Jakie są klasy użytkowalności drewna?

Klasy użytkowalności drewna (inaczej: klasy narażenia lub klasy zastosowania drewna) określają warunki, w jakich drewno będzie użytkowane, szczególnie pod kątem jego narażenia na czynniki biologiczne, takie jak wilgoć i grzyby. Te klasy zostały określone w normie europejskiej EN 335 i mają kluczowe znaczenie przy doborze odpowiedniego rodzaju drewna lub środków zabezpieczających (segregator na egzamin ustny - pytania i opracowane odpowiedzi).

Drewno w warunkach suchych

W warunkach suchych drewno wykazuje swoje charakterystyczne właściwości fizyczne i mechaniczne, które są inne niż w środowiskach o podwyższonej wilgotności. Drewno suche, czyli o wilgotności poniżej 12%, jest znacznie lżejsze i twardsze niż drewno wilgotne. Zmniejszona zawartość wody sprawia, że materiał ten staje się bardziej stabilny wymiarowo – mniej podatny na paczenie, pęcznienie czy kurczenie się.

W suchych warunkach drewno zwiększa swoją wytrzymałość na ściskanie, zginanie i rozciąganie. Zmniejsza ryzyko rozwoju pleśni i grzybów, ponieważ brak wilgoci nie sprzyja ich rozwojowi. Łatwiej poddaje się obróbce mechanicznej, takiej jak szlifowanie, wiercenie czy cięcie. Charakteryzuje się lepszą izolacyjnością cieplną i akustyczną. Może jednak być bardziej kruche i podatne na pękanie, szczególnie wzdłuż włókien, jeśli nie było odpowiednio sezonowane (program TESTY UPRAWNIENIA BUDOWLANE - wersja na komputer).

Drewno w suchych warunkach często stosuje się do wykończeń wnętrz, produkcji mebli, stolarki budowlanej, instrumentów muzycznych i w rzemiośle artystycznym. Aby zachować jego właściwości, ważne jest utrzymanie stałego, niskiego poziomu wilgotności otoczenia.

Drewno w warunkach okresowo podwyższonej wilgotności

Drewno eksploatowane w warunkach okresowo podwyższonej wilgotności podlega cyklicznym zmianom zawartości wody, co wpływa na jego właściwości fizyczne i mechaniczne. Do takich warunków zalicza się np. łazienki, kuchnie, altany ogrodowe, a także obiekty użytkowane sezonowo lub narażone na okresowe zawilgocenie (np. drewniane elementy elewacji, tarasy zadaszone, stolarka okienna) (segregator aktów prawnych).

W takich środowiskach drewno podlega cyklom pęcznienia i kurczenia się, co może prowadzić do deformacji (wyginania, paczenia) i powstawania pęknięć. Jest bardziej narażone na rozwój grzybów i pleśni, szczególnie przy długotrwałym zawilgoceniu. Wymaga odpowiedniej impregnacji lub zastosowania naturalnie trwałych gatunków, np. dębu, modrzewia, drewna egzotycznego lub drewna modyfikowanego termicznie. Może z czasem tracić swoje właściwości mechaniczne, jeśli nie jest odpowiednio zabezpieczone. Wymaga konstrukcyjnych rozwiązań umożliwiających "pracę" materiału, np. szczelin dylatacyjnych czy elastycznych połączeń.

Aby zwiększyć trwałość drewna w takich warunkach, stosuje się środki hydrofobowe, impregnaty ochronne oraz systemy wentylacyjne, które umożliwiają szybsze osuszanie materiału. Projektowanie z uwzględnieniem zmiennej wilgotności otoczenia jest kluczowe dla zachowania estetyki i funkcjonalności drewnianych elementów przez wiele lat (uprawnienia budowlane).

Drewno narażone na działanie warunków atmosferycznych, ale bez kontaktu z gruntem

Drewno użytkowane na zewnątrz, ale bez kontaktu z gruntem, znajduje się w tzw. klasie narażenia 3 (EN 335). Oznacza to, że materiał ten jest wystawiony na działanie deszczu, śniegu, wiatru, promieniowania UV oraz wahań temperatury i wilgotności względnej powietrza, ale nie ma stałego kontaktu z wodą gruntową czy ziemią. Drewno narażone na działanie warunków atmosferycznych, ale bez kontaktu z gruntem, stosuje się w wielu rozwiązaniach zewnętrznych, które wymagają odporności na zmienne warunki pogodowe, ale nie są narażone na ciągłe zawilgocenie od podłoża.

Drewno pod wpływem opadów nasiąka wodą, a następnie schnie, co powoduje cykliczne pęcznienie i kurczenie się. Bez odpowiedniego zabezpieczenia może dochodzić do spękań, paczenia i rozwarstwień. Drewno jest podatne na atak grzybów pleśniowych, sinizny i grzybów powodujących rozkład drewna (głównie brunatny i biały zgniliznowy). Z tego względu konieczne jest stosowanie impregnacji klasyfikowanej dla klasy 3 (program egzamin ustny).

Promieniowanie UV powoduje szarzenie powierzchni drewna, utratę połysku i degradację warstwy powierzchniowej. Nie wpływa to na wytrzymałość, ale znacząco obniża walory estetyczne. Zalecane są gatunki o naturalnej odporności biologicznej, takie jak: modrzew europejski i syberyjski, dąb, robinia akacjowa, drewno egzotyczne. Alternatywnie można stosować drewno modyfikowane: termicznie (np. ThermoWood), chemicznie (np. Accoya) lub głęboko impregnowane ciśnieniowo.

Impregnacja głęboka, najlepiej ciśnieniowa, przeprowadzona zgodnie z normą PN-EN 351. Wykończenie powierzchni: oleje do drewna z filtrem UV, lazury, farby zewnętrzne – regularnie odnawiane. Konstrukcja powinna zapewniać odpływ wody, wentylację i unikanie miejsc zalegania wilgoci (np. ostre kąty, połączenia poziome, zagłębienia).

Drewno użytkowane w warunkach zewnętrznych bez kontaktu z gruntem, choć mniej narażone na bezpośrednią biodegradację niż drewno w ziemi, nadal wymaga świadomego doboru materiału, zabezpieczenia oraz przemyślanego projektowania. Dzięki odpowiednim rozwiązaniom może służyć przez kilkadziesiąt lat, zachowując trwałość i estetykę.

Drewno mające kontakt z wodą lub gruntem

Drewno wykorzystywane w bezpośrednim kontakcie z gruntem lub wodą (szczególnie wodą słodką, okresowo lub stale) jest narażone na intensywne oddziaływanie wilgoci, mikroorganizmów, owadów, grzybów i czynników mechanicznych. Tego typu warunki wymagają stosowania drewna o najwyższej trwałości lub odpowiednio zabezpieczonego, by mogło pełnić funkcje konstrukcyjne lub użytkowe przez wiele lat. Drewno narażone na stały kontakt z gruntem lub wodą, np. wilgoć powyżej 20% przez długi czas. Drewno narażone na kontakt z wodą morską wymaga szczególnych właściwości lub specjalnych gatunków tropikalnych (program TESTY UPRAWNIENIA BUDOWLANE - aplikacja na telefon).

Drewno pozostaje wilgotne, co sprzyja szybkiemu rozwojowi grzybów powodujących zgniliznę. Zwiększona absorpcja wody prowadzi do pęcznienia i osłabienia struktury włókien. Grzyby gnilne, owady (np. larwy chrząszczy, termity) i bakterie mogą rozkładać drewno bardzo szybko bez zabezpieczenia. Naprzemienne zamakanie i wysychanie (np. w pobliżu linii wodnej) powoduje zmęczenie materiału i powstawanie spękań. Drewno w bezpośrednim kontakcie z wodą lub gruntem pracuje w warunkach skrajnie wymagających. Tylko właściwy dobór gatunku, zaawansowane zabezpieczenie oraz przemyślane projektowanie zapewniają jego trwałość i bezpieczeństwo użytkowania. W takich zastosowaniach nie można stosować zwykłego drewna konstrukcyjnego bez impregnacji, nawet jeśli wygląda solidnie – jego trwałość w ziemi może wynosić zaledwie kilka lat.

Drewno stale zanurzone w wodzie słonej (morskiej)

Drewno eksploatowane w warunkach ciągłego kontaktu z wodą morską znajduje się w tzw. najwyższej klasie narażenia biologicznego i chemicznego. Środowisko to jest szczególnie agresywne, ze względu na wysoką zawartość soli, obecność mikroorganizmów morskich (w tym żerujących organizmów morskich) oraz silne działanie mechaniczne wynikające z falowania, pływów i ścierania.

Wysoka zawartość soli przyspiesza korozję i zmienia właściwości higroskopijne drewna. Stałe zawilgocenie prowadzi do pęcznienia, degradacji struktury komórkowej oraz do działania organizmów beztlenowych. Organizmy morskie (np. świdrak okrętowiec, małże, skorupiaki, bakterie siarkowe) wiercą kanały w drewnie, prowadząc do jego szybkiej degradacji. Ruch wody i abrazja (ścieranie) pogarszają stan powierzchniowy drewna, zwłaszcza przy pływających elementach (opinie o programie).

Tylko nieliczne gatunki mają naturalną odporność na wodę morską. Zalecane jest azobe (Lophira alata) czyli jedno z najtrwalszych, naturalnie odpornych gatunków Greenheart (Chlorocardium rodiei) bardzo trwałe drewno z tropików. Ekki (Afzelia africana) drewno ciężkie, wysoce odporne na świdraki. Bangkirai, Massaranduba, Iroko stosunkowo trwałe, ale wymagają kontroli. Robinia akacjowa lokalnie stosowana, ale mniej odporna niż egzotyki Drewno europejskie lub iglaste (sosna, świerk) nie nadaje się do stałego zanurzenia w wodzie morskiej, nawet po impregnacji.

Brak skutecznej impregnacji chemicznej dla drewna w wodzie morskiej impregnaty są wypłukiwane lub nieskuteczne wobec świdraków. Zabezpieczenia polegają na doborze gatunku o naturalnej odporności biologicznej i mechanicznej. Stosuje się również osłony fizyczne (np. tuleje stalowe lub z włókna szklanego wokół pali) lub powłoki specjalistyczne (np. epoksydowe).