От традиций к инновациям: как современные технологии преобразуют потенциал древесины
Дерево, один из старейших строительных материалов, на протяжении всей истории постоянно изобреталось заново. Поскольку современная архитектура все больше заботится об устойчивости и экологической ответственности, популярность этого материала также растет. Поскольку деревья поглощают углекислый газ во время своего роста, их древесина сохраняет этот углерод, не допуская его попадания в атмосферу. Таким образом, материалы, полученные из древесины, связаны с меньшими выбросами парниковых газов при условии, что деревья заготавливаются в устойчиво управляемых лесах. Но чтобы раскрыть весь потенциал этого материала, было разработано множество технологий и модификаций с целью адаптации и настройки характеристик древесины в соответствии с требованиями современного дизайна и строительства. От термической модификации до искусственной древесины или универсальных древесностружечных плит — эти методы не только повышают пригодность древесины к суровым условиям современной архитектуры, но и расширяют возможности использования этого устойчивого материала до беспрецедентных масштабов.
Инженерная древесина: ламинирование и склеивание
Конструкционная древесина — это большая категория, описывающая строительные материалы, созданные путем соединения слоев частиц древесины с помощью клеев и передовых производственных процессов. Эти процессы используются для оптимизации прочности, стабильности и постоянства размеров материала, а также позволяют создавать крупные структурные элементы из деревьев с относительно небольшими сечениями. Некоторые из наиболее распространенных типов ламинированных панелей, также обычно называемых «массовой древесиной», — это клееный брус (Glulam), поперечно-ламинированный брус (CLT) и клееный брус (LVL).
Структурные качества этих материалов зависят от процесса изготовления. Клееный брус создается путем склеивания отдельных сегментов древесины промышленными клеями. Поскольку волокна древесины ориентированы в одном направлении, этот тип древесины лучше всего использовать для изготовления крупногабаритных конструктивных элементов, таких как балки или колонны. С другой стороны, CLT состоит из досок распиленной и склеенной древесины, причем каждый слой ориентирован перпендикулярно предыдущему. Это создает структурную жесткость в обоих направлениях, как у фанеры, но с более толстыми компонентами. Панели CLT могут использоваться в качестве несущих стен, полов, мебели, потолков и крыш, при этом их толщина и размеры адаптируются на этапе заводского изготовления. LVL изготавливается путем комбинирования тонких слоев шпона с направлением волокон в одном направлении и используется аналогично клееному брусу, но имеет более высокие характеристики и позволяет использовать меньшие поперечные сечения по сравнению с клееным брусом из хвойной древесины.
Подробнее: Стремительный рост строительства из клееной древесины: 50 проектов, в которых используется деревянная архитектура
Давление и термическая обработка
Термическая модификация – это процесс обработки древесины, включающий воздействие высоких температур в печах, снижающих содержание влаги почти до 0%. Это устраняет связывающую воду и свободную воду внутри клеток древесины, что уменьшает деформации и стабилизирует древесину. Затем применяется пар, доводящий влажность до 4-7%, что делает его жизнеспособным. Термически модифицированная древесина (ТМТ) более стабильна и влагостойка по сравнению с необработанной древесиной, что снижает риск растрескивания и деформации, сохраняя при этом свой естественный внешний вид.
Обработка давлением используется для введения консервантов или антипиренов во внутреннюю структуру древесины. Это может продлить срок службы древесины, защитив ее от насекомых-вредителей и грибкового гниения. Кроме того, огнезащитная обработка также повышает универсальность древесины, сводя к минимуму дым и пламя, образующиеся во время пожара. Область применения простирается от внутреннего каркаса до древесины, подвергающейся воздействию внешних условий, включая опоры электропередач, железнодорожные шпалы, настилы и колышки для заборов.
Читать далее: Как термическая модификация может продлить срок службы древесины в архитектуре
Агрегирование древесных частиц
Древесностружечные плиты являются одним из наиболее универсальных и широко используемых строительных материалов, часто используемых в качестве настенных покрытий, мебели, потолков и даже полов. Для их получения древесные волокна, частицы или фрагменты соединяются клеями и смолами, в результате чего получаются прочные панели с различными свойствами в зависимости от типа заполнителей и клея.
Ориентированно-стружечная плита (OSB) известна своей прочностью и экономичностью. Хотя панели OSB чаще всего используются в качестве обшивки и являются одним из многих невидимых слоев здания, многие дизайнеры также исследовали их потенциал в дизайне интерьера. Древесноволокнистая плита средней плотности (МДФ) имеет гладкую поверхность и становится предпочтительным материалом для столярных работ, а в ДСП средней плотности (МДП) используются древесные отходы, такие как опилки, смешанные со смолой, что предлагает более дешевое решение. Фанерные плиты обрабатываются аналогично CLT, но в другом масштабе, создаваемом путем наложения друг на друга деревянных листов, склеенных перпендикулярно и подвергнутых термопрессованию.
Подробнее: Деревянные плиты: различия между МДФ, МДП, фанерой и OSB
Обработка поверхности
Существует множество способов обработки поверхности древесины, чтобы улучшить ее внешний вид, долговечность и защиту. Некоторые распространенные виды обработки поверхности дерева включают покраску, морилку, лакировку, покрытие маслом и воском. Хотя некоторые из них основаны на современных материалах, народные и традиционные методы также направлены на продление срока службы древесины. Одним из таких методов является японское ремесло карбонизации древесины. Этот метод, которому уже более трехсот лет, включает сжигание внешнего слоя древесины, создавая слой обугленного материала, который защищает внутреннюю структуру от термитов, грибков и других природных элементов.
Читать далее: Карбонизированная древесина: традиционная японская техника, покорившая мир
Гибка
В большинстве деревянных конструкций и применений древесины в архитектуре используется древесина, имеющая прямые элементы, такие как балки и плоские панели. Однако древесина обладает собственной эластичностью, свойством, которое можно изучить и усилить с помощью различных методов. Гибка паром является одним из первых методов, примером чего является немецкий плотник Михаэль Тонет, который впервые применил этот метод в начале 1800-х годов, создав конструкции мебели, которые остаются популярными и по сей день. Клееная ламинированная древесина также позволяет изменять форму путем склеивания деталей по форме желаемой кривизны, соблюдая при этом ограничения по материалам используемого типа древесины. Это открывает возможность создания более крупных изделий, пригодных для архитектурного использования. С другой стороны, метод вырезания дает большую гибкость, но также ослабляет структурные качества получаемого элемента.
Читайте также: Как согнуть дерево.
Пост-Натяжение
Пост-напряжение, форма предварительного напряжения, представляет собой метод, наиболее часто используемый в бетонных конструкциях для улучшения их структурных характеристик и обеспечения возможности использования более тонких элементов. Говоря о древесине, пост-напряжение объединяет структурные элементы из инженерной древесины, такие как балки, стены или колонны, со стальными стержнями или арматурой. Стальные элементы прикрепляются к деревянным компонентам, а затем натягиваются с помощью гидравлических домкратов, создавая силу внутри деревянного элемента, чтобы уравновесить ожидаемые внешние нагрузки. Полученные элементы обладают повышенной сейсмической устойчивостью в дополнение к дополнительной структурной эффективности.
Подробнее: Узнайте о сейсмическом проектировании деревянных зданий с помощью этих онлайн-ресурсов.
Эта статья является частью темы : Будущее дерева в архитектуре, представленной Tantimber ThermoWood.
Tantimber ThermoWood привносит вечное тепло дерева в современный дизайн. Натуральные, возобновляемые и нетоксичные, они превращают породы древесины, полученные из экологически чистых источников, в стабильные по размерам и долговечные изделия из древесины для использования в жилых и коммерческих зданиях и дизайнерских проектах. Узнайте больше о том, как непреходящая красота ThermoWood привносит тепло в построенную среду.
Каждый месяц мы углубленно исследуем тему с помощью статей, интервью, новостей и архитектурных проектов. Мы приглашаем вас узнать больше о наших темах . И, как всегда, в мы приветствуем вклад наших читателей; Если вы хотите представить статью или проект, свяжитесь с нами.
