Многоэтажные дома из древесины
Развитие архитектуры и дизайнерской мысли, представлений людей о достойном уровне жизни способствовали изменению отношения потребителя к качеству жилища. Наши современники хотят жить в прочных, надежных, комфортных и экологичных домах и предъявляют высокие требования к материалам, из которых возводят жилье, в том числе к древесине. Качество древесины и древесных материалов, которые используются для строительства домов, не всегда соответствует представлению некоторых людей об идеальном жилище.
Добиться такого качества деревянных конструкций и элементов домов, которое бы соответствовало запросам самых взыскательных потребителей, производителям деревянных домов, конструкций и элементов из древесины или древесных материалов для строительства помогают современные технологии деревообработки. К числу технологий, которые позволяют не только сохранить экологические и технологические характеристики древесины, но и улучшить их, относится технология производства клееного бруса LVL (Laminated Veneer Lumber).
Почти 90% деревянного жилья в Северной Америке возводится с использованием конструкций из LVL-бруса, огромный опыт такого строительства накоплен в Западной Европе, в первую очередь в Германии и странах Скандинавии. Особым спросом пользуются LVL-конструкции для сейсмоустойчивых зданий в таких сейсмоактивных странах, как Япония и Новая Зеландия. Основными потребителями продукции компании «СТОД» (торговая марка Ultralam) из г. Торжка Тверской области являются строительные предприятия Германии, Бельгии, Финляндии.
конструкций
LVL-брус представляет собой изготовленный из шпона хвойных пород клееный материал, влажность которого 5-10%, а плотность 400-640 кг/м3. Одно из несомненных достоинств LVL-бруса для строительства - это возможность производства по заданным размерам, допускаемым техническими характеристиками производственной линии: ширина может варьировать от 200 до 1830 мм, а длина - от 2,5 до 18 м. Слоистая структура бруса (в нем может быть семь, девять и больше слоев, толщина каждого слоя 3 мм, а толщина готового продукта от 21 до 106 мм) обеспечивает его долговечность и прочность благодаря сращиванию листов «на ус». Набор слоев выполняется таким образом, что швы шпона располагаются в шахматном порядке, равномерно по всей длине бруса. В результате получается материал, лишенный основных недостатков древесины. По несущей способности он значительно превосходит древесину - на 30-70% (см. табл.), а если сравнивать с данными, содержащимися в СТО 36554501-021-2010 производителя LVL торговой марки Ultralam, разработанному ЦНИИСК им. Кучеренко, то на 90-200%.
LVL-брус отличается от цельной древесины стабильностью и однородностью по всему объему. Он не меняет первоначальные свойства десятилетиями, сохраняя точные линейные размеры, не реагирует на сезонные колебания температуры и влажности, не гниет, не растрескивается, характеризуется минимальной усушкой и довольно низким водопоглощением, обеспечивающим не только стабильность размеров и отсутствие деформаций, но и неизменность массы во влажной среде. Стабильность линейных размеров конструкций из LVL-бруса обуславливает самую высокую точность соединения элементов в них среди материалов из древесины.
Рис. 3. Трехэтажный двухподъездный дом
меридиональной ориентации на 36 квартир в г. Нягань
Ханты-Мансийского автономного округа
Более того, если сравнить массу металлических прокатных стандартных профилей и конструкций из LVL-бруса одинаковой несущей способности, то сравнение будет явно в пользу последних (рис. 1).
Оценив характеристики и качества LVL-бруса, в 2006 году группа разработчиков из ООО «Сибирские градостроительные проекты» создала систему многоэтажного домостроения из LVL-конструкций (с акцентом на жилые дома). «Мы исходили из того, что использовать конструкции из LVL-бруса в качестве несущих в малоэтажных зданиях нерационально, - говорят в компании. - Да, конструкции будут отвечать самым высоким требованиям по стабильности геометрии конструкций, фасадных и отделочных поверхностей, но заложенный в них конструктивный потенциал будет реализован минимально».
Особенностью российского проектирования зданий и домостроения является приоритет пассивных систем безопасности зданий, а не активных. Пожарная безопасность зданий на Западе обеспечивается с помощью систем пожаротушения и сигнализации, а в России за счет конструктивной пожарной защиты и огнестойкости материалов и конструкций. Приступая к разработке системы многоэтажного домостроения из LVL-конструкций, специалисты ООО «Сибирские градостроительные проекты» должны были приспособить западный опыт к российской действительности, потому что достоинства системы многоэтажного домостроения с применением конструкций из LVL-бруса становятся очевидными при учете такого фактора, как удаленность населенных пунктов от районов развитой стройиндустрии.
Рис. 4. Трехэтажный дом атриумного типа на 18 квартир
в г. Торжке Тверской области
Анализ транспортных затрат при строительстве объектов из разных видов материалов (рис. 2) проведен разработчиками из компании «Сибирские градостроительные проекты» в 2011 году на примере проекта строительства здания вахтового поселка у месторождения Белая Гора в Николаевском районе Хабаровского края (проектная документация прошла государственную экспертизу).
Кроме того, надо отметить, что экономический эффект строительства повышается при учете затрат на фундамент здания. Нагрузки на фундаменты и основания в зданиях с каркасом из LVL-бруса несопоставимы с нагрузками в зданиях с классической конструктивной системой.
Одной из первых проблем при разработке системы многоэтажного домостроения с применением LVL-бруса стало обеспечение пожарной безопасности зданий. В результате анализа нормативной базы проектирования и строительства специалисты ООО «Сибирские градостроительные проекты» установили, что оптимальным вариантом является проект зданий высотой до 15 м (в нормативно-пожарной классификации) III степени огнестойкости (таблица 21 ФЗ от 22 июля 2008 г. № 123 «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности») и класса конструктивной пожарной опасности С1 (таблица 22 ФЗ № 123). Здания с такими параметрами можно строить в средней и южной полосе России высотой до шести этажей, а в северных регионах - до четырех.
Кроме того, необходимо было учесть невозможность проведения периодической огнезащитной обработки деревянных конструкций - наиболее распространенного способа защиты от огня. Особое внимание разработчики уделили обеспечению огнестойкости лестничной клетки.
В результате проведенных огневых испытаний были получены сертификаты на соответствие ограждающих и несущих конструкций (стен и перекрытий) нормативам огнестойкости: 45 минут в условиях пожара. Лестничные клетки проектируются из классических негорючих материалов, применение которых не требует испытаний и подтверждения сертификатами. Система получила патентное свидетельство на полезную модель № 92434.
Проектирование начинается с определения оптимальных параметров ограждающих конструкций с точки зрения теплотехники, при этом проектировщик не связан необходимостью учитывать модульные размеры металлопроката, сборных железобетонных изделий, кирпича, стеновых блоков, а при желании и плит утеплителя, что позволяет оптимизировать сечения конструкций до одного миллиметра. Незначительная масса LVL-элементов позволяет осуществлять монтаж каркаса вручную, без использования мощных подъемных механизмов. Монтаж трехэтажного дома под ключ занимает четыре месяца.
На сегодня по проектам ООО «Сибирские градостроительные проекты» возведены два многоэтажных дома, полностью соответствующих всем нормам проектирования, строительства и безопасной эксплуатации. Это трехэтажный двухподъездный дом меридиональной ориентации на 36 квартир в г. Нягань Ханты-Мансийского автономного округа и трехэтажный дом атриумного типа на 18 квартир в г. Торжке Тверской области.
Специалисты ООО «Сибирские градостроительные проекты» начали проектирование шестиэтажного здания с применением конструкций из LVL-бруса в г. Заводоуковске Тюменской области, но в связи со сменой приоритетов инвестора работу остановили, хотя уже были определены основные конструктивные сечения каркаса.
По материалам ООО «Сибирские градостроительные проекты»
