Применения древесины в качестве конструкционного материала в XXI веке

Применения древесины в качестве конструкционного материала в XXI веке The use of wood as a structural material in the twenty-first century

Косов И.И.,

магистр (кафедра архитектуры), Государственный университет по землеустройству

Kosov I.I.,

master's degree (Department of architecture), State University of land management

Аннотация: В 21 веке отмечается высокая популярность традиционных, экологически чистых материалов, главным из которых можно назвать древесину. Объяснить это можно не только экологичностью сырья, но и тем, что современные методы обработки ощутимо улучшают её эксплуатационные характеристики и сферу применения.

В данной статье дается обоснование применения именно этого строительного материала. Раскрывается история ее использования на протяжении нескольких веков.

Предоставлен основной перечень выпускаемых деревянных конструкций, применяемых на данный момент.

Summary. In the 21st century, there is a high popularity of traditional, environmentally friendly materials, the main of which can be called wood. This can be explained not only by the environmental friendliness of raw materials, but also by the fact that modern processing methods significantly improve its performance and scope of application.

In this article the substantiation of application of this construction material is given. The history of its use for several centuries is revealed.

The basic list of the let-out wooden designs applied at the moment is provided.

Ключевые слова: деревянные конструкции, экологичное сырье, древесина, лесоматериал, частное домостроение.

Keywords: wooden structures, eco-friendly raw materials, wood, timber, private housing.

Из всех строительных материалов у древесины самая многовековая история. Еще первобытные люди строили из деревянных стволов примитивные жилища, небольшие мосты и ограды. Первоочередность древесины в истории строительства обусловлена ее распространенностью и простотой обработки.

С развитием науки происходило и развитие строительства из древесины. Так уже древние римляне строили из этого материала храмы и мосты через крупные реки. Массовое распространение получили каркасные и фахверковые дома в средневековой Европе.

Одними из самых выдающихся считаются творения русского зодчества в XVI-XVIII веках. Самое массовое жилищное домостроение на Руси, территория которой обладала богатейшими запасами леса, было деревянным. Строились разнообразные дома и избы из деревянного сруба.

Широкому распространению древесины, как конструкционного материала способствовали ее хорошие физико-механические свойства. Так, например, сосна, один из самых распространенных деревянных строительных материалов, при малой плотности, порядка 0,52 т/м3 имеет показатель сопротивляемости сжатию, сравнимый с показателем бетона класса В15.

Однако, плотность бетона составляет 2,5 т/м3, что указывает на несомненное преимущество в весе деревянных конструкций, при равной несущей способности.

В 30-е годы 20-го столетия в СССР произошло значительное расширение спектра применения деревянных конструкций, ввиду дефицита стали, алюминия, цемента и производных от них строительных материалов.

Активно стали применяться, разработанные В.С. Деревягиным брусчатые и дощато-гвоздевые сегментные фермы, брусчатые балки на деревянных пластинах, дощато-гвоздевые балки и рамы в конструкциях покрытий.

В 50-е годы после изобретения водостойких полимерных и эпоксидных клеев, стало возможно применение клееных деревянных конструкций.

Основной областью применения деревянных конструкций стали объекты сельского хозяйства, малоэтажное жилищное строительство и здания химической промышленности с агрессивной, по отношению к железобетону и стали средой.

Наибольший рассвет строительства из дерева пришелся на середину XX века. На территории РСФСР действовало более 20 деревообрабатывающих комбинатов, на которых был налажен выпуск клееных деревянных конструкций.

Основной перечень выпускаемых деревянных конструкций был следующим:

1) клееные деревянные балки (серии 1.462-2,1.463-2,1.463-6,1.262-1);

2) стрельчатые арки пролетом 12, 18,24 м (серия 1.863-3);

3) металлодеревянные арки (марки АМД, серия 1.860-6);

4) стрельчатые и А-образные арки пролетом 45 м;

5) металлодеревянные фермы (марки МДФ, серия 1.863-2);

6) гнутоклееные рамы (марки ДГР, серия 1.822-1);

7) сегментные металлодеревянные фермы (серия 1.263-1).

Некоторые из них представлены на рисунках 1 -3.

Все конструкции отличались простотой изготовления и монтажа, унифицированностью и малым весом.

Но в дальнейшем стало происходить постепенное вытеснение дерева, как конструкционного материала, из строительства.

Для активно развивающейся страны были необходимы более индустриальные методы строительства. Таким требованиям соответствовали железобетон и сталь. ЦК КПСС и Советом Министров СССР 19 августа 1954 г. был издан указ «О развитии производства сборных железобетонных конструкций и деталей для строительства», призванный ускорить и унифицировать строительные процессы. Так в период с 1954 по 1958 год было построено 170 заводов ЖБИ, и производство железобетона возросло в 6,5 раз.

В 30-х годах прошлого века в СССР производили более 70 млн. м3 пиломатериалов в год, половина из них использовалась в строительстве. И только 10 % процентов шло на экспорт. В России производство пиломатериалов к концу нулевых XXI столетия составило порядка 19 млн. м3 в год, из них на экспорт было отправлено более 15 млн. м3. Динамика использования древесины в строительстве представлена на рисунке 4.

МЛ.М j

30

15

0

1930 1 950 1980 2 000 2018

Рисунок 4. Динамика использования древесины в строительстве

В настоящее время большая часть древесины, используемой в строительстве, применяется при производстве строительно-монтажных работ, в качестве опалубки, лесов и подмостей. Структура использования лесоматериала представлена на рисунке 5. Структура включает в себя пять основных областей применения лесоматериала:

1 - как вспомогательный материал, при производстве строительно-монтажных работ;

2 - несущие деревянные конструкции;

3 - малоэтажное домостроение;

4 - кровельные настилы, обрешетка;

5 - столярные изделия.

Рисунок 5. Структура использования лесоматериала в строительстве

Согласно диаграмме, большая часть лесоматериала в строительстве используется не рационально.

Российская стройиндустрия, обладая большой инерционность, не часто применяет древесину в качестве основного конструкционного материала при строительстве, отдавая предпочтение более привычным: камню, железобетону и стали.

Экспертами подсчитано, что использование древесины в покрытиях большепролетных зданий позволяет снизить трудозатраты на 20 %, при этом вес покрытия уменьшается в 4-5 раз.

Тенденции последних лет демонстрируют рост интересов к деревянным конструкциям в области малоэтажного частного домостроения. Так, на стадии проектирования, заказчики стали более требовательны к архитектурному облику здания. И все чаще, именно древесина, позволяет создать наиболее выразительный и привлекательный внешний вид.

Аналитиками отмечено, что количество поисковых запросов в сети Интернет, со словами «деревянный дом» возрастает каждый год примерно на 20 %.

Также стали более распространены каркасные деревянные дома, которые давно и очень успешно используются в частном домостроении в Европе, так называемые, скандинавские дома.

Подводя итог, можно сказать, что в настоящее время уровень применения древесины, в качестве основного конструкционного материала в промышленном и общественном строительстве невелик, а основная область использования дерева в строительстве - это частное домостроение, которое с каждым годом набирает все большую популярность, так как отличается экологичностью, экономичностью и выразительностью архитектурного облика. Древесина, как строительный материал, будет актуальна еще многие годы, ввиду ее неоспоримых физико-механических и эстетических качеств.

Список использованной литературы

1. Иванов В. А., В. З. Клименко, Конструкции из дерева и пластмасс: учеб. для вузов. - М.: 2015

2. Калугин А.В. Деревянные конструкции: учеб. для вузов. - Ассоциации строительных Вузов, М.: 2016

3. Красовский М.В. Энциклопедия русской архитектуры. Деревянное зодчество, Спб.: 2015

References

1. Ivanov V. A., Klimenko V. Z., construction of wood and plastics: proc. for universities. - M.: 2015

2. Kalugin V. A. Wood construction: proc. for universities. - Association of construction Universities, M.: 2016

3. Krasovsky, M. V. encyclopedia of Russian architecture. Wooden architecture, St. Petersburg.: 2015