WikiSort.ru - Не сортированное

Многослойные клееные деревянные панели — продукция, более известная на Западе под аббревиатурой CLT (англ. Cross-Laminated Timber). ^[1] CLT — это деревянная панель, изготовленная из склеенных между собой слоев сплошного пиломатериала. Панели производятся из слоев, как правило, хвойных, высушенных пород древесины. ^[2] На её основе производятся массивные деревянные панели. ^[3]

Слои укладываются во взаимно перпендикулярных направлениях, широкие грани каждой доски проклеиваются, как правило, симметричным образом, чтобы внешние слои имели одинаковую ориентацию.

Нечётное число слоев является наиболее распространенным, однако существуют конфигурации с чётными числами (которые упорядочены для того, чтобы дать симметричную конфигурацию). Во внутренних слоях допускается использовать древесину более низких сортов, чем во внешних слоях. Несмотря на то, что для изготовления панелей используется в основном древесина мягких (хвойных) пород, допускается применение древесины твердых пород, например, тополя, а также гибридных схем, включающих древесину различных пород. Обычная древесина является анизотропным материалом, что означает, что ее физические свойства изменяются в зависимости от направления, в котором применяется сила. Путем склеивания слоев древесины под перпендикулярными углами получается достичь лучшей жесткости панелей в обоих направлениях. Это похоже на фанеру, но с заметно более густыми наслоениями. CLT отличается от дощатоклееных элементов деревянных конструкций, чьи наслоения ориентированы таким же образом. ^[4]

История

Многослойные клееные деревянные панели были впервые разработаны и использованы в Германии и Австрии в начале 1990-х годов, но только после середины 1990-х годов были проведены более обширные исследование. К 2000-м годам производство многослойных клееных деревянных панелей гораздо более широко было востребовано в Европе, использовалось в различных системах зданий, таких как односемейных и многоэтажных зданий. Многослойные клееные деревянные панели стали рассматриваться как средство решения экологических проблем глобального масштаба, а также улучшение маркетинга и доступности. Огромная доля вредных выбросов в атмосферу на планете приходится на производство железобетона, а также на его транспортировку. Производство же древесины является экологически чистым. При этом деревянные строения активно поглощают вредные вещества и очищают атмосферу.

Строительные нормы и правила

В 2015 году продукция многослойных клееных деревянных панелей была включена в национальную спецификацию конструкции для деревянного строительства. Эта спецификация была использована в качестве справочника для Международного Строительного Кодекса 2015 года, в свою очередь, позволяя продукции быть признанным конструкционным материалом, совместимым с кодексом. Эти изменения кодекса позволили использовать многослойные клееные деревянные панели для сборки наружных стен, полов, перегородок и крыш. Также в IBC 2015 были включены рейтинги на огнестойкость, условия подключения и требования к креплению, характерные для CLT. Для удовлетворения требований к структурным характеристикам в кодексе было указано, что структурные продукты CLT соответствуют требованиям, установленным ANSI/APA PRG 320. ^[5]

Производство

Изготовление CLT(многослойные клееные деревянные панели) можно разделить на девять этапов: выбор первичных пиломатериалов, группировка пиломатериалов, строгание пиломатериалов, резка пиломатериалов, нанесение клея, сборка панелей, монтажное прессование, контроль качества и, наконец, маркетинг и доставка. ^[6]:77-91

Выбор первичного пиломатериала состоит из двух-трех частей, проверки влажности, визуальной оценки и, в зависимости от запроса, структурного тестирования. В зависимости от результатов этого выбора древесина, пригодная для CLT, будет использоваться для создания CLT класса конструкции или CLT класса внешнего вида. Древесина, которая не может вписаться ни в одну из категорий, может использоваться для различных продуктов, таких как фанера или клееный ламинированный брус.

Этап группировки гарантирует, что древесина различных категорий группируется вместе. Для строительного класса CLT древесина, которая имеет лучшие структурные свойства, будет использоваться во внутренних слоях панели CLT, тогда как два самых внешних слоя будут иметь более высокие эстетические качества. Для эстетического класса CLT все слои будут иметь более высокие визуальные качества.

Стадия строгания улучшает поверхности древесины. Целью этого является улучшение производительности клея между слоями. Приблизительно 2,5 мм обрезается с верхней и нижней стороны, а 3.8 мм обрезается с боковой, чтобы обеспечить плоскую поверхность ^[7]. Существуют случаи, когда обрабатываются только верхняя и нижняя поверхности, - это обычно происходит если стороны не должны быть соединены к другим внешним материям. Возможно, что этот шаг может изменить общее содержание влаги в древесине, однако это редко случается.

Затем древесина разрезается на определенную длину в зависимости от запроса и конкретных потребностей клиента.

Затем клей наносят на древесину, как правило, через станок. Важно отметить, что нанесение клея должно быть герметичным, чтобы обеспечить отсутствие отверстий или воздушных зазоров в клею и что клей наносится с постоянной скоростью.

Для укладки отдельных слоев древесины выполняется укладка панели. Согласно разделу 8.3.1 стандарта производительности ANSI / AP PRG 320, по меньшей мере 80% площади поверхности между слоями должны быть связаны друг с другом.

Сборочное нажатие полностью завершает процесс закрепления. Существует два основных метода прессования: вакуумное прессование и гидравлическое прессование. При вакуумном нажатии одновременно может быть нажата более чем одна панель CLT, что делает процесс более продолжительным и экономичным. Другим преимуществом вакуумного прессования является то, что он может прикладывать давление к изогнутым форм панелям CLT из-за того, что давление распределяется по всей структуре. Что касается гидравлического прессования, то преимуществами могут быть более высокие давления, а также может быть задано давление, установленное на каждом краю. ^[8]

Затем выполняется контроль качества на панелях CLT. Обычно для создания лучшей поверхности используется шлифовальная машина. Панели CLT также отрезаны в соответствии с их конкретным дизайном. Часто, если панели необходимо соединить, чтобы сформировать более длинные структуры, используются боковые соединения (пазы).

Российские и зарубежные технологии производства многослойных деревянных панелей

Рассмотрены панели CLT, являющиеся наиболее эффективным строительным материалом, полученным из древесины, благодаря высокой технологичности и отсутствию недостатков, присущих простым деревянным изделиям, например, доске и брусу. Благодаря тому, что ламели в соседних слоях изделия расположены под углом друг к другу — анизотропные свойства древесины нивелируются; Таким образом, это улучшает физико-механические свойства панели, до минимума сводится усушка древесины (Усушка - уменьшение линейных размеров и объема древесины при удалении из нее связанной воды^[9]), увеличиваются несущие способности. Исследуются различные технологии производства многослойной деревянной панели как элемента наружных, внутренних стен и перекрытий для деревянных зданий, а также их экономическая эффективность.

Приведена сравнительная таблица характеристик российских и зарубежных аналогов многослойной клееной деревянной панели^[10]. Рассмотрены различные технологии производства исследуемого материала и их экономическая эффективность.

Сравнение характеристик мировых и отечественных технологий производства многослойной деревянной панели

Характеристики	CLT	Massive Holz Mauer	Thoma Holz	Массивная Панель "Древоблок"	Унипанель
Страна производитель	Великобритания	Германия	Австрия	Россия	Россия
Тип древесины	Ель, сосна, лиственница	Сосна, ель	Ель, пихта, сосна, лиственница	сосна	хвойные и лиственные породы
Сорт древесины	0-3	0-3	0-3	0-3	0-3
Толщина доски, мм	20	24	20-80	25	30
Наличие пазов в ламелях	Нет	Да	Нет	Нет	Да
Общая толщина плиты, мм	57-500	115-340	120-400	75-400	30-1000
Минимальный размер плиты, м	2,95х2,95	2х2	3х3	0,9х2,7	1,035х2,8
Максимальный размер плиты, м	2,95х16	3,25х6	3х8	0,9х6	3,3х12
Плотность, кг/м³	500	480	450	570	300
Теплопроводность (${\displaystyle \lambda }$ ), Вт/Ам*°С)	0,1-0,14	0,093	0,088	0,1	0,087

Результаты исследования позволяют сделать вывод о преимуществах и недостатках различных типов многослойной деревянной панели в строительстве зданий и сооружений.

Отличие технологии MHM^[11] заключается в продольном фрезеровании досок для формирования панелей с вырезкой четверти на кромках и обработкой пазов на верхней плоскости для создания дополнительной воздушной прослойки.

Компания Thoma Holz^[12] осуществляет соединения ламелей в единый монолитный пакет при помощи деревянных дюбелей также без применения клея. Деревянные бруски и доски соединяются под разными углами в единый элемент с помощью сухих буковых нагелей, забивающихся в стеновую панель на всю её толщину. После изготовления панели нагель впитывает влажность из окружающей сего древесины и увеличивается в размерах, чем прочно скрепляет все слои элемента между собой и превращает его в прочную монолитную деревянную конструкцию.

Производство массивной деревянной панели «Древоблок»^[13] в сравнении с её аналогами наиболее экономичное благодаря упрощению конструкции и технологии сборки, повышению коэффициента унификации, повышению производительности при изготовлении блоков зданий за счет облегченного ручного монтажа.

Еще более сложная подготовка ламели осуществляется при использовании отечественной техпологии изготовления панели «Унипанель»^[14]. На четырехстороннем станке из обрезной доски за один проход формируется требуемый профиль ламели, состоящей из параллельно расположенных стержней, образованных прорезями. Минимальная ширина прорезей гарантирует выполнение ими функций дилатационного (компенсационного) шва. Их сечения выбираются с учетом физико-механических и реологических свойств древесины и клея, исходя из технологии производства и реальных условий эксплуатации.

Примечания