Glulam

ламинирани дървени строителни елементи

На дървото, като строителен материал, сме отделили немалко на страниците в Списание СТРОИТЕЛИ. Разглеждали сме различни типове дървени конструкции, приложение на дървото както в носещата конструкция, така и за довършителни работи, акцентирали сме върху екологичните и енергейно ефективни предимства на този материал. В тази статия ще се спрем по-подробно на един продукт, който има широко приложение в строителството на сгради и съоръжения – Glulam.

Glulam (Glued laminated timber) е многослоен дървен материал, направен от единични дървени слоеве (lams), свързани много здраво с висококачествени и влагоустойчиви структурни лепила за дърво. Отделните дървени слоеве – ламели, се наставят (слепват) една към друга, като се запазва успоредността на влакната. Други имена, под които може да се срещне продуктът, са: Glue-laminated Timber, Glue-lam, Gluelam.

Glulam е технология, разработена в Германия в края на 19 век, а малко по-късно става популярна в Швеция, като производството нараства годишно с около 150 000 кубически метри. Днес този продукт се използва в сгради с различно приложение – в нови сгради, в обществени (особено в училища, развлекателни сгради, куполи на църкви), в индустриални сгради, мостове, навеси и козирки, многоетажни паркинги, телекомуникационни мачти. В комбинация с други дървени материали могат да се реализират леки конструкции, и особено такива, които са подходящи за покриване на по-големи площи и отвори. Glulam е много добър начин за оптимално използване на ценните качества на дървения материал като продукт за строителни цели.

Технически особеносто на Glulam
Glulam се изработва от няколко вида дървесина: бор, ела, кедър, лиственица. От дървесината се изработват ламели със стандартни размери, които се свързват с водоустойчиви лепила. Водоустойчиви синтетични лепила и смоли са произведени първо във Великобритания около 1926 г., като се използва комбинация от карбамид и тиокарбамид.

Чрез ламинирането на отделни слоеве дървесина се получава здрава и устойчива структура. Новите структурни елементи могат да се ползват като хоризонтални – греди, или вертикални – колони. Якостта на Glulam елемент е по-голяма от якостта на всеки един от участващите в структурата му дървени слоеве. Тъй като в структурата на Glulam са отделни ламели, сами по себе си доста тънки, то може да се произвеждат лесно и в извити форми и размери, което предоставя опция за влагането на този конструктивен елемент в арки и портални рамки. Някои от най-често срещаните форми, изисквани от потребителите, и които са на разположение, включват прави и извити греди, скатни греди, радиални арки. Тези възможности правят продукта много адаптивен и универсален за различни по вид и предназначение конструкции. За дизайнерите се предлагат много възможности, защото елементите могат да се произвеждат като вертикални, хоризонтални, прави, скосени или извити. Типичните приложения включват колони, греди и ферми.

Покривните Glulam конструкции са естетически издържани, дървесината има приятно въздействие и това често спестява направата на окачен таван, а оттам и допълнителни разходи. Glulam e уникален продукт, който съчетава отлични якостни характеристики и естествена красота. Glulam греди често се избират за строителството на жилища или планински хотели, където се търси уюта на дърото, без това да се постига с допълнителни довършителни работи.

Glulam елементи се предлагат в няколко стандартизирани размера на сеченията, като ограниченията за дължината на елементите се налага само от транспортни съображения. Могат да се изпълнят обаче и елементи със сечения по поръчка на клиента.

Както и при останалите структурни материали, свързването на отделените елементи в подходящи и правилни детайли има пряко отношение към носещата способност на цялата конструкция и експлоатационното й поведение. Връзката между отделните glulam елементи се осъществява със стоманени планки, стоманени ъгли и обувки, пирони, винтове и болтове.

Защита от влага, плесени и мухъл
Дървесината е порест материал и съвсем естествено в състава й се съдържа известно количество влага. За производството на Glulam съдържанието на влага в отделните съставни ламели не трябва да надвишава 12%. Като органичен материал дървото не е защитено от развитие на плесен и мухъл в структурата му. Това може да стане при контакт с вода или продължително излагане на материала на въздух с влажност около 70%.

Структурните елементи Glulam могат да бъдат защитени от проникване на допълнителна влага преди да бъдат монтирани, като се защити повърхността им с полиетиленови обвивки или с импрегнатори, които се нанасят по повърхностите на Glulam гредите. Полагането на импрегнатори се извършва във фабриката и обикновено се прилага, когато елементите предстои да бъдат боядисвани или допълнителнo обработване с финишни покрития/мероприятия.

Пожароустойчивост и поведение при пожар
Под действието на пожар повърхността на glulam елементите се овъглява. Този слой овъглено дърво започва да служи като изолатор за предпазване от увреждане на вътрешната структура на елемента под огневото въздействие. Скоростта на образуване на този овъглен слой е измерена - около 0.6mm дебелина на овъгления слой, образуван в рамките на една минута. Тази зависимост е в основата на изчисления и тестове, които имат за цел да предскажат поведението на glulam елементите/конструкцията в условията на пожар. Проучвания показват, че в рамките на десет минути след възникването на пожар, стоманените незащитени елементи губят около 50% от структурните си свойства, докато glulam елемент – около 80%.

Примери
Една от най-ранните, запазени и до днес, glulam конструкция, е покривът на залата за различни мероприятия в колежа Едуард VI Саутхемптън, Англия, датираща от 1866 г. Нека разгледаме някои от съвременните конструкции с glulam елементи.

Дървената козирка на кула D1, Дубай
Кула D1 (D1 Tower) е проект за 80 етажен небостъргач (284 метра височина), който все още е в процес на строителство в Дубай. Характерен елемент от този проект са четирите дървени козирки, направени от Glulam, които са като листенца на цвете в основата на високата сграда, поради което са наричани и "венчелистчета". Най-големият от четирите навеса е различен от останалите. Състои се от 370 различни единични компонента и покрива площ от 600 квадратни метра. Останалите три козирки са идентични и всяка покрива по 370 квадратни метра. Общо за четирите структури е използван Glulam материал, чийто обем достига 50 кубически метра. Структурата на тези козирки включва решетка от извити Glulam елементи - главни и второстепенни, които оформят мрежестата структура на козирката. Тази структура е вдъхновена от майсторството на занаятчиите в Дубай, изработващи рибарски мрежи. Козирката, която е с височина на три етажа, е доставена и монтирана от немската строителна компания Hess Timber, специализирана в производството на Glulam елементи и конструкции. За елементите на тази козирка производителят е избрал иглолистна дървесина. Заради високото натоварване се налага допълнително укрепване на дървените козирки със стоманени греди и колони.

Нов летищен терминал, Осло
Проектът за разширяване на летището в Ослo е към своя край. Летището е в процес на разширяване, за да се увеличи капацитетът му до 28 милиона пътници годишно (в сравнение с 23 милиона към момнета) до 2017 г. и да се подобрят обслужващите дейностите. Заданието за разширение предвижда изграждане на зала пристигащи и зала заминаващи, нови 34 check-in гишета, допълнителни търговски и офис площи, жп гара, допълнителни площи за самолети, както и допълнителни съоръжения за обработка на багаж. Концепцията на проекта за разширение се базира на стремежа за намаляване на въглеродния отпечатък, затова и за покрива на летищния терминал проектантите са избрали дърво – конструкция с Glulam греди. Ще се внедрят също и други енергийно ефективни решения, базиращи се на употребата на дъждовна вода и сняг. Всяка една от 14-те ламинирани дървени греди е с дължина 90 метра, височина 4 метра и с тегло 170 тона. Гредите ще работят съвместно по две – седем двойки. В допълнение ще бъдат монтирани и второстепенни дървени ламинирани греди – 84 на брой, през 15 метра. Покривната площ ще е около 12 000 квадратни метра.