Materialforståelse – hva er det som skal forstås?

Kvalitet henger sammen med tyngde og alder på trærne. Foto: Jon Bojer Godal

En bygnings kvalitet og levetid avhenger i stor grad av materialene man bruker. I Norge er det lange tradisjoner for å bygge i tre, men hvilke kjennetegn skal man se etter for å velge det beste virket? Tradisjonshåndverker og forfatter Jon Bojer Godal og tidligere seniorforsker ved Norsk institutt for bioøkonomi Peder Gjerdrum, diskuterer temaet.

Jon Bojer Godal ser materialforståelse i sammenheng med tradisjonen. Han liker å begynne i skogen og han vet hva han skal se etter.  Peder Gjerdrum fra Skog og landskap (nå Norsk institutt for bioøkonomi) ser trær som et fremtidsmateriale i moderne byggeindustri. Se diskusjonen i egen boks til høyre.

IMGP1023.JPG

Gran får ofte god kvalitet sammen med furu. Blåbærlyng trives i godt i et dempet lys, sammen med smågraner som har spirt opp fra naturlig frø. Kvisten på grana henger i større grad på skrå ned mot bakken enn det som er vanlig i plantet skog. Foto: Per Øyvind Berg

Kvalitet - et relativt begrep?

Materialkvalitet er et begrep som kan forstås på mange måter. Hva som er godt og dårlig virke må vurderes i sammenheng med hva materialene skal brukes til og hvilke materialer man har hatt tilgang til. Undersøkelser av eldre hus, både eksisterende og i arkeologiske funn, tyder på at at man har vært svært bevisst ved valg av materialer. 

Kvaliteten skal være tilpasset bruken. Derfor stilles det mange og til dels ulike krav avhengig av hvor og til hva materialene skal nyttes. Gode materialer i en sammenheng kan være dårlige i en annen. 

Boken "Var virket bättre förr?" (Nordiska museet 1982)* har en omfattende fremstilling av krav til materialkvalitet som baseres på intervjuer som ble gjort i Sverige på 1920-tallet. 

  • Trærne skal vokse på mager jord som gir langsom vekst og et tettvokst virke. 
  • Trærne skal vokse i tette bestander som bidrar til at virket blir tettvokst og kvistfritt
  • Nordvendte hellinger som vekstplass gir rett og tettvokst virke
  • Treet skal være modent. Treets tilvekst skal være nære sin avslutning og nye årsskudd skal være så små som mulig.
  • Treet skal ha dimensjoner som svarer til tiltenkt bruk
  • Stammen skal være rett, slett og ha så få kvister som mulig. For husbyggingstømmer er dette kravet viktig
  • Treet skal ikke være vridd
  • Treets krone og bark skal ha et spesielt utseende. Av det kan man vurdere om virket er tettvokst
  • Treet skal ha høy andel av kjerneved
  • Insekt eller soppangrep skal ikke forekomme

 

I praksis har tilgangen på materialer spilt en stor rolle. Det beste tømmeret ble prioritert til de viktigste formålene, mens det nest beste og dårligste er nyttet til mindre viktige formål. På steder hvor tilgangen på gode materialer har vært høy, har man antakelig valgt bedre kvalitet enkelte steder, enn det som er strengt nødvendig. På steder med dårligere tilgang har man inngått flere kompromisser på kvaliteten.  

Debatt: Faglig ståsted

 

"Jon Bojer Godal er en typisk tradisjonalist, dvs. han bruker begreper og beskriver metoder fra tradisjonelt håndverk. Dette er selvfølgelig et interessant tema som sådan, men det kan være både misvisende og forvirrende for en som skal sette seg inn i dagens skogtilnærming, forstå industriell trelastfremstilling og kjenne tre som ingeniørmateriale" Peder Gjerdrum, Skog og landskap 

 

"Ja, det er rett at eg held meg mellom anna til tradisjonen. Det er eit poeng å gjera det når vi skal gå inn i den eldre bygningsmassa" Jon B. Godal

Debatt: Tommer eller cm

 

"Fot og tommer har hengt igjen i noen miljøer, men bør klart unngås i moderne fagspråk" Peder Gjerdrum, Skog og landskap

 

"Det er viktig å halde på dei måla som vart nytta då huset vart bygd. Såleis nyttar vi også ei anna alen og andre tommar på byggverk som er laga i samsvar med den eldre 55 cm lange alna. Der er tomme 2,75 cm, slik at firtommen blir 11 cm mot 98 i moderne byggeri. Måten vi måler på har også med proporsjonering å gjera. Det gamle systemet var å rekne i brøk og i forhold til den måleeininga ein brukte. Ved at vi måler og reknar i tommar les vi samstundes ut en del av det tømraren tenkte då han bygde." Jon B. Godal

Hva betyr "bonitet"?

I skogbruket er bonitet et uttrykk for effekten av klimatiske forhold, samt jorden og grunnens evne til å produsere trevirke. Bonitet angir en årlig tilvekst i kubikk per dekar. En høy bonitetsverdi angir dermed stor produksjonsevne.

  • 6-8 er låg bonitet, tilvekst minst 0,08m3/daa/år
  • 11-14 er middels bonitet, tilvekst minst 0,25 m³/daa/år
  • 17-20 er høg bonitet, tilvekst minst 0,40 m³/daa/år

Bonitet sjekkes ved at det bores en prøve fra stammen på treet 1,3 m over bakken, og boniteten kommer frem ved å se på høyde og alder (årringene kan telles i boreprøven).

Bunnvegetasjonen kan også si noe om bonitet. Der boniteten er god erstattes blåbærlyngen av breiner. Når boniteten blir dårligere overtar tyttebæra etter blåbæra i undervegetasjonen. I den dårligste boniteten finner vi røsslyng og lav som dominerende vekster.

 

Da gir vel god bonitet godt tømmer?

God bonitet er ikke det samme som god kvalitet. Trær som vokser på mager mark vokser langsommere og blir mer tettvokste. Sakte vekst gir tyngre egenvekt og det er denne kvaliteten man ofte er ute etter i bygningsvernet. Men ingen regel uten unntak, av noen treslag og til noen bruksområder kan man få gode kvaliteter fra vekstområder med god bonitet. 

Skogsdrift med hest er skånsomt for skogen og materialene. Foto: Jon Bojer Godal
Skogsdrift med hest er skånsomt for skogen og materialene. Foto: Jon Bojer Godal

Debatt: Bonitet

 

"Høy bonitet gir store trehøyder og ofte høyreiste, slanke trær. Lav bonitet gir lave trær og ofte en glissen skogtype med mye kvist " Peder Gjerdrum, Skog og landskap

 

"Spesifikk vekt er det viktigaste når det gjeld bøyestyrke. Når det gjeld slitestyrke er det også årringbreidde som er viktig. Samanhengen avgjer kva som er best og kva som er godt nok. Dette lyt vurderast konkret. Difor kurs! I nordhallingar får vi meir sirkelrund krone og difor oftast jamnare og finare tømmer enn i sørhall, der baret kjem meir på ei side" Jon B. Godal

Treets oppbygning og egenskaper

Treet er bygd opp av langfibrede celler kalt trakeider som løper langs stammen. De har form som "rør" ca 3-4 mm lange og en diameter 1/100 av lengden. Trakeidene limes sammen av lignin. I den enkelte årring er det tynne vegger i cellene på vårveden og noe tykkere i sommerveden. Sommerveden er den mørke og harde delen av årringen. I tillegg løper noen celler fra margen og utover som kalles margstrålene.

Et rasktvoksende tre får bred vårved og en lys, lett og svak ved. Ved sakte vekst blir veden tyngre, tettere og sterkere. Gran får økende styrke ved minkende åringsbredde, for furu er styrken størst ved åringsbredde mellom 1,5 - 2 mm. 

Tre - Hva er hva
Tre - Hva er hva

Tennar

Trær forsøker å stå så loddrett på grunnen som mulig. Dersom treet blir utsatt for krefter som påvirker den loddrette veksten, som snø, vind eller skjev greinstilling, kompenseres skjevheten ved å produsere trykkved som kalles tennar. Tennarveden forsterker  og retter opp treet. Tennar har mørkere fibre med mer lignin og mindre cellulose. Overflaten er hard, glatt og trykksterk. I noen tilfeller er tennar en foretrukket egenskap, for eksempel i bjelkelag.  

 

Kjerneved

I det levende treet har veden er rekke oppgaver, blant annet skal den frakte vann og næringsstoffer fra røttene og ut i blader eller bar. På eldre trær reduseres blad og barmengden i forhold til stammens volum. En stadig større del av treet blir dermed uvirksom. Den delen tørker ut og livsaktiviteten dør. I furua fylles de inaktive porene med en rekke stoffer, blant annet harpiks, i gran tørker bare porene ut. 

Det er den "fete" delen av furutreet som kalles al eller malme. Kjerneved med al er svært motstandsdyktig mot råte. Gran, osp, or, bjørk og lind har ikke al i kjerneveden, de tørker bare  ut. Selv om gran ikke har alved, kan råtemotstanden være svært god på grunn av at den har tette porer.  

Aldersved- furu med stor andel alved. Foto: Jon Bojer Godal
Aldersved- furu med stor andel alved. Foto: Jon Bojer Godal

Debatt: Trykkved/Tennar

 

"Dette kan da ikke være riktig? Materialer med tennarved krymper og vrir seg mye når det tørker.Tennarved ble brukt til blant annet til meier,fordi den var slitesterk og glatt." Peder Gjerdrum, Skog og landskap.

 

"Vedkommande kan ikkje ha tømra i praksis. Han kan ikkje dette. Vi har ein overgang frå slettved , trykkrelatert ved og til det vi kallar tennar. Grensa er uskarp. I mastrer, årer, bjelkelag, ski mv nyttar vi oss av dette med trykk og strekkrelasjonar i veden.Det er eit gjennomgåande drag i eldre slags treteknologi. Den som utnyttar trykkved lyt sjølsagt vita kva han held på med og avpasse mengde og plassering i arbeidsstykket etter behovet i det einskilde tilfelle. Vi har døme på utkroppen bruk av tennar - tildømes i ski. "Jon Bojer Godal 

Kvist 

Kvister har sitt utspring i en sideknopp fra toppskuddet og på bartrær går den derfor helt inn i margen. Fibrene i kvistveden går omtrent på tvers av treets lengderetning. Fiberretningen har stor betydning for virket styrke og den reduseres på trær med mange og grove kvister. Kvist kan også sprekke og gi utette materialer. 

I noen tilfeller kan kvister være fordelaktig, eksempelvis i en del tømmerforbindelser hvor det gjelder å få sterke forbindelser. På materialer som er utsatt for vridninger og andre påkjenninger som kan føre til sprekker, er det en fordel å bruke småkvistede materialer.   

Kvist sprekker, derfor lekker den. Foto: Jon Bojer Godal
Kvist sprekker, derfor lekker den. Foto: Jon Bojer Godal

Margstråler

Er bånd av en eller flere lag av levende celler som som strekker seg radiært i veden. Margstrålene sikrer en viss tilførsel av vann og næringsstoffer ut og inn i stammen. Margstråler sammen med kvist gjør at det er lettere å dele veden radiært enn tangielt. Spikring bør derfor også foregå parallelt med åringene 

Hvordan du ser hva som er retta? - Ta en ripeprøve. Hakkete strek = vranga, rett strek = retta. 

Rangsiden - gir hakkete risp. Foto: Jon Bojer Godal
Rangsiden - gir hakkete risp. Foto: Jon Bojer Godal
Rettsiden - gir bent risp. Foto: Jon Bojer Godal
Rettsiden - gir bent risp. Foto: Jon Bojer Godal

Aldersved

Med aldersved menes den ytterste delen av veden på gamle trær. Aldersveden har oftest vekstvridning mot høyre. Dette er lett synlig på furu, som smale årringer som gjerne snor seg rundt den slette stammeveden.

Furua får aldersved når treet er mellom 150-250 år gammelt. Før furua får aldersved slutter veksten i høyden, og stammen legger på seg i bredden. Dette kalles moden skog. Gran får også et lag av aldersved dersom den blir gammelt nok.

 

Kunstig aldring

Mange steder har ikke hatt tilstrekkelig tilgang på skog med de kvalitetene man har ønsket seg. For å bøte på dette har man benyttet en rekke ulike metoder for kunstig aldring eller kunstig impregnering. Metodene gjelder stor sett på trær som står på rot.

En metode har vært å redusere krona på treet og antallet greiner. Det minsker behovet for vanntilførsel og en større del av stammen blir malme. Det er bare på furu man har benyttet denne metoden. Det heter seg at kjerneveden da kommer helt ut i yten på treet i løpet av fire til seks år. 

Ulike former for barking på rot har vært en utbredt metode. Dette fører ikke til at kjernevedandelen øker, men at kvaen trekker ut i de områdene som er påført sår. Slik sett får man en kunstig impregnering av treet. Barking kan gjøres på flere måter, en metode er å fjerne striper av  bark (slindeberking) eller flekker (flekkberkjer). 

Impregnert virke

Det finnes flere metoder for impregnering av tre. Alt trevirke vil før eller senere brytes ned, hvor lang tid det tar avhenger av materialkvalitet og hvor eksponert virket er for mekanisk slitasje og fukt. 

Det blir hevdet av flere at noe impregnert trevirke fører til råteproblemer, særlig på tilliggende treverk. Årsaken er at prosessen ved impregnering åpner cellestrukturen og gjør at veden trekker mer vann enn vanlig. Enkelte metoder som nyttes til impregnering kan også være skadelig for helse og miljø.

Inndeling av en trestokk

 

Deler av treet har ulike egenskaper og kvaliteter. Rotstokken er eksempelvis stivest, sterkest og mest motstandsdyktig mot soppskader. Toppstokken er mykere og tøyeligere. Varierte egenskaper har tradisjonelt gitt ulik bruk av trestammens deler.

Tre - utnyttelse av stokken i lengde
Tre - utnyttelse av stokken i lengde

Debatt: Impregnering

 

"Ofte ønsker vi større mengder holdbart tre, til hagemøbler, lekeapparater og vannbrett. Vi kan da modifisere treet ved varmebehandling eller impregnering." Peder Gjerdrum, Skog og landskap

 

"Den impregnerte (grøne) materialen har mykje yteved som er impregnert med eit sale. Det gjer at dette vyrket er meir hygroskopisk enn vanleg ved. Den grøne materialen verkar også å vera opnare i strukturen enn naturleg ved. Han tek til seg meir vatn enn ved som ikkje har fått slik handtering. Det trengst nærare undersøkningar før vi kan konkludere visst om kor vidt det er hygroskopisiteten eller prosessen med å impregnere som har mest å seia for vassopptaket." Jon Bojer Godal.

 

"Dette er feil." Peder Gjerdrum, Skog og landskap

 

"Vi lyt tru det vi ser. Ein heil del hus har stått her i landet sidan mellomaldaren og utan å vera impregnert. Det har kanskje me uttak og kvalitetsvurderingar å gjera og som den moderne teknologien ikkje lenger tek omsyn til." Jon Bojer Godal 

 

"Mht. impregnering og tilliggende problemstillinger er det mye og mangt man kunne gå videre med. Ta de uomtvistelig mange gamle og imponerende trehus vi har: Er de et resultat av tidligere tiders overlegne materialkunnskap eller også et utvalg som følge av tidens tann: De hus som var lemfeldig bygget, er alle borte. Og av de gamle hus som står her fortsatt, er betydelige deler skiftet ut gjennom årenes vedlikehold. Det mest opplagte er alle tretakene, de ble alle skiftet med jevne mellomrom. – Og ikke kan jeg skjønne at tradisjonalistene takker nei til å anvende ny kunnskap der denne overgår den gamle." Peder Gjerdrum, Skog og landskap

Oppdeling av stokken

Kløyving med øks og kiler var den enerådende metoden for oppdeling av stokker før oppgangssagen. Stokken ble da delt på midten og ut av hver halvdel telgjet man til et bord. På kvistfrie stokker med god kløv kunne man få flere bord ut av stokken. 

På oppgangssaga fikk man flere bord ut av en stokk enn tidligere. Stokkene ble fortsatt først delt ved midten, gjerne langs margsprekken som finnes på furutrær. Fra hver halvdel kunne man få to til tre bord og de nærmest margen ble ansett for å være de beste.

Virket ble også toppskjært. Det vil si at man skar langs stokken slik at bordene fikk samme avsmaling som stokken. Bordene ble også kantskåret slik at man fikk mest mulig stående årringer. Det gir en rekke fordeler:

  • De sprekker mindre enn flaskeskårne
  • Er vanntette
  • Slår seg mindre, mindre kuving/ skåling
  • Mindre breddekrymp
  • Slitesterke mot sol, vær og vind 
Tre - Utnyttelse av stokken
Tre - Utnyttelse av stokken

Med innføringen av sirkelsagen kom også utnyttelsen av stokken til å endre seg. Det ble vanlig å ta ut en blokk i midten som ble delt i to planker (2" eller tykkere). Resten som i hovedsak består av yteved ble saget til bord. det innebærer at den mest råtebestandige delen av treet benyttes til bjelker og plank, mens den sterke og seige yteveden som også er sårbar for råte brukes til kledningsbord.

Disse bordene vil få "liggende årringer". I dag går stokkene inn i saga automatisk på mange store sagbruk. Dette fører til at annethvert bord høvles/ fases med margsida ut, annet hvert med yta ut. På byggevarehuset vil derfor ulike kvaliteter ligge om hverandre og hovedtyngden av materialene vil være yteved.

Moderne sagbruk tar ut en midtblokk (hun) til plank og flaskeskårne bord til kledning av yteveden.
Moderne sagbruk tar ut en midtblokk (hun) til plank og flaskeskårne bord til kledning av yteveden.

Debatt: Utnyttelse av stokken

 

"Dette er en ganske forvirrende beskrivelse som jeg ikke kjenner meg igjen i, det gjelder også illustrasjonen (Illustrasjon 2). Det fordi det nok tas utgangspunkt bare i furu og i en bestemt type tradisjon som avviker fra annen tradisjon og bruk. F.eks. er det mange eksempler på rotstokker brukt til laft, og på spon med kvist - både av gran og furu. Rotstokker av furu kan gi kvistfrie bord. Forøvrig er det i praksis ingen forskjell mellom rot- og andrestokker, hverken for gran eller furu." Peder Gjerdrum, Skog og landskap

 

"Dette er ikkje i samsvar med tradisjon og i strid med korleis eigenskapane i treet fordeler seg i tverrsnitt og lengdesnitt. Frå gammalt ser vi som gjennomgåande at det er rotstokken som vart teken til bord, medand stokkar lenger opp kunne gå til laft. I sær på 1700-talet var dette tydeleg. For restaureringstømraren er dette noko heilt grunleggjande. Vi leitar likevel etter å finne tømmer med kvalitet som svarar til det eldre slags uttaket. Det har med skogskjøtsel å gjera. Svært mykje skog i dag har hatt for rask ungdomsvekst når vi samanliknar med material i eldre byggverk. Vi som driv med tømring og relatert til den eldre bygninbgsmassa lyt ta ut vyrke på rett måte. Det refererer både til tverssnitt og lengdesnitt. Om ikkje vil vi tilføre bygget utilsikta endringar. De er ikkje meininga. Ved tilstandsvurderingar ser vi alltid etter kor i treet vedkomande material er teken ut. I praksis (og med den forståinga som er eksponert frå moderne skogfagleg miljø) tyder dette at det for restaureringstømraren er ingen veg utanom å hente vyrke i skogen. Korkje skogfagleg miljø eller dei store sagbruka kan hjelpe oss. Småe sagbruk er ofte interessert i å kunne levere nisjeprodukt. Dei vil gjerne samarbeide." Jon Bojer Godal.

Kilder

Nordiska museet: Var virket bättre förr?" Stockholm 1982.

Jon Bojer Godal "Tre til laft og reis. Gamle hus fortel om materialbruk". Landbruksforlaget 1994

Jon Bojer Godal "Tre til tekking og kleding. Frå den eldre materialforståinga". Landbruksforlaget 1996