Aktualne wydanie

2019 11 okladka

       11/2019

 

User Menu

20190444Swiat-Szkla-V4B-BANNER-160x600-PLEDG Swiat Szkla Skyscraper 160x600 BAU OK

EDG Swiat Szkla Skyscraper 160x600 BAU OK 

 

facebook12

czytaj newsy Świata Szkła

- więcej szklanej architektury

 

Baztech

Miesięcznik Świat Szkła

indeksowany jest w bazie

czasopism technicznych

 

 

Wydanie Specjalne

 

Fasady przeszklone termika akustyka odpornosc ogniowa 2016

 

okna pasywne 2015a

 

Fotowoltaika w architekturze okladka

 

20140808Przegrody przeciwpozarowe

 

konstrukcje szklane

 

20140533 Konstrukcje przeszklone 2

 

katalog 2018 a

 

banner konferencja 04 2019

 RODO

heroal 2018 Banner C50VSZ 750x150 PL mit-Rahmen1 

baner szklo budowlane

 

20190820-BANNIERE-HALIO-750x100-1D-PL

 

wlasna-instrukcja ift--baner do newslet-2019

 LiSEC SS Konfig 480x120

 

 GP19-480x105px

 

 GLASS 480X120

  

budma 2020 - 480x120

 

Drewno w stolarce budowlanej – wymagania normowe
Data dodania: 23.12.14

Drewno, jako surowiec stosowany od dziesięcioleci do produkcji stolarki budowlanej, bywa traktowany jak materiał o dobrze znanych właściwościach, co usypia czujność przy jego stosowaniu. Prowadzi także do zaniechania weryfikacji niektórych charakterystyk. Pomocne w zrozumieniu potrzeby szczegółowego nadzoru nad właściwościami drewna może być poznanie wymagań normowych. Wiedza w tym zakresie bywa pomocna zarówno przy kontroli własnej produkcji czy weryfikacji dostaw, ale też w sytuacjach spornych i reklamacjach.

 

Wymagania dla drewna stosowanego w stolarce okiennej i drzwiowej zostały określone w następujących normach:

  • PN-EN 942:2008 Drewno w stolarce budowlanej. Wymagania ogólne,
  • PN-EN 13307-1:2007 Półfabrykaty z drewna i półfabrykaty przeznaczone do zastosowań niekonstrukcyjnych. Część 1: Wymagania,
  • CEN/TS 13307-2:2009 Timber blanks and semi-finished profiles for non-structural uses. Part 2: Production control,
  • PN-EN 14220:2007 Drewno i materiały drewnopochodne w zewnętrznych oknach, zewnętrznych skrzydłach drzwiowych i zewnętrznych ościeżnicach. Wymagania jakościowe i techniczne,
  • PN-EN 14221:2007 Drewno i materiały drewnopochodne w wewnętrznych oknach, wewnętrznych skrzydłach drzwiowych i wewnętrznych ościeżnicach. Wymagania jakościowe i techniczne. 



Za podstawowe dokumenty można uznać PN-EN 14220 i PN-EN 14221, dotyczące odpowiednio drewna do stolarki zewnętrznej i wewnętrznej. Traktują one zarówno o cechach jakościowych, jak i właściwościach fizycznych. Odnoszą się również, przez odwołania do pozostałych ww. norm, do kwestii połączeń klejowych.

 

Cechy jakościowe drewna

 

Drewno w stolarce budowlanej, tak zewnętrznej, jak i wewnętrznej, powinno być klasyfikowane w oparciu o szereg cech jakościowych, zgodnie z wytycznymi PN-EN 942. Wyróżnia się siedem klas, niezależnych od gatunku drewna: J2, J5, J10, J20, J30, J40 oraz J50. Wartości graniczne dla poszczególnych cech w danej klasie zestawiono w tabeli 1. 

 

2014 12 53 1

Tabela 1. Klasyfikacja drewna według dopuszczalnych cech jakościowych

 

 

Należy dodać, że w żadnej z klas nie dopuszcza się występowania drewna reakcyjnego, pęknięć przechodzących, biodegradacji czy obliny. Niedopuszczalne są także sęki wypadające i zepsute, z wyjątkiem powierzchni zakrytych. Na powierzchniach widocznych sęki lub skupiska sęków większe niż 10 mm powinny być rozmieszczone w pasie środkowym, przeciętnie w odległości nie mniejszej niż 150 mm, mierzonej wzdłuż elementu. Rozpatrując rozmieszczenie sęków nie bierze się pod uwagę, w żadnej z klas, sęków o średnicy 10 mm lub mniejszej.

 

Uwzględniając klasyfikację wg PN-EN 942, ustalone zostały wymagania dla cech jakościowych drewna w poszczególnych elementach okien i drzwi, uwzględniające rodzaj powierzchni – widoczna, częściowo zakryta lub zakryta oraz sposób jej wykończenia – powłoką kryjącą lub transparentną. Wymagania te zestawiono, za PN-EN 14220 i PN-EN 14221, w tablicy 2.

 

 

2014 12 53 2

Tablica 2. Wymagania dla cech jakościowych drewna w poszczeg.lnych elementach stolarki zewnętrznej

 

 

Przez powierzchnię widoczną rozumie się powierzchnię, która po zamontowaniu okna lub drzwi nie jest trwale lub częściowo zakryta. Wykończenie powłoką kryjącą nie stanowi zakrycia powierzchni. Powierzchnia częściowo zakryta jest widoczna przy otwartym oknie lub drzwiach, zaś po zamknięciu staje się niewidoczna. Powierzchnia zakryta, po zamontowaniu okna lub drzwi, jest w sposób trwały zakryta, w tym także przed innymi elementami okna lub drzwi. Przykład podziału powierzchni przedstawiono na rys. 1.

 

 

2014 12 52 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 – Powierzchnia narażona na działanie warunków atmosferycznych (minimum 15 mm od krawędzi zewnętrznej i od punktu 45° od powierzchni pionowej)
2 – Powierzchnia widoczna
3 – Powierzchnia częściowo zakryta
4 – Powierzchnia zakryta
5 – „Punkt 45° wyznaczony przez powierzchnię pionową elementów poziomych”

UWAGA 1 Kąt 45° jest stosowany do wyznaczenia punktu, od którego mierzy się głębokość powierzchni wystawionej na działanie warunków atmosferycznych, przyjmując za podstawę zwykły kąt padania deszczu.

UWAGA 2 Jeżeli elementy pionowe przecinają się z poziomymi, zaleca się stosowanie maksymalnego wymiaru powierzchni wystawionej na działanie warunków atmosferycznych.

6 – Okładzina

2014 12 52 2

 

 = 3. klasa użytkowania

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Rys. 1. Rodzaje powierzchni, z uwzględnieniem klasy użytkowania

 

 

(...)

 

 

Na powierzchniach zakrytych dopuszcza się stosowanie drewna o niższej klasie niż przedstawiono w tablicy 2, pod warunkiem, że nie pogarsza to właściwości użytkowych wyrobu.

 

Niektóre wady drewna mogą podlegać naprawie przy użyciu mieszanek do napraw lub wklejanych drewnianych wstawek. Dozwolone są naprawy takich cech, jak sęki wypadające i zepsute, pęknięcia, pęcherze żywiczne i inne strefy z wyciekami żywicy, zakorki, odsłonięty rdzeń, otwory owadzie o ciemnym zabarwieniu ścianek. Jeżeli naprawy wykonywane są przy użyciu wstawek, to wstawki te powinny:

  • być wykonane z drewna tego samego gatunku, co element lub z gatunku o podobnych właściwościach; 
  • być trwale wklejone przy użyciu odpowiedniego kleju;
  • być usytuowane, jeżeli jest to tylko możliwe, tak aby przebieg włókien we wstawce był zgodny z ogólnym przebiegiem włókien w elemencie;
  • mieć szerokość nie większą niż dopuszczalny wymiar sęka dla danej klasy drewna powiększony o 6 mm (szerokość wstawek o niecylindrycznym kształcie nie powinna być większa niż 30 mm); dopuszcza się stosowanie wstawek z „drewna gałęziowego” w celu uzyskania wyglądu sęka;
  • mieć wilgotność odpowiadającą wilgotności naprawianego drewna z tolerancją (0,-2)%, jednocześnie zgodną z wymaganiami producenta kleju stosowanego do ich wklejania;
  • w co najmniej 2/3 swojej średnicy znajdować się na powierzchni licowej elementu, jeśli są one umieszczane na jego krawędzi.

 

W odniesieniu do ukośnego przebiegu włókien, wymaga się, aby nie przekraczał on 10% (z wyjątkiem stref sęków) oraz dodatkowo, aby łączna długość stref ukośnego przebiegu włókien, mierzona wzdłuż elementu, nie była większa niż 0,5 m lub 20% jego długości, jeśli jest on krótszy niż 0,5 m.

 

Właściwości fizyczne i trwałość biologiczna

 

Poza cechami jakościowymi, w PN-EN 14220 i PN-EN 1221 określone zostały wymagania dla wybranych właściwości fizycznych. Zestawiono je w tab. 3. 

 

 

2014 12 54 1

Tabela 3. Wymagania dla właściwości fizycznych drewna

 

 

Elementy okien i drzwi z powierzchnią eksponowaną na wpływ czynników atmosferycznych (rys. 1) traktowane są jako elementy użytkowane w klasie 3 wg PN-EN 335-1. Wszystkie pozostałe elementy stolarki zewnętrznej traktuje się, jako użytkowane w klasie 2, zaś stolarki wewnętrznej – w klasie 1. 

 

Zgodnie z wytycznymi PN-EN 14220, trwałość naturalna drewna w elementach eksploatowanych w 3 klasie użytkowania nie powinna być niższa niż odpowiadająca klasie 3 wg PN-EN 350-2, przy czym dopuszcza się stosowanie drewna o niższej trwałości naturalnej pod warunkiem odpowiedniego zabezpieczenia go środkiem ochrony.

 

Połączenia klejowe

 

Aspektowi klejenia drewna, nierozerwalnie związanemu z wytwarzaniem współczesnej stolarki budowlanej, poświęcono w omawianych normach wiele uwagi.

 

Zgodnie z postanowieniami PN-EN 14220 i PN-EN 14221 dopuszcza się łączenie drewna na złącza klinowe, łączenie czołowe na styk, bokami na styk oraz klejenie warstwowe. Wyjątek stanowią elementy wykończone powłoką transparentną, gdzie wykonywanie złączy klinowych jest niedopuszczalne, chyba, że w umowie z odbiorcą określono inaczej. Wypełnienia, np. skrzydeł drzwiowych, w których zastosowano złącza klinowe powinny być wytworzone tak, aby w gotowym wyrobie widoczne były tylko wczepy złączy.

 

Drewno poddawane łączeniu na złącza klinowe powinno, wg PN-EN 13307-1, mieć zbliżoną strukturę, biorąc pod uwagę szerokość przyrostów rocznych i ich przebieg. Niedopuszczalne są szczeliny między wierzchołkiem a podstawą złącza, jak również jego pęknięcia. Odległość między dwoma sąsiednimi złączami nie powinna być mniejsza niż 150 mm. 

 

Czołowe złącza na styk są dopuszczalne tylko w wewnętrznych warstwach półfabrykatów z drewna klejonego warstwowo. Odległość między dwoma złączami w sąsiadujących ze sobą lamelach powinna być większa niż 150 mm. 

 

W odniesieniu do warstwowego klejenia drewna zaleca się wg PN-EN 13307-1, aby grubość lameli w warstwach zewnętrznych nie była mniejsza niż 18 mm.

 

Uwagę przywiązano także do nachylenia kierunku przebiegu przyrostów rocznych. Wskazane jest, aby nachylenie to, mierzone jako kąt przecięcia stycznej do przyrostów rocznych z szerszymi powierzchniami elementu, nie był mniejszy niż 45°. Na rys. 2a i 2b pokazano zalecane kąty nachylenia przyrostów rocznych, zaś na rys. 2c przykład rozwiązania, którego należy unikać.

 

a)

2014 12 54 1

 

b)

2014 12 54 2

 

c)

2014 12 54 3

Rys. 2. Przykłady ułożenia przyrostów rocznych w warstwach półfabrykatu

 

 

Szczegółowe wymagania dla jakości połączeń klejowych w półfabrykatach stosowanych do stolarki otworowej określono w CEN/TS 13307-2, ustalając jednocześnie zakres wstępnego badania typu (ITT) oraz sprawdzeń przewidzianych w ramach zakładowej kontroli produkcji (FPC), co przedstawiono w tab. 4.

 

 

2014 12 54 2

Tabela 4. Zakres badań półfabrykatów z drewna wg CEN/TS 13307-2

 

 

Połączenia warstwowe

 

Badania złączy płaskich wykonuje się na próbkach długości 50 mm, szerokości odpowiadającej szerokości półfabrykatu, ale nie większej niż 50 mm i wysokości równej wysokości półfabrykatu. 

 

W ramach testu delaminacji próbki półfabrykatów przeznaczonych do produkcji stolarki zewnętrznej, narażonej na bezpośredni wpływ czynników atmosferycznych (3 klasa użytkowania), poddawane są następującym narażeniom:

  • 16 h zanurzenia w wodzie o temp. 20°C,
  • 24 h suszenia w temp. 50°C w wentylowanej komorze,
  • 1-2 h sezonowania w klimacie normalnym (temp. 20°C, 65% RH). 

 

Półfabrykaty przeznaczone do stolarki wewnętrznej (klasa użytkowania 1) podlegają następującym oddziaływaniom:

  • 16 h suszenia w temp. 50°C w wentylowanej komorze,
  • 1-2 h sezonowania w klimacie normalnym (temp. 20°C, 65% RH).

 

Po zakończeniu oddziaływań dokonuje się oceny wizualnej połączeń klejowych, w kontekście rozwarstwień. Ocenie podlegają tylko spoiny na przekrojach poprzecznych próbki. Za rozwarstwienie uważa się każdą nieciągłość sklejenia, w którą swobodnie można wsunąć, na głębokość 1 mm, listek szczelinomierza grubości 0,2 mm, trzymany w odległości 65 mm od końca, nie powodując jego wyboczenia. Długość wszystkich rozwarstwień należy zmierzyć. 

 

Wynikiem pomiaru jest stosunek sumy długości rozwarstwień na obydwu przekrojach poprzecznych danej próbki do całkowitej długości spoin na tych przekrojach, wyrażony w procentach. W wyniku końcowym badania należy uwzględnić rozrzut wyników (badania prowadzi się na 30 próbkach). 

 

Zgodnie z CEN/TS 13307-2 delaminacja Dml nie może przekraczać wartości obliczonej jako ((33×ρ/1000)-7)%, gdzie ρ jest gęstością drewna, wyrażoną w kg/m3. Dla półfabrykatów z drewna sosny, o gęstości 400 kg/m3, delaminacja nie może być zatem większa niż 6%, co przy typowej kantówce trójwarstwowej o wymiarach 72×86 mm, oznacza dopuszczalną sumaryczną długość rozwarstwień około 20 mm.

 

Widok przykładowych próbek po teście delaminacji przedstawiono na fot. 1-4.

 

 

2014 12 55 1

Fot. 1. Próbka z drewna sosny po teście delaminacji (rozwarstwienie spoin)

 

 

2014 12 55 2

Fot. 2. Próbka z drewna sosny po teście delaminacji (spoiny bez rozwarstwień)

 

 

2014 12 55 3

 

Fot. 3. Próbka z drewna sosny po teście delaminacji (rozwarstwienie spoin)

 

 

2014 12 55 4

 

Fot. 4. Próbka z drewna dębu po teście delaminacji (rozwarstwienie spoin)

 

 

 

 

W przypadku negatywnego wyniku testu delaminacji konieczne jest wykonanie badania wytrzymałości połączeń klejowych na ścinanie. Badanie realizuje się na dwóch zestawach próbek. Jeden z nich poddaje się sezonowaniu w klimacie normalnym (próbki odniesienia), drugi zaś oddziaływaniom analogicznym jak w teście delaminacji. Dla obydwu zestawów określa się, z użyciem maszyny wytrzymałościowej, wytrzymałość połączeń klejowych na ścinanie, wg PN-EN 392. Wynikiem końcowym sprawdzenia jest względna wytrzymałość na ścinanie Rs, będąca stosunkiem wytrzymałości na ścinanie próbek poddanych oddziaływaniom do wytrzymałości na ścinanie próbek odniesienia. Przyjęto, że wartość Rs nie może być mniejsza niż (114-66×ρ/1000)%, gdzie ρ jest gęstością drewna. W przypadku półfabrykatów z drewna sosny, o gęstości 400 kg/m3, Rs nie może być niższa niż 88%, co oznacza, że wytrzymałość na ścinanie próbek po oddziaływaniach nie może być niższa niż 88% wytrzymałości próbek odniesienia. Zastrzeżono jednocześnie, iż współczynnik zmienności dla obydwu zestawów próbek nie może przekroczyć 15%.

 

Poza ww. badaniami dla płaskich połączeń warstwowych przewidziano, w ramach FPC, dwie alternatywne metody wstępnej oceny jakości sklejenia – test dłuta i test zabarwienia. W teście dłuta do spoiny klejowej należy przyłożyć dłuto, ewentualnie klin, szerokości co najmniej 50 mm i uderzając w nie młotkiem doprowadzić do rozszczepienia próbki w miejscu połączenia klejowego. Ocenie podlega udział zniszczenia w obrębie drewna i spoiny klejowej. Wymagany jest co najmniej 75% udział zniszczenia w drewnie – w odniesieniu do pojedynczej próbki i 90% udział zniszczenia w drewnie – w stosunku do wartości średniej dla badanej partii próbek.

 

Test zabarwienia polega na nałożeniu na powierzchnie boczne próbek, w miejscu połączeń klejowych, środka barwiącego (np. karmoizyny rozpuszczonej w roztworze wody i alkoholu), a po 15 min jego oddziaływania, przeprowadza się rozczepienie próbek w sposób jw. Ocenie podlega głębokość wnikania środka barwiącego. Dopuszcza się penetrację nie większą niż 1 mm. Doświadczenie pokazuje jednak, że rozczepienie połączeń klejowych w sposób umożliwiający pomiar głębokości penetracji często nie jest możliwe.

 

Złącza klinowe

 

Złącza klinowe podlegają badaniu w zakresie względnej wytrzymałości na zginanie. W czteropunktowej próbie zginania, realizowanej wg PN-EN 408, wyznacza się wytrzymałość na zginanie próbek ze złączem (w środku rozpiętości) oraz próbek litego drewna, które podlega łączeniu. Wynikiem badania jest względna wytrzymałość na zginanie Rb, obliczona jako stosunek wytrzymałości próbek drewna litego do wytrzymałości próbek ze złączem.

 

Wymaga się, aby Rb nie przyjmowała wartości wyższej niż 2, co oznacza, iż wytrzymałość złączy klinowych na zginanie nie może być niższa niż połowa wytrzymałości na zginanie drewna poddawanego łączeniu. Dodatkowo minimalna wytrzymałość próbek ze złączem powinna wynosić 17 MPa, zaś współczynnik zmienności nie powinien przekraczać 20%. 

 

W przypadku półfabrykatów do stolarki zewnętrznej konieczne jest także sprawdzenie odporności złączy na zmiany wilgotności. Badanie wykonuje się na dwóch zestawach próbek. Jeden z nich podlega sezonowaniu w klimacie normalnym (próbki odniesienia), drugi zaś poddaje się oddziaływaniom analogicznym jak w teście delaminacji. Dla obydwu zestawów określa się, z użyciem maszyny wytrzymałościowej, wytrzymałość na zginanie. Wynikiem końcowym badania jest względna wytrzymałość na zginanie Rs, obliczona jako stosunek wytrzymałości próbek poddanych oddziaływaniom do wytrzymałości próbek odniesienia. Wymaganie jest anaboliczne, jak w przypadku wytrzymałości na ścinanie. Współczynnik zmienności dla obydwu zestawów próbek nie może przekroczyć 15%.

 

Ostatnim z badań złączy klinowych w ramach ITT jest szczelność na wodę. Próbkę ze złączem, po 7-dniowym sezonowaniu w klimacie normalnym (temp. 20°C, RH 65%) i 7-dniowym sezonowaniu w klimacie suchym (temp. 23°C, RH 30%), poddaje się 1h działaniu słupa wody o wysokości 60 mm. W teście tym nie może wystąpić wyciek wody przez złącze. 

 

W celu wstępnej weryfikacji jakości złączy klinowych, w ramach FPC, zaleca się wykonywania testu jodyny, polegającego na zabarwieniu połączenia klejowego jodyną (ciągła zabarwiona linia oznacza odpowiednią jakość sklejenia) oraz testu zabarwienia, analogicznego jak dla złączy płaskich, przy czym ocenia się penetrację na głębokości 25 mm (głębsza jest niedopuszczalna).

 

Syntetyczne podsumowanie wymagań dla połączeń klejowych zamieszczono w tab. 5.

 

2014 12 56 1

Tabela 5. Wymagania dla połączeń klejowych w p.łfabrykatach do stolarki otworowej

 

 

Geometria

 

W przypadku, gdy półfabrykaty są przedmiotem obrotu handlowego przydatne mogą być także wymagania dotyczące geometrii, przedstawione w PN-EN 13307-1. Zestawiono je w tab. 6. 

 

 

2014 12 56 2

Tabela 6. Wymagania w zakresie geometrii półfabrykatów do stolarki otworowej

 

 

Na zakończenie należy podkreślić, że odpowiedzialność za potwierdzenie właściwości półfabrykatów z drewna klejonego, jako istotnego komponentu okien drewnianych ponosi, w myśl zapisów PN-EN 14351-1:2006+A1:2010, producent okien. Żądanie od dostawcy stosownych potwierdzeń wydaje się być wobec powyższego jak najbardziej zasadne.

 

 

dr inż. Ewa Sudoł
Instytut Techniki Budowlanej

 

Całość artykułu w wydaniu drukowanym i elektronicznym 
Inne artykuły o podobnej tematyce patrz Serwisy Tematyczne 
Więcej informacji: Świat Szkła 12/2014 

 

 

 

01 chik
01 chik