Wilgotność Więźby Dachowej: Norma PN i Znaczenie Prawidłowego Suszenia Drewna
- Szczegóły
Jakość drewna, jako materiału budowlanego, jest zależna od poziomu jego wilgotności. Powodem są naturalne właściwości drewna, a więc między innymi jego higroskopijność. Dlatego wybór drewna konstrukcyjnego charakteryzującego się właściwą wilgotnością to fundament trwałości i bezpieczeństwa budowli.
Znaczenie Prawidłowego Suszenia Drewna w Budownictwie
Pomiar wilgotności drewna konstrukcyjnego odgrywa kluczowe znaczenie dla trwałości i bezpieczeństwa każdej struktury budowlanej. Zbyt wysoka wilgotność drewna może prowadzić do deformacji, pęknięć, a nawet do rozwoju szkodliwych mikroorganizmów, takich jak pleśń i grzyby. Z drugiej strony, zbyt niska wilgotność drewna może prowadzić do jego wysuszenia, co również negatywnie wpływa na właściwości fizyczne.
Wpływ Wilgotności na Właściwości Mechaniczne
Naukowcy od lat podkreślają związek między zawartością wody w drewnie a jego zdolnością do przenoszenia obciążeń. Proces suszenia nie tylko przygotowuje materiał do użytku, ale również definiuje jego długoterminową stabilność w konstrukcjach. Każdy 1% wzrost wilgotności powyżej 20% zmniejsza nośność elementów konstrukcyjnych średnio o 3-5%. W praktyce oznacza to realne zagrożenie dla bezpieczeństwa całych budynków. W przypadku więźb dachowych przekroczenie 22% wilgotności zwiększa ryzyko pęknięć aż o 300% w porównaniu z materiałem prawidłowo wysuszonym.
Zmiana Wytrzymałości na Ściskanie i Zginanie
Wilgotność ponadnormatywna o 10% może obniżyć wytrzymałość na zginanie, rozciąganie i ściskanie nawet do 30%.
Ryzyko Odkształceń i Pęknięć
Zbyt wysoki poziom wilgotności drewna może prowadzić do jego pęcznienia. Do pęcznienia nie dochodzi w sposób niejednolity, lecz przeciwnie - procesy zachodzą w tak zwanych przekrojach. Z kolei na skutek utraty wody dochodzi do skurczu drewna, który również jest zjawiskiem niejednolitym. W efekcie zmianie ulec może ukształtowanie drewna, co odbija się negatywnie na całej konstrukcji.
Przeczytaj także: Poradnik: walka z wilgocią w mieszkaniu
Kolejnym czynnikiem, który powinien przekonywać do odpowiedniego osuszania drewna, jest ochrona przed rozwojem grzybów i bakterii. Zawilgocone drewno jest bowiem idealnym siedliskiem grzyba. Z kolei zagrzybienie tego surowca wiąże się z postępującą korozją biologiczną. Innymi słowy na skutek zagrzybienia rozpoczynają się procesy biodegradacji drewna, co może skończyć się rozpadem konstrukcji.
Świeże drewno zawiera dużą ilość wody wolnej wypełniającej cewki i naczynia (ok. ⅔ poziomu wilgotności) oraz wodę związaną, która znajduje się w wolnych przestrzeniach między micelami celulozy w błonie komórkowej (ok. 1/3). W procesie suszenia surowiec oddaje nadmiar wilgoci (desorpcja pary wodnej). Uwalnianie wody wolnej nie powoduje kurczenia się elementów drewnianych. Zjawisko to ma miejsce przy oddawaniu wody związanej.
Kurczenie się drewna polega na zmniejszaniu się jego wymiarów w wyniku suszenia. Przy tym skurcz wzdłuż włókien nie jest duży - ok. 0,1-0,8%. Oznacza to, że długość elementów drewnianych nie zmienia się w znaczącym stopniu i nie wpływa to na geometrię wykonanych z nich konstrukcji. Natomiast istotnej zmianie ulegają wymiary przekroju poprzecznego. Skurcz promieniowy drewna może wynosić nawet 3-5%.
Warto wiedzieć, że w przypadku drewna sosnowego, z którego najczęściej wykonuje się więźby dachowe, zmiana poziomu wilgotności o 1 stopień powoduje skurcz rzędu 0,36%. Oznacza to zatem, że im bardziej wysuszone drewno zostanie wykorzystane, tym mniejsze będą zmiany przekroju poprzecznego wykonanych z niego elementów. W przeciwnym razie może dochodzić do pękania drewna budowlanego i innych problemów.
Wilgotność Drewna - Normy i Zalecenia
Odpowiedź na to pytanie różni się zależnie od przeznaczenia zastosowanego drewna. Elementy drewniane stosowane we wnętrzach powinny odznaczać się niższym poziomem wilgotności, który wynosi z reguły od 6 do 10 %. Z kolei drewno zastosowane na zewnątrz, a zwłaszcza wiązary dachowe, powinny charakteryzować się nieco wyższym poziomem wilgotności. Plasuje się ona na poziomie od 15 do 18%.
Przeczytaj także: Wakacje w Bodrum
Zgodnie z normą PN-D-94021:2013, drewno konstrukcyjne stosowane w budownictwie powinno mieć wilgotność nieprzekraczającą 18%.
Tymczasem poziom wilgotności drewna budowlanego na więźbę dachową jest określony w rozporządzeniu Ministerstwa Infrastruktury - Warunki Techniczne Wykonania i Odbioru Robót Budowlanych. W części dotyczącej konstrukcji drewnianych (część A, zeszyt 4) znajduje się zapis, że do zastosowań konstrukcyjnych może być wykorzystane drewno, które zgodnie z normą PN-EN 1995-1-1 powinno charakteryzować się wilgotnością:
- 18% w przypadku konstrukcji chronionych przed zawilgoceniem,
- 23% w przypadku konstrukcji narażonych na oddziaływanie warunków atmosferycznych (konstrukcje na otwartym powietrzu).
Drewno przeznaczone na konstrukcję więźby dachowej powinno być zatem odpowiednio przygotowane. Mokrą tarcicę poddaje się suszeniu w specjalnych warunkach, aby uzyskać optymalny poziom wilgotności. Prawidłowo przeprowadzony proces zwiększa wytrzymałość drewna i pozwala uniknąć wielu niepożądanych konsekwencji.
Wymagania Zgodne z PN-EN 14298
Przygotowanie drewna do budowy wymaga przestrzegania standardów. Polska norma PN-EN 14298 określa suszenie drewna konstrukcyjnego.
Dopuszczalne Wartości Wilgotności dla Różnych Zastosowań
Różne rodzaje konstrukcji i zastosowań budowlanych wymagają różnych wartości normatywnych wilgotności drewna. Dla przykładu, drewno stosowane w konstrukcjach na zewnątrz, takich jak więźby dachowe, powinno mieć wilgotność w granicach 15-20%. Ta wartość zapewnia optymalny poziom wytrzymałości drewna na wpływy atmosferyczne. Z drugiej strony, drewno przeznaczone do zastosowań wewnętrznych, jak na przykład parkiety, powinno charakteryzować się wilgotnością w przedziale 8-12%. To idealne nawilżenie zapobiega nadmiernemu kurczeniu się drewna i zabezpiecza przed powstawaniem pęknięć. Natomiast dla drewna używanego w budownictwie szkieletowym, zaleca się wilgotność na poziomie około 16%, które jest optymalnym kompromisem między wytrzymałością a możliwością deformacji.
Przeczytaj także: Poradnik pomiaru wilgotności
Specyfika Suszenia Drewna KVH
Drewno klejone KVH jest mniej podatne na odkształcenia niż drewno lite. Proces suszenia drewna KVH zawiera fazę kondycjonowania w 65°C.
Metody Pomiaru Wilgotności Drewna
Określenie stopnia wilgotności drewna to część procesu gwarantująca jego odpowiednie przygotowanie do zastosowania w konstrukcji. Pomiar wilgotności rozpoczyna się od pobrania próbki drewna, która następnie poddawana jest analizie. W przypadku metody suszarkowo-wagowej, waży się próbkę przed i po wysuszeniu w specjalnej suszarce. Prowadzenie tego typu analizy jest o tyle istotne, że normy określają, jakie powinno być optymalne nasycenie materiału wodą.
Pomiar wilgotności drewna najczęściej przeprowadzany jest z użyciem jednej z trzech metod: z zastosowaniem wilgotnościomierza, metodą elektrometryczną lub metodą suszarkowo-wagową.
- Wilgotnościomierz pozwala oszacować poziom wilgotności po uprzednim uwzględnieniu gatunku drewna oraz przewidzianej temperatury.
- Dużą precyzją odznacza się metoda suszarkowo-wagowa. W tym przypadku oznaczanie wilgotności odbywa się po uprzednim pobraniu próbki, która poddawana jest ważeniu, a kolejno umieszczana jest w suszarce laboratoryjnej. Proces odbywa się z zastosowaniem termoregulacji. Eksperci określają wilgotność drewna z dokładnością do 0,5%.
- Metoda elektrometryczna to szybka i prosta technika pomiaru wilgotności drewna. Izolowany elektrycznie pomiarowy pręt wprowadza się do drewna, a urządzenie odczytuje opór, który proporcjonalnie zależy od wilgotności.
Istnieje kilka sposobów pomiary wilgotności drewna. Metoda suszarkowo-wagowa polega na pobraniu próbki o wymiarach 2x2x2 cm ze środka badanej deski czy elementu w odległości 15-25 cm od czoła, zważeniu jej i umieszczeniu w suszarce elektrycznej-laboratoryjnej, wyposażonej w termoregulację (która utrzymuje temperaturę na żądanym poziomie z dokładnością do +/- 5 °C). Proces suszenia próbek odbywa się w granicach 100 °C i do chwili kiedy próbki osiągną stały ciężar, tj. jaki był między przedostatnim a ostatnim ważeniem i nie przekracza 0,3%.
Metoda elektrometryczna nie wymaga pobrania próbek drewna i polega na pomiarze oporu elektrycznego, który jest zmienny w zależności od poziomu wilgotności drewna. Do pomiarów wilgotności metodą elektromagnetyczną służą wilgotnościomierze. Wśród nich najczęściej spotykany typ wilgotnościomierza do drewna to model oporowy. Działa na zasadzie pomiaru oporu elektrycznego między dwoma metalowymi elektrodami (igłami) wbitymi w drewno. Drewno, które zawiera więcej wilgoci, przewodzi prąd elektryczny lepiej niż drewno suche. Ten rodzaj pomiaru wilgotności drewna jest bardzo dokładny.
Alternatywą jest wilgotnościomierz pojemnościowy. Ten typ wilgotnościomierza działa bez konieczności wbijania elektrod w drewno. Zamiast tego mierzy zmianę pojemności elektrycznej na powierzchni drewna. Urządzenie emituje pole elektromagnetyczne. Zawartość wilgoci w drewnie wpływa na zmianę pojemności elektrycznej tego pola. Jego wadą jest to, że urządzenie jest mniej dokładne niż wilgotnościomierz oporowy, szczególnie w głębszych warstwach materiału.
Metody Suszenia Drewna Konstrukcyjnego
Wybór techniki suszenia wpływa na trwałość drewna. Stosuje się dwa główne sposoby: suszenie powietrzne i nowoczesne metody przemysłowe.
Suszenie Naturalne (Powietrzne)
Metoda ta korzysta z naturalnego powietrza.
Suszenie Komorowe - Technologia Przemysłowa
Drewno suszone komorowo jest skutkiem nowoczesnych procesów, kontrolowanych komputerowo. Suszenie odbywa się w temperaturze 60 stopni, w specjalnej komorze. Dlatego efektem bezpośrednim suszenia komorowego jest eliminacja wszelkich grzybów, bakterii, owadów i larw owadów. Dzięki uzyskanemu poziomowi wilgotności mikroorganizmy te nie rozwiną się również w okresie późniejszym. Suszenie komorowe zapewnia dokładną kontrolę.
Konsekwencje Użycia Niedosuszonego Drewna
Więźba dachowa musi być wytrzymała oraz odporna na duże przeciążenia, a także działanie czynników atmosferycznych. Dlatego powinna być wykonana z drewna budowlanego o odpowiednim poziomie wilgotności. Wykorzystanie mokrego surowca jest ryzykowne. Trzeba mieć świadomość, że tarcica będzie wysychała po zamontowaniu.
Może to skutkować wypaczeniem i pękaniem drewna budowlanego czy wyciekami żywicy. Kurczenie się elementów powoduje przede wszystkim powstawanie wolnych przestrzeni przy łączeniach krokwi, co ma bezpośredni wpływ na wytrzymałość całej konstrukcji. Ponadto impregnacja mokrego drewna nie przynosi oczekiwanego efektu. Istnieje także ryzyko rozwoju pleśni.
Używanie drewna z nieodpowiednią wilgotnością to duży błąd. Może to znacznie obniżyć trwałość budynku. Drewno z za dużą wilgotnością powoduje wiele problemów. Ryzyko odkształceń rośnie, szczególnie w elementach nośnych.
Ważne jest, aby dokładnie sprawdzić wilgotność drewna w budowie.
Problemy Eksploatacyjne w Konstrukcjach
Zastosowanie drewna o zbyt dużym poziomie wilgotności do budowy więźby dachowej skutkuje dodatkową pracą. Przed wykonaniem izolacji termicznej dachu należy bowiem dokręcić wszystkie śruby, które mocują elementy konstrukcji. Nie jest to jednak zadanie łatwe.
Często niemożliwe jest przywrócenie stanu poprzedniego położenia połączeń jętek i krokwi. Także powtórne dociśnięcie śrubami murłaty do wieńca dachowego nie zawsze się udaje. Może się zatem okazać, że więźba po wyschnięciu ma mniejszą wytrzymałość niż przewidziano w projekcie.
Warto też wiedzieć, że impregnacja mokrego drewna budowlanego jest właściwie nieskuteczna. Nadmiar wilgoci uniemożliwia prawidłowe wnikanie preparatu w strukturę materiału.
W efekcie elementy konstrukcji nie są właściwie zabezpieczone przed ogniem i korozją biologiczną. Naniesiony powierzchownie impregnat po kilku tygodniach wyparowuje wraz z wilgocią.
Typowe Uszkodzenia w Pierwszym Roku Użytkowania
Zmniejszenie się murłat oraz osłabienie konstrukcji dachu. Murłaty wykonane z mokrego drewna przykręconego do wieńca dachowego za pomocą stalowych kotew. W wyniku wysychania, po kilku lub kilkunastu miesiącach, zmniejszają swoje wymiary przekroju. W praktyce oznacza to, że śruby luzują się i wymagają dokręcenia.
Z powodu skurczu drewna dochodzi także do powstawania szczelin w miejscach połączenia krokwi z jętkami. W wyniku tego belki nie spełniają odpowiednio swojego zadania - nie rozpierają krokwi we właściwy sposób, ponieważ nie są dociskane do nich śrubami. Wszystko to sprawia, że konstrukcja więźby dachowej traci wytrzymałość.
Pękanie drewna wzdłuż włókien. W wyniku schnięcia drewna pojawiają się również pęknięcia wzdłuż włókien na krokwiach, płatwiach, jętkach i słupach. Wpływa to na poważne osłabienie konstrukcji dachu. Jest to szczególnie niebezpieczne w sytuacji, gdy pęknięcia drewna budowlanego są obustronne, podłużne, łączą się ze sobą i przebiegają przez cały przekrój. Prowadzi to do dużego obniżenia nośności elementów, które mogą potrzebować dodatkowego wzmocnienia.
Zbyt wilgotne drewno budowlane powoduje również pęknięcia tynków oraz płyt gipsowo-kartonowych wewnątrz budynku. Jest to spowodowane zbyt dużym naciskiem krokwi na murłaty. Kurczenie się elementów konstrukcyjnych więźby może także przyczyniać się do pękania dachówek, blachodachówki oraz membrany, co skutkuje wnikaniem wilgoci do wnętrza izolacji.
Jak Kontrolować Wilgotność Drewna na Budowie?
Ważne jest, aby dokładnie sprawdzić wilgotność drewna w budowie. Używa się dwóch metod: profesjonalne pomiary techniczne i proste techniki domowe.
Metody Pomiarowe dla Profesjonalistów
Nowoczesne technologie pozwalają na dokładne pomiary wilgotności.
Domowe Sposoby Weryfikacji
W sytuacjach awaryjnych warto użyć prostych metod. Nie wymagają one specjalistycznego sprzętu.
Drewno Certyfikowane C24
Strugane, suszone drewno z certyfikatem C24 jest surowcem wymaganym w przypadku budowy konstrukcji dachowych. Zgodnie z normą PN-EN338 użycie do wykonania tych konstrukcji drewna nieprzystosowanego jest właściwie nielegalne. Nie bez powodu! Certyfikowane, odpowiednio osuszone drewno jest materiałem bezpiecznym, lżejszym i dużo bardziej wytrzymałym. W dodatku, biorąc pod uwagę trwałość tego materiału, ostateczne koszty są dużo dużo niższe niż jest to w przypadku tradycyjnie przygotowanej więźby.
W firmie Wiązar Polska stosujemy tylko jakościowe, czterostronnie strugane drewno z certyfikatem C24, w pełni odpowiadające polskim normom budowlanym. Czterostronnie strugane drewno wyróżnia się także wysokim poziomem ognioodporności.
Impregnacja i Zabezpieczanie Drewna
Kluczowe znaczenie mają certyfikaty jakości oraz właściwe przygotowanie materiału przed montażem. Inwestycja w drewno o odpowiednich parametrach technicznych przekłada się bezpośrednio na trwałość i bezpieczeństwo całej konstrukcji dachowej.
Higroskopijność drewna jest jednak jego właściwością naturalną i to w dodatku pozytywną! W efekcie, drewno cały czas pracuje, pochłania nadmiar wilgoci w pomieszczeniu, a jej niedobór zwraca. Wiąże się to z wieloma zaletami, jak chociażby harmonijny poziom wilgotności powietrza na poddaszu przy jednoczesnej, zrównoważonej wilgotności drewna.
W zakresie ochrony drewna konstrukcyjnego stosujemy trzy główne rodzaje preparatów:
- Preparaty rozpuszczalnikowe - wnikają głęboko w strukturę drewna, ale są toksyczne
- Impregnaty wodorozcieńczalne - popularne i bezpieczne rozwiązanie
- Preparaty solne - dostępne w formie proszku lub roztworu
Najbardziej skuteczną metodą zabezpieczenia jest impregnacja zanurzeniowa, podczas której drewno pozostaje w impregnacie przez wiele godzin. Alternatywnie, możemy zastosować metodę natryskową lub malowanie pędzlem, jednak w tym przypadku należy nałożyć minimum trzy warstwy preparatu.
Podsumowanie
Podsumowując, użycie mokrej tarcicy do wykonania dachu powoduje problemy konstrukcyjne, estetyczne oraz znacząco obniża wytrzymałość więźby dachowej. Dlatego istotne jest stosowanie wysokiej jakości drewna budowlanego.
tags: #wilgotność #więźby #dachowej #norma #PN
