TERMODREWNO to drewno poddane obróbce termicznej, które dzięki temu procesowi posiada zwiększone parametry odporności na warunki atmosferyczne oraz podwyższone walory estetyczne.

Najlepsze termodrewno od lat kojarzone jest z Finlandią – krajem, w którym powstała technologia ThermoWood® i który do dziś wyznacza standardy jakości dla drewna modyfikowanego termicznie. Fińskie Thermowood to połączenie zaawansowanej technologii, wieloletniego doświadczenia, dostępu do wysokiej jakości surowca oraz nowoczesnego zaplecza produkcyjnego sprawia. Czynniki te sprawiają, że fińskie termodrewno jest uznawane za wzorzec jakości na światowym rynku drewna modyfikowanego termicznie.

ITWA – The International ThermoWood Association (Międzynarodowe Stowarzyszenie ThermoWood) – organizacja założona w 2000 roku w Finlandii.  Celem ITWA jest promowanie i ulepszanie procesów modyfikacji termicznej drewna oraz wyznaczanie standardów.

ThermoWood® to zarejestrowany znak towarowy należący do International ThermoWood Association. Znak towarowy ThermoWood® to znak produktów z drewna wytwarzanych w procesie opracowanym w Finlandii. Tylko członkowie ITWA mają prawo do używania słowa ThermoWood w odniesieniu do drewna modyfikowanego termicznie. Logotyp ITWA jest oficjalnym stemplem kontroli jakości stowarzyszenia.

Zdaniem ITWA produkty ThermoWood dobrze nadają się do stosowania w trudnych warunkach atmosferycznych. ThermoWood to trwały, stabilny i w 100% naturalny wyrób spełniający wymagania nowoczesnej architektury drewnianej. Piękny wygląd, stabilność wymiarowa i nieżywiczny materiał sprawiają, że produkty znajdują także zastosowanie w dekoracji wnętrz.

Wybór oryginalnego fińskiego termodrewna z tartaków zrzeszonych w organizacji International ThermoWood Association (ITWA) daje gwarancję, że materiał został wyprodukowany zgodnie z oryginalną fińską technologią ThermoWood®.

W praktyce oznacza to mniejsze ryzyko zakupu drewna o niepotwierdzonej jakości oraz większą pewność, że termodrewno zachowa swoje właściwości na elewacjach, tarasach, w saunach i we wnętrzach przez wiele lat użytkowania. Istotne jest także pochodzenie samego surowca i miejsce jego produkcji – od dziesięcioleci najlepsze termodrewno produkowane jest w Finlandii.

Od ponad 20 lat wrocławska firma EKODREWNO jest bezpośrednim importerem oryginalnego fińskiego drewna modyfikowanego termicznie z najlepszych tartaków fińskich, które są zrzeszone w The w International ThermoWood Association (ITWA)  i produkują thermowood w oparciu o standardy jakościowe ustalone i kontrolowane przez tą organizację. https://www.ekodrewno.pl/produkty/innowacje/termodrewno/

Czynniki decydujące o tym, że fińskie termodrewno uważane jest za najlepsze:

• Technologia termomodyfikacji drewna powstała w Finlandii i tam została dopracowana do perfekcji.
• Termomodyfikacja drewna jest zaawansowanym procesem technologicznym wymagającym dużej wiedzy, doświadczenia i precyzyjnej kontroli parametrów produkcji.
• Fińskie tartaki posiadają najlepsze linie technologiczne oraz największe doświadczenie w termomodyfikacji drewna na świecie.
• Fińscy producenci mają naturalny dostęp do najwyższej jakości surowca drzewnego.
• Około 75% powierzchni Finlandii pokrywają lasy z doskonałej jakości drzewostanem wzrastającym w surowym skandynawskim klimacie.
• Fiński surowiec drzewny jest uznawany za jeden z najbardziej cenionych i najwyższej jakości materiałów drzewnych na świecie.
• Fińskie tartaki mają dostęp do tanich odnawialnych źródeł energii elektrycznej wykorzystywanej w procesie termomodyfikacji drewna.
• Producenci z Finlandii są znani z wysokiej kultury organizacyjnej, nowoczesnego wzornictwa oraz konsekwentnego podejścia do jakości produkcji.

Zwyczaj opalania powierzchni drewna w celu zwiększenia jego odporności na wilgoć sięga czasów starożytnego Egiptu. Zwęglona powierzchnia tworzy warstwę ochronną poprawiającą biologiczną odporność drewna. W Finlandii metoda ta była stosowana do zabezpieczania części słupów siana oraz słupków ogrodzeniowych znajdujących się pod ziemią przed wilgocią gruntu.

Można powiedzieć, że opalanie drewna w otwartym ogniu było pierwszym krokiem prowadzącym do opracowania technologii modyfikacji termicznej drewna.

Naukowe badania nad termiczną modyfikacją drewna prowadzonego w komorach rozpoczęły się na początku XX wieku. Celem było poznanie wpływu wysokiej temperatury nie tylko na odporność drewna na wilgoć, ale również na inne jego właściwości oraz określenie możliwych zastosowań tak zmodyfikowanego materiału.

Jednym z obszarów badań było wykorzystanie drewna modyfikowanego termicznie w przemyśle lotniczym. Do lat 80. XX wieku badania prowadzono głównie w Niemczech i Stanach Zjednoczonych. Pierwszy komercyjny zakład modyfikacji termicznej powstał w Niemczech na początku lat 80., jednak produkcja nie osiągnęła skali przemysłowej.

W latach 90. liderami badań nad termiczną modyfikacją drewna były Finlandia, Francja i Holandia. Przełom nastąpił w Finlandii w 1993 roku, kiedy Fińskie Centrum Badań Technicznych VTT, we współpracy z przedsiębiorstwami przemysłu drzewnego, opracowało przemysłowy proces ThermoWood®, umożliwiający poprawę właściwości drewna za pomocą obróbki cieplnej.

Obecnie ThermoWood® jest marką o zasięgu międzynarodowym, a wielkość produkcji stale rośnie. Drewno modyfikowane termicznie w procesie ThermoWood® produkowane jest między innymi w:

• Finlandii
• Szwecji
• Danii
• Belgii
• Polsce
• Łotwie
• Turcji
• Japonii
• Kanadzie

Zakres zastosowań drewna modyfikowanego termicznie szybko się rozszerzył i obejmuje obecnie:

• elewacje zewnętrzne
• okładziny wewnętrzne
• elementy do produkcji saun fińskich
• tarasy

Łączna produkcja ThermoWood® w latach 2001–2024 wyniosła 3 283 894 m³.

Modyfikacja termiczna drewna odbywa się w instalacjach przemysłowych. Proces ThermoWood® może być stosowany zarówno do gatunków iglastych, jak i liściastych, przy czym parametry procesu są zawsze dostosowywane do konkretnego gatunku drewna wykorzystywanego jako surowiec.

Na początku procesu tarcica jest układana w pakiety przekładkowe i umieszczana w komorze technologicznej. W trakcie modyfikacji drewno chronione jest parą wodną, która jednocześnie wpływa na trwałe zmiany zachodzące w jego strukturze.

Proces ThermoWood® można podzielić na trzy główne etapy.

Etap 1 – Suszenie wysokotemperaturowe

Komora jest szybko nagrzewana do temperatury około 100°C. Następnie temperatura jest stopniowo podnoszona do wymaganego poziomu procesu.

W trakcie tego etapu drewno wysycha, a jego wilgotność zostaje obniżona do poziomu 0%.

Efekty etapu 1

• usunięcie wody z drewna,
• całkowite wysuszenie materiału,
• przygotowanie struktury drewna do właściwej modyfikacji termicznej.

Etap 2 – Modyfikacja termiczna

Po zakończeniu suszenia wysokotemperaturowego temperatura w komorze jest utrzymywana na stałym poziomie i rozpoczyna się właściwy proces modyfikacji.

To właśnie na tym etapie zachodzą najważniejsze zmiany chemiczne i fizyczne odpowiadające za nowe właściwości drewna ThermoWood®.

Efekty etapu 2

• rozkład części hemiceluloz,
• zmniejszenie zdolności drewna do pochłaniania wilgoci,
• zwiększenie trwałości biologicznej,
• zwiększenie stabilności wymiarowej,
• powstanie charakterystycznego brązowego koloru drewna,
• usunięcie żywicy i części substancji ekstrakcyjnych.

Etap 3 – Chłodzenie i kondycjonowanie

W ostatniej fazie temperatura w komorze jest obniżana za pomocą systemu natrysku wodnego.

Po osiągnięciu odpowiednio niskiej temperatury wilgotność drewna zostaje częściowo zwiększona przy użyciu wody i pary wodnej. Celem tego zabiegu jest poprawa obrabialności oraz stabilności wymiarowej produktu.

Po zakończeniu procesu wilgotność drewna ThermoWood® wynosi zazwyczaj od 4 do 7%.

Efekty etapu 3

• kontrolowane schłodzenie materiału,
• przywrócenie optymalnej wilgotności użytkowej,
• poprawa obrabialności,
• stabilizacja gotowego produktu.

Czas trwania procesu

Czas trwania procesu ThermoWood® zależy od:

• klasy produktu (Thermo-S lub Thermo-D),
• gatunku drewna,
• początkowej wilgotności surowca,
• wymiarów tarcicy.

Podczas procesu drewno uzyskuje charakterystyczne brązowe zabarwienie wskutek zmian chemicznych wywołanych wysoką temperaturą.

W przypadku drewna iglastego wydzielają się żywica oraz inne związki organiczne. W drewnie liściastym usuwane są głównie substancje ekstrakcyjne. Do sterowania procesem wykorzystywany jest specjalny system kontroli temperatury, który ogranicza ryzyko powstawania pęknięć. Dla każdego gatunku drewna oraz dla różnych wymiarów tarcicy stosowane są odrębne ustawienia procesu.

Przykładowy przebieg procesu dla drewna iglastego klasy Thermo-D

Etap 1 – Suszenie wysokotemperaturowe

• Temperatura: 100–212°C
• Wilgotność drewna: 20% → 0%
• Usuwanie wody z drewna

Etap 2 – Modyfikacja termiczna

• Temperatura: 212°C
• Wilgotność drewna: 0%
• Usuwanie substancji ekstrakcyjnych

Etap 3 – Kondycjonowanie i chłodzenie

• Temperatura stopniowo obniżana
• Wilgotność drewna: 0% → 4–7%
• Nawilżanie przy użyciu pary wodnej i wody

Do produkcji ThermoWood® wykorzystywane jest drewno pochodzące z certyfikowanych źródeł. Jakość surowca ma kluczowe znaczenie dla jakości gotowego produktu, ponieważ proces modyfikacji termicznej nie eliminuje wad drewna występujących przed obróbką.

Drewno przeznaczone do modyfikacji powinno spełniać wymagania jakościowe określone przez producenta. Szczególną uwagę zwraca się na:

• sęki,
• pęknięcia,
• skręt włókien,
• krzywizny,
• zawartość żywicy,
• wilgotność materiału.

W praktyce stosuje się zarówno gatunki iglaste, jak i liściaste. Dobór gatunku zależy od planowanego zastosowania końcowego produktu.

Gatunki drewna stosowane w procesie ThermoWood®

Gatunki iglaste

• Sosna zwyczajna (Pinus sylvestris)
• Świerk pospolity (Picea abies)
• Sosna Radiata (Pinus radiata)
• Hemlock (Tsuga spp.)

Gatunki liściaste

• Jesion (Fraxinus excelsior)
• Ayous (Triplochiton scleroxylon)
• Frake (Limba) (Terminalia superba)
• Iroko (Milicia excelsa)
• Klon twardy (Acer saccharum)
• Tulipanowiec amerykański (Liriodendron tulipifera)
• Dąb czerwony (Quercus rubra)

Wymagania dotyczące surowca

Przed rozpoczęciem procesu drewno powinno zostać odpowiednio wysuszone i posortowane.

Należy zwrócić uwagę na:

Wilgotność

Równomierna wilgotność materiału jest warunkiem uzyskania jednolitego efektu modyfikacji.

Wymiary

Grubość i szerokość elementów wpływają na czas procesu oraz równomierność nagrzewania drewna.

Jakość powierzchni

Uszkodzenia mechaniczne, zabrudzenia oraz znaczne wady materiałowe mogą obniżyć jakość gotowego produktu.

Wpływ gatunku drewna na proces

Poszczególne gatunki różnią się:

• gęstością,
• budową anatomiczną,
• zawartością hemiceluloz,
• zawartością żywic i substancji ekstrakcyjnych.

Z tego względu dla każdego gatunku stosuje się indywidualne parametry procesu, przede wszystkim:

• temperaturę modyfikacji,
• czas wygrzewania,
• przebieg chłodzenia i kondycjonowania.

Dzięki temu możliwe jest uzyskanie oczekiwanych właściwości użytkowych przy jednoczesnym ograniczeniu ryzyka uszkodzenia materiału.

Najczęściej stosowane gatunki

Świerk

Najpopularniejszy materiał do produkcji:

• elewacji,
• okładzin wewnętrznych,
• paneli ściennych i sufitowych.

Charakteryzuje się niewielką masą oraz dobrą stabilnością po modyfikacji.

Sosna

Stosowana głównie do:

• tarasów,
• elementów ogrodowych,
• konstrukcji zewnętrznych.

Po obróbce uzyskuje zwiększoną trwałość biologiczną i atrakcyjną ciemnobrązową barwę.

Jesion

Wyróżnia się wysoką gęstością oraz dekoracyjnym wyglądem.

Najczęstsze zastosowania:

• tarasy premium,
• meble ogrodowe,
• elementy architektury krajobrazu.

Ayous

Lekki gatunek tropikalny, szczególnie ceniony do:

• nowoczesnych elewacji,
• okładzin architektonicznych,
• zastosowań wymagających wysokiej stabilności wymiarowej.

Korzyści wynikające z wykorzystania certyfikowanego surowca

Produkcja ThermoWood® opiera się na zasadach zrównoważonego rozwoju. Dlatego drewno pochodzi z systemów certyfikacji takich jak:

• PEFC,
• FSC,
• OLB.

Zapewnia to:

• identyfikowalność pochodzenia drewna,
• legalność pozyskania surowca,
• odpowiedzialną gospodarkę leśną,
• ograniczenie wpływu na środowisko.

Surowiec stosowany do produkcji ThermoWood® musi być starannie wyselekcjonowany i pochodzić ze zweryfikowanych źródeł. Właściwy dobór gatunku drewna oraz parametrów procesu pozwala uzyskać produkty o wysokiej trwałości, stabilności wymiarowej i estetyce, bez stosowania środków chemicznych.

Najważniejsze właściwości ThermoWood® wynikają ze zmian chemicznych zachodzących w składnikach drewna pod wpływem wysokiej temperatury. Podczas procesu modyfikacji nie są dodawane żadne substancje chemiczne – zmiany są efektem działania ciepła, pary wodnej oraz czasu.

Główne składniki drewna podlegające przemianom to:

• hemicelulozy,
• celuloza,
• lignina,
• substancje ekstrakcyjne.

To właśnie zmiany zachodzące w tych składnikach odpowiadają za:

• zwiększoną stabilność wymiarową,
• zmniejszoną higroskopijność,
• poprawę trwałości biologicznej,
• zmianę barwy drewna,
• obniżenie przewodności cieplnej.

Celuloza

Celuloza jest głównym składnikiem ścian komórkowych drewna. Stanowi podstawowy materiał budulcowy odpowiadający za wytrzymałość włókien drzewnych.

Podczas modyfikacji termicznej struktura celulozy pozostaje stosunkowo stabilna w porównaniu z innymi składnikami drewna. Wysoka temperatura powoduje jednak wzrost stopnia krystaliczności celulozy.

W praktyce oznacza to:

• zmniejszenie zdolności wiązania wilgoci,
• zwiększenie stabilności wymiarowej,
• niewielkie zmiany właściwości mechanicznych.

Wzrost udziału struktur krystalicznych jest jedną z przyczyn mniejszego pęcznienia i skurczu drewna ThermoWood®.

Lignina

Lignina odpowiada za spajanie komórek drewna.

Ciemna substancja znajdująca się głównie w blaszce środkowej komórek składa się przede wszystkim z ligniny. Występuje ona również w pierwotnych i wtórnych ścianach komórkowych.

Choć dokładna budowa chemiczna ligniny nie została jeszcze całkowicie poznana, wiadomo, że jest ona zbudowana głównie z jednostek fenylopropanowych połączonych wiązaniami eterowymi i węglowymi.

Podczas modyfikacji termicznej:

• część wiązań między jednostkami fenylopropanowymi ulega rozpadowi,
• zachodzą reakcje kondensacji,
• powstają grupy β-ketonowe oraz sprzężone grupy kwasów karboksylowych.

Lignina jest najbardziej odporna na działanie wysokiej temperatury spośród wszystkich składników drewna.

Jej masa zaczyna wyraźnie maleć dopiero przy temperaturach przekraczających 200°C, gdy rozpadowi zaczynają ulegać wiązania β-aryloeterowe.

W zakresie temperatur 120–220°C najczęściej zachodzi kondensacja typu difenylometanowego. Reakcje te mają istotny wpływ na:

• barwę drewna,
• reaktywność chemiczną,
• rozpuszczalność ligniny.

Substancje ekstrakcyjne

Drewno zawiera niewielkie ilości składników niskocząsteczkowych określanych jako substancje ekstrakcyjne.

Należą do nich między innymi:

• terpeny,
• tłuszcze,
• woski,
• związki fenolowe.

Ich skład różni się w zależności od gatunku drewna, a liczba występujących związków jest bardzo duża.

Substancje ekstrakcyjne nie pełnią funkcji konstrukcyjnej w drewnie i większość z nich łatwo odparowuje podczas procesu modyfikacji termicznej.

To właśnie usunięcie części tych związków odpowiada za:

• zmniejszenie emisji żywicy,
• poprawę stabilności materiału,
• ograniczenie podatności na rozwój mikroorganizmów.

Toksyczność ThermoWood®

Ekotoksyczność wymywalnych substancji z termicznie modyfikowanego świerka została przebadana przez CTBA w ramach projektu UE „Up-grading of non-durable wood species by appropriate pyrolysis thermal treatment” (1998).

Badania wykonano na próbkach po teście EN 84, stosowanym do oceny utrwalania środków ochronnych w drewnie.

Przeprowadzono:

• testy na rozwielitce (Daphnia magna),
• badania mikrobiologiczne na luminescencyjnych bakteriach morskich.

Wyniki wykazały, że:

• wymywane substancje nie są toksyczne dla Daphnia magna,
• nie wykazują szkodliwego działania wobec bakterii.

ThermoWood® był również badany jako materiał zastępczy dla tkanki kostnej przez VTT oraz Klinikę Chirurgiczną Uniwersyteckiego Szpitala w Turku.

Wstępne wyniki wykazały, że:

• brzoza ThermoWood® posiada właściwości zbliżone do tkanki kostnej,
• materiał jest sterylny,
• nie wykryto w nim substancji toksycznych.

Wartość pH ThermoWood®

Podczas modyfikacji termicznej wartość pH drewna ulega obniżeniu, przez co produkty ThermoWood® są bardziej kwaśne niż drewno niemodyfikowane.

Typowe wartości:

• ThermoWood®: około pH 4
• Drewno standardowe: około pH 4,5–5,0

Należy pamiętać, że skala pH jest logarytmiczna. Obniżenie wartości pH o 0,3 oznacza około dwukrotny wzrost stężenia kwasów.

Znaczenie praktyczne

Większa kwasowość może wpływać na:

• przyczepność niektórych powłok wykończeniowych,
• trwałość połączeń metalowych,
• korozję elementów mocujących.

Z tego względu do montażu ThermoWood® zaleca się stosowanie:

• stali nierdzewnej,
• stali kwasoodpornej.

Wysoka temperatura powoduje trwałe zmiany chemiczne w strukturze drewna. Największe znaczenie ma degradacja części hemiceluloz oraz przemiany ligniny. W rezultacie ThermoWood®:

• pochłania mniej wilgoci,
• jest bardziej stabilny wymiarowo,
• wykazuje większą trwałość biologiczną,
• zachowuje naturalny charakter drewna bez stosowania środków chemicznych,
• pozostaje materiałem nietoksycznym i nadającym się do recyklingu.

Jakość procesu ThermoWood® oraz gotowych produktów jest nadzorowana przez niezależną, akredytowaną jednostkę kontrolną. Jednostka ta certyfikuje system kontroli jakości funkcjonujący w zakładzie produkcyjnym ThermoWood®.

Zakład produkcyjny odpowiada za wdrożenie i utrzymanie systemu kontroli jakości oraz zapewnienie spełnienia następujących wymagań:

• opracowanie opisu wewnętrznego systemu kontroli jakości obejmującego schemat organizacyjny zakładu, proces produkcyjny, wyposażenie, procedury postępowania w przypadku niezgodności oraz metody kontroli wyrobów,
• wyznaczenie osób odpowiedzialnych za produkcję oraz ich zastępców,
• wyznaczenie osób odpowiedzialnych za kontrolę jakości oraz ich zastępców,
• zapewnienie zgodności pomieszczeń produkcyjnych i wyposażenia z wymaganiami,
• przestrzeganie wymagań dotyczących konserwacji i serwisowania urządzeń,
• zapewnienie prawidłowej kalibracji urządzeń pomiarowych,
• przygotowywanie i archiwizowanie dokumentacji produkcyjnej oraz jakościowej zgodnie z wymaganiami.

Audyty

Zakład produkcyjny musi być audytowany co najmniej raz w roku w celu potwierdzenia zgodności systemu kontroli jakości z wymaganiami certyfikacji.

Ponadto gotowe produkty są raz w roku badane przez zatwierdzone zewnętrzne laboratorium badawcze. Próbki do badań wybierane są przez przedstawiciela audytora.

Kontrolowane właściwości

W ramach kontroli jakości sprawdzane są między innymi:

• wilgotność drewna,
• pęknięcia powierzchniowe,
• pęknięcia wewnętrzne,
• kolor,
• parametry procesu technologicznego.

Wszelkie niezgodności są zgłaszane do komisji certyfikującej system jakości. W przypadku niespełnienia wymagań certyfikat zakładu może zostać cofnięty.

Jedną z najważniejszych zalet ThermoWood® jest możliwość poprawy właściwości drewna bez stosowania chemicznych środków ochronnych.

Proces wykorzystuje wyłącznie:

• drewno,
• ciepło,
• wodę,
• parę wodną.

Dzięki temu produkt zachowuje naturalny charakter i może być zagospodarowany podobnie jak zwykłe drewno.

SUROWIEC

Do produkcji ThermoWood® stosowane są certyfikowane surowce drzewne.

Wykorzystywane systemy certyfikacji obejmują:

• PEFC,
• FSC,
• OLB.

Systemy te potwierdzają:

• legalne pochodzenie drewna,
• identyfikowalność łańcucha dostaw,
• odpowiedzialną gospodarkę leśną,
• zgodność z wymaganiami środowiskowymi i społecznymi.

PROCES PRODUKCYJNY

Produkty ThermoWood® są naturalnymi wyrobami drewnianymi wolnymi od chemikaliów.

Podczas procesu produkcyjnego gazy uwalniane z drewna są oczyszczane przed odprowadzeniem do środowiska.

Oznacza to, że:

• nie stosuje się impregnatów chemicznych,
• nie wykorzystuje się biocydów,
• nie są dodawane żadne środki konserwujące.

UŻYTKOWANIE I RECYKLING

Produkty uboczne powstające podczas produkcji mogą zostać wykorzystane do:

• produkcji energii,
• wytwarzania materiałów kompozytowych,
• ponownego wykorzystania jako surowiec wtórny.

Po zakończeniu okresu użytkowania ThermoWood® może być zagospodarowany podobnie jak tradycyjne drewno.

CYKL ŻYCIA

Produkty ThermoWood® charakteryzują się długą trwałością użytkową i często nie wymagają intensywnej konserwacji.

Dzięki temu ich wpływ na środowisko podczas eksploatacji jest mniejszy niż w przypadku wielu alternatywnych materiałów.

Najważniejsze korzyści środowiskowe:

• długi okres użytkowania,
• ograniczona potrzeba konserwacji,
• brak środków chemicznych,
• możliwość recyklingu,
• wykorzystanie odnawialnego surowca.