Виды деревянного бруса на сегодняшний день и их применение

Современное состояние российского рынка строительных материалов характеризуется возросшей потребностью в деревянном профилированном брусе. Получаемые склеиванием отдельных ламелей деревянные клееные конструкции (ДКК) известны давно и очень популярны за рубежом. В России их применение пока еще не соответствует своим потенциальным возможностям. Большое многообразие конструктивных решений ограждающих конструкций и, в частности, клееного бруса, затрудняет иногда решение вопросов проектирования домов и технологии изготовления деталей. Поэтому была обобщена имеющаяся информация о принципах классификации и предложена нижеследующая дополненная. Конструкции из клееного бруса различаются по ряду признаков.

По функциональному назначению:

− несущие;

− ненесущие:

– ограждающие;

– декоративные.

По условиям эксплуатации:

− в специфических условиях;

− внутри зданий или помещений;

− снаружи зданий и помещений, т.е. на открытом воздухе при комплексном сочетании условий.

По форме:

− прямолинейные;

– прямоугольного сечения;

– профилированные;

− криволинейные.

По виду защитной обработки:

− биозащищенные;

− огнезащищенные;

− имеющие прозрачное покрытие;

− имеющие непрозрачное покрытие;

− комплексной обработки.

По однородности:

− из однородных материалов;

− из неоднородных материалов.

По породному составу:

− хвойных пород;

− лиственных пород;

− смешанных пород (практически не применяются).

По расположению ламелей:

− с горизонтальным расположением;

− с вертикальным расположением;

− с горизонтально-вертикальным расположением.

По направлению волокон ламелей:

− радиальное;

− тангенциальное;

− смешанное.

По способу склеивания по длине:

− из склеенных ламелей;

− из склеенных брусьев.

В основном на практике применяется основной элемент ограждающих конструкции деревянных зданий – клееный профилированный брус из древесины хвойных пород, в том числе из неоднородных материалов, с вертикальным расположением склеенных по длине ламелей с тангенциальным направлением волокон.

Порода древесины отнесена к показателям, характеризующим пригодность древесного сырья для изготовления различных строительных материалов, в том числе получаемых в результате склеивания. Так, например, действующими нормативными документами для изготовления деревянных клееных конструкций (ДКК) рекомендуется использовать пиломатериалы хвойных пород (ель, сосна, лиственница). В отдельных случаях допускается использование древесины лиственных пород, однако это возможно при наличии специальных указаний об использовании её в производстве клееных конструкций.

Вопросам использования мягколиственной древесины как одного из возможных источников покрытия дефицита древесного сырья для производства конкурентоспособных строительных материалов посвящен ряд работ. В них отмечается, что традиционно для изготовления ДКК используют сосну. Древесина сосны обладает следующими качествами:

− средняя плотность;

− достаточно высокая прочность;

− хорошо обрабатывается;

− но из-за смолистости древесины могут возникнуть проблемы при отделке поверхностей, при этом наличие смолы в сосне делает её более устойчивой к поражению гнилью при неблагоприятных условиях эксплуатации, что является одним из основных требований, предъявляемых к строительным конструкциям.

Особенностью современного состояния сырьевых баз лесозаготовительных предприятий является

− снижение уровня древесных ресурсов вблизи существующих транспортных сети;

− отсутствие свободных средств на строительство новых дорог в районах, где сосредоточены огромные неиспользуемые запасы древесины.

Поэтому в связи с уменьшением доступных для разработки запасов сосны на практике значительную часть клееных конструкций изготавливают из ели:

− ель лучше подвергается механической обработке, чем сосна;

− более равномерно высыхает;

− сучки в ней меньшего, чем в сосне, размера и более рассредоточены по площади склеивания;

− но по прочности, плотности и стойкости против гниения древесина ели несколько уступает сосне.

Определенный интерес для производства ДКК представляет также лиственница:

− древесина лиственницы отличается высокой стойкостью к гниению;

− сравнительно небольшой сучковатостью;

− по прочности превосходит сосну и ель.

Из лиственных пород в производстве ДКК возможно применение берёзы и осины. Берёза отличается:

− высокой прочностью, твёрдостью;

− но имеет малую стойкость против гниения;

− сушка пиломатериалов сопряжена с определенными трудностями из-за их коробления и растрескивания.

Осина – древесина мягкая, лёгкая, свободно обрабатывается любым видом механических инструментов: раскалывается, пилится, точится. Она имеет однородное строение, легко пропитывается. К недостаткам её можно отнести часто встречающуюся в брёвнах внутреннюю гниль.

С точки зрения теории сопротивления материалов, внутренние слои конструкционных элементов обычно испытывают меньшие нагрузки, чем наружные, а также находятся в более благоприятных условиях по отношению к внешним воздействиям окружающей среды. В этой связи определённый интерес представляет использование менее ценной древесины мягколиственных пород в средних слоях многослойных конструкций.

Деревянные клееные конструкции используются в промышленном и гражданском строительстве в качестве несущих элементов. В загородном домостроении чаще всего применяется клееный стеновой брус. Высокая пожаростойкость является одним из неоспоримых преимуществ клееных материалов. В случае пожара они плохо горят, и то по поверхности, практически сразу обугливаются. А если материал обработан специальными антипиренами, то при нагревании до определенной температуры из клееной балки начинает выделяться специальная твердеющая пена, защищающая конструкцию от возгорания.

Прекрасные акустические свойства позволяют использовать клееные конструкции при строительстве концертных залов, музыкальных студий. Японцы, являющиеся мировыми лидерами по использованию клееного бруса, применяют его для возведения зданий с высокой сейсмостойкостью.