Материалы строительные из дерева: Материалы из древесины - использование и применение

Содержание

Древесина как строительный материал

Древесина использовалась в качестве строительного материала в течение тысяч лет, уступая только камню с точки зрения его богатой и легендарной истории в мире строительства. Химические свойства древесины по своей сути сложны, но даже несмотря на эту проблему, люди успешно использовали уникальные характеристики древесины для создания, казалось бы, неограниченного множества структур и форм. Этот исключительно универсальный материал обычно используется для строительства домов, укрытий и лодок, но он также широко используется в индустрии мебели и домашнего декора.

Возможно, одним из самых больших преимуществ использования древесины в качестве строительного материала является то, что он является природным ресурсом, что делает его доступным и экономически целесообразным. Он необычайно прочен по отношению к его весу и обеспечивает хорошую изоляцию от холода. Древесина хорошо поддается механической обработке и может быть обработана во все виды форм и размеров, чтобы соответствовать практически любой конструкции.

Древесина также является прекрасным примером экологически устойчивого продукта; она является биологически разлагаемым и возобновляемым, и имеет самый низкий углеродный след любого сопоставимого строительного материала. Кроме того, для получения древесины не требуется использование высокоэнергетических ископаемых видов топлива, в отличие от других обычных строительных материалов, таких как кирпич, сталь или пластик.

Дерево — это универсальное сырье и единственный возобновляемый строительный материал. Деревянные конструкции обычно характеризуются сочетанием различных компонентов, которые вместе обеспечивают максимально возможную несущую способность, тепловую, акустическую и влагоизоляцию, огнестойкость и длительный срок службы.

Увеличение доли древесины в строительстве может способствовать сокращению использования других строительных материалов, таких как бетон, сталь и кирпич. Эти строительные материалы поступают не из возобновляемого сырья, они требуют большой энергии для их производства и влекут за собой более высокие выбросы углекислого газа.

Долгосрочный план ЕС по конкурентоспособной экономике с низким уровнем выбросов углерода называется «дорожной картой 2050». Главной движущей силой этого перехода будет энергоэффективность. Низкоуглеродная экономика будет иметь гораздо большую потребность в возобновляемых источниках энергии, энергоэффективном производстве строительных материалов, энергоэффективных сооружениях и низкоэнергетических видах транспорта.

Какие бывают типы деревьев с точки зрения заготовки древесины?

Деревья делятся на экзогенные и эндогенные типы в зависимости от способа роста.

Экзогенные деревья растут снаружи. Горизонтальный срез такого дерева состоит из колец. Это годичные кольца, по ним определяют возраст дерева. Древесина, полученная из большинства экзогенных деревьев пригодна для многих инженерных целей и широко используются в строительстве. Экзогенные деревья подразделяются на хвойные и лиственные породы.

Хвойные породы, которые также называют вечнозелеными является источником мягкой древесины. Древесина этих деревьев светлого цвета, легкая по весу, с низкой плотностью и легко воспламеняющаяся. Примеры хвойных пород: сосна, пихта, секвойя, ель, кедр и т.д.

Деревья лиственных пород — поставщик твердой древесины. Этот типа деревьев имеет, как правило, листья большого размера, осенью они опадают и весной вырастают. Лиственные деревья наиболее пригодны для строительных целей. Древесина лиственных деревьев темного цвета, плотная, тяжелая и более устойчивая к возгоранию. Примеры: клен, красное дерево, дуб, тик, грецкий орех и т.д.

Эндогенные деревья — это деревья, растущие внутри, они имеют волокнистую массу в центре. Древесина этих деревьев полезна в некоторых ограниченных инженерных целях. Примеры таких деревьев: бамбук, пальма, тростник и т.д.

Деревянные строительные элементы

Конструкционные элементы из дерева являются одними из старейших типов, используемых в строительстве. Основные преимущества деревянных строительных элементов конструкции — возможность использования местных материалов, небольшие габариты и транспортабельность. В современном строительстве есть два основных типа деревянных конструктивных элементов: построенные без клея, с частями из брусков и досок, имеющие гибкие соединения с колышками или гвоздями (например, металлические и деревянные трехгранные сегментированные фермы и составные балки) и клееные конструкционные элементы из клееной древесины, изготовленные на заводах.

Наиболее эффективными деревянными конструктивными элементами являются клееные, которые обладают рядом важных преимуществ. Они позволяют получить монолитные элементы практически любого размера и с любой формой поперечного сечения, которые имеют высокие несущую способность, прочность и огнеупорность. Еще одним преимуществом является то, что материал, состоящий из различных видов малогабаритных пиломатериалов, можно очень эффективно использовать. Структурные элементы из клееной древесины лучше всего использовать в качестве кровли и покрытий для производственных, сельскохозяйственных и общественных зданий (спортивные, выставочные), а также для некоторых промышленных зданий и сооружений (в том числе с химически агрессивной средой). Также они используются при строительстве шахтных сооружений, мостов, эстакад, зданий и сооружений на Крайнем Севере, в удаленных и сильно лесных районах, а также в сейсмоустойчивом строительстве.

Инструменты для работы с деревом:

Как выбрать электролобзик

Виды строительных материалов из дерева

Оглавление статьи

Древесина остается одним из самых востребованных материалов, и без нее не обходится ни одна стройплощадка. В последнее время она вызывает особый интерес: владельцы жилых домов заинтересованы в экологичном строительстве и безопасной отделке жилища, а древесинные материалы остаются лидерами по безопасности и полезности для человека.

Подготовка дерева к производству стройматериалов

Для изготовления пиломатериалов применяется древесина хвойных и лиственных пород. Валка деревьев и корчевка пней в Москве и Московской области проводится в нескольких районах, заготовленная древесина проходит несколько подготовительных стадий: раскряжевку, окорку и распиловку. Раскряжевка – это разделение ствола, который предварительно освобождается от корней и сучьев. Окорка – освобождение от верхнего слоя коры, после чего ствол распиливают на специальном оборудовании.

После этого проводится строгание – древесный ствол освобождают от верхних слоев, тонкие срезы снимаются специальным инструментом. Перед изготовлением материалов дерево также проходит сушку в специальных камерах для удаления естественной влажности. Завершающим подготовительным этапом становится защитная обработка: древесина пропитывается антисептиками для защиты от грибка и бактерий.

Разновидности стройматериалов из дерева

Все виды материалов можно разделить на цельные и композитные. Цельные изготавливаются из массива древесины – это брус, горбыль, обрезная доска, оцилиндрованное бревно и другие материалы, которые активно используются в современном экологичном строительстве. Из древесинного массива изготавливаются несущие конструкции благодаря его высокой прочности.

Распространенные композитные материалы:

Клееный брус – несколько высушенных ламелей, соединенные между собой при помощи клея.
Благодаря специальной обработке и структуре этот материал практически не дает усадки и отличается стойкостью к биологическим угрозам.
Фанера – склеенные между собой листы шпона. Фанерная плита незаменима для обшивки стен и пола, ее используют при изготовлении мебели, строительстве опалубки, а также многих других работах.
ДСП – древесно-стружечные плиты, которые получают из отходов деревообработки. Опилки и стружки соединяют с помощью клеевого состава.
ДВП – древесно-волокнистая плита. Опилки и стружки более крупного размера соединяются между собой связующим клеящим веществом.
ОСП – ориентировано стружечная плита. Такой материал состоит из крупной стружки, которая при помощи сложного оборудования распыляется в определенном направлении и спрессовывается под давлением. ОСП используется для обшивки каркасов, строительства кровель и многих других работ.

Это лишь часть стройматериалов, широко применяемых для строительства и отделки дома. Древесина используется в качестве тепло- и шумоизолятора, она красиво смотрится и долго служит при правильной обработке.

По материалам сайта privateconstruction.ru.

Какие материалы используются в строительстве домов из дерева?

Все в последнее время стали все больше ценить натуральные материалы. Поэтому приобретают безопасные и экологичные продукты питания, одежду и даже строительные материалы. При желании можно возвести для своей семьи природный чистый дом, необходимо лишь использовать для его строительства древесину. За короткий срок и небольшие финансовые затраты вполне можно создать комфортное и безопасное жилье, но для этого нужно определиться с материалом, который будет использоваться в строительстве.

Материалы для строительства деревянных домов

Деревянный дом называют живым, ведь дерево способно поддержать нужную влажность в помещении и регулировать кислородный баланс. На рынке имеет хороший выбор деревянных материалов,для возведения домаможно приобрести:

Рубленые бревна подвергаются ручной обработке при помощи топора. С дерева снимается кора и придается более-менее ровная округлая форма, затем изготовляются пазы для их скрепления между собой.
Оцилиндрованные бревна. Они отличается от рубленых только тем, что были обработаны на производстве и обладают цилиндрической формой. Одинаковые размеры оцилиндрованных бревен упрощают работу с ними, между ними легче укладывать утеплительные межвенцовые материалы, углы дома без проблем можно обеспечить хорошей герметичностью. Внешний вид не требует внутренней и наружной дополнительной декоративной обработки.
Профилированный брус обладает строго определенными формами. Его не нужно конопатить после усадки. Дождевая вода не проникает между венцами сруба, что защищает деревянный материал от гниения.

Большой популярностью стал обладать клееный профилированный брус. Он не доставляет проблем во время усадки и не деформируется. Он очень прочный, в меньшей степени подвергается гниению, воздействиям грибка и т.д. Производиться клееный брус из высушенных досок небольшого сечения, поэтому времени на процесс усадки уйдет мало. Недостатком данного материала можно назвать лишь высокую стоимость.
Пиленый брус изготавливается из бревен естественной влажности, обработка материала минимальная. Недостатками данного материала является усадка и образующиеся трещины после высыхания материала. Затраты на строительство дома из пиленого бруса не большие.
Струганный брус, высушенный материал прошедший обработку в заводских условиях. Внутри структуры древесины имеется пропил, который минимизирует возникновения неприятностей после усадки. Струганый брус хорошо сохраняет тепло, обладает отличным качеством, но его стоимость наиболее высокая.
Клееный брус. Этот материал лучше всего подходит для строительства сложных и громоздких по конструкции домов. Но в его изготовлении используют клей, поэтому назвать его 100% природным нельзя, хоть и используется безопасный для жильцов клей.

Советы эксперта

Деревянные дома обладают высокой прочностью, небольшим весом, упругостью, природной декоративностью, простотой обработки. Деревянные материалы обладают низкой теплопроводностью, поэтому они хорошо держат тепло в помещении. В деревянном доме будет гораздо теплее, чем в каменном доме, даже несмотря на одинаковую толщину стен.

Часто применяют для строительства оцилиндрованное бревно либо профилированный брус. Стоимость на них сильно могут отличаться, все зависит от степени их обработки: сушки, нанесения антисептических составов, подготовки поверхности и т.д. Построить деревянный дом можно в короткие сроки. Для сруба не обязательно возводить прочный, громоздкий и сложный фундамент, ведь дерево обладает небольшим весом, благодаря этому же свойству не нужно во время строительства привлекать тяжелую технику. Эти плюсы экономят финансы и упрощают процесс строительства дома.

Необходимо при покупке деревянного материала узнать, при каких климатических условиях росло дерево. Наиболее прочными являются деревья, произрастающие на севере, а вот южные не столь выносливые перед климатическими и другими воздействиями. Также необходимо чтоб деревья были срублены зимой, при высыхании на этих материалах трещин будет минимум, т.к. влажность древесины в этот период небольшая. Надо понимать, какими средствами защиты для древесины стоит обрабатывать бревна и брус.

Дерево естественной влажности через год даст усадку составляющею 5 процентов. Сухое бревно 2,5 процентов, т.е. 2 раза меньше. Отделочные работы можно проводить быстрее, да и в дом можно заезжать раньше.

Николай Кутепов, 43 года (г. Волгоград).

Советы эксперта по межвенцовым утеплителям для строительства деревянных домов:

Советы эксперта по средствам защиты деревянных домов:

Мнения застройщиков

В деревянном доме комфортно, легко дышится, в нем не будет чувствоваться сырость. Ведь влажность и кислород всегда регулируется деревянным материалом. Дерево обладает способностью пропускать воздух через себя. Зимой деревянный дом легко отопить, не нужно затратить на это много времени, сил и топлива.

Естественная структура древесины имеет привлекательный вид, ее не нужно окрашивать, достаточно подчеркнуть ее лаком либо декоративной пропиткой. В зависимости от используемого состава поверхность древесины может быть шероховатой, глянцевой, матовой или же гладкой.

Имеются у деревянных материалов и недостатки, но на сегодня она практически все сведены к нулю. Пожаробезопасность древесине можно обеспечить специальными огнебиозащитными пропитками. Предотвратить растрескивание древесины во время ее усыхания можно при помощи пропилов. Использование антисептических составов защищают деревянный материал от гниения и образования на нем биологических агентов.

Фото: противопожарные пропитки марки Неомид очень хорошо защищают дерево от открытого огня и пламени.

Полностью экологичным и красивым домом можно назвать возведенным из оцилиндрованного бревна. Этот материал доступен почти всем по стоимости, при этом он прочный, долговечный, и натурален. Профилированный брус тоже является отличным материалом, из него возводить дома проще, но по стоимости он дороже.

Сергей Масло, 36 лет (г. Архангельск).

Можно использовать самые разнообразные строительные деревянные материалы для возведения сруба. Во многом все зависит от финансовых возможностей владельцев будущего дома, его расположения и целей которых хочется добиться после завершения строительства.

Где купить качественные материалы для выполнения строительства домов из дерева?

Магазин нашей компании расположен здесь.

На видео можно посмотреть ассортимент наших товаров предназначенных для деревянного домостроения:

виды и цены в Москве

Стройматериалы из дерева и по сей день остаются востребованными в современных строительных работах. Их высокое качество, доступная цена, экологическая безопасность — вот те факторы, которые позволяют им с честью выдерживать конкуренцию с более инновационными строительными материалами. В соответствии с пожеланиями заказчика, возможно изготовление и приобретение материалов, сделанных и из лиственных, и из хвойных пород деревьев. Обладая своими сильными сторонами деревянные стройматериалы из сосны, ели или лиственницы, всегда находят своих заказчиков в нашей стране и в других странах мира.

Какие типы деревянных стройматериалов существуют

Стройматериалы из дерева, цены на которые зависят от их вида, можно разделить на два основных типа:

композитные — такие, которые сделаны не из цельного куска древесины, а путем их соединения, склейки, прессовки;
цельные — те, которые сделаны из цельного массива дерева.

Каждый из вышеупомянутых типов применяется в тех или иных работах.

Композитные деревянные строительные материалы

Композитные образцы отличаются большим разнообразием. Вот только самые популярные из них:

клееный брус — высушенные деревянные ламели склеивают между собой. Он отличается высокой прочностью, не дает усадки;
фанера — листы шпона, которые склеивают между собой. С успехом используется в производстве мебели, обшивке пола и стен;
ДВП — отличается большей прочностью, используется там же, где и ДСП;
ОСБ — используется в строительных работах.

Перечень композитных материалов можно продолжать, но вышеуказанные — самые распространенные.

Массив

Стройматериалы из массива дерева (с ценами на которые вы можете ознакомиться здесь) пользуются популярностью, благодаря своей прочности и экологичности. Основная сфера применения — строительство жилых домов и подсобных построек (бани, беседки и т.д). Наиболее известные и востребованные деревянные стройматериалы из массива:

брус;
бруски;
строганная и обрезная доска.

Эти и другие материалы из массива незаменимы, если речь идет об экологичном строительстве. Весь перечень наших пиломатериалов представлен в каталоге.

Выбор древесины на строительные материалы

Улучшение благосостояния населения стало причиной повышенного спроса на строительные материалы для загородных особняков, дачных домов, беседок, бань и т. п. Экологическая обстановка и изменения в окружающей среде диктуют выбор в качестве строительного материала древесины, как наиболее полно защищающей человека от вредного влияния погодных и техногенных воздействий.

Чем же так привлекательна древесина?

Во-первых, это экологически чистый материал, уникальное строение которого позволяет совершать естественный воздухообмен. Во-вторых, дерево имеет способность обеззараживать воздух, не пропуская вредные вещества. В-третьих, древесина обладает существенной шумоизоляцией, низкой влагопроницаемостью и теплопроводностью. В-четвертых, изделия из древесины эстетически привлекательны.

Породы деревьев, используемые для изготовления строительных материалов

Выбор породы дерева зависит от области применения изготовленного строительного материала. Деревянными могут быть стены дома, перекрытия, полы, лестницы, двери, окна и т. п. Чаще всего в строительстве применяются следующие породы деревьев:

Сосна — самый доступный и распространенный материал для строительства загородных домов. Отличается прямизной ствола, высокой стойкостью к загниванию, малым количеством сучков.
Ель — менее прочный, чем сосна материал, более подвержена загниванию. Используется в основном для внутренней отделки и для изготовления перекрытий.
Лиственница — самая твердая и сильно-усыхающая порода дерева. Обладает высокой огнестойкостью и устойчивостью к воздействию осадков и морской воды. В два раза дороже стоимости ели и сосны.
Кедр — самая дорогая древесина из хвойных пород. Обладает полной устойчивостью к гниению, к температурным перепадам и внешним атмосферным воздействиям. Дом из кедра — это дом-целитель, избавляющий от многих недугов.
Береза — очень недолговечный материал. При строительстве дома из березы рекомендуется первые два венца выкладывать из лиственницы или дуба. Красиво смотрятся внутренняя отделка и напольные покрытия из березы.
Дуб — используется в основном для изготовления полов и отделки интерьера. Обладает повышенной прочностью и долговечностью.
Ольха — имеет очень мягкую древесину. Отличается однородной текстурой и высокой влагоустойчивостью.
Осина — используется в основном при строительстве бань, а также для изготовления кровельных материалов. Устойчива к деформации, не боится влаги, не выделяет смолы при высоких температурах.

Строительные материалы из дерева делаются из разных пород древесины

Строительные материалы из дерева делаются из различных пород древесины. Находящаяся под корой внутренняя часть дерева, и является тем строительным материалом, о котором пойдёт речь.

В статье будут описаны преимущества и недостатки, когда лучше применять строительные материалы из дерева. Древесина бывает различных видов, например: сосна, ель, кедр, бук, дуб, пихта, ясень, липа, красное дерево и так далее.

Различные породы древесины

Сосна – дерево, при небольшом размере, обладающее огромным запасом прочности, а также весьма удобное при обработке.

Ель – дерево прямое, живет примерно 300 лет, иногда 500. Главнейшая лесообразующая порода древесины. Зимостойкая и теневынослива.

Дуб – это самое распространённое древесное семейство, основным отличием является высокая прочность, и стойкость к гниению. Имеет очень эстетичный вид, гнётся и легко подлежит обработке. При строительстве дома используется не так часто, как при отделке.

Ясень – дерево, текстурой напоминает дуб. Его древесина твёрдая и вязкая, поэтому при обработке возникают проблемы. Еще к недостаткам ясеня, можно отнести его повышенную подверженность гниению.

Красное дерево – дерево тропических семейств, редкая порода на нашем рынке. Очень легко в обработке, и хоть древесина красного дерева достаточно мягкое, но не редко используется как строительный материал. Главная его особенность – это стойкость к погодным условиям и способность не увеличиваться либо уменьшаться в размерах. Следует отметить, что цена красного дерева определяться не только его происхождением, но и рисунком волокон.

Бук – по прочности с ним может конкурировать только дуб, но он более подвержен гниению, в отличие от дуба. Таким образом, изделия из бука не рекомендуется держать в среде с высокой влажностью. Процесс сушки данной породы древесины происходит на порядок быстрее других пород. Древесина бука отлично гнётся под паром. Легко обрабатывается, колется и пилится.

Строительные материалы из дерева значительно отличается от других видов строительных материалов тем, что имеют растительное происхождение. Из этого следует, что довольно затруднительно будет восполнить их запасы.

Преимущества строительного материала из дерева

И так в первую очередь, высокая прочность при небольшом весе в отличие от других строительных материалов. Сопротивление вибрационным нагрузкам. Высокий уровень теплоизоляции, не чем не уступающий постройкам с использованием пористых строительных материалов, например строительный материал газобетон, который тоже широко используется для строительства домов.

Демократическая стоимость, за исключением редких видов пород. Большая стойкость, на воздействие так называемой химической среды, как газов, так и кислот. Очень удобна для обработки, а также для составления нужных вам конструкций. Создаётся свой определённый микроклимат в сооружениях, которые построены строительными материалами из дерева.

Недостатки древесины

Один из самых распространённых это дефекты обработки дерева. При выборе материала следует внимательно обратить на него внимание, во избежание подобных проблем.

К недостаткам древесины относятся, подверженность грибковым болезням, плесень, гниль, и иные поражения поверхность древесины. Подверженность к восприятию природных факторов и погодных условий. Например, разбухание или усушка. Наличие естественных недостатков древесины, сучков, трещин, и пороков строения ствола.

Новые свойства строительных материалов сделанных из дерева

На сегодня строительные материалы из дерева приобретают такие свойства, которыми они никогда не обладали. В итоге можно получить постройки, которые сильно отличаются от традиционного сруба.

Что хотелось изменить?

Стоит признать, что древесина является неидеальным материалом. Дома, сделанные из дерева с естественной влажностью, дают осадку, которая влечет за собой множество сложностей. Срубу необходимо дать время, это значительно удлиняет процесс строительства, при этом в доме вполне может повести стену или перекосить дверной проем. На бревнах со временем появляются трещины, и даже обработанная древесина не лишена этого недостатка. Для того чтобы свести все минусы древесины к минимуму были придуманы клееные деревянные материалы.

Клееный брус

В основе создания клееного бруса лежала здравая логика. Если древесина естественной влажности дает усадку, значит, ее необходимо высушить. Внутри дерева появляется напряжение, поэтому необходимо компенсировать эти силы встречными, для того чтобы материал не изменял свою форму. В том числе предстояло позаботиться о внешнем виде материала, требовалась обработка поверхности материала по высокому классу чистоты. Так современные технологии дают возможность учесть все вышеуказанные требования. В результате чего и появился клееный брус.

Изготовление клееного бруса

Клееный брус делают из качественной и специально отобранной древесины хвойных пород деревьев. Такие доски называют ламелями, перед склейкой их окрашивают, убирая естественные эффекты, пропитывая антисептическим раствором, после обрабатывают с наружной стороны. Полученный материал уже готов для использования в строительстве, но после того, как ламели склеивают, они начинают обладать еще большим количеством положительных характеристик.

Основные характеристики клееного бруса

Уровень содержание влаги в клееном брусе составляет не больше 12%, это гарантирует отсутствие усадки, а также хороший уровень обработки поверхности, обеспечивает прекрасный внешний вид. Клееный брус долговечен, прочен и устойчив к воздействию влаги. Его можно использовать для строительства стен, несущих конструкций каркасных построек. Так как в клееном брусе не смогут появиться трещины, то такая постройка сможет простоять не одно десятилетие.

Экологичность бруса

Еще одной особенностью клееного бруса является его экологичность. Часто говорят, что клей, который используется для производства бруса синтетический и, создавая сплошную пленку, не дает конструкциям, сделанным из клееного бруса дышать. Но это не совсем так. Прежде всего, все материалы, которые используются для создания клееного бруса, изготавливают на натуральной основе. Плюс ко всему производители располагают клеевые швы таким образом, чтобы воздух мог проникать сквозь древесину и обеспечивал комфортное пребывание в доме.

Клееное бревно

Форма клееного бруса пришлась не всем по душе, есть настоящие любители ретро, которые предпочитают строить дома из бревна. В отличие от бруса, крайние ламели в клееном бревне имеют закругленную форму, поэтому по своему виду он практически не отличается от классического бревна. Но этот материал может похвастаться лучшими показателями теплоизоляции и надежности. Бревна прилегают плотно друг к другу благодаря плоской форме верхней и нижней частей. Этот сруб не потребует времени на усадку.

Большепролетные конструкции

Эти конструкции стали производить недавно, но эффект от их использования был очень ощутим. Клееный брус и обычный брус или бревно не могут обеспечить должное перекрытие многометровых пролетов. До появления этих конструкций применяли балки, сделанные из бетона или стали, но в этом случае возникала проблема большой нагрузки. Для постройки необходимо было сделать мощный фундамент, а это значительно увеличивало стоимость строительства. Большепролетные конструкции представляют собой деревянный монолит.

Источник: 7homenews

Экологичное здание: Самый популярный новый материал — это дерево

Архитекторы, строители и защитники устойчивого развития все озабочены новым строительным материалом, который, по их словам, может существенно снизить выбросы парниковых газов (ПГ) в строительном секторе, сократить количество отходов, загрязнение и затраты, связанные со строительством, а также создать более физически, психологически и эстетически здоровая искусственная среда.

Этот материал известен как дерево.

Деревья использовались для строительства сооружений с доисторических времен, но особенно после бедствий, таких как Великий чикагский пожар 1871 года, древесина стала рассматриваться как небезопасная и нестабильная по сравнению с двумя материалами, которые с тех пор стали основными продуктами строительной индустрии во всем мире: бетон и стали.

Однако новый способ использования дерева снова привлек внимание к этому материалу. Шумиха сосредоточена на конструкционной древесине или, как ее чаще называют, «массивной древесине» (сокращенно от «массивной древесины»). Вкратце, он заключается в склеивании кусков мягкой древесины — обычно хвойных, таких как сосна, ель или пихта, но также иногда и лиственных пород, таких как береза, ясень и бук, — вместе для образования более крупных кусков.

Да, самая популярная вещь в архитектуре этого века — это «дерево, но как лего.”

Массивная древесина — это общий термин, который охватывает изделия различных размеров и функций, такие как клееный брус (клееный брус), клееный брус (LVL), клееный брус с гвоздями (NLT) и брус, клееный дюбелями (DLT). Но наиболее распространенная и наиболее известная форма массивной древесины, открывшая самые новые архитектурные возможности, — это поперечно-клееная древесина (CLT).

Arch Daily

Для создания CLT обрезанные и высушенные в печи пиломатериалы наклеиваются друг на друга слоями, крест-накрест, при этом волокна каждого слоя обращены к волокнам соседнего слоя. Складывая доски вместе таким образом, можно получить большие плиты, толщиной до фута и размером от 18 футов в длину на 98 футов в ширину, хотя в среднем это примерно 10 на 40. (На данный момент размер равен плиты ограничены в меньшей степени производственными ограничениями, чем ограничениями транспортировки.)

Деревянные плиты такого размера могут соответствовать характеристикам бетона и стали или превосходить их. Из CLT можно делать полы, стены, потолки — целые здания. Самое высокое массивное деревянное сооружение в мире, высотой 18 этажей и более 280 футов, было недавно построено в Норвегии; для Чикаго предлагается 80-этажная деревянная башня.

Я разговаривал со множеством людей, которые чрезвычайно воодушевлены массовым лесом, как из-за его архитектурных качеств, так и из-за его потенциала для обезуглероживания строительного сектора, и некоторые из них высказали важные предостережения. Мы сразу же рассмотрим все преимущества и недостатки. Но сначала давайте кратко рассмотрим историю массового производства древесины и ее нынешнее положение.

Haut, самое высокое деревянное жилое здание в Нидерландах. Arup

Массовая древесина (наконец) поступает в Америку

CLT была впервые разработана в начале 1990-х годов в Австрии, где лесоводство хвойных пород является чрезвычайно распространенным явлением. Ее поддержал исследователь Герхард Шикхофер, который все еще активен и в прошлом году получил престижную награду в области лесоводства за свою работу по стандартизации и обеспечению общественной поддержки нового материала.

В Австрии и в Европе в целом, где он распространился в 2000-х годах, CLT был разработан для использования в жилищном строительстве.Европейцам не нравится хлипкая конструкция деревянного каркаса, используемая для строительства многих домов в США; они предпочитают более прочные материалы, такие как бетон или кирпич. CLT был призван сделать жилищное строительство более устойчивым.

Но в США CLT (пока) не может конкурировать с конструкцией со стержневой рамой, которая является дешевой и широко распространенной. Только когда у североамериканских архитекторов появилась идея использовать CLT в больших зданиях в качестве замены бетона и стали, он начал появляться в Северной Америке в 2010-х годах.

В 2015 году CLT был включен в Международный строительный кодекс (IBC), который в юрисдикциях США принят по умолчанию. Принят ряд новых изменений, которые позволят создавать массовые деревянные конструкции высотой до 18 этажей, и ожидается, что они будут формализованы в новейшем кодексе IBC в 2021 году.

Некоторые юрисдикции в США агрессивно поддерживают массовую заготовку древесины, в том числе Вашингтон и Орегон (которые заблаговременно приняли новые изменения в IBC; Орегон включил CLT в качестве «альтернативного метода для всего штата» в 2018 году).

Кондоминиумы Carbon 12 в Портленде, штат Орегон. Хочу. Углерод 12

Тихоокеанский Северо-Запад по понятным причинам взволнован возможным переходом на деревянные строительные материалы, так как здесь есть густые леса и простаивающие лесопилки.

«Заготовка древесины на [северо-западном тихоокеанском регионе] значительно снизилась в результате слабого внутреннего спроса во время жилищного кризиса, который имел разрушительные последствия для лесной промышленности», — говорится в недавнем исследовании выбросов CLT в течение жизненного цикла.«В штате Вашингтон объем производства пиломатериалов снизился на 17% в период с 2014 по 2016 год, и по сравнению с 10 годами назад лесопилки (крупнейший сектор по потреблению древесины) производили на треть меньше досок».

В масштабах страны леса настолько переполнены, что Департамент лесного хозяйства выделяет 9 миллионов долларов в виде грантов на новые идеи по использованию древесины. Многие местные сообщества приветствовали бы новый спрос.

В то время как CLT продолжает бурно развиваться в Европе и ускоряется в Канаде, в США ему по-прежнему препятствуют анахроничные и чрезмерно предписывающие строительные нормы, ограниченное внутреннее предложение и консервативное мышление строительной отрасли.

Что касается поставок, Vaagen Brothers, известная вашингтонская лесопилка, уже выделила вторую компанию, специализирующуюся на CLT; ожидается, что другие заводы последуют этому примеру. Компания под названием Katerra недавно открыла крупнейший в Северной Америке завод по производству CLT в Спокане, штат Вашингтон, и законодатели штата готовы отметить это событие. Это может помочь в массовом производстве древесины в регионе.

На данный момент существует ряд ярких разовых проектов CLT в США: инновационный центр Catalyst в Спокане, офисное здание T3 в Миннеаполисе, кондоминиумы Carbon 12 в Портленде, штат Орегон, начальная школа Франклина в Западной Вирджинии и более.Но поскольку они разовые, они требуют много дополнительной работы по тестированию, проектированию и получению разрешений. И не хватает как подходящих материалов, так и знакомых с ними подрядчиков и строителей. «Это незрелая отрасль», — говорит архитектор Майкл Грин, чье основополагающее выступление на TED Talk 2013 года о массовом производстве древесины помогло поднять интерес в США. (Примечание: Катерра недавно приобрела Michael Green Architecture.)

Тем не менее, растущий энтузиазм строителей и защитников, похоже, ослабляет сопротивление.Почему они так настроены?

Преимущества массового бруса

1. Хорошо работает в условиях пожара

Особенно в США люди ассоциируют дерево в зданиях с конструкцией стержневого каркаса, 2X4 и фанеру, которые являются легковоспламеняющимися AF. Ничего не помогает и то, что в последнее время в средствах массовой информации пестрят изображениями горящих домов и жилых кварталов в Калифорнии. О массовых лесах это первый вопрос: а как насчет огня?

Дело в том, что большие, твердые, сжатые массы дерева на самом деле довольно трудно воспламенить.(Поднесите спичку к большому бревну некоторое время.) В случае пожара внешний слой массивной древесины будет иметь тенденцию обугливаться предсказуемым образом, что эффективно самозатухает и защищает внутреннюю часть, позволяя ей сохранять структурную целостность в течение долгого времени. несколько часов даже при сильном огне.

Отчеты об испытаниях CLT на огнестойкость поступают от Лесной службы США, Совета по международным кодексам и Фонда исследований противопожарной защиты. (Лесная служба также провела обширные взрывные испытания CLT, которые она успешно прошла, открыв дверь для его использования на военных объектах.Суть в том, что все строительные материалы должны соответствовать нормам, а CLT — нормам пожарной безопасности.

Интересное замечание: большинство людей не осознают, что «сталь ужасна в огне», — говорит Грин. «Когда он достигает умеренной температуры, это становится очень непредсказуемым, и дело сделано. Ваше здание должно быть снесено ». Когда Грин использует сталь, он часто окружает ее CLT, чтобы защитить ее в случае пожара.

2. Снижает выбросы углерода

Примерно 11 процентов мировых выбросов парниковых газов приходится на строительные материалы и строительство; еще 28 процентов приходится на строительные работы, которые в основном связаны с использованием энергии. По мере того как в ближайшие годы энергия станет чище, материалы и конструкции будут представлять все большую долю углеродного воздействия на здания. Именно на это и направлена масса древесины.

Определение воздействия массивной древесины на выбросы углерода в течение всего жизненного цикла — непростая задача. Необходимо подсчитать не менее трех углеродных эффектов.

Во-первых, некоторые выбросы парниковых газов производятся цепочкой поставок, начиная с лесного хозяйства. При лесозаготовках нарушается и высвобождается почвенный углерод, образуются растительные и древесные отходы, которые в конечном итоге гниют и выделяют углерод, а выбросы производятся транспортными средствами и механизмами, необходимыми для распиловки древесины, транспортировки ее на комбинат и обработки.Примечательно, что в большинстве традиционных анализов жизненного цикла поставки древесины считаются углеродно-нейтральными, если предполагается, что они поступают из устойчиво управляемых лесов; как мы увидим позже, это не всегда надежное предположение.

Во-вторых, некоторое количество углерода содержится в самой древесине, где он удерживается в зданиях, которые могут прослужить от 50 до сотен лет. Хотя точное количество будет зависеть от породы деревьев, методов ведения лесного хозяйства, транспортных расходов и ряда других факторов, Грин говорит, что хорошее практическое правило (подтвержденное этим исследованием) заключается в том, что один кубический метр древесины CLT связывает примерно одну тонну (1). .1 тонна США) СО2.

(Опять же, как мы увидим позже, это зависит от некоторых предположений о лесном хозяйстве.)

Это имеет значение. Shutterstock

В-третьих, что наиболее важно, замена бетона и стали массивной древесиной позволяет избежать включения углерода в эти материалы, что является существенным. На производство цемента и бетона приходится около 8 процентов глобальных выбросов парниковых газов, больше, чем любая другая страна, кроме США и Китая.На долю мировой черной металлургии приходится еще 5 процентов. Примерно полтонны CO2 выбрасывается для производства тонны бетона; При производстве одной тонны стали выбрасывается 2 тонны CO2. Все эти воплощенные выбросы избегаются при замене CLT.

Точное соотношение этих трех углеродных эффектов будет зависеть от индивидуальных случаев, но исследования показывают, что для всех, кроме самых плохо управляемых лесов, общим воздействием использования CLT вместо бетона и стали будет сокращение парниковых газов.В исследовании 2014 года, опубликованном в Journal of Sustainable Forestry, был подробно рассмотрен вопрос о влиянии углерода на крупномасштабную замену древесных материалов на альтернативные продукты и сделан вывод: «В глобальном масштабе можно устойчиво заготавливать как достаточное количество дополнительной древесины, так и потребность в достаточной инфраструктуре зданий и мостов. должны быть построены для сокращения годовых выбросов CO2 на 14–31% и потребления FF на 12–19%, если часть этой инфраструктуры будет сделана из дерева ». По его словам, наибольшее сокращение выбросов CO2 произошло за счет «отказа от избыточной энергии [ископаемого топлива], используемой для изготовления стальных и бетонных конструкций.”

Совсем недавно группа из Вашингтонского университета попыталась провести полный комплексный анализ жизненного цикла, сравнивая «гибридное, среднеэтажное коммерческое здание из кросс-ламинированной древесины (CLT)» с «железобетонным зданием с аналогичными функциями. характеристики.» Подсчитав все факторы, они пришли к выводу, что здание CLT представляет «26,5% -ное снижение потенциала глобального потепления».

Это, вероятно, неплохая оценка, основанная на практическом опыте, хотя, опять же, эта цифра может быть увеличена в любом направлении за счет лучших или худших методов ведения лесного хозяйства, транспорта, фрезерования, строительства и утилизации.

3. Позволяет строить здания быстрее, с меньшими затратами на рабочую силу и меньшими отходами

Вместо того, чтобы заказывать материалы в массовых количествах, разрезать по размеру на месте и собирать, как при традиционном строительстве, большая часть труда и изготовления зданий из CLT выполняется на заводе, часто с использованием станков с числовым программным управлением (ЧПУ). для точных разрезов.

Если архитекторы и дизайнеры предоставят подробные планы, фабрика может изготовить, например.g., стена CLT в точном соответствии со спецификациями, с дверными и оконными проемами в нужных местах и с местом для водопровода и электричества. Это практически исключает отходы материала — нет вырезов в дверях и окнах, которые можно было бы выбросить, потому что древесина никогда не закладывалась в них. При производстве под управлением компьютера древесина укладывается только там, где это необходимо.

Поскольку эти сборные элементы могут быть собраны по несколько за раз, последовательно, с относительно небольшими трудозатратами, они могут быть доставлены на строительную площадку точно в срок, что позволяет избежать массовых запасов на месте и минимизировать затраты на месте. срыв.Строительные проекты можно втиснуть в тесные, своеобразные городские пространства.

Даже высокие башни можно построить за несколько недель с низкими затратами на рабочую силу. По данным производителей пиломатериалов из хвойных пород, «массивные деревянные дома строятся примерно на 25% быстрее, чем бетонные, и требуют на 90% меньше строительного трафика».

Заводское производство «создаст высокий уровень повторяемости, который приведет к сокращению отходов и потраченных впустую затрат» обычного строительства, говорит Грин, что в конечном итоге сделает что-то вроде набора запчастей для дома невероятно дешевым.

Действительно, в статье для National Geographic журналист Саул Эльбейн пишет о Джоне Кляйне, архитекторе из Массачусетского технологического института, который считает, что «его фирма могла бы предложить многолюдным городам 2020-х годов линейку стандартизированных, настраиваемых квартир средней этажности и офисных зданий. , по большей части изготовленные из модульной массивной древесины, которую разработчики могли заказать в спецификациях, как диваны IKEA ».

Прямо сейчас, говорит Кляйн, «каждое здание — это прототип», спроектированный и построенный один раз. Массовая древесина поможет это изменить.

4.Это фантастика при землетрясениях

Эффективность массивной древесины при землетрясениях была многократно проверена (и проверена и проверена) и оказалась чрезвычайно хорошей.

В то время как бетон просто трескается при землетрясениях, что означает, что бетонные здания необходимо сносить и заменять, деревянные здания можно ремонтировать после землетрясений.

Массивная древесина также легче и может быть построена на городских землях, например. заброшенные поля, не подходящие для тяжелого бетонного строительства.

5. Это эстетически и даже духовно привлекательно

Древесина часто остается открытой в массовых деревянных зданиях — ее не нужно обертывать или укреплять, чтобы соответствовать нормам — и нет ничего более красивого, чем большие участки открытой древесины. Это привлекательно на первичном уровне, это связь с природой. По словам Грин, дерево — это «отпечаток пальца природы в зданиях», который оказывает глубокое успокаивающее действие.

Архитектор Сьюзан Джонс из Atelierjones LLC руководила строительством одной из первых односемейных резиденций CLT — ее дома в Сиэтле, построенного пять лет в соответствии с суперэффективными стандартами пассивных домов.(Об этом было рассказано в журнале Dwell Magazine.) «Нам нравится там жить», — говорит она. Интерьер полностью отделан деревом, а «акустика невероятно богатая, есть красивый тон, в воздухе все еще чувствуется легкий запах сосны, а то, как он улавливает свет, просто волшебно». Джонс говорит, что, учитывая все обстоятельства, строительство ее дома с использованием CLT увеличило общие затраты примерно на 8 процентов.

Внутри дома CLT Сьюзан Джонс. Ателье Джонс

(См. Также этот очень крутой дом CLT в Атланте, который вы можете арендовать через Airbnb.)

Массивная древесина также является хорошим естественным изолятором: «Хвойная древесина в целом имеет примерно одну треть теплоизоляционной способности сопоставимой толщины стекловолоконной изоляции, но примерно в 10 раз больше, чем у бетона и кирпичной кладки, и в 400 раз больше, чем цельная сталь. ” Это делает его особенно подходящим для окон и дверей.

6. Это может помочь заплатить за хорошее управление лесным хозяйством на государственной земле

Леса на Западе превратились в пороховые бочки отчасти из-за изменения климата, а отчасти из-за многих лет плохого управления.Они заполнены деревьями мертвыми или ослабленными от нашествия сосновых жуков. Десятилетия чрезмерно усердной противопожарной защиты заставили их задыхаться от густых деревьев небольшого диаметра. В последнее время, когда вокруг все это возжигание, «так много топлива, что интенсивность огня стирает все с лица земли», — говорит Хилари Франц, уполномоченный по делам общественных земель в штате Вашингтон. Земля постоянно покрыта шрамами.

Леса на государственных землях остро нуждаются в прореживании, но средств всегда не хватает. Это натолкнуло Франца на мысль: использовать слабые и маленькие деревья, для которых нет другого рынка, для массового производства древесины.(Подойдут бревна с вершиной всего 4,5 дюйма.) Достаточно большой рынок массивной древесины создаст финансирование для прореживания этих деревьев. В качестве бонуса Франц хочет использовать массивную древесину для строительства недорогого доступного жилья на государственной земле.

7. Он может создать рабочие места в неблагополучных сельских районах

Хвойные (в основном сосновые, еловые или пихтовые) леса в США в основном встречаются на северо-западе и юго-востоке, и общины, которые живут и работают в них, испытывают трудности, особенно после жилищного кризиса и великой рецессии.

Новый спрос на хвойную древесину может помочь открыть некоторые из закрытых заводов и возродить некоторые из этих сообществ, согласовав их интересы с программой национального возрождения в стиле Green New Deal.

8. Другого выбора нет

В своем выступлении на TED Грин отмечает, что миллиарды людей во всем мире не имеют дома — полмиллиона в Северной Америке — и в грядущем столетии им придется жить, в основном в городах. Если все это городское жилье будет выполнено из бетона и стали, климат будет в шланге.

«В течение следующих 20 лет будет построено более половины новых зданий, ожидаемых к 2060 году», — сообщает Программа ООН по окружающей среде (ЮНЕП). «Что еще более тревожно, две трети этих дополнений, как ожидается, произойдут в странах, которые в настоящее время не имеют обязательных строительных норм и правил».

Необходимо найти более устойчивую альтернативу. А древесина — единственный материал, в достаточном количестве и возобновляемый, чтобы выполнять эту работу. Нам нужно выяснить, как заставить его работать.«У нас нет выбора, — сказал мне Грин. «Это единственный вариант».

«Улыбка», общественный павильон из CLT, спроектированный и построенный в Лондоне в 2016 году архитектором Элисон Брукс. Архитекторы Элисон Брукс

Оговорки о массовой древесине

Из всего, что я читал и среди всех, с кем я говорил о массовом дереве, я не встречал ничего, кроме энтузиазма по поводу его архитектурных свойств. Единственным исключением может быть коалиция Build With Strength, которая выступила против массового включения древесины в IBC, охарактеризовав ее как хрупкую, легковоспламеняющуюся и экологически неустойчивую.Но Build With Strength, кхм, спонсируется бетонной промышленностью.

В целом, архитекторы и строители в восторге от массового производства древесины, равно как и лесозаготовительные предприятия и сообщества, политики лесопромышленных штатов, ястребы, занимающиеся вопросами климата, обеспокоенные углеродным воздействием зданий, и городские власти, ищущие способы ускорить декарбонизацию (и выиграть некоторую прибыль). PR).

Не все шло гладко — несколько панелей CLT треснули и рухнули во время строительства здания Университета штата Орегон в марте 2018 года; планы строительства деревянной башни в Портленде, штат Орегон, провалились, но попутный ветер, стоящий за массивной древесиной, очень силен.Материал, который можно выращивать в изобилии, создает рабочие места в сельской местности, снижает строительные отходы и затраты на рабочую силу, а также замедляет рост бетона и стали, кажется беспроигрышным вариантом.

Существующие добросовестные оговорки касаются цепочки поставок, и они бывают двух форм.

Во-первых, защита и правильное управление лесами — это огромная часть борьбы с изменением климата и сохранения пригодного для жизни мира. Нетронутые лесные экосистемы обеспечивают не только связывание углерода, но и экосистемные услуги, среду обитания диких животных, отдых и красоту.

Сплошная рубка в Орегоне. Shutterstock

Экологи опасаются, что леса Северной Америки недостаточно защищены, чтобы выдержать резкий скачок спроса. Совет по защите природных ресурсов представил ужасающий отчет о (систематически заниженном) количестве парниковых газов, выбрасываемых в результате сплошных рубок в бореальных лесах Канады, поскольку нетронутые экосистемы заменяются управляемыми лесными монокультурными культурами. (Подробнее о повреждении бореальной зоны в этом отчете.В Oregon Wild есть аналогичный отчет об устаревших правилах лесного хозяйства в этом штате, которые являются одними из самых слабых в стране.

Существует два конкурирующих стандарта сертификации заготавливаемой древесины: Инициатива устойчивого лесного хозяйства (SFI), спонсируемая отраслью, и Лесной попечительский совет (FSC), независимый орган, созданный защитниками окружающей среды. Неудивительно, что стандарты FSC значительно строже в отношении сплошных рубок, использования пестицидов и многого другого. Хотя у SFI есть свои защитники и недавно были проведены реформы, на экологов это не произвело впечатления, и несколько архитекторов и строителей, с которыми я разговаривал, решительно предпочли использовать древесину FSC.(Джонс сказала, что предлагает это клиентам, но это добавляет 10-процентную надбавку, поэтому они не всегда идут на это.)

Во-вторых, некоторые защитники окружающей среды обеспокоены тем, что преимущества древесины как строительного материала в отношении секвестрации переоцениваются.

Международный институт устойчивого развития опубликовал в прошлом году отчет, в котором рассматриваются пробелы и недостатки в анализе жизненного цикла применительно к строительным материалам, в частности к дереву. Они обнаружили, что «существующие LCA дают сильно различающиеся результаты даже для аналогичных зданий», что существуют широкие региональные различия в характеристиках зданий, и, что особенно важно, что LCA имеет тенденцию преувеличивать важность «воплощенного углерода» в древесине, игнорируя или недооценка выбросов в других частях жизненного цикла.

В частности, говорится в сообщении, наиболее неопределенные части большинства ОЖЦ связаны с углеродом, секвестрированным в древесине , и углеродом, высвобождающимся в конце срока службы — двумя вопросами, имеющими центральное значение для массового производства древесины.

Многочисленные экологические группы, возглавляемые Sierra Club, подписали в 2018 году открытое письмо официальным лицам штата Калифорния, призывая проявлять осторожность в отношении массовой древесины. Примечательно, что они не возражали категорически. Они утверждали, что благодаря современным методам ведения лесного хозяйства его климатические преимущества преувеличены.«CLT не может быть экологически безопасным, если он не исходит из экологически безопасного лесного хозяйства», — заявили они.

В письме приводится краткий перечень принципов, которыми следует руководствоваться в экологически безопасном лесном хозяйстве, в том числе: «Необходимо прекратить вырубку оставшихся спелых и девственных лесов мира, а также непроходимых / неосвоенных и других нетронутых лесных ландшафтов». И: «Посадки деревьев не должны создаваться за счет естественных лесов».

Хотя это и не идеально, они пришли к выводу, что «FSC-сертификация частных лесных угодий может способствовать прогрессу в правильном направлении.”

«Нет никаких сомнений в том, что [FSC] является золотым стандартом, — говорит Джонс, — но все это лучше, чем ничего не делать».

Массовая древесина должна сочетаться с устойчивым лесным хозяйством

Что мы должны сделать из всего этого?

Есть много способов уменьшить воздействие строительного сектора на окружающую среду и климат, некоторые из которых, возможно, более важны, по крайней мере на данный момент, чем воплощенный углерод материалов. К ним относятся плотные городские засыпки и мультимодальные перевозки, более устойчивые цепочки поставок и методы строительства, электрификация систем отопления и охлаждения, а также улучшение характеристик зданий (эффективное тепло, свет и циркуляция воздуха).

Но, тем не менее, математика ясна: это будет катастрофа, если мы попытаемся приспособить растущее, урбанизирующееся население 21 века зданиями из бетона и стали, точно так же, как это будет катастрофой, если мы попытаемся сделать это с помощью генерируемой энергии. из ископаемого топлива.

Массовая древесина представляется единственной жизнеспособной альтернативой. И это круто! Это сокращает отходы и затраты, открывает возможность массового производства недорогого жилья на заводе и пробуждает интерес и творческий потенциал строительного сообщества.»Это так весело!» Джонс говорит.

T3 Bayside в Торонто — после завершения строительства в 2021 году, самая высокая офисная башня из дерева в Северной Америке. 3XN

Как бы круто это ни было, было бы катастрофой, если бы переход на массовую древесину привел к дальнейшей потере зрелых лесов и усилению сплошных рубок. Воздействие неустойчивого лесного хозяйства может свести на нет остальные выгоды.

Для меня моральные, экономические и стратегические аргументы указывают на одно и то же: массовая древесина стоит прославлять и поддерживать, но она всегда и везде должна идти рука об руку с новым акцентом на экологически безопасное лесное хозяйство.По крайней мере, каждый, кто выступает за массовую древесину или участвует в ее производстве, должен добиваться того, чтобы стандарты сертификации FSC стали нормативным уровнем, а не добровольным потолком.

Дров достаточно; По оценкам Грина, 20 лесам Северной Америки требуется около 13 минут, чтобы в совокупности вырастить достаточно древесины для 20-этажного здания. Но если мы хотим, чтобы леса сделали для нас больше, чтобы обеспечить все наши квартиры, офисы и дома, мы должны заботиться о них, чтобы они могли делать то же самое для будущих поколений.

Дополнительная литература

Некоторые подробные ресурсы для людей, которые хотят заняться массовым лесным хозяйством:

У отраслевой группы Think Wood есть руководство по CLT, которое охватывает «производство, конструктивное проектирование, соединения, пожарные и экологические характеристики, а также подъем и перемещение элементов CLT». Он также предлагает множество страниц по конкретным темам, связанным с таймером массы, например, CLT.
Фирма Fast + Epp, занимающаяся проектированием строительных конструкций, имеет «Руководство разработчика по массивной древесине», «краткий обзор различных типов массивной древесины, примеры недавних массовых деревянных башен, маркетинговые возможности, а также преимущества и риски строительства.”
В журнале Canadian Architect есть чрезвычайно подробный учебник по массивной древесине с точки зрения строительной инженерии.
Central City Association of Los Angeles есть красивый технический документ, обобщающий массовый таймер.
Utility Dive есть интервью с архитектором Эндрю Цэем Джейкобсом, которое он называет «массовой древесиной 101».

Несколько хорошо сделанных и доступных для СМИ знакомств с массовой древесиной:

И не пропустите выступление Майкла Грина на TED Talk.

Дерево: экологичный строительный материал

Экологическая устойчивость стала глобальной проблемой. Страны и корпорации все больше осознают причиняемый ими ущерб и ищут способы смягчить его. Строительные процедуры и материалы могут нанести вред окружающей среде, и это вызвало интерес к разработке экологически чистых методов и материалов.

Частные лица, компании и правительства стремятся улучшить экологические характеристики своих зданий и используемых материалов.На здания приходится 35-40% потребления энергии в США и примерно такой же процент выбросов углерода в стране. Зеленое строительство является ключом к устойчивости и уменьшению ущерба окружающей среде.

Реализуйте экологичные методы строительства в своем следующем строительном проекте.

Древесина — это возобновляемый ресурс, который может способствовать устойчивости в строительной отрасли. Может быть трудно думать о древесине как о экологически чистом материале, поскольку она связана с вырубкой лесов.Однако искусственные строительные материалы, такие как бетон и сталь, имеют огромный углеродный след, нанося еще больший ущерб окружающей среде. Использование дерева вместо стали или бетона снижает воздействие на окружающую среду, а также затраты на строительство и эксплуатацию.

Достижения в строительных технологиях позволяют использовать древесину в широком спектре нежилых, многоэтажных и длиннопролетных зданий. Строительные нормы и правила соответственно эволюционировали, чтобы приспособить к деревянным методам строительства.

Дерево как строительный материал

Дерево — универсальный органический материал и единственный возобновляемый строительный материал.Деревянные конструкции обладают определенными свойствами, которые делают их прочными и прочными. При соответствующей антипиреновой обработке древесина может быть надежным строительным материалом с долгим сроком службы.

Преимущества древесины

Термические свойства: древесина не подвергается значительному расширению при нагревании. Также сочетание низкой теплопроводности и высокой удельной теплоемкости обеспечивает изоляция

Акустические свойства: древесина может усиливать или ослаблять звук в зависимости от ее ориентации. Звук передается по направлению волокон и смягчается в перпендикулярном направлении.

Электрические свойства: Сухая древесина является отличным электроизоляционным материалом и не накапливает статическое электричество. Однако учтите, что электрическое сопротивление древесины обратно пропорционально ее влажности

Механические свойства: Древесина обладает высокой прочностью и долговечностью. Он также имеет большую разрывную длину — длину, при которой материал ломается под собственным весом при подвешивании

Эстетические свойства: Дерево считается уютным, деревенским и декоративным.Он также предлагает разнообразие по цвету, форме, запаху и текстуре. Дерево можно красить для достижения желаемой отделки. Благодаря такой универсальности этот материал также является отличным выбором для создания мебели для интерьера вашего дома. Если вы энтузиаст DIY, вы можете создавать простые изделия из дерева, будь то для декора или для практического использования.

Обслуживание: Дерево не ржавеет, как металлы, и его можно ремонтировать и поддерживать в хорошем состоянии. Старое дерево можно восстановить, хотя операция может стоить дорого

Разновидность: существует более 5000 видов древесины, и свойства, упомянутые выше, различаются для каждого вида.

Общие сведения об ограничениях древесины

Дерево имеет ограничения, как и любой строительный материал, но их можно смягчить с помощью нескольких методов защиты. В идеале древесина должна использоваться в продуктах, которые используют ее преимущества и где ее ограничения не являются серьезной проблемой.

Усадка и набухание: древесина гигроскопична, что означает, что она впитывает влагу из воздуха. Это приводит к усадке и разбуханию древесины.

Биотическое разложение: Поскольку древесина является органическим материалом, она служит пищей для некоторых растений и животных.Биологическая порча может произойти в результате нападения грибов, термитов, жуков, муравьев и т. Д.

Абиотическая порча: Небиологическая порча древесины может быть вызвана солнцем, ветром, водой, химическими веществами и огнем. Использование толстой древесины в качестве структурного элемента может помочь уменьшить порчу.

Методы защиты древесины для повышения производительности

Выбор правильной породы дерева в соответствии с условиями проекта является ключевым моментом, чтобы убедиться, что она будет работать должным образом. Основные методы защиты древесины включают сушку, покрытие и пропитку.Это может помочь устранить основные ограничения материала.

Покрытие:

Обеспечивает защиту как для внутреннего, так и для наружного применения
Предотвращает быстрое поглощение и потерю влаги
Уменьшает усадку и набухание
Некоторые покрытия защищают древесину от ультрафиолетовых лучей
Фунгициды можно добавлять в покрытия

Сушка: сушка может предотвратить разложение древесины, обычно ее сушат на воздухе или в печи.Метод сушки в печи более эффективен, потому что он убивает грибок и насекомых, одновременно более эффективно удаляя влагу.

Консерванты для древесины: используются в ситуациях, когда древесина будет постоянно подвергаться воздействию жидкостей, насекомых и погодных условий.

Антипирены: невозможно сделать древесину негорючей, но ее можно обработать антипиренами. Для древесины используются два типа замедлителей: покрытия и химические водорастворимые соли. Они увеличивают температуру горения, уменьшают образование горючих газов и уменьшают распространение и проникновение пламени.

Древесина как экологически чистый продукт

Возобновляемая

В отличие от других строительных материалов, таких как бетон и сталь, дерево является возобновляемым. Его можно выращивать и собирать несколько раз.

Сокращение, повторное использование и переработка

Древесные отходы можно перерабатывать и преобразовывать в новые продукты. Кроме того, инновационный дизайн может оптимизировать использование материалов и сократить количество отходов.

Углеродный след

В процессе производства стали и бетона в окружающую среду выделяется углекислый газ, транспорт также увеличивает выбросы углерода.Древесина, заготовленная в лесах с устойчивым управлением, имеет меньший углеродный след, а деревья поглощают углекислый газ во время фотосинтеза

Лесная сертификация

Ищите сертифицированную древесину, чтобы быть уверенным, что она происходит из экологически чистых лесов. Это помогает обеспечить соблюдение лесохозяйственной практики среди потребителей и розничных продавцов, устраняя разрушительные методы лесозаготовки.

Дерево как строительный материал — Типы, структура, обработка — Руководство по строительным технологиям

🕑 Время чтения: 1 минута

Дерево — один из наиболее часто используемых природных строительных материалов в мире.Ряд ценных свойств, таких как низкая теплопроводность, небольшая насыпная плотность, относительно высокая прочность, способность к механической обработке и т. Д., Делают древесину известным строительным материалом. Древесину можно использовать наиболее экономично, не тратя впустую какие-либо производные от нее. Даже опилки, полученные при распиловке древесины, также могут быть использованы для изготовления древесноволокнистых плит, бумаги и т. Д. В этой статье мы собираемся обсудить классификацию и структуру дерева, а также обработку древесины от вырубки дерева до консервации древесины.

Виды деревьев для производства древесины Деревья подразделяются на следующие типы в зависимости от способа их роста.

Экзогенный
Эндогенный

1. Экзогенный Экзогенные деревья — это деревья, растущие вовне. Горизонтальный разрез такого дерева содержит несколько колец, которые представляют собой не что иное, как годичные кольца. Эти кольца можно использовать для предсказания возраста дерева. Большинство экзогенных деревьев можно использовать во многих инженерных целях.Экзогенные деревья подразделяются на следующие типы.

Рис.1: Экзогенное дерево

Хвойные деревья Хвойные деревья — это не что иное, как деревья из мягкой древесины, которые также называются зелеными деревьями. Древесина этих деревьев светлая, легкая по весу, малоплотная и плохо защищенная от огня. Примеры: сосна, ель, красное дерево, ель, деодар, кедр и т. Д.

Лиственные Лиственные деревья — это деревья из твердых пород древесины. Листья у этого типа деревьев обычно широкие, осенью опадают, а весной растут.Для строительных целей больше всего подходят лиственные деревья. Древесина лиственных деревьев темного цвета, плотная, наиболее тяжелая и пожаростойкая. Примеры: клен, красное дерево, дуб, тик, орех, бабул и т. Д.

2. Эндогенный Эндогенные деревья — это деревья, растущие внутрь, которые содержат волокнистую массу в продольном сечении. Древесина этих деревьев используется в некоторых ограниченных инженерных целях. Примеры: бамбук, пальма, тростник и т. Д.

Рис. 2: Эндогенное дерево

Структура дерева Структуру дерева можно разделить на две категории:

Макроструктура
Микроструктура

1.Макроструктура Структура дерева, видимая невооруженным глазом, называется макроструктурой дерева. Макроструктура дерева содержит следующие компоненты

Пробковая
Сердце из дерева
Заболонь
Слой камбия
Внутренняя кора
Внешняя кора
Медуллярные лучи

Рис. 3: Макроструктура дерева

Сердечник Сердцевина или самая внутренняя часть дерева называется сердцевиной.Он содержит целлюлозные ткани, которые помогают растениям расти в молодом возрасте.

Сердце из дерева Сердцевина — это часть вокруг сердцевины, которая имеет темный цвет и содержит несколько годовых колец. Он очень твердый и придает дереву жесткость. Древесина сердца используется в нескольких инженерных целях из-за ее прочности и долговечности.

Заболонь Заболонь древесины содержит внешние годовые кольца. Это указывает на недавний рост дерева и имеет светлый цвет.Он содержит сок, который помогает в росте прядей.

Слой камбия Слой камбия содержит сок, который через некоторое время превратится в заболоченную древесину. Он не должен подвергаться воздействию атмосферы, иначе дерево может погибнуть.

Внутренняя кора Защитный слой камбиевого слоя известен как внутренняя кора.

Внешняя кора Самый внешний слой секции дерева называется внешней корой или корой. Он содержит клетки древесного волокна.

Медуллярные лучи Лучи, идущие от сердцевины к слою камбия, известны как сердцевинные лучи.Эти лучи удерживают вместе годовые кольца заболони и сердцевины.

2. Микроструктура Микроструктуру дерева можно увидеть только при большом увеличении. Он содержит ячейки разной формы и размера. Эти клетки отвечают за многие действия, такие как транспортировка питательных веществ к ветвям от ствола, прочность дерева и т. Д.

Обработка древесины Обработка древесины включает следующие этапы

Валка деревьев
Приправа древесины
Преобразование древесины
Консервация древесины

1.Рубка деревьев Валка деревьев — это не что иное, как рубка деревьев, пригодных для инженерных целей. Валку следует производить, когда дерево созреет. Только тогда он содержит больше сердцевины, чем заболони. Идеальный возраст деревьев для рубки — от 50 до 100 лет. Лучшее время для вырубки деревьев — середина зимы для равнинных участков и середина лета для холмистых мест. Сначала делается разрез в самой нижней части ствола со стороны предполагаемого падения дерева.Срез должен находиться за пределами центра тяжести дерева. Затем сделайте параллельный пропил точно противоположный первому. Затем обвяжите верхушку дерева 4 веревками с 4 сторон. Теперь потяните веревку с первой отрезанной стороны и ослабьте веревку с противоположной стороны. Используя две другие веревки, медленно покачивайте дерево. Затем дерево начинает ломаться по срезам и плавно падает на землю. Обрубают ветки, снимают кору и нарезают нужных размеров.

Рис. 4: Валка дерева

2.Приправа древесины Под выдержкой древесины понимается удаление из нее влаги. Только что поваленное дерево содержит до 50% воды от его сухого веса. Древесина содержит свободную и связанную влагу. Свободная влага присутствует в древесине в виде водяного пара, а связанная влага присутствует в стенках ячеек. Когда доходит до приправы, сначала испаряется свободная влага, и эта точка называется точкой насыщения волокна. После точки насыщения волокна древесина будет давать усадку при сушке, что является не чем иным, как испарением связанной влаги.Есть два метода приправы:

Приправа натуральная
Искусственная приправа

Рис. 5: Приправа древесины

Читайте также: Различные способы выдержки древесины

3. Переделка древесины Преобразование древесины — это процесс распиловки древесины на необходимые секции. Это можно сделать с помощью силовых машин. Для экономичного преобразования древесины необходимы квалифицированные специалисты. Преобразование может быть выполнено четырьмя типами следующим образом

Обычное пиление
Тангенциальная резка
Квартал
Радиальная распила

Обычное пиление Это наиболее используемый и простой способ распиловки.Распил производится через сечение бруса перпендикулярно годовым кольцам. В этом случае потери древесины минимальны. Полученные доски не имеют равной прочности. Наружные доски содержат заболонь и дают большую усадку, в то время как доски внутренней части содержат древесину сердцевины, которая дает меньшую усадку.

Рис. 6: Обычное пиление

Тангенциальная резка В этом типе пиления надрезы касаются годичных колец и встречаются под прямым углом. Этот метод подходит, когда годовые кольца сильно отличаются друг от друга.

Рис. 7: Тангенциальная резка

Квартальный распил При распиловке на четверть пропилы выполняются под прямым углом друг к другу. Это подходит, когда древесина не имеет отчетливых сердцевинных лучей.

Рис. 8: Распиловка на четверть

Радиальная распиловка При этом виде распиловки разрезы производятся параллельно сердцевинным лучам в радиальном направлении. При таком способе потери древесины максимальны.

Рис. 9: Радиальная распиловка

4. Консервация древесины Завершающим этапом обработки древесины является консервация, которая проводится для увеличения прочности древесины, а также для защиты от грибков, насекомых и т. Д.по дереву. Обычно в качестве консервантов используются ASCU, каменноугольная смола, масляные краски, краски Solignum и т. Д.

Рис. 10: Консервация древесины

Читайте также: Сохранение древесины — используемые методы и материалы

Деревянное строительство снижает воздействие на климат

Путь к климатически нейтральному обществу предполагает снижение выбросов, повышение энергоэффективности и увеличение накопления углерода.

В секторе строительства и недвижимости это повлияет как на этапы производства, так и на этапы использования.Для новостроек это означает выбор строительных материалов и процесс строительства с низким воздействием на окружающую среду и энергоэффективным зданием в конце. Что касается существующих зданий, основное внимание будет уделяться повышению энергоэффективности, поскольку большая часть воздействия на окружающую среду на этапе строительства уже произошла. Но даже здесь есть возможности уменьшить воздействие на климат за счет выбора материалов во время ремонта и технического обслуживания.

Во второй половине 20 века основное внимание уделялось ограничению воздействия на климат на этапе эксплуатации здания за счет снижения энергопотребления.Исследования последних лет показали, что на процесс строительства приходится более 50 процентов воздействия нового здания на климат на протяжении всего его жизненного цикла. Во многом это связано с тем, что новые здания становятся все более энергоэффективными, а для отопления используются возобновляемые источники энергии. Поскольку на добычу и производство строительных материалов приходится значительная часть выбросов в течение жизненного цикла здания, при выборе материалов и системы строительства необходимо также учитывать влияние на климат.Для точной оценки в расчеты необходимо включить эффект накопления углерода в древесине, поскольку это единственный полностью возобновляемый строительный материал, в котором накапливается углерод. Требование декларации о климате на этапе строительства является одним из элементов инициативы по снижению воздействия зданий на климат.

Современное деревянное строительство на подъеме

Древесина долгое время была основным строительным материалом для небольших зданий, занимая более 90 процентов рынка.Хотя промышленное строительство более крупных жилых домов является относительно молодым сектором в Швеции, он быстро рос с тех пор, как в середине 1990-х годов был отменен запрет на строительство деревянных домов выше двух этажей. Сейчас доля рынка современного деревянного домостроения составляет около 15 процентов, и интерес к нему продолжает расти.

В последние годы произошел решающий прорыв в области промышленного деревянного строительства с увеличением инвестиций в промышленные здания и развитием процессов и технологий, увеличивающих возможности строительства многоквартирных домов из дерева.Значительные инвестиции были вложены в новые производственные мощности для сборных модулей и различных строительных систем на основе древесины, таких как клееный брус, клееный брус (LVL), легкие балки и балки, а также массовое деревянное строительство с использованием поперечно-клееного бруса (CLT), все это позволяет увеличить производственные мощности и в то же время снизить воздействие на климат. Несколько местных властей сыграли важную роль в увеличении спроса, разработав стратегии муниципального деревянного строительства.

Малый вес древесного сырья открывает возможности для более крупного заводского изготовления и промышленного производства компонентов, которые затем собираются на строительной площадке. Большая несущая способность и более длинные пролеты могут быть достигнуты с использованием клееного бруса и элементов CLT. Это позволяет строить более высокие деревянные дома с сборными стенами и перекрытиями, а также производить сборку на месте. Так в Швеции уже строят многоквартирные дома высотой более восьми этажей.

Высокая степень заводского изготовления в отрасли также резко снижает количество поставок на строительную площадку, что является большим преимуществом не только для окружающей среды, но также для дорожной обстановки и местных жителей.

В 2019 году сектор деревянного строительства представил правительству Швеции свою дорожную карту на 2025 год. Дорожная карта была составлена всем сектором деревянного строительства и должна рассматриваться как предложение правительству, которое в двух политических заявлениях подчеркивает важность расширения промышленного строительства из дерева. Он рисует картину растущей отрасли, которая меняет определение процесса строительства и радикально сокращает воздействие строительного сектора на климат.

Более крупное деревянное строительство является частью решения проблемы увеличения жилищного строительства и ключевым фактором в достижении наших целей в отношении климатической нейтральности.Если к 2025 году половина жилых домов Швеции будет построена из дерева, а не из других материалов, воздействие на климат на этапе строительства можно будет сократить примерно на 40 процентов ежегодно. В сочетании с увеличением объемов деревянного строительства в государственных и частных застройках это составит около 1 миллиона тонн углекислого газа в год. Если к эффекту замещения добавить накопление углерода в древесине, расчетная экономия составит 2–4 миллиона тонн углекислого газа в год.

Стандарты и экологическая декларация продукции

Существует ряд стандартов, которые можно использовать для оценки воздействия здания на окружающую среду.Эта работа ведется на международном уровне, внутри ЕС и в каждой отдельной стране. В Швеции за работу по стандартизации отвечает Шведский институт стандартов (SIS). Работа ведется по согласованию с предприятиями и организациями.

В стремлении к достижению цели, при которой все здания проектируются с минимальным воздействием на климат во время производства строительных материалов, самого строительства, эксплуатации здания, его сноса и окончательной обработки, это затронет всех в процессе строительства.Для новостроек необходимо предоставить данные о воздействии здания на окружающую среду, чтобы разработчик мог сравнивать различные предложения друг с другом.

Существуют стандарты и документы по управлению, связанные с окружающей средой, которые скоординированы иерархически, как изложено ниже.

Основой для всех экологических стандартов являются ISO 9001 и ISO 14001. Затем следуют стандарты оценки жизненного цикла. ISO 14040, ISO 14044 и ISO 14025 описывают, как перенести результаты оценки жизненного цикла в экологическую декларацию продукта.

Правила категорий продуктов (PCR) определяют, как составить экологическую декларацию продукта для конкретной группы продуктов. PCR SS-EN 15804 используется для строительных изделий, а PCR SS-EN 15978 — для зданий. Говоря упрощенно, разница между двумя методологическими стандартами заключается в том, что SS-EN 15978 генерирует данные, позволяющие сравнивать воздействие на окружающую среду различных зданий, а SS-EN 15804 помогает декларировать воздействие на окружающую среду конкретного материала. Никогда нельзя сравнивать дерево с бетоном или сталью.Однако вы можете сравнить разные здания и увидеть их общее воздействие на окружающую среду. Стандарты следует использовать для изучения того, как разные материалы работают в разных контекстах.

Эти стандарты позволяют рассчитать и представить сравнительные данные об устойчивости построенной конструкции на протяжении всего срока ее службы. В SS-EN 15804 и SS-EN 15978 жизненный цикл разделен на различные фазы, которые, в свою очередь, разделены на несколько модулей.

A 1-5: Производство строительных материалов и строительство
B 1-7: фаза эксплуатации здания
C 1-4: Снос конструкции и утилизация отходов
D: Переработка строительных материалов

Таблица 5 Экологическая оценка здания

Пропустить таблицу

Информация о жизненном цикле здания				Прочая информация
A 1-3 Производство	A 4-5 Строительство	B 1-7 Эксплуатация	C 1-4 Окончание срока службы	D Прочая информация
A1 Сырье A2 Транспорт A3 Производство	A4 Транспорт A5 Земляные и монтажные работы, а также установка на объекте	B1 Использование B2 Уход и техническое обслуживание B3 Ремонт B4 Замена B5 Ремонт и модернизация B6 Energy B7 Вода	C1 Снос C2 Транспортировка C3 Управление отходами C4 Окончательная обработка	Плюсы и минусы вне системных параметров, эл.грамм. экологическая сертификация, рекуперация энергии из древесины.
Восходящий поток	Центральный	Нисходящий поток
Подробная информация, если возможно, в противном случае из базы данных строительства.	Подробная информация о производстве каркаса, транспортировке на строительную площадку и на строительной площадке, использовании энергии и отходах при строительстве здания.	B1 – B5 согласно приложению со стандартными сроками обслуживания и ремонта.Использование энергии из расчета энергии C1 – C4, сценарий управления отходами с использованием существующих методов.		Сообщите любую экологическую информацию или другую важную информацию о проекте.

Källa: Tyréns

Положительные свойства древесины

Дерево — это натуральный и возобновляемый материал, который производится на месте с минимальными транспортными потребностями. Побочные продукты производства используются для выработки энергии, а производственный процесс создает минимальные отходы.Материал накапливает углекислый газ на протяжении всего срока службы, а в конце срока службы его можно использовать в качестве биотоплива для замены ископаемого топлива.

Целью модулей является обеспечение возможности разделения всех данных оценки жизненного цикла (ОЖЦ), чтобы было ясно, где возникает воздействие на окружающую среду и где возникают экологические выгоды. Стандарты должны использоваться для декларации экологических характеристик, т.е. без уровней и классов. Однако эти экологические декларации могут использоваться в качестве основы для схем экологической сертификации, в которых классифицируются продукты или здания.

Экологический паспорт зданий

В настоящее время существуют общепринятые способы расчета воздействия здания на климат на протяжении всего его жизненного цикла. Существует также ряд систем экологической сертификации, таких как Miljöbyggnad, LEED и BREEAM, которые используют LCA для классификации экологических характеристик зданий. Некоторые из этих систем можно использовать для новостроек и существующих зданий. Единственная система экологической маркировки зданий, в которой не используются LCA или экологическая декларация продукции как часть системы классификации, — это экологическая маркировка Nordic Swan Ecolabel.

Green Building — это европейская система, ориентированная на владельцев и менеджеров недвижимости, которые хотят более эффективно использовать энергию в своих помещениях и домах. Требование состоит в том, чтобы здание потребляло на 25 процентов меньше энергии, чем раньше, или по сравнению с требованиями Швеции к новому строительству в Строительных правилах (BBR) Boverket.

Leadership in Energy and Environmental Design (LEED) — это система экологической сертификации из США, которая является более всеобъемлющей, чем системы, упомянутые выше.Например, LEED больше учитывает этап производства материалов, используемых в здании.

Метод экологической оценки BRE (BREEAM) разработан в Великобритании и имеет более или менее ту же область применения, что и LEED. BREEAM в некоторой степени учитывает этап производства, а также рассматривает воздействие производства строительных материалов на окружающую среду с точки зрения жизненного цикла.

Экологическая маркировка Nordic Swan Ecolabel устанавливает требования в отношении энергопотребления, химических продуктов, строительных материалов и ряда факторов внутренней среды, имеющих значение для здоровья человека и окружающей среды.Кроме того, экологическая маркировка Nordic Swan Ecolabel требует обеспечения качества процесса строительства и передачи здания жителям, а также управления / эксплуатации.

Geschwornergården, Falun.

Использование дерева в строительстве

Древесина используется в строительстве на протяжении тысячелетий и до сих пор остается одним из наиболее широко используемых строительных материалов. Некоторые свойства древесины могут быть сложными с точки зрения использования в строительстве, но, несмотря на это, инженеры успешно использовали этот природный ресурс для строительства множества конструкций.От домов до лодок и других укрытий, а также мебели и декора — строительная промышленность в полной мере использовала потенциал древесины.

Древесина пользуется популярностью в качестве материала из-за большого разнообразия свойств в зависимости от вида. Он легко доступен и экономически конкурентоспособен, а также чрезвычайно прочен по отношению к своему весу.

Древесина обычно подразделяется на твердую и мягкую древесину. Твердая древесина обычно тяжелее и плотнее, чем древесина хвойных пород, и обычно используется для строительства стен, потолков и полов.Максимально возможный сорт древесины твердых пород содержит 83% материала, пригодного для использования на одной стороне, и подходит для высококачественной мебели, молдингов из массивной древесины и внутренних столярных изделий.

Древесина хвойных пород обычно используется для изготовления большей части внутренних структур каркаса из твердых пород дерева, таких как двери и оконные рамы. Также из него производят мебель.

Слова «пиломатериалы» и «древесина» часто используются для обозначения древесины, используемой специально для строительных работ, однако ведутся споры о том, какие термины следует применять в различных сценариях.Древесина, ширина которой меньше пяти дюймов и толщина пяти дюймов, как правило, называется пиломатериалами. Эти детали обычно строгаются и распиливаются на определенные размеры и используются в основном в жилищном строительстве.

Куски древесины, превышающие размеры пиломатериалов, независимо от длины, являются древесиной, хотя любые куски древесины шириной более восьми дюймов и толщиной более восьми дюймов называются балками. Так как древесина обычно больше по размеру, она используется для каркасов конструкций в зданиях и мостах, а также используется в железнодорожных шпалах, опорах шахтных стволов и поперечных балках на опорах инженерных сетей.

Древесина является «возобновляемой» при ответственной поставке. Он прочный, многоразовый и пригодный для вторичной переработки.

Некоторые другие преимущества включают:

— Heritage Builders Ltd 11:13, 16 июня 2017 г. (BST)

[править] Статьи по теме «Проектирование зданий» Wiki

Все о деревянном строительстве: преимущества и недостатки

Дерево — один из старейших строительных материалов, используемых человечеством. Он использовался для строительства всего, от неолитических длинных домов до первого Иерусалимского храма, построенного из кедров Ливана.Сегодня деревянные каркасные конструкции преобладают в жилищном строительстве в США. Более 90 процентов американских домов построены с деревянными каркасами.

Однако ряд трагических городских пожаров — в Соединенных Штатах наиболее значительным был Великий пожар в Чикаго в 1871 году — заставили строителей рассмотреть другие варианты строительства более высоких зданий с более высокой плотностью застройки. В конце 19 — начале 20 веков бетон и сталь стали преобладать в строительстве более высоких зданий. Дерево стало использоваться для внутренних деталей, иногда (после обработки) для внешней облицовки.В лучшем случае древесина играла вспомогательную роль в проектах, где бетон и сталь выполняли тяжелую работу.

Это меняется, однако, благодаря инженерным достижениям, новым средствам защиты древесины, желанию строить «более экологичные» здания и изменениям в строительных нормах и правилах. Деревянное строительство переживает еще один момент за пределами мира жилых проектов.

Безопасна ли деревянная конструкция?

Представление о том, что деревянные конструкции представляют большую опасность пожара, не совсем безосновательно.Габаритные пиломатериалы, применяемые при строительстве легких каркасных домов, действительно имеют ограниченные огнестойкие свойства. (Все мы знаем, что он горит!) В отличие от бетона, он должен быть покрыт защитными материалами, такими как гипсокартон, для большей защиты от огня.

Но древесина действительно имеет преимущество перед сталью , когда дело касается угрозы возгорания: она горит с одинаковой скоростью независимо от температуры огня. Профессиональный строитель и мастер Джордан Смит объясняет:

«Если сталь подвергнется воздействию очень горячего огня, ее прочность резко упадет — почти до нуля — и здание может рухнуть само по себе.С деревом у вас такая же скорость горения. Будь то относительно холодный огонь или очень горячий огонь, он будет гореть с одинаковой скоростью. Если загорится здание с двухчасовым рейтингом пожара, я знаю, что у меня есть два часа, независимо от того, какой это пожар. У меня есть два часа до того, как он достигнет критического размера, и я смогу безопасно эвакуировать людей ».

В то же время «тяжелая древесина» — более крупные деревянные опоры — обладают большей огнестойкостью, поскольку при воздействии огня на них образуется защитный слой обугливания.

Что такое «массовая древесина»?

«Массовая древесина» относится к более крупным проектам, которые полностью или преимущественно построены с использованием деревянных опор. Эти здания включают в себя не только тяжелую древесину и габаритные элементы из древесины, но также новые и инновационные — и, как правило, огнестойкие — продукты, такие как кросс-ламинированная древесина (CLT), клееная древесина с гвоздями (NLT) и клееные ламинированные балки (GLB). Эти материалы, а также другие дизайнерские инновации сделали конструкции из массивной древесины все более популярной и безопасной альтернативой бетонным и стальным конструкциям.

В 2019 году Совет Международного свода правил принял 14 мер, касающихся массовых деревянных конструкций, которые будут включены в редакцию Международного строительного кодекса 2021 года. В то время как ранее кодекс позволял строить массовые деревянные здания до шести этажей, новый кодекс расширяет это ограничение до 18 этажей. Это, безусловно, будет способствовать возрождению интереса к деревянному строительству.

Узнайте все о свойствах древесины и о том, как древесина используется в строительстве, на курсе MT Copeland по древесным материалам.Курс, проводимый профессиональным строителем Джорданом Смитом, охватывает самые разные темы — от двутавровых балок до прочности на сдвиг.

Какие преимущества и недостатки конструкции из светлого дерева?

В Соединенных Штатах подавляющее большинство домов построено с деревянными каркасами: материалов много и они хорошо знакомы — строители знают, как быстро построить деревянный каркасный дом. С другой стороны, почти все более высокие здания в Соединенных Штатах, будь то многоквартирные дома или офисные башни, долгое время строились из стали и бетона, отчасти благодаря соображениям безопасности и строительным нормам.Однако иногда старые правила применимы не всегда.

Преимущества деревянного строительства

Простота конструкции. Деревянные балки, балки и стойки можно разрезать по размеру на месте, и, в отличие от некоторых других строительных материалов, тяжелое оборудование не требуется.
Скорость строительства. Хотя каркас обычно изготавливается на месте, некоторые элементы могут быть изготовлены заранее, что позволяет лучше контролировать детали и сокращать время на строительство.
Устойчивое развитие. Деревянные здания, в отличие от бетонных и стальных, сделаны из возобновляемого ресурса, который особенно распространен в Северной Америке: деревьев.
Преимущества улавливания углерода. В течение своего жизненного цикла деревья удаляют углерод из воздуха, но они возвращают захваченный углерод в почву и атмосферу, когда они в конечном итоге разлагаются. Однако, когда при строительстве дома используется древесина, углерод остается в ловушке, по крайней мере, пока стоит здание.
Изоляция. По сравнению с другими материалами, такими как стекло, бетон и сталь, древесина имеет низкую теплопроводность — другими словами, она сохраняет тепло и делает дом более энергоэффективным.
Повышенное качество воздуха. Некоторые исследования показывают, что качество воздуха в деревянных зданиях лучше, с меньшим количеством токсичных выбросов по сравнению с некоторыми другими строительными материалами.

Недостатки

Древесная гниль. Несмотря на то, что в обработке древесины для продления срока ее службы были достигнуты огромные успехи, она по-прежнему более подвержена гниению, чем бетон.Плесень и грибок также могут быть проблемой для деревянных конструкций, хотя их также можно избежать, если уделять внимание контролю влажности, надлежащей герметизации окон и принятию других профилактических мер.
Структурные ограничения. Дерево — отличный выбор для многих традиционных домов, особенно домов с деревянным каркасом. Однако некоторых конструктивных особенностей более современных домов, таких как консольные элементы или большие окна, может быть трудно достичь, полагаясь на конструкцию деревянного каркаса.Бетонные и стальные конструкции могут быть более подходящим выбором для некоторых современных домов.
Опасность пожара. Применение антипиренов и установка спринклерных систем может ограничить риск возгорания в законченных деревянных каркасных зданиях, но строители должны знать об опасности возгорания на ранних стадиях строительства, когда деревянный каркас в значительной степени открыт и незащищен. .
Ограничения строительных норм. Несмотря на то, что Международный совет по кодексу стал более склонным к деревянному строительству, в целом эти здания все еще не могут быть такими же высокими, как другие.Однако недавние изменения строительных норм и правил создали больше альтернатив. Например, обновление 2015 года позволяет возводить деревянные конструкции на бетонных подиумах, что позволяет деревянным конструкциям достичь новых высот.

Многие недостатки древесины как строительного материала уменьшаются благодаря достижениям химиков, инженеров и других специалистов. Строитель Джордан Смит видит причины для оптимизма в отношении будущего деревянных конструкций: «Мы строили из них 6000, может быть, 10 000 лет», — говорит Смит.

«Достижения, которых мы добились в инженерной сфере, действительно подтолкнут дерево к будущему каркаса».

MT Copeland предлагает онлайн-классы на основе видео, которые дают вам фундамент в области строительства с использованием реальных приложений. Классы включают профессионально подготовленные видеоролики, преподаваемые практикующими мастерами, и дополнительные загрузки, такие как викторины, чертежи и другие материалы, которые помогут вам овладеть навыками.

5 наиболее часто используемых строительных материалов | 2020

В строительной отрасли используются различные строительные материалы для различных аспектов строительства дома. Архитекторы консультируются с инженерами-строителями относительно несущей способности материалов, из которых они проектируют, и наиболее распространенными материалами являются бетон, сталь, дерево, кладка и камень. Каждый из них имеет разную прочность, вес и долговечность, что делает их подходящими для различных целей. Существуют национальные стандарты и методы испытаний, которые регулируют использование строительных материалов в строительной отрасли, так что на них можно положиться при обеспечении структурной целостности.Архитекторы также выбирают материалы исходя из стоимости и эстетики.

Строительные материалы обычно делятся на две категории: природные и искусственные. Такие материалы, как камень и дерево, являются натуральными, а бетон, каменная кладка и сталь — искусственными. Но оба должны быть подготовлены или обработаны, прежде чем они будут использоваться в строительстве. Вот список строительных материалов, которые обычно используются в строительстве.

1. Сталь

Сталь

— это металлический сплав железа и углерода, а часто и других легирующих материалов, входящих в его состав, которые делают его более прочным и устойчивым к разрушению, чем железо.Нержавеющие стали устойчивы к коррозии и окислению из-за дополнительного хрома в их составе. Поскольку он настолько прочен по сравнению с его весом и размерами, инженеры-строители используют его в качестве структурного каркаса высоких современных зданий и крупных промышленных объектов. Некоторые из его качеств включают:

Сталь имеет высокие отношения прочности к массе и прочности.
Дорогой по сравнению с другими металлами. Инженеры-конструкторы могут проконсультироваться по выбору наиболее экономичных размеров для использования в доме, чтобы выдержать фактическую нагрузку на здание.
Установка стали требует меньше времени, чем бетон.
Его можно установить в любой среде.
Сталь может быть подвержена коррозии при неправильной установке или обслуживании.

Хром, золото и серебро обычно используются для отделки или декорирования, поскольку им не хватает прочности на растяжение стали.

2. Бетон

Бетон — это композитный материал, состоящий из мелкого и крупного заполнителя (например, гравия, щебня, переработанного бетона и геосинтетических заполнителей), связанных жидким вяжущим, например цементом, который со временем затвердевает или затвердевает.Портландцемент является наиболее распространенным типом цемента и представляет собой мелкодисперсный порошок, получаемый путем нагревания известняковых и глиняных материалов в печи с добавлением гипса. Итак, бетон с портландцементом состоит из минерального заполнителя, связанного с портландцементом и водой. После смешивания цемент затвердевает или затвердевает, превращаясь в подобный камню материал, который мы считаем бетоном.

Бетонные атрибуты:

Прочность зависит от смеси. Поставщики бетонной промышленности обычно предоставляют материалы, из которых изготовлен бетон, и проверяют бетонную смесь на ее прочность.
Бетон можно заливать в форму, чтобы принимать практически любую форму и затвердевать в материал, подобный камню.
Для отверждения требуется не менее семи дней, поэтому инженеры и архитекторы должны учитывать это время отверждения при составлении графиков строительства бетонных конструкций.
Универсальность, стоимость и прочность делают его идеальным материалом для фундамента дома. Бетонный фундамент дома является обычным делом, поскольку он может нести большую нагрузку и противостоять силам окружающей среды.
Для повышения прочности бетона на растяжение инженеры часто планируют армировать его стальными стержнями или стержнями (арматурой).

3. Дерево

Среди самых старых или, возможно, — самых старых строительных материалов, древесина использовалась в течение тысяч лет и обладает свойствами, которые делают ее идеальным строительным материалом — даже во времена инженерных и синтетических материалов.

Для использования в строительстве деревянные детали строгаются на станке и вырезаются до стандартных размеров, например, 2 x 4 дюйма (1.5 дюймов на 3,5 дюйма (фактическое значение) и 2 дюйма на 6 дюймов (фактическое значение 1,5 на 5,5 дюйма), так что их размеры могут быть точно учтены в планах здания — это известно как размерная древесина. Древесину больших размеров обычно называют древесиной или балками, и ее часто используют для создания каркасов больших конструкций, таких как мосты и многоэтажные здания.

Некоторые породы деревьев лучше подходят для одних целей и для использования в одних климатических условиях, чем другие. Строительные инженеры и архитекторы могут определить, какая древесина идеально подходит для строительного проекта.

Это легкодоступный и экономичный природный ресурс.
Древесина относительно легкая и ее легко стандартизировать по размеру.
Он обеспечивает хорошую изоляцию, поэтому многие архитекторы и инженеры любят использовать его для домов и жилых домов.
Древесина обладает высокой прочностью на разрыв — сохраняет свою прочность при изгибе — и очень прочна при вертикальном сжатии.
Из-за того, что древесина легкая и ее необходимо обрабатывать давлением, чтобы она соприкасалась с окружающей почвой, древесина является менее популярным выбором для фундаментов или стен подвала.(Однако постоянный деревянный фундамент, известный как PWFs, набирает популярность среди строителей благодаря теплому и уютному жилому помещению в деревянном подвале, которое они предлагают.) Чаще всего дома с деревянным каркасом обычно имеют железобетонные или опорные и балочные фундаменты.

Выбор строительных материалов — один из бесчисленных аспектов строительного проекта. Узнайте больше о свойствах древесных материалов, используемых в строительстве. Онлайн-курс MT Copeland по древесным материалам , преподаваемый профессиональным строителем и мастером Джорданом Смитом.

4. Камень

Самый долговечный строительный материал из доступных — это тот, который использовался здесь тысячи лет: камень. Фактически, самые древние из сохранившихся в мире зданий построены из камня. У этого есть много преимуществ, хотя инженеры и архитекторы должны учитывать некоторые особенности при планировании здания из камня.

Сухие каменные стены из плотной породы использовались на протяжении тысячелетий.Позже для их скрепления использовались различные формы строительного раствора.
Камень очень плотный, с ним трудно работать из-за его веса и сложности его перемещения.
Камень не является эффективным изолятором, так как его сложно сохранить в тепле.
Различные типы камней лучше всего подходят для разных целей. Например, сланец огнестойкий. Гранит — один из самых твердых камней и один из самых прочных доступных продуктов; инки использовали известняк или гранит, чтобы построить свои невероятно прочные здания.

5. Кирпич / кладка

При каменном строительстве используются отдельные элементы (например, кирпичи) для создания конструкций, которые обычно соединяются каким-либо строительным раствором. Исторически глиняные кирпичи формировались в форме и обжигались в печи. Самым прочным и наиболее часто используемым каменным блоком в настоящее время является бетонный блок, который можно армировать сталью. В конструкции кладки можно использовать стекло, кирпич и камень.

Кладка прочная и огнестойкая.
Этот метод строительства способен выдерживать сжимающие нагрузки, что делает его хорошим материалом для несущих стен.
Каменная кладка, армированная бетоном или в сочетании с железобетоном, может поддерживать многоэтажные здания и может быть экономичным выбором.
Хотя это эффективный метод для использования во многих типах строительства, прочная кладка может зависеть от качества раствора и качества изготовления.