Деревянный монолит для «вечного» дома: LVL брус в загородном строительстве
Почему композитный брус на голову превосходит и массивный, и клееный? Преимущества его применения при стройке дома.
Из дерева строили с начала времен, строят сегодня и будут строить всегда, ведь это традиционный для человечества материал, к тому же, постоянно совершенствующийся. Сначала было бревно, потом его научились превращать в лафет и брус, что позволило первым технологиям сделать рывок от срубов к каркасам. Спустя еще несколько веков эволюции изобрели фанеру, за ней клееный брус, а все растущие потребности в натуральном, но более технологичном стройматериале не были полностью удовлетворены. И, наконец, взяв все лучшее от массива, фанеры и клееных конструкций, создали практически совершенный композитный материал на основе древесины – LVL брус. Узнаем, чем же он так хорош, за счет чего позволяет возводить любые конструкции, и почему незаменим в частном загородном строительстве.
Композитный материал, получаемый из слоев лущеного хвойного шпона методом горячего прессования. Технологию изобрели американцы почти век назад, в 1930-х годах. В переводе с языка-оригинала Laminated Veneer Lumber или же сокращенно LVL (ЛВЛ) – это клееный брус из шпона. В годы Второй мировой войны он нашел применение в авиационном производстве – из LVL бруса изготавливали винты и другие элементы для самолетов. Почему из него? Да потому, что он легче и доступнее металла, не подвержен коррозии, при этом не уступает ему по прочности. Спустя три десятилетия, уже в 1960-х годах LVL брус появился в широком доступе и был по достоинству оценен проектировщиками и конструкторами того времени. Не преувеличением будет сказать, что «одноэтажная Америка» собрана по большей части благодаря LVL брусу. Благодаря уникальным характеристикам он позволял решать задачи, которые ни массиву, ни клееному брусу были не по силам. Казалось бы, та же древесина, та же склейка, но на выходе брус, превосходящий конкурентные материалы по всем характеристикам. Весь секрет в технологии производства.
Приятно осознавать, что к появлению столь впечатляющего материала с огромным потенциалом приложил руку наш соотечественник – профессор Фишер. В 1819 году он изобрел лущильный станок, на котором чурки распускали на шпон посредством ножа, что со всех сторон эффективнее колки. Но, в отличие от фанеры, для которой и был придуман станок, ЛВЛ брус состоит из слоев шпона толщиной по 3 мм. Еще одно отличие, дающее значительное преимущество – параллельное расположение волокон шпона в соседних слоях.
Производственный цикл начинается еще в процессе заготовки древесины. Для ЛВЛ бруса выбирают преимущественно кряж хвойных пород. Кряж подвергают первичной обработке, окоряют и распиливают. Дальше идет процесс лущения на современном автоматизированном станке. Так как за точность отвечает автоматика и лазерные измерительные приборы, шпон на выходе получается однородный, с заданными параметрами.
Следующий этап – сушка шпона в конвекционной камере, пока он не достигнет равномерного показателя влажности в 5-10%. Только достаточно просушенный шпон отправляется на склейку фенолформальдегидной смолой, которая образует шов на молекулярном уровне. То есть, ни при каких условиях разрыв не будет по шву, всегда «по телу». Склейка композитного бруса проводится под мощным прессом. В итоге получается высокотехнологичный универсальный древесный материал с однородной, без преувеличения, монолитной структурой. И широчайшим размерным рядом под любые задачи.
Благодаря плотности и слоистой, но однородной структуре, LVL брус по всей длине обладает неизменными механическими характеристиками и стабильными физическими свойствами, на которые не влияют внешние факторы, критичные для конструкций из массивного дерева. Независимо от влажности окружающей среды, LVL балка не впитывает эту влагу, следовательно, не намокает, не гниет, не коробится и всегда сохраняет исходную геометрию и массу.
Этот древесный материал по всем техническим и эксплуатационным параметрам превосходит и массивную древесину, и обычный клееный брус.
Прочность: сопоставима с прочностью металла и железобетона, выше прочности массива и клееного бруса. Модуль упругости (жесткости) на 24% больше, чем у ели, прочность на изгиб и на излом больше в два раза. При меньших габаритах и меньшем поперечном сечении LVL брус показывает более высокую несущую способность. Следовательно, сокращается объем используемых конструкционных материалов, снижается нагрузка на основание.
Экологичность: ярых поборников всего натурального может смутить наличие фенолформальдегидной смолы, однако материал абсолютно безопасен, тем более, если учесть, что формальдегид содержится в хвойных породах древесины. В летний жаркий день в сосновом лесу концентрация формальдегида превышает ПДК до 8 раз, так как сами сосны выделяют данное вещество. В процессе обработки температурой под высоким давлением, клей полимеризуется и затвердевает. По действующим европейским нормативам и отечественным санитарным нормам, для применения внутри помещений разрешены материалы с классом эмиссии Е0 и Е1: те, в которых эмиссия не просто в рамках предельно допустимой концентрации (ПДК), а значительно ниже предельного показателя. Весь LVL брус отличает низкая эмиссия, как из-за полимеризации клея, так и ввиду его минимального по отношению к массиву шпона количества. Но если взять конкретный материал, а именно, LVL брус Ultralam™, то у него скорость эмиссии всего 0,26 мг/м²/час. Для сравнения, у материалов класса Е1 этот показатель выше в 13 раз и составляет 3,5 мг/м²/час.
Стабильность: за счет стабильности линейных размеров достигается высокая точность сборных узлов, сохраняющаяся в течение всего срока эксплуатации.
Стойкость к агрессивным средам: материал, получив небывалую прочность, раньше доступную только для металла и армированного бетона, еще и не подвержен его недостаткам. LVL брус устойчив к водяному пару, аммиаку, парам солей и другим химическим веществам.
Биологическая стойкость: достигается за счет более плотной структуры. Оставаясь в сухом состоянии независимо от сезона и уровня влажности, ЛВЛ балки не подвержены гниению и поражению грибками, мхами и плесенью. Древоточцы и другие насекомые, и вредители предпочитают массив.
Устойчивость к огню: более плотный, менее пористый многослойный материал без трещин лучше сопротивляется огню, сдерживая его распространение внутрь конструкции. При температуре +300˚С на поверхности, происходит медленное обугливание со скоростью распространения 0,6 мм/мин. по плоскостям и 1 мм/мин. по торцам. Еще в течение 30-60 минут LVL брус сохраняет все свои характеристики.
Простота обработки: при необходимости детали из LVL бруса можно обрабатывать прямо на стройплощадке. Ни пиление, ни строгание, ни любая другая ручная или инструментальная механическая обработка не вызывают сложностей. Однако проходки и штробы под кабели и другие элементы инженерных систем должны выполняться с учетом инструкций проектировщика. Как и любые другие древесные материалы, LVL брус можно покрывать антисептиками и антипиренами, маслом, воском, пропитками, красками или лаками, для защиты и придания желаемого вида.
Декоративность: конструкции из ЛВЛ бруса не только надежные и долговечные, но и презентабельные, со временем не разбухают, не искривляются и не растрескиваются. Что особенно актуально, когда несущие элементы каркаса, перекрытия или крыши остаются видимыми, и превращаются в элемент дизайна интерьера и экстерьера. Красоту и самобытность натуральной древесины отлично подчеркнут лессирующие защитно-декоративные покрытия.
Если подвести промежуточный итог, LVL брус – это высокотехнологичный композитный материал на основе древесины, вобравший ее достоинства, но без характерных недостатков. С впечатляющими перспективами и в масштабных проектах, и в частном строительстве, ведь таким большим количеством форматов, практически неограниченной длиной и выдающимися характеристиками другие материалы из древесины не обладают. Будучи легким, прочным, долговечным и устойчивым к агрессивным средам, LVL брус успешно конкурирует и с металлом, и с железобетоном.
У нас изучением ЛВЛ бруса начали заниматься еще в конце 1960-х в Ленинградском инженерно-строительном институте (ЛИСИ). Впервые в СССР его применили при разработке жестоких рамных узлов для гнутоклееных конструкций в 1980 г. уже в Центральном научно-исследовательском институте строительных конструкций (ЦНИИСК) имени В. А. Кучеренко. В дальнейшем именно в этом институте продолжили исследования материала и в 2010 году разработали первый отечественный документ, регламентирующий специфику его применения – СТО 36554501-021-2010.
Интересно, что в процессе разработки все испытания проводили на материале конкретного производителя – это LVL брус Ultralam™, и тогда, и сейчас выпускаемый на заводе в Торжке. По данным инспекционных испытаний, проведенных ЦНИИСК им. Кучеренко, установлено, что строительные конструкции из LVL бруса Ultralam™ обладают не только повышенной прочностью по сравнению с древесиной (на 30-50%), но и обеспечивают повышенную биологическую и химическую стойкость конструкции.
Постепенно, за счет своих характеристик, материал получает все большее распространение в нашей стране не только в строительной сфере, но в дверном и мебельном производстве, мобильных дорожных покрытиях, машиностроении. Если рассматривать глобальный рынок, то в мире с каждым годом потребление вырастает на 5-10%. В переводе на конкретные цифры на текущий момент это 3 млн. м³.
Это продукция ведущего отечественного производителя, и тот редкий случай, когда поставки идут не только на внутренний рынок, но и в зарубежные, в том числе и европейские страны. Эксплуатационные характеристики LVL бруса Ultralam™ соответствуют межгосударственному стандарту ГОСТ 33124-2021 «Брус многослойный клееный из шпона. Технические условия».
Плюс, под этой торговой маркой выпускается не только «классический» однонаправленный LVL брус Ultralam R, предназначенный для строительства опорных и несущих конструкций, но и другие разновидности.
Ultralam X: отдельные слои шпона (каждый пятый) имеют взаимно перпендикулярное направление волокон. Такая структура повышает прочность на сжатие по пласти. А также увеличивает прочность на сдвиг при применении в качестве балки. Этот тип LVL бруса применяется как в несущих, так и в ограждающих конструкциях.
Ultralam I: слои шпона могут иметь как параллельное, так и взаимно перпендикулярное направление волокон. Материал предназначен для ограждающих конструкций и мебельного производства.
То есть, в частном строительстве из LVL бруса Ultralam™ можно собрать дом, начиная от несущего каркаса с перекрытиями и стропильной системы, и заканчивая оконными и дверными проемами, ограждающими конструкциями и корпусной мебелью. При этом не придется делать «клетушки» или разбивать объем опорами, легко позволить себе второй свет, обилие свободных пространств, в том числе мансардных. При использовании ЛВЛ бруса этой марки можно строить конструкции с пролетами 36 метров и даже больше. Ничего не нужно дорабатывать, никаких проблем с плохой геометрией и допусками, нет перерасхода, четкое соответствие результата проекту.
Экономия бюджета за счет меньшего количества материала, следовательно, и меньшего количества крепежа. Дополнительная экономия за счет меньшей нагрузки на фундамент, возможности отказа от большегрузной подъемной техники и на доставке. При этом значительный рост скорости монтажа – когда ничего не нужно подгонять и элементов конструкции в разы меньше. Высокая скорость строительства становится реальностью, а не маркетинговым лозунгом.
Сегодня из LVL бруса возводят не только каркасные, но модульные и многоквартирные дома. У нас это пока 3-4 этажа, за границей 18-20. Вместо набивших оскомину сварных металлических навесов для автомобилей, почему бы не собрать конструкции из ЛВЛ, не переживая о сроке службы и ограничениях по длине пролета? Ведь в масштабной застройке его активно применяют при строительстве мостов, спортивных объектов, торговых центров, складских комплексов. В сочетании с панорамными безрамными стеклопакетами он просто незаменим в фасадном остеклении. Каркас современного фахверка с такими фасадами получится легче, прочнее, доступнее, чем аналогичный из клееного бруса.
LVL брус Ultralam™ называют супердеревом, и он полностью соответствует такой характеристике. Когда максимально быстро нужен надежный и долговечный дом с интересной архитектурой – выбирают LVL.
Реклама. ООО «СТОД», ИНН: 7840322535. erid: F7NfYUJCUneLtWDJ7xn5