Stále častěji se dnes můžeme setkat s dřevěnými konstrukcemi domů, lávek, mostů, rozhleden, ale také s dřevěnými fasádami, terasami a dřevěnými prvky v podobě městského mobiliáře, dětských hřišť nebo různých dočasných staveb. S častějším použitím dřeva jdou ale ruku v ruce také vyšší požadavky kladené na dřevěné prvky – zejména na životnost dřevěných konstrukcí, ale také na jejich vzhled.
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 v přímých expozicích povětrnosti už vhodné 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.
Stav dřeva v exteriéru nezávisí jen na výběru dřeviny a návrhu konstrukce, je ovlivněn také klimatickými podmínkami, orientací ke světovým stranám, polohou a nadmořskou výškou nebo například povrchovou úpravou. Tyto faktory ovlivňují degradaci povrchových vrstev dřeva, v horších případech, kdy nejsou dodrženy zásady správné konstrukční ochrany, může docházet k degradaci dřeva v celém jeho objemu. Vlivem vystavení slunečnímu záření (zejména UV záření) dřevo mění svou barvu. Některé druhy dřeva v počáteční fázi zblednou nebo zešediví, některé mají tendenci žloutnout, červenat nebo hnědnout v závislosti na vlivu složení dřeva, zejména na obsahu extraktivních látek. UV záření způsobuje rozklad ligninu – jedné ze základních složek dřeva s hnědavým odstínem – na vodorozpustné látky, které jsou následně vyplavovány ze dřeva. Dřevo tím dostává typickou erodovanou strukturu a postupně šedý až stříbrný nádech. Rychlost eroze záleží na místních podmínkách, první změny se projevují již během několika měsíců, celkový proces probíhá v řádu let. Další příčinou degradace dřeva je vystavení povrchu častým změnám vlhkosti, které způsobují bobtnání a sesychání dřeva, a střídání teplot. Důsledkem toho se pak na povrchu dřeva vytváří trhliny. Ty mohou být vhodným začátkem pro rozvoj plísní a dřevokazných hub. Dalším degradačním faktorem je vítr, který přenáší mechanické částice (prach, písek apod.), jež přispívají k erozi povrchu dřeva.
Průběh degradačních změn dřeva nebo nátěru v exteriéru je možné hodnotit pomocí testu přirozeným stárnutím v exteriéru nebo umělým urychleným stárnutím v laboratorních podmínkách. Je důležité upozornit, že při testu přirozeným stárnutím v exteriéru jsou vzorky vystaveny přímému působení klimatických podmínek v úhlu 45°, povrchové degradace tedy probíhají výrazně rychleji než například u svislého nebo částečně krytého prvku. V průběhu testování povrchových degradací neošetřené borovice došlo již v počátečních fázích k výrazným barevným změnám, nejdříve v podobě lehkého počátečního ztmavnutí, pak naopak zesvětlení a následnému šednutí vlivem vyplavování ligninu a extraktivních látek srážkovou vodou a usazováním prachu a nečistot. Po roční expozici byly neošetřené vzorky již zešedlé v celé exponované ploše a hloubka těchto barevných změn se pohybovala v hodnotách okolo jednoho milimetru. V průběhu expozice byly největší barevné změny u jehličnanů zaznamenány pro smrk, následovala borovice, modřín a nejmenší barevné změny měla douglaska.
Obrázek: Barevné změny neošetřené borovice v průběhu tříleté venkovní expozice (na počátku, po 3, 6, 12, 24 a 36 měsících) při testu povětrnostním stárnutím
V důsledku chemických změn se také v průběhu expozice v exteriéru zvyšuje smáčivost povrchu dřeva, která ovlivňuje jeho odolnost vůči další degradaci. U borovice bylo pozorováno relativně pomalé zvyšování smáčivosti během expozice, což může být způsobeno vysokým obsahem pryskyřic s hydrofobním účinkem, avšak po roční expozici již všechny jehličnany dosáhly plné smáčivosti povrchu. Vyšší obsah pryskyřice u borovice může být nežádoucí při pohledovém využití, protože zejména změnou teplot může docházet k výronu pryskyřice. Borovice může být tedy ideální pro použití v konstrukcích, kde výskyt smolníků nepředstavuje problém. Vlivem degradačních procesů se mění také drsnost povrchu, vznikají trhliny a dochází k uvolňování narušených dřevních vláken. V průběhu tříleté expozice byly nejvýraznější změny drsnosti zaznamenány pro smrk, následovala borovice, modřín a douglaska.
Obrázek: Borové dřevo před (vlevo) a po 2 letech v exteriéru (vpravo) – narušená struktura, trhliny, usazování nečistot - výstup z laserového mikroskopu
Každá dřevina se vyznačuje určitou přirozenou trvanlivostí, která vyjadřuje schopnost dřeva odolávat biologickým dřevokazným činitelům. Dle EN 350 se borovice (jádrová část) řadí mezi středně až málo trvanlivé dřeviny, smrk je klasifikován jako málo trvanlivá. Trvanlivost je dána zejména přítomností extraktivních látek v jádrovém dřevě, bělové dřevo je označováno jako netrvanlivé. Jádrové dřevo je vnitřní, starší část kmene, která už nevede vodu ani živiny. Vzniká tak, že buňky bělového dřeva postupně odumírají a strom do nich ukládá různé extraktivní látky (např. pryskyřice, fenoly, třísloviny). Tyto látky dřevo zbarvují, obvykle do tmavších odstínů, snižují jeho nasákavost a zvyšují odolnost proti houbám a škůdcům. U jádrových dřevin, např. borovice, jde o výrazný, biologicky řízený proces. Smrk se řadí mezi dřeviny bělové s vyzrálým dřevem, vnitřní dřevo také ztrácí vodivou funkci, ale neprobíhá výrazné ukládání ochranných látek, takže nevzniká pravé, barevně odlišné jádro. Borovice se díky svému chemickému složení vyznačuje lepší odolností vůči vlhkosti a biologickým dřevokazným činitelům v porovnání se smrkem. Do exteriéru je její dřevo vhodnější. U smrku nastává zvýšené riziko napadení biotickými škůdci zvláště v případě, pokud je výrobek vystaven srážkové vodě – tj. bez ochrany střechou či přístřeškem – a v kontaktu se zemí s trvale zvýšenou vlhkostí. V těchto případech je napadení vysoce pravděpodobné.
Dřevo bez dodatečné ochrany v exteriéru povrchově degraduje a postupně mění svou přirozenou barvu, a to ve většině případů nerovnoměrně. Nejdůležitějším opatřením není samotná impregnace, ale především výběr dřeviny s vhodnou přirozenou trvanlivostí pro konkrétní podmínky a správná konstrukční ochrana dřevěného prvku. Správně zabudované dřevěné prvky jsou schopny plnit svou funkci mnoho století. Můžeme buď přijmout přirozené stárnutí dřeva, při kterém povrch postupně šedne a získává charakteristickou erodovanou strukturu, nebo zvolit jeho ochranu pomocí povrchové úpravy. Ta sice dokáže do určité míry zachovat původní barvu dřeva, avšak také postupně degraduje a je nutné ji po nějaké době obnovit. V Evropě se stále více rozšiřuje trend brát barevné změny dřeva (šedivění v exteriéru) jako přirozený proces. Je však důležité zdůraznit, že tento trend je vhodný pouze pro trvanlivější druhy dřeva, u kterých při zvýšené vlhkosti nehrozí poškození dřevokaznými houbami.
Autorkou je Ing. Eliška Racková, Ph.D.
Zdroj:
Eliška Oberhofnerová, disertační práce Barevné změny a povrchové degradace vybraných druhů dřeva po expozici v exteriéru, 2018, Fakulta lesnická a dřevařská ČZU
