Výuková pomůcka – Workshop Dřevařské dovednosti by OKTAEDR

RadkaKant ová, Rober tMal ý, Pavel Ři hák

Výukovápomůcka

Wor kshop DŘEVAŘSKÉDOVEDNOSTI

Fakulta stavební Vysokého učení technického v Brně zahájila 1. 6. 2012 řešení projektu „OKTAEDR – partnerství a sítě stavebnictví“. Projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky a je zaměřen na tvorbu a udržování partnerské sítě. Tato síť bude vzájemně propojovat Fakultu stavební Vysokého učení technického v Brně, významná výzkumná a vývojová pracoviště, partnery z oblasti podnikatelského sektoru i oborová sdružení. Cílem sítě je umožnit rozšíření vzájemné spolupráce, vytvoření nových podmínek pro přenos teoretických i praktických znalostí a zkušeností mezi výzkumem a stavební praxí. Partnery projektu „OKTAEDR – partnerství a sítě stavebnictví“ jsou:  MOTRAN Research, s. r. o.,  Českomoravský cement, a.s.  Centrum dopravního výzkumu, v. v. i.,  OHL ŽS, a.s.,  Vysoká škola báňská – Technická univerzita Ostrava,  ESOX, spol. s r.o.,  Svaz vodního hospodářství ČR.

Projekt: OKTAEDR – partnerství a sítě stavebnictví Registrační číslo projektu: CZ.1.07/2.4.00/31.0012. Řešitel: VUT v Brně, FAST, Veveří 95, 602 00 Brno, tel.: 541 147 501, e-mail: oktaedr@fce.vutbr.cz

WORKSHOP

DŘEVAŘSKÉ DOVEDNOSTI

Výuková pomůcka

Vysoké učení technické v Brně, Fakulta stavební Ústav technologie, mechanizace a řízení staveb, Veveří 331/95, Brno 602 00

Ing. Radka Kantová, Ing. Robert Malý, Bc. Pavel Řihák

ISBN 978-80-214-4929-9

OBSAH Workshop ........................................................................................................................... 2 Dřevařské dovednosti .................................................................................................... 2 Obsah .................................................................................................................................... 3 Předmluva .......................................................................................................................... 4 Úvod ...................................................................................................................................... 6 1.

Dřevo a jeho vlastnosti ........................................................................................ 7

1.1.

Struktura, stavba a vlastnosti dřeva ........................................................... 7

1.1.1.

Fyzikální vlastnosti dřeva .................................................................... 11

1.1.2.

Mechanické vlastnosti dřeva ............................................................... 14

1.2.

Vady dřeva .......................................................................................................... 17

1.2.1.

Nepravidelnost růstu ............................................................................. 17

1.2.2.

Vady anatomie dřeva.............................................................................. 17

1.2.3.

Klimatické vlivy a působení živých organismů ............................ 18

1.2.3.1.

Biotičtí škůdci ................................................................................... 18

1.2.3.2.

Abiotičtí škůdci ................................................................................ 18

1.2.4. 1.3.

Vady při zpracování ................................................................................ 19

Ochrana dřeva.................................................................................................... 20

1.3.1.

Konstrukční ochrana dřeva ...................................................................... 20

1.3.2.

Chemická ochrana dřeva ...................................................................... 20

1.3.3.

Protipožární ochrana ............................................................................. 20

Literatura .......................................................................................................................... 21 Rejstřík .............................................................................................................................. 22

PŘEDMLUVA Fakulta stavební Vysokého učení technického v Brně zahájila 1. 6. 2012 řešení projektu „OKTAEDR – partnerství a sítě stavebnictví“. Projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky a je zaměřen na tvorbu a udržování partnerské sítě. Tato síť bude vzájemně propojovat Fakultu stavební Vysokého učení technického v Brně, významná výzkumná a vývojová pracoviště, partnery z oblasti podnikatelského sektoru i oborová sdružení. Cílem sítě je umožnit rozšíření vzájemné spolupráce, vytvoření nových podmínek pro přenos teoretických i praktických znalostí a zkušeností mezi výzkumem a stavební praxí. Partnery projektu „OKTAEDR – partnerství a sítě stavebnictví“ jsou: MOTRAN Research, s. r. o., Českomoravský cement, a.s. Centrum dopravního výzkumu, v. v. i., OHL ŽS, a.s., Vysoká škola báňská – Technická univerzita Ostrava, ESOX, spol. s r.o., Svaz vodního hospodářství ČR. Pracoviště Ústavu technologie, mechanizace a řízení staveb FAST VUT v Brně v souvislosti s řešením projektu OKTAEDR organizuje v letním semestru akademického roku 2013/14 workshop s názvem „Dřevařské dovednosti“. Důvodem k organizaci této akce byla poptávka zaměstnanců i studentů po praktické výuce, která by byla adekvátně propojena s teoretickou znalostí zvolené problematiky. Fakulta stavební poskytuje teoretické vzdělávání v oblasti dřevěných konstrukcí, a to v mnoha vyučovaných předmětech inženýrského základu i předmětech odborných. Zde je mnoho času věnováno Projekt: OKTAEDR – partnerství a sítě stavebnictví Registrační číslo projektu: CZ.1.07/2.4.00/31.0012. Řešitel: VUT v Brně, FAST, Veveří 95, 602 00 Brno, tel.: 541 147 501, e-mail: oktaedr@fce.vutbr.cz

problematice materiálu, konstrukčním návrhům, posuzování konstrukcí na požadavky fyzikální a mechanické i technologickým postupům. Chybí však zkušenost z praktického zhotovování navrženého výrobku nebo konstrukce, která by vedla k zamyšlení, jak navrhovat stavby proveditelným, jednoduchým, ekonomickým způsobem. Vzhledem k současnému návratu přírodních materiálů bylo zvoleno téma, umožňující osobní zkušenost při manuálních dovednostech práce se dřevem. Praktický kurz se velmi těžce organizuje na půdě fakulty. Proto bylo hlavní snahou pro realizaci této akce získání pracovního prostoru přímo v přírodě, kde by současně bylo zajištěno veškeré potřebné zázemí plánovaného workshopu. Workshopu, setkání stavařů nadšených pro práci se dřevem, studentů, akademických pracovníků a řemeslníků. Řemeslníků, kteří by své letité praktické znalosti a dovednosti chtěli předat někomu dalšímu. Těch, kteří by měli trpělivost a pedagogickou ochotu se věnovat nezkušenému tvůrci výrobku ze dřeva. Byly vyzvány firmy, zabývající se uvedenou problematikou. Na výzvu fakulty nabídl zajištění tohoto workshopu zástupce sdružení HOBLINA Ing. Malý, v prostoru Nová Ves u Českého Krumlova. Dle požadavku fakulty bude náplní workshopu problematika tradičního tesařského řemesla, realizace konstrukce srubové a roubené stěny. Hlavním cílem je však získání osobní dovednosti ručního opracování dřevní hmoty za použití vhodných nástrojů a technik. Přemostění mezi teorií a praxí by měla účastníkům poskytnout tato studijní pomůcka, určená pro každého z přihlášených. Ke vzniku této literatury tedy vedla tvůrce láska ke dřevu a vzdělávání. Dřevo je teplé, voňavé, příjemné a také umí zahřát. Je nedílnou součástí našich životů. Všem účastníkům workshopu přejeme, aby dny strávené se dřevem patřily k těm, na které budou rádi vzpomínat. Organizátoři workshopu

ÚVOD Dnešní stavebnictví, ve kterém mají své místo moderní materiály, jejichž vlastnosti jsou neustále zdokonalovány, je opět po dlouhých letech osloveno návratem přírodních materiálů. Investoři jsou nasyceni umělou dokonalostí plastu, železobetonu, či oceli a žádají méně dokonalé, ale o to příjemnější klima staveb z materiálů přírodních. Chtějí ve svých projektech použít pálené prvky, dřevo, slámu nebo třeba i hliněnou omítku. Jen taková stavba je pro leckteré uživatele propagující zdravý přírodní životní styl přijatelným domovem. Těmto materiálům je však třeba věnovat velkou pozornost při návrhu, realizaci i údržbě, je nutné ctít jejich specifika, mají li dobře sloužit. Právě zvolená práce se dřevem vyžaduje znalosti, týkající se vlastní dřevní hmoty, vlastností a vad materiálu, a také možnosti ochrany dřeva proti nepříznivým vlivům. Nejzákladnější podklady najdete v této publikaci, která slouží jako přehled a doplnění stávajících znalostí. Je dobrým pomocníkem k dřevařským, tesařským, roubenkářským a srubařským kurzům, workshopům, setkáním či výukám v terénu. V publikaci naleznete tři hlavní kapitoly. V první jsou uvedeny informace o struktuře, stavbě a vlastnostech dřeva. Druhá kapitola je věnována vadám, které mohou vést k narušení konstrukcí, je zde věnován prostor pro vady anatomie a růstu dřeva, ale i možnostem napadení biotickými a abiotickými činiteli. Poslední, třetí kapitola dává návod, jak lze před těmito riziky dřevo chránit. Zdá se, že na stavebním trhu začíná dřevo více prorážet formou dřevostaveb., jak už masivních, tak rámových nebo skeletových. Znalosti této oblasti jsou tedy důležité pro všechny techniky, kteří se budou na těchto realizacích podílet, věnujte tedy této problematice pozornost a zohledněte prosím nabyté znalosti při vlastní práci se dřevem.

1. DŘEVO A JEHO VLASTNOSTI Od dávné historie naši předci využívali dřevo jako stavební materiál pro své příbytky. Začínali stavět z prostých větví, které našli kdekoliv. Pak přešli k prvním tesařským spojům a začali zdokonalovat opracování dřeva a jeho využití. Jak utíkal čas, dřevo začalo být nedílnou součástí stavebnictví. Není také divu, však právě dřevo je přírodním materiálem, jehož výhody převyšují nad nevýhodami. Díky takovýmto vlastnostem je jednou z nejvytíženějších surovin v ČR. Nejprve lidé nahlíželi na stavby ze dřeva jako na provizorní, méně cenné. Ovšem někomu tak mohou připadat, ale pokud se člověk dozví o mnohých výhodách a vlastnostech dřeva, začne uvažovat jinak.

1.1. STRUKTURA, STAVBA A VLASTNOSTI DŘEVA Hovoříme – li se o dřevě jako materiálu, musíme vědět, že dřevo je anizotropní organický materiál. Jako jiné materiály i on se skládá z mnoha látek. Z chemického složení se skládá především ze čtyř základních látek: o o o o

Celulosy Hemicelulosy Ligninu Doprovodných látek

K tomu aby dřevo bylo bezvadné je zapotřebí správných živin a dobrému transportu. Transport živin je naznačen na obrázku 1. Na tomto obrázku lze vidět krásně naznačeno, odkud kam putují živiny, které části obohacují a v poslední řadě jsou popsány některé části stromů. Důležitou roli ve výživě stromů a správném fungování systému hraje fotosyntéza.

Makroskopická struktura může vysvětlit anizotropii dřeva. Buňky tvořící dřevo jsou podlouhlého charakteru. Orientují se s osou kmene nebo jednotlivých větví a jsou uspořádána centricky kolem osy kmene. Pro představu si můžeme takovéto buňky představit jako brčka na pití svázána kolem jednoho centrálního brčka.

Obrázek 1 – transport živin stromem [1]

Na tuto strukturu navazují také jednotlivé řezy (směry), které se musí respektovat: o Příčný řez Projekt: OKTAEDR – partnerství a sítě stavebnictví Registrační číslo projektu: CZ.1.07/2.4.00/31.0012. Řešitel: VUT v Brně, FAST, Veveří 95, 602 00 Brno, tel.: 541 147 501, e-mail: oktaedr@fce.vutbr.cz

o Radiální řez o Tangenciální řez Příčný řez tvoří na kulatině čelo. Okem nebo lupou můžeme sledovat jednotlivé části dřeva jako je borka, kůra, láko, kambium, dřeň, dřeňové paprsky. Na obrázku 2 jsou jednotlivé části popsány. Naznačeny jsou zde i jednotlivé řezy (směry) dřeva.

Obrázek 2 – makroskopická struktura dřeva [2]

Roční přírůstkový kruh se nazývá letokruh. Ten je tvořen z jarního přírůstku (světlejší vrstva dřeva) a letního přírůstku (tmavší vrstva dřeva). Šíře letokruhu závisí na klimatických podmínkách, podle toho kde strom roste.

Na radiálním řezu (veden dření) jsou patrné rovnoběžné pásy, které jsou rovnoběžné s dření. Dřeňové paprsky jdou nejlépe vidět u listnatých stromů. Zde tvoří krásné leskle plochy. Hojně je tento řež využíván truhláři, kteří rádi zhoblují a přelakují takto hezky vypadající část dřevěného prvku.

Obrázek 3 – struktura dřeva pod mikroskopem[2]

Na obrázku č. 3 je vidět struktura dřeva pod mikroskopem, jednotlivé části a uspořádání buněk jarního i letního dřeva.

Tangenciální řez je veden v určité vzdálenosti od jádra (dřeně). V řezu letokruhy vytváří zajímavé parabolické útvary. Tyto útvary jsou naznačeny na obrázku č. 4.

Obrázek 4 – jednotlivé řezy[2] Projekt: OKTAEDR – partnerství a sítě stavebnictví Registrační číslo projektu: CZ.1.07/2.4.00/31.0012. Řešitel: VUT v Brně, FAST, Veveří 95, 602 00 Brno, tel.: 541 147 501, e-mail: oktaedr@fce.vutbr.cz

1.1.1. FYZIKÁLNÍ VLASTNOSTI DŘEVA Mezi základní fyzikální vlastnosti patří: o o o o o o

Vlhkostní vlastnosti Hustota Tepelné vlastnosti Akustické vlastnosti Povrchové vlastnosti Optické vlastnosti

Z výše uvedených vlastností je nejdůležitější vlhkost, která ovlivňuje hned několik významných faktorů: o o o o

Hustotu Rozměrové změny Odolnost proti biotickým škůdcům Mechanické vlastnosti

Podle vlhkosti rozdělujeme dřevo na několik typů: o o o o o

Dřevo mokré - >100% Dřevo čerstvě pokácené 50-100% Vzduchosuché dřevo 15-22% Dřevo sušené 8-15% Dřevo absolutně suché 0%

Z hlediska vody uspořádané v dřevní hmotě se rozděluje na vodu o Volnou – vyplňuje prostory buněk o Vázanou – v buněčných stěnách o Chemicky vázanou – součástí chemických sloučenin

Následující obrázek popisuje množství vody v dřevě a její chování, bod nasycení, který udává rovnováhu mezi nasycením dřeva a okolního prostředí. V praxi se tento bod pohybuje okolo 30% vlhkosti. Pro zabudování stavebních konstrukcí je předepsána maximální vlhkost 12%-15%. Podle použitých prvků a kladených požadavků.

Obrázek 5 - vysychání dřeva

Vlhkost ovlivňuje dvě základní vlastnosti a to bobtnání a sesychání dřeva. Tyto vlastnosti mají nepříznivý vliv na chování dřevěných konstrukcí. U borcení dřeva hodně záleží na umístění konečného řeziva v původní kulatině.

Obrázek 6 - velikosti sesychání Projekt: OKTAEDR – partnerství a sítě stavebnictví Registrační číslo projektu: CZ.1.07/2.4.00/31.0012. Řešitel: VUT v Brně, FAST, Veveří 95, 602 00 Brno, tel.: 541 147 501, e-mail: oktaedr@fce.vutbr.cz

Tepelné vlastnosti jsou specifikovány tepelnou vodivostí a roztažností. Výhodou dřeva je, že nepředstavuje tepelný most v konstrukci. Vodivost závisí na hustotě, druhu, pórovitosti, teplotě, směru vláken a vlhkosti dřeva. Akustické vlastnosti jsou důležité z hlediska vzduchové neprůzvučnosti, zvukové pohltivosti a vodivosti. Pohltivost je vyšší než u skla, ale vodivost záleží na směru vláken. Povrchové a optické vlastnosti jsou lesk, barva, povrch. Je dobré také zmínit, že z hlediska elektrofyzikálního je dřevo dobrý vodič, ale pouze za suchého stavu. S rostoucí vlhkostí je dřevo více izolantem. Důležitou vlastností je točivost vláken, která je jedna z rozhodujících kritérií při výběru kulatiny na masivní dřevostavby. Rozeznáváme levotočivé a pravotočivé vlákna dřevní hmoty.

Obrázek 7 – borcení dřeva

Obrázek 8 – točivost vláken ve dřevě

Obrázek 9 – podélně rozříznutý kmen

1.1.2. MECHANICKÉ VLASTNOSTI DŘEVA Mechanické vlastnosti udávají schopnost odolávat účinkům působení vnějších sil. Základní vlastnosti jsou: o o o o

Pevnost Pružnost Tvrdost Odolnost při dlouhodobém zatížení

Pevnost dřevní hmoty vyjadřuje jeho odolnost proti porušení a je vyjádřena napětím, při jehož překročení dojde k poruše dřeva. Pevnost rozeznáváme: o o o o o

V tlaku Tahu Ohybu Smyku Kroucení

Pevnost zásadně závisí na následujících vlivech: o o o o o

Vlhkost Hustota Objemová hmotnost Druhu dřeva Kvalitě dřeva

Tabulky v následujícím textu ukazují vlastnosti vybraných dřevin. Tabulka 1 - Vlhkosti pokáceného dřeva

Tabulka 2 – mechanické vlastnosti vybraných dřevin

Tabulka 3 - tlak bobtnání některých dřevin

Obrázek 10 – Tahové a tlakové dřevo

1.2. VADY DŘEVA Za vady dřeva považujeme takové odchylky, které snižují fyzikální nebo mechanické vlastnosti dřeva. Vady dřeva rozdělujeme do základních čtyř skupin: o o o o

Nepravidelnost růstu vada anatomie dřeva vady vzniklé klimatickými podmínkami, živými organismy vady vzniklé při výrobě a zpracování dřevní hmoty

1.2.1. NEPRAVIDELNOST RŮSTU Nepravidelností růstu jsou sbíhavost, křivost, zploštění a boulovitost kmene.

Obrázek 11 – strom rostoucí na horách

1.2.2. VADY ANATOMIE DŘEVA Anatomické vady jsou dvojího typu. Prvním typem jsou suky a druhým trhliny. Suky jsou dvojího typu. Otevřené nebo zarostlé. Podle zdraví těchto suků jsou zdravé nebo nahnilé.

Trhliny máme ty, které vznikají při růstu stromu, při manipulaci a těžbě nebo při sesychání dřeva. Všechny tyto typy trhlin ovlivňují vzhled. Někdy i pevnost, ale to již ve specifických případech.

1.2.3. KLIMATICKÉ VLIVY A PŮSOBENÍ ŽIVÝCH ORGANISMŮ

Obrázek12 – Povětrnostní vlivy

Rozdělení živých organismů

1.2.3.1. o o o

1.2.3.2. o o o o

BIOTIČTÍ ŠKŮDCI Dřevozbarvující houby Dřevokazné houby Dřevokazný hmyz

ABIOTIČTÍ ŠKŮDCI Teplota Voda Sluneční záření UV záření

Jednotliví škůdci jsou popsání a vysvětlení v atlasu nejčastějších škůdců dřevin. Ten je elektronickou přílohou této publikace.

1.2.4. VADY PŘI ZPRACOVÁNÍ Nerovnoměrné řezy do kulatiny a oblinatost prvků. Často vznikají nepozorností a špatnému vztahu k práci se dřevem. Bohužel stále je těchto vad příliš mnoho a setkávají se s ním hlavně obchodníci se dřevem ve formě kulatiny nebo už dokonce ve stavebním, truhlářském řezivu, které prodávají.

1.3. OCHRANA DŘEVA Ochranu dřeva rozdělujeme do tří skupin: o o o

Konstrukční ochrana Chemická ochrana Protipožární ochrana

1.3.1. Konstrukční ochrana dřeva Základní prvky pro konstrukční ochranu dřeva: o o o o o o o

Maximální omezení pronikání vody Rychlý odtok vody Plochy šikmé před vodorovnými Kotvení nosné konstrukce do základů Vhodný sklon střechy Vhodná krytina Pravidelná údržba a kontrola

1.3.2. CHEMICKÁ OCHRANA DŘEVA o o o o o

Hydrofobní prostředky – pro dřevo, které je v kontaktu s vlhkem Fungicidní přípravky – proti plísním a houbám Algicidní – proti tvorbě řas Tlaková impregnace – komplexní Ekologické přípravky – na bázi vosků, olejů a roztoků z pryskyřic

1.3.3. PROTIPOŽÁRNÍ OCHRANA o Obklad o Omítnutí o Nátěry a postřiky

LITERATURA [1] Elmar Josten, Reiche Thomas, Wittchen Bernd,. Dřevo a jeho obrábění. Místo vydání : Praha,Grada publishing a.s. 2010. 336str.. ISBN 978-80-247-2961-9. [2] Vaverka Jiří, Havířová Zdeňka, Jindrák Miroslav a kol. , Dřevostavby pro bydlení. Místo vydání : Praha,Grada publishing a.s. 2008. 380str. ISBN 978-80-247-2205-4. [3] Kobl Josef, Dřevostavby. Místo vydání : Praha,Grada publishing a.s. 2011. 320str. ISBN 978-80-247-4071-3. [4] Řihák Pavel, Speciální technologie v praxi. Místo vydání : Brno,VUT FAST Brno, 2014., 20str. ISBN 978-80-214-4833-9 [5] ČSN 016910 Úprava písemností psaných strojem. Praha : Vydavatelství ÚNM. 1986. 28 s. [6] ČSN ISO 690 (01 0197) Dokumentace. Bibliografické citace. Obsah, forma a struktura. Praha : Český normalizační institut, 1996. 31 s. [7] ČSN ISO 690-2 (01 0197) Informace a dokumentace. Bibliografické citace - Část 2 : Elektronické dokumenty nebo jejich části. Praha : Český normalizační institut, 2000. 24 s. [8] Excerpts from Draft International Standard ISO 690-2 [online]. Ottawa : ISO (International Organization for Standardization), 1997 [cit. 1997-07-02]. Dostupný z: http://www.nlc-bnc.ca/iso/tc46sc9/standard/690-2e.htm [9] Informační materiály sdružení HOBLINA

Rejstřík A Abiotičtí škůdci ......................................18 Akustické vlastnosti ...............................13 B Biotičtí škůdci ........................................18 bobtnání ................................................12 C Celulosy ...................................................7 D Doprovodných látek ................................7 Dřevo .......................................................7 F Fyzikální vlastnosti dřeva ......................11 H

N Nepravidelnost růstu ............................ 17 O Odolnost při dlouhodobém zatížení ..... 14 Ochrana dřeva ...................................... 20 P Pevnost ................................................. 14 Povrchové a optické vlastnosti ............. 13 Protipožární ochrana ............................ 20 Pružnost ................................................ 14 Příčný řez ................................................ 8 R Radiální řez ............................................. 9 S

sesychání............................................... 12 stavba...................................................... 7 Struktura ................................................. 7

Chemická ochrana .................................20

Tangenciální řez ...................................... 9 Tepelné vlastnosti ................................. 13 Tvrdost .................................................. 14

Hemicelulosy ...........................................7

Klimatické vlivy a působení živých organismů .........................................18 Konstrukční ochrana .............................20 L Ligninu .....................................................7 M mechanické vlastnosti dřeva .................14

V Vady anatomie dřeva ............................ 17 Vady dřeva ............................................ 17 vady při zpracování ............................... 19 vlastnosti dřeva ....................................... 7 vlhkost................................................... 11 vody ...................................................... 11

Ing. Radka Kantová Projekt: OKTAEDR – partnerství a sítě stavebnictví Registrační číslo projektu: CZ.1.07/2.4.00/31.0012. Řešitel: VUT v Brně, FAST, Veveří 95, 602 00 Brno, tel.: 541 147 501, e-mail: oktaedr@fce.vutbr.cz

Ing. Robert Malý Bc. Pavel Řihák e-mail: 2490@fce.vutbr.cz tel.: 5 41 14 79 74

Text neprošel odbornou ani jazykovou úpravou.

Vydavatel: Vysoké učení technické v Brně, Fakulta stavební Ústav technologie, mechanizace a řízení staveb, Veveří 331/95, Brno 602 00 Vytiskl:…………….. Náklad: 50 ks Vydání první Vyšlo v dubnu 2014

ISBN 978-80-214-4929-9

Edi t or :I ng. RadkaKant ovรกakol . Leden2014 I SBN9788021449299