Строительство из дерева – плюсы и минусы, виды пиломатериалов
Популярность деревянных домов растет, и многие россияне начинают мечтать об уютном срубе или современном тереме со всеми удобствами. Компании, которые предлагают построить на участке деревянный дом, делают акцент на самых привлекательных качествах материала и старательно обходят стороной возможные проблемы, с которыми придется бороться. Чтобы не испытать разочарования, стоит заранее познакомиться с плюсами и минусами дерева, ведь древесина, как и любой другой строительный материал, подойдет не всем.
Правда и мифы о древесине
О достоинствах древесины можно написать не одну книгу, но в рекламе обычно используют одни и те же обороты. Дерево называют экологически чистым, полезным для здоровья материалом с особой энергетикой. При этом часто забывают о том, что недобросовестные продавцы могут предложить древесину, прошедшую обработку далеко не безобидными химическими составами. Жить в деревянных домах из бревен, выросших в чистых лесах, действительно полезно для здоровья, но мистика тут ни при чем.
Когда дерево называют сакральным строительным материалом, который наши предки предпочитали из-за его уникальных энергетических свойств, профессионалы часто посмеиваются. По их мнению, деревянные дома были популярны по другой причине: леса росли почти везде, и достать бревна было куда проще, чем добыть камень или наладить производство кирпича.
Древесина как строительный материал
При строительстве домов необходимы материалы с разными свойствами. Одни должны выдерживать значительные нагрузки, другие – обладать устойчивостью к истиранию, третьи – не пропускать внутрь постройки холод и лишнюю влагу. Дерево обладает всеми этими качествами. Более того, из одного и того же ствола можно получить несколько видов строительных материалов с разными свойствами. Бревна и брус подходят для строительства стен и служат опорами при возведении каркаса построек.
Главные преимущества
Начнем с самого очевидного – веса. У хвойных пород он впятеро меньше, чем у бетона, и в 16 раз меньше, чем у стали. Строительство можно вести, используя самую простую лебедку, а фундамент потребуется не такой мощный, как для каменных строений.
По удельной прочности древесина вдвое превосходит бетон, но уступает стали. Но для нужд малоэтажного строительства прочности хватит с запасом. Это не раз было доказано при строительстве мостов, высоких теремов и храмов. Высокая эластичность позволяет легко компенсировать неравномерную усадку, которая неизбежно возникает в первые три года с момента строительства. Температурные швы также не нужны, поскольку при нагреве дерево расширяется не так сильно, чем остальные стройматериалы.
Теплопроводность зависит от структуры: рыхлая древесина обладает эффектом термоса, но даже плотная слабо пропускает тепло. При одинаковой толщине наружных стен и правильной теплоизоляции деревянный дом будет заметно теплее каменного или бетонного.
Важный плюс – легкость обработки. Дерево можно не только пилить на доски, но и украшать резьбой, создавать детали сложной изогнутой формы путем обработки паром (изогнутые перила лестницы смотрятся великолепно). Древесные волокна хорошо выглядят и под прозрачным лаком, и после окрашивания.
Что нужно знать о недостатках
В свое время строительство домов из дерева сменилось каменным не потому, что прочность древесины не устраивала архитекторов, а из-за частых пожаров, от которых порой выгорали целые города. Горючесть – естественное свойство древесины, но в наше время достаточно несложно купить специальные пропитки, которые уменьшат риск возгорания.
Для некоторых новоселов неприятным сюрпризом становится усадка. Дом, построенный из бревен или бруса, в течение первых трех лет подвержен изменению размеров. Из-за этого в нем нельзя намертво крепить лестницы между этажами, а для монтажа окон и дверей приходится использовать особые технологии. Из-за усадки могут появиться щели между бревнами, которые придется конопатить, иначе в холодное время серьезно вырастут теплопотери.
Несмотря на очевидные достоинства древесины, многие считают ее недолговечной. Это может происходить из-за размножения бактерий, грибка, воздействия некоторых насекомых-вредителей. Но некоторые породы, например, сибирская лиственница, способны сохранять прочность веками, так что вопрос не столько в свойствах самого дерева, сколько в правильном выборе. Дома, по возможности, стараются строить из деревьев, которые накапливают много дубильных веществ или вырабатывают смолу. Но даже их время от времени пропитывают специальными составами.
Какое дерево лучше использовать
У каждой породы есть свой комплект плюсов и минусов. Сосна имеет очень низкую теплопроводность и недорого стоит, дуб обходится дороже, но проявляет устойчивость к истиранию и влаге. Одним из лучших материалов для строительства дома считается сибирская лиственница. Это роскошное дерево имеет высокую прочность (почти как у дуба), красивый рисунок древесины, прекрасные эксплуатационные характеристики. С полным списком пиломатериалов можно ознакомиться в нашем каталоге.
Лиственница – отличный строительный материал, поскольку из нее получаются пиломатериалы большой длины – до 6,5 м. Доски совершенно не боятся влаги, подходят для отделки бани и других влажных помещений. При желании стены, пол или потолок можно окрасить, но чаще владельцы предпочитают использовать тонирующее масло. Оно придает дереву красивый оттенок и служит дополнительной защитой от неблагоприятных факторов.
1.2.Достоинства и недостатки древесины как строительного материала
Достоинства:
Наличие широкой и возобновляемой сырьевой базы
Относительно малая плотность
Высокая удельная прочность
Стойкость к солевой агрессии и другим химическим веществам
Биологическая совместимость с человеком и животными – в зданиях из дерева наилучший микроклимат
Высокие эстетические и акустические свойства
Малый коэффициент теплопроводности поперёк волокон
Малый коэффициент линейного расширения вдоль волокон
Меньшая трудоёмкость механической обработки, возможность создания гнутоклееных конструкций
Недостатки:
Анизотропия строения древесины
Подверженность загниванию и поражению насекомыми
Сгораемость в условиях пожара
Изменение физико-механических характеристик под воздействием внешних факторов (влага, температура)
Усушка, разбухание, коробление и растрескивание под действием атмосферных воздействий
Наличие пороков
Ограниченность сортамента лесоматериалов
Многие недостатки можно
устранить или ограничить. КДК снимает
проблему ограниченного сортамента.
Фанера, ДСП, ДВП и другие листовые
материалы – анизотропию строения
древесины. С помощью конструктивных и
химических мер защиты уменьшается
опасность загнивания и возгорания ДК.
2.Древесина – строительный материал
2.1.Структура древесины
2.1.1.Макроструктура
2.1.2.Микроструктура
2.2.Химический состав
Химический состав древесины зависит от породы дерева. Органическое вещество абсолютно сухой древесины содержит в среднем, % :
Эти элементы образуют сложные соединения, % :
Целлюлозу – высокомолекулярный линейный полимер — 48…56
Гемицеллюлозу – более сложный полимер, чем целлюлоза – 23…26
Лигнин – вещество, сложной макромолекулярной структуры – 26…30
Кроме выше перечисленных
веществ в состав древесины входят
неорганические соединения, которые при
сгорании образуют золу. Остальные
вещества называют экстрактивными –
извлекаемые из материала различными
способами (смолы, эфирные масла, дубильные
вещества).
2.3.Физические свойства
Плотность изменяется незначительно, т.к. древесина всех деревьев состоит в основном из целлюлозы. Поэтому среднюю плотность можно принять равной .
Объёмная масса разных пород и даже древесины одной и той же породы может колебаться в широких пределах, поскольку строение и пористость растущего дерева зависят от почвы, климата и других погодных условий. Древесина может быть: лёгкой – кедр, пихта, сосна, ель, осина; средней – лиственница, дуб, берёза; тяжёлой – граб, железное дерево; очень тяжёлой – самшит, кизил. С увеличением влажности возрастает объёмная масса. Свежесрубленная древесина значительно тяжелее древесины относительно сухой (влажность 15%).
Пористость древесины хвойных пород колеблется от 46 – 81%, лиственных – 32 – 80%.
Порода дерева | Пористость, % | Объёмная масса древесины, | |
При 15-ной влажности | Свежесрубленная | ||
Сосна | 53 – 70 | 530 | 860 |
Ель | 62 – 75 | 460 | 790 |
Лиственница | 46 – 73 | 680 | 840 |
60 – 80 | 440 | 880 | |
Пихта | 55 – 81 | 390 | 800 |
Дуб | 32 – 61 | 720 | 1030 |
Берёза | 50 – 61 | 640 | 880 |
Бук | 40 – 70 | 650 | 950 |
Осина | 62 – 80 | 500 | 760 |
Влажность (%) в древесине различают на гигроскопическую, связанную в стенках клетки, и капиллярную, которая заполняет полости клеток и межклеточное пространство.
Предел гигроскопической влажности составляет около 30%, а полная влажность, считая с капиллярной и гигроскопической, может значительно превышать 30%. Например, у свежесрубленного дерева влажность от 40 до 120%, а при выдерживании в воде до 200%. При длительном нахождении древесины на воздухе она постепенно высыхает достигая равновесной влажности. Равновесная влажность зависит от температуры и относительной влажности окружающего воздуха. Для определения равновесной влажности пользуются номограммой (рис.3). Стандартная влажность равна 12%.
Рис.3
Колебания влажности волокон древесины влекут изменение размеров и формы досок, брусьев и других изделий. Усушка и разбухание древесины – свойства отрицательные, они вызывают коробление и растрескивание материала. Коробление является следствием: разницы в усушке древесины в тангенциальном и радиальном направлениях и неравномерности высыхания.
Для предотвращения коробления деревянных изделий используют древесину с той равновесной влажностью, которая будет в условиях эксплуатации. Для защиты от влаги древесину покрывают красками, лаками, эмалями.
Теплопроводность сухой древесины незначительна. Она зависит от пористости, влажности и направления потока тепла. Теплозащитные свойства древесины широко используют в строительстве.
Порода дерева | Теплопроводность, | |
Поперёк волокон | Вдоль волокон | |
Сосна | 0,17 | 0,34 |
Дуб | 0,10 | 0,23 |
Температурное расширение – изменение размеров древесины при нагревании.
Характеризуется коэффициентом линейного расширения Вдоль волокон коэффициент равен ; поперёк волокон равен(1/). Ввиду незначительной величины этот коэффициент не учитывается в проектировании конструкций.
Электропроводность древесины зависит от её влажности. Древесина, используемая при электрической проводке должна быть сухой. Электросопративление сухой древесины в среднем – 75 , а сырой древесины в десятки раз меньше.
Текстура – это рисунок древесины, зависящий от сочетания её видимых элементов: годовых слоёв, сердцевинных лучей, сосудов и др.
Цвет – важная характеристика внешнего вида древесины. Цвет древесине придают дубильные вещества и смолы.
Блеск древесины зависит от плотности и степени обработки. Блеск придаётся древесине путём полирования и покрытия лаками. Древесина теряет блеск при загнивании.
Запах зависит от содержания в ней смолистых, эфирных и дубильных веществ.
Ольха Дуб Груша
Амарант Берёза Клён
Вишня Орех
Древесина как строительный материал для дома: преимущества и недостатки!
Древесина — один из наших старейших строительных материалов, удивительно универсальный, потому что он доступен естественным образом и идеально подходит для различных применений. Помимо внешнего вида и фактуры, у древесины очень много достоинств.
Термины «древесина» и «древесина» используются как синонимы, но в строительной отрасли они имеют разное значение. Древесина используется для описания мебели и других неструктурных предметов, а древесина используется для описания структурного продукта из дерева. Он также известен как пиломатериалы в Северной Америке.
Древесина – это твердый волокнистый материал, изготавливаемый из значительной части ствола и ветвей дерева, а древесина – это древесина, сохраняющая свою естественную физическую структуру, химический состав, пригодную для различных инженерных работ.
Давайте рассмотрим различные преимущества дерева.
Преимущества древесины как строительного материала
01. Древесина экологически чистаяДревесина экологически чистая. Строительство зданий из дерева может снизить потребление энергии и выбросы углекислого газа (CO 2 ) выбросы в результате производства различных других строительных материалов.
02. Возобновляемая древесинаДревесина – это естественно возобновляемый материал, получаемый непосредственно из дерева. Таким образом, он имеет низкую стоимость производства, меньшее потребление энергии и отсутствие опасности или загрязнения.
03. Хорошая текстура дерева Текстура дерева может создать в доме комфортную среду, которая лучше любых других материалов, таких как металл или стекло. Мебель из дерева красива благодаря отличной фактуре. Вы можете купить его для украшения дома.
Древесина естественно красива и эстетична. Древесина имеет широкий спектр цветов, зерен и текстур, что делает ее визуально привлекательной. Кроме того, он используется в качестве мебели или декоративного материала. Мебель и различные декоративные элементы, сделанные привлекательными благодаря эстетическим свойствам дерева, например, обеденный стол, журнальный столик, диван и т. д.
05. Натуральный теплоизоляционный строительный материал для дома СтроительствоВоздушные карманы в ячеистой структуре дерева делают его отличным изолятором. Кроме того, он может обмениваться влагой с окружающим воздухом, что защищает древесину от умеренных колебаний температуры и влажности.
Использование изделий из дерева в помещении может улучшить качество воздуха в помещении за счет снижения влажности. Этот эффект возникает из-за того, что древесина выделяет и поглощает влагу для поддержания равновесия с окружающим воздухом. Поэтому древесина может выделять влагу в сухих условиях и поглощать влагу из воздуха во влажных условиях.
Древесина – это природный материал, который наряду с эстетической красотой имеет множество применений. Согласно отчету «Дерево — жилье, здоровье, человечество», опубликованному «Планетным ковчегом», присутствие дерева может оказать положительное влияние на физиологию человека.
Использование дерева в интерьере здания имеет психологические и физиологические преимущества, которые почти аналогичны эффекту от пребывания на природе. Кроме того, по сравнению с другими материалами присутствие дерева может снизить кровяное давление и частоту сердечных сокращений, уменьшить стресс и беспокойство и т. д.
07. Древесина конструктивно прочная и жесткая Древесина – легкий материал, но его прочность высокая. По словам Дэвида Дорана и Боба Катера (автора книги «Справочник по строительным материалам»), ячеистая природа древесины обеспечивает лучшее соотношение прочности и веса, чем у мягкой стали, а также делает ее достаточно хорошим теплоизолятором.
Древесина – прочный строительный материал для дома, а новейшие консерванты древесины повышают ее долговечность. Правильно спроектированная деревянная конструкция чрезвычайно прочна, и риск чрезмерного движения влаги или гниения невелик. В экстренных ситуациях срок службы деревянной конструкции можно увеличить за счет уникальной обработки.
09. Электрическая изоляция древесиныДревесина представляет собой материал с превосходной электроизоляцией и плохой электропроводностью. Поэтому он может защитить пользователей от поражения электрическим током внутри дома.
10. Хорошая термостойкость пиломатериалов Теплопроводность – это мера скорости, с которой тепло проходит через материал. Обратной величиной теплопроводности является тепловое сопротивление.
Теплопроводность древесины минимальна. По словам Ян Ли и Шуся Рен (автора книги «Строительные декоративные материалы»), по сравнению с деревом теплопроводность алюминия в 2000 раз выше, а пластика — в 30 раз выше. Древесина обладает отличными характеристиками, когда вы думаете о термическом сопротивлении.
11. Универсальность брусаДеревянный брус может изготавливаться различной формы, из прямых балок, изогнутых арок и т.д. Размеры отдельных элементов бруса ограничены только транспортными возможностями. Компоненты для больших сборок могут быть изготовлены на заводе и доставлены на стройплощадку.
12. Легко работать с древесиной Древесина не слишком твердая и не слишком мягкая, что облегчает работу. Различные компоненты для строительства деревянного дома могут быть построены за пределами площадки, что может сократить время строительства на месте. Существенным преимуществом использования дерева вместо бетона является сокращение времени схватывания и высыхания, что ускоряет строительство.
Монтаж деревянных конструкций прост, быстр и снижает затраты на месте. Его высокая прочность и жесткость позволяют использовать элементы меньшего размера для дополнительной экономии средств. По словам Эндрю Данна (исследователя Ассоциации развития лесоматериалов, Австралия), с точки зрения затрат на строительство деревянные каркасы неизменно являются наиболее экономичным решением по сравнению с другой системой каркаса стен.
Каждый материал имеет свои преимущества и недостатки. Давайте рассмотрим несколько недостатков дерева.
Недостатки древесины как строительного материала
01. Древесина может легко загореться Древесина может быстро загореться, поскольку она состоит из органических соединений, в основном состоящих из углерода и водорода, которые соединяются с кислородом и горят.
Поверхность древесины может испортиться, если она неоднократно становится сухой и влажной, подвергается воздействию высоких и низких температур и прямых солнечных лучей. Он также разлагается из-за нападения грибов, термитов, муравьев-древоточцев, морских бурачков и т. д.
Подводя итог , в былые времена изделия из натурального дерева были доступны инженерам. На сегодняшний день существует множество изделий из натурального дерева. Необходимость повышения эффективности использования изделий из дерева привела к развитию инженерных изделий из дерева.
Хотя для строительства зданий доступен широкий спектр строительных материалов, тем не менее, древесина является наиболее часто используемым строительным материалом во многих частях мира из-за его привлекательного внешнего вида, разумной стоимости, простоты обработки и достаточного срока службы при условии защиты от влаги. и насекомые.
Древесина имеет много преимуществ, благодаря которым она предпочтительнее многих других строительных материалов. Благодаря вышеупомянутым преимуществам древесины ее можно использовать в зданиях в качестве дверей, окон, рам, временных перегородок, стропильных ферм, потолков, опалубки и т. д. Древесина является не только подходящим материалом для строительства, но и повышает эстетическую ценность.
15 популярных пород древесины, используемых в строительстве!
Каковы виды использования, преимущества и недостатки древесины для строительства дома?
Прозрачная древесина: ее свойства | Приложение | Плюсы и минусы
Все о деревянном строительстве: преимущества и недостатки
Древесина — один из древнейших строительных материалов, используемых человечеством. Он использовался для строительства всего, от длинных домов эпохи неолита до первого Иерусалимского храма, построенного из ливанских кедров. Сегодня деревянные каркасные конструкции преобладают в жилищном строительстве в США. Более 90 процентов американских домов построены с деревянным каркасом.
Однако ряд трагических городских пожаров — в Соединенных Штатах самым значительным был Великий пожар в Чикаго в 1871 году — заставили строителей рассмотреть другие варианты более высоких и плотных зданий. В конце 19-го и начале 20-го веков бетон и сталь стали преобладать в строительстве более высоких зданий. Дерево стало зарезервировано для деталей интерьера, иногда (при обработке) для внешней облицовки. В большинстве случаев древесина играла вспомогательную роль в проектах, где тяжелую работу выполняли бетон и сталь.
Однако ситуация меняется благодаря инженерным достижениям, новым защитным обработкам пиломатериалов, желанию строить более экологичные здания и изменениям в строительных нормах. Деревянное строительство имеет еще один момент за пределами мира жилых проектов.
В этой статье
- 1 Безопасна ли деревянная конструкция?
- 2 Что такое «массовая древесина»?
- 3 Каковы преимущества и недостатки строительства из легкого дерева?
Безопасна ли деревянная конструкция?
Мнение о том, что деревянная конструкция представляет большую пожароопасность, не совсем безосновательно. Габаритные пиломатериалы, используемые в строительстве легких каркасных домов, имеют ограниченные огнестойкие свойства. (Все мы знаем, что он горит!) В отличие от бетона, его необходимо покрывать защитными материалами, такими как гипсокартон, для повышения огнестойкости.
Но дерево имеет преимущество перед сталью , когда дело доходит до угрозы возгорания: оно будет гореть 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 дровами 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 двухчасовой огнестойкостью, я знаю, что у меня есть два часа, независимо от типа пожара. У меня есть два часа, прежде чем он достигнет критического размера, и я смогу безопасно эвакуировать людей».
В то же время «тяжелая древесина» — более крупные деревянные опоры — обладают большей огнестойкостью, так как при воздействии на них пламени образуется защитный обугленный слой.
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 объемные пиломатериалы, но и новые и инновационные — и, как правило, огнестойкие — продукты, такие как кросс-ламинированная древесина (CLT), ламинированная древесина (NLT) и клееные ламинированные балки (GLB). Эти материалы, а также другие дизайнерские новшества сделали конструкции из массивной древесины все более популярной и безопасной альтернативой конструкциям из бетона и стали.
В 2019 году Совет Международного кодекса принял 14 мер, касающихся конструкций из массивной древесины, которые будут включены в издание Международного строительного кодекса 2021 года. В то время как ранее кодекс разрешал строительство деревянных домов до шести этажей, новый кодекс расширяет это ограничение до 18 этажей. Это, безусловно, поможет возродить интерес к деревянному строительству.
Узнайте все о свойствах древесины и о том, как древесина используется в строительстве, из курса MT Copeland по древесным материалам. Курс, проводимый профессиональным строителем Джорданом Смитом, охватывает широкий спектр тем: от двутавровых балок до прочности на сдвиг.
Каковы преимущества и недостатки строительства из светлого дерева?
В Соединенных Штатах подавляющее большинство домов построено из деревянного каркаса: материала много и он хорошо знаком — строители знают, как быстро построить деревянный каркасный дом. С другой стороны, почти все высокие здания в Соединенных Штатах, будь то многоквартирные дома или офисные башни, уже давно строятся с использованием стали и бетона, отчасти благодаря соображениям безопасности и строительным нормам. Однако иногда старые правила не всегда применимы.
Преимущества деревянной конструкции
- Простота конструкции. Деревянные балки, балки и стойки можно обрезать по размеру на месте, и, в отличие от некоторых других строительных материалов, не требуется тяжелого оборудования.
- Скорость строительства. В то время как рама, как правило, строится на месте, некоторые элементы могут быть изготовлены заранее, что позволяет лучше контролировать детали и сократить время строительства.
- Устойчивое развитие. Деревянные здания, в отличие от бетонных и стальных, сделаны из возобновляемого ресурса, которого особенно много в Северной Америке: деревьев.
- Преимущества улавливания углерода. В течение своего жизненного цикла деревья удаляют углерод из воздуха, но они возвращают этот захваченный углерод в почву и атмосферу, когда они в конечном итоге разлагаются. Однако когда в строительстве дома используется древесина, углерод остается в ловушке, по крайней мере, до тех пор, пока здание стоит.
- Изоляция. По сравнению с другими материалами, такими как стекло, бетон и сталь, древесина обладает низкой теплопроводностью, другими словами, она удерживает тепло и делает дом более энергоэффективным.
- Улучшение качества 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 были достигнуты огромные успехи в обработке древесины для продления срока ее службы, она по-прежнему более подвержена гниению, чем бетон. Плесень и грибок также могут быть проблемой в деревянном строительстве, хотя их также можно избежать, если уделять внимание контролю влажности, правильной герметизации окон и принятию других профилактических мер.
- Структурные ограничения. Wood — отличный выбор для многих традиционных домов, особенно в стиле деревянного каркаса.
Однако некоторые конструктивные особенности, встречающиеся в более современных домах, такие как консольные элементы или большие окна, трудно реализовать, полагаясь на конструкцию из деревянного каркаса. Бетонные и стальные конструкции могут быть более подходящим выбором для некоторых современных проектов домов.
- Риски пожара. Применение антипиренов и установка спринклерных систем может снизить риск пожара в готовых 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 нормам и правилам стал более терпимо относиться 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 строить деревянные конструкции на бетонных подиумах, что позволяет в основном деревянным конструкциям достигать новых высот.