Jak degraduje sibiřský modřín?

Problematika využití dřeva v exteriéru je poměrně rozsáhlá. Pokud je dřevo použito správně, dokáže vydržet stovky let. V první řadě je však nutné dodržovat zásady správné konstrukční ochrany – tzn. výběr dřeva vhodného do konkrétních podmínek a dodržování konstrukčních zásad (přesahy střech, odvětrávané mezery, dodržování odstupu dřevěných konstrukcí od země, eliminace čelních ploch, zaoblení hran a jiné). Dřevo s vyšší přirozenou trvanlivostí může být v určitých podmínkách použito v exteriéru bez dodatečné povrchové ochrany, zatímco dřevo s nižší přirozenou trvanlivostí je už nutné chránit (přirozená trvanlivost dřeva je dána v normě EN 350). Pokud není dřevo v přímém kontaktu se zemí, bývá povrchová úprava nátěrem postačujícím ochranným opatřením.

Pokud je dřevo, s nátěrem nebo bez nátěru, použito v exteriéru, na jeho stav má vliv řada faktorů. Po vystavení slunečnímu záření (zejména ultrafialovému záření) dřevo mění svou barvu, což se u sibiřského modřínu projevuje šednutím. UV záření také způsobuje postupný rozklad ligninu – jedné ze základních složek dřeva – na vodorozpustné látky, které jsou následně vymývány z povrchu dřeva. Dřevo postupem času získává typickou plastickou strukturu. Rychlost eroze záleží na místních podmínkách, obecně se odehrává v rozsahu několika měsíců až několika let. Další příčinou degradace dřeva je vystavení povrchu častým změnám vlhkosti, které způsobují bobtnání a sesychání dřeva. Důsledkem toho se pak na povrchu dřeva vytváří trhliny. To může být dostatečným impulzem pro rozvoj plísní a dřevokazných hub. Vznik trhlin na povrchu dřeva také urychluje zvýšená teplota. Dalším degradujícím činitelem je vítr unášející mechanické částečky (prach, písek atd.), které přispívají k erozi povrchu.

Výzkumný projekt Hout Bay House

Mezinárodní výzkumný projekt Hout Bay House je zaměřen na chování dřeva v klimatických podmínkách Jihoafrické republiky, mnoho výsledků je však aplikovatelných i na jiné oblasti.  Experimentální dům je postaven na západním pobřeží u Kapského Města, které je typické svými přímořskými a větrnými podmínkami a silným UV zářením. Nosné konstrukce domu jsou ze systému NOVATOP – křížem vrstveného smrkového dřeva. Na fasádu domu v Hout Bay byly použity SECA palubky ze sibiřského modřínu a termicky upraveného borovicového dřeva, které jsou v našich podmínkách považovány za trvanlivé. Z experimentálních důvodů byla část fasády opatřena ochrannou olejovou lazurou UV OSMO 702 a část ponechána bez nátěru. Zároveň byly vytvořeny zkušební vzorky, které byly po dobu tří let vystaveny ve speciálních stojanech v úhlu 45° podle normy pro testování nátěrů a pravidelně hodnoceny z hlediska změn povrchových degradací. Díky přímému vystavení povětrnosti tak probíhaly degradační procesy rychleji než v případě vertikálně orientovaných dřevěných fasádních prvků.

Změny barvy u sibiřského modřínu

Změna barvy reflektuje změny v chemickém složení dřeva. U zkušebních vzorků byla určována pomocí spektrofotometru v barevném prostoru L*a*b*. Vypočítaný celkový barevný rozdíl ΔE* udává hodnotu změny barvy oproti stavu před venkovní expozicí. Z grafu jsou patrné narůstající barevné změny neošetřeného dřeva v průběhu tříleté venkovní expozice.

Již v počátečních fázích dochází k výrazným barevným změnám neošetřeného dřeva (již po jednom měsíci venkovní expozice). Přibližně po čtyřech měsících expozice začalo neošetřené dřevo šednout vlivem vyplavování ligninu a extraktivních látek srážkovou vodou a usazováním prachu a nečistot do porézní a narušené struktury dřeva. Po roční expozici byly neošetřené vzorky již zešedlé v celé exponované ploše. Jakmile dojde k zformování takové degradované vrstvy, další procesy spojené s atmosférickou degradací se zpomalují.

Nejvyšší barevné změny byly po třech letech zaznamenány u neošetřeného modřínového dřeva, avšak ne s významným vizuálním rozdílem oproti thermoborovici bez nátěru. Naopak vzorky ošetřené nátěrovým systémem dosáhly v prvním roce poměrně stabilních výsledků. Nedocházelo u nich k velkým barevným změnám a drsnost povrchu se také významně nezvyšovala. Po roční expozici však nátěr začal jevit známky degradace v podobě vzniku trhlin a postupného odlupování nátěru. Kromě pravidelného hodnocení zkušebních vzorků byly také vizuálně hodnoceny barevné změny přímo na fasádě. Fasáda s neošetřeným sibiřským modřínem a thermoborovicí degradovala nerovnoměrně, protože jednotlivé profily se částečně překrývají a horní části jsou tak chráněny (použit byl SECA profil Diagonal). Také je jasně patrný efekt přesahu střechy – dřevo pod ním změnilo barvu pouze do žluta, ne šeda, což je následkem dopadu slunečního záření bez působení srážek. U natřené fasády došlo v průběhu tříleté expozice ke ztrátě lesku, zesvětlání povrchu a tvorbě mikroprasklin v nátěru, a to zejména ve spodní části fasády nekryté přesahem střechy.

V prvních letech dosahuje ošetřené dřevo v exteriéru výrazně stabilnějších výsledků než dřevo neošetřené. To se v průběhu venkovní expozice značně lišilo hodnotami barevných změn, drsnosti i vizuální podobou od natřených vzorků. Nicméně po několikaleté expozici dochází k degradaci nátěru v podobě vzniku trhlin a jeho odlupování.

Dřevo je přírodní materiál a podle toho se také chová. Bez dodatečné ochrany v exteriéru povrchově degraduje a postupně mění svou přirozenou barvu, a to ve většině případů nerovnoměrně. V případě správně navržené konstrukce a správného výběru dřeva to však neovlivňuje jeho funkci. Je naším rozhodnutím, jestli přijmeme fakt, že dřevo postupně zešedne a získá typickou plastickou strukturu, nebo se rozhodneme dřevo chránit nátěrovými systémy, které dokážou zachovat barvu dřeva, avšak postupem času také degradují a je potřeba je obnovit.