Jak zapewnić, że drewno poddane modyfikacji termicznej odporność na gnijanie w warunkach zewnętrznych?

Dlaczego termicznie modyfikowane drewno jest odporne na gnijenie: naukowe podstawy odporności na rozkład

Usunięcie hemicelulozy i cukrów – eliminacja źródeł pożywienia dla grzybów

Podczas modyfikacji termicznej drewno jest nagrzewane w specjalnych komorach do temperatury około 180–230 °C w środowisku pozbawionym tlenu. Proces ten trwale zmienia drewno na poziomie komórkowym. Następnie zachodzi coś bardzo ciekawego: rozkłada się hemiceluloza – związek, który stanowi pożywkę dla niepożądanych grzybów powodujących gnilość. Gdy ta pożywka znika, organizmy odpowiedzialne za gnito brunatne i gnito białe ulegają literalnie głodówce. Badania wykazują, że po usunięciu tych cukrów liczba kolonii grzybów spada o niemal 95% w porównaniu do drewna zwykłego, nietraktowanego chemicznie. Po przetworzeniu drewno osiąga klasę EN 350 klasy 1, która uznawana jest w branży za najwyższą możliwą – porównywalną z odpornością drewna twardych gatunków tropikalnych na gnilość. Ponieważ nie pozostaje żadna pożywka dla grzybów, nie są one w stanie rozpocząć wzrostu. Oznacza to, że prawidłowo poddane modyfikacji termicznej drewno będzie odporne na gnilość przez ponad 25 lat nawet przy użytkowaniu na zewnątrz, co czyni je mądrym wyborem w wielu projektach budowlanych.

Stabilizacja ligniny i krzyżowanie się polimerów ściany komórkowej hamujące enzymy grzybów

Gdy poddawane są wysokiej temperaturze, cząsteczki ligniny zaczynają się polimeryzować, tworząc gęste, wzajemnie połączone sieci w całych ścianach komórkowych. Następnie zachodzi zjawisko szczególnie interesujące: nowo uformowana lignina staje się zarówno przeszkodą fizyczną, jak i ochroną chemiczną, uniemożliwiającą enzymom grzybów dostęp do celulozy znajdującej się wewnątrz. Jednocześnie drewno pochłania około połowę mniej wilgoci niż wcześniej, co oznacza, że nie ma już wystarczająco dużo wilgotności w otoczeniu, aby większość grzybów mogła rozwijać się i kwitnąć. Mamy więc do czynienia z jednoczesnym występowaniem dwóch zjawisk: odżywki stają się niedostępne, a struktura drewna staje się wytrzymałsza. Ta kombinacja sprawia, że drewno staje się znacznie mniej podatne na ataki biologiczne w dłuższym okresie czasu, zapewniając mu znacznie lepszą ochronę przed gniciem na przyszłość.

Rzeczywista wydajność drewna poddanego termicznej modyfikacji w warunkach zewnętrznych przy wysokiej wilgotności

Długoterminowe dane z badań terenowych przeprowadzonych w krajach nordyckich oraz w regionie Pacyficzno-Zachodniego Wybrzeża Stanów Zjednoczonych

Badania przeprowadzone w obszarach o intensywnych opadach deszczu wykazały, jak odporna na warunki zewnętrzne jest drewno poddane obróbce termicznej. Badania prowadzone w krajach nordyckich śledzą te próbki od ponad dziesięciu lat i stwierdzają praktycznie brak procesów gnilnych w konstrukcjach zewnętrznych, takich jak tarasy czy ściany, mimo że są one stale narażone na działanie wilgoci. To samo dotyczy eksperymentów przeprowadzonych w regionie Pacyficzno-Zachodniego Wybrzeża Stanów Zjednoczonych. Tam drewno poddane modyfikacji termicznej zachowało swoje właściwości mechaniczne, podczas gdy zwykłe, nietraktowane drewno zaczęło się rozkładać już po pięciu latach przebywania na zewnątrz. Co umożliwia taką odporność? Obróbka cieplna powoduje trwałe zmiany w strukturze samego drewna, a nie tylko na jego powierzchni. Tworzy rzeczywistą ochronę przed gniciem od wewnątrz na zewnątrz, co wyjaśnia, dlaczego jego trwałość znacznie przewyższa trwałość drewna zwykłego.

Zmniejszona zawartość wilgoci w stanie równowagi (EMC) i jej rola w zapobieganiu gniciu

Gdy drewno poddaje się modyfikacji termicznej, osiąga tzw. stan równowagowego zawilgocenia (EMC) o około 40–50% niższy niż drewno zwykłe, nieobrobione – zwykle w zakresie od 4 do 6 procent. Większość grzybów powodujących gnilicę wymaga do rozpoczęcia wzrostu przynajmniej 20% wilgoci, dlatego tak znaczne obniżenie zawartości wilgoci czyni drewno praktycznie nieatrakcyjnym dla nich. Proces nagrzewania zmienia chemicznie sposób działania komórek drewna, co oznacza, że nawet przy intensywnych opadach deszczu lub w warunkach silnego oddziaływania morskiego powietrza drewno nie pochłania wody tak łatwo. Dzięki tej wbudowanej odporności na wilgoć drewno nie ulega nasyceniu w stopniu umożliwiającym rozwój procesów rozkładu. Dlatego budowniczowie chętnie stosują drewno poddane obróbce termicznej np. do ścian zewnętrznych w miejscach położonych w pobliżu wybrzeża, gdzie wilgotność powietrza jest zawsze wysoka.

Kluczowe zastosowania zewnętrzne, w których drewno poddane modyfikacji termicznej zapewnia udowodnioną odporność na gnilicę

Narzędzia do układania tarasów, okładziny ścian i nabrzeża: porównawcza skuteczność oraz oczekiwana trwałość użytkowa

Termicznie modyfikowana drewno zapewnia sprawdzoną w praktyce odporność na gnijanie w trzech wymagających zastosowaniach:

• Deska tarasowa odporne na wyginanie (cupping), pęknięcia (checking) oraz zgniliznę pod wpływem ruchu pieszych i skrajnych warunków pogodowych, osiągając czas użytkowania przekraczający 25 lat przy minimalnym koniecznym utrzymaniu.
• Obлицовка / okładzina utrzymuje stabilność wymiarową przy zmianach temperatury dzięki niskiej zawartości wilgoci w stanie równowagi (EMC) wynoszącej 4–6% — w testach przyspieszonego starzenia się obserwuje się o 80% mniej pęknięć niż w przypadku drewna niemodyfikowanego.
• Doki wytrzymuje ciągłe zanurzenie bez występowania zgnilizny; badania potwierdzają o 95% niższą podatność na grzyby w porównaniu do drewna niemodyfikowanego.

We wszystkich przypadkach synergia usunięcia hemicelulozy i stabilizacji ligniny tworzy trwałe, odporno na wilgoć struktury — nie są wymagane żadne powłoki ani środki konserwujące.

Najlepsze praktyki montażu zapewniające zachowanie odporności termicznie modyfikowanego drewna na gnijanie

Strategie wentylacji, odprowadzania wody i szczegółowego projektowania zapewniające długotrwałą integralność w warunkach zewnętrznych

Nawet najbardziej odporno na zgniliznę drewno wymaga prawidłowego montażu, aby działać zgodnie z przeznaczeniem. Kluczowe są trzy zasady:

• Wentylacja używaj systemów listew ciągłych lub dystansów umieszczanych za obudową, aby zapewnić przepływ powietrza i zapobiec gromadzeniu się wilgoci.
• Drenaż zastosuj powierzchnie nachylone, krawędzie odpływowe oraz blachy okapowe w miejscach połączeń, aby aktywnie odprowadzać wodę od obszarów szczególnie narażonych.
• Układanie detali zostaw luz montażowy o szerokości 6–10 mm między płytami oraz określ użycie stalowych nierdzewnych lub powlekanych elementów mocujących, aby uwzględnić naturalne ruchy materiału bez utraty skuteczności zarządzania wilgotnością.

Instalacje wykonane zgodnie z tymi zasadami osiągają regularnie ponad 25 lat trwałości w zastosowaniach dotyczących tarasów i elewacji — dzięki zachowaniu termicznie stabilnej struktury drewna oraz zapobieganiu długotrwałym warunkom wysokiej wilgotności, które wywołują proces gnitnienia.