Аннотация научной статьи по строительству и архитектуре, автор научной работы — Цветков Николай Александрович
Показаны возможности повышения эксплуатационных свойств деревянного клееного профилированного бруса c утепляющими вставками за счет применения поперечных коннекторов и плазменной обработки ламелей.
Масштабы малоэтажного строительства в России в настоящее время существенно расширяются. Правительством РФ к 2015 г. намечено его долю в общем объёме возводимого жилья в стране довести до 60 %, что составит примерно 54 млн м2 [1]. При этом доля построенных деревянных домов с учетом того, что на территории Российской Федерации расположено 20 % мировых лесных ресурсов, в том числе примерно 15 % ценных хвойных пород, возрастет с 6 млн м2 в год в 2008 г. до 24 млн м2 [2].
Общеизвестно, что дома из дерева можно строить в любое время года и они обладают наилучшей сейсмостойкостью. Срок эксплуатации деревянного дома при соблюдении всех требований технологии деревянного домостроения составляет более 100 лет. Кроме того, в настоящее время широко применяется обработка древесины препаратами, защищающими ее от климатических воз- действий, образования грибка, гниения, возгораемости, древоточцев и т. д., что позволяет еще больше увеличить срок службы деревянного строения.
Деревянный дом – это экологически чистое жилье, в помещениях которо- го человек чувствует себя комфортно. Эти ощущения связаны не только с тем, что древесина – пористый материал, который способен аккумулировать излишнюю влагу из воздуха и отдавать ее сухому воздуху помещения, но и с тем, что древесина, особенно хвойных пород, содержит ароматизирующие целебные вещества (в наибольшей степени – древесина кедра).
Древесина легко обрабатывается режущими инструментами, хорошо склеивается различными клеями, скрепляется шурупами и гвоздями, окрашивается, лакируется, полируется. При различных направлениях среза получают красивую разнообразную текстуру древесины (эстетические свойства). Указанные свойства, наряду с другими, можно отнести к эксплуатационным свойствам древесины.
Для производства строительных материалов и изделий в России используют, в основном, древесину хвойных деревьев семейства сосновых. Это семейство представлено 4 родами: пихта, ель, сосна и лиственница. Эти роды включают около 40 видов. Древесина обладает малым объемным весом при сравнительно высокой прочности; древесина сосны, лиственницы, пихты на каждый грамм своего веса выдерживает при растяжении такую же нагрузку, как сталь. Древесина обладает высокой упругостью, хорошо поглощает звуки, возникающие при ударе, стойка против кислот и щелочей, обладает низкой электропроводностью. Древесина лиственницы на 30 % плотнее и прочнее сосны, более стойка к сырости и поражению гнилостными грибками, обладает наименьшей паропроницаемостью.
Древесина является анизотропным материалом. Известно, что при сжатии вдоль волокон прочность древесины в 3–4 раза больше, чем при сжатии поперек волокон. Прочность древесины при растяжении поперек волокон в 30 раз меньше, чем при растяжении вдоль волокон.
Значительным недостатком древесины является изменение формы и размеров в зависимости от температуры и влажности воздуха. Древесина усыхает, коробится, разбухает. Срубы домов, построенные из цельного бревна и бруса, в течение 1–1,5 г. необходимо выдерживать для завершения усадки, которая достигает 6-8 см на каждый этаж. Только после этого возможна окончательная отделка и монтаж инженерных систем. Более того, эксплуатационные свойства строительных изделий из цельной древесины ухудшаются (рис. 1), особенно в стеновых конструкциях. Со временем появляются радиальные и кольцевые трещины, нарушается плотность контактных соединений.
Исключить эти недостатки позволяет применение клееного профилированного бруса. Его получают с использованием высокотехнологичного оборудования. Максимальная усадка сруба из этого бруса всего 1–2 см. Строительство «под ключ» на готовых фундаментах составляет 6–7 недель.
Главный недостаток производства профилированного клееного бруса – большое количество отходов древесины. Тепловое сопротивление глади стены – до 1,5 (м2×К)/Вт.
Доказано, что леса – это важнейшее звено экосистемы нашей планеты. Наибольшая вырубка лесов осуществляется для использования древесины в строительстве, поскольку она является уникальным экологически чистым материалом с возобновляемым природой источником.
В этой связи актуальными для человечества являются проблемы, связанные как с совершенствованием экологически безопасных способов заготовки и транспортировки леса, так и с научно обоснованной рачительностью использования древесины в строительстве.
В настоящее время на строительном рынке появился профилированный брус с утеплителем (рис. 2, 3) и клееный профилированный брус с одной или двумя утепляющими вставками (рис. 4).
Брус фирмы «Сибрэкс» с утепляющей вставкой ПОЛИСТЕН предназначен и пригоден только для каркасного домостроения.
Из профилированного клееного бруса ОАО ТДСК с одной утепляющей вставкой можно строить несущие стены. Использование двух утепляющих вставок для этих целей требует обоснования, а применение в каркасном домо- строении вряд ли будет выгодным.
Эксплуатационные свойства клееного профилированного бруса без утепляющих вставок или с ними резко ухудшатся после потери работоспособности клеевых соединений. Следует ожидать появления первых признаков ухудшения в клеевых слоях, расположенных ближе к наружной поверхности стен.
Преимущества утепленного бруса (см. рис. 2) фирмы ЗАО «777 Д и К°» в сравнении с клееным брусом очевидны:
- работоспособность бруса определяется не клеевыми соединениями (пенополиуретан обладает хорошей адгезией к древесине), а массивными де- ревянными коннекторами, соединяющими наружную и внутреннюю ламели;
- экономия древесины (частичное сохранение лесов);
- утепленный брус вдвое легче, что позволяет выполнить монтаж дома на более экономичных фундаментах;
тепловое сопротивление глади стены почти в три раза больше, что обеспечивает существенное снижение энергозатрат на отопление дома.
