Деревянные строительные технологии

В современном деревянном домостроительстве применяют комбинированные технологии, где деревянные конструкции играют ключевую роль, усиливая достоинства и компенсируя недостатки других технологий.

Свойства разных материалов дополняют друг друга и при хорошем планировании дают преимущества в функциональном, конструктивном и экономическом отношении.

Деревянные конструкции используют не только при создании частных коттеджей, но и при строительстве многоквартирных домов, офисно-административных помещений, а также промышленных зданий, не выше 5-6 наземных этажей.

В ряде стран, к примеру, в Германии, редакция технических требований к огнестойкости деревянных конструктивных элементов позволяет сооружать деревянные здания высотой до 5 этажей.

Строительные материалы из древесины широко используются в ходе модернизации ранее построенных жилых зданий.

В ряде европейских стран в строительной индустрии широко используется комбинация несущих каменных конструкций с энергоэффективными деревянными внешними стенами.

Особенно длительные традиции в применении данной технологии имеют Швейцария, Норвегия и Финляндия.

Дерево выгодно использовать из-за дополнительной площади, которая образуется благодаря конструктивно более тонким внешним стенам. Так, для обычного многоквартирного дома полезная площадь площадь увеличивается на 3-6%.

Доля комбинированных технологий в строительной индустрии скандинавских стран достигает 90%.

В Нидерландах комбинированные домостроительные технологии активно применяются при создании домов, рассчитанных на одну или две семьи, часто используются в создании малоэтажных секционных домов.

Здесь дерево комбинируют с кирпичными стенами, железобетоном, в отдельных случаях со стальными конструкциями.

В нежилом строительстве также наблюдается рост применения комбинированных технологий, растет интерес к изобразительным возможностям данных технологий.

Доля данных технологий в строительной индустрии Нидерландов достигает 50%.

В Австрии улучшение тепловой защиты зданий является существенным аргументом для применения комбинированных технологий строительства.

К этому подталкивают экологические требования по применению возобновляемых видов сырья, к которым относятся древесина и древесные материалы.

В Швейцарии многие здания и сооружения возводятся по комбинированным технологиям, которые одновременно удовлетворяют высоким эстетическим и экологическим требованиям.

Строительный комплекс Базеля работает исключительно по комбинированным строительным технологиям, охватывая промышленное строительство до 6 наземных этажей.

При этом фасады состоят из деревянных панелей, перекрытия делают из клееных и сборных на нагелях деревянных конструкций, а также используют гибридные перекрытия из дерева и бетона.

Применение деревянных конструкций с другими материалами становится все более распространенным и в других странах.

Деревянные конструкции, использующиеся в комбинированных домостроительных технологиях имеют комплекс свойств, который важно учитывать в современной строительной индустрии.

Механические свойства и прочность древесины и материалов на основе древесины:

• выгодное соотношение веса и прочности;
• улучшенные гармонизированные свойства;
• невысокий модуль упругости обуславливает сравнительно небольшой диапазон хозяйственного применения;
• легко обрабатывается, малый собственный вес;
• прогнозируемая степень набухания и усадки отдельных деталей из цельной древесины.

Строительно-физические свойства древесины и материалов на основе древесины:

• низкая теплопроводимость;
• изделия из массивной древесины обладают высокой сохраняющей способностью;
• горючие.

Общие свойства древесины и материалов на основе древесины в рамках технологий строительства:

• экологичный материал;
• допуски в диапазоне мм;
• стандартизированные решения для изделий;
• разнообразные возможности в трехмерном исполнении изделий;
• легкость манипуляций благодаря небольшому собственному весу;
• легкость замены в конструкции уже построенного здания;
• необходим соединительный материал для стыкования деталей;
• промышленная обработка и широкая, разнообразная линейка продуктов.

При возведении жилых и нежилых зданий с использованием деревянных конструкций и комбинированных технологий важно учитывать некоторые инженерно-строительные аспекты.

Противопожарная защита

Требования по противопожарной защите, предъявляемые к отдельным строительным деталям и частям зданий, зависят по существу от габаритов здания, его назначения и интенсивности эксплуатации.

Конструкции из бетона и кирпича удовлетворяют требованиям пожарной защиты при соответствующих габаритах конструкций.

Перегородки или ограждающие элементы для организации противопожарных зон можно изготавливать из деревянных конструкций. Перекрытия являются существенным элементом, который препятствует распространению пожара.

Исполнение узлов соединения должно удовлетворять тем же требованиям, что и основные конструкции. В технологии смешанного строительства при проектировании нужно учитывать различные характеристики деформации конструкций в случае пожара.

Пустоты в стыковочных швах нужно заполнять предназначенными для этого изоляционными материалами. Подобное герметичное исполнение в случае пожара препятствует распространению дыма и газов, образующихся при горении.

Звукоизоляция

Современные деревянные конструкции, как и железо-бетонные конструкции, демонстрируют защиту от переноса звука в низкочастотных диапазонах.

Эта защита пока не регламентирована в нормативных положениях, но тем не менее соответствует высоким требованиям.

При комбинировании различных строительных конструкций следует уделить особое внимание примыкания и стыкования, чтобы прежде всего избежать продольного и бокового переноса звука.

При стыковке легких конструкций распространение звука в горизонтальном направлении во многом зависит от технического исполнения узлов между перегородками и конструкциями перекрытий.

Варианты улучшения показателей звукоизоляции в вертикальных конструкциях:

• использование изоляционных материалов в пустотных пространствах;
• двойная облицовка стеновых элементов и элементов перекрытий;
• разделение слоев облицовки, которая имеет те же контуры, что и основание для крепления.

Декоративные слои облицовки, равно как и испытанные в деревянном домостроении утепленные коммуникационные уровни, очень эффективны с точки зрения техники звукоизоляции и в особенности необходимы для повышенной звукоизоляции в выставляемых наружных стеновых конструкциях.

Следует избегать переноса воздушного шума через открытые пазы/швы в коммуникационных уровнях, розетки или другие "нарушения" сплошной конструкции путем заполнения пустого пространства подходящими изоляционными материалами (не монтажной пеной).

Механический шум, например, от канализации, можно минимизировать разъединенными системами крепления.

Теплоизоляция

В контексте технологии смешанного строительства становится очевидной качественная разница материалов.

Древесина и деревянные конструкции за счет своей низкой теплопроводности обладают более хорошими теплоизоляционными свойствами, нежели конструкции из бетона и камня.

Это обуславливает преобладание хорошо изолирующих элементов деревянных наружных стен в современном строительстве в рамках совмещения технологий.

Такая система обеспечивает превосходную теплоизоляцию зимой при низких энергозатратах (стандарт пассивного дома).

Сегодня актуальными вопросами технологии является оптимизация деревянных компонентов в составе строительных элементов, а также системы примыкания этих элементов без образования мостиков холода.

Требования по "летней" теплоизоляции выполняются за счет использования и рационального расположения изоляционных материалов и облицовки, а также правильного расположения затеняющих элементов наружных стен.

Сочетание деревянных конструкций с железо-бетонными или каменными в рамках одного здания повышает его теплосберегающие свойства.

Влагозащита

Достаточная защита может обеспечиваться вентилируемым зазором (системами вентилируемых фасадов) или комплексной теплоизоляционной штукатурной системой. Конструкции должны возводиться таким образом, чтобы препятствовать прямому воздействию влаги.

Со стороны помещения конструкция подвергается воздействию водяного пара. Данное воздействие наиболее агрессивно в зимние периоды эксплуатации.

Расчет паропроницаемости конструкции является предпосылкой для выбора соответствующих материалов, препятствующих образованию конденсата внутри нее.

В деревянном домостроении применяются схемы как с пароизоляцией с внутренней стороны, так и открытые для диффузии строительные элементы, в которых внутренняя облицовка, придающая жесткость конструкции, берет на себя пароизоляционную функцию.

Воздухонепроницаемость

Герметичное использование наружной облицовки препятствует продуванию ограждающих конструкций здания.

Причиной формирования потоков воздуха является перепад давления, например, ветра или разницы температуры внутри и снаружи.

Блокировать этот поток призван специальный слой или материал в ограждающих конструкциях здания (наружных стенах, фундаментной плите и кровле).

Распространенной практикой в деревянном домостроении является использование для этих целей наружного слоя, который уже выполняет какую-либо другую функцию, например, обеспечивает жесткость.

Материалы герметизирующего слоя должны эффективно препятствовать продуванию. Все стыки должны быть выполнены технически грамотно. В технологии железо-бетонного строительства герметичность по всей пощади, как правило, обеспечивается внутренним штукатурным слоем.

Независимо от технологии строительства стыки в местах разрывов сплошной конструкции и вставок (например, дверей и окон) нужно учитывать при проектировании и с соответствующей точностью выполнять на производстве.

Ветрозащита

Ветровые слои располагаются с внешней стороны утеплителя, чтобы препятствовать его выветриванию.

Опасность ветропроникновения представляют вертикальные стыки ветрозащитных плит.

Нужно предусмотреть использование подходящих материалов и мероприятий при проектировании, чтобы избежать последующего ухудшения теплоизоляции. Как правило, ветрозащита обеспечивается за счет водоотводящего наружного слоя ограждающих конструкций (наружная штукатурка, фасадная система).

Защита древесины

Использование сухой строительной древесины - это необходимая основа всех технических норм для деревянного строительства.

При работе с деревянными конструкциями нужно использовать материалы определенной влажности. Поэтому нужно контролировать соответствующую первичную обработку пиломатериалов и изделий из древесины, транспортировку, промежуточное хранение на стройплощадке, а также условия установки.

Соблюдение этих условий гарантирует качество законченного продукта.

Если во время монтажа происходит нежелательное намокание конструкций, нужно обеспечить условия для их высыхания.

Высокую влажность на стройплощадке, например, при устройстве стяжки, следует устранять контролируемым проветриванием.

Внутренние и наружные стены могут выполнять несущую, усиливающую жесткость или не несущую функцию. Для каждой функции существуют соответственно определенные требования.

Наружные стены служат защите от атмосферного воздействия, а также сохранению тепла. К тому же они должны отвечать требованиям по звукоизоляции и противопожарной защите.

Внутренние стены, к примеру, в качестве квартирных перегородок, должны исполнять требования по звукоизоляции. С точки зрения соседства с неотапливаемыми помещениями (к примеру, лестничными маршами) они должны гарантировать требуемую теплоизоляцию.

В пределах квартиры перегородки выполняют функцию ограничения пространства. Стены со специальными функциями, такие как противопожарные стены, должны отвечать особым требованиям.

В общем и целом стеновые конструкции выступают основой для устройства вертикальных и горизонтальных коммуникаций, электропроводки, а также навесных элементов.

Спектр задач стеновых конструкций может быть реализован как деревянными элементами, так и другими конструкциями (железо-бетонными, каменной кладкой).

Выполнение требований в деревянном строительстве достигается многослойностью конструкций. Особенно успешно требования выполняются при комбинировании железо-бетонных конструкций и деревянного строительства.

На практике внутренние стены, часто выполняющие несущую функцию, возводятся из железо-бетона, а наружные стены делаются из дерева, чтобы обеспечить конструкции дополнительную жесткость.

Стены в деревянном строительстве

Стены в деревянном домостроении обычно состоят из каркасной основы и внешней и внутренней обшивки.

Каркасная основа, если необходимо, выполняет статическую функцию стены и строительно-физические функции по теплоизоляции, звукоизоляции, противопожарной защите и влагозащите.

В строительстве могут использоваться предварительно заготовленные панели каркасной технологии или панели из массивных деревянных элементов.

Высокая степень готовности элементов, по возможности с отделкой фасада, окнами и дверьми, включая необходимые откосы и жалюзи, способствует экономичности.

В случае каркасно-панельной конструкции каркасная основа состоит из цельных деревянных стоек и обшивки из древесных плитных материалов, как правило, с двух сторон.

Теплоизоляция располагается между стойками. Обшивка обеспечивает ветронепроницаемость и герметичность. Также существуют обшивки с низким сопротивлением диффузии пара.

Конструкции массивной деревянной стены могут состоять из переклееных панелей (то есть из фанеры), клееной древесины или сборной на нагелях древесины, а также из слоя изоляции с внешней строны.

Сборные на нагелях панели, как правило, нуждаются в дополнительной внутренней воздухонепроницаемой обшивке, которая привлекается для создания жесткости.

Внешний слой защищает от непосредственных атмосферных воздействий.

Обшивка выполняется как вентилируемая конструкция, однако возможно использование и комплексных штукатурных систем WDVS, если они имеют общее строительное разрешение.

Благодаря вариативности фасадной облицовки оформление фасада может быть очень разнообразным - применение фиброцемента, древесины, материалов на основе древесины, металла или даже каменных облицовочных деталей.

Дополнительный внутренний слой в случае необходимости служит коммуникационным уровнем в составе наружных стен или может выполнять исключительно декоративную функцию.

Чтобы избежать нарушения пароизоляции, для всех типов конструкции рекомендуется проектировать отдельные уровни для коммуникаций на внутренней стороне наружной стеновой панели. Коммуникационный уровень можно изолировать дополнительно.

Внутренние несущие деревянные конструкции обычно можно найти в смешанных постройках, там где части здания поэтажно или блоками выполняются исключительно в деревянных конструкциях.

Несущие деревянные стены используются в комбинации с железо-бетонными перекрытиями или гибридными перекрытиями.

Текст создан на основе исследования "Деревянные конструкции в комбинированных технологиях каменного и деревянного строительства"

Копирайтер: Прохорова Оксана