian zależy jednak od tego, że nakłada się na siebie na przemian w 100 procentach prostopadle zorientowane struktury słoi w sąsiadujących, kolejnych płaszczyznach wielkiej drewnianej płyty. Tak uzyskana swoista matryca usztywnia budynek pod ciężarem równomiernie z każdego kierunku.
6. Gdzie można dostać wytrzymałe na ściskanie drewno klejone warstwowo i odpowiednią dla niego dokumentację blisko Wrocławia? Najlepiej nabyć najwyższej jakości surowce z niezawodnego i bezpiecznego źródła. Renomowani dostawcy na polskim rynku dysponują asortymentem produkowanym według wymagających niemieckich standardów branżowych. We wrocławskim i dolnośląskim okręgu w certyfikowane pod tym kątem materiały i stosowne atesty Certyfikacji CE dla konkretnych obciążeń inwestorzy najpewniej mogą bez trudu zaopatrywać się po uprzednim kontakcie za pośrednictwem doradców handlowych Wood Idea.
7. Czy w przypadku domów z klasyczną bryłą więźby koniecznie muszę decydować się na inżynieryjne BSH, zamiast wziąć na cały budynek surowiec C24? Wybór tego typu asortymentu ściśle zależy z reguły od szczegółowo nakreślonego inżynierskiego przeliczenia całej konstrukcji w pozwoleniu. Zwykle standardowy wymiar drewna konstrukcyjnego (surowca litego, w większości importowanego ze Skandynawii) sprawdzi się doskonale na typowej krokwi. Jedynie w sytuacji rozbudowanych elementów bazowych z ekstremalną rozpiętością, BSH będzie zalecane lub nawet ostatecznie obligatoryjne dla danego projektu.
