Роль древесины в строительстве
Дерево обладает свойствами, которые не только делают его технически и функционально применимым в строительстве, но и побуждают испытывать симпатию к этому материалу. Дерево любят не только архитекторы, но и те, кто работает с ним мастера, техники и инженеры, так как при работе с деревом они ощущают связь с природой.
Однако, несмотря па все свои положительные качества, вновь и вновь подтверждаемые на протяжении многих столетий, дерево стало заметно вытесняться другими строительными материалами. Этому способствовали следующие факторы: функционализм, индустриализация строительства, главенствующая роль цен и прибылей, недооценка эстетических сторон и художественной выразительности сооружений.
Многие современники ощущают снижение эстетического уровня строительства. Стремление отойти от чисто функционального подхода, не удовлетворяющего эстетически, определяемого, в первую очередь, экономическими соображениями, вызвало волну ностальгии по прошлому. Не следует воспринимать это явление как реакционное и отсталое. Оно имеет глубокие причины, и его нужно учитывать, если мы хотим избежать дальнейших ошибок при создании нашего непосредственного окружения, а все. что строится, относится к нему в первую очередь.
О существовании так называемой ностальгии по прошлому свидетельствует постоянно усиливающееся стремление выступать против уже далеко зашедшего пренебрежения к потребностям, лежащим в области человеческих чувств. Эта ностальгия как бы выражает своеобразным способом, что душа, несмотря на всеобщую тенденцию к использованию рационального и материального, нуждается в пище, если человек хочет быть здоровым. К такой пище относится благодатно действующий домашний очаг, в узком и широком смысле слова, который должен соответствовать жизненным потребностям человека. Важную роль играют строительные материалы, прямо или косвенно влияющие на человека и его чувства, а дерево, которое еще недостаточно используется в современном зодчестве, приобретает вновь свое первоначальное значение. Это связано с новой оценкой данного строительного материала, а также с совершенствующейся техникой его обработки.
Первая часть этого атласа, предназначенного главным образом для проектировщиков зданий, начинается фразой: «Строительный лесоматериал изготавливается из древесных стволов». О происхождении данного материала не следует забывать, думаем ли мы о возможной статической нагрузке, конструктивном использовании дерева или же об ощущениях, возникающих при близком с ним соприкосновении. Круг нашего отношения к дереву широк. Эффект, который стремятся получить при проектировании деревянных сооружений, может быть велик, если люди, занимающиеся строительством этих сооружений, будут время от времени вспоминать, что значит работать с материалом, который самостоятельно вырос, происходит из жизни, из самой природы и может вдохнуть также жизнь и в нас, если мы будем соприкасаться с ним.
Приступая к проектированию, расчетам и определению размеров деревянных сооружений и их конструированию, вновь и вновь следует задуматься над тем. что потребовались многие и многие годы для того, чтобы стволы деревьев выросли настолько, что стали пригодными для изготовления строительных элементов.
Обширные научно-исследовательские работы. в особенности проведенные за последние тридцать лет, позволили получить довольно точные данные о физических и механических свойствах строительной древесины, что дает возможность производить точные расчеты строительных элементов и конструкций из дерева в соответствии с предъявляемыми в каждом конкретном случае требованиями. На основании исследовательских данных были разработаны нормы, содержащие требования к качеству материала.
Благодаря этим нормам, а также заключениям, принятым на основании проведенных испытаний, стал возможен контроль качества материала, проводимый частично на производстве, а частично в специальных учреждениях.
Вследствие принятия мер зашиты древесины от вредных воздействий значительно возросла долговечность деревянных строительных конструкций. Кроме того, в настоящее время имеется много возможностей предотвращения пожаров в деревянных сооружениях путем предохранения древесины от огня или значительного уменьшения ее воспламеняемости.
Архитекторы и инженеры, применяющие в качестве строительного материала древесину, могут сейчас использовать многочисленные системы несущих конструкций, которые предоставляют возможность создавать многообразные формы. Как правило, проектировщик при этом имеет большую свободу, чем при работе со сталью и железобетоном, так как дерево легче поддается обработке по сравнению с другими строительными материалами. При необходимости проектировщик может получить консультацию опытных инженеров и техников.
Значительные успехи достигнуты в последние годы в связи с введением новой техники соединений. Наряду с такими традиционными соединениями, как врубки, шипы или соединения вполдерева. применяются многообразные шпонки в сочетании с болтами и нагелями (гвозди, винты и шурупы). Гвоздевые соединения усовершенствованы путем использования листового металла, вводимого в прорези или швы. На основе этою разработаны пластины из листового металла типа «Ганг-нейл» или штампованные перфорированные плиты. В настоящее время стали шире использоваться пластины из листовою металла, а также узловые фасонки в стальных конструкциях. Благодаря этому сваренные пластины из листового металла позволяют соединять деревянные элементы в любом направлении. Нашли применение и башмаки из металлических гвоздевых пластинок.
Все перечисленное указывает на значительное расширение возможностей, которыми может в настоящее время располагать любой специалист, занимающийся строительством из дерева, при проектировании, расчетах, подборе сечений, конструировании и выполнении строительных работ.
Дальнейшее широкое применение дерева как строительного материала началось после освоения технологии склеивания древесины, в особенности зубчатого соединения, и изготовления несущих конструкций из склеенных пакетов досок. Клееные балки распространены настолько, что из них возводятся даже подмости. Наконец, все чаще встречаются сочетания дерева и стали, в особенности в системах фахверков.
С внедрением новой техники некоторые старые способы строительства уже перестают применяться. Например, успешно использовавшаяся в прошлом веке при строительстве деревянных мостов ферма Гау с ее сжатыми поясами и стойками больше уже не встречается.
Перечисленные выше достижения в области строительства из дерева убедительно свидетельствуют о том. что и в наше время деревянные строительные конструкции могут найти широкое применение.
Сейчас, когда благодаря современному развитию техники строительства происходит активная реализация деревянных конструкции, проектировщики получили возможность свободнее, чем прежде, обращаться с архитектурными формами. Это представляет, однако, известную опасность, так как позволяет находить слишком формалистические, произвольные решения. Так, некоторые новые сооружения из дерева своими странными и необычными очертаниями отражают нынешнее положение в искусстве, часто блуждающем в лабиринте и демонстрирующем духовное замешательство, что вызывает справедливую критику архитекторов. Они говорят, что нельзя, проектируя здания. безнаказанно искать новые формы, если они нерациональны и своим внешним видом производят удручающее впечатление. В особенности это относится к сооружениям. где применялись открытые фахверки, брусья которых расходятся в разные стороны. в то время как именно для фахверков требуется как можно меньше разнообразия в направлениях стержней.
Вместе с тем можно привести примеры, когда при применении новых видов несущих конструкций, таких, как висячие покрытия и оболочки, можно добиться эстетического эффекта, если несущая конструкция решена в чистой форме и элементы се расположены в должном порядке, что создает хорошие пропорции, простоту и законченность. Беспорядок в сооружениях редко производит хорошее впечатление, хотя и здесь встречаются исключения.
Следует еще добавить, что в старых деревянных домах использовался способ, называемый сейчас каркасным строительством. Современные каркасы выглядят совсем по-иному, чем каркасы старых крестьянских и бюргерских домов. При креплении раскосами теперь ограничиваются только самым необходимым, и для придания устойчивости используют только те элементы каркаса, которые при правильном расположении обеспечивают зданию пространственную жесткость, помогая каркасу противостоять горизонтальным силам.
С целью сокращения расходов при возведении деревянных зданий стремятся использовать как можно больше элементов и пространственных ячеек, подлежащих быстрой сборке на строительной площадке, в связи с чем возможности создания новых форм здесь ограничены. Однако при творческом подходе и из щитов можно строить красивые дома, внося в них разнообразие.
Как каркасное, так и щитовое деревянное строительство широко распространено во всем мире, в особенности при возведении жилых домов. Известно, что в США примерно 70% всех жилых домов деревянные, даже если снаружи имеется кирпичная или каменная облицовка. Такой вид облицовочного покрытия, разработанный итальянцами, нашел в США дальнейшее развитие и позволяет получать решения, удачные как в техническом, так и в художественном отношении.
Наконец, северные деревянные дома также служат доказательством того, что дерево именно в условиях сурового северного климата оказывается особенно подходящим. чтобы создавать условия для жилья и уюта.
Никакой другой материал не может так легко обеспечить высокую теплоизоляцию без нежелательных «мостиков холода», которых вряд ли можно избежать при применении стальных и железобетонных каркасов.
Хочется надеяться, что в будущем любители деревянного зодчества привлекут на свою сторону еще большее число единомышленников.
Древесина в современном строительстве
В течение многих столетий древесину рассматривают как один из самых востребованных стройматериалов.
Преимущества натуральной древесины
Она представляет собой материал, который служил и будет служить человечеству еще много столетий. Такая популярность древесины объясняется наличием у нее множества положительных качеств. Основные из них стоит рассмотреть подробно.
Придется очень постараться, чтобы найти хотя бы один материал, превосходящий по экологичности древесину. В ней идеально сочетается все то, что создано природой из энергии солнца и питательных веществ земли.
Прочими важными достоинствами древесины являются такие моменты, как:
1) высокий уровень звукоизоляции;
2) превосходные теплоизоляционные свойства;
3) стойкость к воздействию агрессивных сред;
4) легкость в обработке;
5) вибростойкость.
Производство, перевозка и монтаж строительной деревянной продукции не требуют больших энергетических и, соответственно, материальных расходов. Сооружения из древесины легко преобразовываются. Такие постройки можно перестраивать, разбирать, демонтировать или изменять.
Одним из бесспорных преимуществ древесины является способность создавать в помещениях микроклимат, благоприятный для проживания людей. Кроме поглощения вредных веществ, она способна регулировать количество содержащейся в воздухе влаги.
Так как древесина является материалом, созданным самой природой, она не только улучшает самочувствие проживающих в доме людей, но и минимизирует вероятность возникновения у них нервных стрессов. В больших сооружениях она обеспечивает уют и комфорт, избавляя людей при этом от чувства холода.
Применение древесины разных пород
Древесина благодаря наличию у нее многочисленных преимуществ нашла широкое применение в современном строительстве. Она одинаково успешно применяется как при возведении сооружений наподобие каркасных или бревенчатых домов, так и при создании отдельных элементов в виде лестниц или перекрытий. Популярной является также древесина, использующаяся для отделки стеновых, напольных и потолочных поверхностей.
В наше время строительство испытывает потребность в древесине таких пород, как :
1) хвойные — сосна, ель, пихта, кедр;
2) лиственные — бук, береза, орех, осина, ольха, дуб, ясень, тополь;
3) плодовые — черешня, груша, яблоня;
4) экзотические — красное дерево, эвкалипт, черное дерево.
Самой востребованной в строительстве породой дерева является древесина сосны. Она идет на изготовление самых разнообразных изделий и конструкций, например, оконных блоков, предметов мебели, пиломатериалов, дверей и прочих.
Древесина лиственных пород востребована преимущественно в мебельном производстве. С ее использованием изготовляют также материалы для строительства и отделки, например, паркет.
Осиновая древесина считается идеальным материалом для возведения бань.
Древесину ольхи благодаря неспособности ее издавать и впитывать запахи используют в обустройстве кладовых. Из плодовых деревьев получают столярную и плотничную древесину. Экзотические породы дерева нашли широкое применение во внутренней отделке помещений. Красное дерево, а также не менее ценное черное дерево используют и для получения шпона.
Как видно, древесина имеет чрезвычайно разнообразное применение в современном строительстве. Ведь недаром ей присвоили звание ведущего строительного материала.
Если понравилась статья, ставьте палец вверх и подписывайтесь на наш канал.
Применение древесины в строительстве.
Современный строительный рынок предлагает широчайший выбор строительных материалов, и заслуженное место во всем этом многообразии по праву принадлежит древесине.
Благодаря целому ряду преимуществ этот материал, веками использовавшийся в строительстве, все еще активно применяется для возведения зданий и инженерных сооружений.
К прочим достоинствам древесины относятся низкая теплопроводность (у стены из деревянного бруса толщиной 100 мм почти такое же термосопротивление, как и у кирпичной стенки, толщиной в два кирпича), легкая обрабатываемость, и, безусловно, экологичность.
Однако, отдавая предпочтение дереву в качестве строительного материала, не следует забывать и о его недостатках. Так, для древесины характерна повышенная гигроскопичность (свойство поглощать влагу из окружающей среды). В сочетании с неоднородностью структуры, высокий уровень гигроскопичности зачастую ведет к набуханию и растрескиванию материала. Кроме того, древесина склона быстрее загнивать, а, кроме того, этот материал легко воспламеняется. Однако большинство вышеперечисленных недостатков предотвращаются путем обработки древесины специальными составами, продлевающими срок службы дерева.
Параметры, определяющие пригодность древесины для строительства:
Прочность. способность дерева сопротивляться разрушению, вызванному воздействием различных напряжений. Прочность древесины зависит от породы дерева, его плотности и влажности, а также направления действующей нагрузки и наличия пороков.
Износостойкость. Износостойкость отображает способность древесины противостоять разрушению в процессе трения. Как правило, степень износостойкости тем выше, чем больше твердость и плотность дерева.
Стойкость к растрескиванию. напрямую зависит от степени усыхаемости древесины Дело в том, что при сушке влага из древесины испаряется неравномерно, что ведет к внутреннему напряжению и, как результат, растрескиванию древесины. пихта, кедр, сосна считаются самыми малоусыхающими.
Сучковатость древесины. Снижает прочность древесины и ведет к дополнительным затратам на ее обработку.
Древесные породы, применяемые в строительстве
Наибольшую славу в строительстве домов снискали хвойные породы. Во-первых, они обладают большей доступностью по сравнению с лиственными, а во-вторых, высокие технические свойства делают их лидерами в строительстве. Рассмотрим наиболее популярные хвойные породы для наших широт.
Ель. По прочности ель почти не уступает сосне (в сухом состоянии). Однако древесина ели не так богата смоляными ходами, как сосновая, поэтому она нуждается в дополнительной обработке, способной продлить ее сопротивляемость гниению и долговечность. К тому же, ель обладает более высокой сучковатостью, нежели сосна, что затрудняет ее обработку и сужает область применения.
Кедр. По физико-механическим свойствам древесина кедра уступает древесине лиственницы и приближается к сосне. Древесина легкая, мягкая, устойчивая к гниению, легко обрабатывается. Подходит для изготовления наружных конструкций. Кроме того, древесина кедра обладает антисептическими свойствами, из-за чего с успехом применяется в экологическом строительстве.
Большинство лиственных пород уступает хвойным в прочности и стойкости к загниванию (у них отсутствуют смоляные ходы), из-за чего их применение в строительстве несколько ограничено. Наибольшей популярностью в качестве строительных лиственных пород пользуются дуб, ясень и вяз.
Дуб. Древесина дуба обладает высокой прочностью (около 60 МПа при сжатии вдоль волокон), хорошо сопротивляется гниению. Применяется для изготовления внешних конструкций (хоть и не так активно, как сосна или лиственница), а также в качестве отделочного материала (пол, окна, двери).
Ясень. Уступает дубу по показателям прочности и устойчивости к загниванию, поэтому редко применяется во внешних конструкциях. Наиболее широкое применение находит в качестве отделочного материала.
Вяз. Плотная, вязкая, твердая и прочная древесина, однако по физико-механическим свойствам уступает большинству хвойных пород, поэтому не используется для домостроения.