Клееный профилированный брус

Сегодня частное домостроение является, пожалуй, одним из самых быстроразвивающихся сегментов строительной отрасли. Среди множества факторов, обуславливающих стремительные темпы развития сферы малоэтажного домостроения, будь то строительство индивидуальных домов или коттеджных поселков с единой архитектурной концепцией, не последнюю роль играют революция в технологиях и изменения в области строительных материалов, появление новых, современных, технологческих решений.

В настоящее время физические и механические характеристики и свойства дома определяются, прежде всего, тем, из чего и с использованием каких технологий он построен. Вряд ли у кого-то может вызвать сомнение тот факт, что каменные постройки, конструкции из газо- или пенобетона кардинально отличаются от деревянных домов. Вместе с тем, дома, построенные из одного и того же материала, нередко отличны по своим физическим и механическим свойствам. Это касается и деревянных домов, качественные отличия которых зависят в значительной степени от технологии обработки дерева.

Строительные материалы сегодняшнего дня делятся на две основные категории: природные и искусственные. К искусственным относятся, прежде всего, такие строительные материалы общего назначения, как цемент и бетон, а также материалы специального назначения: гидроизоляционные, теплоизоляционные, акустические, огнеупорные. Природные материалы — это камень, неорганические и органические связующие и дерево. Все эти материалы находят свое применение в строительстве объектов различной функциональности и назначения. Каждому из них присущи свои достоинства и недостатки, технологические особенности производства, которые затем влияют непосредственно и на характеристики готового строения. Преимущества того или иного материала обнаруживаются, прежде всего, при сравнении разных строительных материалов друг с другом. Сегодня, как и всегда, одним из наиболее востребованных и активно продаваемых строительных материалов, позволяющих возводить здания и сооружения различные по архитектурной концепции, площади и назначению, является дерево. Именно ему, и в частности, клееному брусу, как наиболее современному материалу, используемому в строительстве, посвящена эта статья.

Перед тем как перейти к рассмотрению технологических особенностей процесса производства клееного бруса и изготовлению домов из него, необходимо сделать некоторые акценты на разнообразии материалов из дерева и технологий деревянного домостроения и выделить место клееного бруса в общей структуре деревянных строительных материалов.

Уникальные свойства дерева

Начнем с небольшого экскурса в историю. Древнейшие поселения на деревянных сваях насчитывают примерно 6 тыс. лет. Еще в XII–XIII вв. русские зодчие возводили уникальные сооружения из древесины: мосты, стеновые укрепления, крепостные сооружения, отличавшиеся архитектурной выразительностью и долговечностью. Некоторые из них, например деревянный город Кижи, не только сохранились до сих пор, но и считаются выдающимися памятниками архитектуры.

Чаще всего дерево в качестве строительного материала использовалось в северных широтах. Это объясняется тем, что дерево обладает очень хорошими теплосберегающими качествами и оптимальным соотношением температуры и влажности, что особенно ценно для жителей Севера. По теплосбережению дерево в три раза превосходит кирпич. Высокие показатели теплоизоляции обеспечивает дереву воздушная подушка, которая образуется, когда межволоконная влага в бревнах постепенно замещается воздухом. К этому еще необходимо прибавить хорошие вентиляционные свойства, обеспечивающие естественную смену воздуха в помещениях, и кислородный баланс. В связи с этим деревянная стена не накапливает влагу и не промерзает.

Среди преимуществ древесины особо следует отметить такое важное ее свойство, как внешняя привлекательность. Деревянный дом удачно вписывается практически в любой загородный ландшафт и часто не требует дополнительных работ по декоративной отделке.

Главным же преимуществом использования древесины в строительстве, по мнению специалистов, является то, что имеющиеся недостатки данного материала (легкое возгорание, коробление, растрескивание, усадка и усушка) могут быть успешно нивелированы применением особых технологий изготовления современного деревянного стенового материала. В этом заключается одно из кардинальных отличий древесины от других строительных материалов: ее недостатки как сырья присущи далеко не всем продуктам, изготовленным из нее. Все зависит от вида деревянного материала, технологии его производства, а также от особенностей и характеристик строительного процесса.

Традиционно для строительства жилья используется древесина хвойных пород: ель, сосна, пихта, лиственница и кедр. Популярность использования хвойных деревьев в домостроении обусловлена тем, что они превосходят по прочности древесину большинства распространенных лиственных пород и гораздо меньше подвержены гниению. Стволы хвойных пород, как правило, имеют более правильную форму, что позволяет полнее использовать их объем.

Самый распространенный материал для строительства деревянных домов — растущая повсеместно сосна, обладающая прямым стволом и низким показателем загнивания. Различают 2 разновидности сосны: рудовую — растет на сухих песчаных и супесчаных грунтах, имеет мелкослойную плотную древесину; мяндовую — растет в низких местах на суглинистых почвах, имеет крупные годичные слои со значительным содержанием ранней (рыхлой) древесины. Основной характеристикой сосны является ее высокая прочность и устойчивость к деформации.

Конкурентом сосны по степени прочности выступает ель. Она, в силу меньшей плотности и меньшего, по сравнению с сосной, содержания смол, используется в основном для изготовления несущих элементов постройки.

В деревянном строительстве также применяется пихта, некоторые физико-механические свойства которой, подчас, не уступают свойствам ели.

Лиственница характеризуется весьма высокими показателями плотности, прочности (твердость лиственницы — 109 ед. по шкале Бриннеля) и долговечности, она устойчива к сырости и практически не подвержена гниению (в частности, лиственница — единственное дерево, не гниющее в морской воде). По физико-механическим свойствам она превосходит все хвойные породы. Благодаря особенностям смолы, пропитывающей лиственницу, дерево не подвергается нападению насекомых-древоточцев, его можно использовать без какой-либо химической обработки в тех случаях, когда другие породы требуют обязательного антисептирования. Древесина лиственницы обладает прекрасными эстетическими характеристиками.

Широкое распространение в деревянном домостроении имеет кедр. Многим уже известны его особые целебные свойства. К ним следует прибавить приятный розоватый оттенок кедра, красивую текстуру и тонкий аромат. Кедр устойчив к влаге, перепадам температуры и, благодаря эфирным маслам, не боится насекомых. Древесина кедра сравнительно мягкая, что позволяет её легко обрабатывать.

Хвойные породы древесины, в силу особых технических и физико-механических свойств, в большей степени распространены в деревянном домостроении, чем лиственные породы. Однако последние также находят свое применение в строительстве. Из всех лиственных деревьев наиболее активно в строительстве используется дуб, отличающийся привлекательной текстурой и имеющий высокие показатели твердости, прочности и стойкости против гниения. Дуб особенно востребован как отделочный материал. В строительстве используются и такие лиственные породы, как ясень, вяз, береза и осина.

Классификация  древесных материалов

Пиломатериал для строительства деревянных домов также отличается широким разнообразием. Можно отметить множество различных классификаций пило- и лесоматериалов. Ниже будут рассмотрены наиболее распространенные материалы: бревно, лафет (полубрус) и брус.

Исторически первым, а также наиболее простым и дешевым деревянным строительным материалом является традиционное строганое бревно, которое из-за естественной конусообразности на профессиональном сленге называется «морковка». Для получения строганого материала используется бревно естественной влажности, с которого сначала удаляют кору, дают подсохнуть, а затем снимают верхний слой древесины, обрабатывают рубанком и шлифуют. После этого создаются системы пазов и выступов для дальнейшего соединения бревен в венцы. В процессе возведения постройки строганые конусообразные бревна укладываются друг на друга в обратном порядке, т.е. комель подгоняется к вершине дерева. Такая технология строительства позволяет компенсировать натуральную конусообразность ствола.

После того как бревна уложены, утепляют щели и возводят кровлю, после чего постройку из строганых бревен можно считать готовой. Затем (при условии фабричного изготовления) сруб разбирается, комплектуется необходимым пиломатериалом и доставляется на участок строительства, где его опять собирают. После окончательной установки сруба сразу вселяться в дом не рекомендуется: требуется определенное время для усадки. Для защиты дерева от воспламенения и образования грибков и микроорганизмов бревна, как правило, покрывают специальными антипиренами и антисептиками.

Сторонники строительства из строганого бревна в качестве основных преимуществ указывают ручную обработку и сборку, а также «живой» характер дерева, особенные экологические и эстетические характеристики, присущие сооружению из этого материала.

Сегодня заметным спросом пользуются дома и коттеджи из оцилиндрованного бревна, именуемого на профессиональном сленге «карандаш». Их основное отличие от домов из строганого бревна заключается в том, что они возведены из абсолютно ровного бревна естественной влажности, имеющего вследствие механизированной обработки одинаковое сечение по всей длине (по европейским стандартам перепад диаметра по всей длине оцилиндрованного бревна не должен превышать 2–4 мм). В связи с этим необходимость в тщательном подборе комлей и верхушек отпадает. Оцилиндровка бревна производится в промышленных условиях на специальных станках, где удаляется верхний слой древесины, что в итоге изменяет геометрические очертания бревна. Далее бревна подвергаются торцовке, в них делают шипы, пазы, замки и необходимые отверстия, фрезеруются чашки. Оцилиндрованное бревно производится либо с так называемым лунным пазом, либо с шип-пазом. После этого начинается сборка комплекта дома, в процессе которой между бревнами прокладывается специальный утеплитель.

Дома из строганого и оцилиндрованного бревна собираются на нагелях. Для предотвращения образования грибков и микроорганизмов оцилиндрованное бревно, как и строганое, покрывается специальными составами. Дом из оцилиндрованного бревна не требует внутренней и внешней отделки, обладает яркими стилистическими чертами и воспроизводит идею классического деревянного зодчества. Однако он обладает и рядом недостатков, включающих в себя недостатки как цельного бревна, так и технологии промышленной оцилиндровки. Так, в силу особой геометричности (особенно это касается строганого бревна), в стенах сруба на месте стыков бревен возникает риск образования так называемых «мостиков холода» — наиболее уязвимых элементов конструкции, теплопроводность которых может быть выше, чем у других участков стены.

Еще один значительный недостаток бревна связан с невозможностью полностью высушить древесину перед ее использованием, что приводит к последующей усушке и усадке непосредственно самого дома, построенного из цельного бревна. Главной проблемой оцилиндрованного бревна является то, что в процессе оцилиндровки поверхностные, наиболее твердые, слои древесины (так называемая заболонь) могут быть повреждены. Кроме того, из-за неравномерного распределения тяжести в доме из оцилиндрованного бревна могут со временем возникать трещины на стенах.

В деревянном домостроении также используется лафет, или двукантный брус. Особенно популярна данная технология строительства в Норвегии. Лафет представляет собой бревно естественной влажности, ровно обтесанное с двух противоположных сторон. При этом две другие стороны сохраняют полукруглую форму. Преимущество использования лафета в деревянном домостроении — возможность создавать как полурадиальные, так и плоские стены. От пожеланий заказчика в данном случае зависит то, на какой стороне лафета — обтесанной или полурадиальной — будет сделана чашка и в соответствии с этим будут укладываться бревна. Стены дома из лафета, как и из строганого и оцилиндрованного бревен, собираются на нагелях. Основным недостатком лафета можно назвать усушку бревен непосредственно в самом срубе, которая неминуемо последует из-за использования при изготовлении лафета бревна естественной влажности.

Некоторые производители предлагают строительство домов из профилированного лафета, представляющего собой оцилиндрованное бревно из стволов очень толстой сосны или ели, обработанное с двух противоположных сторон до плоской поверхности, которые затем профилируются. Бревна, используемые для изготовления профилированного лафета, высушиваются до влажности 16–20%.

Разновидности бруса

Альтернативой использования бревна и лафета в современном деревянном домостроении стал брус, имеющий, также как и бревно, несколько разновидностей. Технология изготовления цельного бруса заключается в спиливании округлых частей бревна со всех четырех сторон. В соответствии с геометрическими характеристиками, стена из бруса характеризуется равномерной толщиной на всех участках, что позволяет избежать возникновения «мостиков холода» и улучшает показатели теплосбережения. Кардинально меняются и эстетические характеристики дома, открываются широкие возможности для инновационных архитектурных и стилистических решений.

Брус представлен тремя основными видами. Наиболее простой вариант — это пиленый сырой брус с грубой обработкой поверхности. Несмотря на все физико-механические и эстетические преимущества обыкновенного бруса, он обладает такими недостатками, как усадка и деформация. Источник этих недостатков, как и в случае с бревном, кроется в сырости древесины. Кроме того, дома из сырого бруса с грубой обработкой требуют дополнительной внешней и внутренней отделки и утепления, что сказывается на сроках и стоимости возведения такого дома.

Более совершенным материалом считается цельный профилированный брус, прошедший процедуру просушки. Однако этот вид материала не лишен недостатков цельной древесины: полностью высушить брус невозможно, следовательно, есть риск дальнейшей усадки. Остановимся поподробнее на вопросе усушки и усадки деревянных строительных материалов. Сравним показатели усадки рассмотренных выше материалов. Показатель усадки для готового изделия из строганого бревна составляет от 4 до 9%, для оцилиндрованного бревна, обыкновенного бруса и лафета такой показатель оценивается в 3–4%. Наименьший показатель усадки наблюдается у профилированного клееного бруса и составляет всего лишь 1%.

Профилированный клееный брус — материал с характерным профилем, состоящий из нескольких ламелей, склеенных между собой экологически чистым клеем. Распространение клееный брус получил вначале в Финляндии и Швеции. История строительства из этого материала насчитывает примерно 50 лет. Преимущества клееного бруса заложены в технологии и технических условиях его производства. Существуют особые уникальные технологии производства клееного бруса и строительство из него.

Каким же образом производится клееный брус и какие свойства и характеристики ему присущи?

Стандартным сырьем для клееного бруса являются обычные хвойные породы древесины: ель, сосна, лиственница и кедр. Отправной точкой для этого сложного технологического процесса служит отбор в соответствии с физико-механическими характеристиками и внешними качествами необходимой древесины и затем распиловка на пилораме бревна на горбыль и необрезные доски, у которых не опилены или частично опилены кромки, и обзол превышает допустимые для обрезной доски показатели. Затем у необрезных досок опиливаются боковые кромки, на которых есть кора. После этого доски обрабатывают и высушивают (при этом содержание влаги уменьшается до 8%), сортируют по размеру и укладывают в штабеля. В таком виде они поступают в цех по производству клееного бруса, где высушиваются в течение длительного времени. Тщательное высушивание не только понижает содержание влаги до 2%, но и убивает вредные для древесины микроорганизмы.

Следующий этап технологической цепи — сортировка ламелей в соответствии с внешним видом и типом древесины на внешние и внутренние. Высушенные доски обстругиваются по I классу чистоты и при необходимости сращиваются по длине на мини-шип, после чего их торцуют, промазывают специальным экологически чистым клеевым составом и склеивают под мощным прессом. Склейка производится так, чтобы направление древесных волокон чередовалось, в результате клееный брус делается прочнее обычного, не деформируется и не коробится при изменении влажности, кроме того, повышаются его звукоизолирующие качества. Затем на специальных высокоточных станках производится торцовка и профилирование бруса, резка заготовок деталей, фрезерование чашек и обработка антисептиком, предохраняющим древесину от гниения и образования грибка. Благодаря высокой точности изготовления элементов конструкции, применение утеплителей и уплотнителей сведено к минимуму. В итоге, такие дома не продуваются, не промерзают и полностью защищены от воздействия атмосферной влаги. Особенная форма чашек позволяет впоследствии избежать «мостиков холода» и с максимальной эффективностью в кратчайшие сроки построить сооружение из клееного бруса.

После описанных процедур брус можно считать готовым к использованию. Он комплектуется в соответствии со спецификацией будущего дома, упаковывается и доставляется непосредственно на место проведения строительных работ.

Технология производства клееного бруса предопределяет его свойства и характеристики. Так, благодаря высокой точности профилирования и уникальной чашке, обеспечивающей плотные сочленения в стене из клееного бруса, любая постройка из этого материала, вне зависимости от ее метража, не продувается и не промерзает (а соответственно, не требует использования утеплителя); клееный брус не загнивает и остается прочным. Его профиль рассчитывается так, чтобы вода и талый снег не попадали между венцами. Конструкция из клееного бруса получается жесткой, прочной и устойчивой с учетом различных климатических факторов. Вероятность образования в клееном брусе одного из наиболее распространенных пороков древесины — грибка, благодаря применению современных антисептиков и минимизации влаги в древесине, близка к нулю. Коэффициенты усадки, усушки и деформации клееного бруса также приближаются к 1%. Это обусловлено тем, что в отличие от цельной древесины, клееный брус подвергается наиболее активному высушиванию: просушить ламели значительно проще, чем бревно или цельный брус; кроме того, такая технология склеивания, когда направление древесных волокон чередуется, также способствует снижению коэффициента деформации.

Таким образом, технология производства клееного бруса, соблюдение и правильное выполнение всех необходимых операций нивелирует главные недостатки древесины: усушку, усадку, деформацию, образование грибка. К тому же, этот материал является оптимальным для воплощения различных архитектурных решений и предоставляет конструкторам, архитекторам и дизайнерам неограниченные возможности. Особые технологии склеивания и сращивания ламелей позволяют изготовить брус до 12 м в длину. Деревянные дома из клееного бруса устойчивы к температурным перепадам, имеют хорошие показатели теплоизоляции. Их привлекательный внешний вид и экологические характеристики не требуют особых доказательств. Построенный из этого материала дом не нуждается в дополнительной отделке. Будучи довольно легким материалом, клееный брус не требует массивного, а следовательно дорогого, фундамента. Помимо этого, в сравнении с другими деревянными материалами, клееный брус практически не подвержен возгоранию: современные пропитки и лаковые покрытия предохраняют деревянные конструкции от возгорания и вместе с тем позволяют дереву «дышать», сохраняя его природные свойства. Многие утверждают, что клееный брус стоит дороже других, «аналогичных» ему материалов. Действительно, 1 м³ клееного бруса стоит дороже 1 м³ оцилиндрованного бревна, однако для строительства дома с одинаковой площадью последнего потребуется значительно больше, чем более легкого по весу клееного бруса.

Точка сборки

Как вы вероятно уже поняли, дом из клееного бруса - это конструктор, изготовленный на заводе и доставленный на ваш участок. Так что собственно возведение такого дома по сложности доступно любому, даже самому неискушённому в строительстве, человеку. Выполняется возведение такого дома в рекордно короткие сроки.

Технология сборки комплекта дома из клееного бруса включает ряд последовательных операций. Первая — закладка фундамента, на который затем устанавливается опалубка и гидроизоляция, и монтаж инженерных систем. Затем начинается сборка самого сруба. Каждое бревно, в соответствии с чертежом, имеет свой идентификационный номер, определяющий его принадлежность к той или иной стене на чертеже. Схожие бревна в каждой стене имеют одинаковый код и являются взаимозаменяемыми. После того как сруб возведен, его шлифуют, к нему крепятся стропила, поддерживающие кровлю. Черновая обшивка и настил крыши должны быть сделаны немедленно после сборки бревенчатого сруба, чтобы обеспечить укрытие от непогоды. Когда базовый комплект дома собран, начинается работа по внутренней черновой отделке: обшивка потолков, установка теплоизоляции кровли, настил черновых полов, установка дверей и окон с наличниками. Затем осуществляется наружная и внутренняя отделка дома.

Современные технологии предполагают возможность возведения объектов из различных видов профилированного клееного бруса, отличающихся по количеству ламелей (3–5) и размеру.  Каждый из них находит свое применение, начиная с беседки и заканчивая многофункциональными зданиями и домами для постоянного проживания. Все сооружения из этих видов бруса будут не только красивыми, но и функциональными.

В целом, подводя итоги, отметим: значительное распространение и широкая популярность клееного бруса в различных странах, прежде всего, в регионах с суровым климатом, его преимущества по сравнению с другими строительными материалами и технологиями строительства позволяют судить о нем, как об оптимальном, отвечающем современным требованиям материале. 

Дерево лечит

Дерево издавна славилось своими неповторимыми целебными качествами. Лечебные свойства некоторых пород древесины определяются биологически активными веществами — антиоксидантами, которые помогают организму бороться со старением и различными заболеваниями, особенно в условиях стресса, загрязненной среды, радиации. Так, кедр за свои полезные свойства именуется деревом-фармацевтом. Он обладает высокими антимикробными свойствами и содержит большое количество микроэлементов важных для человеческого организма. Удельная радиоактивность дерева меньше, чем у кирпича в 100 с лишним раз.

Стройте из северного дерева

Наиболее ценными считаются лесоматериалы из северных широт, где дерево растет медленно, достигая возраста 100–150 лет. Древесину предпочтительнее заготавливать зимой, когда древесные соки замедляют свою циркуляцию, в связи с чем уровень ее влажности существенно снижается. Дома, построенные из такого дерева, отличаются наибольшей прочностью и долговечностью.

Без пятен и трещин!

Следует отметить тот факт, что российские потребители намного более требовательно относятся к внешнему виду клееного бруса, чем представители Скандинавских стран. Поэтому отечественные компании стараются производить продукцию, исключающую наличие сучков, трещин, пятен, смоляных кармашков и т.д.

Преимущества клееного бруса

Строительство из клееного бруса значительно экономит время: дома из него собираются быстро, а качество при этом остается на высочайшем уровне. Сезонные ограничения для сборки таких домов отсутствуют. На возведение деревянной части дома обычно требуется около месяца. При этом бригада рабочих обычно состоит из 4–5 человек. Комплект дома, рассортированный на основании спецификации, поступает на стройплощадку в закрытой упаковке. Чтобы предохранить брус от нежелательных загрязнений, все работники, участвующие в сборке дома, помимо специальной рабочей одежды, имеют обувь с белой резиновой подошвой.

Единственный минус профелированного бруса - сомнительная экология. Слишком уж много клеёв, пропиток и прочих синтетических материалов с ним сопряжено.