用於木材研究技術的試驗機：NMBU 使用 ZwickRoell 的 Z1200 ES 系列

個案探討

客戶： 挪威生命科學大學（NMBU）
地點：挪威奧斯（Ås）
產業： 木材
主題： NMBU：使用 Z1200 測試木材和建築元素用於教學目的以及木材研究與技術。

2024 年五月

NMBU 的研究人員正在測試氣候和林業如何影響木材的特性，以及這些特性與不同木材產品性能之間的關係。這項研究旨在提高優質木材的產量，尤其是透過減少碳足跡，優化及實施永續的建築。

任務能力 解決方案 結果產品

挪威生命科學大學（NMBU）

挪威生命科學大學（NMBU）：生命科學和永續發展領域的先驅。

挪威生命科學大學（NMBU）位於挪威奧斯，是一所著名的教育機構。該大學成立於 1859 年，長期致力於促進生命科學領域的教育、研究和創新。 NMBU 在農業科學、林業、獸醫、環境科學、景觀設計及相關學科的課程和研究領域都獲得國際認可。該大學提供各式各樣的學士、碩士和博士學位課程，吸引來自世界各地的學生。

NMBU 的研究側重克服糧食安全、永續發展、環境保護和健康領域的全球挑戰。該大學透過與政府、產業和其他學術機構的合作，積極推動制定對社會和環境有積極影響的策略和解決方案。 NMBU 營造開放包容的學習環境，促進創造力、批判性思維和跨學科合作。挪威生命科學大學擁有現代化的設施、高素質的師資隊伍和充滿活力的校園社區，為希望探索該領域挑戰和機會的學生和研究人員提供了一個激勵的平台。

ZwickRoell 頂尖能力

木材試驗機的卓越品質及可靠性。
專業建議、快速且可靠的 ZwickRoell 服務。
可以以非常高的準確度和可再現性的結果測試大量試樣。
testXpert 試驗軟體更易於調整測試設定，使機器簡單操作且安全。
可連接高精度測量傳感器和數位影像相關系統等外部裝置，測量不同試樣和連接件的形變。
上方的驅動裝置及底座方便處理大型試樣。

任務

測試木材特性和結構元件

根據 UNEP 2022*，約 42% 的人為溫室氣體排放源自於建築業。這些排放包含了與施工和拆除相關的材料及過程。

木材為天然再生原料，可取代碳排放較高的建築材料，為建築業的溫室氣體減排發揮決定性貢獻。目前的趨勢是擴大木材的應用範圍，對於其中的多種應用來說，機械性質極為重要。

NMBU 的研究範圍廣泛，從林業和木材業到建築業木材產品的使用和回收，涵蓋整個木材的價值鏈。該項研究旨在提高優質木材的產量，尤其是透過減少碳足跡，優化及實施永續的建築。

由於木材的特性千差萬別，了解這些差異對於有效利用這種自然資源非常重要。木材研究小組處理著許多問題：氣候和林業實踐如何影響木材的特性？這些關係如何確保木材產品的高品質？
木材結構研究小組在建築領域有著悠久的研究傳統。專業知識包括接頭和組件的機械性能表徵、靜態和動態負載下木結構建築的設計、現有木結構建築的評估以及歷史建築和保護建築的改造。

*聯合國環境規劃署（2022 年）。2022 年全球建築現況報告：邁向零排放、高效、韌性建築與建築業。肯亞奈洛比

ZwickRoell 解決方案

材料試驗機 Z 1200 ES，試驗負載為 1200 kN。
NMBU 採用 1200 kN ZwickRoell Z1200 ES 材料試驗機，它還設有一個 250 kN 的側面試驗區。該機器設置在 NMBU 木材實驗室中。它主要用於環境科學和自然資源管理學院（MINA）的木材科學研究，以及科學技術學院（REALTEK）的木材結構研究。

機架配有頂部安裝的驅動裝置，舒適的工作高度，方便在工作區放置大型試樣。電子設備配有附加模組，可接收多個 LVDT、荷重元和其他感測器（多功能模組）發出的訊號。

兩個學院使用該機器對天然木材、改性木材和各種木材複合材料、木質材料和建築木材的小試樣進行標準化測試。此外，還對膠合層壓木材、交叉層壓木材和建築元件進行測試。除了自己的研究和教學外，NMBU 還為研究機構和不同企業進行材料和原型測試。

測試結果

木材及組件的精確測試

這台具有極高準確度的高性能試驗機對研究人員和學生都有助益，它可透過外部感測器的輸入輕鬆編程以實現客製化測試設定。「我們對交叉層壓木材和承重木材結構進行的一些測試需要高容量。這包括測定材料中的應力和應變，以及使用釘子、螺絲、榫頭和螺栓等機械緊固件連接的強度和形變特性。」，NMBU 環境科學和自然資源管理系的 Geir I. Vestøl 教授表示。迄今為止，最高負載出現在對木質和混凝土組合元件進行受力測試時。

建築木材的彎曲試驗是根據 EN 408 要求在 250 kN 側試驗台上進行。 Heidenhain 線性編碼器用於測量局部形變。為了對形變進行更詳細的分析，該系所還將 LaVision 的 DIC 系統與試驗機搭配使用。橫向測試裝置便於接近試樣，在測試大量試樣和使用 DIC 系統時非常有利。

在對木質或木質材料（如塑合板和纖維板）的小試樣進行低負載試驗時，需要較高的準確度。10 kN 荷重元在進行低負載的試驗時相當有利，例如測定小型無雜質木質試樣（ISO 13061）或木基板（EN 310）的楊氏模量和彎曲強度。

這台試驗機的性能也有助於研究人員測定垂直於板平面的拉伸強度（EN 319）或布氏硬度（EN 1534）。Vestøl：「定位準確度和精度非常出色。當使用不同的荷重元時，機器對數據增添的噪音微乎其微。」

正確測定木材連接尺寸對於木結構和建築至關重要，實驗評估是木材實驗室的基礎。木材接縫係根據循環負載的 EN 12512 標準和靜態載荷的 EN 26891 標準進行測試。