Иллюзии деревянного дома

История некоторых строительных материалов напоминает годичные кольца на срезе дерева, лихо закрученные на российских стройках в спираль времени.

Первая строительная конструкция человечества – легкая ветрозащитная загородка, сплетенная из древесных ветвей, со временем превратилась в квинтэссенцию инноваций и высокотехнологичных трансформаций, а дерево составляет в несущих конструкциях реальную конкуренцию металлу и железобетону.

Последние, начиная с 50-х гг. прошлого века, начали было теснить древесину, но с начала XXI в. получили перманентно нарастающий отпор – за 13 лет доля деревянного домостроения в России выросла с 10 до 40 %. Хотя в целом, несмотря на такой рост, российская деревообработка по-прежнему не может похвастаться советскими показателями.

Специалисты приводят такие цифры: по лесным ресурсам Россия занимает первое место в мире – на ее долю приходится 25 % мировых запасов леса, но это преимущество до сих пор не используется. Например, в 2016 г. из 19 млн м³ отечественных пиломатериалов, 16 млн ушло на экспорт, а внутреннее потребление составило всего 3,7 млн м³. СССР производил 75 млн м³ пиломатериалов, из них только 8 млн м³ экспортировалось (при этом 37 млн м³ использовалось в строительстве).

Сегодня во многом изменилась сама структура рынка деревянных конструкций, активно внедряются технологии, привезенные из-за рубежа.

Однако что же следует понимать под конструкционной (инженерной) древесиной? В нашем случае мы сосредоточимся на тех областях, где древесина несет нагрузку в масштабе целого здания или мостовой конструкции. Поэтому паркет и деревянный декинг оставим в покое.

Древесина в ассортименте

На современном этапе конструкционную древесину можно подразделить на изделия из цельной древесины (оцилиндрованное бревно, профилированный брус), клееные конструкции (КДК) и сэндвич-панели с применением плит OSB.

По версии ЦНИИСК им. В. А. Кучеренко КДК можно подразделить на группы по принципиальным различиям в технологии изготовления и применению:

Большепролетные несущие конструкции, в том числе гнутоклееные, к которым относят все клееные изделия, представляющие собой законченные самостоятельные силовые единицы будущего строения длиной более 12 м: фермы, балки, опоры.

Несущие балки в малоэтажном домостроении, включающие в себя все силовые элементы с несущей нагрузкой, обычно прямолинейные, длиной до 12 м: перекрытия, стропила, коньковые балки, опорные столбы.

Ограждающие конструкции – стеновой брус для малоэтажного домостроения, перголы.

Перекрестно склеенные панели (ПСП, CLT, BSP, X-Lam) – многослойные клееные панели, используемые в качестве силовых элементов (стен, в том числе несущих) в домостроении.

Двутавровые балки. Несущие балки. Могут быть выполнены из дерева, OSB, фанеры, LVL. Используются в качестве силовых элементов в каркасном домостроении.

LVL. Несущие конструкции, склеенные из слоев шпона. Как отмечают исследователи ЦНИИСК, у КДК имеется ряд потребительских свойств, выгодно отличающих их от конструкций из массива древесины, т. к. КДК изготавливаются из сухого пиломатериала и поэтому в гораздо меньшей степени подвержены усушке (то есть изменению геометрических параметров). Кроме того, при производстве КДК в древесине пиломатериалов снимаются внутренние напряжения, что позволяет избежать изменения геометрии готового изделия при эксплуатации. 

Есть и другие достоинства: хорошее сопротивление готовых изделий открытому горению, высокая скорость строительных работ, небольшое количество отходов на строительной площадке, возможность изготовления длинномерных линейных и гнутых конструкций и, следовательно, широкие возможности для реализации сложных архитектурных решений.

Огнестойкость КДК является серьезным преимуществом, на что ссылаются и архитекторы, и строители. Это свойство подтверждается и научными исследованиями в «полевых» условиях на примере аквапарка в Мытищах. Станислав Турковский, д.т.н., заведующий сектором деревянных конструкций ЦНИИСК им. В. А. Кучеренко: «…каркас аквапарка монтировался дважды. Первый раз – в 2005 г., второй – в 2008-м. Первый каркас был уничтожен пожаром еще на стадии отделочных работ.

Впервые деревянные сборные конструкции с жесткими стыками поясов были подвергнуты серьезным испытаниям в условиях реального пожара. Обрушение первой фермы произошло из-за ослабления огнем сжатого пояса за пределами стыков через 2,5 часа, обрушение последней фермы – через 8 часов по той же причине. Огнестойкость ферм оказалась более чем в три раза выше требуемой. Анализ состояния конструкций после пожара показал, что на всех стыках обоих поясов ферм наблюдалось лишь поверхностное обугливание на глубину 5–15 мм, без нарушения соединений на вклеенных штырях и болтах. Такое стало возможным благодаря наличию вкладышей между ветвями в зоне стыков.

За состоянием конструкций аквапарка сотрудниками ЦНИИСК ведется постоянное наблюдение. Установлено, что относительная влажность воздуха в межферменном пространстве колеблется от 45 до 60 %, температура воздуха 29–30 °С. При этом равновесная влажность древесины ферм составляет 11–13 %. Такие условия считаются оптимальными для клееной древесины. В конструкциях почти нет дефектов, трещин и расслоений. На оцинкованных металлических поверхностях за три года эксплуатации не обнаружено следов коррозии».

По температурно-влажностным условиям эксплуатации различают три категории элементов из КДК:

·         категория С – эксплуатируемые внутри отапливаемых помещений (влажность воздуха не выше 75 %); соответствует группам А1, А2 и Б1 по СНиП II-25-80;

·         категория B – эксплуатируемые в открытых атмосферных условиях и в неотапливаемых помещениях (А3, Б2, В);

·         категория M – эксплуатируемые в воде или в земле, а также подвергающиеся сильному увлажнению.

КДК регламентируются в России положениями ГОСТ 20850-84 (готовится новая версия документа, однако в настоящее время действует редакция именно 1984 г.) и СП 64.13330.2011, являющегося актуализированной версией СНиП II-25-80. В Европе выпуск клееных изделий для домостроения регламентируется стандартом EN 14080:2005.

Кстати сказать, несмотря на кажущуюся новизну КДК, исследования в этой области в России ведутся в том же ЦНИИСК им. В. А. Кучеренко еще с 1975 г. Другое дело, что соответствующие условия для развития технологии появились только в начале XXI в.

Накопленный отечественный и зарубежный опыт применения КДК показал, что, по сравнению с традиционными решениями, они имеют значительные преимущества: металлоемкость зданий уменьшается в три раза, масса − в 2–3 раза, трудоемкость монтажа − до 2,5 раз. Еще более эффективными являются пространственные структуры из КДК, позволяющие перекрывать большие пролеты без промежуточных опор.

Путь дерева. Тенденции

К сожалению, вычислить и просчитать объем конструкций, применяемых в проектах и строительстве (и реконструкции) многоэтажных зданий и общественных комплексах, включая малоэтажные постройки с нежилой функцией, практически нереально.

Отмечается общее повышение культуры рынка – как со стороны заказчиков, которые стали более требовательными и компетентными, так и со стороны подрядчиков, работающих в условиях сильной конкуренции. Подрядчики одновременно улучшают качество и работают над снижением цены, что сказывается на уменьшении числа рекламаций. Помимо того, политика продаж стала более открытой и ориентированной на покупателя – большинство компаний начали указывать цену предложения и его комплектацию, что в 2012 г. было еще редкостью. Увеличилось количество готовых предложений – проработанных проектов деревянных домов с понятной для заказчика комплектацией.

Участники рынка отмечают следующую общую особенность в предпочтениях россиян. В отличие от своих финских соседей, любящих большие террасы, балконы, панорамное остекление, второй свет, камин и сауну, русские заказчики на каком-то инстинктивном или генетическом уровне видят свой дом в виде крепости. Европейские излишества зачастую дороги и ментально чужды: «…второй свет (такой дом не протопить), обширные террасы (их не расчистить от снега), сауна (запотеет весь дом)» и т. д. Многие россияне строят свой деревянный дом впервые, ориентируясь на привычный образ городской квартиры, где желательно иметь максимальную полезную площадь, невысокие потолки, небольшие окна и множество комнат и комнатушек.

Однако тенденции демонстрируют постепенный отход от привычных представлений. При индивидуальном проектировании деревянного дома заказчики стали больше обращать внимание на его архитектурную привлекательность, современность и уникальность, продуманную просторную планировку и увеличение площади остекления.

Как отмечают аналитики рынка и эксперты строительных компаний, самыми популярными в последние годы оказались дома из оцилиндрованного бревна и клееного бруса. Доля использования последнего выросла на 50 %.

Надо сказать, что российские компании за последние 5 лет проделали большую работу по повышению доступности клееного бруса. Круглое бревно чаще всего заявляется как материал, который дешевле клееного бруса, но, сложив все затраты на доведение дома из сырого массива «до кондиции», в итоге получим те же цифры.

Каркасно-панельное домостроение также набирает обороты, увеличивается количество участников, наблюдается рост продаж, но пока в границах небольшого рыночного сектора. Здесь, вероятно. сказываются представления старой формации: «как жить в доме, который можно прострелить из автомата?».

Как полагают специалисты, структура деревянного домостроения в ближайшие 10–15 лет (по оптимистическому прогнозу) будет выглядеть следующим образом:

·         домостроение из массивной древесины – 35–40 %;

·         панельное деревянное домостроение – 30–35 %;

·         каркасное деревянное домостроение – 25–30 %.

Деревянные барьеры

Стремительный рост деревянного домостроения и реабилитация древесины в несущих конструкциях капитальных сооружений вызывает в различных публикациях чаще всего массовую апологетику древесины.

Однако у палки всегда два конца, если она не является невозможной пространственной формой.

Независимо от того, присутствует ли в объекте древесина в качестве конструкционного или отделочного материала, тема огне- и биозащиты возникает автоматически, потому что в естественном виде при форс-мажорных условиях дерево прогрызается, гниет и горит. Поэтому деревянная конструкция основательно накачивается химическими составами, которые делают ее предпочтительнее металла, поскольку огнезащита достигается более быстрыми и дешевыми способами, при сохранении милой сердцу деревянной текстуры. При этом остается вопрос, на который мало кто любит отвечать: в праве ли мы говорить после «накачки» о таких достоинствах дерева, как экологичность, и как оно в реальности будет «дышать»?

Дальше – больше. В апреле этого года на Всероссийской конференции «Огнезащита XXI века» начальник сектора исследовательских и испытательных работ в области пожарной безопасности ГУ МЧС по Омской области Виталий Лаптев отдельно остановился на специфике применения огнезащитных составов: «Как показала практика нашей организации, реальные сроки действия огнезащитной обработки, произведенной огнезащитными пропиточными составами для древесины, ниже тех, которые заявляют изготовители в технической документации.

Согласно пункту 21 «Правил противопожарного режима в РФ» от 25 апреля 2012 г. № 390, состояние огнезащитной обработки (пропитки) должно проверяться не реже двух раз в год. Мы набираем статистические данные по объектам г. Омска, которые обрабатывались огнезащитными составами несколько лет назад и на которых мы проводили проверку качества огнезащитных работ, и сталкиваемся со случаями, когда огнезащитная обработка не проходит испытания. Возможные причины: нарушение технологии при изготовлении огнезащитного состава или несоблюдение условий эксплуатации. Необходимо разбираться конкретно в каждом случае.

Имеют место также нарушения при повторном нанесении огнезащиты, когда не учитывается химический состав предыдущий пропитки и в результате химической реакции на древесине образуется нейтральная среда и деревянная конструкция остается «огнебеззащитной».

Однако, если учесть, что решение об использовании древесины во многих случаях принимается на эмоциональном уровне, а также принимая во внимание массу достоинств деревянных конструкций, их периодическая обработка (конечно же, открытых участков) с интервалом в два года не такая уж и великая нагрузка.Что касается применения таких материалов, как LVL, защищенных от всех невзгод еще на стадии производства, то они вообще рассматриваются в чисто утилитарном смысле – как более эффективная конструктивная замена металлу и железобетону.

Вместе с тем, есть вопросы по поводу энергосбрежения деревянных построек. Дом из бруса, просто рубленый или из «оцилиндровки» –роскошь не только эстетическая, но и эксплуатационная, в силу низкой энергэффективности. Ссылки на наших российских предков, которые тысячелетия прожили в рубленых домах, еще не означает, что русская изба – энергоэффективное сооружение.

Тепловое сопротивление клееного бруса R = 1,58 м²С0/Вт со стеной толщиной 250 мм, что  недостаточно для соответствия современным строительным нормам и более чем в два раза меньше современных строительных норм для теплоизоляции ограждающих стеновых конструкций. По нормам Московской области тепловое сопротивление ограждающей конструкции принято как R=3,33 м²С0/Вт. То есть толщина стены должна составлять не менее 670 мм. А ходовая толщина клееного бруса – около 200 мм. 

Таким образом, дом для круглогодичного проживания необходимо утеплять эффективным теплоизоляционным материалом. Разумеется, что российский рынок такую технологическую возможность предоставляет в полной мере.

Денис БАННИКОВ