CC BY
32УДК 694.1
ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ ДЕРЕВЯННОГО МНОГОКВАРТИРНОГО ДОМОСТРОЕНИЯ В РОССИИ
Гребенев А.С., магистрант 2 курса направления подготовки 08.04.01 «Строительство». Научный руководитель: д.э.н., профессор Суворова С.П. ФГБОУ ВО Орловский ГАУ
АННОТАЦИЯ
В статье рассмотрена перспектива развития строительства жилых многоквартирных зданий, построенных с применением технологий из многослойного клееного шпона (LVL), перекрестно-клееной древесины (CLT/ПКП). Применение этих материалов в домостроении обеспечивает энергоэффективность, экологичность, долговечность, сокращение сроков строительства, экономия на фундаменте, сейсмоустойчивость, ремонтоспособность.
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА
Клееная древесина, многослойный клееный шпон, перекрестно-клееная древесина, экологичность, огнестойкость, прочность, энергоэффективность.
ABSTRACT
The article considers the prospects for the development of the construction of residential buildings from three to twelve floors, built using technologies from multilayer glued veneer (LVL), cross-glued wood (CLT/PKP). The use of these materials provides a high class of energy efficiency, environmental friendliness of materials production, durability, savings on the foundation, due to the structure of the tree there is a constant air exchange
KEYWORDS
Technologies, glued wood, multilayer glued veneer, cross-glued wood, environmental friendliness, fire resistance, strength, energy efficiency.
Введение. В настоящее время в России широко применяется строительство жилых и общественных зданий из кирпича, железобетона, газоблоков и пеноблоков. Деревянные элементы применяются в домостроении, но не как единое деревянное здание. МЧС совместно с Минстроем РФ утвердили дорожную карту (план мероприятий) по развитию деревянного малоэтажного, среднеэтажного и многоэтажного домостроения на период до 2024 года. Документ предусматривает организацию совместной работы ведомств Ассоциации деревянного домостроения с АФК «Система», в основе которого расширение и улучшение технического регулирования области использования деревянных конструкций.
Цель исследования: проанализировать перспективные технологии деревянного многоквартирного домостроения, выявить преимущества применения многослойного клееного шпона (LVL), перекрестно-клееной древесины (CLT/ПКП). Рассмотреть отечественный и зарубежный опыт деревянного многоквартирного домостроительства.
Методы исследования. Системный анализ - рассмотрение многослойного клееного бруса, многослойного клееного шпона, перекрестно клееной древесины в многоэтажном домостроении. Сравнительный анализ многослойного клееного шпона, перекрестно-клееной древесины и традиционных строительных материалов.
Результаты исследования. Сейчас в строительстве используются традиционные материалы, например бетон, сталь, кирпич, пеноблок, гипсоблок, железобетонные панели, для них характерна низкая стоимость, простота монтажа и
отделки. Использование деревянных материалов в возведении многоэтажных зданий даст:
- Высокую скорость строительства;
- Прочность и долговечность несущего каркаса;
- Экологичность производства;
- Энергоэффективность;
- Экономию на возведении фундамента, как на материалах, так и на работах;
- Сопротивление горению;
- Не требуется штукатурка стен;
- Высокий уровень шумоизоляции;
- Отсутствие необходимости герметизации;
- Стены на треть тоньше аналогичных из бетона, что ведет к увеличению внутренней площади;
- Меньше строительного мусора.
Дорожной картой развития деревянного домостроения предусмотрена корректировка нормативного регулирования. Необходимо обратить внимание на то, что Минстрой на данный момент разработал и утвердил список сводов правил, связанных с проектированием зданий из дерева - жилых многоквартирных и общественных, зданий из деревянных срубных конструкций, из клееного деревянного бруса, в свод правил о деревянных конструкциях внесены изменения.
На рисунке 1 представлены характерные особенности строительных материалов, применяемые в строительстве деревянных зданий.
Рисунок 1 - Основные виды материалов в строительстве деревянных зданий
Характеристика показателей многоэтажных деревянных зданий из многослойного клееного шпона и перекрестно-клееной древесины.
Экологичность. Дерево - это экологичный материал, запасы которого у России составляют четверть всех мировых. Естественное разрушение древесины происходит только при гниении, разложении и горении, выделяя углекислый газ, поглощение которого происходит самими деревьями. Также при производстве древесины не оказывается никакого пагубного влияния на окружающую среду в отличие от промышленного производства кирпича, пено и гипсо блоков, металлических элементов конструкций, железобетона.
Прочность. Прочностные характеристики многослойного клееного шпона и перекрестно-клееной древесины значительно превышают по прочностным показателям традиционные строительные материалы, что подтверждено различными
научными исследованиями. Так же проверки испытаний на сейсмические нагрузки дали хорошие показатели. В таблице 1 приведены основные прочностные характеристики деревянного бруса LVL Ultralam R.
Таблица 1 - Прочностные характеристики бруса LVL Ultralam R
Характеристика Показатель Единица измерения
Прочность на изгиб: На ребре На плоскости 48,0 50,0 H/м2 H/м2
Сопротивление на разрыв: параллельно волокнам 36,0 H/м2
Прочность на сжатие: параллельно волокнам перпендикулярно волокнам, на ребре перпендикулярно волокнам, на плоскости 38,0 6,0 3,0 H/м2 H/м2 H/м2
Прочность на сдвиг: на ребре 5, 0 H/м2
Модуль упругости: параллельно волокнам (среднее значение) параллельно волокнам 14000,0 12000,0 H/м2 H/м2
Модуль сдвига: на ребре 350,0 H/м2
Плотность 480,0 H/м2
Огнестойкость. При воздействии высоких температур на сталь, она теряет несущую способность, это начинает происходить от 500 °С, при этом сложно выявить места, откуда пойдет обрушение. Клееная древесина же прогорает постепенно и долгое время не теряет свою несущую способность. Расчетная скорость прогорания конструкций из клееной древесины составляет от 0,67мм/мин, до 0,76 мм/мин. Это значит, что предел огнестойкости для трехслойных панелей составляет 30 минут, а для пятислойных 60 минут. Но при тщательной разработке конструктивных и проектных решений предел огнестойкости может быть повышен в разы. Например, в Лондоне девяти этажный дом, построенный полностью из клееных деревянных панелей, его предел огнестойкости составляет от 90 до 120 минут.
Энергоэффективность. Древесина как природный материал обладает свойством сохранять тепло, ниже (табл. 2) представлено сравнение потребления энергии отдельными видами строительных материалов.
Таблица 2 - Потребление энергии домов из строительных материалов
Материал Показатель
Многослойный клееный шпон (LVL-брус) 65 кВт на м2
Перекрестно-клееная древесина (^^ПКП) 65 кВт на м2
Железобетон 190 кВт на м2
Кирпич (1,5 кирпича, цементная штукатурка) 110-130 кВт на м2
Опыт зарубежных строителей. В последнее время в зарубежной строительной практике высотного домостроения с применением технологий клееных деревянных конструкций, наметился явный тренд. Большинство таких зданий встречаются на Северо-Западной части Европы.
В Великобритании, Лондоне появилось одно из первых зданий такого типа, им стал жилой 9-этажный дом «Stadthaus». Возведение производилось в течение 27 дней без каких-либо отклонений от проектной документации. Дом полностью построен из деревянных конструкций, как лестницы, так и лифтовые шахты, с применением CLT-
панелей и LVL-бруса. В Норвегии, Берген было построено здание четырнадцати этажного жилого дома «Treet». Сооружение отличается тем, что все ограждающие и несущие конструкции в проекте, исполнены из клееных деревянных конструкций -колонны фермы, у которых сечение 405x650 мм и 495x495 мм, раскосы фермы -406x405 мм, шахты лифта, площадки и лестничные марши, перекрытия и стены. Применялись многослойный клееный шпон и перекрестно-клееная древесина. Стоит подметить огнестойкость этих конструкций. Период огнестойкости основных несущих конструкций составляет 90 минут, а вторичных (CLT/ПКП-панелей) - 60 минут. В Италии в городе Милан возведено девяти этажное здание «ViaCenni». Основным конструктивным решением является разная толщина стен, которая начинается на первом этаже от 200 мм и заканчивается 120 на последнем; также толщина перекрытия колеблется от 200 мм до 250 мм в соответствии с пролетной длиной. В городе Ванкувер, применяя такие технологические решения, возведен жилой 18-ти этажный дом. По всему миру ведется разработка проектов строительства высотных домов из дерева. В городе Мельбурн, Австралия возведено здание в десять этажей «Forte Building». Это получилось благодаря появлению новейших эффективных материалов, в основе которых древесина. Основными конструктивными элементами стали CTL-панели (Cross Laminated Timber), которые являются панелями, изготовленными путем перекрестного склеивания деревянных щитов толщиной в пределах от 60 до 400 мм. Характеристики элемента: пожаробезопасность, прочность, легкость, звукоизоляция и теплоизоляция. LVL-брус - конструкционная балка из шпона представляет собой композитный материал, устойчивый к химической агрессии и не подвержен деформации. Размерный ряд балок из LVL-бруса достигает 36 м [1-5, 7].
Таблица 3 - Зарубежные здания, построенные с технологией клееной древесины
Город/Страна Название здания Год возведения Количе ство этажей Высота здания Количест во квартир
Лондон/ Великобритания Stadthaus 2009 9 29,75 м 29
Берген/Норвегия Treet 2015 14 49,00 м 62
Милан/Италия ViaCenni 2013 9 27,95 м 124
Мельбурн/Австалия Forte Building 2012 10 32,17 м 23
Опыт российских строителей. В городе Сокол Вологодской области 7 декабря 2022 года ввели в эксплуатацию два жилых четырех этажных дома. Это первые в России многоквартирные жилые дома, построенные с технологией перекрестно-клееной древесины. Два 4-этажных дома в городе Сокол построил подконтрольный АФК «Система» лесопромышленный холдинг «Segezha Group». В 2021 году на заводе «Сокол СиЭлТи» компания начала изготавливать CLT-панели оборотом 50 тыс. м3. Перекрёстно-склеенные деревянные панели изготавливают из пиломатериалов хвойных и лиственных пород. Вологодский губернатор обратил внимание, что дома из этих панелей отличаются своей прочностью и легкостью, пожаростойкостью, хорошей теплоизоляцией и шумоизоляцией. Он также подчеркнул высокую скорость строительства. В каждом доме по 32 квартиры однокомнатные и двухкомнатные, площадью от 48 до 65 м2. Эти квартиры достанутся работникам предприятий холдинга «Сокольский ДОК» и «Сокольский ЦБК» [6].
Вывод. Во всем мире достаточно широко используют строительство многоквартирных домов с применением многослойно клееных и перекрестно-клееных древесин, в России начинают применять эти технологии только сейчас. Деревянное домостроение в современных эколого-экономических условиях в нашей стране, получило импульс к развитию, особенно учитывая потенциал лесопромышленного
комплекса. Создание условий для развития производства и поставок деревянных заготовок на отечественный рынок строительных материалов, развитие нормативной базы позволит перейти к массовому строительству деревянного многоквартирного домостроения с отличными показателями, такими как: энергоэффективноть, теплоизоляция, звукоизоляция, огнестойкость, прочность, долговечность, экологичность.
Библиография:
1. Chapman John, Reynolds Thomas, Harris Richard. A 30 Level Cross Laminated Timber Building System And Analysis Of The Eurocode Dynamic Wind Loads // World Conference on Timber Engineering 15-19 july 2012, Aucklamd New Zeland. P. 49-57. // URL: https://www.semanticscholar.org/paper/A-30-level-cross-laminated-timber-building-system-Chapman-Reynolds/a6563d1851e4a3429f44af75d188e254b67e1083 (дата обращения 24.03.2023 г.).
2. Khumpaisal S., Chen Z. Risk assessment in real estate development: an application of analytic network process // Journal of Architectural/Planning Research and Studies. 2010. № 7 (1). P. 103-116 // URL: https://www.researchgate.net/profile/Sukulpat-Khumpaisal/publication/229030200 RISKS ASSESSMENT IN REAL ESTATE DEVELOP MENT AN APPLICATION OF ANALYTIC NETWORK PRQCESS/links/55dc901108ae9d 659494f65e/RISKS-ASSESSMENT-IN-REAL-ESTATE-DEVELOPMENT-AN-APPLICATION-OF-ANALYTIC-NETWORK-PROCESS.pdf (дата обращения 24.03.2023 г.).
3. Malo K.A., Abrahamsen R.B., Bjertn^s M.A. Europe Journal of Wood and Wood Production. 2016. Vol. 74. Iss. 3. P. 407-424 // URL: https://link.springer.com/article/10.1007/s00107-016-1022-5 (дата обращения 24.03.2023 г.).
4. Murray S.L., Grantham K. Development of a Generic Risk Matrix to Manage Project Risks // Journal of Industrial and Systems Engineering. 2011. № 5 (1). P. 35-51. // URL: https://www.semanticscholar.org/paper/Development-of-a-Generic-Risk-Matrix-to-Manage-Murray-Grantham/a5bd3334c3ddc5fef9c011bb6160ff98af0bd1c5 (дата обращения 24.03.2023 г.).
5. Van J.W.G., DeKuilen, Ceccottib A., Zhouyan Xia, Minjuan He. Very Tall Wooden Buildings with Cross Laminated Timber // Procedia Engineering. 2011. Vol. 14. P. 1621-1628 // URL: https://www.semanticscholar.org/paper/Very-tall-wooden-buildings-with-cross-laminated-Kuilen-Ceccotti/f0cbcdb15854d4e63263e970bac1e89922ae34a7 (дата обращения 24.03.2023 г.).
6. Российская газета. Новостная статья // URL: https://rg.ru/2023/02/10/reg-szfo/na-vologodchine-obiavili-o-prodazhe-kvartir-v-unikalnom-4-etazhnom-dereviannom-dome.html (дата обращения 24.03.2023 г.).
7. Сормунен П. Энергоэффективность зданий. Ситуация в Финляндии // Инженерно-строительный журнал. 2010. № 1. С. 7-8.
УДК 614.84
АНАЛИЗ СИСТЕМ ПОЖАРОТУШЕНИЯ ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ ЗДАНИЙ
ГОСТИНИЧНЫХ КОМПЛЕКСОВ
Плетнев С.С., магистр 2 курса направления подготовки 08.04.01 «Строительство». Научный руководитель: к.т.н., доцент Фетисова М.А. ФГБОУ ВО Орловский ГАУ
АННОТАЦИЯ
Рассмотрены системы автоматического пожаротушения, отличительной особенностью которых является одновременное выполнение ими функций пожарной сигнализации,
