Faanyagok építészeti alkalmazása

Méret: px

Mutatás kezdődik a ... oldaltól:

Download "Faanyagok építészeti alkalmazása"

Ferenc Kelemen
8 évvel ezelőtt
Látták:

1 Faanyagok építészeti alkalmazása

2 Tartalomjegyzék A világ legrégebbi faépületei A faanyag szerkezeti felépítése A faanyag és más építőanyagok összehasonlítása (szil. Rug. Mod, hőtágulás, anizotrópia, zsug-dag, higr., tartósság-gomba-rovar) Tömörfától a kompozitokig Kitekintés

3 A világ legidősebb faépülete 1404-éves

4 Ez nem az! Foto: Németh Róbert

5 5-emeletes pagoda- buddhista templom (Ikaruga, Nara prefektúra, Japán). A komplexumot isz. 607-ben emelték. Központi tartóoszlopának fáját 594-ben vághatták ki (dendrokronológia). 32,45m magas, alapja 6,1m x 6,1m-es UNESCO világörökség része.

6 A világ legmodernebb faépületei

7 designed by Seiichi Kubo, Yoshinobu Kagiyama and Mine Muratsuji of Japanese architecture firm Archivi Architects & Associates.

8 The Trojan House by Australian architects Jackson Clements Burrows is a gorgeous modern timber home design located in Howthorn, Melbourne, Australia.

9 house-design/moderntimber-home-coolwood-addition.html The Trojan House by Australian architects Jackson Clements Burrows is a gorgeous modern timber home design located in Howthorn, Melbourne, Australia.

10 Jaak Kangro of Nordicasa Design & Construction, located in the Valdelineares, Spain. From 165 mm laminated pinewood,

11 The Trojan House by Australian architects Jackson Clements Burrows is a gorgeous modern timber home design located in Howthorn, Melbourne, Australia.

12 Svájcban épült a 4 lakóegységet magába foglaló minősített passzívház. Az energetikai számításba bevont terület: 408 m2. Talán nem véletlen, svájci épületről lévén szó, ez az épület is faház.

13 A Csehországi Koberovy városkában, mely egy tájvédelmi körzetben, 430 m tengerszint feletti magasságban fekszik, 13 könnyűszerkezetes épület készült passzívházként, évben.

14 A Csehországi Koberovy városkában, mely egy tájvédelmi körzetben, 430 m tengerszint feletti magasságban fekszik, 13 könnyűszerkezetes épület készült passzívházként, évben.

15 A évi Pannon Faépítészeti Díj egyik díjazottja: BEDŐ FA-HÁZ Kft. (kivitelező), Mátis Barna )tervező), Vernyik Roland (ácsmester).

16 A faanyag és más építőanyagok összehasonlítása

17 Fa mint szerkezeti anyag: nagy múlttal rendelkező anyag komoly jövő előtt Előnyös tulajdonságok Multifunkcionális építőanyag: Fakorszak következik? Alacsony sűrűség mellett nagy szilárdság Könnyen beszerezhető és megmunkálható Biodiverzitás: a fafajok és ezzel együtt a faanyagok különbözősége az adaptációnak köszönhetően Fakompozitok és mérnöki fatermékek Tűzzel szembeni ellenállóképesség Hátrányos tulajdonságok Méret és alaktartás: higroszkóposság és anizotrópia Tartósság

18 A fa egy inhomogén anyag / heterogén szerkezettel Magas fokon specializálódott sejtekből épül fel, melyek 3 alapvető funkciót látnak el: 1. Víz és ízben oldott anyagok szállítása 2. Tápanyagok szállítása, tárolása, kiválasztási funkció 3. A fatörzs tartása, szilárdítása

19 A fa strukturális szintjei Fa (0,1-1m) Szelvényáru mm Évgyűrűszélesség: mm Sejtfal 1-5µm Tracheidák :20-40μm Molekulák:<1nm Mikrofibrillák: 3 10nm (University of Canterbury, New Zealand)

20 CELLULÓZ: spirálos láncok mikrofibrillák sejtfal izolált láncmolekula húzószilárdsága erősebb mint az acélé! LIGNIN: a faanyagot keményíti Izolált állapotban nyomószilárdsága meghaladja a betonét!

21 Biodiverzitás: fafajok specializálódása fafaj a világon fafaj ipari hasznosításban, vagy kereskedelemben 250 fafaj az európai iparban: 200 lombos 50 fenyőfaj

22 Foto: Prof. Dr. Hose V. Oliver

23 Foto: Prof. Dr. Hose V. Oliver

24 Alum. Ö. [14] 2014-T6 Aramid (Kevlar vagy Twaron) bambusz Csont (comb) Szénszál Karbon nanocső Szénacél1090 Beton Gyémánt Üveg Nagys. PE (HDPE) Emberi haj Emberi bőr Márvány Nejlon 6/6 Erdeifenyő (II) Polipropilén Szerkezeti acél ASTM A36 MPa Húzószilárdságok összehasonlítása

25 Alum. Ö. [14] T6 Aramid (Kevlar vagy Twaron) bambusz Csont (comb) Szénszál Szénacél1090 Beton Gyémánt Üveg Nagys. PE (HDPE) Emberi haj Emberi bőr Márvány Nejlon 6/6 Erdeifenyő (II) Polipropilén Szerkezeti acél ASTM A36 MPa Húzószilárdságok összehasonlítása

26 Alum. Ö. [14] T6 bambusz Csont (comb) Szénacél1090 Beton Üveg Nagys. PE (HDPE) Emberi haj Emberi bőr Márvány Nejlon 6/6 Erdeifenyő (II) Polipropilén Szerkezeti acél ASTM A36 MPa Húzószilárdságok összehasonlítása

27 Alum. Ö. [14] T6 bambusz Csont (comb) Szénacél1090 Beton Üveg Nagys. PE (HDPE) Nejlon 6/6 Erdeifenyő (II) Polipropilén Szerkezeti acél ASTM A36 Húzószilárdság/Sűrűség, MPa/(g/cm3) Húzószilárdság / Sűrűség viszony 1200,0 1000,0 800,0 600,0 400,0 200,0 0,0

28 Hátrányok kiküszöbölése

29 Higroszkóposság cuments/digests/bsd-138-moistureand-materials

30 Higroszkóposság, Zsugorodás faanyag esetében cuments/digests/bsd-138-moistureand-materials

31 Higroszkóposság Vizet távoltartó konstrukciók alkalmazása Víz gyors eltávozását biztosító konstrukciók alkalmazása (bütük, lejtések) Pangó víz = biztos tönkremenetel Vízzáró réteg felhordása, és/vagy impregnálás Faanyag módosítása, hidrofobizálása (hőkezelés, acetilezés, stb.)

32 Biológiai tartósság növelése Rezisztencia-osztályok! Teak Akác Tölgy Lucfenyő - Bükk Megfelelő fafajt a megfelelő helyre Minden szijács 5-ös, tehát könnyen tönkremenő kategória Veszélyeztetettségi osztályok! Favédőszerek alkalmazása (korlátozások szigorodnak!) Faanyagok módosítása (hőkezelés, acetilezés, stb.)

33 Szilárdsági értékek szórásának Osztályozás csökkentése

34 Szilárdsági értékek szórásának csökkentése Ültetvényes gazdálkodás, egységes génállomány, kor, méret, évgyűrűszerkezet, sűrűség = kis szil. szórások Aggolemarált lapok Mérnöki fatermékek A faanyag feldarabolása és újraegyesítése: Rétegelt lemez, OSB, PSL, LSL, LVL, RR-tartók

35 OSB

36 PSL LSL sion-06-wood-plastics-andcomposites/ rough-carpentry /article.aspx?articleid=800

37 LVL ywood.html

38 RR ecreational-projects/richmond-ovalroof.aspx

39 Ökológiai szempontból magas értékű építőanyag Korlátlan ideig újratermelhető (ültetvények szerepe). Hozzáértő kezekben és fejekben magas műszaki tartalmú anyag

40 Fa / Acél / Beton Hivatali épületek életcikluselemzése Teljes enegiafelh. Üvegházhatás Ind. Légsz. Ind. Szilárd hull. Nyersanyaghasználat /Ökológiai hatás Forest Prod. Assoc of Canada / Canadian Wod Council

41 Fafogyasztás használat serkentése Nicolas Sarkozy IND F-- EN PROJET FRENCH REPUBLIC Minister for Ecology, Energy, Sustainable Development and the Sea responsible for green technologies and climate Negotiations NOR : DECREE on the use of wooden materials in certain types of constructions

42 Fafogyasztás használat visszafogása? Iskolák belső levegőminőségének javítása Továbbképzési program Közép- és Kelet-Európai REGIONÁLIS KÖRNYEZETVÉDELMI KÖZPONT Formaldehid a friss faanyagból is kerül a légtérbe. Régebben csak alaposan szellős helyen kiszárított fát használtak fel építkezéshez, így káros hatása kisebb volt. Kerülni kell tehát az iskolában és otthon az ilyen berendezési tárgyak használatát.

45 A tudomány jelenlegi állás a természetes faanyagok (tömörfa) illékony szerves anyag (VOC) kibocsátását és annak egészségügyi hatását illetően Összeállította: Dr. habil Németh Róbert, egyetemi docens, NymE, FMK, Faanyagtudományi Intézet Felhasznált irodalom: 1. Holz-Zentralblatt 18. Februar AgBB - Bewertungsschema für VOC aus Bauprodukten; Stand 2010, Teil 1: Einführung 1, Ausschuss zur gesundheitlichen Bewertung von Bauprodukten A faanyagot az ember ősidők óta alkalmazza, mint építőanyagot, ill. készíti belőle használati tárgyainak jelentős részét ma is. A természetes faanyag egyik jellemzője, hogy tartalmaz illékony szerves anyagokat, ún. VOC-kat. A főbb komponensek a monoterpének közé sorolt α- és β-pinén, ill. az olyan aldehidek mint a pentanal vagy a hexanal, továbbá tartalmaz a fa ecetsavat is. Ezek a vegyületek a faanyagból emittálódnak, amit az ember jellegzetes faillatként érzékel. A belső terekben alkalmazott építőanyagok és berendezési tárgyak VOC-kibocsátását illetően manapság diskurzusok folynak, mely vitákat főként a nagyszámban alkalmazott műanyagok váltottak ki. Habár a tudományos szakirodalomban nem található olyan adat, ami a faanyagot a veszélyes anyagok közé sorolná, 2009-ig még az ellenkezőjét sem igazolták tudományos vizsgálatokkal között freiburgi és braunschweigi kutatóintézetek, ill. kórházak önkéntes tesztalanyokon végeztek életszerű vizsgálatokat. A tesztekhez frissen szárított erdeifenyőt és OSB lapokat használtak, mely termékek az előzetes vizsgálatok alapján a legnagyobb emissziókat mutatták. A tesztalanyok gyakorlatilag beköltöztek a vizsgálókamrákba és a legkülönbözőbb életfunkcióikat, reakcióikat figyelték, rögzítették a kutatók/orvosok. A vizsgálatok megállapították, hogy az emberi szervezetre nem volt káros, ill. hátrányos hatással a faanyagból kibocsátott illékony szerves anyag. Egyetemünk Faanyagtudományi és Kémiai Intézetének közös vizsgálatai alapján is hasonlóan alacsony emissziós értékeket mértünk erdei fenyő és akác faanyagon egyaránt. Az elvégzett vizsgálataink alapján a vizsgált faanyagok a 2010-ben kiadott német irányelvben megfogalmazott követelményeket is kielégítik (Bewertungsschema für VOC aus Bauprodukten). A tesztek végeredményeként kijelenthető, hogy a faanyag az első olyan építőanyag, amelyre vonatkozóan tudományosan igazolt, hogy szakszerű beépítés esetén nem jelent egészségügyi kockázatot. (Ellentétben tehát a különböző műanyagokkal, melyekre ilyen vizsgálat eddig még nem zajlott le.)

46 Ki nyer a végén? Fotó: Németh Róbert

Hasonló dokumentumok

Hosszú szénszállal ersített manyagkompozitok mechanikai tulajdonságainak vizsgálata

Hosszú szénszállal ersített manyagkompozitok mechanikai tulajdonságainak vizsgálata Varga Csilla*, Miskolczi Norbert*, Bartha László*, Falussy Lajos** *Pannon Egyetem Vegyészmérnöki és Folyamatmérnöki