Клеёный брус

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск

Клеёный брус (клеёный профилированный брус; клеёные деревянные конструкции) сокращённое международное обозначение — Glulam (glued laminated timber) — строительный материал из древесины.

Производство клеёного бруса производится составлением отдельных досок (ламели) в пакеты и склеиваются по плоскости. Изготавливается из древесины хвойных пород, преимущественно из ели. В России для производства клеёного бруса, в основном, используются сосны и ели, реже — сибирские кедр и лиственница. В США, Канаде и Японии, клеёный брус также производится из кедра и Дугласовой пихты.

Основным преимуществом клеёного бруса по отношению к цельной массивной древесине является возможность получать продукт с прогнозируемыми свойствами по прочности и визуальному качеству, за счет сортировки и вырезки дефектов из пиломатериалов. Отобранные и сращенные по длине доски называются ламелями. Наибольшим классом прочности обладают конструкции, изготовленные из северной древесины.

Применяется в строительстве (деревянное домостроение), производстве столярных изделий. Клеёный брус — одно из самых перспективных направлений развития деревообработки за счёт глубокой и комплексной переработки сырья, высоких свойств продукта и потенциальной широты его применения в различных видах.

История[править | править вики-текст]

Наиболее древний аналог технологии производства клеёного бруса — лук японских воинов. С 12 века дугу стрелкового оружия в Японии начали изготавливать путём склеивания составных частей из бамбука и дерева, что значительно увеличило его упругость, прочность, надёжность, точность и дальность поражения цели.

Идея соединения деревянных брусьев с помощью клина принадлежит архитектору Филиберу Делорму. В 1548 году он впервые применил этот метод соединения деревянных частей при проектировании и строительстве арочных частей зданий дворцового масштаба.

Гнутые, сложенные друг на друга и скреплённые шпонкой или клиньями несущие детали использовали зодчие барокко, в том числе мастера деревянного зодчества в России.

В 19 веке сборные деревянные арочные конструкции начали скреплять с помощью металлических скоб-затяжек, что позволило серьёзно увеличить сферу дуги.

В 1890 году идею усовершенствовал немецкий плотник Отто Хетцер. Он первый при создании массивных конструкций из отдельных деревянных деталей с применением клея из казеина придал им пространственность, изогнутость. 22 июня 1906 года Карл Фридрих Отто Хетцер получил немецкий государственный патент № 197773 на гнутые клеёные фермы, состоящие из двух и более ламелей. В Швейцарии способом Хетцера было построено много зданий, большинство из которых сохранились до сих пор.

Широкое применение КДК (клееных деревянных конструкций) в Европе было связано с развитием промышленной химии (клёв) и началось в 60-70 г.г. 20 века.

Свойства материала[править | править вики-текст]

Деревянные гнуто-клееные несущие конструкции в торговом центре

Преимущества

Каркас-фахверк из клееного бруса. Возведение первого в России «Активного» дома. НЛК Домостроение. 2012
  • Возможность изготовления конструкций больших размеров (до 84 м в длину - Wiehag, Австрия);
  • Возможность изготовления балки в т.ч. изогнутой формы, которая позволяет оптимально распределять нагрузки на конструкцию;
  • Стабильность формы(исключение деформаций) готового изделия в процессе изготовления и эксплуатации;
  • Повышенные, по сравнению с материалом из массива древесины, значения прочности (показатель DIN 1052) за счет склеивания из предварительно отсортированных по прочностным и визуальным качествам ламелей;
  • Незначительный собственный вес конструкций;
  • Предварительная сушка досок (ламелей) и снятие древесного напряжения (за счёт распиливания и сборки бруса из отдельных ламелей путём прессования) исключает сквозные растрескивания и искривления готового продукта в процессе эксплуатации;
  • Предел огнестойкости выше, чем у металлических конструкций (В случае пожара клеёные балки, в отличие от стальных опор, дольше сохраняют свою прочность);
  • Минимальная усадка (1-2 %) при применении в срубах домов;
  • Сопротивление теплопередаче выше, чем у цельной древесины;
  • Содержание клея ничтожно мало в сравнении с OSB, LVL, ДСП;
  • Не наносит ущерба окружающей среде при производстве и эксплуатации.
  • Особенно хорошо подходит для агрессивных химической сред (например: склады для минеральных удобрений, сельхозпредприятия, бассейны);
Недостатки
  • относительно высокая начальная стоимость клеёного бруса в сравнении с материалами из цельной древесины;
  • нарушение технологии при изготовлении и применение некачественного клея может привести к расслоению клеёного бруса, его деформации, потере теплоизоляционных, экологических и эстетических качеств;
  • в связи с тем, что древесина при высыхании сокращается неравномерно по срезу радиально и тангенциально, появляются расслоения и неравномерная усадка в поперечном срезе.

Применение[править | править вики-текст]

Дом Деда Мороза из клеёного бруса площадью более 900 м² НЛК Домостроение (Сокольский ДОК)
Троице-Измайловский Собор Санкт-Петербурга. Реконструкция, 2008 г. Троице-Измайловский собор

Строительство[править | править вики-текст]

Деревянные гнуто-клеёные несущие конструкции (ДКК) нашли широкое применение при монтаже сложных кровель, ледовых катков, торговых центров, аквапарков, мостов (в том числе автомобильных), вокзалов и т. д.

Стеновой клеёный профилированный брус используется в деревянном домостроении при возведении жилых домов, бань, гостиниц, церквей различной конструктивной сложности и масштабности.

Широко применяются как традиционная для России и Северной Америки срубовая конструкция, так и стоечно-балочная конструкция — Fachwerk, Post and Beam (Европа, США и Япония).

Известные здания[править | править вики-текст]

Европа
Россия

Столярные изделия[править | править вики-текст]

Интерьер дома из клееного бруса. НЛК Домостроение 2006.
Интерьер дома из клеёного бруса

Клеёный брус используется в производстве окон, дверей, лестниц, перил, подоконников, мебели и других столярных изделий.

Производство клеёного бруса[править | править вики-текст]

Строгание ламелей клееного бруса.
Возведение дома из клееного бруса
  • Отобранные по размерам и качеству доски высушиваются в специальных камерах до влажности, соответствующей их применению (8-18 %, в зависимости от типа бруса и применяемого клея).Таким образом обеспечиваются условия для дальнейшей обработки и исключается усушка древесины в процессе дальнейшей эксплуатации;
  • Высушенные ламели строгаются и сортируются по прочности (DIN 4074-S10). На этом же этапе маркируются и выторцовываются участки дефектами — большие сучки, трещины, обзолы (откосы или неровности кромок). Существует визуальная (материал осматривают специально обученные специалисты - грейдеры) и автоматическая, осуществляемая при помощи машин. Машинная сортировка является предпочтительной, т.к. позволяет определять больший диапазон прочности и исключает "человеческий фактор".
  • На торцах различных по длине отрезков ламелей фрезеруется зубчатый профиль, и они под давлением склеиваются друг с другом до необходимой длины. Шипы могут нарезаться как поперек, так и параллельно плоскости доски.
  • С помощью клеенананосящей машины наносится клей. Для склеивания ламелей используются различные виды клея в зависимости от условий эксплуатации готовой продукции:
    • Меламиновые клеи — прозрачный клеевой шов, широко применяются в Европе, в том числе в России при производстве большепролётных конструкций
    • Резорциновые клеи — тёмный клеевой шов, нашли свое применение в США и Японии, применяются для производства всевозможных конструкций, используемых снаружи здания, в том числе для условий повышенной влажности (мосты, судостроение и т.д)
    • EPI-система — прозрачный клеевой шов, применяется в Японии и России для производства деталей и изделий малоэтажного домостроения
    • Полиуретановые клеи — прозрачный клеевой шов, современные быстроотверждаемые клеи, увеличивают производительность производственных линий, позволяют склеивать древесину с влажностью до 18 %.
    • Классы водостойкости клея: D3 — столярный; D4 — наружный водостойкий; D4 ++++ — водостойкий с повышенными свойствами
    • Классы экологической безопасности: Е3, E2, E1 (Европа); F***, F**** (Япония).
    • Классы эксплуатации: 1 и 2 (Европа); А, В, С (Япония).
      Наиболее известные клеевые системы производят международные компании Akzo Nobel (Casco Systems), Dynea, BASF, которые специализируются на формальдегидных и меломиновых смолах. В области полиуретановых клеев ведущими производителями являются компании Leeson Polyurethanes Ltd, Klebchemie (торговая марка КЛЕЙБЕРИТ).
      Для эксплуатации деталей в помещениях с нормальной влажностью, с повышенной влажностью. либо на открытом воздухе используются различные системы клея. Использование различных систем клея подлежит обязательной сертификации.
  • После нанесения клея ламели собираются в пакеты (заготовку бруса необходимого сечения) и прессуются.
  • После отвердения клея готовый клеёный брус строгается и фрезеруется (профилируется).
  • Впоследствии из заготовки вырезаются детали будущего строения, в заводских условиях изготавливаются узлы соединения конструкции, например чаши.

Клеёный брус является идеальным материалом для деталей заводского изготовления, так как впоследствии не деформируется, чем обеспечивается чёткость и плотность примыканий и соединений.

Стандарты, испытания и сертификация[править | править вики-текст]

В РФ обязательной сертификации зданий и конструкций из клееного бруса не требуется. Чаще всего, предъявляется сертификат соответствия системы "Ростест", выданный на основе собственных ТУ (Технических условий) производителя, что может существенно ограничивать возможность контроля пригодности и качества конструкций и изделий со стороны потребителя. 

Международные сертификаты: 

Сертификаты MPA (Otto-Graf-Institut, Stuttgart, Germany) по стандарту ЕN 14080 имеют (по информации август 2013 г): 

  • ТАМАК, г. Тамбов; 
  • Вышневолоцкий Леспромхоз, г. Вышний Волочек;
  • 78-й ДОК г. Нижний Новгород;
  • Сокольский ДОК (НЛК Домостроение), г. Сокол ;
  • Борисовский ДОК, респ. Беларусь.

Сертификат по стандарту министерства сельского и лесного хозяйства, рыбной ловли и продовольствия Японии (MAFF) - JAS:

  • Сокольский ДОК (НЛК Домостроение), г. Сокол ;
  • Док "Енисей", красноярский край;
  • "СТС Текновуд", приморский край.

Литература[править | править вики-текст]

  • С.Мюллер, «Строительство из клееной древесины», Birkhauser, Базель, 2000
  • Райнпрехт Л., Йозеф Штефко, «Современное деревянное строительство. Коттеджи. Беседки. Перголы», Ниола-Пресс, 2006
  • А. В. Калугин, «Деревянные конструкции», Издательство Ассоциации строительных вузов, 2008