Корни роста

Корни роста
Shutterstock
Наука даст новый импульс развитию деревянного домостроения

Среди 87 мероприятий, включенных в программу прикладных научных исследований на 2021 год, утвержденную Минстроем России, обращают на себя внимание 11 исследований деревянных конструкций и композиционных материалов на основе древесины для развития деревянного домостроения. Большинство запланированных работ направлено не просто на совершенствование отечественной нормативной базы в данной сфере, в том числе на снятие барьеров и расширение областей строительства с применением деревянных конструкций и материалов: их успешное завершение даст новый импульс развитию деревянного домостроения в стране. Эти изыскания ориентированы на повышение надежности принимаемых проектных решений вновь возводимых и реконструируемых зданий и сооружений, снижение стоимости строительства за счет внедрения новых технологий, повышение огнестойкости конструкций, поиск новых решений в области исследования свойств композиционных материалов на основе древесины и методов защиты от эксплуатационных и сейсмических воздействий.

В перекрестии прицела

Почти треть мероприятий, предусмотренных в комплексе исследований деревянных конструкций, посвящена перекрестно-клееной древесине — так называемой CLT (Cross Laminated Timber), широко применяемой для строительства в Европе и Северной Америке. Повышенное внимание к этой технологии связано с тем, что до недавнего времени в России действовало лишь несколько небольших предприятий по производству CLT, но в этом году на площадке Сокольского деревообрабатывающего комбината вступил в строй завод Segezha Group по выпуску 50 тыс. кубометров CLT-панелей для деревянного домостроения. Однако спрос на продукцию этого и других предприятий сдерживает отсутствие нормативной базы. В настоящее время для строительства даже небольших сооружений с применением CLT требуется разработка специальных технических условий и проведение испытаний конкретных элементов CLT строящегося объекта, что значительно увеличивает стоимость и сроки проектирования и возведения таких объектов.

Как сообщил «Стройгазете» заведующий лабораторией несущих деревянных конструкций ЦНИИСК им. В. А. Кучеренко АО «НИЦ «Строительство» Павел Смирнов, целью выполнения научно-исследовательских работ по исследованию CLT является разработка методов защиты от воздействия переменных температурно-влажностных условий эксплуатации, исследование длительной прочности для определения корреляционных связей прочностных и упругих характеристик, получение достоверных экспериментальных данных нормативных значений прочности и деформативности узловых соединений, определение динамических характеристик при сейсмических воздействиях и подготовка методик расчета с учетом конструктивных особенностей этого инновационного материала.

Одним из вопросов, которые предстоит решить в ходе исследований, является разработка способов конструкционной и химической защиты CLT от атмосферных воздействий, которым она подвергается в процессе эксплуатации, а также в период хранения на строительной площадке и при проведении монтажных работ. Это позволит обеспечить конструкциям гарантированный срок службы на весь период эксплуатации.

Также ученый отметил, что СП 64.13330.2017 «СНиП II-25-80. Деревянные конструкции» не содержит данных по узловым соединениям CLT на винтах, а СП 299.1325800.2017 «Конструкции деревянные с узлами на винтах. Правила проектирования» требует дополнений, учитывающих работу винтов в кромке CLT. Чтобы развивать нормативную базу в части требований к расчету узловых соединений CLT на винтах, необходимы современные стандартные методы испытаний и методики расчета конструкций из такой древесины.

По словам Павла Смирнова, новая технология с применением CLT позволит строить здания из несущих деревянных панелей и дополнит существующие технологии каркасных и брусчатых деревянных домов. Областью применения перекрестно-клееной древесины станут здания и сооружения, для возведения которых сейчас используются бетонные, каменные и стальные конструкции. Относительная простота монтажа и высокий уровень предварительной готовности конструкций из такой древесины будут способствовать быстрому строительству объектов, что является ключевым преимуществом новой технологии. Кроме того, применение более легких по сравнению с бетоном и каменной кладкой панелей из CLT позволит снизить расходы на фундаменты. Хорошая тепло- и звукоизоляция, а также высокие характеристики огнестойкости — это дополнительные преимущества, которые появятся в результате применения таких панелей в жилых и промышленных зданиях.

Проверка огнем

Программой исследований предусматривается также проведение огневых испытаний и разработка расчетного метода определения предела огнестойкости конструкций из бруса многослойного клееного из шпона, так называемого LVL (Laminated Veneer Lumber). Как пояснил Павел Смирнов, в данном случае брус — это условное название. На самом деле материал LVL изготавливается в виде плит толщиной 30-100 мм, шириной 1200-1500 мм, длиной 12-18 м. В дальнейшем он раскраивается на элементы стержневых конструкций (брус) или используется как плитный материал, например, в качестве обшивок каркасных плит и панелей. LVL является практически безотходным материалом, при его изготовлении не используются операции строжки и вырезания сучков. Этот инновационный материал обладает повышенными прочностными характеристиками по сравнению с цельной и клееной древесиной благодаря малой толщине слоя. Он имеет потенциал широкого применения в каркасном строительстве, в том числе многоквартирных и многоэтажных зданий, включая здания в сейсмически опасных районах, может использоваться в качестве ребер и обшивок большеразмерных плит и панелей, эффективен для каркасов производственных и общественных зданий с зальными помещениями. Однако в настоящее время раздел 10 «Пожарно-технические требования к конструкциям из древесины» СП 64.13330.2017 «СНиП II-25-80. Деревянные конструкции» не содержит данных по параметрам горения LVL. Этот пробел в нормативной базе и призвана восполнить научно-исследовательская и опытно-конструкторская работа (НИОКР), предусмотренная программой исследований.

Снять барьеры в использовании новых материалов и расширить области строительства с применением деревянных конструкций позволит также разработка и исследование панелей на деревянном каркасе с плитными материалами повышенной огнестойкости на кремнийорганических связующих с использованием древесных отходов. В ходе исследований будут получены достоверные экспериментальные данные для назначения нормативных значений прочностных и упругих характеристик трехслойных панелей с новым типом плитного и изоляционного материала. Павел Смирнов рассказал, что для внешних слоев панелей предлагается применять новый экологичный плитный материал повышенной огнестойкости на основе древесных отходов с использованием кремнийорганического связующего в качестве теплоизоляционного материала — экологически чистый минеральный поризованный композит. В то же время из-за отсутствия необходимой нормативной базы для строительства зданий из панелей, изготовленных с применением новых современных материалов, требуется разработка специальных технических условий и проведение испытаний конкретных типов панелей строящегося объекта. Существующие нормативные документы и стандарты не содержат данных о прочностных, упругих и теплотехнических свойствах материалов, предлагаемых для применения в конструкциях трехслойных панелей, что не позволяет изготавливать и применять панели из новых материалов в практике строительства.

Разработка конструкции трехслойных панелей и современных стандартных методов испытаний по определению их прочностных и упругих характеристик позволит строить каркасно-панельные быстровозводимые здания, в том числе полной заводской готовности, и дополнить существующие технологии производства и строительства каркасных деревянных домов. Областью широкого применения трехслойных панелей с использованием новых экологичных и огнестойких материалов станут каркасно-панельные одноквартирные дома и многоквартирные здания. Применение современных, долговечных, огнестойких и экологичных материалов для конструкции панелей позволит снизить эксплуатационные расходы, обеспечить комфортные условия жизни людей и повысить пожарную безопасность зданий.

В то же время, комментируя программу прикладных научных исследований на 2021 год, руководитель направления большепролетных конструкций санкт-петербургской корпорации «РУСЬ» Вячеслав Груничев заявил «СГ», что разработка новых негорючих материалов на основе древесины — чаще всего композитных — по-прежнему остается актуальной. Кроме того, он отметил, что долгое время определение огнестойкости было возможно только при натурных испытаниях конструкций, и альтернативы этому не было, что, конечно же, тормозило развитие направления. Последняя редакция СП 64.13330 узаконила расчетную методику определения огнестойкости, что упростило прохождение экспертизы проекта. Но при введении в практику строительства новых материалов почти всегда требуются уточнения по утвержденной методике, связанные с технологическими особенностями этих материалов. 25%всех мировых лесных ресурсов принадлежит России. Однако использование древесных материалов при строительстве жилья в стране составляет всего 0,003 куб. м/кв. м, что в разы меньше, чем в Финляндии, США или Канаде.

Справочно:

Программа прикладных научных исследований на 2021 год утверждена приказом Минстроя России от 13 апреля 2021 года №223/пр и включает в себя 87 мероприятий, в рамках которых будут изучены передовые отраслевые технологии. Ранее «СГ» уже рассказывала о нюансах представленных в программе исследований, направленных на улучшение работы ЖКХ и металлостроения (№17-18, с. 7), а также о проведении ряда научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ (НИР/НИОКР) по проблематике развития новых видов бетона и арматуры (№21, с. 15).


Теги:
Еще по теме:
  • Нержавеющая река

    ВТЗ реализует полуторамиллиардный инвестпроект

  • Очищающий ультрафиолет

    Впервые в России началось производство так называемого увиолевого стекла для безозоновых бактерицидных ламп

  • Металлический оброк

    Эффективного ответа на удорожание стройматериалов пока не найдено

  • Огнеборец Pyropane

    AGC Glass начала производство огнестойкого стекла на заводе в Клину

Цитата
Марат Хуснуллин
Вице-премьер
Марат Хуснуллин
Из хорошей информации могу сказать, что на уровне правительства принято решение, о том, что мы будем удорожание стройматериалов оплачивать, постараемся компенсировать
Мария Литинецкая
Мария Литинецкая
Управляющий партнер «Метриум» (участник партнерской сети CBRE)
Опрос СГ

Ощутили ли вы изменение цен на аренду квартир?


Показать результаты