Прослужит в 30 раз дольше
Современные технологии позволяют использовать КДК при строительстве сложных объектов
Современные технологии деревообработки последовательно разрушают устоявшееся представление: деревянные конструкции уступают металлическим и железобетонным. На самом деле они легче, что облегчает транспортировку и монтаж, дешевле и даже долговечнее – например, в случае строительства складских помещений для хранения сравнительно агрессивных веществ. Кроме того, клееные деревянные конструкции (КДК) могут стать базой для тренда строительства многоэтажных деревянных домов, набирающего обороты в последнее время.
Согласно исследованию, проведенному специалистами кафедры металлических и деревянных конструкций СПбГАСУ под руководством доцента Александра Шмидта, применение клееных деревянных конструкций сегодня наиболее предпочтительно даже при строительстве большепролетных сооружений с высокими требованиями пожарной безопасности при эксплуатации.
Для сравнения достоинств и недостатков металлических, железобетонных и клееных деревянных конструкций исследователи проанализировали особенности складов, предназначенных для хранения каменного угля. Неизбежным следствием перемещения и хранения этого топлива является угольная пыль, характеризующаяся высокой вероятностью самовозгорания – одной из самых распространенных причин взрывов в системах пылеприготовления, например, на угольных ТЭЦ. При организации хранения каменного угля такую особенность угольной пыли нельзя не учитывать, поэтому температура внутри штабеля строго контролируется. Однако в солнечные и жаркие дни металлические конструкции (МК) склада неизбежно будут нагреваться и при контакте с углем могут вызвать его воспламенение. Кроме того, каменный уголь содержит агрессивные хлор и серу, а МК в такой среде подвергаются сильной коррозии. Эксперты считают, что срок службы складов, построенных с применением металлических конструкций, не больше полутора лет.
Железобетонные конструкции, на первый взгляд, лишены этих недостатков. Однако исследователи отмечают, что любой бетон содержит определенное количество влаги, которая во время пожара превратится в пар, расширяясь и разрывая бетон, обнажая металлическую арматуру и критически снижая несущую способность конструкций. Предел огнестойкости незащищенных металлических конструкций составляет 10–15 мин, а огнезащитная обработка существенно удорожает строительство.
Второй существенный недостаток ЖБ-конструкций – вес. Если монтажный вес на один квадратный метр площади пола для металлических конструкций составляет 85–120 кг, то для ЖБ – 350–400 кг, поэтому потребуется более мощное грузоподъемное оборудование для монтажа, что также повысит цену строительства квадратного метра. А срок службы таких складов – два-три года.
К тому же железобетонные конструкции выгодны только при условии применения пространственных тонкостенных оболочек, которое отличается сложной спецификой, как отмечают проводившие сравнительный анализ эксперты.
По их мнению, для строительства складов хранения угля с пролетом от 40–60 м наиболее целесообразно использовать клееные деревянные конструкции. «Отечественный и зарубежный опыт применения большепролетных конструкций из клееной древесины для сооружения складов сыпучих материалов, в том числе химически агрессивных минеральных удобрений, доказал высокую эффективность КДК», –отмечается в исследовании. Деревянные конструкции характеризуются высокой коррозионной стойкостью, в сравнении с металлическими ограждающими конструкциями, которые подвержены негативному воздействию влажных материалов.
Что касается основной претензии к постройкам из дерева – пожароопасности, то при использовании современных средств огнезащиты она уже не актуальна. Специалисты ГАСУ подсчитали, что современная деревянная конструкция способна сохранять устойчивость с момента возгорания не менее двух часов. «Огнестойкость деревянных конструкций объясняется медленным прогоранием древесины по поверхностям с уменьшением сечения со скоростью примерно 0,7 мм в минуту. Не подверженная огню внутренняя часть сечения продолжает нести нагрузку, не разрушаясь. А так как в условиях пожара действующая нагрузка значительно меньше расчетной – например, снег тает при пожаре, – то и конструкция может простоять достаточно долго», – поясняется в исследовании.
По стоимости одного квадратного метра перекрываемой площади большепролетные КДК эффективнее МК и значительно дешевле железобетонных. Если сравнить строительство склада с применением МК и КДК, то первые уступают по многим параметрам. Для применения МК потребуется устройство температурных швов (для которых необходим особый тип фундамента), скорость сборки у них ниже, а количество болтовых соединений в четыре раза больше, чем в случае КДК. Если жестких стыков в МК одной арки – одиннадцать, то болтовых соединений – примерно 1320 штук. В КДК в одной арке семь жестких стыков и 252 болтовых соединения. Относительно небольшой вес КДК позволяет их быстрее транспортировать (потребуется меньше рейсов грузовых автомобилей) и монтировать без применения специальной техники. Кроме того, для КДК не нужны сварочные и иные дополнительные работы. Однако главным преимуществом считается срок службы такого склада – 60 лет и более.
По данным Росстата, древесина – самый распространенный материал в строительстве: в 2022 году деревянные дома составили 25% объема ввода ИЖС. Кроме того, деревянные конструкции применяют при возведении спортивных сооружений, общественных и промышленных зданий.
Эксперименты по строительству многоэтажных домов из дерева сейчас ведутся во многих регионах России. Деревянное домостроение особенно актуально для труднодоступных регионов – ведь древесина легче других материалов, ее доставка будет дешевле. Однако эксперты подчеркивают, что для сохранения качества и прочности КДК требуется соблюдение определенных правил транспортировки и хранения. И в первую очередь исключения или сведения к минимуму воздействия осадков и прямого солнечного света. «Это требование вызвано тем, что при увлажнении и последующем высушивании в конструкциях возникают внутренние напряжения, понижающие прочность клеевых соединений и являющиеся причиной разрушения конструкций. А так как полностью предохранить конструкции от увлажнения в период транспортировки и монтажа невозможно, следует продолжительность такого воздействия сводить к минимуму», – объяснили специалисты ГК Radiuswood.
Текст Юлия Долганова
Фото ГК Radiuswood.
