Dřevo jak jej (možná) neznáte

Známé otázky – stejné odpovědi
Při výrobě, prodeji a montáži dřevěných oken vyvstávají mnohé otázky. Bohužel zdá se, že tyto otázky jsou stále stejné nebo alespoň podobné. Jaká dřevina je nejvhodnější pro výrobu oken? V čem jsou lepší lepené hranoly, zda musí mít lichý počet vrstev? Jak dlouhá je životnost nátěru, kdy bude nezbytné okna znovu natřít? Jsou lepší okna plastová nebo dřevěná? A tyto otázky se stále opakují, proto také odpovědi na ně jsou stále stejné a nic nového nepřinášejí. Mohlo by se tedy zdát, že naše poznání dřeva jako materiálu na výrobu oken je ucelené, že nic nového nemůže přijít a že vlastně už vše víme.  Opak je pravdou. Podívejme se na dřevo, zejména to využívané pro výrobu oken, z nových perspektiv.

Vzhled a krása
Téměř každý vnímá krásu dřeva ve všech jeho formách. Zejména velké sympatie a často i uměleckou inspiraci vyvolává dřevo staré – opotřebované podmínkami, provozem i lidskými doteky. Dřevo s výraznou strukturou, trhlinami a oděrkami, s místy orezlými od hřebů, s uštípnutými třískami. 

V protikladu s uvedeným tvrzením je skutečnost, že pokud jde o nové výrobky ze dřeva, patří Češi spolu s Řeky k nejnáročnějším v Evropě. Požadavky našich spoluobčanů, pokud jde o vzhled dřeva na podlaze, oknech či nábytku, výrazně přesahují standardy v okolních zemích. Máme mnohem menší toleranci ke znakům dřeva, jako jsou suky a trhliny, smolníky a barevné rozdíly. Nestrpíme spáry v podlaze, ani ty nejmenší, u oken reklamujeme často téměř neviditelné vady nátěrů. 

Češi (a možná Slováci) jsou ojedinělí také v požadavku na technologii výroby oken. Pouze v našich zemích se přebrušuje okno ještě po prvním máčení nebo nástřiku. Vyžadujeme prostě dokonalý povrch, který však z hlediska estetického má blíže spíše k plastu než k přírodnímu dřevu.

Je paradoxní a z většího odstupu až komické, jak se velice usilovně snažíme dělat imitace. Dokonalé dřevo vypadá jako plast, dokonalý plast má dokonalý dřevěný dekor, keramické či betonové dlaždice se vyrábějí ve vzhledu rustikálního dřeva. Jednou vyrábíme z nového dřeva imitaci starého, jindy za pomoci chemie odšeďujeme, obrušujeme, natíráme dřevo v horečnaté snaze zbavit jej patiny. Po pravdě, tuto naši mentalitu autor textu zatím zcela nechápe.  Nerozumí, proč když chci mít něco, co vypadá jako dřevo, musím hledat co nejlepší imitaci místo použití dřeva samotného. 

Vlastnosti dřeva a jednotlivých dřevin
„Svět chce být klamán“, řečeno slovy klasika. Jinak si nelze moc dobře vysvětlit, proč mnozí, i velmi vzdělaní lidé, tíhnou k pohádkám, mýtům, marketingovým manipulacím a „oblbování“. Opouštíme až příliš rychle svět poznatků, naměřených hodnot, faktů a čísel. Jsme na jedné straně ochotni věřit tomu, že dřevo pokácené po úplňku má úplně jiné vlastnosti. Na druhé straně nás nechává chladnými, když vidíme těžaře na naší letní procházce dubovým lesem. Opomíjíme vyhlášky o vegetačním klidu. Byrokratické postupy, tendry a zažitá praxe má péči o zdraví a sílu lesa zastíněnu okamžitým (byť z evropského pohledu směšným) ziskem. Firmy musí splatit leasingy na harvestory a terénní auta. Proto vypadají naše lesy takto, proto krachují malé pily a obchod se dřevem má rysy šedé ekonomiky. Má v takových podmínkách reálný smysl se ptát na vlastnosti dřevin a jejich změny v průběhu roku či měsíců?

Podívejme se přeci jen na některé z nich, tak jak jsou změřeny a tabelizovány. Mnohé nám to napoví. 
Smrk – byl nejběžnější a nejlevnější dřevinou, okna a dveře se z něj vyrábějí od nepaměti. Má vlastně špatnou pověst: je měkký, nic nevydrží, rychle shnije. Tato pověst ale není pravdivá. Je to dřevina, která se výborně opracovává a v příhodných podmínkách vydrží po staletí, jak se o tom můžeme v naší na památky tak bohaté zemi přesvědčit takřka v každé obci. 
Jedle – je naší původní dřevinou. Je také dokladem toho, jak jsme odsouzeni opakovat stále stejné chyby. Naši předkové také dokázali (v dějinách opakovaně) zničit za jednu generaci lesy a prakticky vymýtit původní druhové složení. Za Rakouska – Uherska lesníci přišli s nápadem sázet ve velkém smrky, protože rychle rostou a jsou využitelné v tehdy klíčových oborech hornictví, slévárenství a dalším průmyslu. Později byla jedle přičleněna ke smrku a vůbec se v těžbě a v prodeji dřeva neodlišovala. Na výrobu oken se kdysi používala, ale její hlavní předností je perfektní štípatelnost – ideální materiál na tesané konstrukce – roubenky či krovy.
Borovice – je na okna velmi dobrá, ovšem práce s ní není tak snadná, jako se smrkem. Tam, kde jde o převládající dřevinu – Sasko, některé oblasti u nás, Polsko apod. je hlavním materiálem pro výrobu oken. Její menší průměry kmene pro tuto výrobu nevadí a pokud jde o trvanlivost, smrky předčí. 
Dub – opět nerozlišujeme v obchodě mezi dubem letním a zimním, občas se nám přimíchá i dub červený, či na Slovensku dub cer. Pověst o jeho kvalitě a vlastnostech je tak výborná, že dokonce i někteří památkáři požadují výrobu repasovaných křídel z dubu. Ne, že by to nebyla pravda, ale je potřebné podívat se na každou věc z více stran. Je opravdu použití dubu tak mimořádným přínosem pro vlastnosti oken? Není. Ty parametry, které mají vliv na funkci a životnost oken, nám poskytnou i dřeviny jiné, borovice či smrk. Modul pružnosti, pevnost či rozměrové změny jsou podobné. A že jsou na francouzských zámcích jen okna dubová? Dubu měli hodně, smrky téměř vůbec.
Meranti a další exoti – mají vlastnosti, které jsou podobné našim, z mechanicko-fyzikálního hlediska jsou dobrou alternativou k našim dřevinám. Jen není možné doporučit posuzování jejich vlastností podle marketingových informací. 

Obrázek 3 - Vlastnosti dřevin používaných na okna nejsou diametrálně odlišné, dub špatně navržené okno nezachrání.

Pevnost a průhyb
Dřevo je pevné, i když se prohne. S rostoucím průhybem jeho pevnost vzrůstá až do meze pevnosti. Této vlastnosti jsme po tisíce let využívali u pastí na zvěř, u zbraní jako jsou luky, kuše, praky, katapulty. Dříve nikoho mírně prohnutý trám ve stropě neděsil. 

U oken bylo využito vysoké pevnosti dřeva velmi chytře. Profily, které nemusely být vzhledem k nižší váze skla příliš silné, byly otočeny proti působícímu namáhání. Okno mělo sloužit především k osvětlení interiéru, každý centimetr dřeva navíc stínil. A jít cestou zvětšování oken a tím zasklené plochy nebylo racionální – zvyšovala se cena, hmotnost okna i tepelné ztráty. V obytných místnostech byla okna velká tak, aby optimálně osvětlila interiér. U reprezentativních budov, jako jsou zámky či kostely, kde byla okna obrovská, se zase neřešilo vytápění. 

U konstrukcí, kde požadujeme definovanou únosnost, je jistým nepojmenovaným problémem přípustný průhyb prvku. Ten je odvozen z mechaniky kovových konstrukcí a pro dřevo je velice přísný, zpravidla 1/300 délky prvku. Jistěže nikdo nechce, aby se podlaha při chůzi prohýbala pod každým krokem. Staré, po staletí dochované konstrukce, které přežily války, povodně, zanedbanou údržbu apod., nás mohou mnohé naučit. Proč dnešním metodám výpočtu nevyhoví většina starých staveb, krovů, věží? Dřevo je prostě pevnější, než kolik mu v našich propočtech přisuzujeme. Soudobé výpočetní metody a tabulkové hodnoty mají své kořeny ve druhé polovině minulého století. Nenadchází pomalu čas tato čísla a metody ověřit, přezkoumat a aktualizovat? 

Dalším důležitým faktorem jsou pevnostní vlastnosti dřeva v kontaktu s kovovými spojovacími prvky. Při namáhání takových spojů dochází u dřeva k otlačení. Spoj je pak vlastně volný, další namáhání už je pak intenzivnější díky většímu pohybu ve spoji, může se změnit i na namáhání dynamické, ohybové, smykové… Proto by se měly například všechny šroubové spoje na dřevě kontrolovat a dotahovat. Kdo to dnes na herních prvcích, houpačkách či pergolách dělá? A co hůř, kdo se bude věnovat pravidelnému utahování milionů šroubů na halách, rozhlednách, mostech?
U kombinace materiálů je důležité zohlednit také chemickou stránku – například dub v kontaktu s vodou dokáže rozpustit jakýkoliv pozinkovaný prvek za pár měsíců. U některých exotických dřevin dochází k výronu látek, které dokáží nevratně poškodit nerez. 

Trvanlivost
Naše tuzemské dřeviny mají velmi dobrou trvanlivost v případě použití na okna. Svědčí o tom kontejnery starých dřevěných oken, které jsou vyhazovány jako odpad v rámci probíhajícího honu za prchající energií na vytápění. Okna jsou sice opotřebovaná a nesplňují dnešní uživatelská kritéria, ale dřevokaznou houbu najdete ještě obtížněji, než hřib pravý v lese. Dřevokazný hmyz se nevyskytuje téměř vůbec. Okno ze dřeva vydrží i stovky let, i přes období zanedbané údržby. 
Mnohem nebezpečnější je konstrukce okna samotného. I moderní okna mohou mít jepičí život, pokud se nedomyslí odvod vody, odvětrání a odvodnění spár.  Nemoci budov, které se projevují na oknech jejich rosením, nesmíme opomenout. 
Dřeviny, které využíváme tradičně pro výrobu oken, mají srovnatelnou trvanlivost. Více záleží na péči o okna, než na dřevině samotné. Proto není moudré očekávat, že dubové okno je neporovnatelně lepší, než okno smrkové. Ano, má jako materiál lepší třídu trvanlivosti, ale záleží především na uživateli, jak dlouho bude okno dobře sloužit. 
U oken, která jsou vyměňována či repasována, nacházíme téměř vždy stejná poškození. Nejčastěji je porušena povrchová úprava, nátěr mnohdy u starých oken chybí. Poškození v horních částech oken jsou velmi řídká, naopak spodní vlysy rámů a křídel jsou zpravidla poškozeny nejvíce. 
Většinu vad lze přičíst na vrub zanedbané péči o okna. I k častému zkřížení či svěšení okenních křídel dochází u těch oken, které měly dlouhodobě neopravenu poruchu zavíracího mechanismu nebo kování. 

Tepelně technické parametry
V mnoha oborech praktického zaměření se využívají technické normy. Ty jsou současně jakýmsi etalonem, který nastavuje využitelnost jednotlivých vlastností materiálů. Nejinak je tomu u dřeva. Na základě měření prováděných za různých podmínek na různých vzorcích se z mnoha zdrojů ujednotili odborníci také na koeficientu tepelné vodivosti pro dřevo. V realitě je tento koeficient závislý na mnoha faktorech, jako jsou vlhkost dřeva, jeho hustota, směr prostupu tepla vzhledem ke směru vláken a mnoha dalších. Podstatou technické normalizace je technické pojetí vědeckých poznatků, tím se umožní jejich využití v každodenní praxi. 
Jedním z nástrojů, který se široce uplatňuje v technické legislativě, je koeficient bezpečnosti. Tím jsou násobeny všechny hodnoty, které jsou následně v normě kodifikovány. Tak se stalo, že hodnota koeficientu tepelné vodivosti, se kterým ve všech případech počítáme, je až dvakrát horší, než je realita. 
Jinými slovy, dřevo izoluje tepelně až dvakrát lépe, než mu normy přisuzují. V případě stavebnictví to znamená, že naše soudobé požadavky na dřevěné stavby z rostlého dřeva – roubenky a sruby – mohou být splněny při menší tloušťce dřeva. U oken je výsledek také snadno patrný – dřevěná okna jsou při výpočtové metodě znevýhodněna. U měření by mělo být dosaženo snad správného výsledku. U podlahového vytápění to ovšem nese negativní fakt, že prostup tepla přes dřevěnou podlahu bude ještě pomalejší a rozptyl tepla do jiných vrstev větší, než výpočet předpokládá. 

Porovnání normativních koeficientů s měřenou hodnotou ukazuje, že izolační schopnost dřeva je v praxi vyšší, než předpokládají naše výpočty:

Z tohoto poznatku nevyplývají v oblasti oken žádné aktuální kroky. Jen by bylo velmi žádoucí, aby odborná veřejnost o této věci věděla. Tím by se usnadnila také záchrana historických oken a dveří, neboť jejich reálné vlastnosti by byly doložitelné a téměř dvojnásobný reálný tepelný odpor rámu by změnil také celkový výsledek hodnoty U. 

Nátěry a povrchy
Naše doba vyžaduje, aby dřevo bylo natřeno. Nezabýváme se důvody. Prostě nenatřené dřevo rychle shnije, v nátěrové hmotě jsou látky, které dřevo ochrání po mnoho let. 
Důvodem není naše zkušenost se dřevem, spíše naopak – nepochopení přirozené ochrany povrchu dřeva. Dřevo, které není ošetřeno, použije vlastní taktiku, která mu při instalaci do suchého prostředí v proudícím vzduchu a bez kontaktu s půdou a vegetací zajistí dlouhou trvanlivost. 

Dřevo vystavené povětrnosti svůj povrch zdrsní, odplaví se pro hmyz a houby stravitelné chemikálie a povrch ztmavne. Tím dřevo přestává být přitažlivým pro hmyz. Stává se ovšem také málo přitažlivým pro mnohé z nás. Tmavá šedá, až černá barva povrchu dřeva je na hony vzdálena zažité představě světle hnědého povrchu. 
Nátěrem a zejména přípravou na nátěr povrch uhladíme, obrousíme jej vždy na původní dřevo s velkým obsahem živin pro hmyz. 
Je ovšem faktem, že okno bez nátěru nedosahuje takových hodnot trvanlivosti, jako dřevo natřené. Je tomu tak proto, že podmínky, jimž je dřevo v okenní konstrukci vystaveno, jsou náročné. Navíc nejrůznější lišty, obliny a profilace neumožňují využít přirozenou ochranu dřeva z toho prostého důvodu, že v těchto místech není dost dřeva. Přirozeným stárnutím dřeva by brzy trpěla tato citlivá místa a okno by přestalo plnit svou funkci. 
Důležitým aspektem je však to, jak je s oknem zacházeno od jeho výroby až po jeho používání. Dříve byla kritická fáze u starých oken, kterým se nedostávalo přiměřené údržby a péče. Nyní jsou nejvíce ohrožena okna úplně nová. Zabudování do stavby není vůbec bezproblémové. Stěny obsahují ještě vysokou zbytkovou vlhkost, čerstvě dokončené byty jsou hermeticky uzavřeny a čeká se na nové majitele. Tím dochází k enormnímu riziku poškození oken vlhkostí. K tomu se přidávají neduhy nemocných budov, které se pochopitelně projeví především na oknech. Ani perfektně provedená povrchová úprava nemůže zabránit poškození povrchu nebo rozměrovým změnám. 
A tak precizně vyrobené okno po pár letech potřebuje nátěr, vyřešit hnilobu a nefunkčnost. Může za to dřevo? Ne, může za to nedodržení nezbytných podmínek. A tyto podmínky jsou mnohdy stejné pro dřevo i pro člověka. Proto je stejně důležité nezapomínat na tisíce let známá pravidla, jako využívat nové poznatky vědy a praxe. 

Závěr
Dřevo, ač jej používáme tisíce let, má stále možnost něčím nás překvapit. Pro výrobu oken se jedná o prověřený, kvalitní a stabilní materiál. Budeme-li jeho opravdové vlastnosti znát a využívat, může být okno ze dřeva naším souputníkem v životě. 

Článek byl publikován v Ročence ČKLOP 2023. Náhledy všech Ročenek ČKLOP zde. 

Autor článku: Ing. Marek Polášek, Ph.D.
člen TK ČKLOP
Výzkumný a vývojový ústav dřevařský v Praze