Wilgotność drewna więźby dachowej a jej stabilność i trwałość użytkowa
 Fot. 1. Więźba dachowa z drewna Drewno lite i jego tworzywa drewnopochodne posiadają własności higroskopijne i anizotropowe, dlatego ich parametry techniczne, wytrzymałościowe są zależne od kształtowania się jego wilgotności. By wyroby z drewna litego, w tym szczególnie elementy konstrukcyjno-nośne więźby dachowej (fot. 1), w trakcie wykonania i ich użytkowania, spełniały najwyższe parametry techniczne należy przestrzegać ważny wymóg technologiczny tj. utrzymania ich w stałej wymaganej wilgotności, tzw. wilgotności technicznej, równoważnej do otoczenia. Nie przestrzeganie tego wymogu zawsze powoduje w drewnie zmiany wymiarowe. Zachwianie się równowagi higroskopijnej drewna do warunków klimatycznych jego otoczenia, szczególnie w czasie użytkowania, uruchamia jego anizotropię tj. pęcznienie, kiedy pobiera parę wodną z otoczenia, lub kurczenie się gdy wysycha. Zjawisko anizotropii występuje tylko do chwili kiedy drewno osiągnie wilgotność równoważną. Wówczas następuje stabilizacja, nie zmienia wymiarów.
Z nauki o drewnie wiadomo, że zjawisko pęcznienia drewna jest ściśle powiązane ze zjawiskiem jego kurczenia się. Współczynniki kurczliwości i pęcznienia drewna mają te same wartości. Wielkość skurczu lub pęcznienia liniowego czy objętościowego, odpowiadającego zmianie wilgotności drewna o 1%, wyrażona jest w procentach lub jednostkach miary.
W elementach konstrukcyjnych więźby dachowej, ale nie tylko, w wyniku zjawiska kurczenia się tj. wysychania drewna więźby, (na skutek ponadnormatywnej wilgotności), następuje pękanie drewna (fot. 2 i 3) oraz zniszczenie połączeń konstrukcyjnych, ciesielskich.
 Fot. 2. Pęknięta murłata |  Fot. 3. Pęknięty słup podporowy dachu |
Pękanie drewna to efekt powstałych w nim naprężeń, które rozrywają włókna drzewne. Spękane elementy konstrukcyjne tracą w poważnym stopniu pierwotną wytrzymałość na zginanie i ściskanie. Zaś powstałe luzy w połączeniach konstrukcyjnych, na skutek skurczu ich elementów, powodują wadliwe przenoszenie sił wytrzymałościowych na poszczególne elementy węzła połączeniowego. Taka konstrukcja dachowa traci w poważnym stopniu planowaną wytrzymałość. Może nawet nie sprostać wymaganiom obciążeniowym dachu, szczególnie wykonanego z dachówek lub po dodatkowym obciążeniu śniegiem w okresie zimowym. Rozmiary tych zniszczeń są różne i uzależnione
od stopnia różnicy wilgotności drewna więźby dachowej do otoczenia, jego budowy anatomicznej oraz kierunku przebiegu
włókien. Skalę wielkości i przebieg krzywych kurczliwości i pękania drewna sosnowego, które jest powszechnie stosowane
w wykonawstwie więźby dachowej, trudno przewidzieć. Jak wynika z nauki i doświadczenia zawodowego, to największy skurcz występuje w układzie objętościowym i przy stycznym kierunku przebiegu włókien. By jednak wykorzystać drewno technicznie w sposób optymalny w każdych warunkach klimatycznych, należy zadbać o jego wilgotność techniczną, równoważną, a to można uczynić wyłącznie przez dokładne badania i planowanie jego wilgotności, szczególnie w fazie przygotowania elementów, tj. procesie wykonawczym na tartaku, jak również już w czasie użytkowania.
 Fot. 4. Wilgotnościomierz D-3 Badanie wilgotności drewna jest konieczne
By wykonać prawidłowo i fachowo więźbę dachową z drewna, należy badać jego wilgotność już w procesie wykonania tj. na tartaku przed obróbką mechaniczną i impregnacją chemiczną, oraz przed montażem więźby dachowej.
Metody badania wilgotności drewna są różne. Pierwsza z nich - metoda suszarkowo-wagowa - jest bardzo dokładna i stosowana w warunkach laboratorium zakładowego i suszarniach do drewna. Natomiast druga - metoda elektrometryczna, jest stosunkowo praktyczna i stosowana wszędzie, a szczególnie w zakładach przerobu drewna, w tartakach, na składach drzewnych.
Metoda elektrometryczna polega na pomiarze oporu elektrycznego, który zmienia się wraz ze zmianami wilgotności drewna. Przewodnictwo elektryczne zwiększa się przy przejściu drewna ze stanu absolutnie suchego (0% wilgotności) do punktu nasycenia włókien (30%), natomiast dalszy wzrost wilgotności powoduje nieznaczne zmiany przewodnictwa i dlatego nie jest w pomiarach uwzględniany. Na rynku istnieje szereg typów wilgotnościomierzy. Do prostych w obsłudze należy wilgotnościomierz D-3 (fot. 4), który dokonuje pomiaru wilgotności drewna od 6% do 30% wilgotności bezwzględnej. W celu dokonania pomiaru wybiera się przełącznikiem - „GATUNEK DREWNA” - przewidzianą temperaturę badanego drewna (0-50°C) i płynnym ruchem wbija się elektrody w drewno tak, by linia łącząca elektrody była zawsze prostopadła do przebiegu włókien. Po prawidłowym wbiciu elektrod zaświeci się jedna z diod lub dwie sąsiednie. Zaświecenie się dwóch sąsiednich diod oznacza, że wilgotność jest między np. „18” i „20” i wynosi 19%. Zaświecenie się diody 6% oznacza, że wilgotność jest równa 6% lub mniejsza, natomiast w przypadku zaświecenia się diody 30% oznacza, że wilgotność drewna jest równa lub większa od 30%.
Przy pomiarach drewna metodą elektrometryczną, należy zawsze przestrzegać ustaleń podanych w normie PN-84/D-04150 oraz instrukcji obsługi urządzenia, szczególnie dotyczącej miejsca pomiaru, ich krotności oraz sposobu odczytu.
 Fot. 5. Spuszczel pospolity, jego żarłoczna larwa
Elementy konstrukcyjno-nośne przeznaczone na więźbę dachową muszą posiadać końcową wilgotność (techniczną) 15-18%, dlatego powinny być suszone w suszarniach lub zadaszone na wolnym powietrzu około roku. Suszone w suszarniach, w temperaturze 50°C dodatkowo zapewniają nas, że są wolne od larw owadów drewna - fot. 5 (spuszczela), i wówczas mogą być poddawane chemicznej impregnacji, z której usunięta przez ponowne sezonowanie, wprowadzona z impregnatem woda, umożliwia dopiero wbudowanie elementów w konstrukcję dachową. W trakcie użytkowania więźby z drewna należy czynić wszystko, aby mikroklimat jego otoczenia na poddaszu był przyjazny i tworzył warunki do zachowania jego wilgotności równoważnej (technicznej). Wówczas drewno więźby będzie stabilne i zachowa wszystkie normatywne parametry techniczne na dziesiątki lat, a może całe pokolenia.
Inż. Zbigniew Gęsiński
rzeczoznawca NOT,
wieloletni biegły sądowy w dziedzinie technologii drewna
Fot. autora
Artykuł opublikowany na łamach kwartalnika WARSTWY - DACHY I ŚCIANY 4/2016 |
