КДК – материал будущего
Критерии выбора материалов для строительства
Последние 20 лет доля строительства из древесины в мире неуклонно растет. В том числе за счет использования современных индустриальных материалов и конструкций при возведении жилья и зданий общественного и промышленного назначения.
Ренессанс деревянного строительства начался с появлением во второй половине прошлого века клееной древесины, разнообразие материалов из которой сегодня исчисляется сотнями. Совершенствование технологий клееных деревянных конструкций (КДК), регулярный выход на рынок новых материалов в сочетании с производством традиционных позволяет почти безгранично расширить область применения древесины в строительстве.
Россия пока не входит в число лидеров по использованию в строительстве дерева. По оценке ведущих экспертов Ассоциации деревянного домостроения, рост рынка клееной древесины в 2018 и 2019 годах наблюдался как на зарубежных рынках, так и в России, однако на отечественном рынке в основном за счет экспорта. Доля ежегодно вводимого жилья, построенного с применением древесины, в России составляет лишь 10–11%, тогда как, например, в США она достигает 90%, в Финляндии – 80%, в Японии – 45%. В отличие от стран Северной Америки и Европы, у нас нет национальных стандартов строительства и проектирования из КДК, нет больших научно-исследовательских центров и институтов, так и не сложился комплекс мер государственной поддержки развития деревянного строительства, мы даже не планируем построить самый высокий в мире деревянный небоскреб, как и многотысячный город.
Между тем, есть направление, которым Россия может по-настоящему гордиться. В 2019 году в Красноярске и в начале 2020 года в Иркутске были построены стадионы с самыми большими в мире большепролетными арками из КДК. Деревянные конструкции пролетом 99,9 м являются основой крыши купола. Арки ледовых арен «Енисей» и «Байкал» спроектированы лабораторией деревянных конструкций ЦНИИСК им. Кучеренко, изготовлены на Нижегородском ДОКе 78, в их монтаже участвовал целый ряд ведущих строительных компании страны.
«Как мировой, так и российский опыт говорят о том, что большепролетные клееные конструкции являются очень перспективным материалом, – говорит директор по маркетингу строительной компании "Большепролет" Екатерина Фурман. – С их помощью можно создавать перекрытия большого размера при строительстве мостов, разного рода зданий и сооружений. У клееного дерева очень большой спектр возможностей, которые уже реализованы или успешно реализуются во многих интересных и перспективных проектах. Наша гордость – работа по монтажу 100-метровых арок свода стадиона "Енисей". Это очень интересный опыт и далеко не единственный, мы построили довольно много объектов спортивного и общественного назначения по всей стране».
Объекты с большепролетными конструкциями являются по-настоящему знаковыми для деревянного строительства, так как демонстрируют все преимущества современной инженерной древесины перед традиционными строительными материалами, такими как бетон, железобетон и металл.
«В отличие от металлических, конструкции из дерева не подвержены коррозии, что позволяет широко применять их в сооружениях, эксплуатирующихся при высокой влажности, например, водных спортивных комплексах, а также при воздействии химической среды, например, хранилищах химикатов или удобрений, поскольку древесина устойчива к химическим реагентам, – рассказывает Вячеслав Груничев, руководитель большепролетного направления корпорации “Русь”. – Доказанный срок эксплуатации КДК в агрессивной среде – свыше 50 лет, тогда как конструктив из металла служит не более 25 лет, при этом КДК раз в пять лет нужно только подкрасить, а металлические конструкции требуют капитального ремонта. Для многих регионов России актуальна высокая сейсмоустойчивость КДК. Кроме того, это эстетичный и экологичный материал, а дерево – это возобновимый ресурс».
Дерево превосходит бетон и металл еще по нескольким показателям. Крайне важный – пожаробезопасность. В случае пожара клееные деревянные конструкции долго сохраняют несущую способность: огнестойкость КДК превышает огнестойкость металлических конструкций примерно в пять раз.
«КДК только обгорают снаружи и способны при температуре 600–900°С сохранять несущие свойства не менее 45 минут, что позволяет спасти людям жизнь за счет сохранения путей эвакуации, в то время как незащищенная металлическая балка начинает "течь" уже после четырехминутного воздействия открытого огня, а железобетонная “крошится” через 15 минут. Такое свойство древесины особенно важно для зданий общественного назначения, где одновременно собирается очень много людей», – объясняет Павел Каргалев, директор по развитию архитектурно-строительной компании Alpbau.
Использование дерева вместо металла и бетона заметно удешевляет строительство. Деревянные конструкции довольно легкие и устойчивы при монтаже и строительстве. При меньшем удельном весе несущая способность клееного бруса выше, чем у металлических конструкций.
«Если пролетные опоры составляют 20 м и больше, бюджет стройки можно сократить даже на 30%. В том числе за счет легкости деревянных конструкций, которые весят в 3–5 раз меньше стальных и железобетонных аналогов, поскольку снижается материалоемкость фундаментов и увеличивается скорость строительства. На стройку поставляется необходимый комплект деталей высокой заводской готовности, что сокращает сроки монтажа. Современные большепролеты из КДК, согласно опытным расчетам, могут быть до 150 м», – приводит данные руководитель московского представительства корпорации «Русь» Дарья Стрельченко.
По стоимости 1 м2 перекрываемой площади большепролетные КДК значительно дешевле железобетонных конструкций (ЖБК) и эффективнее металлоконструкций (МК).
Современные клееные деревянные конструкции могут использоваться практически в любых отраслях строительства, при этом в силу ряда преимуществ дерево больше подходит для объектов определенного типа. Например, особые акустические свойства древесины широко используются при строительстве концертных и экспозиционных залов, студий, спортивных сооружений, рассчитанных на большое количество зрителей.
С появлением и постоянным совершенствованием производства и технологий КДК перед архитекторами и конструкторами открываются новые горизонты. Конструкции могут быть самых разных форм и одновременно выполнять несущую и ограждающую функцию. Сегодня из дерева можно строить то, что еще 20 лет назад было невозможно представить: объекты любой сложности, всевозможных конфигураций. Химико-термическая обработка позволяет использовать древесину даже для 3D-печати.
Помимо строительства жилья, КДК успешно используют при возведении разных зданий промышленного, сельскохозяйственного и общественного назначения. Это выставочные павильоны, рестораны, кинотеатры и концертные залы, кровельные и фасадные решения для торгово-развлекательных и бизнес-центров, крытые рынки и отдельно стоящие магазины, аэропорты и ангары для авиатехники и катеров, школы, детские сады и другие социальные объекты. Входят в этот ряд и спортивные сооружения: многофункциональные спортивные залы и арены, теннисные корты, решения по укрытию трибун для плоскостных стадионов, ледовые арены и катки, бассейны, велотреки, конные манежи.
Научные расчеты и испытания показывают большие преимущества применения древесины в строительстве, в том числе в плане эффективности жизненного цикла зданий, включая их утилизацию.
Открытым остается главный вопрос: каковы сегодня критерии выбора технологий строительства для частных, корпоративных и государственных заказчиков? Финансовые и экологические преимущества применения КДК в строительстве пока не стали очевидны ни в мире, ни в России, предпочтительнее знакомое и опробованное. «Вода камень точит», но не современные материалы из древесины, в отличие от металла и железобетона.
Данные научно-практических исследований и «живого» опыта применения КДК в строительстве в разных странах открыты для общего доступа, нужно сделать их достоянием не только специалистов, но и всех, кто заинтересован в прогрессе строительной отрасли.
Текст Светлана Глазкина,
Ассоциация деревянного домостроения
