Високи сгради от дърво Ако допреди 15 години изглеждаше немислимо да се строят високи сгради от дърво, то днес реализираните проекти в Лондон, Цюрих и Берлин ни убеждават, че навлизането на този естествен строителен материал все повече в строителството се превръща в устойчива тенденция.
Само за последните години се увеличи броят на жилищните сгради с 8-10 етажа, които изцяло са построени от дърво и отговарят както на необходимите конструктивни изисквания, така и на екологичните модели за устойчиво строителство.
Ще разгледаме някои особености в строителството на високи сгради от дърво, а също и успешно реализирани проекти.
текст инж. Милена Чолакова
Дървото е сред най-използваните строителни материали, а употребата му за строителство е отпреди хиляди години. То е от най-старите познати на човечеството материали. И до днес са запазени сгради, строени от дърво преди векове, а добрите им качества само потвърждават колко подходящ за строителство е този материал.
Като строителен материал дървото притежава редица предимства, оценени отдавна и успешно намерили своята реализация в изграждането на различни по вид конструкции. Дървото има много високи якостни характеристики. При него отношението якост/собствено тегло е по-голямо в сравнение с това при стоманата и бетона. Голямо значение за якостта му има ориентацията на натоварването спрямо влакната на дървесината. Якостта при натоварване успоредно на влакната е приблизително 12.5 MPa, докато при напречно натоварване стойността й се увеличава до 19 MPa. Якостта на дървения материал силно зависи от водното съдържание. Споменатите стойности се отнасят за изсушена дървесина - 19% относителна влажност.
Порестата структура на дървесината й придава добри топлоизолационни свойства. Освен благотворното влияние върху температурата, дървото подобрява и вътрешния микроклимат по отношение на влажност и шумоизолиране.
Освен изброените отлични механични характеристики, дървото придава несравними с нищо друго уют, топлина и комфорт в помещенията. Подлежи на обработка и предлага възможности за разнообразни архитектурни решения. Лесни ремонтни дейности, както и поддръжка в периода на експлоатация. От естетическа гледна точка също има много предимства.
Когато става въпрос за пожарната безопасност, на дървените конструкции традиционно не се гледа като на надеждно конструктивно решение. Но с новите технологии за обработка на дървесината, този предразсъдък остава в миналото. При производството на отделните компоненти се добавят съставки, които правят дървото особено устойчиво на огнево въздействие. По подобен начин, чрез химическа обработка, се предотвратяват и проблемите, свързани с гниенето на дървесината и дървоядите.
Дървени конструктивни елементи
Дървото за строителство се използва за различни приложения – от жилищни сгради до строителство на търговски и промишлени сгради. Продуктите, които се използват за изграждане на носещата конструкция и други елементи на сградите, са изпитани в съответствие с националните и международни стандарти.
Обикновено дървените продукти за строителство са изработени от различни видове дървесина, съобразно приложението. Ще разгледаме някои от най-често прилаганите в строителство на сгради дървени продукти.
OSB плоскости
Наричат се плоскости от ориентирани частици (ОSB – Oriented Strand Board) и се произвеждат от иглолистна дървесина. Дългите и тънки частици, ориентирани по дължина, са свързани помежду си чрез специални влагоустойчиви лепила. Така се получава един слой, формиран от надлъжно разположени частици. Самият панел е изграден от няколко слоя, разположени напречно един на друг, като така се увеличава якостта и твърдостта на панела.
CLT плоскости
CLT са панели, произведени чрез залепване на дървени ламели на кръст, като са необходими най-малко три пласта, за да се постигне херметичност. Панелите са слепени по специална технология, която допълнително увеличава тяхната херметичност, прави ги водонепропускливи, повишава акустичните им качества и пожарната им устойчивост. Дървените елементи са подредени под прав ъгъл и слепени по цялата им повърхност, след което хидравлично са притиснати.
Това предварително изработване на CLT елементи предлага по-малко време за монтаж на място. За панелите се използва сертифицирана дървесина, обикновено иглолистна. CLT може да се използва за подове, стени или покриви.
Glulam
Лепена слоеста дървесина (Glulam) се състои от няколко слоя дървесина, слепени с влагоустойчиви лепила, създавайки голям и стабилен конструктивен елемент, който може да бъде използван като вертикални колони и хоризонтални греди. Glulam могат да се изработят в извити форми, предлагащи разнообразни форми за гъвкав и интересен дизайн.
LVL фурнир
LVL е названието на ламиниран дървен фурнир, който се произвежда чрез свързване на тънки дървени фасети в големи заготовки. Полученият продукт се отличава с подобрени механични свойства и стабилност. Предлага се в различни размери, гарантиращи широка гама от възможни широчини, дължини и дълбочина, в сравнение с конвенционалните дървени продукти. Използва се в същите конструктивни приложения, както и стандартния нарязан дървен материал – за греди и колони.
Дървени I-образни греди и дървени ферми
I-образните дървени структурни елементи са предназначени за използване в подовите и покривните конструкции. I – гредите се състоят от дървени пояси с ралични широчини, обединени с дървени платна, предлагани също в различни дебелини.
Дървените ферми са конкурентни в много приложения на покривни и подови конструкции, особено за преодоляване на големи подпорни разстояние, заради добрите якостни показатели при по-малко тегло на конструктивния елемент.
Възобновяем материал за устойчиво строителство
Спестяването на ресурси в строителството, намаляване потреблението на енергия, намаляване отделянето на вредни емисии в атмосферата са сред основните стълбове, на които се градят принципите на устойчиво строителство и изграждане на „зелени” сгради. Всичко това увеличава търсенето на устойчиви строителни материали от възобновяеми източници във всички области на строителството. Дървото е типичен пример за такъв строителен материал. То е считано за СО2 неутрален материал или дори СО2 положителен, тъй като не само, че не отделя в атмосферата вредния газ, но и елиминира неговото вредно въздействие, поглъщайки го. Дървото отделя кислород, като един тон дървесина абсорбира 1,42 тона въглероден диоксид от атмосферата.
Устойчивото развитие и стремежът към по-ниско въздействие върху околната среда са основните движещи сили за широкото използване на дървен материал в строителното инженерство. Използването на дървото като строителен материал има полза в различни аспекти. Вложен в строителството на сграда, той я прави по-енергоефективна и намалява въглеродния й отпечатък.
Съвременни високи сгради с дървена конструкция
В Европа тенденцията да се изграждат многоетажни жилищни сгради от дърво се увеличава с бързи темпове.
Напречно ламинирани OSB плоскости се използват в първата висока сграда от дърво в Германия, в сгради с дървена конструкция в Милано – жилищни и хотели, училище във Великобритания. Все по-често дървена конструкция започва да се използва за 4 до 7 етажни сгради.
От 2008 година насам почти всеки четвърти проект във Виена се базира на дървена конструкция. А през 2009 година Общината дори обявява конкурс „дърво в града” за изграждане на жилища, съобразени с най-високите екологични стандарти. Така се стига до първата в страната висока сграда, изцяло построена от дърво, която беше открита през пролетта на 2013 година – седеметажен блок в австрийската столица. Сградата предлага 101 апартамента с площ между 62 и 105 квадратни метра. С този проект Виена вече даде заявка, че ще допринесе за навлизане на дървото в многоетажното строителство, като целта е до 2030 година делът на сградите от дърво с етажност от 5 до 8 етажа да се увеличи с 10%.
Виенската община е пресметнала, че с използването на 2400 кубични метра масивни дървени плоскости, ще бъдат спестени 2400 тона вредни въглеродни емисии, които съответстват на количеството газ, изхвърлян за една година от 1630 средно-големи автомобила. Така използването на дървения материал в града се превръща и във важна стъпка в опазването на климата и овладяване на замърсяването на въздуха.
LifeCycle Tower
Две години задълбочени изследвания водят до новаторски решения за устойчиво строителство – сградата LifeCycle Tower, Австрия. Група от водещи специалисти по всички дисциплини на устойчиво строителство е разработила хибридна система за изграждане на многоетажни сгради до 30 етажа. Два от първите подобни проекта в Австрия демонстрират гъвкавост и възможностите на тази модулна система.
Повече от 50% от населението живее в градовете и тенденцията е този процент да се увеличава. Като прогнозите предвиждат увеличение на жителите в градовете до 2030 година – почти два пъти повече от сегашните 2,9 милиарда жители в градовете. В подобна ситуация, и с оглед на други фактори, свързани с опазването на околната среда, ефективното управление на ресурсите се превръща в ключов фактор в глобалната строителна индустрия.
В миналото градската архитектура се е основавала основно на конвенционално произведени прототипи, изискващи много монтажни дейности. Днес, ресурсите, в комбинация с възобновяеми енергийни източници и енергийна ефективност, следва да бъде важна част от планирането на всяка общност. Целта на проекта LifeCycle Tower е да се изработи гъвкава и сглобяема строителна система, като нов продукт, независим, който отговаря на всички технически и икономически изисквания на съвременните пазари на недвижими имоти. Специален акцент е поставен върху системното подобряване на ресурсите и енергийната ефективност.
Вертикалните й елементи са изработени от дървен материал глулам. Подовите плочи са оформени от дърво върху бетон и са произведени извън рамките на строителната площадка. Фасадните панели също са изработени в заводски условия. Сградата няма носещи преградни стени, за да се осигури по-голяма гъвкавост. Очаква се сградата да намали въглеродния си отпечатък с до 90%. Също така ще намали въздействието върху околната среда като редуцира шума и замърсяването по време на строителството.
Bad Aibling, Бавария
Осем етажната сграда в Германия (в баварския град Бад Айблинг) е още един пример, който доказва, че дървото може да се използва като основен носещ материал за високи конструкции и може да замени конвенционалните строителни материали.
Носещите стени са направени от масивно дърво с напречно сечение 8x8cm и 16x16cm. За подовете с дебелина 20cm са използвани напречно ламинирани дъски, покрити с гипсо картонена ламперия. 570 m³ дървен материал e вложен в проекта, за използваема разгъната застроена площ от около 1.740 m² Сградата е завършена през лятото на 2011 година и е с височина почти 25 метра.
Forte Building
В момента Мелбърн е домът на най-високата жилищна сграда, построена от дърво – 10 етажната сграда Forte. Конструкцията на сградата е от разгледания материал CLT. Архитектът Алекс Рийке смята, че ако тухлата е била материалът на 18-ти век, стоманата – материалът на 19-ти век, на 20-ти – стоманобетонът, то дървото ще е материалът на 21-ви век.
Според предприемаческата компания – Lend Lease, сградата е била построена 30% по-бързо и ефективно, отколкото ако се влагат конвенционални строителни материали и технологии.
Почти всички конструктивни елементи на сградата са били предварително произведени и отчасти асемблирани. Всички необходими отвори са вградени в самата конструкция, при което, след монтажа на стените и подовете, инсталациите се монтират бързо и лесно.
Сградата има много „зелени” предимства, и те не се дължат само на ниския въглероден отпечатък заради използвания дървен строителен материал. На всички балкони са направени градинки, а дъждовната вода се събира и използва за вторичи нужди. Всички осветителни тела – и външни, и вътрешни, са с LED технология. Апартаментите са с изложение в две посоки, което позволява ефективно климатизиране и осветяване. Внедрена е икономична климатично-отоплителна система, монтирани са вентилатори на тавана за естествено охлаждане през лятото.
Bridport House
Bridport House е осем етажна жилищна сграда в лондонския квартал Хакни. Сградата е изцяло построена от дърво – плоскости CLT (Cross Laminated Timber/напречно слоеста дървесина) и е една от най-високите дървени жилищни конструкции в света. Дори приземният етаж е изграден от дървен материал. Заради стабилността и размерите на CLT панелите, такива са използвани и за изграждане на асансьорната шахта. Дебелината на използваните CLT панели в цялата сграда варира от 95mm – три слоя, използвани за стените, 160mm – пет слоя, и 220 mm – седем слойни панели.
Има няколко многоетажни проекта за дървени конструкции, които се основават на методите, използвани първоначално за малки по обем сгради. Последните години, а и изброените примери показват, че сме свидетели на използването на един нов подход при строителство на високи сгради от дърво. Който, поради значителните си предимства в редица аспекти, тепърва ще се налага и развива.08/03/2014 |
