Багатошарові клеєні дерев'яні панелі

Вступ
Багатошарові клеєні дерев'яні панелі або CLT –панелі. Назва походить від англ. Cross Laminated Timber, що перекладається як перехресно склеєний брус. У цьому полягає суть методу: дерев'яні дошки, складені перпендикулярно одне одному, склеюються під високим тиском у масивну панель. Такий матеріал
ідеальний для тих, хто віддає перевагу дерев'яним будинкам, з їх особливим мікрокліматом, що оптимально підходить для комфортного життя, та не хоче миритися з такими недоліками, як деформація або довгий час будівництва.
Технологія будівництва з CLT-панелей дозволяє насолоджуватися усіма перевагами будинку з натурального дерева без тяганини і при цьому не сумніватися в надійності будови, адже масивна панель настільки міцна, що її можна використовувати не тільки для стін, але і для перекриттів.
Особливу увагу на цей метод слід звернути тим, хто планує побудувати будинок вище двох поверхів – завдяки особливій міцності CLT-панелі застосовують навіть під час будівництва виробничих споруд. При цьому цей будівельний матеріал володіє оптимальним набором якостей для ефектних архітектурних рішень та різноманітних дизайнерських ідей.
Якщо звернутися до історії питання, то масивні панелі з дерев'яних дощок використовувалися в будівництві століттями, проте через цвяховий метод складання вони мали безліч вад. Сьогодні ж CLT-технологія перетворила панель на унікальний матеріал, що має низку незаперечних переваг у порівнянні з
іншими.
1.Переваги та недоліки.
1.1. Переваги

Свобода вибору архітектурного стилю. Сучасна технологія виготовлення
CLT-панелей дозволяє реалізовувати практично будь-яке архітектурне рішення.
При цьому навіть у разі унікальних проектів ризик помилок при будівництві

скорочується до нуля, оскільки панелі вирізуються на сучасному обладнанні з точністю до міліметра.
Оскільки в одній панелі комбінується кілька сортів деревини, не важко підібрати для зовнішніх стін будинку стійку до погодних умов модрину, а всередині – декоративно приємні оку вільху, дуб і т.д. При цьому сучасна технологія виробництва дозволяє досягти абсолютно рівних поверхонь без стиків, що дає простір для дизайнерських рішень - це ідеальний варіант для будь-якої обробки, включаючи штукатурку.
Рис. 1. Загальні зображення особливостей технологій виготовлення CLT-панелей та Glulam-панелей
Рис. 2. Вигляд на CLT-панель в конфігурації з 5 шарів (зліва) та стінову панель на основі CLT-панелі, з утепленням та додатковим каркасом для проведення комунікацій.


Мінімальні терміни монтажу. У масивних дерев'яних панелях безпосередньо на виробництві прорізаються дверні та віконні отвори, тому на місці будівництва будинок залишається лише зібрати. Висока стабільність CLT- панелей дозволяє дотримати їх геометрію, задану проектом, з точністю до одного міліметра, що уможливлює рекордно короткі терміни збирання при мінімальній кількості будівельників.
Наприклад, у
Лондоні четверо робітників, використовуючи один підйомний кран, зібрали 9-поверхову будівлю за 28 днів.
Таким чином, на складання двоповерхового будинку потрібно не більше двох днів.
Одна з головних переваг, за яку і цінуються в усьому світі CLT-панелі, полягає в тому, що вони виробляються з висушених дощок, а тому не потрібно побоюватися усадки будинку та можливих проблем з утворенням щілин – цим дана технологія вигідно відрізняється від використання бруса та колод.
Складання будинків з CLT-панелей не залежить від погодних умов і може вестись будь-якої пори року.
Рис.3. Загальний вигляд на каркас двоповерхового житлового будинку виготовленого з CLT-панелей.


Екологічність. Екологічні якості на сьогоднішній день грають все більшу роль при виборі матеріалів для будівництва будинку. І йдеться тут не лише про вплив на природу при виробництві цих матеріалів (хоча і в цьому питанні CLT- панель – зразок для наслідування), а й вплив на здоров'я людини. Винятково натуральна деревина та використання сучасних рішень у виробництві клею з нульовим вмістом формальдегіду дозволяють досягати абсолютної безпеки для людини: навіть у разі нагрівання стін виділення шкідливих речовин не відбувається.

Міцність. За міцністю CLT-панелі, як не дивно, можуть змагатися з такими матеріалами, як камінь або цегла, а в чомусь навіть перевершувати їх. Згідно з результатами дослідження вчених, будівлі з таких панелей легко витримують навіть сильні землетруси – до 8,5 балів. Крім того, CLT-панелі придатні до застосування навіть як матеріал для будівництва мостів.
Це безперечний плюс у тих випадках, коли передбачається будівництво будинку вище двох поверхів. Але і в одно- і двоповерхових спорудах використання таких масивних дерев'яних панелей більш ніж виправдане, оскільки дає власнику додаткову впевненість у їхній надійності.
 Загальна вартість. За всіх переваг дерев'яного будинку CLT-технологія забезпечує суттєво меншу вартість проектів, ніж при виборі такого матеріалу, як колоди. Цей метод дозволяє використовувати для дошки відносно невеликого розміру з недорогої деревини і при цьому гарантує високу якість і технічну відповідність самих панелей. Важить масивна дерев'яна панель у п'ять разів менше бетону, що дозволяє скоротити витрати на фундамент, а крім того, зменшити логістичні витрати при її доставці.
Ще одним очевидним плюсом використання CLT-панелей є відсутність причин для виходу за межі певного бюджету, оскільки при будівництві не може виникнути зайвих або відсутніх деталей або інших факторів і ризиків тому що
90% будівельних проектів виконаних з CLT-панелей проектуються з

використанням технології 3D-моделювання, що дозволяє врахувати навіть мілкі дрібниці.
 Енергоефективність. Теплозахисні властивості деревини відомі всьому світу: дерев'яні стіни надійно захищають як від холоду, так і від спеки. При цьому масивні дерев'яні панелі, вироблені за CLT-технологією, мають незаперечні переваги, оскільки для їх виробництва використовується перехресне склеювання, вони не мають місць витоку тепла і тому їх теплозахисні характеристики мінімум на 35% вищі, ніж у звичайного клеєного бруса. У такому будинку легко і зайвих витрат можна підтримувати комфортну температуру в будь-який час року.
Рис. 4. Вигляд на центральный фасад восьмиповерхового житлового будинку виготовленого з CLT-панелей. Puukuokka Housing Block. Фінляндія.
2015р.[2]

 Пожежобезпечність. Комфортність життя в дерев'яному будинку завжди затьмарює страх пожежі, проте CLT-технологія позбавляє цих побоювань: високий поріг вогнестійкості панелей дозволяє віднести їх до класу важкогорючих матеріалів. Це забезпечується поверхневим просочуванням антипіренами та массивністю конструкцій: при загорянні доступ кисню до поверхні, що горить, практично перекривається за рахунок багатошарової структури.
 Звукоізоляція. Тишу в будинку, побудованому із застосуванням CLT- технологій, забезпечують два фактори. Насамперед, масивність панелей, з яких зібрані стіни, сама по собі стає бар'єром для проникнення шумів. Крім того, відмінні звукоізоляційні характеристики закладені у самому методі перехресного склеювання деревини. Різна орієнтація шарів чудово гасить звукову хвилю, завдяки чому матеріал використовується також для обшивки концертних залів. За цією якістю CLT-панель товщиною 100 мм рівноцінна клеєному брусу товщиною 200 мм.
 Прогнозований тривалий термін експлуатації. Замислюючись про будівництво будинку, кожен хоче бути впевнений не тільки в його надійності на найближчі 10-20 років, а й на термін що перевищує, як мінімум, тривалість життя.
CLT-технологія дає цю впевненість нарівні з такими довговічними матеріалами, як цегла або камінь: за своїми характеристиками масивні дерев'яні панелі, склеєні перехресним методом, вважаються надійнішими за бетон. Деякі виробники навіть дають 200-річний гарантійний термін їх використання, тому можна не сумніватися в тому, що такий будинок послужить кільком поколінням однієї сім'ї.
1.2. Недоліки.
 Висока ціна виготовлення. Для виготовлення CLT-панелей потрібно набагато більше обладнання ніж для клеєного бруса і коштує воно і його обслуговування чималих грошей. І якщо процеси сушіння, калібрування, вирізування дефектів, сортування та торцевого зрощування пиломатеріалів дійсно виконуються так само, як і при виробництві клеєного бруса, то далі потрібне

застосування високоточних автоматизованих верстатів. Також виробництво якісних панелей не обходиться без широкоформатних верстатів, що обробляють площини склеєних плит, надаючи їм ідеально гладку поверхню та потрібну товщину з високою точністю.
Щоб зібрати з окремих деталей будинок та обладнати його всіма необхідними комунікаціями, готові вироби проходять ще через один цех, в якому в них нарізають профільні з'єднання, свердлять монтажні отвори, вирізують траси для прокладання труб і проводів. Все це виконується за допомогою програмованого обробного центру відповідно до проекту майбутнього будинку.
Рис. 5. Технологічна лінія для перехрестної укладки та склеювання CLT-панелей.
 Ураження деревини. CLT-панелі міцніше масиву дерева, гірше піддаються горінню, але вони так само схильні до гниття при постійному контакті з вологою, а їх зовнішній шар - розтріскування під дією сонячних променів. Це вимагає системної обробки поверхні різними захисними складами чи фасадної обробки. Як захисно-декоративне оздоблення можливе улаштування навісного вентильованого фасаду, що в свою чергу погіршує визразність фасаду в порівнянні з дерев’яними панелями.

 Необхідність додаткового зовнішнього утеплення стін. У холодному кліматі для забезпечення достатньої теплоємності будівлі стіни з CLT-панелей повинні бути великої товщини, але збільшення шарів в конструкції призводить до
її подорожчання.
Набагато ефективніше та дешевше застосовувати теплоізоляційні матеріали.
 Проблеми монтажу. Зведення будівлі залежить від бригади виконавців та особливостей будмайданчика, а також якості під'їзних шляхів. Траплялися випадки, коли замовнику доводилося відмовлятися від модульного будинку з
CLT-панелей з тієї причини, що до ділянки будівництва неможливо було проїхати великовантажним транспортом, підігнати і розмістити підйомний кран. CLT панелі мають велику вагу та значні габарити, тому для їх транспортування та монтажу потрібна потужна техніка. Звичайно, можна зменшити розміри деталей, але це призведе до збільшення собівартості і самого домокомплекту, і його збирання. А наявність безлічі стиків зводить нанівець саму ідею створення стін без містків холоду.
Рис. 6. Переміщення стінової панелі з отворами під вікно та двері після виготовлення.

2. Будівництво із CLT-панелей
Архітектори та будівельники Європи, США та Азії, використовують CLT- панелі не лише для будівництва «лише житла», а ще й для творчості. Наприклад,
«Метеорит», розроблений архітектором Ателже Сотамаа (Ateljé Sotamaa) у
Фінляндії. Сотамаа спроектував триповерховий будинок повністю CLT-панелей місцевого виготовлення.
Рис 9. Загальний вигляд на головний фасад та модель внурішнього планування будівлі
Найвищою будівлею з твердої деревини та CLT-панелей в США є будівля
«Carbon 12» в Портленді. Будівля висотою 85 футів (
≈
30 м), в якому розташовані вісім поверхів багатофункціональних приміщень і 14 житлових одиниць. Він стійкий до землетрусів і пожеж і перевершує характеристики по поглинанню вуглецю, властиві конструкціям, сертифікованим LEED Platinum.