Veľkoplošné materiály na báze dreva v stavebníctve

Veľkoplošné drevné materiály si v priemysle spracovania dreva získali svoje miesto a stali sa v tomto odvetví dynamicky sa rozvíjajúcim sektorom. Dnes predstavujú širokú paletu plošných i tvarových výrobkov, ktoré sa využívajú v nábytkárskom a v stavebníckom priemysle.

Výrobou drevných (najmä aglomerovaných) materiálov sa zvyšuje efektívne využitie drevnej suroviny. Okrem iného, prispieva k tomu aj súčasný stav techniky a technológie, ktorý umožňuje spracovávať nielen menej hodnotné lesné sortimenty dreva, ale predovšetkým drevné zvyšky z jeho priemyselného mechanického spracovania. Vo väčšej miere sa využíva pri výrobe drevných aglomerovaných materiálov aj staré drevo [6].

Vývoj materiálov na báze dreva
Po historicky najstaršom veľkoplošnom drevnom materiáli – preglejkách – sa v prvej polovici minulého storočia relatívne dlhšie obdobie vyvíjali drevné aglomerované materiály. Ako prvé sa začali vyrábať drevovláknité dosky (DVD), vyrobené mokrým spôsobom, neskôr drevotrieskové dosky (DTD) a ostatné materiály [3]. Výroba drevotrieskových dosák sa rozvinula v druhej polovici minulého storočia, najmä v Európe [1, 5].

Celosvetová výroba drevotrieskových dosák predstihla v 80. rokoch minulého storočia výrobu preglejok, ktorá po istej stagnácii zaznamenala pokles, najmä v USA a Kanade. V týchto krajinách sa preglejky začali nahrádzať prevažne v stavebníctve nastupujúcimi trieskovými doskami z orientovaných triesok (OSB). Aj výroba drevovláknitých dosák mokrým spôsobom – z veľkej časti lisovaných – postupne klesala, čoho hlavnou príčinou bol rozvoj stredne hustých drevovláknitých dosák (MDF) a ich výroba v širokom rozsahu hrúbok.

Od polovice 80. rokov tak drevotrieskové dosky spolu s OSB doskami získavali dominanciu medzi drevnými aglomerovanými materiálmi.

Veľkoplošné materiály na suchú výstavbu
V súčasnosti sa vo svete na suchú stavbu používajú z veľkoplošných drevných materiálov:

• kompozitné drevné materiály: preglejky, lepené vrstvené drevo,
• aglomerované materiály: drevovláknité a drevotrieskové dosky,
• ostatné drevné materiály: MDF, OSB dosky, Comply panely, Waferboard, Parallam, PSL (Parallel Strand Lumber), Microllam LVL, Intrallam LSL, OSL, Scrimber, Triboard a Superspan a iné.

Výroba väčšiny ostatných drevných materiálov vrátane drevovláknitých (MDF) a drevotrieskových (OSB) dosky s určitými zlepšenými alebo špecifickými vlastnosťami bola prevažne v Severnej Amerike, odkiaľ sa ďalej rozširovala.

MDF (Medium Density Fibreboard)
Sú stredne husté vláknité dosky (hustota 400 až 900 kg . m^-3). Patria do kategórie aglomerovaných materiálov (drevovláknitých dosiek). Pre svoju homogénnu štruktúru sa využívajú najmä v nábytkárskom priemysle a v stavebnom stolárstve.

OSB dosky (Oriented Strand Board)
Patria do kategórie aglomerovaných materiálov (drevotrieskových dosiek). Trieskové dosky z orientovaných triesok sú rozvíjajúcim sa veľkoplošným materiálom. Pozostávajú z dlhých a štíhlych drevených triesok s dĺžkou od 60 do 150 mm, šírkou 5 až 12 mm a hrúbkou 0,4 až 0,6 mm. Získavajú sa väčšinou z mäkkých listnatých drevín (topoľa, jelše, vŕby) alebo z ihličnatých drevín (borovice, smreka, jedle).

Vyrábajú sa v hrúbkach od 6 do 38 mm. Majú široké použitie v rôznych oblastiach hospodárstva. Dosahujú podobné vlastnosti ako preglejky z mäkkého dreva a až v 90 % prípadov možno preglejky nahradiť OSB doskami. OSB dosky nachádzajú využitie najmä pri drevených stavbách ako konštrukčné dosky (podlahy, steny, strechy a pod.) či pri debniacich systémoch ako obalové materiály. V Severnej Amerike plnia špeciálne potreby priemyslu montovaných rodinných domov. Používajú sa na výrobu stavebných I-nosníkov.

Sú pevnejšie ako bežné rezivo a dajú sa vyrobiť na mieru podľa dĺžkových požiadaviek. Ďalšími príkladmi použitia OSB sú kombinované stavebné panely, kombinovaná izolácia a oplášťovanie stien v jednom výrobku. Ak sú správne vyrobené a povrchovo upravené, hodia sa aj na vonkajšie použitie (bezpečnostné ploty, dočasné steny, ochranné strechy alebo pracovné prístrešky), rôzne aplikácie na výstavbu rodinných domov (napr. podkladové vrstvy pre podlahy s perom a drážkou), pre vysokokvalitné obaly aj ako podkladová vrstva pre parkety [4, 5].

OSB dosky možno rozdeliť na:

• OSB/1 dosky na všeobecné použitie a na vnútorné zariadenia (vrátane nábytku) v suchom prostredí,
• OSB/2 nosné dosky na použitie v suchom prostredí,
• OSB/3 nosné dosky na použitie vo vlhkom prostredí,
• OSB/4 nosné dosky s vysoko zaťažiteľnosťou na použitie vo vlhkom prostredí.

Comply panely (Plystran, Elcoboard, Plyboard)
Panely sú plošným výrobkom, pri ktorom je stredná vrstva z trieskovej hmoty oplášťovaná väčšinou lúpanou dyhou. Tieto materiály sa používajú najmä v stavebníctve [5]. Vlastnosti niektorých vybraných typov drevných materiálov uvádza tab. 1.

Waferboard
Patria do kategórie aglomerovaných materiálov (drevotrieskových dosiek). Začali sa vyrábať jednovrstvové, neskôr trojvrstvové v Kanade, odkiaľ sa výroba rozšírila do USA. Šírka triesok sa pohybovala od 40 do 60 mm, dĺžka od 60 do 80 mm a hrúbka od 0,8 do 1 mm. Dosky sa uplatnili najmä v stavebníctve ako náhrada preglejok. Boli známe na trhu pod názvom Waferboard plus, neskoršie OWB, resp. OWP.  Výroba týchto dosák sa podstatne nerozšírila. Vytvorili však predpoklad pre neskoršiu výrobu OSB dosiek [5].

Tab. 1 Vybrané vlastnosti niektorých typov drevených dosák [5].

Parallam PSL (Parallel Strand Lumber)
Tento kompozitný materiál je vyrobený z dyhových pásikov so šírkou približne 13 mm (Parallam PSL 300 so šírkou 25 až 40 mm), hrúbkou 3 mm a dĺžkou 2 m. Dyhové pásiky sa vyrábajú z menej kvalitných lúpaných dýh, najmä z dreva duglasky, prípadne z borovice žltokorej (vhodné sú aj iné dreviny). Vyrobený materiál môže mať maximálne rozmery prierezu 280 mm × 480 mm a skracuje sa na dĺžku okolo 20 m. Tento konštrukčný materiál znáša relatívne vysoké zaťaženie. Používa sa na priehradové nosníky, prievlaky, stĺpy a iné stavebné prvky. V USA sa uplatňuje v obytných budovách na nosníky, ak sa požaduje materiál vyššej pevnosti. Je vhodným materiálom aj na halové konštrukcie. Parallam spolu s LVL sa používa tiež pri konštrukciách veľkých rozpätí (napr. komunálna výrobná hala s rozpätím 18 m vo Francúzskom Six-Sur-Aff). Parallam aj LVL možno použiť aj v skeletových konštrukciách (napr. trojposchodové budovy postavené v USA v oblasti so seizmickým zaťažením, kde sa použili dosky z vrstveného dyhového dreva (LVL) na dosiahnutie požadovanej výstužnej pevnosti) [2, 4, 5].

LVL (Laminated Veneer Lumber)
Je vrstvené dyhové drevo. V Amerike sa používa na výrobu vrstveného dreva borovica žltokorá a v Európe severský smrek. Americké LVL (Microllam) sa vyrába s hrúbkou 19 mm až 89 mm, šírkou 63,5 mm až 1 219 mm a dĺžkou do 24,38 m. Európske LVL s hrúbkou 27 mm až 75 mm, šírkou 200 mm až 900 mm a dĺžkou do 26 m. Povrch hotových dielcov sa upravuje hydrofobizačnými látkami. Vrstvené drevo LVL sa môže používať na nosníky, dosky či prúty priehradových konštrukcií a škrupín. Uplatňuje sa tak v novostavbách, ako aj pri prestavbách na nosníky, väznice, pásy priehradových konštrukcií, podlahy dopravných vozidiel, dosky na lešenia a v montovaných domoch. Najväčšia konštrukcia z vrstveného dreva v Európe je kopula Oulu s priemerom 115 m. Významná stavba je tiež konštrukcia výstaviska EXPO v Hannoveri [2].

LSL (Laminated Strand Lumber) – Intrallam
Tento materiál je vyrobený z veľkých paralelných drevených plošných častíc (triesok) s dĺžkou až 300 mm, šírkou do 40 mm a hrúbkou do 1 mm. Hotový výrobok má doskový tvar (2,44 m × 10,6 m pri hrúbke do 140 mm), ktorý sa môže deliť na prvky požadovaných rozmerov. Vyrábajú sa z nich preklady či boky väzníkov, kde nahrádzajú vrstvené lepené drevo. Tenké materiály LSL možno ohýbať na oblúkové prvky. Vybrané vlastnosti týchto materiálov uvádza tab. 2 [2, 4, 5].

Tab. 2 Porovnanie vybraných vlastností kompozitných materiálov [2]

OSL (Oriented Strand Lumber)
Majú podobnú konštrukciu ako Parallam, sú vyrobené z pásikov dýh so šírkou 15 mm, ktoré sa pri vrstvení paralelne orientujú v pozdĺžnom smere lisovania. Výrobky sa používajú v stavebníctve a pri výrobe nábytku [5].

Scrimber
Začali sa vyrábať panely s rozmermi 1,2 × 1,2 m a hrúbkou 124 mm. Na výrobu sa používa vláknité rúno, ktoré sa získava rozkladom najmä mäkkých rýchlorastúcich drevín. Vlastnosti a použitie tohto výrobku sú podobné ako pri materiáli PSL [5].

Triboard
Je panel, ktorého povrchy sú vyrobené z vlákna podľa technológie výroby MDF dosák a stredová vrstva zasa z pozdĺžnych orientovaných triesok vyrobených technológiou výroby OSB dosák. Panel sa vyrábal až do hrúbky 100 mm a bol určený ako konštrukčný materiál pre stavebníctvo, kde s úpravou na zníženie horľavosti má dobré uplatnenie na dvere, steny stropy, podlahy a pod. Dá sa dobre povrchovo upravovať, čo umožňuje vytvárať kvalitný vláknitý povrch [5].

Superspan
Podobne ako pri Triboarde ide o kombinovaný kompozitný materiál, ktorý je vytvorený z vláknitého povrchu podľa technológie výroby MDF dosák a trieskového stredu podľa technológie výroby drevotrieskových dosák. Tento materiál využíva prednosti oboch druhov dosák. Dosky sa dajú povrchovo zušľachťovať a ich použitie je široké vo výrobe nábytku i v stavebníctve [5].

Záver
Na Slovensku sa vyrábajú najmä drevotrieskové dosky, preglejky, lepené vrstvené drevo a v menšom množstve vláknité materiály.

Keďže na našom trhu je cena drevnej suroviny stále relatívne nízka oproti iným technicky vyspelým krajinám, cena inžinierskeho dreva je pomerne vysoká. V súčasnosti sa preto nedovážajú inžinierske produkty z dreva (Engineered Woodproducts), ako sú Parallam PSL, Microllam LVL a Intrallam LSL. Tieto materiály nie sú zavedené ani v slovenských normách [5].

Ing. Ján Iždinský
Foto: autor, M. Královič

Autor pôsobí na Katedre mechanickej technológie dreva Drevárskej fakulty Technickej Univerzity vo Zvolene.

Recenzoval doc. Dr. Ing. Jaroslav Hrázský, ktorý pôsobí ako vysokoškolský učitel na katedre základného spracovania dreva Mendelovej poľnohospodárskej a lesníckej univerzite v Brne.

Literatúra
1. Internetová databáza FAO. Dostupné na: , 2008.
2. Královič, M. – Ruman, D. – Vacek, V.: Perspektívne materiály na báze dreva ako konštrukčné prvky v stavebníctve. In: Realizácie a ekonomika stavieb, Zborník z konferencie, Dom techniky ZSTVS Košice, 2006, s. 108 – 110. ISBN 80-232-0261.
3.  Roffael, E.: Bedeutung des Holzes als Rohstoff in der Holzwerkstoffindustrie. (Holzwerkstoffsymposium der Mobil Schmierstoff GmbH, Travemünde, 15. September 2000). Hamburg: 2000, S. II/1 – 10.
4. Réh, R.: Nové trendy vo vývoji a použití kompozitných drevných materiálov pre stavebníctvo. Zborník prednášok z Dňa transferu technológií v oblasti spracovania a využitia drevnej suroviny s dôrazom na jej využitie v stavebníctve. Žiar nad Hronom, 23. jún 1999, s. 30 – 36. ISBN 80-228-0826-1.
5. Štefka, V.: Kompozitné drevné materiály. Časť II. Technológia aglomerovaných materiálov (skriptá). Vydavateľstvo TU Zvolen, 2007, 204 s. ISBN 80-228-1705-8.
6. Štefka, V. – Iždinský, J.: Nové tendencie v technológii výroby drevných aglomerovaných materiálov. Zborník z odborného seminára Drevo – Les 2005, Nitra, 2005.