2014-11-05 1 Zrekonstruowana brama osady w Biskupinie. Zdjęcie na licencji Creative Commons Attribution ShareAlike 2.5 . Autor: Fazer Biskupin z lotu ptaka Autor: Miron Bogacki/Michał Dąbski Drewno w budownictwie Biskupińska ulica Autor: Krzysztof Stanisz Wnętrze chaty Drewno - to surowiec otrzymywany ze ściętych drzew i formowany przez obróbkę w różnego rodzaju sortymenty. Drewno zajmuje przestrzeń pomiędzy rdzeniem, a warstwą łyka i kory . Podstawowymi pierwiastkami wchodzącymi w skład drewna są: • węgiel (49,5%), • tlen (43,8%), • wodór (6,0%), • azot (0,2%) i inne. Tworzą one związki organiczne: • celulozę, • hemicelulozę, • ligninę, są to związki podstawowe. http://www.mojedrzewa.pl/wprowadze nie/drzewa.php Ponadto w drewnie występują też: • cukry, • białka, • skrobia, • garbniki, • olejki eteryczne, • guma, oraz substancje mineralne, które po spaleniu dają popiół. Skład chemiczny zależy od rodzaju drzewa, klimatu, gleby itp. • barwa drewna krajowego nie odznacza się tak duża intensywnością, jak niektórych gatunków egzotycznych (mahoń , palisander ). Drewno z drzew krajowych ma barwę od jasnożółtej do brązowej. • rysunek drewna - różni się w zależności od przekroju, barwy drewna, wielkości przyrostów, sęków, itp. • połysk - związany jest z twardością drewna i gładkością powierzchni. Połysk najbardziej jest widoczny w przekroju promieniowym • zapach - każdy gatunek drewna ma swój specyficzny zapach. Pochodzi on od znajdujących się w drewnie żywic, olejków eterycznych, garbników itp.
20
Embed
Drewno w budownictwie AW - wygocka.zut.edu.pl · wilgotności drewna, wytrzymałość stabilizuje się. Rys. Wpływ gęstości objętościowej na wytrzymałość drewna o wilgotności
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
2014-11-05
1
Zrekonstruowana brama osady w Biskupinie. Zdjęcie na licencji Creative CommonsAttribution ShareAlike 2.5. Autor: Fazer
Biskupin z lotu ptakaAutor: Miron Bogacki/Michał Dąbski
Drewno w
budownictwie
Biskupińska ulicaAutor: Krzysztof Stanisz
Wnętrze chaty
Drewno - to surowiec otrzymywany ze ściętych drzew
i formowany przez obróbkę w różnego rodzaju sortymenty.
Drewno zajmuje przestrzeń pomiędzy rdzeniem, a warstwą łyka
i kory.
Podstawowymi pierwiastkami wchodzącymi w skład drewna są:
• węgiel (49,5%),
• tlen (43,8%),
• wodór (6,0%),
• azot (0,2%) i inne.
Tworzą one związki organiczne:
• celulozę,
• hemicelulozę,
• ligninę, są to związki podstawowe.
http://www.mojedrzewa.pl/wprowadzenie/drzewa.php
Ponadto w drewnie występują też:
• cukry,
• białka,
• skrobia,
• garbniki,
• olejki eteryczne,
• guma,
oraz substancje mineralne, które po spaleniu dają popiół. Skład
chemiczny zależy od rodzaju drzewa, klimatu, gleby itp.
• barwa drewna krajowego nie odznacza się tak duża intensywnością, jak
niektórych gatunków egzotycznych (mahoń, palisander). Drewno z drzew
krajowych ma barwę od jasnożółtej do brązowej.
• rysunek drewna - różni się
w zależności od przekroju, barwy
drewna, wielkości przyrostów,
sęków, itp.
• połysk - związany jest z twardością drewna i gładkością powierzchni. Połysk
najbardziej jest widoczny w przekroju promieniowym
• zapach - każdy gatunek drewna ma swój specyficzny zapach. Pochodzi on od
znajdujących się w drewnie żywic, olejków eterycznych, garbników itp.
2014-11-05
2
GatunekGęstość objętościowa
[kg/m3]Gatunek
Gęstość objętościowa [kg/m3]
Sosna
Świerk
Jodła
Modrzew
Dąb
Wiąz
Grab
520
470
450
590
690
680
830
Jesion
Buk
Olcha
Brzoza
Klon
Topola
Lipa
750
730
530
650
660
450
530
Tabela 1. Średnia gęstość objętościowa wybranych gatunków drewna w stanie powietrzno-suchym (przy wilgotności 15%)
Średnia gęstość objętościowa drewna w stanie suchym jest od 30 do 40 kg/m3 niższa niż w stanie powietrzno-suchym (przy wilgotności 15%)
• gęstość objętościowa drewna • przewodność cieplna - drewno źle przewodzi ciepło, zatem jest dobrym
izolatorem. Oczywiście współczynniki przewodności cieplnej zależą od rodzaju
drzewa i stopnia wilgotności drewna.
Rodzaj drewnaWspółczynnik przewodzenia ciepła
[W/(m.K)]
Jodła
Świerk
Sosna
Modrzew
Buk
Jesion
Dąb
Klon
0,107÷0,130 (w=10÷15%)
0,088÷0,104 (w=12%)
0,139
0,128
0,151
0,174
0,128÷0,197 (w=10÷15%)
0,140
Tabela 2. Współczynniki przewodzenia ciepła w kierunku prostopadłym do włókien wybranych rodzajów drewna o wilgotności 15%
• higroskopijność
Drewno zawsze wchłania wilgoć lub oddaje ją do pomieszczenia
tak długo, aż osiągnie stan równowagi pomiędzy własną
wilgotnością a wilgotnością otoczenia.
Drewno stosowane w miejscach o dużej wilgotności powinno
być zabezpieczone przed jej wchłanianiem.
• wilgotność - zależy od warunków w jakich drewno się znajduje
i ma znaczny wpływ na pozostałe właściwości drewna.
Bezpośrednio po ścięciu wilgotność drewna wynosi ponad 35%,
ale może być znacznie większa. Drewno w stanie określanym jako
powietrzno-suche (wyschnięte na wolnym powietrzu) ma
wilgotność około 15 ÷ 18%, przechowywane w suchych
pomieszczeniach - ma wilgotność 8 ÷ 13%.
Duża wilgotność drewna bywa powodem paczenia się wyrobów,
stwarza warunki sprzyjające rozwojowi grzyba. Gdyby jednak
drewno zostało wysuszone do wilgotności 0% stałoby się
materiałem łatwo pękającym i kruchym. Praktycznie nie byłoby
można wykonać z takiego drewna żadnej konstrukcji czy
przedmiotów użytkowych.
• skurcz i pęcznienie - drewno wilgotne podczas suszenia zawsze
kurczy się, podczas nasiąkania wodą pęcznieje. Podczas skurczu
drewno pęka i paczy się. Dlatego konstrukcje drewniane (więźby,
ramy okienne, listwy boazeryjne itp.) powinny być
przygotowywane z drewna już wysuszonego, do takiej wilgotności,
w jakiej będzie ono użytkowane.
2014-11-05
3
Najczęściej używa się do wykonania elementów konstrukcyjnychdrewna w stanie powietrzno-suchym).
Rys. Paczenie się drewna przy wysychaniu na skutek anizotropii i skurczu
Intensywność pęcznienia czy
kurczenia się zależy od przekroju
drewna i wynosi w kierunku:
• stycznym – 6÷13%,
• promieniowym – 3÷5%,
• wzdłuż włókien – 0,1÷0,8%
Rys. Wielkość spęcznienia objętościowego dla wybranych gatunków drewna
Drewno jest materiałem anizotropowym, jego wytrzymałość na
ściskanie, rozciąganie, zginanie zależy od kierunku działania sił w
stosunku do włókien. Drewno znacznie łatwiej przenosi siły
działające wzdłuż włókien (ma większa wytrzymałość), wraz ze
wzrostem kąta odchylenia tych sił od kierunku włókien
wytrzymałość drewna zmniejsza się. W zależności od osiąganej
minimalnej wartości wytrzymałości mechanicznej drewno dzieli
się na klasy.
Gatunek drewna
Wytrzymałość
rozciąganie ściskanie zginanie
II ┴ II ┴ ┴
[MPa]
Sosna 84 3 47 10 87
Świerk 90 2,7 43 6,7 66
Jodła 82 2 39 4 61
Modrzew 107 2,3 53 9 84
Dąb 90 8,8-9,4 54 10 86
Jesion 102 11 43 10 100
Buk 135 7 53 8 105
Grochodrzew 148 4,3 59 16 120
Grab 107 24,5 66 8,5 107
Cechy wytrzymałościowe drewna przy wilgotności 15% wzdłuż i w poprzek włókien
Rys. Wpływ wilgotności drewna na zmianę wytrzymałości:
1 – wytrzymałość na rozciąganie wzdłuż włókien,
2 – wytrzymałość na zginanie,
3 – wytrzymałość na ściskanie wzdłuż włókien,
4 – wytrzymałość na ścinanie wzdłuż włókien
Zmiana wilgotności drewna
powoduje spadek wytrzymałości.
Jednak po przekroczeniu stanu
nasycenia włókien – ok. 30%
wilgotności drewna, wytrzymałość
stabilizuje się.
Rys. Wpływ gęstości objętościowej na
wytrzymałość drewna o wilgotności 15 % wg
EMPA-Versuchen, LIGNUM;
1 – na rozciąganie wzdłuż włókien, 2 – na zginanie, 3 – na ściskanie wzdłuż włókien.
Wytrzymałość drewna
uzależniona jest od jego gęstości
objętościowej.
2014-11-05
4
Rys. Spadek wytrzymałości drewna
iglastego bez wad przy zginaniu
długotrwałym odniesiony do
wytrzymałości doraźnej
wg Meohlera
• twardość - jest mierzona oporem stawianym przez drewno
podczas wciskania stalowej kulki o ściśle określonej wielkości.
Twardość zależy od gatunku drzewa, z którego drewno pochodzi.
Do gatunków twardych należą między innymi:
• modrzew
• akacja
• buk
• dąb
• grab
• jesion
• jawor
• wiąz
Do najbardziej miękkich:
Drewno miękkie jest znacznie łatwiejsze w obróbce, stąd często
jest używane przez rzeźbiarzy (np. Ołtarz w kościele Mariackim w
Krakowie jest wyrzeźbiony z lipy).
• lipa
• olcha
• osika
• topola.
Przykładowa twardość mierzona metodą Janki (przy pomocy kulki
metalowej o przekroju średnicowym 1 cm2) dla niektórych
gatunków drewna wynosi:
• świerk 28 MPa
• sosna 28÷÷÷÷30 MPa
• dąb 66÷÷÷÷67 MPa
• buk 75÷÷÷÷78 MPa
• jesion 74÷÷÷÷76 MPa
• grab 89 MPa
JEDNOSTKA!
• ścieralność - drewna twarde są najczęściej najodporniejsze na
ścieranie.
http://pl.wikipedia.org
W budownictwie najczęściej używane są następujące gatunki
drewna
• iglaste, stosowane są do wykonywania konstrukcji dachowych,
• grubizna – drewno o średnicy w najcieńszym końcu minimum 7 cm
� dłużyca – grubizna o długości minimum 9,0 m dla gatunków
iglastych; 6,0 m dla gatunków liściastych,
� kłoda – grubizna o długości 2,50 m ÷ 8,90 m (iglasta)
i 2,50 m ÷ 5,90 m (liściasta),
� wyrzynek – grubizna o mniejszych długościach,
• żerdzie – drewno o średnicy 7 ÷ 14 cm
• tarcica - jest to drewno przetarte w tartaku z drewna okrągłego.
Ze względu na stopień obróbki tarcicę dzielimy na:
• tarcicę nieobrzynaną – o dwóch powierzchniach
równoległych, krawędzie boczne pozostawione są bez
obróbki. Otrzymywana jest przez przetarcie jednokrotne na
trakach (piłach tartacznych).
• tarcicę obrzynaną – o obrobionych czterech płaszczyznach i
krawędziach czoła
Podstawowe wyroby z tarcicy
W zależności od wymiarów otrzymanych elementów tarcicę dzielimy na
sortymenty o nazwach:
• deski – elementy o grubości od 19 – 45 mm
www.drewnobudowlane.info
• bale – elementy o grubości 50 – 100 mm
• listwy – elementy o przekroju poprzecznym
od 12/24 do 29/70 mm
• krawędziaki (murłaty) – elementy o
przekroju 100*/100 – 180/180 mm
http://www.drewpasz.pl/?Tarcica
• belki – elementy o przekroju 120/200 – 220/280 mm
• tarcica podłogowa – produkowana z drewna sosnowego,jodłowego lub świerkowego; stosowana (maks. gr. 50 mm) doukładania podłóg w budynkach mieszkalnych, przemysłowychlub gospodarczych; jakość tarcicy podłogowej określa się napodstawie dwóch klas I i II, według których drewno może miećokreśloną liczbę wad.
2014-11-05
8
• łaty – to drewniane listwy o przekroju prostokątnym lub
kwadratowym (od 32x32 [mm] do 90x90 [mm] lub od 32x50 [mm]
do 75x150 [mm]) używane w konstrukcjach drewnianych, np. w
więźbie dachowej do ułożenia pokrycia dachowego
Łaty i kontr łaty, www.drewnobudowlane.info/laty http://www.drewpasz.pl/?Tarcica
Podział elementów konstrukcyjnych z drewna ze względu na rolę pełnioną w przenoszeniu obciążeń
• belka – element nośny poziomy lub pochyły oparty na dwóch lub więcej
podporach (ścianach, słupach, innych belkach); może mieć przekrój jednolity
lub złożony (np. z dwóch lub więcej łat, dwuteowy), belki mają zawsze
większą wysokość niż szerokość i wykonywane są z drewna litego, klejonego
lub profili łączonych.
http://www.inzynierbudownictwa.pl/
• podciąg – belka,
na której opierają się inne belki,
• słup – pionowy element nośny,
przenoszący obciążenia pionowe od spoczywających na nim belek, dachów,
wiązarów; może mieć przekrój prosty lub złożony,
http://www.drewdom.com/
• dźwigar – wiązar wieloelementowy o znacznej wysokości, płaski lub przestrzenny, pełnościenny lub ażurowy, przenoszący obciążenia konstrukcji na podpory główne (ściany lub słupy). Budowany jest z desek lub materiałów drewnopochodnych.
Gęstość 550-750kg/m3 550-750kg/m3 550-750kg/m3 550-750kg/m3
Wytrzymałość na zginanie wzdłuż włókien [MPa]
50-100 50-100 50-100 50-100
Wytrzymałość na zginanie w poprzek włókien [MPa]
30-60 30-60 30-60 30-60
Lignofol - materiał warstwowy ze sklejonych wodoodpornym
klejem syntetycznym cienkich warstw drewna, charakteryzujący się
dużą wytrzymałością i twardością. Jest stosowany m.in. do wyrobu
części maszyn, szybowców.
Lignofol fot.www.sklejka-pisz.com.pl
Ze względu na kierunek biegu włókien lignofol dzieli się na:- równoległo - włóknisty - krzyżowo - włóknisty- gwiaździsto - włóknisty Podstawowe dane techniczne:- gęstość – 1200 kg/m3
- wytrzymałość na ściskanie – 88÷118 N/mm2
- wytrzymałość na zginanie – 103 N/mm2
- twardość – 118 N/mm2
- odporność na działanie wody- odporność na czynniki chemiczne
Płyty pilśniowe - otrzymywane są z rozwłóknionej masy drewna
(rozwłóknieniu poddaje się odpady tartaczne - ścinki, odpadki)
sklejonej z równoczesnym sprasowaniem.
W zależności od stopnia sprasowania i ewentualnego wykończenia
powierzchni rozróżniamy płyty pilśniowe:
• porowate,
• twarde,
• bardzo twarde.
� porowate - podczas klejenia, płyty poddane są tylko
otrzymany materiał jest porowaty i miękki. Płyty używane są do
izolacji akustycznych w miejscach nienarażonych na działanie
wilgoci.
Grubość płyt - 9,5 ÷ 25,0 mm
2014-11-05
12
� porowate bitumowane - płyty te stosuje się do izolacji cieplnej i
akustycznej dachów, ścian i podłóg - wszędzie tam, gdzie
potrzebna jest izolacja o podwyższonej odporności na wilgoć.
Sztywne i lekkie arkusze płyt, o dużych wymiarach są łatwe w
montażu.
� twarde - podczas klejenia poddane są obróbce termicznej pod
ciśnieniem.
Używane są do robót stolarskich jako
okładziny np. skrzydeł drzwiowych.
Płyty są produkowane o grubości 2,4 - 6,4 mm.
� bardzo twarde - proces produkcji przebiega analogicznie jak
płyt twardych. Płyty dodatkowo nasączane są olejem lub
żywicami, albo mają wierzchnią powierzchnię pokrytą emalią.
Przeznaczone są do robót stolarskich.
Płyty wiórowe - produkowane są z odpadów tartacznych
rozdrobnionych do postaci wiórów. Cząsteczki drewna zespala się
przy pomocy kleju podczas obróbki termicznej pod ciśnieniem.
Płyty produkowane są z okleiną zewnętrznej
powierzchni lub bez okleiny. Jako okleiną można
zastosować fornir naturalny lub fornir (laminat) z
żywic syntetycznych.
Płyty są produkowane o grubości od 10÷56mm.
Stosowane przy robotach stolarskich, meblarstwie,
budownictwie.
Płyty wiórkowo-cementowe – otrzymuje się z wełny drzew
iglastych, którą poddaje się mineralizacji w roztworze chlorku
wapnia, następnie miesza z cementem portlandzkim 32,5,
formuje i prasuje pod ciśnieniem. Są one:
• niepalne,
• ulegają jedynie zwęgleniu podczas palenia,
• są odporne na działanie wilgoci.
Płyty wiórkowo-cementowe stosuje się:• do izolacji cieplnej, • dźwiękowej ścian, stropów i dachów, • na warstwy pod posadzki w celu tłumienia dźwięków
wywołanych uderzeniem
Płyty MDF i HDF - są to płyty drewnopochodne nowszej generacji.
Produkowane z włókien drzewnych klejonych w podniesionej
temperaturze pod ciśnieniem. Otrzymany materiał ma jednorodny
przekrój. Jest twardy, może być produkowany w okleinach
naturalnych (fornir) lub sztucznych albo tylko pokryty lakierem.
Stosowany jest do produkcji:• paneli podłogowych, • płyt dla przemysłu meblarskiego, • do robót stolarskich,• oprócz płyt, z masy można wytłaczać elementy do dekoracyjnego
wykończenia powierzchni (np. listwy o różnym profilu).
Płyta OSB - to jest płyta drewnopochodna opracowana specjalnie
dla budownictwa, tak zwana płyta o ukierunkowanych wiórach
płaskich. Zawiera ponad 90% drewna. Składa się z trzech warstw.
W warstwie górnej i dolnej wióry o wymiarach 100x0,6 mm
kierunkowo umieszczone są wzdłuż długości płyty natomiast w
warstwie środkowej w poprzek płyty.
Wysokie parametry techniczne płyt OSB wynikają z:• zachowania włóknistości drewna, • zazębiania się długich wiórów, • przez natryskiwanie wiórów specjalnym klejem i emulsją
parafinową w tzw. zaklejarkach uzyskuje się dużą odporność na wpływy warunków atmosferycznych.
2014-11-05
13
Zastosowanie płyt OSB - w budownictwie szkieletowym na poszycie
ścian zewnętrznych i wewnętrznych oraz poszycie podłóg i dachu.
W ofercie handlowej znajdują się płyty OSB w następujących
rodzajach:
• wodoodporne OSB-3 - grub.12,15,18,22 mm
• szalunkowe - grub.16,18,22 mm
• antypoślizgowe - grub.16,18,22 mm
Zastosowanie płyt OSB
http://www.drewpasz.pl/?Tarcica
Materiały podłogowe
• deski podłogowe - tarcica podłogowa, to deski o szerokości 100 -
200 mm, długości 3,0 - 5,5 m i grubości 28, 32, 38, 45, 50 mm.
Najczęściej spotykane są deski z iglastych gatunków drzew.
EKO deska podłogowa czterostronnie strugana, sucha o średniej
wilgotności 12%.
Wymiary:
• szerokość - 110 mm
• grubość - 22÷÷÷÷28 mm,
• długości desek głównie od 2000 ÷÷÷÷ 5000 mm,
• łączenie na własne pióro i wpust,
• na indywidualne zlecenie możliwość przygotowania deski w
innych długościach.
EKO deska podłogowa produkowana jest w pełni z
naturalnego drewna sosnowego i świerkowego, dzięki temu
pomieszczenie uzyskuje naturalny, ekologiczny wygląd i
Gatunek bardzo odporny na szkodliwe działanie warunków atmosferycznych, a także ataki grzybów i szkodników. Nie wymaga dodatkowej konserwacji, jednak dla zachowania naturalnej kolorystyki drewna zaleca się olejowanie tarasu. Pomaga to zapobiec naturalnemu procesowi patynowania powierzchni na kolor srebrno-szary. Jedną z cech charakterystycznych tego gatunku jest możliwość występowania niewielkich otworów po szkodnikach (tzw. pinholes; maksymalnie 1-1,5 mm średnicy). Nie stanowią one jednak wady, gdyż owady żyją wyłącznie w drewnie żywym.Deska jest jednostronnie ryflowana co zdecydowanie ułatwia jej montaż, z drugiej zaś strony powierzchnia ryflowana nadaje walorów estetycznych.Deska występuje w wymiarze 25x145 w całej gamie długości.
Deska Tarasowa Bangkirai • płyty posadzki mozaikowej:� produkowane z liściastych
gatunków drzew, z listewek o grubości 8 - 10 mm,
� listewki układa się w zestawy o boku kwadratu, płyta złożona jest z 16 takich zestawów ułożonych w "kratkę" i naklejonych na papier,
� parkiet mozaikowy układa się na twardym równym podłożu, na klej.
� do podłoża przyklejana jest powierzchnia płyty bez papieru.
� papier odkleja się po nawilżeniu go wodą, po związaniu kleju z podłożem.
• Współczesne strzechy nie robi się ze słomy jak kiedyś, ale z
trzciny, najlepiej jednorocznej, nie bardzo grubej i o wilgotności
15%,
• Grubość strzechy z trzciny wynosi 28-40 cm.
• Stanowi ona jednocześnie
doskonałą izolację termiczną (w
zimie taka warstwa dobrze chroni
przed chłodem, latem – przed
upałem) i akustyczną.
• Pokrycie z trzciny nie wymaga specjalnych zabiegówkonserwacyjnych,
• Impregnację przed ogniem i od czasu do czasu zmiatać z niegomech wystarczy wykonywać co 5 lat, inaczej będzie się pod nimutrzymywało zawilgocenie, które zapoczątkowuje butwieniestrzechy.
• W razie potrzeby można wymienić zniszczony fragment (kolornowego pokrycia wyrówna się mniej więcej po roku).
Domy z drewna
http://www.osadazbali.pl/
http://www.apispw.pl/?p0=6&p1=11
Sosna fińska - idealna do budowy domów z bali
Do budowy swych domów z bali HONKA używa tylko drewna z wysoce