Konstrukční materiál vrstvené dřevo

Vrstvené dřevo (LVL – laminated veneer lumber, německy FSH − Furnierschichtholz) pozůstává z vzájemně slepených dřevěných dýh s vlákny dřeva orientovanými v zásadě v jednom směru. Vzhledem ke skladbě z tenkých dýh a vlivu lamelování vrstvené dřevo vykazuje mimořádně vysoké a rovnoměrné hodnoty mechanických vlastností, protože přirozené vady dýh jsou rozděleny do různých míst a jejich vliv je omezen na minimum. Kromě toho vykazuje vysokou stabilitu tvaru, protože při změnách vlhkosti nedochází k vnitřním napětím.

Vzhledem je vrstvené dřevo podobné překližovaným deskám, neobsahuje však zpravidla příčně orientované vrstvy, i když některé typy vrstveného dřeva určitý podíl příčných vrstev používají.

Vrstvené dřevo bylo použito již v r. 1944 v USA při výrobě letadel; přitom byly použity smrkové dýhy (smrk Sitka) tloušťky 3,6 mm. K použití vrstveného dřeva jako nosného stavebního materiálu však došlo až o čtvrt století později. Koncem 60. let 20. stol. byl v USA vyvinut v dřevařském výzkumném ústavu (FPL) výrobek s názvem Press-Lam a v r. 1972 zavedla americká firma Truss Joist Co. jako první na světě průmyslovou výrobu vrstveného dřeva s označením Micro-Lam. Porovnatelné severoamerické materiály jsou Parallam (parallel strand lumber – PSL) − vrstvené dřevo z dýhových pásů a Intrallam (laminated strand lumber − LSL) – vrstvené dřevo z dlouhých třísek. V Severní Americe bylo v r. 2012 vyrobeno v 16 různých závodech 1,2 mil. m³ vrstveného dřeva LVL [1].

V Evropě zahájili ve Finsku v dřevozpracujícím koncernu Metsäliiton Teollisuus v r. 1973 vlastní výzkum a v r. 1978 byla zavedena výroba přířezů z vrstveného dřeva z dýh se souběžným průběhem vláken s označením Kertowood (Kerto Balk) na první komerční lince tohoto druhu v Evropě.

Vrstvené dřevo s názvem STEICOultralam vyrábí společnost Modern Lumber Technology Ltd. (MLT) ve městě Torzhok v Rusku od r. 2009. Připravuje se výroba STEICO LVL v Polsku. 

Výrobní postup vrstveného dřeva je v hlavních fázích obdobný jako u překližovaných desek, vyrábí se však kontinuálním postupem. Výřezy kulatiny se odkorňují, propařují a zkracují na požadovanou délku. Potom se z nich loupe dýhový pás tloušťky přibližně 3 mm, ze kterého se stříhají dýhové listy stejné šířky (s případným odstraněním velkých vad), následuje jejich sušení, nanášení vodovzdorného lepidla a skládání dýhových listů s vystřídanými styky. Dýhy se nastavují v podélném směru úkosovým spojem, u vrstveného dřeva Kerto-S tloušťky ≥ 39 mm se dovolují ve vnitřní šestině tloušťky tupé spoje dýh. Po předlisování se deska lisuje v kontinuálním lisu za tepla. Nejmenší počet dýh v průřezu musí být pět.

Vyrobený polotovar (pás vrstveného dřeva) má rozměry délka x šířka x tloušťka až 26 m x 1,8 m x 21–75 mm pro Kerto, popř. 20,5 m x 1,25 m x 9–106 mm pro STEICOultralam, dodávané jsou podle přepravních možností. Rozměry pro ostatní typy dohledáte nejrychleji na webech dodavatelů. Používá se pro výrobu prutových prvků (nosníků) jakož i rovinných nosných prvků (desek a tabulí).

Použitým výrobním postupem a skladbou se účinně kompenzuje nestejnorodost suroviny. Průměrná variabilita pevnosti v ohybu vrstveného dřeva byla zjištěna menší než 15 %, zatímco u pevnostně tříděného rostlého dřeva je tato hodnota 20 až 30 %. 

KONSTRUKČNÍ VRSTVENÉ DŘEVO VYRÁBĚNÉ V EVROPĚ

Finské vrstvené dřevo Kerto
Vrstvené dřevo Kerto se vyrábí v těchto variantách:
– Kerto-S: obsahuje výlučně podélné dýhy vysoké pevnosti,
– Kerto-Q: obsahuje podélné dýhy (asi 80 %) i příčné dýhy (asi 20 %) vysoké pevnosti,
– Kerto-T: obsahuje výlučně podélné dýhy nižší hustoty/pevnosti,
– Kerto-Ripa: kombinace desek Kerto-Q a žeber Kerto-S do lepeného žebrového panelu.

Kerto-S se používá na prutové prvky a nosníky. Hlavní oblasti použití:
− nosníky,
− příhradové konstrukce,
− halové vazníky,
− vysoce namáhané sloupy,
− štíhlé nosníky, vaznice a krokve,
− zesílení nosníků a vaznic,
− bočnice žebříků, okenní zárubně,
− lešeňové fošny,
− nosníky bednění,
− lamely lepených lamelových prvků.

Výhody zesílení pomocí Kerto-S:
– vysoké pevnosti a vysoký modul pružnosti,
– nízká vlastní tíha zesílení,
– velké dostupné délky redukují styky a prořez,
– lze tesařsky obrábět a zpracovávat,
– je suché, nedochází proto k trhlinám a deformacím,
– lze použit v úzkých vysokých průřezech,
– na rozdíl od zesílení ocelí nedochází k tepelným mostům a lze dosáhnout dostatečnou požární odolnost,
– zesílení stropních nosníků lze současně využít jako výškové vyrovnání pro stropní podhled nebo pro podlahovou krytinu.

Výhody okenních rámů Kerto:
– jednoduché připojení ve stavbě,
– zabudování téměř bez tepelných mostů,
– použití jednoduchých, cenově příznivých upevňovacích prostředků,
– okna lze osadit později podle průběhu stavby,
– mohou téměř lícovat s fasádou,
– možnost použití ve všech běžných fasádách.

Kerto-Q je nosné v obou hlavních směrech a používá se jako nosné velkoformátové desky a výztužné tabule. Standardní šířky jsou 1,8 a 2,5 m. Hlavní oblasti použití:
− výztužné stropní tabule a výztužné stěny,
− nosný plášť střechy nebo stropu,
− střešní a akustické desky,
− nosníky a sloupy namáhané tahem kolmo k vláknům,
− mostovky a obložení mostů,
– styčníkové desky a příložky,
− skladovací a pracovní plošiny.

Výhody Kerto-Q:
– tvarová stálost i při střídavé vlhkosti,
– velké formáty → malý počet montovaných prvků → kratší montážní doby,
– různé tloušťky desky; tlusté desky umožňují vysoká soustředěna břemena; při rozpětí do 3 m nejsou nutné vedlejší nosníky,
– jednoduché opracování,
– vysoká únosnost, možnost konstrukcí se zatížením v příčném směru,
– použitím tlustých desek lze dosáhnout poměrně vysokou požární odolnost,
– dlouhé desky umožňují také zakřivené deskové konstrukce.

Hustota cca 480 kg/m³ (při vlhkosti cca 12 %).

Kerto-T s výlučně podélnými dýhami se používá převážně ve Skandinávii na nosné prvky dřevěných rámových domů (sloupky, žebra, nosníky), jako hrubá podlaha nebo jako ližiny.

Kerto-Ripa je kombinací desek Kerto-Q a žeber Kerto-S do lepeného panelu podle evropského technického schválení ETA 07/0029. Výhody a hlavní oblasti použití:
− střechy a mezilehlé stropy s rozpětím 9 až 18 m,
− rychlý proces výstavby, panely obsahují podhled, tepelnou izolaci i střešní krytinu,
− nízká hmotnost a lehčí základy proti železobetonovým panelům,
− požární odolnost R60 a reakce na oheň A1-s1, d0,
− suchý proces výstavby, ekologicky příznivé.

Vrstvené dřevo STEICOultralam

Vrstvené dřevo Ultralam se vyrábí ve dvou hlavních variantách:

STEICO LVL R případně STEICO LVL Rs, kde jsou všechny dýhy uloženy podélně. Přitom STEICO LVL Rs je z borového dřeva a STEICO LVL R je ze smrkového dřeva s příměsí borovice.

STEICO LVL X je ze smrku, borovice nebo ze směsi těchto druhů dřeva a každá pátá dýha probíhá příčně, což výrazně zvyšuje únosnost a plošnou tuhost při použití ve formě desky.

Rozměry tloušťka x délka x šířka jsou 19 až 75 mm x 20,5 m x 1,25 m.

K hlavním oblastem použití vrstveného dřeva STEICOultralam patří pásnice profilových nosných prvků STEICOjoist a STEICOwall podle evropského technického schválení ETA 06/02380 [6] a konstrukční prvky montovaných domů na bázi dřeva.

Podklady pro navrhování
Údaje pro navrhování vrstveného dřeva Kerto nebo STEICOultralam obsahuje příslušné schválení (Zulassung) Německého institutu pro stavební techniku [7, 8], kde je uvedena definice, oblast použití a charakteristiky výrobku, hodnocení shody a označení CE a ustanovení pro navrhování, posuzování a provádění. Požadavky pro vrstvené dřevo na nosné účely jsou stanoveny v ČSN EN 14374 [9]. Pro některé výrobky je vydáno evropské technické schválení [6, 10].

BOHUMIL KOŽELOUH
zdroj obr. 1–11 a 15–17 KERTO Handbuch 2000, 18–21 KERTO for load-bearing structures, 22–23 Technická příručka – stavební systém STEICO

Literatura:
1) Laminated veneer lumber (LVL). Wikipedia, the free encyclopedia
2) KERTO Handbuch 2000. Finnforest GmbH, Köln, Germany
3) FH-Finnholz GmbH, Germany
4) KERTO for load-bearing structures. Metsä Wood Finnland 
5) Technická příručka – stavební systém STEICO
6) ETA-06/0238 STEICOjoist and STEICOwall
7) Zulassung Z-9.1-100 Furnierschichtholz „Kerto S“ und „Kerto Q“
8) Zulassung Z-9.1-811 Furnierschichtholz „Ultralam R“, „Ultralam RS“ und „Ultralam X“
9) ČSN EN 14347 Vrstvené dřevo pro nosné účely – Požadavky 
10) ETA-07/0029 Kerto Ripa Elements

Ing. Bohumil Koželouh, CSc., (*1934)
absolvoval SvF ČVUT v Praze. Pracoval ve Státním dřevařském výzkumném ústavu v Bratislavě, později v Dřevařském výzkumném pracovišti MZLU Brno ve Zlíně, v oboru konstrukčního použití dřeva a materiálů na bázi dřeva. Je zpracovatelem ČSN pro navrhování a provádění dřevěných konstrukcí a spolupracuje při zavádění evropských norem do ČSN. Je autorem řady odborných publikací a soudním znalcem v oboru použití dřeva a materiálů na bázi dřeva na stavební konstrukce.