Новые возможности древесины: от большепролетных зданий до небоскребов
Экологический бум, произошедший в странах Западной Европы и США, коренным образом изменил устоявшиеся представления о строительных материалах и технологиях, выдвинув на первое место те из них, которые за многие годы успели доказать свою безвредность для окружающей среды и здоровья людей.
Наиболее показательна в этом смысле древесина. Если ранее она занимала скромную роль материала, пригодного лишь для малоэтажного сельского строительства, то теперь она находит все более широкую область применения, в которую вошли даже промышленные объекты и высотные административные здания. Об этом свидетельствуют последние примеры из зарубежной практики.
Промышленное строительство из древесины: дешево и сердито
Метод каркасно-рамного строительства из деревянных элементов завоевал признание среди специалистов благодаря таким своим преимуществам, как экологичность, возможность выбора самых разнообразных функционально-планировочных решений и соответствие достаточно высоким эстетическим требованиям. По каркасно-рамной технологии возводятся такие объекты, как офисные здания, производственные цеха, выставочные залы, многоэтажные гаражи и т. д. Современные методы каркасно-рамного строительства отвечают всем требованиям ресурсо- и энергосбережения. В течение последних лет в странах Западной Европы по каркасно-рамной технологии был возведен целый ряд объектов, соответствующих стандартам минимального потребления энергии. И их число возрастает. Так, например, в Германии ежегодно возводится около 25 каркасно-рамных зданий с потреблением энергии, близкой к нулю. Основными критериями, которые учитываются на стадии проектирования таких объектов, являются соответствие энергосберегающим требованиям, обеспечение оптимального микроклимата жилища и, конечно же, создание привлекательного и запоминающегося облика здания. Наиболее точным отражением этих тенденций являются так называемые демонстрационные образцы. Один из таких объектов был построен осенью 1997 года. Автором проекта здания стала архитектор Регина Гайгл. Сооружение было возведено на бетонном фундаменте, на котором в течение двух дней смонтировали десять бетонных колонн, являющихся опорой каркаса. Одновременно с монтажом колонн в расположенном рядом сооружении велась сборка каркасно-щитовых элементов стен, перекрытий и кровли. Стеновые и кровельные щиты монтировались из цельных деревянных рам и прессованных деревянных плит при помощи специальных нагелей. Что касается нового объекта, то после установки бетонных колонн к ним монтировались несущие фермы из многослойной клееной древесины. Длина ферм варьировалась от 21 до 30 м, ширина составляла 24 см, высота — 1,4 м. В совокупности на изготовление клееных ферм ушло 35 м 3 древесины. Благодаря точным статическим расчетам, проведенным на стадии проектирования, несущая способность клееных ферм оказалась на уровне ферм из цельной древесины.
Монтаж здания велся в обычной последовательности: сначала конструкция пола, потом элементы опорного каркаса и в заключение — стены и кровля. Благодаря современным приемам каркасно-рамного строительства “коробка” здания была возведена в течение четырех дней. Архитектурным проектом предусматривалось, что первый и второй этаж здания будут выполнены как отдельные объемы, “поставленные” друг на друга. Пропорции обоих объемов были высчитаны таким образом, чтобы создать единое гармоничное целое. Длина первого этажа составила 48 м, второго этажа — 52 м. Площади обоих этажей составили 950 м 2 и 310 м 2 соответственно. На первом этаже разместились мастерские, на втором — офисы. Кроме того, к зданию был пристроен гараж площадью 128 м 2 и объемом 510 м 3.
Кроме оригинальной архитектуры, возведенное здание вызвало интерес специалистов еще и благодаря своим энергосберегающим свойствам. Так, коэффициент теплопередачи ограждающих конструкций объекта составил 0,15 Вт/м 2К, что соответствует аналогичной характеристике кирпичных стен толщиной 1,2 м. Оптимальные теплотехнические характеристики ограждающих стен объекта были заложены в самом принципе каркасно-рамного строительства — между деревянными щитами обшивки каркаса был установлен теплоизоляционный слой толщиной 30 см. Окна, двери и ворота объекта также соответствовали энергосберегающей концепции проекта. Коэффициент теплопередачи окон составил 0,7 Вт/м 2К, дверей и ворот — 0,5 Вт/м 2К.
Для отопления здания также были использованы самые современные технологии. Архитектурным проектом предусматривалось, что “в доме не будет ни одного камина”. Вместо традиционных каминов и печей или радиаторов проектировщики предложили оригинальные альтернативные решения. Так, в северной части здания был установлен тепловой насос, преобразующий тепло грунта в энергию, потребляемую на отопление. В мастерских была установлена система отопления, вмонтированная в конструкцию пола. Кроме того, там были применены теплообменники, интегрированные с системой кондиционирования. За счет этих устройств воздух в производственных помещениях обновлялся в течение 2 часов, что обеспечивало здоровый микроклимат в мастерских.
В офисной части были установлены теплообменники с электрическим тепловым насосом, имеющим две обогреваемые поверхности. С их помощью в офисах постоянно поддерживалась температура +20°С.
Так как стены с деревянной обшивкой обладают способностью отражать тепло, в офисных помещениях поддерживался оптимальный микроклимат.
Для помещений, расположенных в южной части здания, были использованы другие методы обогрева. Так, на южных стенах были установлены солнечные коллекторы общей площадью 25 м 2, а в конструкцию пола вмонтировали систему отопления, соединенную с тепловым насосом и теплообменником. На кровле объекта в его юго-восточной части также были установлены устройства, аккумулирующие солнечную энергию и преобразующие ее в электрический ток, обладающие совокупной “производительностью” в 1400 Вт.
Гаражная пристройка была выполнена из щитовых деревянных элементов. Благодаря специфическим свойствам таких элементов стало возможным смонтировать достаточно длинное перекрытие без промежуточных опорных стоек. Для того чтобы обеспечить соответствие требованиям противопожарной защиты, щитовые конструкции пропитывались специальных составом, препятствующим возгоранию древесины. Габариты щитовых конструкций составили 2,5 на 12 м.
Возведенное здание стало по сути одним из первых объектов, который неопровержимо доказал: метод каркасно-рамного строительства из деревянных элементов приемлем не только для малоэтажных жилых домов, но и для более сложных сооружений со смешанными функциями. Все это может служить предпосылкой того, что в будущем метод каркасно-рамного строительства займет достойное место среди других технологий возведения административных и промышленных зданий.
Высотные здания с деревянным каркасом? — Это возможно!
Вынесенные в подзаголовок фразы — не рекламный лозунг, а констатация реальных фактов. Так, в начале текущего года в городе Анхораге (США) было завершено строительство 20-метрового здания с деревянным каркасом, способного выдерживать сильные толчки от землетрясений. Как показала практика эксплуатации зданий, построенных по аналогичной технологии, в сейсмически опасных зонах, “высотки” с деревянным каркасом неуязвимы даже для землетрясений силой в 6 баллов по шкале Рихтера.
Проектирование 20-метрового здания велось в течение 7 лет архитектурным бюро “Lane, Knorr & Plunkett”. Объект был задуман как многофункциональное здание, в котором разместятся и жилье, и офисы. Так как здание предполагалось построить в сейсмически небезопасном районе, в качестве основного принципа проектирования была положена устойчивость к толчкам во время землетрясений. Сейсмостойкость здания достигалась за счет многих факторов, в том числе и малого веса деревянного каркаса. Последний фактор примечателен тем, что из-за минимальной нагрузки на фундамент в случае возникновения землетрясения не происходит усадки здания.
Два первых этажа здания были возведены с каркасом из цельных деревянных элементов, а на этажах, расположенных выше, применялись и клееные деревянные конструкции. В цокольном этаже разместился гараж, на первом этаже — многочисленные магазины. Верхние этажи были отданы под офисы и жилье. Отделка помещений выполнялась при помощи гипсокартонных плит, что снизило риск повреждения конструкций из-за сейсмических колебаний. При строительстве здания также в полной мере были учтены требования противопожарной защиты, которые нашли свое отражение в выполнении целого ряда конструктивных и других мероприятий.
Принцип каркасно-рамного строительства высотных зданий был применен еще на нескольких подобных объектах. Для монтажа каркаса использовались деревянные рамы с поперечным сечением 2 на 4 м и 2 на 6 м. Из рам собирались модульные ячейки, служащие “строительным материалом” для сборки каркаса. Каркас зашивался щитами из прессованных древесноволокнистых плит толщиной 12 мм. Каркасно-щитовая конструкция является прекрасной предпосылкой для обеспечения наилучших теплозащитных и звукоизоляционных характеристик, что подтвердила реальная строительная практика. Так, по обобщенным данным, потребление энергии в зданиях с каркасно-щитовой конструкцией в среднем на 30% ниже, чем в объектах из кирпича и бетона. За счет рационального выбора тех или иных приемов противопожарной защиты можно достичь максимального предела огнестойкости деревянных конструкций, равного 120 минутам.
Приведенные примеры свидетельствуют о большом потенциале деревянных конструкций в области высотного строительства. А применение специальных методов химической защиты древесины способно намного продлить жизнь этого привлекательного со всех точек зрения материала.
Надежда МАКАРОВА
Наиболее показательна в этом смысле древесина. Если ранее она занимала скромную роль материала, пригодного лишь для малоэтажного сельского строительства, то теперь она находит все более широкую область применения, в которую вошли даже промышленные объекты и высотные административные здания. Об этом свидетельствуют последние примеры из зарубежной практики.
Промышленное строительство из древесины: дешево и сердито
Метод каркасно-рамного строительства из деревянных элементов завоевал признание среди специалистов благодаря таким своим преимуществам, как экологичность, возможность выбора самых разнообразных функционально-планировочных решений и соответствие достаточно высоким эстетическим требованиям. По каркасно-рамной технологии возводятся такие объекты, как офисные здания, производственные цеха, выставочные залы, многоэтажные гаражи и т. д. Современные методы каркасно-рамного строительства отвечают всем требованиям ресурсо- и энергосбережения. В течение последних лет в странах Западной Европы по каркасно-рамной технологии был возведен целый ряд объектов, соответствующих стандартам минимального потребления энергии. И их число возрастает. Так, например, в Германии ежегодно возводится около 25 каркасно-рамных зданий с потреблением энергии, близкой к нулю. Основными критериями, которые учитываются на стадии проектирования таких объектов, являются соответствие энергосберегающим требованиям, обеспечение оптимального микроклимата жилища и, конечно же, создание привлекательного и запоминающегося облика здания. Наиболее точным отражением этих тенденций являются так называемые демонстрационные образцы. Один из таких объектов был построен осенью 1997 года. Автором проекта здания стала архитектор Регина Гайгл. Сооружение было возведено на бетонном фундаменте, на котором в течение двух дней смонтировали десять бетонных колонн, являющихся опорой каркаса. Одновременно с монтажом колонн в расположенном рядом сооружении велась сборка каркасно-щитовых элементов стен, перекрытий и кровли. Стеновые и кровельные щиты монтировались из цельных деревянных рам и прессованных деревянных плит при помощи специальных нагелей. Что касается нового объекта, то после установки бетонных колонн к ним монтировались несущие фермы из многослойной клееной древесины. Длина ферм варьировалась от 21 до 30 м, ширина составляла 24 см, высота — 1,4 м. В совокупности на изготовление клееных ферм ушло 35 м 3 древесины. Благодаря точным статическим расчетам, проведенным на стадии проектирования, несущая способность клееных ферм оказалась на уровне ферм из цельной древесины.
Монтаж здания велся в обычной последовательности: сначала конструкция пола, потом элементы опорного каркаса и в заключение — стены и кровля. Благодаря современным приемам каркасно-рамного строительства “коробка” здания была возведена в течение четырех дней. Архитектурным проектом предусматривалось, что первый и второй этаж здания будут выполнены как отдельные объемы, “поставленные” друг на друга. Пропорции обоих объемов были высчитаны таким образом, чтобы создать единое гармоничное целое. Длина первого этажа составила 48 м, второго этажа — 52 м. Площади обоих этажей составили 950 м 2 и 310 м 2 соответственно. На первом этаже разместились мастерские, на втором — офисы. Кроме того, к зданию был пристроен гараж площадью 128 м 2 и объемом 510 м 3.
Кроме оригинальной архитектуры, возведенное здание вызвало интерес специалистов еще и благодаря своим энергосберегающим свойствам. Так, коэффициент теплопередачи ограждающих конструкций объекта составил 0,15 Вт/м 2К, что соответствует аналогичной характеристике кирпичных стен толщиной 1,2 м. Оптимальные теплотехнические характеристики ограждающих стен объекта были заложены в самом принципе каркасно-рамного строительства — между деревянными щитами обшивки каркаса был установлен теплоизоляционный слой толщиной 30 см. Окна, двери и ворота объекта также соответствовали энергосберегающей концепции проекта. Коэффициент теплопередачи окон составил 0,7 Вт/м 2К, дверей и ворот — 0,5 Вт/м 2К.
Для отопления здания также были использованы самые современные технологии. Архитектурным проектом предусматривалось, что “в доме не будет ни одного камина”. Вместо традиционных каминов и печей или радиаторов проектировщики предложили оригинальные альтернативные решения. Так, в северной части здания был установлен тепловой насос, преобразующий тепло грунта в энергию, потребляемую на отопление. В мастерских была установлена система отопления, вмонтированная в конструкцию пола. Кроме того, там были применены теплообменники, интегрированные с системой кондиционирования. За счет этих устройств воздух в производственных помещениях обновлялся в течение 2 часов, что обеспечивало здоровый микроклимат в мастерских.
В офисной части были установлены теплообменники с электрическим тепловым насосом, имеющим две обогреваемые поверхности. С их помощью в офисах постоянно поддерживалась температура +20°С.
Так как стены с деревянной обшивкой обладают способностью отражать тепло, в офисных помещениях поддерживался оптимальный микроклимат.
Для помещений, расположенных в южной части здания, были использованы другие методы обогрева. Так, на южных стенах были установлены солнечные коллекторы общей площадью 25 м 2, а в конструкцию пола вмонтировали систему отопления, соединенную с тепловым насосом и теплообменником. На кровле объекта в его юго-восточной части также были установлены устройства, аккумулирующие солнечную энергию и преобразующие ее в электрический ток, обладающие совокупной “производительностью” в 1400 Вт.
Гаражная пристройка была выполнена из щитовых деревянных элементов. Благодаря специфическим свойствам таких элементов стало возможным смонтировать достаточно длинное перекрытие без промежуточных опорных стоек. Для того чтобы обеспечить соответствие требованиям противопожарной защиты, щитовые конструкции пропитывались специальных составом, препятствующим возгоранию древесины. Габариты щитовых конструкций составили 2,5 на 12 м.
Возведенное здание стало по сути одним из первых объектов, который неопровержимо доказал: метод каркасно-рамного строительства из деревянных элементов приемлем не только для малоэтажных жилых домов, но и для более сложных сооружений со смешанными функциями. Все это может служить предпосылкой того, что в будущем метод каркасно-рамного строительства займет достойное место среди других технологий возведения административных и промышленных зданий.
Высотные здания с деревянным каркасом? — Это возможно!
Вынесенные в подзаголовок фразы — не рекламный лозунг, а констатация реальных фактов. Так, в начале текущего года в городе Анхораге (США) было завершено строительство 20-метрового здания с деревянным каркасом, способного выдерживать сильные толчки от землетрясений. Как показала практика эксплуатации зданий, построенных по аналогичной технологии, в сейсмически опасных зонах, “высотки” с деревянным каркасом неуязвимы даже для землетрясений силой в 6 баллов по шкале Рихтера.
Проектирование 20-метрового здания велось в течение 7 лет архитектурным бюро “Lane, Knorr & Plunkett”. Объект был задуман как многофункциональное здание, в котором разместятся и жилье, и офисы. Так как здание предполагалось построить в сейсмически небезопасном районе, в качестве основного принципа проектирования была положена устойчивость к толчкам во время землетрясений. Сейсмостойкость здания достигалась за счет многих факторов, в том числе и малого веса деревянного каркаса. Последний фактор примечателен тем, что из-за минимальной нагрузки на фундамент в случае возникновения землетрясения не происходит усадки здания.
Два первых этажа здания были возведены с каркасом из цельных деревянных элементов, а на этажах, расположенных выше, применялись и клееные деревянные конструкции. В цокольном этаже разместился гараж, на первом этаже — многочисленные магазины. Верхние этажи были отданы под офисы и жилье. Отделка помещений выполнялась при помощи гипсокартонных плит, что снизило риск повреждения конструкций из-за сейсмических колебаний. При строительстве здания также в полной мере были учтены требования противопожарной защиты, которые нашли свое отражение в выполнении целого ряда конструктивных и других мероприятий.
Принцип каркасно-рамного строительства высотных зданий был применен еще на нескольких подобных объектах. Для монтажа каркаса использовались деревянные рамы с поперечным сечением 2 на 4 м и 2 на 6 м. Из рам собирались модульные ячейки, служащие “строительным материалом” для сборки каркаса. Каркас зашивался щитами из прессованных древесноволокнистых плит толщиной 12 мм. Каркасно-щитовая конструкция является прекрасной предпосылкой для обеспечения наилучших теплозащитных и звукоизоляционных характеристик, что подтвердила реальная строительная практика. Так, по обобщенным данным, потребление энергии в зданиях с каркасно-щитовой конструкцией в среднем на 30% ниже, чем в объектах из кирпича и бетона. За счет рационального выбора тех или иных приемов противопожарной защиты можно достичь максимального предела огнестойкости деревянных конструкций, равного 120 минутам.
Приведенные примеры свидетельствуют о большом потенциале деревянных конструкций в области высотного строительства. А применение специальных методов химической защиты древесины способно намного продлить жизнь этого привлекательного со всех точек зрения материала.
Надежда МАКАРОВА
Строительство и недвижимость. Статья была опубликована в номере 50 за 1998 год в рубрике деревообработка
