Что такое CLT и насколько применима эта сравнительно новая, но уже весьма популярная в Европе строительная технология в российских климатических условиях? Оказывается вполне применима, что успешно доказал эксперимент длинной в 10 лет, проведенный компанией ПАЛЕКС дома из клееного бруса. О том, что такое CLT и как и какие из него строятся дома, о строительстве первого в России дома из этого материала и о том, что произошло с ним за прошедшие 10 лет мы и расскажем в нашей небольшой серии публикации.
Что такое CLT: основы технологии
Технология CLT успешно применяется в Европе уже более 20 лет. Но зародилась она значительно раньше – ещё в 70-е годы 20 века. Именно тогда специалисты компании KLH Massivholz (Австрия) решили склеивать из деревянных ламелей не брус, а плиты максимально возможного технологически размера, после чего вырезать из них панели требуемой геометрии и возводить стены дома уже из них. И создать такую технологию им вполне удалось. Справедливости ради, следует отметить, что похожие работы одновременно проводились и в Германии. И результаты и обеих разработок были представлены миру почти одновременно. Однако рынок строительных материалов в то время не был готов к инновационному продукту и спроса на него не возникло. Изменилось же это положение только через 20 лет – в 90-е годы ХХ века, когда первые клеёные панели поступили в продажу.
Если кротко, то заключается она в изготовлении из древесины сначала ламелей, а затем создания из них методом послойного склеивания массивных плит толщиной до 300 мм (высота - 3 м, длина – до 12 м). При этом слои «досок», располагаемые перпендикулярно друг другу, соединяются с применением клеевых системы Akzo Nobel. В результате если обычная древесина является анизотропным материалом, ее физические свойства изменяются в зависимости от направления, то в CLT-древесине механические свойства, обуславливающие в частности жесткость элементов и конструкций в целом, примерно одинаковы в обоих направлениях (материал анизотропен). Из технологии и берется название материала CLT: Cross Laminated Timber - перекрестно склеенная древесина. Ещё одно сокращенное название этого материала - x-lam.
Вот такая необычная технология и обусловленная ею оригинальная структура придают массивным клеёным деревянным плитам огромные прочностные показатели. Из плит впоследствии вырезаются панели необходимого размера и конфигурации (она определяется проектом и включает оконные и дверные проёмы, технологические соединительные пазы, «штрабы» для прокладки коммуникаций и т.п.), создавая комплект готовых к монтажу деталей (домокомплект), который и отправляют автотранспортом на стройплощадку. Ну, а там из них возводятся не только стены домов, но и перекрытия, и даже крыши.
CLT : преимущества и недостатки.
Сохраняя достоинства технологии возведения стен из клееного бруса, строительство из CLT-панелей имеет следующие преимущества:
- CLT-панель обладает высокой теплоизоляционной способностью, за что ее особо ценят в Европейских странах, где уделяют особое внимание энергоэффективности.
- CLT-панели и конструкции из них в отличие от железобетонных и металлических конструкций не теряют несущую способность при воздействии высокой температуры;
- позволяет в разы увеличить скорость монтажа коробки дома (что обуславливается высокой заводская готовность домокомплекта), что снижает стоимость строительных работ;
- благодаря перекрёстному расположению слоёв практически отсутствует усадка панелей, что, во-первых, позволяет начинать отделочные работы сразу же по окончании сборки коробки дома, а во-вторых, значительно расширяет выбор отделочных материалов и технологий;
- обеспечивают более высокую сейсмоустойчивость зданий и сооружений;
- затраты на утилизацию, отслуживших свой срок зданий и сооружений из CLT панелей не соизмеримо меньше, чем зданий из железобетона или кирпича.
Кроме того, применение CLT -панелей даёт возможность использовать древесину более низкой сортности, чем применяемая в клеёном брусе, но без ухудшения механических характеристик. Как это достигается?
Изначально CLT-плиты производились (и в отдельных случаях до сих пор производятся), из слоев только хвойных пород древесины, высушенной до влажности не более 12%. При этом количество слоёв может быть как чётным, но чаще является нечётным (толщина массива зависит от количества слоев и толщины используемых досок и варьируется в диапазоне от 6 до 35 сантиметров). Слои, укладываемые во взаимно перпендикулярных направлениях, обязательно формируются таким образом, чтобы оба внешних слоя имели одинаковую ориентацию (направление). Такое расположение и даёт (допускает) возможность использовать во внутренних слоях древесину иных сортов, чем в слоях внешних. Это может быть древесина как более мягких хвойных пород, так и древесина лиственничных пород деревьев, причём, как мягкая, так и более твёрдая, чем хвойная.
В зависимости от результатов выбора сорта и породы древесины и его расположения в плите производители CLT-панелей могут получать панели (и, соответственно, конструкции из них) определенного класса прочности и внешнего вида. Так для получения CLT-древесины строительного класса (она должна иметь лучшие структурные свойства), во внутренних слоях используется древесина с более высокими механическими характеристиками, ну а создания CLT-панелей эстетического класса во внешних слоях применяется древесина с более высокими эстетическими свойствами.
Понятно, что материалов, обеспечивающих одни лишь преимущества, просто не бывает. И у CLT -панелей тоже есть свои недостатки. Коротко они формулируются следующим образом:
- достаточно большой вес и габариты CLT панелей требуют применения специального транспорта для перевозки. Уменьшение же габаритов панелей приводит к увеличению количества их стыков, усложнению конструкции и увеличению себестоимости сборки;
- для монтажа требуется подъемная техника, которая не всегда может проехать на стройплощадку;
- низкая стойкость древесины к воздействию УФ излучения, требует её обработки защитными составами, либо защиты её поверхности с помощью отделочных материалов или конструкций (например, с помощью вентилируемого фасада).
Что можно строить из CLT -панелей
Только в 2013 году в Европе было выпущено 750 000 м3 клеёных деревянных плит и по оценкам аналитиков спрос на эти изделия ежегодно увеличивается примерно на 25%. Лидирующие места на этом рынке сегодня принадлежат таким компаниям как KLH (Австралия), MM Holz (Австрия), HMS (Германия), Martinsons (Швейцария), Moelvon (Норвегия) и др. Куда и на что расходуются столь огромные объёмы клееной древесины?
Начнём с того, что описанные нами выше конструктивные особенности клееных деревянных панелей предоставляют архитекторам значительную свободу принятия решений, как в части объемно-планировочной структуры возводимых зданий, так и в отношении выбора архитектурного стиля. Причём, в Европе, Америке и Канаде строить из CLT -панелей можно не только малоэтажные здания с самой оригинальной архитектурой, но и многоэтажные дома как жилого, так и индустриального назначения. Причем, срок эксплуатации таких зданий около 100 лет и более, естественно, при условии соответствующего регламентного ухода.
Но не следует думать, что процесс внедрения в строительство нового материала происходил быстро и безболезненно, а, проще говоря, думать, что из CLT-панелей разрешили сразу строить здания любой этажности. Сначала появилось разрешение лишь на строительство малоэтажных зданий. Затем высотность строений, возводимых по данной технологии, была повышена до 4-5 этажей. С тех пор прошло не так уж много времени, но «пятиэтажки» из CLT древесины стали нормой, например, в Скандинавии и Канаде. Но уже появляются и более высокие строения.
Так в Лондоне по заказу компанией Telford Homes был спроектирован (архитектор Waugh Thistleton) и построен 9-ти этажный дом из клееных деревянных панелей Murray Grove. В «башне» разместились 29 квартир, каждая со своим балконом, а полностью построено оно было всего за 9 недель.
В Лондоне есть и второе деревянное здание схожей этажности – это 8-этажный дом Bridport House, который заместил собой старый 5-этажный дом 1950-х годов постройки. Дело в том, что под старым домом располагалась труба водостока XIX века, которую было необходимо сохранить. Чтобы новый дом не «раздавил» водосток его и решено было возвести из перекрестно-клееных панелей. Возведена несущая конструкция здания, в котором разместилась 41 квартира, была всего за 12 недель. Причём все владельцы квартир на первом этаже получили собственный выход на улицу, а обитатели остальных этажей – просторные балконы. Внешне дома мало чем отличается от соседних – его фасад облицован кирпичом.
В Мельбурне из CLT-панелей возведено 10-этажное здание «Forté». Этот жилой дом запроектирован и построен с учетом требований самых современных «зеленых» норм – в нём смонтирована система сбора и очистки дождевой воды, установлены тепловые насосы, энергосберегающее светодиодное освещение и т.д. (здание сертифировано по международной программе Green Star).
В конце 2015 года в городе Берген (Норвегия) введен в эксплуатацию 14-этажный жилой комплекс Treet Bergen. Здание возведено из 48 модулей высокой заводской готовности (в них уже были смонтированы инженерные коммуникации и выполнена отделка). Для увеличения устойчивости и сопротивляемости ветровым нагрузкам в конструкцию здания дополнительно были включены железобетонные плиты, разделяющие группы модулей на несколько секторов. Всего в доме 62 жилых квартиры: одно-, двух- и трехкомнатные.
Одним из наиболее высоких зданий, построенных с применением CLT-технологии, сегодня является 17-этажное общежитие Brock Commone на 400 человек в студенческом городке Университета г. Ванкувер (Британская Колумбия). Правда при его возведении использована комбинированная технология: из CLT-панелей созданы перекрытия и ограждающие конструкции, а силовой каркас создан с применением LVL балок. Кроме того здание высотой 53 м разделено на несколько ядер железобетонными плитами, придающими конструкции дополнительную жесткость.
С применением CLT -панелей спроектировано и уже возводится ещё более высокое здание, точнее комплекс зданий, одно из которых будет высотой в 24 этажа. Этот комплекс получил название HoHo Wien (или в английском варианте написания HoHo Vienna) и возводится в Вене. Правда рекордные 84 метра высоты будут совсем не цельнодеревянными - доля клеёной древесины в проекте оценивается в диапазоне 74-76%, остальное – железобетон, из которого будет изготовлена несущая силовая конструкция.
Можно ли из CLT -панелей строить здания ещё большей этажности? Архитекторы уверены, что можно. Так известный архитектор Майкл Грин разработал и представил публике проект 35-этажного CLT-небоскреба «Баобаб» - он должен собираться из готовых модулей, которые по истечении срока эксплуатации могут быть демонтированы и заново использованы в конструкциях меньшей этажности.
Компания SOM, по проекту которой построена самая высокая в мире башня Бурдж Халиф (Дубай), в настоящее время занята разработкой концепции деревянного небоскреба высотой в 42 этажа. Ну, а в Чикаго уже готов проект 44-этажного небоскреба, который также будет возведен c применением CLT-панелей.
Будут ли реализованы эти проекты? Поживём – увидим.
А как обстоят дела с применением CLT-панелей в России?
Отечественные нормы пожарной безопасности запрещают возведение деревянных домов свыше трех этажей. В высотном же строительстве клееные щиты могут применяться только в качестве ограждающих конструкций и перегородок. Поэтому у нас пока существуют только так называемые «экспериментальные» дома, возведенные с использованием комбинированной технологии, при которой монолитный каркас обшивается CLT-панелями. По такой схеме реализованы проекты 5-этажных домов в Пушкинском районе Санкт-Петербурга, а также в Нижнем Новгороде.
Ну, а первым объектом в России, построенным исключительно из клееных CLT -панелей, является двухэтажный дом, возведенный компанией «ПАЛЕКС дома из клееного бруса» в 2008 г по проекту «Роман» в Подмосковье. О технологии его строительства мы и расскажем подробно в нашей следующей публикации.