концепция обеспечения эффективности деревянных

УДК 641.841
А.Б. Сивенков
(Академия ГПС МЧС России; e-mail: [email protected])
КОНЦЕПЦИЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ
ДЕРЕВЯННЫХ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ И ИЗДЕЛИЙ
Предложена концепция обеспечения эффективности строительных материалов
и изделий из древесины, определяющая долговечность, комфортность и экономическую эффективность объектов деревянного домостроения. Различные виды безопасности (пожарная, физико-механическая, экологическая) включены в понятия долговечности и комфортности.
Ключевые слова: деревянные строительные материалы и изделия, долговечность,
комфортность, экономическая эффективность.
A.B. Sivenkov
THE CONCEPT OF ENSURING EFFICIENCY
OF WOODEN BUILDING MATERIALS AND PRODUCTS
A concept of the ensuring effectiveness of building materials and wood products, which
determines the durability, comfort and cost-effectiveness of objects timber construction. Different
types of safety (fire, physical, mechanical, environmental) are included in the concept of durability
and comfort.
Key words: wood building materials and products, durability, comfort, economic efficiency.
В российской и зарубежной строительной индустрии применение композитных материалов и изделий является основой современного строительства
зданий и сооружений различного функционального назначения.
Деревянные материалы и изделия традиционно находят широкое применение в различных сферах народного хозяйства:
в домостроении – для строительства жилых, общественных, производственных, сельскохозяйственных, животноводческих, складских и прочих зданий и сооружений;
в транспортной системе – при строительстве железнодорожных путей,
подвесных мостовых развязок;
в гидростроительстве – при сооружении опор и небольших деревянных
мостов.
В северных и северо-восточных климатически холодных районах страны,
богатых лесами, до сих пор популярно строительство бревенчатых домов.
Для несущих ограждающих конструкций зданий используют бревна круглого
сечения или механически обработанных с плоской формой из хвойных разновидностей древесины [1].
Программы поддержки развития деревянного домостроения, принятые
на государственном уровне за рубежом и в России, диктуют необходимость
применения качественно новых строительных материалов и изделий на основе
Интернет-журнал "Технологии техносферной безопасности" (http://ipb.mos.ru/ttb)
Выпуск № 3 (49), 2013 г.
1
древесины для строительства комфортного и безопасного жилья. Этому способствует накопленный богатый отечественный и зарубежный опыт в области
строительства.
В настоящее время в мире развитие современного деревянного домостроения идёт по пути создания новых прогрессивных индустриальных технологий
изготовления разных композитных материалов и изделий на основе древесины.
В России развитие индустрии деревянного домостроения в период
до 2020 года определяется Программой Правительства Российской Федерации
по реализации национального проекта "Жильё". Возможными путями совершенствования отрасли деревянного домостроения в России является внедрение
надёжных и безопасных конструктивных технологий с применением различных
строительных материалов и изделий в рамках стратегии развития малоэтажного
деревянного домостроения в XXI веке [2].
Реализация данной стратегии возможна при соблюдении трёх принципов:
"Экология – экономика – эстетика". Настоящая стратегия предусматривает
строительство безопасных, экономичных и комфортных зданий и сооружений,
что во многом определяется свойствами применяемых в строительстве деревянных материалов и изделий.
К сожалению, большинство строительных материалов и изделий на основе древесины не обладают комплексом требуемых эксплуатационных свойств.
В большей степени это связано с ограниченностью требований действующих
нормативных документов и законодательных актов в сфере деревянного домостроения, а также отсутствием концепции обеспечения эффективности применения деревянных материалов и изделий в строительстве.
Анализ применяемых деревянных строительных материалов и изделий
свидетельствует об активном использовании целого спектра отделочных и облицовочных материалов отечественного и зарубежного производства с использованием массивной или измельчённой древесины. Наиболее известными материалами, используемыми в мировой практике строительства, являются LVL –
Laminated Veneer Lumber, PSL – Parallel Strand Lumber, LSL – Laminated Strand
Lumber, OSL – Oriented Strand Lumber. Эти материалы характеризуются высокой однородностью и стабильностью свойств, полнотой переработки первичного древесного сырья (до 75 %) и возможностью использования в их изготовлении не только хвойных пород древесины, но и некоторых лиственных разновидностей, например древесины тополя) [3].
Большие перспективы имеет применение LVL в конструкциях двутавровых балок (I-joist). Помимо рассмотренных выше материалов находят своё широкое применение деревянные массивные клееные панели Cross Laminated
Timber (CLT), разработанные в Швейцарии в начале 90-х годов и имеющие положительный опыт их использования в Германии, Швеции, Австрии, Великобритании, Канаде и США, технология которых базируется на перекрёстном
склеивании дощатых щитов [3].
Интернет-журнал "Технологии техносферной безопасности" (http://ipb.mos.ru/ttb)
Выпуск № 3 (49), 2013 г.
2
Среди материалов, разработанных в последние годы, выделяются ячеистые плиты из массивной древесины, применяемые в мебельной промышленности, а также в качестве декоративного интерьерного материала. Данный материал может выпускаться в виде теплоизоляционных блоков для строительства
объектов малоэтажного домостроения. Большой практический интерес представляет применение в строительстве конструкций из термопрессованной древесины, обладающих высокими эксплуатационными свойствами. Работы, которые проводились в 50-х годах прошлого столетия в Воронежском лесотехническом институте [4], стали основой современных технологий производства термопрессованных конструкционных материалов на основе древесины.
Технологии производства композиционных древесных материалов с получением отделочных и облицовочных плитных материалов на основе измельчённой древесины типа MDF (Medium Density Fiberboard), плит на основе
крупноразмерной стружки с ортогональной ориентацией компонентов
(OSB-oriented strand board) или на основе древесной стружки с параллельным
направлением компонентов (PSL –Parallel Strand Lumber и LSL – Laminated
Strand Lumber), плит HDF (High Density Fiberboard), к сожалению, не позволяют
окончательно решить проблему создания материалов нового поколения [3].
Тем не менее, несомненными достоинствами данных материалов и изделий являются повышенная влагостойкость, малая подверженность гниению и поражению насекомыми, долговечность (сопротивление биокоррозии), а также высокие физико-механические показатели.
Однако даже перечисленные положительные свойства деревянных материалов без достижения высокого устойчивого результата по обеспечению пожарной безопасности (снижение пожарной опасности и повышение огнестойкости), улучшению экологической безопасности (повышение санитарной гигиены, снижение дымовыделения и образования токсичных продуктов горения
в условиях пожара) не позволяют эффективно и безопасно для человека
и окружающей среды применять их в строительстве.
Несмотря на большой прогресс в области создания строительных композитных материалов и изделий остаётся неопределённость в системности разработки безопасных, экономичных и технологичных деревянных материалов
и изделий, а также требований к их эффективному применению в строительстве.
В настоящей статье предлагается концепция обеспечения эффективности
деревянных строительных материалов и изделий, представленная в виде структурно-логической схемы на рис. 1.
Под эффективными строительными материалами и изделиями понимаются строительные материалы и изделия, обладающие комплексом эксплуатационных свойств, обеспечивающих безопасное, долговечное и экономичное применение их в строительстве.
Основными требованиями по обеспечению эффективности строительных
материалов и изделий являются требования комфортности, долговечности
и экономической эффективности.
Интернет-журнал "Технологии техносферной безопасности" (http://ipb.mos.ru/ttb)
Выпуск № 3 (49), 2013 г.
3
Сопротивление
биокоррозии
Долговечность
Физико-механическая
безопасность
Экономическая
эффективность
Эстетическая
декоративность
Эффективные деревянные
строительные материалы
и изделия
Пожарная
безопасность
Теплофизические
характеристики
Шумо-звукоизоляция
Комфортность
Экологическая
безопасность
Рис. 1. Концептуальная структурно-логическая схема обеспечения эффективности
деревянных строительных материалов и изделий
Важнейшим звеном структурно-логической схемы являются: "долговечность – физико-механическая безопасность – пожарная безопасность – теплофизические характеристики – комфортность – экологическая безопасность".
Долговечность определяется сопротивлением материалов и изделий
биокоррозии и физико-механической безопасностью, которая характеризуется
изменением прочностных показателей материалов и конструкций на основе
древесины не только в нормальных условиях эксплуатации, но и в условиях
пожара. Теплофизические характеристики строительных материалов и изделий,
согласно концепции, определяют, прежде всего, комфортность и пожарную
безопасность.
Важной составляющей комфортности является экологическая безопасность, которая, в свою очередь, определяется санитарно-гигиеническими требованиями к материалам и изделиям на основе древесины, а также способностью образования в условиях пожара предельно допустимых концентраций
дымовых частиц и токсичных продуктов горения не только в объёме помещения или здания, но и в окружающей среде.
В настоящее время приоритет в малоэтажном деревянном домостроении,
а также в строительстве индустриальных зданий и сооружений с использованием древесины отдаётся в большей степени аспектам долговечности в виде обеспечения физико-механической безопасности в нормальных условиях эксплуатации, экономической эффективности и комфортности (теплоэнергосбережение, шумо-звукоизоляция и эстетическая декоративность).
Требования пожарной безопасности к объектам малоэтажного деревянного домостроения фактически остаются без внимания. Несмотря на существенное реформирование нормативной базы в области пожарной безопасности, в том числе принятия Федерального закона 123-ФЗ "Технический регламент о требованиях пожарной безопасности" [5], противопожарные требования
Интернет-журнал "Технологии техносферной безопасности" (http://ipb.mos.ru/ttb)
Выпуск № 3 (49), 2013 г.
4
к строительным объектам из древесины не претерпели никаких кардинальных
изменений, по сравнению с требованиями нормативных документов последних
десятилетий прошлого века.
Вопросы обеспечения экологической безопасности при строительстве
объектов малоэтажного домостроения также нормативно не отрегулированы.
Требования экологической безопасности пока еще находятся на стадии развития и гармонизации с мировыми стандартами.
Вступление России в ВТО и проведение, в связи с этим, гармонизации
отечественных и зарубежных норм открывает возможности для реализации
перспектив отечественного деревянного домостроения, связанных с масштабным строительством безопасных и комфортных объектов из древесины, а также
возведением многоэтажных и многоквартирных зданий и сооружений с использованием различных древесных материалов и конструкций, что значительно
усиливает актуальность разработки, внедрения в промышленное производство
и дальнейшего применения эффективных деревянных материалов и изделий
в строительстве.
Литература
1. Романенков И.Г., Зигерн-Корн В.Н. Огнестойкость строительных конструкций
из эффективных материалов. М.: Стройиздат, 1984, 240 с.
2. Мальцев В.В. Малоэтажное деревянное домостроение: концепция века. Часть 1 //
Журнал "Дерево.ru". № 5, 2006. С. 32-38.
3. Композитные древесные материалы: Инвестиционные перспективы в России.
Аналитический обзор // Trade Marketing Research, сентябрь 2007. 26 с.
4. Хухрянский П.Н. Прессование древесины. М.: Лесная промышленность, 1964.
352 с.
5. Федеральный закон № 123-ФЗ "Технический регламент о требованиях пожарной
безопасности".
Статья опубликована 22 июля 2013 г.
Интернет-журнал "Технологии техносферной безопасности" (http://ipb.mos.ru/ttb)
Выпуск № 3 (49), 2013 г.
5