The Canadian lumber industry has identified, as a high priority, the establishment of a multi-year Lumber Properties Program that pulls together a number of urgent initiatives currently underway to establish and/or maintain Canadian lumber design values. The desire is to have an overall program that emphasizes the proper development of a longer-term strategic plan and process to deal with current and future initiatives. Combining the current industry resources with Federal Government contributions through Natural Resources Canada (NRCan), the first step in the Program has been completed: to gather the various initiatives now underway and to begin the formal development of pan-Canadian policies to guide the development, implementation and on-going maintenance of such initiatives.
The key activities in 2006-07 were:
Launching of the pilot phase of the on-going monitoring program, and development of a simulation model to assist in determining what sort of trends can be reliably detected and which cannot;
Completion of the in-grade testing program on Canadian Norway spruce;
Analysis of the No.2 2x4 Hem-Fir (N) monitoring study and confirmation of the appropriateness of assigned design values;
Identification of an alternative species grouping procedure for further study;
Starting of a process under the ASTM Committee on Wood to address gaps in the Grade Quality Index provisions in ASTM Practice D1990, and
Establishing a forum for engaging the US in discussions on lumber properties issues.
Lumber properties issues crucial to maintaining the competitiveness of Canadian lumber continue to be the same as in previous years: tests and means to adjust for sample representativeness using the Grade Quality Index (GQI), species grouping and re-grouping procedures, and on-going lumber monitoring. As a result, discussion on a pan-Canadian strategy and supporting policies necessary to support Canadian lumber initiatives tend to focus on these three issues. The challenge is to ensure that these issues are dealt with in a way that balances both short and longer-term needs and provides a net overall benefit to the Canadian industry.
Ce rapport décrit les résultats d’études en cours ou antérieures réalisées par Forintek sur les méthodes utilisées pour l’aboutage du bois et la qualité des produits. Il donne une description détaillée des différents paramètres susceptibles d’affecter le procédé d’aboutage et la qualité du produit fini. Il contient également une masse de renseignements publiés dans le cadre d’ateliers, de conférences ou de revues techniques. Cette information a été regroupée et intégrée dans un format simplifié de façon à être utilisable dans la fabrication des bois aboutés. L’un des chapitres porte sur le processus de qualification et de contrôle de la qualité des bois de charpente aboutés et décrit les normes canadiennes de produits spéciaux applicables. On trouvera à la fin de chaque section un paragraphe traitant d’idées de recherche novatrices, de questions importantes pour l’industrie canadienne du bois abouté et de lacunes dans les connaissances.
L’industrie de la fenêtre en bois n’a cessé de diminuer au cours de la dernière décennie au profit des fenêtres en PVC. Contrairement aux croyances populaires, cette tendance ne s’observe pas seulement en Amérique du Nord, mais aussi en Europe en général. Au Canada, cette demande croissante pour les fenêtres en PVC est en grande partie alimentée par le marché de la rénovation où les consommateurs désirent des fenêtres qui nécessitent peu d’entretien et qui sont plus durables. Ces deux facteurs, en plus du prix, jouent en défaveur de l’installation de fenêtres en bois.
Le but principal de l’étude est de faire une analyse comparative de fenêtres en bois d’origine européenne et nord-américaine (canadienne et américaine); l’objectif étant d’identifier les forces et faiblesses de chaque système en terme de performance (design et durabilité) et d’entretien (finition).
Compte tenu des exigences et objectifs poursuivis par ce projet, l’analyse de performance des fenêtres s’est limitée aux essais d’étanchéité à l’air (ASTM E 283), étanchéité à l’eau (ASTM E 547) ainsi que la résistance à la condensation (ACNOR/CSA A440-00, section 11.12). Le choix des essais a été fait dans le contexte de l’étude visant à définir la performance des systèmes en terme de durabilité et d’entretien. L’eau, sous toutes ses formes (liquide, vapeur, condensation) étant un élément clé responsable de la détérioration des éléments en bois (infiltration d’eau, moisissures, pourriture, gonflement, etc.) ce paramètre a été retenu comme l’un des plus importants à considérer.
Les essais des deux fenêtres nord-américaines ont été réalisés chez Air-Ins., un laboratoire d’essais accrédité pour les portes, fenêtres et produits verriers et la fenêtre française a été évaluée par le CTBA.
Les trois systèmes évalués dans le cadre de cette étude ont très bien performé et respectent les normes en cours. Cependant, l’atteinte des différents niveaux d’échec a permis de réaliser que le bois n’est pas vraiment la cause de ces échecs. Les échecs, dus à l’infiltration d’air et d’eau, sont plutôt associés à la performance des joints d’étanchéités, à la présence de contraintes entre les joints et les mécanismes d’ouverture, produisant diverses portes d’entrée pour les fuites d’air ou d’eau. Par contre, la résultante est qu’en cas de défaut, c’est le bois qui doit assurer une bonne performance et résister à toute épreuve pour pallier ces imperfections. Éventuellement, ces défauts seront responsables de problèmes d’humidité, condensation, moisissures, pourriture ou même altération de la finition. Ainsi, mis à part les grandes qualités reconnues des fenêtres en bois (bonne étanchéité, performance thermique et acoustique, qualités esthétiques), la clé de la performance pour les années à venir, reposera sur la qualité de l’installation, la finition partielle ou totale en usine (avant la mise en service) et le développement de produits avec peu d’entretien pouvant donner une garantie de durabilité sur quelques dizaines d’années.
Au cours des dernières années, l’arrivée massive sur les marchés nord américains de produits en provenance des pays émergents a provoqué une prise de conscience de l’importance d’associer les partenaires d'affaires dans la mise en œuvre de processus avancés de collaboration. À cet égard, la standardisation des processus constitue un des outils permettant de s’adapter à cette nouvelle réalité. Cependant, la standardisation demeure une notion large, souvent nommée mais peu étudiée en tant que concept s’appliquant à une réalité de fabrication mais aussi à une dynamique de gestion des opérations. Le présent rapport a pour objectif de répondre aux trois questions suivantes : En quoi consiste la standardisation en milieu manufacturier, comment se manifeste-t-elle et quelles en sont les limites? Les résultats montrent que les entreprises s’orientent principalement vers la standardisation des opérations de production et des produits. Perçus favorablement par les départements de production, tous les efforts de standardisation sont vus comme une menace à la créativité par les départements de design.
In this study builders and professional repair and remodellers were given a chance to evaluate 12 of the most common home siding products available in the market today. The products were evaluated on seven different attributes: price, maintenance, installation, attractiveness, status/image, fire resistance, and durability. Overall, fire resistance, attractiveness, and maintenance were selected as the most important product attributes by single-family homebuilders and repair & remodellers. The majority of respondents stated that their customers had a strong influence on their final choice of siding materials. In addition respondents were asked for their opinion regarding product popularity, rate of installation, substitution trends, and their choice of siding products for different categories of homes.
The market for hardwood component production is currently affected by low-cost components importation from Asia. Industrial automation is an actual option for the secondary manufacturing industry to counter this situation. Integrating a defect detection system is a complex process and selecting the right system is even more complicated. This study proposes an approach for assessing the defect detection capabilities of different systems as well as a decision support tool to guide the producer toward the adequate equipment. The study is limited to assessing defect detection capacities; the overall system performance, the optimization software and the cutting equipment are not analyzed.
Understanding the origin and characteristics of defects to be detected and the capacities and theoretical limits of vision technology are prerequisites. A sampling with defects that, due to properties such as their small size, are hard to detect, is assessed by each system and the results are compared. To date, the assessed systems are not capable of detecting all defects pertaining to hardwood component production. A decision support tool will make it possible to methodically select the equipment most appropriate to the producer’s needs and leads to an enlightened decision in terms of the producer’s priorities and expectations.
This report summarises progress in the second year of this project. Significant progress has been made towards achieving the original objectives of the project. In addition, several other applications of fire models have been identified that would further the interests of the Canadian wood industry and so appropriate research was initiated.
An objective of this project was to identify wood-stud walls that qualify as being of fireproof construction in Japan. To be classified as fireproof construction, a wood-stud wall must pass the 1 + 3 test in which it is subjected to a one hour fire-resistance test and then must support its load for another 3 hours as the furnace cools. Attempts were made to revise WALL2D to model the response of walls during the heating and cooling phases of an arbitrary fire. The revised model was to be used to model the response of walls in the 1 + 3 test and in furnished house fire tests run in Kemano. However, it turned out to be a major revision to include a cooling phase in WALL2D, but revisions were made to model a heating phase of an arbitrary fire. This was sufficient to get good agreement with temperatures measured within walls in Kemano. Revision of WALL2D to model the 1 + 3 test has been deferred until 2004-2005.
The Japan 2 x 4 Home Builders Association and the Council of Forest Industries have identified, by testing, wood-stud walls and wood-joist floors that pass the 1 + 3 test. These assemblies have been granted Ministerial Approval as being of fireproof construction. It is therefore possible to build 4-storey wood-frame apartment buildings in high-density urban areas. Employing models to identify assemblies that pass the 1 + 3 test is now less urgent, but will continue as models may suggest ways to optimise assemblies meeting the 1 + 3 test.
Another objective of this project was to undertake performance-based design of a building as a showcase study. Carleton University is developing a model to evaluate fire safety designs for 4-storey wood-frame commercial buildings. The first building to be analysed is a wood-frame version of the Carleton Technology Training Centre. The Carleton University model does not yet model the response of the structure of the building. To supplement Carleton University’s efforts, Forintek will undertake performance-based design for fire resistance of a wood-frame version of this building in 2004-2005.
While the initial completion date for this project was to be March 2004, it was intended that if other applications of fire models were identified that would further the goals of the Canadian wood industry, the project would be extended. During 2003-2004, several new applications of fire models were initiated:
A fire resistance model developed jointly by Forintek the National Research Council Canada is being employed to estimate the impact on fire-resistance ratings of the load applied to wood-stud walls during a test. This information would be useful when quoting the fire-resistance ratings of Canadian assemblies in export markets where lower loads are applied during fire tests.
A collaborative venture has been initiated with Australian researchers to model fires in large compartments (found in non-residential buildings) and the resultant response of wood-frame walls.
Data generated in fire tests conducted in furnished houses in Kemano is being used to assess the ability of current fire models to predict fire development in these houses and to predict the performance of a variety of building assemblies. If the models do a good job, one would have increased confidence in applying fire models in a performance-based design environment.
To demonstrate the good fire performance of wood-frame assemblies, three fire tests were run for visiting Chinese fire experts. Fire models were used to design the experiments to ensure that wood-frame assemblies were selected that could withstand the fire exposures envisioned in the tests.
Lors de la conception des structures en bois d’oeuvre, il importe que les éléments de la charpente, telles les poutres, les colonnes et les fermes, soient conçus de manière à résister aux charges prévues, puisqu’une chaîne n’est jamais plus forte que son maillon le plus faible. Il est tout aussi important que les assemblages de ces éléments soient conçus avec soin. Un assemblage doit pouvoir transmettre la charge et ses contraintes, d’un élément à un autre, en respectant des limites acceptables de déformation. Le rendement adéquat de l’assemblage importe particulièrement dans le cas des structures construites dans les régions sismiques, où la défaillance d’un assemblage peut entraîner l’effondrement de la structure lors d’un séisme important. L’introduction de divers produits du bois sur le marché a accru les occasions d’utiliser le bois dans diverses applications structurales, ajoutant ainsi à l’importance du rôle des assemblages dans les éléments structuraux.
As this is a relatively new field much of the emphasis of this study was on a literature review to help develop a theoretical platform to work from. It was found that the colour of wood appears in the literature in two ways. It appears qualitatively in marketing and value-added research, and it appears quantitatively in colour matching and quality control research. The present research study is the first known occurrence of the quantitative comparison of measured colour with measured consumer preference.
There has been considerable research into character marks in wood. This research has largely been based around traditional hardwoods as the result of increasing scarcity of high grades of lumber. However, more fundamental characteristics such a grain profile, rings per inch, and the presence of visual features such as rays and vessels have not been considered with respect to visual preferences.
Consumer preference data used for this study originated from the study “Consumer visual evaluation of underutilized Canadian wood species” (Fell, 2002). This was chosen as it has a great variety of species to analyze. However, in the survey consumers evaluated the species for overall appearance and not for specific end-uses. Therefore results of the current study are general to wood used in the home and do not apply to specific end-uses.
