Z lesom proti jeklu
Prispeval Simon Tihec   
Sreda, 21 September 2011 11:36

 

Do sedaj je veljalo, da so države, v katerih porabijo veliko lesa zaostale, visoka poraba jekla pa je bila jasen znak tehnološkega napredka. Vsak Evropejec na leto »porabi« 460 kilogramov jekla in povprečno 90 kilogramov lesa. Prebivalec ZDA  porabi letno 430 kg jekla in 180 kg lesa. Po porabi lesa v Evropi vodijo Finci s 500 kilogrami na prebivalca, sledijo Avstrijci s 300 kilogrami lesa, v obeh državah pa je poraba jekla približno enaka, 500 kg na prebivalca. Po teh številkah bi lahko sklepali, da višje razvite države porabijo več surovin, vprašanje pa je katerih.

 

les_jeklo_2
Zgradba lesa je zelo podobna sestavi kosti in je prav tako trdna


Kot šop slamic

Če primerjamo trdnost lesa in jekla, na prvi pogled zmaga jeklo. Brez jekla nebi mogli postaviti Eifflovega stolpa, zgraditi številnih mostov z izjemnimi razponi ali sestaviti vitkih paličnih konstrukcij žerjavov z visoko nosilnostjo. Na tem področju je les jeklu podrejen material.

 

To trditev pa je potrebno pretehtati še z drugega vidika. Če leseno kocko z dolžino stranice 1 meter izdelamo iz balze bo tehtala povprečno 150 kg, iz smreke 470 kg, iz hrasta 700 kg, jeklena kocka enake velikosti pa 7600 kg. Izjemna lahkost lesa v primerjavi z jeklom je posledica njegove zgradbe, ki je podobna šopu med seboj zlepljenih slamic. Vse te slamice so pri vseh vrstah lesa izdelane iz enakega materiala, razlike v teži pa so posledica različnih premerov in različnih debelin sten slamic. Če začnemo ugotavljati razmerje med težo in prostornino pa pridemo do gostote. Pri lesu pa je trdnost močno odvisna od gostote, kar za jeklo ne velja. Za les velja temeljno pravilo, da če je dvakrat gostejši bo tudi dvakrat trdnejši.

 

les_jeklo_1
Oblikovne možnosti in nosilnost lesenih konstrukcij so skoraj brez omejitev


Visoka natezna trdnost

V mehaniki za prikaz sil običajno uporabljamo enoto N/mm2, zaradi slikovitosti in boljše predstavljivosti sil pa jih bomo sedaj izjemoma opisovali s kg/cm2. Strokovnjaki so lastnosti lesa preverjali tudi z običajnimi strojniškimi prijemi. Pri tem v čeljusti hidravlične naprave vpnejo kos lesa in ga pričnejo vleči v vzdolžni smeri, v kateri je les tudi rasel. Natezna trdnost smreke znaša 1.200 kg/cm2. Tik preden se je preizkušanec raztrgal pa se je podaljšal za 0,1%. Kos jekla srednje trdnosti se v enakem preizkusu  podaljša za 0,15%. Da bo primerjava bolj natančna so naredili še preizkuse z različnimi vrstami lesa, povprečna lesna natezna trdnost pa znaša 2100 kg/cm2. Sedaj pozor, ta vrednost je štiri do petkrat višja kot jo ima betonsko železo!

 

Še ena zanimiva primerjava. Če bi povprečno leseno palico obesili na enem koncu, bi se zaradi lastne teže raztrgala, ko bi bila dolga med 18 in 32 kilometri, kar je zelo blizu jekleni palici, ki ima raztržno dolžino okrog 32 km.

 

les_jeklo_3
Razdalje ki jih lahko premostimo z lesom so enako velike kot s kovinskimi konstrukcijami


Elastičen kot jeklo in aluminij

Les pa je šibkejši od jekla pri tlačni obremenitvi v vzdolžni smeri. Vzrok za to je v njegovi, šopu slamic podobni zgradbi. Če nam uspe s čelnim pritiskom zlomiti eno slamico, bodo kmalu popustile tudi tiste okrog nje. Zato les odpove pri čelnem pritisku med 300 do 400 kg/cm2, kar je kljub temu dober rezultat, če primerjamo gostoto in tlačno trdnost z množico drugih materialov.

 

Trdnost pa seveda ni vse, pomembna je tudi togost. Najlon na primer ima visoko trdnost, njegova togost pa ne zadošča, da bi postal omembe vreden konstrukcijski material. Vrednost s katero opisujemo togost je modul elastičnosti in je pri lesu, če primerjavo izvedemo na osnovi mase materiala, enako visok kot pri jeklu ali aluminiju, ter veliko višji kot pri večini umetnih materialov.

 

Če pogledamo samo dejstva, ki smo jih našteli, vidimo, da je les material, ki je odlična kombinacija lastnosti s katerimi preseže večino drugih gradiv. Jeklo je torej desetkrat težje pa samo trikrat trdnejše kot les. Zato je bolje da s primerjavo količine vložene fosilne energije za izdelavo jekla ali lesa sploh ne začenjamo. Pa naj mi nekdo sedaj odgovori, zakaj torej nebi gradili z lesom?



 

Zanimivosti o gradnji

Green Building nagrade 2012

Slika
Evropska komisija že več let promovira predelavo ali gradnjo stavb, ki imajo nato mnogo nižjo porabo energije.

...
Zmagovalec Večnamenski objekt AB Pesnica

Slika
Podjetje Menerga je na 14. Dnevih energetikov s projektom Večnamenski objekt AB Pesnica zmagalo v kategoriji za...

...

Aktualna Ponudba - Kotli, Kamini

Herz Firestar

Slika
Herz Firestar je kotel na polena, ki deluje z uplinjanjem lesa. Kotel je potrebno naložiti le enkrat na dan, v...

...
RIKA – novosti, predstavljene na sejmu ISH v Frankfurtu

Slika
Podjetje RIKA iz sosednje Avstrije je na tržišču prisotno že več kot 60 let. Danes to podjetje s tradicijo spada...

...
Kaminska peč LOKATERM za energetsko varčne hiše

Slika
Moderna kaminska peč, okrogle oblike z velikim panoramskim steklom poudarja osebni stil posameznika. Možnost vrtenja...

...
Kamin za vašo dušo

Slika
Plapolajoč plamen je srce doma. Skozi velika steklena vrata ter stranska okenca seva plamen in prenaša čarobnost...

...
WVterm biomasni kotli

Slika
WVterm proizvaja toplovodne kotle že od leta 1973, ko so začeli s proizvodnjo kotlov znamke Stadler. Izjemne...

...