Mediena - tai viena seniausių ir plačiausiai naudojamų natūralių statybinių medžiagų, kuri išlieka aktuali ir šiuolaikinėje statyboje. Ji pasižymi lengvu apdirbimu ir išskirtinėmis savybėmis, todėl yra vertinama įvairiose srityse.
Mediena skirstoma į dvi pagrindines grupes: lapuočius (pvz., ąžuolas, klevas, riešutas) ir spygliuočius (pvz., pušis, eglė). Kiekviena medienos rūšis turi skirtingą kietumą, tankį ir išvaizdą (tekstūrą), o tai lemia jos panaudojimą. Lapuočiai dažniausiai naudojami staliaus darbams ir interjero apdailai, o spygliuočiai - kaip statybinė mediena.
Medienos konstrukcijos, tokios kaip perdangos, yra itin svarbios pastato stabilumui ir sandarumui. Perdangos - tai vidaus horizontaliosios konstrukcijos, perskiriančios pastatą į aukštus. Jos sujungia išorės ir vidaus sienas, užtikrinant pastato standumą bei pastovumą. Daugiaaukščiuose pastatuose perdangos ne tik atlaiko įprastas apkrovas (nuo žmonių, baldų, įrengimų, savojo svorio, grindų, pertvarų), bet ir efektyviai dalyvauja priimant vėjo apkrovas. Be to, perdanga kaip tarpaukštinė konstrukcija turi užtikrinti gerą garso izoliaciją tarp kaimyninių patalpų. Dažnai perdangos apsprendžia pastato konstrukcinę sandarą, jo techninius ir ekonominius rodiklius.
Medinės perdangos yra ypač ekonomiškos, nes jų montavimas yra paprastas ir nereikalauja didelių darbo sąnaudų.
Medienos sandara
Medienos makrostruktūra, matoma plika akimi, ir mikrostruktūra, matoma po mikroskopu, yra skirtingai išsidėsčiusios priklausomai nuo pjūvio krypties: skersinio, liestinio (tangentinio) ir spindulinio. Skersinis pjūvis yra statmenas kamieno ašiai, liestinis - išilgai kamieno ašies ir atokiau nuo centro, o spindulinis - išilgai per kamieno centrą.
Pagrindinės medienos sandaros dalys:
- Šerdis: Kamieno centre esanti dalis, kurios skersmuo paprastai 2-5 cm. Ji sudaryta iš purios, silpnesnio audinio medienos.
- Branduolys ir balana: Kai kurių medžių rūšių medienos skersinis pjūvis būna nevienodos spalvos. Tamsesnė centrinė dalis vadinama branduoliu, o šviesesnė - balana. Balana yra jaunesnė ir mažiau vertinga medienos dalis. Medienos rūšys, turinčios aiškiai matomą branduolį, vadinamos branduolinėmis, o kurių mediena visame pjūvio plote vienodos spalvos ir drėgnumo - balaninėmis.
- Žievė: Sauganti medį nuo žalingų išorės poveikių ir mechaninių sužalojimų.
- Brazdas: Gyvų ląstelių žiedas tarp luobo ir balanos, kurio dėka medis storėja.
- Metinės rievės: Koncentriški medienos sluoksniai, rodantys metinį medžio prieaugį. Siauresnių rievių mediena yra atsparesnė.
- Sakotakiai: Spygliuočių medžiuose esantys siauri, sakais užpildyti kanalai.
Mikroskopu matyti, kad mediena sudaryta iš ląstelių, kurių sienelės yra iš celiuliozės ir lignino. Ligninas suteikia tvirtumo ir atsparumo. Ląstelės tarpusavyje susisiekia per poras.
Medienos savybės, svarbios perdangoms
Renkantis medieną statybinėms konstrukcijoms, svarbu atsižvelgti į jos fizines ir mechanines savybes.
Drėgmė
Mediena lengvai kaupia ir atiduoda vandenį. Drėgmės kiekis vertinamas jos drėgnio rodikliu (procentais vandens svorio santykio su medienos svoriu). Šviežiai nupjauta mediena visuomet būna drėgnesnė nei leidžia standartai, todėl ji džiovinama. Per didelė drėgmė gali lemti medienos matmenų kitimą (nuodžiūvį ir brinkimą), todėl statybinėms konstrukcijoms rekomenduojama naudoti džiovintą medieną (su 12-20% drėgnumu).
| Drėgmės laipsnis | Drėgnis, % |
|---|---|
| Šviežiai nukirsta | 50-100 |
| Šlapia | 30-50 |
| Drėgna | 20-30 |
| Orasausė | 15-20 |
| Kambario sausumo | 8-12 |
| Visiškai sausa | Apie 0 |
Praktikoje dažnai naudojamos sąvokos: transportinis (20-22%), eksploatacinis ir gamybinis drėgnis. Nuodžiūvis - medienos matmenų mažėjimas džiūstant, o brinkimas - didėjimas drėkstant.
Medienos higroskopiškumas
Tai medienos savybė drėkti, sugeriant drėgmę iš aplinkos. Vanduo medienoje skirstomas į higroskopinį (ląstelių sienelėse) ir kapiliarinį (ląstelių tuštumose ir tarp jų). Didžiausia medienos higroskopiškumo riba - apie 30% drėgnio.
Tankis
Medienos tankis (ρ) - tai masės kiekis tūrio vienete (matuojamas kg/m³). Kuo didesnis tankis, tuo daugiau masės tenka tūrio vienetui. Didelio tankio mediena yra atsparesnė lenkimui, trinčiai ir skėlimui. Konstrukcinei medienai, naudojamai perdangoms, rekomenduojamas medienos tankis yra apie 480 kg/m³.
Šiluminės savybės
Medienos gebėjimą sugerti šilumą apibūdina šilumos talpa (savitoji šiluma, 1550 J/kgK sausai medienai). Šilumos laidis (0,23 W/m C orasausėi medienai) parodo, kaip greitai šiluma pratekėtų per medžiagą. Temperatūrinės medienos deformacijos apibūdinamos linijinio plėtimosi koeficientu, kuris skiriasi priklausomai nuo krypties (išilgai pluošto, spinduline ar tangentine).
Akustinės savybės
Garso sklidimo greitis medienoje priklauso nuo rūšies, kokybės ir pluošto krypties. Greičiausiai garsas sklinda išilgai pluošto. Medienos akustinės savybės apibūdinamos ir akustine varža bei akustine konstanta. Eglės mediena pasižymi geromis rezonansinėmis savybėmis.
Mechaninės savybės
Mediena gana gerai priešinasi gniuždymui. Konstrukcinės medienos stipris gniuždant yra 44,5 - 48,5 MPa (transportiniam drėgnumui). Sausa mediena yra 2-2,5 karto atsparesnė. Stipris gniuždant statmenai pluošto yra 10 kartų mažesnis nei išilgai pluošto. Mediena pasižymi dideliu atsparumu tempiant ir lenkiant išilgai pluošto. Konstrukcinei medienai (eglei, pušiai) stipris lenkiant yra 79,5 - 86 MPa. Todėl medienos sijos dažnai naudojamos konstrukcijoms, kurias veikia lenkimo jėgos.
Apkrovos, mažesnės už ilgalaikio atsparumo ribą (0,5-0,6 trumpalaikio atsparumo), nesuardo medienos net per ilgą laiką. Vibracinės apkrovos gali turėti lenkimo, gniuždymo ar sukimo pobūdį. Medienos nuovargio riba vibracinio lenkimo atveju yra 0,2 stiprio statiškai lenkiant.
Kietumas
Kietumas - tai medžiagos savybė priešintis kito, kietesnio kūno įsmigimui ar įspaudimui. Medienos kietumas dažniausiai nurodomas pagal Brinelio skalę: eglės - 1,3, pušies - 1,6.
Gebėjimas laikyti vinis ir medvaržčius
Tai vertinga medienos savybė. Vinies pasipriešinimas traukimui proporcingas lietimosi paviršiui. Įsuktam medvaržčiui ištraukti reikia didesnės jėgos nei viniai.
Stiprumas
Medienos stiprumui didelės reikšmės turi jos sluoksniuotumas. Atsparumas suspaudimui ir tempimui maksimalus pasluoksniui, o persistūmimui - statmenai sluoksniams. Tai ypač svarbu, projektuojant medines konstrukcijas, atsižvelgiant į numatomas apkrovas.
Medienos rūšys ir jų panaudojimas
Statybose naudojamos įvairios medienos rūšys, kurių pasirinkimas priklauso nuo konkrečių reikalavimų.
- Pušis: Populiari dėl universalumo ir prieinamos kainos. Tinka karkasams, grindims, sienoms ir stogams.
- Eglė: Panaši į pušį, bet labiau linkusi į puvimą. Tinka karkasinėms konstrukcijoms ir apdailai.
- Ąžuolas: Vertinamas dėl tvirtumo, ilgaamžiškumo ir atsparumo drėgmei. Puikiai tinka konstrukcijoms, sienoms ir grindims.
- Maumedis: Pats patvariausias iš spygliuočių, atsparus irimui ir drėgmei. Idealiai tinka drėgnoms sąlygoms ir lauko konstrukcijoms.
- Kedras: Tinka lauko konstrukcijoms, pirtims ir interjero elementams dėl savo ilgos, tiesios struktūros ir eterinių aliejų.
- Uosis: Pasižymi atsparumu drėgmei, gražia tekstūra ir tvirtumu, beveik nenusileidžia ąžuolui.
- Raudonmedis: Egzotiškesnis pasirinkimas, vertinamas dėl savo natūralaus atsparumo puvimui ir drėgmei.
- Bambukas: Tvaresnis variantas, populiarėjantis statybose.
Kiekviena medienos rūšis turi savų privalumų ir pritaikymo būdų. Žinios apie šias savybes padeda pasirinkti tinkamiausią medžiagą.
Kalibruota mediena
Kalibruota mediena yra tikslesnio pjūvio, kadangi apdorojimo metu ji obliuojama keturpusėmis obliavimo staklėmis. Dažniausiai ji būna ir išdžiovinta. Tikslūs matmenys palengvina pastato karkaso konstrukciją ir padidina darbo efektyvumą.
Kalibruota mediena skirstoma į stiprumo klases (žymimos raide "C" ir skaičiumi nuo 16 iki 24), kur didesnis skaičius reiškia didesnį stiprumą. Tai ypač svarbu laikančiosioms konstrukcijoms.
Kokia mediena tinkama stogo skiedroms
Medienos drėgmės įtaka statybinėms konstrukcijoms
Medienos drėgmės lygis yra viena esminių charakteristikų. Nedžiovinta mediena pigesnė, tačiau dėl kintančių parametrų ir sumažėjusio darbo našumo galutinė kaina gali susilyginti su džiovintos medienos kaina. Neišdžiovintos medienos naudojimas gali sukelti problemų lentų jungimo vietose, atsirasti skylių (šilumos tiltelių), lentos gali išlinkti, o tai apsunkina montavimą ir izoliacinių plokščių talpinimą. Taip pat nešvari mediena yra mažiau atspari biologiniam poveikiui (pamėlynavimui).
Džiovykloje džiovinta mediena turi apie 12-20% drėgnumą, kuris yra tolygus per visą skersmenį. Tokia mediena, dažnai impregnuojama vakuuminėse kamerose, yra atspari laikinam sušlapimui. Kalibruota, džiovinta mediena pasižymi tiksliais matmenimis, lygiu paviršiumi ir yra tinkama net preciziškiems apdailos darbams.
Karkasinio namo statyboms būtina naudoti džiovintą, kalibruotą medieną (ne daugiau kaip 16-18% drėgnumo), kad būtų užtikrintas kokybiškas ir ilgaamžis rezultatas.
Nuo medienos kokybės labai priklauso tiek namo ilgaamžiškumas, tiek statybos darbų našumas.
Medienos kainos aspektai
Kalibruotos konstrukcinės medienos kaina priklauso nuo atsparumo (gradavimo) klasės, tašo ilgio bei pločio, drėgnumo, paskirties ir impregnavimo. Vertėtų atlikti rinkos tyrimą ir palyginti kainų bei kokybės skirtumus, kadangi sutaupius medienos sąskaita, galima patirti didesnių nuostolių dėl prastesnės kokybės.
Mediena - tai ekologiška, ekonomiška ir lengvai pritaikoma medžiaga architektūroje, todėl jos populiarumas statybų sektoriuje sparčiai kyla.