Думаете, что сегодня все дома строят из бетона и стекла? Вовсе нет! Настоящий материал будущего – это дерево. Из дерева получается изготовить действительно надёжные материалы, чьей прочности достаточно для использования при строительстве многоэтажных домов.
В Санкт-Петербургском государственном архитектурно-строительном университете учёные давно занимаются исследованием долговечности деревянных конструкций. Так, в этом году в СПбГАСУ в двенадцатый раз состоялась международная научно-техническая конференция «Инновации в деревянном строительстве». В вузе также проводят научные исследования по заказу Минстроя РФ и готовят кадры для производства.
В этой статье рассказываем, почему дерево настолько востребовано в строительстве и делимся результатами последних исследований.
Почему дерево?
Мы попросили преподавателей и учёных СПбГАСУ прокомментировать популярность древесины в строительстве. Александр Черных, президент Ассоциации деревянного домостроения, заведующий кафедрой металлических и деревянных конструкций СПбГАСУ, объясняет, что дерево – это прежде всего природный, восстанавливаемый, традиционный для России ресурс. В России запасы древесины очень большие – 25 % от мировых.
«К тому же, дерево стоит на первом месте среди строительных конструкций по экологическим свойствам. В отличие от бетона и металла, на изготовление деревянных материалов не затрачивается много энергии. В процессе роста дерево положительно влияет на снижение выбросов диоксида углерода в атмосферу», – добавляет Александр Черных.
Практическое применение
Павел Коваль, кандидат технических наук, доцент кафедры металлических и деревянных конструкций СПбГАСУ, говорит, что сегодня деревянные конструкции востребованы при возведении не только объектов индивидуального строительства, но и больших сооружений. Например, стадион для хоккея с мячом «Енисей» в Красноярске: его 99-метровый пролёт перекрыт металлодеревянными серповидными фермами.
«Деревянные конструкции бывают двух основных категорий. Первая – конструкции из цельной древесины (бревна, брусья, доски). Вторая – из материалов, созданных искусственным путём на основе древесины, таких, например, как фанера, клеёная многослойная древесина, однонаправленный клеёный шпон (LVL) и так далее. В последнее время расширяется применение плит из перекрёстно-клеёной древесины (ДПК или CLT)», – поясняет Павел Коваль.
Многоэтажки из дерева
Эксперты уверены, что новые клеёные материалы позволяют расширить возможности строительства. Инженерная древесина поднимает деревянное домостроение на новый уровень. Но насколько в действительности безопасно строить многоэтажные дома из дерева?
Павел Коваль рассказывает, что сейчас активно прорабатывается вопрос о строительстве деревянных зданий средней этажности и невысотных многоэтажных зданий (до 9–12 этажей). Уже имеющиеся технологии позволяют надёжно, быстро, технологично возводить такие дома. ДПК – это аналог железобетонных сборных панелей, который в определённых сегментах строительства может их заместить.
Что говорят исследования?
В СПбГАСУ учёные занимаются экспериментальным исследованием прочности и долговечности деревянных конструкций. В фокусе внимания находится LVL – однонаправленный клеёный шпон. Он подобен фанере, однако изготавливается не тонкими листами, а длинными брусьями большой толщины. Этот материал обладает высокими прочностными характеристиками и применяется для несущих конструкций: балок, колонн, ферм, жёстких рам. При разных видах силовых воздействий определяется зависимость падения прочности от времени или возрастания при кратковременной нагрузке.
«Особенность деревянных конструкций состоит в том, что для них, по сравнению с железобетонными и стальными, повышенное значение имеет время действия нагрузки. При кратковременных воздействиях древесина обладает повышенной прочностью, а при длительных – существенно сниженной. Повышение сопротивления может быть кратным относительно постоянно действующих нагрузок, что особенно актуально в зонах высокой сейсмической активности», – рассказывает о результатах исследования Павел Коваль.
Сейсмостойкость деревянных сооружений
В этом году в конференции «Инновации в деревянном строительстве», проходившей в СПбГАСУ, принимали участие представители России, Республики Беларусь, Вьетнама, Казахстана, Китайской Народной Республики. Среди них – Сюй Юнь, доцент, начальник отдела науки и технологий Северо-Китайского университета водного хозяйства и гидроэнергетики, аспирант СПбГАСУ. Спикер рассказал об исследовании сейсмических свойств CLT-железобетонных каркасных конструкций.
Китай относится к странам с высокой сейсмической активностью, поэтому очень важно оценивать стойкость зданий и повышать их сейсмическую устойчивость. Сюй Юнь проинформировал о проведённых испытаниях, направленных на выявление закономерности разрушения и механизмов взаимодействия между деревянными и железобетонными конструкциями.
Материал подготовлен с использованием интервью Павла Коваля «Российской газете»