Клееный пассивный брус: БэбиБлог – беременность, календарь беременности, дневники

Сэндвич брус: теплобрус Киров

В нашей стране – государстве лесов – дерево во все времена являлось самым доступным строительным материалом.

Клееный брус по-прежнему пользуется заслуженной популярностью (от 10 до 20% покупателей жилья изначально отдают предпочтение дереву, а не кирпичу или монолиту), поскольку обладает рядом весьма привлекательных характеристик.

Во-первых, у дерева низкий коэффициент теплопроводности. Это значит, что деревянный дом быстрей прогревается и медленнее остывает. Поэтому стену из дерева можно делать значительно тоньше кирпичной. Это ведет к уменьшению веса строения, его можно ставить на легкий фундамент, что почти на треть удешевляет строительство в сравнении с кирпичным. Но не в одной экономике дело: дышащие свойства дерева позволяют в любое время года сохранять в помещениях комфортный климат; поэтому, кстати, в большинстве деревянных построек отказываются от внутренней отделки.

Во-вторых, при качественной обработке сама древесина весьма эстетична: интерьер деревянного дома без дополнительной отделки оказывается не только экологичен, но и красив.

Впрочем, у натурального материала есть и существенные недостатки. Основными являются — изменение геометрических размеров с изменением влажности (разбухает при повышенной влажности, усыхает и деформируется при пониженной) и подверженность гниению и воздействию микроорганизмов-древоточцев. Эти недостатки довольно давно научились устранять за счет «искусственного» клееного дерева и обработке специальными составами.

Технология создания строительных материалов из древесины, не подверженных усадке и стойких к гниению известна давно: клееный брус распространен на нашем рынке (патент на соединение деревянных ламелей посредством клея получен еще в 1890 году) с 90-х годов прошлого столетия. И прошедшая четверть века дала возможность убедиться в его надежности: много лет стоят на участках наших соотечественников выстроенны садовые дома и утепленные дачи из клееного бруса.

Но прогресс не стоит на месте. Появляются все новые и новые строительные материалы, основой которых является натуральная древесина – с новыми свойствами и улучшенными потребительскими качествами. К таковым – занимающем свои ниши на современном строительном рынке – можно отнести CLT-панели, вывернутый клееный брус, деревянный кирпич, деревянные «сэндвичи». К относительно новым технологиям (до сих пор развивающимся) относится и производство утепленного бруса из клееной древесины с пробкой дуба. Несмотря на то, что древесина является хорошим теплоизолятором, для удовлетворения современным нормам толщина деревянных стен должна быть довольно большой. По крайней мере, значительно шире, нежели при каркасном строительстве, где в качестве утеплителя используются более эффективные материалы. Вот и приходилось выбирать между экологичностью и эстетикой натурального дерева – и теплотой «сэндвича».

Утепленный профилированный брус (термобрус) и создан в качестве компромисса для строительство в северных регионах. Внешне он ничем не отличается от «настоящих» деревянных собратьев, но в разы превосходит их по термоизоляционным свойствам. Достигается это за счет того, что в сердцевину бруса вместо части ламелей вклеиваются листы высококачественного теплоизоляционного материала – пенополистирола, пенополиуретана, пробки. Или оставшиеся полости заполняются эковатой. Такой брус значительно теплей: приведенное сопротивление теплопередачи термобруса толщиной всего в 16 см равно сопротивлению клееного бруса в 49 см, а обычного – в 60. А такой же «теплоты» кирпичная кладка должна быть толщиной в 2,6 метра! При этом при равной толщине утепленный брус примерно вдвое легче обычного, что позволяет на облегченном фундаменте возводить дачные дома, в которых вполне можно жить круглогодично.

В итоге мы имеем дом по теплу сравнимый с каркасным, но с лучшими экологическими показателями, поскольку превращать его в «термос», герметично изолируя утеплитель сэндвич-панели от внутреннего отапливаемого пространства (чтобы избежать отсыревания и последующего промерзания), необходимости нет. И если в брус вклеен качественный утеплитель – с экологией дома все в полном порядке.

Предлагаем посмотреть проекты домов из клееного бруса.

Содержание

• Разновидности утепленного клееного бруса
• Контакты автора объявления: Клееный профилированный брус с утеплителем
  • Клееный профилированный брус с утеплителем. Фото 1
  • Клееный профилированный брус с утеплителем. Фото 2
  • Клееный профилированный брус с утеплителем. Фото 3
• Теплый брус
• Плюсы и минусы материала
• Теплопроводность и теплоизоляция

Разновидности утепленного клееного бруса

Термобрус –устраняет минусы клееного бруса, теплее клееного брус.Клеёный брус 200х160 200х200 200х300 200х400 с утеплителем, теплоизолирующий комбинированный брус, применяемый в качестве стенового клеёного профилированного бруса с высоким теплосопротивлением,пассивный клееный брус.Сэндвич брус-термобрус представляет собой клеёную комбинированную конструкцию, состоящую из утеплителя и двух деревянных ламелей.Композитный брус,пассивный брус ПКБ,теплобрус.В качестве утеплителя используется экструдированный пенополистирол ЭППС или Pir Pur плиты. Ламели клееные толщиной 40/50/60/80 мм. сосна,ель,кедр,лиственница. Дома из клееного термобруса обладают отличной теплоизоляцией как при отрицательных так и при положительных температурах. Термобрус подбирается по территориальным санитарным нормам.

Контакты автора объявления: Клееный профилированный брус с утеплителем

Брус Россия, Кировская (область), тел +7 (919)7754195

Клееный профилированный брус с утеплителем. Фото 1

Клееный профилированный брус с утеплителем.ТЕРМОбрус

Клееный профилированный брус с утеплителем. Фото 2

Клееный профилированный брус с утеплителем.

Клееный профилированный брус с утеплителем. Фото 3

Клееный профилированный брус с утеплителем. 4.4 (Отзывов: 413) добавить в портфель Раздел: Продам Размещено: 31 Марта 2017 Количество просмотров: 1076

Теплобрус — это визитная карточка компании «Вишера». Он великолепно сочетает в себе лучшие природные свойства древесины, технологичность и энергоэффективность.

Хорошо понимая специфику строительства в российских климатических условиях, компания «Вишера» еще 26 лет назад разработала технологию производства теплобруса из сухого массива хвойных пород.

Оригинальная конструкция наших сушильных камер позволяет сушить в них как доски, так и брус-массив толщиной до 160мм. Благодаря запатентованному способу сушки бруса-массива, заготовки бруса просушиваются так же равномерно и глубоко, как доска и практически без трещин.

Перед сушкой брус-массив проходит специальную обработку (наш патент №2163328): на рабочих поверхностях бруса фрезеруются продольные пазы шириной 2 см на специально сконструированном и изготовленном для этой цели станке. Эти пазы позволяют провести глубокую сушку бруса равномерно по сечению до влажности 14-16% без образования трещин на лицевых поверхностях и покороблености бруса. Кроме того, брус-массив становиться в 1,4-1,6 раза теплее (поэтому теплобрус), чем обычный массивный брус или клееный брус той же толщины.

Исследования, проведенные Институтом строительной физики, показали, что стена из теплобруса толщиной 150мм обладает таким же тепловым сопротивлением, что и стена из обычного или клееного бруса, толщиной 210мм.

После сушки брус-массив профилируется также как и клееный брус. В результате получатся материал абсолютно экологически чистый, дешевый, но по своим потребительским свойствам не уступающий клееному брусу из ламелей смешанной распиловки.

Наш теплобрус по своим характеристикам превышает мировые стандарты бруса-массива – аналога такого бруса в мире нет.

Мы производим теплобрус сечением 150мм х 186мм.

О преимуществах деревянных загородных домов написано множество статей. Однако во время строительства такого здания человек все равно сталкивается с определенного рода проблемами, которые вызваны, к примеру, уровнем влажности сырья (который является причиной усадки), появлением трещин на заготовках во время эксплуатации. Утепленный брус по своим параметрам превосходит большую часть обычных строительных материалов. Об этом материале мы и поговорим в данной статье.

Теплый брус

Появился такой материал, как и многие другие, в Финляндии. После чего распространился по всему миру. Технология работ включает элементы как создания строений из обычного бруса, так и каркасного строительства. Материал представляет собой многослойную конструкцию, имеющую пустоты внутри заготовок.

Существует несколько видов утепленного бруса. Все зависит от утеплительного материала, который используется в конструкции. Зачастую утеплительным материалом является полиуретан или пеностекло, чуть реже производители используют целлюлозу или эковату. Продукт с таким утеплителей более дешевый.

Полиуретан создает монолитную конструкцию, в которой полностью отсутствуют мостики холода. Получается, что он совершенно не пропускает теплый воздух наружу, а холодный внутрь. Создается термос, а в здании всегда тепло. Однако есть и минус такой герметичности. Необходимо обязательно устанавливать активную, приточно-вытяжную вентиляцию.

Эковата, которую пропитывают антисептическими средствами, более бюджетный вариант. Но при этом она прекрасно изолирует тепло. Для снижения объёма и более комфортной перевозки эковату необходимо спрессовать в три раза, чтобы плотность составляла 110кг/м3. Перед тем, как использовать её нужно распушить ее в глубокой емкости при помощи миксера для бетона. После этого ее объем вернется к первоначальному значению. Учтите, что во время такой работы поднимается облако пыли, поэтому стоит позаботиться об индивидуальной защите. После того, как вата уложена, ее нужно оставить не пару дней в покое. Во время контакта с влажностью воздуха, верхний слой эковаты затвердевает, образуется корка. Таким образом, осуществляется утепление бруса.

В общем-то, такой материал совсем не является брусом. Теплый брус представляет собой конструкцию из нескольких досок, между которыми находится утеплительный материал. Полученный материал напоминает слоёный пирог, только форма у него стандартного пиломатериала. Поэтому его и назвали утепленным брусом. Строения из такого материала аналогичны зданиям, созданным сборно-щитовым методом. Такое здание имеет довольно привлекательный внешний вид, утеплительный материал, привлекательный внешний вид, утеплительный материал, уложенный несколькими слоями, парозащитную пленку, а также плотный, тёплый и натуральный внутренний слой.

Теплый брус бывает:

• однокамерный. Такая конструкция представляет собой утеплительный материал, спрессованный с двух сторон досками. Для повышения уровня прочности, внутри присутствуют деревянные перемычки примерно на расстоянии полуметра
• пакетный. Имеет несколько слоев, а ячейки располагаются по диагонали. Вследствие этого исчезает вероятность образования мостиков холода. Такой материал более дорогостоящий.

Перед покупкой утепленного бруса, нужно узнать у продавца, какой вид утеплителя использовался на производстве. Если там пеностекло, то такой материал отличается неограниченным периодом эксплуатации, а вот, к примеру, с эковатой через время возникают проблемы. Для нашего государства такая технология возведения зданий является новинкой. По этой причине покупая материал, нужно ориентироваться на проверенного производителя, а также на отзывы тех, кто уже использовал утепленный брус для строительства собственного жилья.

Плюсы и минусы материала

К положительным качествам таких сооружений можно отнести:

• более теплое здание, в сравнении с обычным брусом
• прекрасный экстерьер, потому что наружную доску выбирают так, что ни ее структура, ни качество обрезки не позволяет сомневаться в том, что здание возведено из бруса
• легкость материала, которая дает возможность существенно сэкономить на создании фундамента, потому что не нужен тяжелый ленточный фундамент и металлические сваи
• высокая скорость строительства
• доступная стоимость. Принимая во внимание значительную экономию на фундаменте, а также отсутствие необходимости утеплять здание, ваш дом получится гораздо дешевле, чем из обычного бруса.

Из минусов выделим:

• здания из такого материала «не дышат», потому что не пропускают пар
• недобросовестные продавцы поставляют товар низкого качества, поэтому часто приходится проверять каждое изделие.

Кроме этого, существуют определенные проблемные места, которые могут возникнуть в процессе эксплуатации. На сегодняшний день в нашем государстве такая технология слабо развита. Создано совсем мало домов из утепленного бруса, чтобы с полной уверенностью утверждать, как будет вести себя материал, к примеру, в северных регионах или в очень влажном климате. Утеплительный материал может дать усадку. Кроме этого усадка возможна и самих досок. Так как доски, которые расположенные внутри здания и снаружи, находятся не в одинаковых условиях, при неравномерном уровне влажности, может меняться геометрия стен, могут образоваться большие трещины.

Поэтому могут понадобиться ремонтные работы, которые, кстати, неизвестно каким образом проводить. Разве, что перебирать полностью конструкцию. Настоящие отзывы о зданиях, возведенных из такого материала, найти очень сложно, хотя компании, занимающиеся таким строительством, утверждают, что построили не один десяток коттеджей.

Теплопроводность и теплоизоляция

Теплоизоляция бруса утепленного не требуется. Тогда как обычный брус нужно обязательно утеплять, если вы планируете жить в здании круглогодично. Коттедж из бруса естественной влажности можно утеплять не раньше, чем через год после строительства. А если у вас здание из высушенного бруса, то к утеплительным работам можно приступать сразу по окончанию строительства.

Теплопроводность представляет собой свойство тел, заключающееся в передаче тепла от более теплых предметов к менее нагретым. С повышением теплопроводности повышается и скорость обмена теплом между телами. Чем ниже уровень теплопроводности, тем дольше стены, пол и потолок будут охлаждаться и нагреваться. Вот по этой причине, в зданиях, которые построены из материалов с низким уровнем теплопроводности, зимой тепло, а летом прохладно.

Теплопроводность бруса (поперек волокон) можно сопоставить с теплопроводностью таких утеплительных материалов, как пенопласт или техноплекс. Фактически древесина сама по себе является прекрасным утеплителем.

Факторы, влияющие на теплопроводность материала:

• пористость – поры затрудняют процесс теплообмена
• структура пор. Большое количество мелких пор повышают сопротивляемость материала холоду и жаре
• уровень влажности. Главной задачей является предотвращение намокания сооружения. Скопившийся конденсат станет отличным передатчиком теплого воздуха. Следовательно, холодный воздух быстро попадет в дом.

По итогам проведенного сравнительного анализа разных материалов, специалисты выяснили, что сосновые лесоматериалы – идеальный выбор для возведения жилого здания. Высушенная в соответствующих условиях, она имеет однородную структуру и высокие теплоизоляционные показатели. Грамотная обработка соснового бруса повышает долговечность и устойчивость к погодным условиям.

ООО «Брус» – производство клееного бруса, Москва

1472

•Завод-изготовитель клееного бруса и комплектов домов из клееного бруса
•Сосна. Ель. Лиственница. Кедр.Клееный термобрус,комбинированный брус
•Загородные дома, особняки, коттеджи, коттеджные поселки, рестораны,
гостиницы , загородные клубы, дома отдыха и охотничьи базы из клееного бруса.
•Клееный брус купить
• Клееный брус цена
• Клееный брус из кедра и лиственницы,комбинированный брус
внешние ламели лиственница или кедр
• Клееный брус из кедра
• Клееный брус из лиственницы
• Термобрус от 18500 руб/м3.
• Комплект дома из клееного бруса

Новости компании

23. 03.2017: Стеновой комплект дома из клееного бруса

Домокомплект из клееного бруса лиственница,сосна,кедр

Домокомплект +из бруса цена от 21500 руб/м3. с ветрозащитными чашами Производство Кировская область, распиленный под проект,конструктор.Клееный брус. Клееные конструкции для производителей деревянных домов, клееные балки . Деревянные несущие конструкции ПО ГОСТ 11047-90 Брус клеенный профилированный с запилами узлов соединений деталей по проекту,предоставляем собой готовый к сборке комплект деталей стен с учётом дверных и оконных проектов.Изготавливаем любые комплекты домов (дачных,загородных), бань, коттеджей из профилированного клеенного бруса сосна север, ель, лиственница, кедр,термобрус за короткие сроки.
Стеновой комплект из клееного бруса для самостоятельной сборки:предлагает вам готовый комплект клееного бруса, распиленный под проект со сборкой по рекордно низкой цене

06.03.2014: Комбинированный клееный брус

Комбинированный клееный брус,Комбинированный клееный брус.

Клееный брус с ламелями лиственница-сосна-кедр,термобрус,палубный брус

Мы производим комбинированный клееный брус технологиям ,которые экономят при строительстве домов из клееного бруса.

Комбинированный клееный брус, лицевая ламель которого выполнена из дорогого, сорта древесины – лиственницы, кедра ; а внутренняя – из ели или сосны. Внешне строения из комбинированного клееного бруса ничем не отличаются от дорогих домов из ценных пород дерева,сочетающие в себе лучшие качества обеих пород
Термобрус – это клеёный брус с утеплителем, теплоизолирующий комбинированный брус, применяемый в качестве стенового клеёного профилированного бруса с высоким теплосопротивлением,пассивный клееный брус.Клееный многослойный брус представляет собой клеёную комбинированную конструкцию, состоящую из утеплителя и двух деревянных ламелей.Композитный брус,пассивный брус,теплобрус.В качестве утеплителя используется экструдированный пенополистирол.Экструдированный пенополистирол является полноценным конструкционным элементом – лёгким, прочным, доступным по стоимости и отличным теплоизолятором, практически не впитывающим влагу.

К тому же, именно пенополистирол – единственный теплоизолятор, разрешённый для прямого контакта с пищевыми продуктами, а значит, безопасный для здоровья.
Комбинированный клееный брус экономически выгоден – прекрасная и доступная альтернатива дорогому и высокотехнологичному многослойному брусу, позволяющая возвести дом из клееного бруса
Палубный брус
для полов, эксплуатирующихся с повышенной нагрузкой;
для покрытия полов на сценах театров;
для полов спортивных комплексов и залов;
для полов в бильярдных комнатах;
для настила полов на террасах, верандах и в зимних садах.

Для изготовления палубного бруса, как правило, используются лиственные и хвойные породы древесины. Так как при изготовлении палубного бруса используются те же клеи, что и при производстве оконного бруса, то палубный брус способен выдерживать группу нагрузок D4 согласно требованиям DIN EN 204. Испытания по влагостойкости соответствуют JAS 112.

24.02.2014: Клееный брус из лиственницы сибирской

Клееный брус из лиственницы сибирской

Брус из лиственницы клееный – Материал лиственница Siberian Larch древесина Красноярский край для домостроения;
Брус из лиственницы клееный – благодаря своей твердости сохраняет точные линейные размеры, имеет гладкую поверхность;
Брус из лиственницы клееный высушен до требуемой влажности 8-12%
Брус из лиственницы клееный – Долговечность строений из лиственницы. Лиственница и изделия из нее не подвержены гниению.;
Брус из лиственницы клееный пригоден для стропильные конструкции крыш, балки перекрытий, опорные балки, в качестве
напольного покрытия для спортивных залов, сцен театров;
Клееный брус из лиственницы сибирской – от 24500 руб/м3. натуральный, экологически чистый материал.

Контакты и схема проезда

Оцените эту компанию:

5 / 1

Как построить дом своей мечты

Дом из клееного профилированного бруса – это мечта многих будущих домовладельцев. Об особенностях материала и технологии мы поговорили в предыдущей статье, теперь стоит обсудить тонкости внутренней отделки и опять же развеять некоторые мифы и дать ответы
на часто встречающиеся вопросы.

Заказываем брус

При приобретении клееного профилированного бруса стоит обратить внимание на происхождение сырья. В идеале это будет хвойная древесина (сосна, лиственница и т.п.) произрастающая в северных областях страны зимней вырубки. Такое дерево само по себе более прочное и менее подвержено биологическим поражениям. Значение имеет и местоположение производства, лучше, когда оно находится в области вырубки, а не на другом конце страны.

Дело в том, что сырая доска очень существенно страдает при транспортировке на дальние расстояния, одна синева чего стоит, нет, конечно, на качество бруса это не повлияет, так как дефекты вырезаются, но выбраковка будет гораздо существеннее. А как известно любому человеку, имеющему хоть малейшее представление об экономике, все расходы включаются в себестоймость, таким образом за «дрова» вы тоже будете платить.

Интерьер и отделка

Технология производства клееного профилированного бруса позволяет дому обходиться вообще без дополнительной внутренней отделки.
Суть технологии сращивания лишает клееный брус полностью всех дефектов, таких как нездоровые сучки, гниль, синева, трещины и прочее. Таким образом, плоскость бруса имеет идеально ровную, так называемую мебельную поверхность, а практически полностью на молекулярном уровне выведенная влага лишает его способности к деформации и появлению вышеперечисленных дефектов в дальнейшем. Но кроме этого заказчик может прописать индивидуальные технические условия производства, например минимальная длина ламели для сращивания, количество сучков на метр или же полное их отсутствие, оставить только светлые сучки и убрать темные и т.п. Это означает, что «на выходе» вы получите индивидуальный строительный материал и готовый интерьер на свой вкус, а не по принципу, как повезет с массивом. Кто-то предпочитает естественный вид древесины с крупными здоровыми сучками, кто-то напротив хочет «мебельную» поверхность.

Для «натуральной» отделки такого материала достаточно использовать пропитку для дерева, это может быть биозащитная или комплексная огнебиозащитная пропитки желательно на основе лака, разнообразить цветовую гамму в соответствии с общим интерьером помещения можно с помощью тонировочной пропитки.

Экологичность и красота дерева неоспорима, но как быть с внутренней отделкой, нужна ли она в принципе и что делать, если в интерьере хочется разнообразия. Дом это все же не однокомнатная квартира и возможно в различных помещениях вам хотелось бы видеть
другие отделочные материалы – нет проблем, не использовать другие виды отделки это всего лишь возможность, а не обязанность. Нет никаких препятствий для этого, как уже говорилось выше, клееный брус имеет очень гладкую и ровную поверхность, поэтому вам не
потребуются дополнительные работы по выравниванию стен. Хотите стены из гипсокартона под покраску или обои – пожалуйста, ГКЛ можно крепить прямо на брус без создания профильной конструкции. Хотите обшить панелями (вагонкой) из элитных пород древесины, тоже не составит никакой сложности. Плотные настенные покрытия, такие как текстурные бамбуковые обои, пробка и т.д. также можно при необходимости клеить прямо на стены.

Под особым вопросом находятся помещения с повышенной влажностью – ванная комната, кухня – зачастую людей смущает наличие натурального дерева в таких помещениях. Во-первых, вспомните русскую баню, ни она ли построена из натурального дерева и при этом вовсе не страдает от данного факта, во-вторых, предварительная сушка отдельных ламелей выводит влагу из древесины на молекулярном уровне и она же не позволит в дальнейшем напитаться брусу насквозь. И в-третьих, никто не запрещает в качестве отделки использовать керамическую плитку. Причем нет необходимости нести расходы на предварительную обшивку стен листами ГВЛ, к примеру, плитка замечательно клеится и прямо на дерево, современные технологии это позволяют. Единственное условие не экономить на качестве плиточного клея и взять специализированный для сложных поверхностей, желательно чтобы дерево было указанно в инструкции в качестве возможных основ, такие клея есть и их весьма не мало, ну и не забудьте прогрунтовать предварительно поверхность.

Таким образом, интерьер и дазайн вашего дома будет зависеть только от ваших желаний и предпочтений и не может быть ограничен условностями.

Сам по себе клееный брус достаточно легкий материал и за счет того, что длина его достигает 12 м и более, позволяет исполнять строения даже очень сложных архитектурных форм.

Начало. Часть 1. Как построить дом своей мечты – клееный брус, особенности материала

02.07.09

Строительство деревянных домов из клееного бруса

Древесина является известным строительным материалом. Строительство дома из клееного бруса значится самым перспективным и предполагает возведение сложных конструкций здания целиком из дерева. Для этого выбирают материалы самого лучшего качества. Проживание в таком доме будет только радовать, в нём присутствует особая атмосфера для отдыха.

Процесс строительства коттеджа из клеенного бруса

Чаще всего застройщики предпочитают строительство одноэтажного дома из клееного бруса.

Вернуться к оглавлению

Содержание материала

• 1 Достоинства бруса
• 2 Как окупится дом
• 3 Специфика клееного бруса
  • 3.1 Клееный брус – высококачественный материал
  • 3.2 Простая сборка
• 4 Последовательность работы
  • 4.1 Формирование проекта
  • 4.2 Самостоятельное создание проекта
  • 4.3 Возведение сооружения
  • 4.4 Поэтапное строительство дома
  • 4.5 Существенные моменты
  • 4.6 Формирование чернового пола
  • 4.7 Возведение стен и перегородок
  • 4.8 Сооружение крыши
  • 4.9 Монтаж дверей и окон
• 5 Постройка готовых домов
  • 5.1 Подготовка сооружения
  • 5.2 Работа с брусом
  • 5.3 Дальнейшие действия
• 6 Расчёт стоимости проекта
  • 6.1 Дополнительные расходы
• 7 Финские дома – элитные сооружения
• 8 Удобные дачные домики
• 9 Вывод

Достоинства бруса

Свою известность данный материал приобрёл в связи с эстетичностью и прочностью. Проекты домов из бруса не имеют большой усадки и отличаются изрядным сроком существования. Следующие преимущества положительно характеризуют материал:

• быстрый монтаж;
• небольшая влажность, при которой не смогут развиваться микроорганизмы и грибки;
• вероятность исполнения сложных проектов;
• стоит брус недорого.

Вернуться к оглавлению

Как окупится дом

Услышав фразу: «строительство одноэтажного дома из клееного бруса дёшево», можно удивиться. Но если разобраться, то истина в этом есть. Деньги, затраченные на строительство, конечно, не вернутся, но оправдает себя дом большим сроком эксплуатации, в нём не потребуется ремонт и добавочное утепление в ближайшее время.

Проект готового коттеджа из клеёного бруса

Если, сказать точнее, при эксплуатации домов и коттеджей из клееного бруса, расходов понадобится меньше, по сравнению, например, с конструкциями из бревенчатого сруба.

Вернуться к оглавлению

Специфика клееного бруса

Вырабатывается материал из деревьев хвойных пород, которые сушат, слои (ламелии) очищают от изъянов. Их скрепляют особым нетоксичным клеем, затем прессуют. В результате получается очень прочно склеенное изделие. Существует брус различного сечения и типа.

Преимущественно дешёвым и распространённым считается тот, у которого естественная влажность. Привлекает внимание его значительная прочность и отсутствие необходимости внешней отделки.

По способу обработки брус делится на гладкий и профилированный. В принципе, надлежит применять оба вида: для стен дома – профилированный брус, для каркаса кровли, балок – гладкий.

Так выглядит клеенный брус для постройки дома

Но не каждого устроит цена такого совмещения, поэтому для экономии берут только гладкий брус.

Клееный брус – высококачественный материал

Причины, по которым следует отдать предпочтение клееному брусу как материалу для строительства:

• имеет гладкую поверхность, не требует отделки;
• достаточно просушен, поэтому после сборки можно ставить окна, двери, подключать коммуникации;
• по этой же причине дом защищён от возникновения трещин;
• вплотную вставленные в пазы части бруса превосходно удерживают тепло;
• крепче целостной древесины и обрабатывается составами против гнили и возгорания.

Простая сборка

Если вы решили построить дом из клееного бруса своими руками, существует вероятность самостоятельно собрать конструкцию согласно выверенному проекту и маркированным деталям.

Вариант проекта дома с мансардой из клеённого бруса

По причине значительного качества, строительство домов из клееного бруса увеличивается на потребительском рынке. Это тот товар, про который говорят «цена оправдывает качество».

Вернуться к оглавлению

Последовательность работы

Формирование проекта

Всякое строительство обычно начинается с создания проекта. Если нет специальных навыков, то на помощь придут специалисты организаций, занимающиеся такой работой. Они могут предложить сформированные проекты деревянных домов. Особым признанием пользуются одноэтажные коттеджи. Небольшой коттедж удастся разместить на любом участке. Проект дома из бруса 100 кв. метров содержит все нужные помещения.

Проект коттеджа из бруса 100 квадратных метров

Цена на такое строительство невысока, вместе с тем построенный коттедж будет отличаться, удобным расположением и плата налога за квадратный метр вполне приемлема. Подобная модель подойдёт для постоянного проживания.

Самостоятельное создание проекта

Когда принято решение независимо создать проект, то потребуется наличие следующих документов:

• планов: ленточный фундамент, оснащения пола, здания по этажам;
• разбрусовки разреза стен;
• оборудования крыши.

В плане здания рекомендуется показать все подробности. От этого будет зависеть удобство жилища.

Возведение сооружения

После завершения проектирования, можно возводить сооружение. Для этого необходимо хорошо знать технологию строительства домов из клееного бруса и быть уверенным в правильной сборке. Чтобы сэкономить, можно всё проделать самостоятельно.
Каковы же основные её этапы?

Поэтапное строительство дома

Сначала нужно соорудить фундамент. Для выбранного материала будут уместны ленточный тип или свайный фундамент. Также нужно обращать внимание на особенности почвы и проект дома. Далее, фундамент обвязывают брусом. Поверх основания стелют рубероид с целью гидроизоляции. Сверху укладывают обработанные рейки, на них кладут брусья, вырабатывая первый слой. Если всё сделать так, то прочность дома станет ещё лучше.

Монтажной пеной заполняют расстояние между фундаментом и брусом. Далее, с помощью гидравлического уровня проверяют поверхность.

Существенные моменты

Первый ряд очень важен, от него зависит — будут ли ровными стены. Строго нужно следить здесь и за углами, их величина должна соответствовать 90 градусам. Все стороны необходимо выверить. Необходимым условием при строительстве домов из клееного бруса своими руками является ритмичное выполнение работ, без спешки.

Формирование чернового пола

После укладывания нижнего венца, начинают работать над формированием чернового пола. Эта деятельность осуществляется в следующей последовательности:

Возведение стен и перегородок

Строительство домов из клееного бруса состоит в пошаговой укладке венцов. Все они скрепляются нагелями. Одновременно происходит сборка внешних и внутренних стен. В наружных венцах имеются пазы. В них утапливают брус из внутренней стены. Далее, ряд перегородочного бруса изнутри приставляют к брусу внешней стены и сшивают его гвоздями. При использовании гладкого материала между венцами укладывают утеплитель из джута. Если же клееный брус профилированный, теплоизолятор не применяется. Утеплять лишь нужно угловые стыки.

Пример устройства конструкции перегородок в доме из клеенного бруса

Возведение стен происходит сообразно разбрусовке, по чертежу. При верных расчетах их сборка не составляет трудности.

Сооружение крыши

Структура крыши заключается в следующем:

• несущие конструкции;
• обрешётка;
• кровля.

Её сооружение подразделяется на несколько ступеней:

1. Выполнение стяжки брусьев верхнего венца.
2. Производство «ног» из стропил.
3. Изготовление фронтонов.
4. Устройство обрешётки.
5. Утепление чердака и сборка крыши.

Монтаж дверей и окон

На заключительной стадии устанавливают дверные и оконные блоки. Установка межкомнатных дверей производят после монтажа входных. Особой инструкции по монтажу дверей и окон, пола, выполнению отделки не существует. Всё производится по выбору хозяев.

Соблюдая технологию строительства можно выгодно соорудить комфортабельный дом из клееного бруса.

Вернуться к оглавлению

Постройка готовых домов

Другим вариантом возведения жилищ служит строительство дома из клееного бруса под ключ.

Подготовка сооружения

Сегодня имеются много возможностей заказать строительство дома из клееного бруса под ключ. При этом соблюдаются следующие условия:

• Заезд бригады и завоз необходимой техники на площадку;
• В случае отсутствия электричества – подключение генератора;
• В зимнее время – расчистка территории;
• Профессиональный поход в возведении фундамента согласно требованиям документации. По окончании осуществляется координирование работы с заказчиком.

Работа с брусом

1. Какой брус лучше выбрать для строительства – с этим помогут разобраться специалисты.

   Существующие размеры клеённого бруса для возведения дома

2. Материал доставляется на площадку в пакетах, его разгрузка происходит с помощью техники во избежание повреждений.
3. Для возведения стен используется высококачественный, хорошо просушенный брус от производителя. Применятся формат «ЛЕГО», где присутствует в основном заводское изготовление деталей.
4. Первые венцы помещаются правильно, что очень важно для последующего осуществления строительства, выполняется гидроизоляция, устанавливаются следующие венцы и происходит быстрый монтаж стен.

Дальнейшие действия

1. Производство крыши и кровли происходит с учётом конструктивных особенностей стенового комплекта, свойств древесины и возможности усадки. Выполняется утепление кровли и постилается необходимая плёнка.
2. Вместе с заказчиком выбирается кровельный материал и выполняется настил.
3. Далее вставляют оконные блоки, резные двери, которые поможет подобрать архитектор.
4. Строительство заканчивается инженерными и отделочными работами. Они выполняются одновременно, коммуникации скрывают.

Вариант разработки и сооружения деревянных домов под ключ гарантирует быструю сборку и высокий её уровень. Видео по строительству дома из клеёного бруса.

Вернуться к оглавлению

Расчёт стоимости проекта

Расчёт цены строительства под ключ складывается из таких составляющих:

• Учёт периметра стен, помноженного на высоту и толщину материала;
• Но также нужно брать во внимание наличие:
  • лаг для пола и потолка;
  • стропил;
  • обрешётки;
  • обвязки;
  • утеплителя и крепёжных деталей;
  • кровли;
  • окон и дверей.

Ещё не забывают про цену изготовления фундамента, использование различных защитных покрытий, которыми обрабатывают брус, а также подключение коммуникаций, наружную отделку – все эти факторы существенно увеличивают стоимость конструкции.

Дополнительные расходы

Но это только часть затрат. Брусовой дом ещё нужно обслуживать, утеплять, и это ещё не все издержки. Однако подобное жилище считается дешёвым и прочным при хорошем уходе.

Построенный первый этаж брусового дома

Вариантами деревянных построек являются финские и дачные дома.

Вернуться к оглавлению

Финские дома – элитные сооружения

Строительство финских домов из клееного бруса – это возведение просторного добротного жилья, однако, стоимость его будет намного выше, так как сюда включены расходы на транспорт, оплата зарубежных специалистов и оформление документации. Все работы выполняются очень тщательно, в течение полугода и больше. В результате финского производства получаются высококачественные постройки. Технология их возведения постоянно совершенствуется.

Вернуться к оглавлению

Удобные дачные домики

Строительство летних дачных домов стало известным трендом у застройщиков благодаря хорошей экологичности и доступной цене.

Простой проект дачного домика из клеённого бруса

Если здесь установить отопление, то дачей можно пользоваться и в зимнее время. В помещении реально всё обустроить так, чтобы чувствовался домашний уют и подходящая атмосфера для отдыха.

Вернуться к оглавлению

Вывод

Дома из клееного бруса притягивают своей привлекательностью, простотой в строительстве, прочностью и комфортабельной обстановкой.

Строительство домов из клееного бруса

Строительство домов из клееного бруса в настоящее время очень популярно. Преимущества таких домов в том, что после строительства в них можно сразу полноценно жить, так как брус тщательно вы­сушен и не дает усадку и его влаж­ность составляет 10-14%. Клее­ный брус имеет исключительную прочность, стойкость к гниению и горению, что служит гарантией высокой несущей способности конструкции. Его длина может достигать до 18 метров, что позволяет использовать широкие пролеты, перекрытые деревянными балками. Еще одним немаловажным преимуществом в сравнении с цельным брусом и бревном является отсутствие трещин. Поэтому клееный брус при возведении стен не требует дополнительной отделки ни снаружи, ни внутри.

Брус сечением 145 × 145 мм эквивалентен оцилиндрованному бревну диаметром 240 мм, 190 × 190 мм – 320 мм и 240 × 190 мм – 420 мм, поскольку толщина бревенчатых стен измеряется именно в месте соприкосновения бревен. При этом строительство дома из бруса гораздо дешевле, чем из бревна, так как для достижения одной и той же теплоизоляции бруса требуется до 40% меньше, как в объеме, так и по стоимости. А недостаток у него все тот же – усадка.

А теперь о недостатках клееного бруса. Их не так уж и много. В первую очередь выделим экологичность, в которой клееный брус уступает брусу из массива из-за использования химикатов клея. Однако данный параметр в большей степени зависит от производителя бруса, так как в настоящее время существуют определенные экологические требования к клеевым соединениям, соблюдение которых не приводит к потере натуральных свойств древесины.

Следующий недостаток клееного бруса также обусловлен технологией производства. Так как данный брус не цельный и состоит как минимум из четырех склеенных слоев, то свободное прохождение воздуха за счет наличия клеевых прослоек значительно меньше, чем через натуральный массив дерева.

По существующей классификации клеевые составы для бруса делятся на опасные, непригодные для использования в жилых помещениях (маркируются как FC2), потенциально опасные (FC1) и абсолютно безопасные (FC0). В составах безопасного класса среднее содержание формальдегида должно быть не более 0,5 мг/л. Не склеенная древесина имеет обычно содержание в пределах 0,28 мг/л.

Рассмотрев преимущества и недостатки использования клееного бруса при строительстве домов  можно выделить, что несмотря на более высокую цену  материла, обусловленную технологией производства, которая к тому же снижает натуральные свойства древесины,  все же, качество, прочность и эстетичный вид клееного бруса выделяют его над цельным брусом и бревном. Но в любом  случае, выбор конкретного  строительного материала индивидуален и обусловлен для каждого своими приоритетами.
Далее перейдем к рассмотрению основ методики строительства домов из бруса.

Основание для строительства дома из клееного бруса

Строительство любого дома начинается с фундамента. В зависимости от расчетной массы дома, состояния грунта, располагаемого бюджета,  дома из бруса могут сооружаться на столбчатых, свайных, плитных или ленточных фундаментах.

• Столбчатый фундамент или свайный с ростверком — самый простой и экономичный вариант для дома из бруса. В качестве несущих столбов в данном случае могут выступать асбестоцементные трубы диаметром от 150 мм.  Их вставляют в отверстие в земле, сделанное буром. В трубу помещают арматуру, затем заполняют бетон­ной смесью. Другой вари­ант столбчато-ростверкового фундамента – фундамент по известной технологии «ТИСЭ».  В данном случае заглубленные в землю столбы жестко связываются друг с другом в надземной части железобетонной лен­той – ростверком. Если столбы в основании будут снабжены еще и утолщением, это будет идеальный вариант. Сечение ростверка – от 300 × 150 до 700 × 500 мм, расстояние между столбами в зависимости от нагрузки – не более 3 метров. Ростверк приподнимается над грунтом минимум на 50 мм, а пространство под ним засыпается песком или керамзитом.
• Плитный фундамент – это железобетонная плита, на которую здание будет опираться всеми своими стенами. Такие фундаменты идеально подходят для пучинистой почвы с высоким уровнем грунтовых вод, поскольку не боятся их вертикальных и горизонтальных перемещений. Но эти фундаменты довольно дороги, потому что требуют значительного расхода бетона, дорого­стоящего утеплителя и арматуры.
• Ленточный фундамент – это  железобетонная конструкция, имеющая одинаковую форму поперечного се­чения (ленту) как под внешними, так и под внутренними несущими стенами. При строительстве легкого дома из бруса в качестве основания можно использовать мелкозаглубленный  ленточный фундамент с глубиной залегания 400 – 700 мм. Но при этом нужно взвесить все за и против. Нужно понимать, что мелкозаглубленный фундамент на пучинистых грунтах использовать нельзя из-за неизбежной деформации конструкции при подвижках грунта. Поэтому необходимо углубить ленту ниже точки промерзания грунта для конкретного региона, тем самым увеличится надежность фундамента как впрочем и затраты на его возведение.

Отметим, что фундамент — один из основных элементов вашего дома. И при строительстве дома из бруса либо иных конструктивных материалов, уделите данному этапу должное внимание. Более подробно о выборе фундамента для дома из бруса читайте в следующих статьях рубрики фундамент.

Технология сборки стен из бруса

Теперь перейдем к рассмотрению основного вопроса данной статьи – процессу сборки стен дома из клееного бруса. Отметим, что сам процесс сборки может производиться как непосредственно на строительной площадке (на готовом фундаменте), так и вне ее (к примеру – на производстве). Перед  сборкой, брус рекомендуется обработать  био-, влаго- и огнезащит­ными составами.

Устройство гидроизоляционного слоя по всему периметру фундамента является начальным этапом перед сборкой. Обычно в качестве данного слоя служит рубероид,  уложенный, как минимум, в два слоя.

Затем на гидроизоляцию укладывается обвязочный венец. В углах он соединяется «в пол­дерева» независимо от выбранного способа скрепления углов на последующих венцах. Сборка «в пол дерева» — это метод укладки, где на угловых соединениях на одном брусе удалена верхняя половина, а на втором – нижняя половина его массива.

После скрепления углов нагелями на обвязочный венец кладут уплотнитель, затем брусья следующего венца.

При дальнейшей сборке могут  применятся различные  способы соединения. Выбор того или иного способа зависит от архитектуры здания и личных пристрастий заказчика. Основные виды соединений при строительстве дома из бруса представлены в следующем рисунке.

Для снижения продуваемости углов в срубах обычно используют деревянные шпоны (вставные шипы), либо используют способ сборки «вперевязку с коренным шипом».

Готовые стены из бруса рекомендуется обшить снаружи для защиты от осадков, которые могут сопровождаться сильным боковым ветром. В противном случае, для минимизации намокания горизонтальных стыков на наружных кромках бруса еще до начала сборки следует сделать фаски (10 × 10 мм. или 20 × 20 мм. как рисунке слева).

Как правило, при строительстве из бруса в качестве уплотнительного материала применяется льняное или джутовое полотно. Оно продается в рулонах (толщина 5 мм.), которые на месте нарезают на ленты необходимой ширины. Использование полотна гарантирует равномерное распределение уплотнителя в шве.

Поэтапно укладывая венцы для предотвращения скручивания бруса необходимы нагели. Нагели соединяют брусья друг с другом с шагом не меньше 100 — 150 см. При этом просверливают три бруса и вставляют в отверстие без усилия  деревянный нагель (лучше березовый или дубовый) диаметром 3-4 см. По длине и высоте стены такие отверстия чередуются в шахматном порядке. Деревянный нагель не позволит брусьям скручиваться, но друг к другу их, к сожалению, не прижмет. По этому верхние, мало нагруженные венцы иногда выгибаются в вертикальной плоскости.

Еще один вариант – металлические нагели, по сути – стяжки, изготовленные из гладкого арматурного прутка диаметром 10 мм. Поскольку клееный брус практически не дает усадку, все-таки рекомендуется производить просверливание вышележащего бруса над стяжкой на глубину 3-4 см. В результате при незначительном движении бруса поднявшаяся арматура остается в просверленном отверстии и не приподнимает верхний брус.

Оконные и дверные проемы в доме из бруса обрамляются вертикальными стойками. Эти стойки позволяют монтировать столярные изделия, не дожидаясь окончания усадки здания и обеспечивают необходимую жесткость небольших простенков. На поверхности стойки, контактирующей со стенкой, выполняется паз, в котором при усадке стен дома скользят соответствующие шипы (они вырезаны на торцах брусьев, выходящих в проем окна или двери). Сверху над окнами и дверями оставляют технологические зазоры, утепленные мягким материалом (например джутовым полотном), который компенсирует деформацию по мере усадки стен.

Выполнение всех требований и правил позволит вам построить надежный, теплый и комфортный дом из клееного бруса.

Проектирование элитного коттеджа из клееного бруса [Курсовая №195]

Содержание:

ВВЕДЕНИЕ

Каждому знакомо умиротворение, наполняющее нас, когда мы вступаем в это царство могущества и красоты! Оно дарует неповторимое чувство свободы, покоя и вечной магии жизни, ведь лес — это и есть сама жизнь! Лес — важнейший фактор равновесия биосферы, крупнейший накопитель солнечной энергии и биологической массы, один из источников кислорода на Земле. Наконец, лес — украшение Земли, целитель души, источник вдохновения человека. Неоспоримо, что деревянные дома — наиболее комфортная и благоприятная среда обитания для современного человека. Причин тому множество.

Экологичность: Дерево — единственный стройматериал органического происхождения. Древесина поглощает углекислый газ, который угнетает дыхание. Воздух в деревянном доме всегда свежий — дом сам «дышит» через поры древесины.

Теплоизоляция и теплоотдача: Дерево обладает прекрасной теплоизоляцией и теплоотдачей. Дом из дерева отапливается в течении нескольких часов, и его стены ещё долго отдают, а не поглощают это тепло.

Удобство: Деревянные конструкции не требуют мощного фундамента и дополнительных несущих стен, поэтому внутреннее пространство можно спланировать сообразно любым смелым фантазиям.

Долговечность: Правильно сложенный дом из качественного дерева прослужит не менее ста лет. Долговечность — неоспоримое достоинства деревянного дома. При необходимости можно заменить не только верхние и средние фрагменты стен (венцы), но даже нижнюю часть дома целиком. Известные случаи, когда со временем даже фундамент под деревянным домом полностью меняли.

В современной России всё большую популярность среди строительных материалов завоёвывает сосновый клееный брус.

Современные технологии: Современный клееный брус — достаточно дорогой материал. Только спелый ствол северной сосны берётся в обработку. Производство предполагает несколько этапов и наличие специального оборудования — высокотехнологичные, точные станки с программным обеспечением, электрорубанки, прессы и т. д.

Преимущества: Поверхность клееного бруса ровная и гладкая. Стены из такого материала выглядят монолитными и законченными, не требуя ни внешней, ни внутренней отделки. Клееный брус по теплоизоляционным качествам, возухопроводимости и плотности прилегания превосходит лучшие параметры даже круглого бревна. После сборки дома брус покрывают специальным лаком, который придаёт внешнему виду дополнительную выразительность, а внутренним свойствам — противопожарную защиту и антисептические свойства.

Скорость строительства: Одного сезона достаточно для возведения дома из клееного бруса. Ему не требуется большого заглубления и допускаются некоторые подвижки без возникновения в нём трещин, т. к. дом из клееного бруса достаточно лёгкий.

По данному критерию дом характеризуется как отдельно стоящий. Тем самым индивидуальный жилой дом отличается от блокированных домов, с одной стороны, и многоуровневых квартир в многоквартирных домах, с другой стороны.

От указанных домов индивидуальный жилой дом отличается тем, что в нем все несущие конструкции предназначены только для данного дома: дом стоит на собственном, предназначенном именно для него фундаменте, имеет свои стены, то есть такие, которые не являются стенами другого дома. Индивидуальный жилой дом, предназначенный для проживания в нём одной семьи.

В соответствии с жилищным кодексом жилым домом признается здание, состоящее из жилых и вспомогательных помещений, которые предназначены для удовлетворения бытовых и иных нужд, связанных с проживанием в таком здании.

Основное отличие жилого дома от других зданий состоит в том, что в нем постоянно или временно проживают люди. При этом в доме протекают в совокупности такие процессы жизнедеятельности как сон, отдых, прием пищи, приготовление пищи, личная гигиена и туалет, хранение продуктов и вещей, уход за вещами, эксплуатация инженерных систем дома, работа / хобби. ^[14]

Под семьей в юридическом смысле обычно понимают объединение лиц, которые связаны взаимными правами и обязанностями, возникающими из брака, родства, усыновления или приема в семью.

На сегодняшний день строительство малоэтажных жилых домов является одной из самых развивающихся отраслей строительства. Все больше людей предпочитают жить в комфорте. А с появлением новых строительных технологий проектирование индивидуальных жилых домов постепенно отходит от общепринятых стандартов.

Конструктивные особенности малоэтажных жилых домов:

 Индивидуальность

 Низкий показатель массы здания

 Возможность применения материалов, обладающих небольшой прочностью

 Применение местных строительных материалов

 Небольшие объемы работ позволяют применять не индустриальные технологии

Подземная часть здания решается в виде небольшого подвала. Фундамент ж/б сборно-монолитный под несущие и самонесущие стены. Подвал устроен под лестницей и защищен вертикальной гидроизоляцией от воды и грунтовой влаги.

Комфортный, функциональный дом загородом, с приусадебной территорией – это то, что нужно современному человеку. Спрос на частные загородные коттеджи в наше время очень велик.

Воздух, вдалеке от города, чистый и свежий.

Наличие территории вокруг дома позволяет проводить время на улице, не опасаясь любопытных глаз. А в большом доме можно разместить любые помещения с любыми функциями. Проект дома соответствует всем требованиям современной семьи.

В данном курсовом проекте разработан проект двухэтажного жилого коттеджа для семьи из 4-6 человек. Здание должно быть обеспечено центральным отоплением, водопроводом и канализацией. Вентиляция помещений кухни и санузлов осуществляется через вентиляционные каналы, расположенные в самонесущих внутренних стенах и коробах. Запроектированный жилой дом предусмотрен для постоянного проживания.

ГЛАВА 1.

АРХИТЕКТУРНО-ПЛАНИРОВОЧНЫЙ РАЗДЕЛ

Актуальность

Устав от пробок и перенаселённости большого города, сегодня многие мечтают о переезде в пригородные посёлки, где меньше проблем с экологией и безопасностью и при этом жизнь в индивидуальном жилом доме более комфортна, нежели в многоквартирном доме.

Под влиянием новых социальных условий и материальных возможностей людей, под воздействием развивающейся техники и научно-технического прогресса изменяются представления человека о своем жилище, его оценка с точки зрения комфортности, степени удовлетворенности тем или иным решением. Влияют на жилище, его оценку и образ жизни человека, его социальное положение, место расположения, природно-климатические условия, национально-бытовые традиции.

В настоящее время проблема качественного индивидуального жилища в новых социально- экономических условиях выходит на первый план, в связи с этим появилась необходимость пересмотреть основные положения с учетом изменившегося отношения к частной жизни человека, к вопросам его индивидуальной деятельности и общения в кругу семьи.

Преимущества индивидуальных жилых домов

Индивидуальные жилые дома с придомовыми участками обладают целым рядом привлекательных качеств:

– Меньшие расходы на бытовые нужды. Не приходиться оплачивать счета за различные «навязанные» коммунальные услуги, от которых нельзя отказаться (лифт, домофон, уборку подъезда, – Можно наслаждаться тишиной, пением птиц и звуками природы. Жизнь в коттеджном посёлке гораздо тише и спокойней, чем в городской квартире.

– Владелец индивидуального жилого дома является полноправным хозяином своего дома и участка. Можно, в любой момент, если есть желание, что-то достроить, перестроить, усовершенствовать – без согласования с соседями.

– Возможность вести здоровый образ жизни круглый год. Если рядом находиться лес, есть возможность ходить за грибами, ягодами просто ходить на прогулку. Если озеро или речка, то шикарный летний отдых на пляже обеспечен, а в остальное время года рыбалка или прогулка по красивым местам природы.

– Можно выращивать овощи и фрукты, разводить скот. Или покупать всё свежее у соседей – такого вы не найдёте на прилавках магазинов.

– Возможность растить детей на природе. Прививая с детства любовь к активному отдыху и заботу об окружающей среде.

– Можно без проблем содержать домашних животных любого размера.

– В любой момент, можно устроить пикник и приготовить шашлык.

израсходованное в подъезде и подвале электричество и иные услуги.

– Владелец индивидуального жилого дома может делать всё что посчитает нужным, не беспокоясь о соседях.

– Можно забыть про тараканов и неприятные запахи.

Оптимальные условия проживания семьи в целом обеспечиваются следующими составляющими:

• Семейное общение.
• Активный и пассивный отдых.
• Воспитание детей.
• Ведение домашнего хозяйства.
• Поддержание личной гигиены.
• Любительская и профессиональная деятельность.

При этом необходимо предусмотреть возможность уединения и занятие индивидуальной деятельности членов семьи. Можно забыть про аренду бань, бассейна и фитнеса. Если позволяет бюджет, всё это можно построить на участке или организовать внутри пространства дома.

– Чувство собственности играет также немаловажную роль, приятно осознавать себя владельцем целого дома.

Вышеперечисленные качества дают возможность для полноценного и разностороннего отдыха с учетом индивидуальных особенностей каждого члена семьи. Наличие участка также позволяет решать хозяйственно-бытовые вопросы.^[15]

Схема планировочной организации земельного участка

Схема планировочной организации земельного участка в общем смысле – проектный документ, на основании которого осуществляется планировка, застройка, реконструкция и иные виды градостроительного освоения территорий. Основной частью планировки земельного участка является масштабное изображение, полученное методом графического наложения чертежа проектируемого объекта на топографический, инженерно-топографический или фотографический план территории. При этом объектом проектирования может являться как земельный участок с расположенным на нём отдельным архитектурным сооружением, так и территория целого города или муниципального района.

Участок находится городе Ставрополь.

Ставрополь — южный город России, что определяет климатические особенности, в первую очередь количество солнечного тепла. Самый короткий день — 22 декабря продолжается в Ставрополе 8 ч 44 мин, а самый длинный — 22 июня — 15 ч 37 мин. Большое количество солнечного тепла (суммарная солнечная радиация 121,3 ккал/кв.см в год) определяет длительный вегетационный период, который составляет 160 дней с 22 апреля по 15 октября.

Город известен частыми сильными ветрами со скоростью 20—25 м/с. Самые ветреные месяцы — февраль и март, преобладают воздушные потоки западных и восточных направлений. Большую часть года в городе господствует континентальный воздух умеренных широт. Летом с ним связана сухая, жаркая, малооблачная погода. Зимой он поступает из Сибири и Казахстана и приносит морозную, сухую, ясную погоду. С Атлантического океана приходит влажный воздух умеренных широт, несущий осадки, летом — ливневые с грозами, зимой — снегопады. Арктический воздух с Баренцева моря сопровождается холодной, пасмурной погодой, а воздух с Карского моря обычно снижает температуру, усиливает ветры, вызывает волны холода. Во все сезоны возможно проникновение тропического воздуха, континентальный его тип приходит из Средней и Малой Азии, а также Ирана и приносит летом суховеи, осенью — бабье лето. Морской тропический воздух со Средиземного моря летом приносит душную, влажную погоду, зимой — оттепели, весной и осенью — потепление.

Среднегодовое количество осадков в Ставрополе составляет 663 мм, при этом в тёплый период выпадает 471 мм, а в холодный — 192 мм. Максимум приходится на июнь (192 мм), минимум — на февраль (28 мм).^[6]

Деревянные стены выполняют одновременно несущую (прочностную) и теплоизоляционную функцию. Материалом стены является клееный брус.

Таблица 1.1

Горизонтальная планировка участка.

Работы по благоустройству участка индивидуального жилого дома – это создание на участке всех необходимых для нормальной эксплуатации составляющих. Благоустройство подразумевает, что при составлении плана участка будут учтены все коммуникации и зонирование, ориентация по сторонам света, декоративные элементы, дорожки и площадки, газоны, водоемы, подпорные и декоративные стенки, элементы садовой архитектуры, системы полива и освещения.

В целом планировка участка индивидуального жилого дома зависит от общей архитектурно-планировочной структуры населенного пункта, его улично-дорожной сети, размеров индивидуальных наделов и организации подъездов. Расположение дома относительно участка должно соответствовать действующим СНиП.

Участок имеет прямоугольную форму в плане.

На участке, расположено строение двухэтажного жилого дома. Здание имеет в плане почти квадратную форму, что позволило экономно выполнить пристройку с рациональным использованием отведённой территории. Размещение пристройки обеспечивает хорошую инсоляцию помещений.

На участке располагается сад. Посадка деревьев почти по всему периметру. Хозяйственная зона включает в себя огород. Зона совместного отдыха на открытом воздухе располагается в уединённых местах участка, огороженных живой изгородью, как естественное продолжение жилого пространства – замощённые площадки, элементы парковой архитектуры с малыми декоративными формами.^[8]

Объёмно-планировочные решения

В здании на входе устраивается трасса. Помещения дома определенных размеров и форм расположены в одном комплексе и подчинены функциональным, архитектурно-художественным, техническим, экологическим и экономическим требованиям.

Дом со скатной кровлей из мягкой черепицы с уклоном 5 %.

Вертикальная связь осуществляется с помощью деревянной лестницы. По планировочному решению весь дом можно условно разделить на зоны: общесемейного пользования, индивидуального пользования.

Решение интерьеров.

В интерьере основное внимание уделяется декору. В интерьере представленного дома сочетает в себе простоту и комфорт.

Мебель деревянная и простая, и даже слегка грубоватая.

Перейдем к экстерьеру. Опишем его по средствам архитектурной композиции. Фасады, имеющие большее количество окон зрительно уменьшают масштабность здания. Дом отделан с выделением цоколя и элементами декора.

Гостиная со столовой и кухней размещены в едином объёме, однако представлены в виде функциональных зон. Таким образом, являющейся главной комнатой для собраний семьи, приема гостей и т. д. Хорошо освещенное пространство, благодаря трем окнам и выходу на террасу, что позволяет добиться наибольшей инсоляции. Так же, окна имеют двухкамерный стеклопакет с серебряным напылением для защищены от солнечных лучей и уменьшения теплопотери.

Общесемейная зона включает в себя: входную часть, холл-прихожую, гостиную-столовую, кухню, гостевой санузел, подсобно-складское помещение (первый этаж). Зона индивидуального пользования: спальные помещения, санузлы (второй этаж).

Первый этаж:

Тамбур – пристройка у входной двери, проходное помещение с наружными и внутренними дверями, которое прежде всего служит тепловым шлюзом при входе в здание или помещение. Тамбур также может защищать от запахов, шума, распространения пожара и пр., но основное назначение, всё же, тепловой и влажностный барьер. Открывание дверей наружу

Далее следует прихожая. Она обеспечивает комфорт входного узла и связь с помещениями дома. В прихожей предусмотрено место для размещения вешалок для одежды и зеркала.

Для удобства гостей и хозяев дома вблизи прихожей расположен санитарный узел. Специальное оборудование: умывальник, и унитаз.

Санитарные узлы проектируют либо совмещенные, либо раздельные. Размеры помещений санитарного узла определяются расстановкой и размерами оборудования.

Кухня. Часть кухни расположена вдоль стен с окном, что обеспечивает хорошую освещенность рабочей зоны и зрительную связь человека с природой. Здесь происходят процессы, связанные с приготовлением пищи, сервировки стола, мытьем посуды. Она также может служить и местом приема пищи. Все предметы кухонного оборудования имеют форму и поверхность, легко поддающуюся мойке. Кухня оборудована плитой, мойкой, холодильником и кухонным гарнитуром. Зона приема пищи включает в себя обеденный стол, рассчитанный на шесть человек. Он находится также перед окном.

Гостиная-столовая является основной и, как правило, наибольшей по площади комнатой дома. Она служит местом отдыха и различных занятий членов семьи, приема гостей. Для рационального размещения мебели в общей комнате могут быть выделены изолированные уголки. Интерьер гостиной состоит зоны общения, состоящей из большого дивана, а также журнального столика и телевизора. В зоне общения – мягкий ковёр, занимающий всё пространство около дивана. В гостиной находится необходимая мебель для отдыха и приема гостей.

Автономное отопление данного жилого дома говорит о необходимости устройства топочной.

Второй этаж:

Поднявшись по лестнице, мы попадаем в холл. Холл превращается в коридор, где расположены сан. узел, подсобное помещение и три спальни, разных площадей. Из каждой спальни есть выход на балкон. В них необходимо предусмотреть устройство встроенных шкафов или гардеробных, внимательно продумать возможную расстановку мебели, учитывая при этом, что спальни кроме своего основного назначения выполняют и другие функции – служат местом для игр младших детей, занятий старших, работы взрослых.

Спальные комнаты проектируют на одного и двух человек и могут предназначаться для детей и взрослых членов семьи.

На втором этаже также предусмотрен санитарный узел с целью повышения комфорта. Помещение санитарного узла оборудовано вытяжной вентиляцией.

Лестничный марш – это конструкция, которая состоит из ступеней, косоура или тетивы. Косоур находится под ступенями и держит их, тетива – примыкает сбоку. Вертикальная грань ступени называется подступёнком.

ГЛАВА 2.

КОНСТРУКТОРСКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ

Конструктивное решение здания

Проектируемое здание – индивидуальный двухэтажный жилой дом.

Здание имеет размеры в плане:

Длина в осях 1 – 6 = 17500мм

Высота Hэт. = 3100мм

Ширина в осях А — Ж = 12700мм

Высота подвала Нэт. = 2000мм

Количество этажей 2

Высота второго этажа = 3100мм

Высота здания Нзд. = 9000мм

Конструктивную структуру здания составляют следующие взаимосвязанные конструктивные элементы.

• Фундамент ж/б сборно-монолитный

• Наружные стены выполнены из клееного бруса стандартными размерами – 250х300 мм.

• Лестница внутриквартирная деревянная.

• Перегородки гипсокартон толшина 100 мм.

• Крыша многоскатная по деревянным прогонам

• Кровля. Утеплитель — экструдированный пенополистирол, минераловатные плиты.

• Покрытие кровли — мягкая битумная черепица по деревянным стропильным конструкциям

• Окна деревянные

• Двери наружные – деревянные со стальным каркасом

• Двери внутренние – деревянные

Автономное отопление от котла

Вентиляция естественная

Энергоснабжение от высшей сети 220 В

Кровля:

Мягкая битумная черепица по обрешетке 50х50мм, с шагом 300мм.

Наслонные деревянные стропила с шагом 1000 мм, 900 мм, 800 мм с сечением 100×200 мм.

Терраса:

С дощатым настилом из шпунтованных досок, сечением 120х30мм.

Крыльцо:

1. Ступени 150×300х400, с площадкой 1160х460мм.

2. Ступени 150×300х340, с площадкой 620х400мм.

Подсчет основных объемно-планировочных параметров

Жилую площадь следует определять, как сумму площадей жилых комнат.

Жилая площадь – 120.51 м2

Нежилая площадь – 110,57 м²

2.2 Теплотехнический расчет

В СП 50.13330.2012 указаны подробности расчета тепловой защиты зданий. Формул в своде правил много — расчет перекрытий, напольного покрытия, внешних и внутренних стен, зависимость от климатической зоны, полный комплект для определения характеристик постройки. Но нас сейчас интересует только вычисление габаритов ограждающей конструкции:

d=R*k

d — толщина слоя, R — сопротивление теплопередаче (устанавливается для конкретного региона), k — коэффициент теплопроводности (зависит от материала). Для Ставрополя сопротивление теплопередачи приблизительно равно 2,52. Средний коэффициент теплопроводности клееного бруса: сосна — 0,15, ель — 0,11 (формулы и значения взяты из СП 50.13330.2012).

d=2,52*0,15

В результате получается толщина стены не менее 27-33 см.^[13]

2.3 Определение глубины заложения фундаментов

Требования и правила по определению глубины заложения железобетонных фундаментов приведены в нормативном справочнике СНиП № 20201-83 “Фундаменты зданий и сооружений”.

В пункте 2.25 данного документа приведены формулы и таблицы, с помощью которых на практике можно рассчитать глубину заложения ЖБ фундаментов. Для этого потребуются такие исходные данные:

1. Тип почвы;
2. Ежемесячная и среднегодовая температура в регионе;
3. Технический проект постройки;
4. Глубина размещения грунтовых вод.

Основное влияние на ГЗФ оказывает глубина промерзания почвы, так что расчеты по выявлению ГЗФ требуют предварительного определения данной величины и сопоставления полученного результата с нормативной таблицей.

Для примера произведем расчет глубины заложения основания под дом из клееного бруса толщиной 300 мм, место строительства – Ставрополь.

Рассчитываем нормативный показатель глубины промерзания почвы

Делается это по формуле:

• Dfn = d0√Mt

Где d0 – коэффициент, величина которого отличается для разных видов почвы:

• Глинистый и суглинистый грунт – 0,23;
• Супесь, мелкий песчаный грунт – 0,28;
• Средняя и крупная песчаная почва – 0,30;
• Скальной грунт – 0,34;

√Mt – это квадратный корень всех минусовых месячных температур в регионе за один календарный год. Узнать среднемесячные температуры в конкретных регионах России можно в приложении 5.1 к СниП №23-01-99 “Строительная климатология”.

На основании таблицы определяем √Mt (суммируем только минусовые температуры): √2,9+2,4+0,7= 4.

Теперь мы можем рассчитать основную формулу нормативного промерзания:

• Dfn = d0√Mt = 0,23*4= 1.1м

Коэффициент 0,23 взяли для глинистой почвы и суглинка.

Расчетная ГПП, на основании которой будет определятся глубина заложения фундамента, высчитывается по формуле:

• Df = Kh*Dfn

В которой, Dfn – величина нормативного промерзания, а Kh – коэффициент, который отличается для отапливаемых и неотапливаемых зданий.

Коэффициент Kh для отапливаемых помещений с подвалом или техническим подпольем равен 0.4

Df = 0.4*1.1=0.44 м^[16]

Расчёт лестничного марша

Лестница:

Вариант лестницы – левозаходная;

Глубина лестницы 2500 мм;

Ширина лестницы 2600 мм;

Высота лестницы 2998 мм;

Ширина марша лестницы 1100 мм;

Угол наклона лестницы 29. 54;

Высота ступеней 176 мм;

Ширина проступи 200 мм;

Количество ступеней 17;

ГЛАВА 3.

ОТДЕЛКА И ИНЖЕНЕРНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ

3.1. Наружная и внутренняя отделка

Для климатических условий хорошо подходят окна с тройным стеклопакетом. Для уменьшения теплопотерь через окна устанавливают многокамерные стеклопакеты.

Наружная отделка.

Наружная отделка – это отделка фасадов и цоколей зданий и сооружений. Отделочные работы и строительство – это комплекс строительных процессов, связанных с внутренней и наружной отделкой зданий и сооружений, результат которых – повышение эстетического уровня. Фасад можно отделать либо малярным методом (штукатурка, шпатлевка, окраска), либо способом монтажа различных систем вентиляционных фасадов.

Существует множество современных видов материала для отделки фасада жилого здания. Это такие материалы как: облицовочный кирпич, ненастоящий кирпич, металлический сайдинг, мрамор, лакокрасочные материалы, керамогранит, керамическая плитка, декоративный кирпич, виниловый сайдинг.

Наружная отделка требует тщательного подбора материалов и цветового решения, проработки всех нюансов в общем архитектурном стиле еще на этапе проектирования: поспешное принятие решения на этапе завершения строительства может привести к ошибкам.

Фасад дома имеет два основных цвета: брус деревянного цвета, краска тёмно-коричневого цвета.

Внутренняя отделка с ведомостью.

Внутренняя отделка дома создает определенную атмосферу, позволяет ощутить эмоциональный комфорт от пребывания в нем. Однако для того, чтобы внутренняя отделка дома была эстетичной, соответствовала стилю, требуется немалый опыт, вкус и мастерство. Внутренняя отделка имеет ряд особенностей – ведь приходится работать не только с комнатами и коридорами, но и с лестницами, карнизами, саунами и бассейнами – поэтому от специалистов, занимающихся внутренней отделкой дома, требуется обладание универсальными навыками, чтобы сделать все в едином стиле или создать в каждом помещении особую атмосферу.

Наименование помещений	Виды отделки
	потолок	стены	пол
Тамбур	Подшивка из доски	Защитный лак	Паркет из дуба
Холл	Подшивка из доски	Защитный лак	Паркет из дуба
Санузлы	Подшивка из доски	Керамическая плитка	Керамическая матовая плитка
Гостиная-столовая	Подшивка из доски	Защитный лак	Матовый ламинат
Кухня	Подшивка из доски	Защитный лак	Керамическая глянцевая плитка
Спальни	Подшивка из доски	Защитный лак	Буковый паркет

Таблица 1. 2 Ведомость отделки помещений

Подсобные: кухня, топочная, санузел на каждом этаже, кладовая.

Коммуникационные: холл, прихожая.

Досуговые: гостиная – столовая.

В отделке интерьера применена комбинация натурального дерева и керамической плитки. Полы санузлов, кухни и гардеробной отделаны керамической плиткой. В холле, гостиной, родительской спальне – паркетная доска. Дощатые полы – на террасах. Все стены защищены лаком. Рабочая зона кухни и стены санузлов отделаны керамической плиткой.

Весь потолок на первом этаже подшит досками. Межкомнатные двери дощатые. Лестница деревянная с пропиткой.

Внешняя отделка. Цоколь облицован природным камнем. Стены окрашены защитным лаком. Крыша покрыта мягкой битумной черепицей.

Плиты перекрытия предусмотрены из ж/б плит с круглыми пустотами с предварительным напряжением арматуры толщиной 200мм с анкеровкой в стены. Используются типовые плиты перекрытий и изготовленные на заказ.

Плиты опираются на фундамент

Межкомнатные двери – однопольные щитовые 800мм.

Сан узловые двери – однопольные 700 мм.

Окна с двойным стеклопакетом и деревянными рамами, 1500×1800мм, 2500х1800мм, 800х1800мм.

3.2. Инженерное оборудование

Инженерное оборудование – это системы водоснабжения канализации, отопления, газоснабжения,  электроснабжения. Инженерное оборудование является важнейшим составляющим элементом в строительстве зданий и сооружений.

Здание подключается к существующим инженерным коммуникациям. Подключение к городским инженерным сетям производится согласно проектам инженерного благоустройства, выполненных по техническим условиям соответствующих служб.

В здании предусмотрено хозяйственно-питьевое и горячее водоснабжение, а также канализация и водостоки. Предусмотрено отопление и вентиляция с естественным притоком..

Водоснабжение – городские водопроводные сети.

Водопровод хозяйственно-питьевой от наружной сети.

Горячее водоснабжение от внешней сети.

Газоснабжение от внешней сети.

Электроснабжение от городских электрических сетей.

Отопление водяное автономное.

Вентиляция вытяжная естественная, из санитарных узлов, ванных комнат, кухонь через вентиляционные каналы.

Канализация хозяйственно-бытовая с выпуском в городскую сеть.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В процессе выполнения курсового проекта на тему «Проектирование элитного коттеджа из клееного бруса» были использованы нормативные документы.

На первом этапе изучена программа задания на проектирование, основные исходные данные, требования к решению индивидуального жилого дома, участка.

На втором этапе изучена нормативная и общая литература по данной теме, выполнены зарисовки и краткие записи.

На третьем этапе выполнено архитектурно-композиционное, объёмно-планировочное и конструктивное решение.

В результате работы над курсовым проектом был значительно расширен и углублён опыт практической работы в технике компьютерной графики. Углублены навыки работы с научной литературой, систематизированы полученные в процессе обучения, знания по смежным учебным дисциплинам.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

• 1. М.И. Тосунова, М.М. Гаврилова, И.В. Полещук «Архитектурное проектирование». Издательство «Высшая школа» 1988 г.
  2. Соколова, Т. Н. Архитектурные обмеры: учеб пособие / Т. Н. Соколова Л. А. Рудская, А. Л. Соколов. – М.: Архитектура-С, 2008. -112 с., ил.
  3. Ф.А. Благовещенский, Е.Ф. Букина «Архитектурные конструкции». Москва. Архитектура – С. 2005 г.
  4. СП 52.13330.2011. Свод правил. Естественное и искусственное освещение. Актуализированная редакция СНиП 23-05-95 (утв. Приказом Минрегиона РФ от 27.12.2010 N 783).
  5. СП 22.13330.2011. Свод правил. Основания зданий и сооружений. Актуализированная редакция СНиП 2.02.01-83 (утв. Приказом Минрегиона РФ от 28.12.2010 N 823).
  6. СП 131.13330.2012. Свод правил. Строительная климатология. Актуализированная редакция СНиП 23-01-99 (утв. Приказом Минрегиона России от 30.06.2012 N 275) (ред. от 13.12.2017).
  7. СП 50.13330.2012. Свод правил. Тепловая защита зданий. Актуализированная редакция СНиП 23-02-2003 (утв. Приказом Минрегиона России от 30.06.2012 N 265) (ред. от 14.12.2018).
  8. Савченко, Ф. М. Проектирование жилых зданий : учебное пособие / Ф. М. Савченко, Э. Е. Семенова. — Воронеж : Воронежский государственный архитектурно-строительный университет, ЭБС АСВ, 2015. — 151 c. — ISBN 2227-8397. — Текст : электронный // Электронно-библиотечная система IPR BOOKS : [сайт]. — URL: http://www.iprbookshop.ru/55023.html (дата обращения: 15.06.2020). — Режим доступа: для авторизир. Пользователей
  9. Архитектурно-строительное проектирование. Проектирование архитектурных, конструктивных и объемно-планировочных решений зданий, строений, сооружений : сборник нормативных актов и документов / составители Ю. В. Хлистун. — Саратов : Ай Пи Эр Медиа, 2015. — 412 c. — ISBN 978-5- 905916-12-0. — Текст : электронный // Электронно-библиотечная система IPR BOOKS : [сайт]. — URL: http://www.iprbookshop.ru/30285.html (дата обращения: 15. 06.2020). — Режим доступа: для авторизир. пользователей.
  10. Волков, А. А. Основы проектирования, строительства, эксплуатации зданий и сооружений: учебное пособие / А. А. Волков, В. И. Теличенко, М. Е. Лейбман ; под редакцией С. Б. Сборщиков. — Москва : Московский государственный строительный университет, ЭБС АСВ, 2015. — 492 c. — ISBN 978-5-7264-0995-5. — Текст : электронный // Электроннобиблиотечная система IPR BOOKS : [сайт]. — URL: http://www.iprbookshop.ru/30437.html (дата обращения: 15.06.2020). — Режим доступа: для авторизир. Пользователей
  11. Архитектура гражданских и промышленных зданий : учебник для студентов высших учебных заведений, обучающихся по специальности “Промышленное и гражданское строительство” : в 5-ти т. / по общ. ред. К. К. Шевцова. – Изд. 2-е, перераб. и доп. – Москва : Интеграл, 2013.
  12. Инженерная графика. Строительное черчение: конспект лекций : учебное пособие / И. В. Тищенко, А. В. Дронова, С. В. Кузнецова, Т. Е. Ванькова. 56 — Белгород : Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова, ЭБС АСВ, 2017. — 80 c. — ISBN 2227-8397. — Текст : электронный // Электронно-библиотечная система IPR BOOKS : [сайт]. — URL: http://www.iprbookshop.ru/92250.html (дата обращения: 15.06.2020). — Режим доступа: для авторизир. пользователей.
  13. Теплотехнический расчет ограждающих конструкций: Метод. указания по выполнению теплотехнического расчета ограждений в курсовом и дипломном проектировании для студентов направления 550100 «Строительство» / Сост.: И.В. Захарова; Кузбасс. гос. техн. ун-т. – Кемерово, 2002.
  14. СП 55.13330.2016 Дома жилые одноквартирные.
  15. СНИП 31-02-2001 ДЕРЕВЯННЫЕ ДОМА ЖИЛЫЕ ОДНОКВАРТИНЫЕ. ТРЕБОВАНИЯ К ПРОЕКТИРОВАНИЮ И СТРОИТЕЛЬСТВУ ДЕРЕВЯННЫХ ДОМОВ.
  16. СНиП № 20201-83 Фундаменты зданий и сооружений.

Механические и огнестойкие характеристики инновационных полых клееных деревянных балок

. 2022 18 августа; 14 (16): 3381.

doi: 10. 3390/polym14163381.

Никола Перкович ¹ , Влатка Райчич ¹

принадлежность

• ¹ Структурный факультет, Факультет гражданского строительства, Загребский университет, 10000 Загреб, Хорватия.

• PMID: 36015638
• PMCID: PMC9414900
• DOI: 10.3390/полим14163381

Бесплатная статья ЧВК

Никола Перкович и др. Полимеры (Базель). 2022 .

Бесплатная статья ЧВК

. 2022 18 августа; 14 (16): 3381.

doi: 10.3390/polym14163381.

Авторы

Никола Перкович ¹ , Влатка Райчич ¹

принадлежность

• ¹ Структурный факультет, Факультет гражданского строительства, Загребский университет, 10000 Загреб, Хорватия.

• PMID: 36015638
• PMCID: PMC9414900
• DOI: 10. 3390/полим14163381

Абстрактный

Пожарная безопасность в значительной степени способствует ощущению безопасности, и это ключевой параметр при выборе строительных материалов. Горючесть древесины является одной из основных причин введения строгих ограничений на использование древесины в качестве строительного материала, особенно для многоэтажных домов. Поэтому основным условием использования древесины в зданиях является обеспечение надлежащей огнестойкости с применением пассивных и активных мер противопожарной защиты. В данной статье приведены результаты механических и огневых экспериментальных испытаний как обычных, так и инновационных пустотных балок из клееного бруса. Всего было испытано 10 деревянных балок при температуре окружающей среды и 3 деревянных балки в условиях пожара, которые различались типом поперечного сечения, а также применяемой противопожарной защитой. Первая балка представляла собой обычную GL-балку без противопожарной защиты, вторая – полая балка, покрытая вспучивающейся краской, а третья – также пустотелая, дополнительно защищенная заполнением из минеральной ваты внутри отверстий. Несущая способность полой балки в условиях окружающей среды была оценена в 65% от несущей способности обычной балки GL. Испытания на огнестойкость показали, что полые деревянные балки с вспучивающейся краской и наполнением из минеральной ваты разрушаются в то же время, что и обычные балки из GL без противопожарной защиты. Одномерный β ₀ и условные скорости обугливания β _n . Время до разрушения защитного материала составило 17 мин. Основной причиной разрушения пустотелых балок было появление расслоения из-за уменьшения поверхности скрепления ламелей.

Ключевые слова: клей; армированный волокном; Огонь; пустой; инновационный; вспучивающийся; ламинированный; краска; древесина.

Заявление о конфликте интересов

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов. Спонсоры не участвовали в разработке исследования; при сборе, анализе или интерпретации данных; в написании рукописи или в решении опубликовать результаты.

Цифры

Рисунок 1

Возможные неисправности древесины GL…

Рисунок 1

Возможные отказы деревянной балки GL в случае пожара: ( A ) отказ…

фигура 1

Возможные разрушения деревянной балки GL в случае пожара: ( A ) разрушение без расслоения; ( B ) расслоение происходит на опорах; ( C ) частично развитое расслоение ( D ) расслоение происходит по всей длине балки из GL.

Рисунок 2

Инновационная полая деревянная балка из клееного бруса.

Рисунок 2

Инновационная полая деревянная балка из клееного бруса.

фигура 2

Инновационная полая деревянная балка из клееного бруса.

Рисунок 3

Определение идеального остаточного сечения…

Рисунок 3

Определение идеального остаточного сечения (EN 1995-1-2, 2004 [25]).

Рисунок 3

Определение идеального остаточного сечения (EN 1995-1-2, 2004 [25]).

Рисунок 4

Испытательная установка – 4-точечный изгиб.

Рисунок 4

Испытательная установка – 4-точечный изгиб.

Рисунок 4

Испытательная установка – изгиб в 4 точках.

Рисунок 5

Экспериментальная работа — 4-х точечный изгиб при температуре окружающей среды…

Рисунок 5

Экспериментальная работа — 4-х точечный изгиб при температуре окружающей среды.

Рисунок 5

Экспериментальная работа — 4-х точечный изгиб при температуре окружающей среды.

Рисунок 6

Нагрузка-перемещение — нормальные (неперфорированные) образцы.

Рисунок 6

Нагрузка-перемещение — нормальные (неперфорированные) образцы.

Рисунок 6

Нагрузка-смещение — нормальные (неперфорированные) образцы.

Рисунок 7

Нагрузка-перемещение – полые клееные ламинированные образцы.

Рисунок 7

Нагрузка-перемещение – полые клееные ламинированные образцы.

Рисунок 7

Нагрузка-перемещение — полые клееные ламинированные образцы.

Рисунок 8

Образец поперечного сечения: ( a )…

Рисунок 8

Поперечное сечение образца: ( a ) нормальный пучок; ( b ) пустотелая с вспучивающимся…

Рисунок 8

Поперечное сечение образца: ( a ) нормальный пучок; ( b ) пустотелые с вспучивающейся краской; ( c ) Полое с заполнением из минеральной ваты.

Рисунок 9

Установка для испытаний на огнестойкость.

Рисунок 9

Установка для испытаний на огнестойкость.

Рисунок 9

Испытание огнем – экспериментальная установка.

Рисунок 10

Печное и общее огневое испытание…

Рисунок 10

Схема топочных и общих огневых испытаний.

Рисунок 10

Схема печей и общих огневых испытаний.

Рисунок 11

Процесс установки термопары: ( а…

Рисунок 11

Процесс установки термопары: ( a ) маркировка луча; ( b ) измерение…

Рисунок 11

Процесс установки термопары: ( a ) маркировка луча; ( b ) измерение и маркировка сверла; ( c ) сверление отверстий; ( d ) установка термопар.

Рисунок 12

Схема термопары.

Рисунок 12

Схема термопары.

Рисунок 12

Схема термопары.

Рисунок 13

Протокол загрузки.

Рисунок 13

Протокол загрузки.

Рисунок 13

Протокол загрузки.

Рисунок 14

Диаграмма изменения температуры.

Рисунок 14

Диаграмма изменения температуры.

Рисунок 14

Диаграмма изменения температуры.

Рисунок 15

Нормальный луч — фазы пожара…

Рисунок 15

Нормальный пучок — этапы огневого испытания: ( a ) 5 мин; ( б…

Рисунок 15

Нормальный луч — этапы огневого испытания: ( a ) 5 мин; ( б ) 20 мин; ( с ) 40 мин; ( d ) окончание испытания.

Рисунок 16

Диаграмма изменения температуры — полый образец Promadur.

Рисунок 16

Диаграмма изменения температуры — полый образец Promadur.

Рисунок 16

Диаграмма изменения температуры — полый образец Promadur.

Рисунок 17

Полая балка (Promadur) — фазы…

Рисунок 17

Полая балка (Promadur) — этапы огневого испытания: ( a ) 5 мин; (…

Рисунок 17

Полая балка (Promadur) — этапы огневого испытания: ( a ) 5 мин; ( б ) 20 мин; ( с ) 41 мин; ( d ) окончание испытания.

Рисунок 17

Полая балка (Promadur) — фазы…

Рисунок 17

Полая балка (Promadur) — этапы огневых испытаний: ( а ) 5 мин; (…

Рисунок 17

Полая балка (Promadur) — этапы огневого испытания: ( a ) 5 мин; ( б ) 20 мин; ( с ) 41 мин; ( d ) окончание испытания.

Рисунок 18

Диаграмма развития температуры — полый MW.

Рисунок 18

Диаграмма развития температуры — полый MW.

Рисунок 18

Диаграмма развития температуры — полый MW.

Рисунок 19

Пустотелый брус (Минеральная вата) — фазы…

Рисунок 19

Полая балка (Минеральная вата) — этапы огневого испытания: ( a ) 5 мин;…

Рисунок 19

Полая балка (минеральная вата) — этапы огневого испытания: ( a ) 5 мин; ( б ) 20 мин; ( с ) 41 мин; ( d ) окончание испытания.

Рисунок 19

Пустотелый брус (Минеральная вата) — фазы…

Рисунок 19

Полая балка (Минеральная вата) — этапы огневого испытания: ( a ) 5 мин;…

Рисунок 19

Полая балка (минеральная вата) — этапы огневого испытания: ( a ) 5 мин; ( б ) 20 мин; ( с ) 41 мин; ( d ) окончание испытания.

Рисунок 20

Прогиб образцов в…

Рисунок 20

Прогиб образцов в середине пролета.

Рисунок 20

Прогиб образцов в середине пролета.

Рисунок 21

Скорость отклонения.

Рисунок 21

Скорость отклонения.

Рисунок 21

Скорость отклонения.

Рисунок 22

Анализ остаточного поперечного сечения с помощью CAD…

Рисунок 22

Остаточное поперечное сечение, проанализированное с помощью программного обеспечения САПР, размеры в (мм): ( a ) нормальное…

Рисунок 22

Остаточное поперечное сечение, проанализированное с помощью программного обеспечения CAD, размеры в (мм): ( a ) нормальный луч GL; ( b ) Полая балка из GL, защищенная вспучивающейся краской.

Рисунок 23

Сравнение остаточного сечения…

Рисунок 23

Сравнение остаточного сечения незащищенных и защищенных балок с Promadur после…

Рисунок 23

Сравнение остаточного поперечного сечения незащищенных и защищенных балок с Promadur после 45-минутного воздействия огня.

См. это изображение и информацию об авторских правах в PMC

Похожие статьи

• Свойства прочности на сжатие, перпендикулярные волокнам полых клееных деревянных элементов.

  Перкович Н., Барбалич Ю., Райчич В., Дувняк И. Перкович Н. и соавт. Полимеры (Базель). 2022 19 августа; 14 (16): 3403. doi: 10.3390/polym14163403. Полимеры (Базель). 2022. PMID: 36015662 Бесплатная статья ЧВК.

• Поведенческая оценка и оценка инновационных полых клееных деревянных элементов.

  Перкович Н., Райчич В., Пранич М. Перкович Н. и соавт. Материалы (Базель). 2021 ноя 16;14(22):6911. doi: 10.3390/ma14226911. Материалы (Базель). 2021. PMID: 34832315 Бесплатная статья ЧВК.

• Влияние углепластиковых листов на несущую способность балок из клееного бруса при испытании на изгиб.

  Слива-Вечорек К., Островски К.А., Ясковска-Леманьска Ю., Каролак А. Слива-Вечорек К. и соавт. Материалы (Базель). 2021 18 июля; 14 (14): 4019. дои: 10.3390/ma14144019. Материалы (Базель). 2021. PMID: 34300938 Бесплатная статья ЧВК.

• Вспучивающиеся краски на основе силиконовой смолы.

  Зелецка М., Рабайчик А., Цыганчук К., Пастушка Л., Юрецкий Л. Зелецка М. и соавт. Материалы (Базель). 2020 27 октября; 13 (21): 4785. дои: 10.3390/ma13214785. Материалы (Базель). 2020. PMID: 33120895 Бесплатная статья ЧВК. Обзор.

• Обзор разработок и исследований по прогрессивному разрушению железобетонных элементов и каркаса при пожаре.

  Нараянасвами П., Шринивасан С.К., Муруган П. Нараянасвами П. и др. Environ Sci Pollut Res Int. 3 августа 2022 г. doi: 10.1007/s11356-022-22336-x. Онлайн перед печатью. Environ Sci Pollut Res Int. 2022. PMID: 35921011 Обзор.

Посмотреть все похожие статьи

использованная литература

1. 1. Sauerbier P. , Mayer A.K., Emmerich L., Militz H. Огнезащитная обработка древесины — современное состояние и перспективы на будущее; Материалы Международной научной конференции по лесной и пожарной безопасности; Штрбске Плесо, Словакия. 3–6 мая 2020 г.; стр. 97–102.
2. 1. Чу Д., Му Дж., Аврамидис С., Рахими С., Лю С., Лай З. Функциональный поверхностный слой на древесине тополя, изготовленный с помощью огнезащиты и термического уплотнения. Часть 1: Восстановление после сжатия и воспламеняемость. Леса. 2019;10:955. дои: 10.3390/f10110955. – DOI
3. 1. Чу Д., Му Дж., Аврамидис С., Рахими С., Лю С., Лай З. Функциональный поверхностный слой на древесине тополя, изготовленный с помощью огнезащиты и термического уплотнения. Часть 2: Динамическая смачиваемость и прочность сцепления. Леса. 2019;10:982. дои: 10.3390/f10110982. – DOI
4. 1. Östman B., Schmid J., Klippel M., Just A., Werther N., Brandon D. Fire Design CLT в Европе. Наука о древесном волокне. 2018;50:68–82. дои: 10.22382/wfs-2018-041. – DOI
5. 1. Правило о Отпорности на Пожар и Другим Захтьевима кое Грачевине Мораю Задовольити у Случай Пожара. [(по состоянию на 27 июня 2022 г.)]. Доступно онлайн: https://narodne-novine.nn.hr/clanci/sluzbeni/2013_03_29_505. html.

Грантовая поддержка

• КК.01.2.1.02.0060/Европейские структурно-инвестиционные фонды

Ламинированная древесина с гвоздями (NLT) в нашем пассивном доме Westbay

В прошлом году мы поделились блогом о строительстве из кросс-ламинированной древесины и о том, почему команда решила использовать ее в нашем проекте пассивного дома в Западном Ванкувере.

Мы гордимся тем, что являемся частью отличной команды, которая работала вместе над выполнением этого успешного проекта, в том числе:

• Архитектура: BattersbyHowatt
• Инженеры-строители: Инженеры-строители ASPECT
• Инженеры-механики: Integral Group
• Консультант по пассивным домам : Econ Group
• CLT Дизайнер: Cut My Timber
• Строитель: Naikoon Contracting Ltd

Сейчас мы работаем над гаражом в этом проекте, и команда решила использовать ламинированную древесину для гвоздей. Поэтому мы хотим уделить несколько минут, чтобы поговорить о различных продуктах Panelized, доступных для вашего дома, а также рассказать о том, что предлагает каждый продукт!

В этом проекте мы используем массивную древесину, которая представляет собой метод строительства, при котором невозобновляемые строительные материалы, такие как сталь и бетон, заменяются инженерными деревянными колоннами и плитами перекрытия. Массивная древесина не только устойчива, но также прочна, огнестойка и экономична. Кто может с этим поспорить?

Итак, какие панельные изделия можно использовать в массовом деревянном строительстве?

1. Ламинированная древесина с гвоздями

Ламинированная древесина с гвоздями (также известная как NLT) создается путем укладки размерных пиломатериалов на ребро и соединения их вместе с помощью гвоздей. Чтобы обеспечить дополнительную структуру, на верхнюю сторону можно добавить фанерную обшивку. NLT имеет долгую историю и используется уже более века, особенно для создания прочных полов. Он может даже заменить бетонные плиты и стальные настилы.

Изображение от Think Wood

2. Клееный брус

Клееный ламинированный брус (или клееный брус) создается, когда деревянные детали соединяются торцами и собираются в горизонтальные слои (известные также как ламинаты), которые скрепляются, конечно же, клеем. Glulam предлагает отличное разнообразие форм и размеров, что делает его идеальным для колонн и балок. Его можно перевернуть на бок и использовать в качестве панелей пола и крыши.

Изображение с сайта oikiacy.com

3. Клееный брус

Перекрестно-ламинированная древесина (или CLT) является самой популярной из массовых изделий из древесины, доступных в Канаде. CLT – это большие деревянные панели, которые изготавливаются путем перекрестного ламинирования пиломатериалов и скрепления их клеями. CLT обычно имеет от трех до девяти слоев пиломатериалов, чередующихся под углом 90 градусов. Панели

CLT в нашем пассивном доме Westbay

1.

Строительные композитные пиломатериалы

Структурные композитные пиломатериалы (также называемые SCL) представляют собой различные продукты, включая пиломатериалы из клееного шпона, пиломатериалы из параллельных прядей, клееные пиломатериалы и пиломатериалы из ориентированных прядей. Вся продукция SCL изготавливается из высушенного, рассортированного шпона, стружки или стружки. Рассматриваемый материал наслаивается с помощью клея для его связывания, затем отверждается для создания блоков, которые распиливаются до любого размера, необходимого для проекта. SCL состоит из волокон небольших деревьев или деревьев с меньшей прочностью и плотностью.

LSL, изображение APAwood.org Ламинированная древесина

в нашем пассивном доме Westbay

В этом пассивном доме команда дизайнеров выбрала ламинированную древесину для строительства гаража, и мы сами построили эти панели на месте. NLT — отличный материал, потому что массивная древесина — это устойчивый возобновляемый ресурс, он огнестойкий, прочный и экономичный.

Наш самодельный NLT также является идеальным дополнением к классному дизайну дома, разработанному командой BattersbyHowatt Architects.

АСПЕКТ – Инженеры-строители

Сложный структурный дизайн ASPECT, представленный на изображениях, представляет собой методическое исследование стабильности, прочности и жесткости конструкций, включая пассивный дом Westbay.

Полное понимание структурного плана и поведения дома является ключом к созданию превосходного с архитектурной точки зрения дома. Структурные элементы дома можно сравнить с человеческим скелетом, придающим прочность и форму конструкции, а также дополнительным преимуществом сохранения экономической эффективности конструкции.

Если все сделано правильно, как в случае с пассивным домом Westbay, в результате получится дом, который:

1. Предлагает гибкость в деталях, предоставляя архитекторам свободу творчества
2. Поддерживает структурную неопределенность, предоставляя множество путей распределение нагрузки и время эвакуации в случае землетрясения.
3. Обеспечивает надлежащую эксплуатацию и удовольствие для пассажиров.

Только из этой графики становится ясно, что BattersbyHowat Architects, ASPECT, Naikoon и остальная часть команды создали уникальное современное здание, которое соответствует строгим стандартам пассивного дома. Перо в шляпе всех причастных!

Посетите страницу проекта, чтобы найти дополнительную информацию об этом проекте и просмотреть визуализацию дома.

Хотите знать, подойдет ли ламинированная древесина для вашей конструкции? Напишите нам, чтобы обсудить проект вашей мечты и то, как мы можем помочь воплотить его в жизнь!

Обзор существующих методов оценки адгезионных связей в изделиях из древесины

• Группа авторов Авторизация

Что такое открытый доступ?

Открытый доступ — это инициатива, направленная на то, чтобы сделать научные исследования бесплатными для всех. На сегодняшний день наше сообщество сделало более 100 миллионов загрузок. Он основан на принципах сотрудничества, беспрепятственного открытия и, самое главное, научного прогресса. Будучи аспирантами, нам было трудно получить доступ к нужным нам исследованиям, поэтому мы решили создать новое издательство с открытым доступом, которое уравняет правила игры для ученых со всего мира. Как? Упрощая доступ к исследованиям и ставя академические потребности исследователей выше деловых интересов издателей.

Наши авторы и редакторы

Мы являемся сообществом из более чем 103 000 авторов и редакторов из 3 291 учреждения в 160 странах, в том числе лауреатов Нобелевской премии и самых цитируемых исследователей мира. Публикация на IntechOpen позволяет авторам получать цитирование и находить новых соавторов, а это означает, что больше людей увидят вашу работу не только из вашей собственной области исследования, но и из других смежных областей.

Оповещения о содержимом

Краткое введение в этот раздел, описывающий открытый доступ, особенно с точки зрения IntechOpen

Как это работаетУправление предпочтениями

Контакты

Хотите связаться? Свяжитесь с нашим головным офисом в Лондоне или командой по работе со СМИ здесь

Карьера

Наша команда постоянно растет, поэтому мы всегда ищем умных людей, которые хотят помочь нам изменить мир научных публикаций.

Рецензируемая глава в открытом доступе

Автор:

Марьям Ширмохаммади и Уильям Леггейт0003

DOI: 10.5772/intechopen.99237

СКАЧАТЬ БЕСПЛАТНО

Из отредактированного тома

Под редакцией Мэн Гонга

271 Глава Загрузки

Посмотреть полные показатели

СКАЧАТЬ БЕСПЛАТНО

Рекламное объявление

Abstract

Склеивание является неотъемлемой частью большинства производственных процессов в деревообрабатывающей промышленности. Эффективность нанесения клея, развитие клеевого соединения и проникновение клея в структуру древесины становится все более и более важным по мере того, как все больше конструкционных изделий из клееной древесины используется в строительстве и других областях. Постоянное увеличение использования изделий из массивной древесины (MTP), таких как CLT, клееный брус и LVL, в высотных деревянных зданиях требует точного и глубокого понимания роли клея и эффективности его работы в течение срока службы любого из этих продуктов по отношению к тип применяемой нагрузки, воздействие окружающей среды (например, относительная влажность и температура) и эксплуатационное состояние элементов (например, воздействие крупных влажных явлений и разрушение в результате распада). Этот обзор направлен на то, чтобы предоставить всесторонний обзор существующих методов визуализации и других методов визуализации, используемых для оценки свойств клеевых швов и изучения характеристик клеевых швов в зависимости от таких факторов, как вид, тип продукта и условия окружающей среды во время производства и срока службы.

Keywords

• glue line thickness
• glue penetration
• adhesion
• timber species
• image analysis
• SEM
• light microscopy
• μCT
• contrast agent
• chemical imaging

1. Introduction to adhesive эффективность

Склеивание является важной и неотъемлемой частью большинства проектов и разработок в области обработки древесины и новых изделий из дерева. Исследования эффективности процесса склеивания, формирования клеевого шва и структурной прочности изделия основаны на глубоком понимании свойств клея, взаимодействия между клеем и породами древесины и типом изделия. Целью этой главы книги является обзор существующих методов анализа изображений и других методов визуализации, используемых для исследования эффективности процесса склеивания и формирования клеевого шва в деревянных изделиях на клеточном уровне.

Древесина представляет собой неоднородную среду со сложной ячеистой структурой и рядом химических составов, которые варьируются в зависимости от типа (лиственная или мягкая древесина), породы, плотности и подготовки поверхности. Высокое содержание экстрактивных веществ, чувствительность экстрактивных веществ к высокотемпературной среде и поверхностные характеристики пород влияют на формирование и прочность адгезионной связи. Адгезионное соединение в настоящее время рассматривается в основном как совокупность трех механизмов: механического сцепления (путем смачивания поверхности древесины, проникновения и распределения клея), физического притяжения и ковалентной химической связи [1, 2]. На рис. 1 представлена ​​схема развития клеевой связи и значение механизмов, ведущих к развитию прочного клеевого шва и хорошего проникновения клея в ячеистую структуру древесины.

Рис. 1.

w3.org/2001/XMLSchema-instance”> Механизм клеевого соединения, включая клей и взаимодействие между клеем и древесиной.

Природные смолистые и маслянистые экстрактивные вещества некоторых видов древесины в сочетании с различными методами сушки или добавлением химикатов во время обработки могут повлиять на клеящие свойства из-за возможных изменений химического состава поверхности древесины. Адгезия является поверхностным явлением, и ее проникновение варьируется в зависимости от поверхности древесины, содержания экстрактивных веществ и пространственного масштаба поверхности. Фактическое измерение и оценка механического сцепления клея в деревообрабатывающей промышленности требует дополнительных исследований и все еще развивается [1]. Физическое притяжение между древесиной и клеем во многих типах клеев рассматривается как первичный процесс соединения за счет развития сил Ван-дер-Ваальса и водородных связей [1]. Начальное смачивание поверхности и впитывание в структуру древесины принципиально важны для развития сильного адгезионного профиля посредством физического притяжения. Ковалентная связь между древесным волокном и клеем происходит за счет обмена электронами, однако в водостойких клеях, где существует достаточное межмолекулярное физическое притяжение, эта система обмена электронами может не понадобиться [1].

Для развития адгезионных связей необходимо смачивание поверхности, втекание клея в структуру древесины и проникновение в полости и стенки ячеек древесины (только для некоторых видов клея). Хороший процесс смачивания требует образования малого краевого угла с поверхностью. Однако текучесть относится к распределению клеевой жидкости по поверхности древесины, и лучшее покрытие поверхности приведет к лучшему развитию сцепления. Проникновение – это продвижение клея вглубь структуры древесины [3]. Общее проникновение клея в древесину подчиняется закону Дарси, согласно которому объемный расход жидкости (Q в м ³ .s ⁻¹ ) определяется как функция удельной проницаемости древесины (K в м ² ) и площади, перпендикулярной потоку жидкости (A в м ² ), длины в направлении потока (L в м), динамической вязкости клеевой жидкости (η в Па·с) и градиента давления (∆P в Па) [4].

Q=K×AL×1η×∆PE1

Проницаемость играет важную роль в развитии клеевого соединения, а низкая проницаемость типов древесины (таких как сердцевина дугласовой пихты) может привести к очень слабому проникновению смолы в радиальные и тангенциальные поверхности, в то время как высокая проницаемость поверхности древесины может привести к голоданию линии склеивания [5, 6].

Проникновение клея в древесину можно разделить на: полное проникновение и проникновение в стенки ячеек [6] (см. рис. 2). При грубом проникновении клей затекает в пористую структуру древесины, заполняя просветы, этот тип проникновения происходит в большинстве типов смол при низкой вязкости. Проникновение клеточных стенок, т. е. втекание клея в клеточные стенки древесной структуры, достигается только при использовании смол с компонентами с малой молекулярной массой (ММ). Предыдущее исследование показало, что молекулярная масса полиэтиленгликоля (ПЭГ) 3000 является критическим фактором при комнатной температуре для достижения проникновения в клеточную стенку ели ситхинской. Более высокие температуры могут привести к увеличению ММ из-за изменений полимера клеточной стенки и межмолекулярных объемов [6, 7]. Как эффективное, так и максимальное проникновение имеют решающее значение для достижения хорошего адгезионного соединения [4, 6].

Рисунок 2.

(слева) Визуализация эффективного проникновения (EP) и максимального проникновения (MP) общего проникновения в структуру [8] и (справа) проникновения карбамидоформальдегида (UF) в стенки клеток древесины, показанные зеленым цветом цвет [9].

Эффективное проникновение (EP) определяется как общая площадь клея в межфазной области клеевого шва, деленная на ширину клеевого шва. Максимальное проникновение (MP) измеряется как среднее значение пяти измерений расстояния, выполненных для пяти наиболее удаленных клейких объектов, наблюдаемых в поле изображения [8].

EP=∑inAiX0and MP=∑i5yi+ri−y05E2

Как показано на рис. 2(a), Ai, X0, yi, ri и y0 — площадь исследуемого клея в мкм ² , ширина изображения или максимум прямоугольник, определяющий площадь в мкм, центр тяжести липкого объекта i, средний радиус объекта i и опорную координату y в мкм [8].

Вязкость смолы, молекулярная масса (MW), молекулярно-массовое распределение, содержание твердого вещества смолы и поверхностное натяжение являются свойствами клея, влияющими на развитие связи и проникновение клея [5, 6]. В литературе предполагается, что более низкая молекулярная масса приводит к более глубокому проникновению клея в структуру древесины по сравнению со смолами с более высокой молекулярной массой [10]. Эксплуатационные факторы, такие как время открытой обработки, время прессования, температура и давление консолидации, также влияют на развитие и проникновение клея [4, 5, 6]. Адгезионное взаимодействие с поверхностью древесины зависит от масштаба длины и определяется как сцепление/запутывание и заряд. Блокирующие или запутанные взаимодействия происходят в более длинном масштабе по сравнению с зарядовым взаимодействием, которое происходит в молекулярном или наномасштабе [4, 11].

Проникновение клея определяется максимальной глубиной проникновения клея в древесину, толщиной клеевого соединения и состоянием поверхности, которое влияет на размер и направление проникновения. В мягкой древесине в зоне соединения видны трахеиды, заполненные клеем, тогда как в лиственной древесине процесс протекает более сложно. В твердой древесине сосуды заполнены клеем, но они обычно разбросаны и не близко к фактической линии склеивания. В образцах хвойной древесины максимальное проникновение клея обычно измеряется тригонометрическими отношениями между однонаправленными трахеидами вблизи или вокруг границы (см. рис. 3). Хасс и др. [12] применили новый подход к определению проникновения клея в образцы твердой древесины (бук), принимая во внимание пространство пор, распределение лучей, вязкость клея и морфологию линий склеивания. Исследование показало, что положение измерения оказывает прямое и существенное влияние на характеристики линии связи [12]. Анатомическая структура образцов, тип древесины, тип клея и их свойства (например, вязкость) могут повлиять на измерение проникновения и его воспроизводимость для различных исследований и продуктов.

Рис. 3.

СЭМ-изображение максимального проникновения клея в (слева) мягкую древесину (ель) и (справа) твердую древесину (бук). Длина масштабной линейки на изображениях составляет 200 мкм [12].

Реклама

2. Клеевые системы и типы

Тип клея, используемый в каждом случае, должен подходить для конечного использования продукта, а также быть совместимым с типом и характеристиками древесины и условиями склеивания [3]. Клеи для дерева можно разделить на категории по их структурному, полуструктурному и неструктурному применению, а также по прочности и долговечности соединения, которое они создают.

Формование полимера можно использовать для классификации типов клея. Линейные полимеры образуют звенья, похожие на нити бус; полиэтилен и полипропилен представляют собой два линейных полимера. Другой тип полимера образует ответвления линейных цепей, и свойства образующихся полимеров сильно изменяются по мере изменения ответвлений. С изменением плотности и длины образующихся полимеров изменяется температура плавления, эластичность и прочность клеевой связи [3, 13].

2.1 Самоклеящаяся

Самоадгезия в изделиях из дерева может быть достигнута при определенных условиях, однако для большей прочности обычно необходимы клеи. Водородное соединение, автосшивка, сварка древесины и вращательная сварка – это два типа самоадгезии. Водородное связывание и самосшивание компонентов лигнина и гемицеллюлозы в древесноволокнистых плитах высокой плотности практически не требует клея. В условиях высокой влажности и температуры размягчение лигнина и содержания гемицеллюлозы в древесине приводит к образованию водородных связей гемицеллюлозы, соединяющих волокна и лигнин, с образованием химических связей. Благодаря вибрационной сварке при высокой температуре и ячеистой деформации образуются связи. Разработанная связка показала хорошие прочностные свойства в сухих условиях, но прочность во влажных условиях очень низкая. Вращательная сварка происходит, когда деревянный дюбель вбивается в другой кусок дерева. Самоадгезия может быть улучшена путем изменения окружающей среды (влажность, тепло и т. д.), а также путем добавления химических веществ для лучшего развития сцепления [14, 15, 16, 17, 18].

2.2 Формальдегидные клеи

Формальдегидные клеи (резорциноформальдегидные (RF), фенолрезорциноформальдегидные (PRF), карбамидоформальдегидные (UF) и смешанные карбамидоформальдегидные (MF, включая меламинмочевиноформальдегидные MUF) обычно представляют собой водорастворимые смолы, и процедура отверждения включает полимеризация и потеря воды Потеря воды в линии склеивания задерживает реакцию клеев с древесиной из-за снижения смачиваемости и подвижности смолы Это ограничивает столкновения, необходимые для процесса полимеризации и теплопередачи

Термореактивный фенолформальдегид (PF) или UF – это полимеры, которые чаще всего используются в конструкционных изделиях из древесины на основе шпона. Для наружных применений деревянных изделий на основе шпона обычно используются PF, а UF в основном используются для внутренних применений [1]. Формальдегидные клеи образуют жесткую связь и не ползут за счет совместного развития полимерных цепей и сшивающих групп [3, 13].

2.3 Изоцианаты в древесине

Изоцианаты в древесине (полимерный дифенилметандиизоцианат, эмульсионные полимерные изоцианаты, полиуретановые клеи).

Изоцианаты используются для склеивания древесины из-за их реакционных свойств по отношению к соединениям с реактивным водородом. Однако эти клеи могут очень быстро вступать в реакцию с влагой древесины, которая будет конкурировать с необходимой реакцией с гидроксильной группой в целлюлозе и гемицеллюлозе древесины, а также с фенольными и гидроксильными группами в секциях лигнина. Другим недостатком этих клеев является их высокая реактивность с человеческим телом, что может вызвать проблемы с безопасностью в процессе склеивания. Наиболее используемым типом изоцианатов является полимерный дифенилметандиизоцинат (pMDI) в производстве ориентированно-стружечных плит (OSB) [3, 19]. ]. Полиуретановые клеи в настоящее время также широко используются для широкого спектра применений в деревянных изделиях, включая клееный брус и поперечно-клееную древесину (CLT).

2.4 Эпоксидные смолы

Эпоксидные смолы смешиваются с кетиминами, которые способствуют высвобождению отвердителя, когда клей подвергается воздействию влаги. Подобная технология уже используется в лакокрасочных изделиях [1]. Эпоксидные смолы производятся с диапазоном времени отверждения, который может влиять на степень отверждения и механическую прочность клеевого слоя [3].

2.5 Поливинилацетатные и этиленацетатные (ПВА) и дисперсионные клеи

Это водоразбавляемые клеи, которые являются экономически эффективными и не требуют операции термического отверждения, и они в основном используются в производстве мебели. Эти клеи обычно обладают хорошей текучестью в просветах клеток, которые подвергаются воздействию клея, однако из-за высокой молекулярной массы они обычно не проникают в стенки клеток древесины [3]. Поливинилацетат (ПВА) обычно используется для склеивания древесины в неконструкционном и мебельном производстве, однако он не обладает водостойкостью и имеет низкую несущую способность.

2.6 Клеи на биологической основе (белковые клеи, танниновые клеи, лигнинные клеи)

Белок, полученный из зерна пшеницы (глютен), может реагировать с альдегидами аналогично мочевине. Глютен имеет высокий уровень аминогрупп (лизин и аргинин), которые реагируют аналогично меламину и фенолам [20]. Наличие глютена в зерне является преимуществом при его применении для склеивания древесины. Однако порошкообразная форма глютена ограничивает его применение в современных промышленных производственных операциях.

Лигнин имеет фенольную структуру, что делает его потенциальной заменой фенола в фенольных смолах, используемых для склеивания древесины [21]. Клеи на основе лигнина можно разделить на две основные категории, включая фенолоформальдегидные и безформальдегидные клеи. Первоначальные исследования использования немодифицированного лигнина в фенольных клеях показали снижение прочности клея и увеличение времени прессования, поэтому в качестве решения была предложена химическая модификация лигнина [22]. Использование крафт-лигнина и полиэтиленимина (ПЭИ) для разработки клея, не содержащего формальдегида, показало очень высокую прочность на сдвиг и водостойкость полученного клея [23].

2.7 Разные композитные клеи

В этой группе клеев в зависимости от роли древесины в композите известны три различных типа продуктов, включая: древесно-волокнистые цементные плиты, древесно-пластиковые композиты и древесный наполнитель для пластмасс [3]. Древесноволокнистые цементные изделия используют растительное волокно для армирования панелей и снижения вероятности развития трещин, эта область все еще находится на стадии дальнейших исследований. Комбинация дерева и пластика используется для уменьшения веса изделий в таких отраслях, как автомобилестроение. Эти продукты требуют хорошего взаимодействия полимер-волокно, в противном случае воздействие влаги на волокно и под нагрузкой интерфейс может выйти из строя.

2.8 Строительные клеи

Эти клеи используются в строительстве для крепления полов и настенных покрытий, которые обеспечивают лучшую жесткость по сравнению с использованием только гвоздей или шурупов. Эти клеи не требуют быстрого отверждения, поскольку гвозди или шурупы удерживают соединение во время отверждения. Эти клеи имеют высокую молекулярную массу с минимальным количеством растворителя и наносятся при комнатной температуре. Их используют для закрытия щелей в соединенных стыках. Клеи, используемые в строительстве, обычно представляют собой эластомеры, обеспечивающие некоторую деформируемость при небольшом смещении, чтобы линии скрепления не разрушались / не трескались при расширении или усадке древесины. Эти клеи не предназначены для крупномасштабных движений из-за их высокой молекулярной массы и требуют проверки и обслуживания сустава с течением времени [3].

2.9 Термоклеи

Эти клеи быстро склеиваются и используются для изготовления мебели, корпусов, окон и кромок ламината. Высокая вязкость этих клеев ограничивает их смачивающие свойства [3].

2.10 Клеи, чувствительные к давлению (PSA)

Эти клеи представляют собой высокомолекулярные полимеры, которые применяются в декоративных ламинатах, лентах и ​​этикетках. Они обычно используются для приклеивания пластика к дереву и имеют разные диапазоны для изделий, используемых во внутренних и наружных условиях. Их низкие характеристики текучести делают важным приложение давления, так как прикладываемая сила создает необходимую деформацию эластомерного клея [3]. В этих клеях отслоение или разрушение образованного соединения может произойти при больших изменениях размеров и зависит от характеристик напряжения-деформации клея.

2.11 Контактные клеи

Эти клеи представляют собой полимеры в растворителе, наносятся на склеиваемые поверхности и оставляются для испарения растворителя, прежде чем две поверхности соединяются и прессуются. Эти клеи используются для склеивания дерева с пластиковыми ламинатами.

2.12 Полимеризуемый акрил

Эти клеи дороги и редко используются для склеивания древесины. Структурные акриловые и цианоакрилатные моментальные клеи представляют собой два типа этих клеев, которые можно использовать для склеивания древесины. Они требуют гладкой поверхности и используются в продуктах, требующих быстрого отверждения и высокой прочности соединения. Они используются в таких продуктах, как сборка электроники или декоративные слои при производстве панелей [3].

2.13 Пленочные клеи

Эти клеи используются в тех случаях, когда использование жидкого клея затруднено или ограничивает тип продукта. Они наносятся с помощью аппликатора, такого как стекловолоконный мат или папиросная бумага, в таких применениях, как склеивание очень тонкослойного деревянного шпона [3].

2.14 Рецептура клеев

Клеи разработаны для особых применений, где может потребоваться изменение свойств клея. Такие параметры, как шероховатость поверхности, уровень влажности в структуре древесины, стоимость, время между нанесением и отверждением, тип производственного процесса и условные изменения (сезон) могут влиять на индивидуальную настройку, необходимую для рецептуры клеев [3].

Реклама

3.

Методы, используемые для визуализации изделий из дерева

Традиционное микроскопическое изображение было наиболее распространенным и основным инструментом для получения изображения структуры древесины с использованием оптических волн и больших увеличений для четкого определения структуры образца. Современные оптические микроскопы могут генерировать изображения с увеличением в 1500 раз с пределом пространственного разрешения 0,2 мкм. Свет, проходящий через прозрачные участки и отражающийся от других частей объекта, помогает различать структурные компоненты и создавать четкие изображения поверхности. Использование ярких, темных, поляризованных, разностных фаз и флуоресценции повышает визуализируемость объектов в зависимости от различий между структурными компонентами [24]. Создать идеальные изображения природного объекта с использованием оптических длин волн непросто из-за вариаций оптических волн, проходящих через линзы микроскопов [25]. Однако использование цифрового мультимедиа и технологии цифровой обработки для усовершенствования световой микроскопической системы позволяет собирать изображения, улучшать качество изображения и предоставлять больше возможностей для постобработки изображения.

3.1 Микроскопия (видимый свет, УФ, ИК)

С помощью световой микроскопии можно зафиксировать и измерить положение и толщину клея в просветах и ​​других частях структуры древесины в зависимости от породы древесины и используемых типов клея [26] . Световую микроскопию можно использовать для создания 2-х и 3-х мерных изображений структур. 3D-изображение объема образца может быть получено путем дальнейшей обработки микротомных срезов и суммирования изображений с использованием программного обеспечения для визуализации или с использованием оптических методов (таких как световая микроскопия, конфокальная лазерная сканирующая микроскопия или оптическая проекционная томография) для монтажа изображений, полученных в объемные модели [27, 28, 29]. Флуоресцентная микроскопия используется для отделения клеток древесины от клеевого шва [30] с использованием коротковолнового света для осветления участков образца [24]. В флуоресцентной микроскопии используется ртутная лампа высокого напряжения [24], которая может улучшить качество изображения, позволяя световому возбуждению облучать образец и отделять более слабый переизлучающий флуоресцентный свет от более яркого возбуждающего света (рис. 4) [31].

Рис. 4.

Флуоресцентная микроскопия линий адгезионного соединения эпоксидного клея, показывающая области проникновения клея [30].

Присутствие флуоресценции в клее должно быть достаточным для получения четкого изображения склеивания и линии склеивания (дополнительную информацию см. на рис. 1). Для улучшения качества изображения можно использовать флуоресцентное окрашивание, однако для получения флуоресцентного света требуется достаточная мощность [24]. Специальные оптические фильтры (каждый из которых имеет определенную длину волны) необходимы для создания изображений с подходящей длиной волны излучаемого света, что приводит к максимальному выходу флуоресцентного света. Водная смесь 0,2% акридинового желтого, который поглощается древесиной, но не клеем ПФ, используется для усиления присутствия флуоресценции в процессе визуализации [31]. Однако методы окрашивания, используемые в литературе, ограничены и требуют дополнительных экспериментальных шагов для подготовки образца, и в большинстве описанных испытаний окрашивания краситель наносился на смолу перед склеиванием. Применение морилки в производственной линии промышленного масштаба может быть дорогостоящим и вызывать нежелательные изменения цвета продукта [32]. Объединение изображений, сделанных в видимом и флуоресцентном режимах (FM), может улучшить видимость линии склеивания. Махдт и др. [32] использовали метод слияния для объединения изображений, полученных в видимом и флуоресцентном режимах с использованием красителей генцианвиолет и бриллиантовый сульфафлавин соответственно (рис. 5). Техника слияния улучшила постобработку, необходимую для количественной оценки параметров линии склеивания, позволив полуавтоматический анализ изображений. Наиболее распространенным недостатком, связанным с использованием FM, является ограничение глубины захвата, что является важным параметром при исследовании клеевой линии [33].

Рис. 5.

Изображение поперечного сечения и линии склеивания с использованием (а) видимого, (б) флуоресцентного режимов и (в) объединенного изображения [32].

В зависимости от используемого оптического пути флуоресцентная микроскопия может быть просвечивающей флуоресцентной микроскопией (TFM) или эпифлуоресцентной микроскопией (EPI) [24]. TFM обычно использует темное поле, пропускающее свет через конденсатор, чтобы возбудить образец для испускания флуоресцентного света в разных направлениях. TFM обеспечивает генерацию сильного флуоресцентного света при малых увеличениях, однако при увеличении увеличения флуоресцентный свет уменьшается, что делает метод более применимым для более крупных образцов [24]. EPI использует линзу объектива сначала как хорошо скорректированный конденсор, а затем как светосборник для формирования изображения (см. иллюстрацию оптического пути на рисунке 6).

Рисунок 6.

Различия оптических путей между (слева) TFM и (справа) EPI [24].

Изображения, полученные с помощью TFM, обычно темнее по сравнению с изображениями, полученными с помощью EPI. Некоторыми другими преимуществами систем EPI являются повышенная интенсивность флуоресцентного света, снижение потерь света, отсутствие потери интенсивности флуоресценции [24].

Визуализация проникновения клея в древесные композиты с помощью EPI показана на рис. 7 [34]. Максимальная глубина проникновения в волокна имеет тенденцию к увеличению по мере увеличения содержания влаги. Исследование влияния влагоотверждения полиуретана на содержание сегментов (жестких и мягких) адгезионных связей показало, что увеличение содержания жесткой фазы увеличивает межмолекулярные взаимодействия, вязкость жидкости клея и температуру стеклования мягкой фазы [35]. Это исследование показало, что толщина линии клеевого соединения увеличивалась по мере увеличения процентного содержания твердой фазы, в то время как процентное содержание твердой массы имело отрицательную связь с эффективным проникновением клея (рис. 8).

Рис. 7.

Проникновение смолы ПФ в пряди тополя при различной влажности (а) 2 %, (б) 6 %, (в) 10 % и (г) несплошность клея в образцах с влажностью 6 % [34].

Рисунок 8.

Флуоресцентная микроскопия изображения линии склеивания полиуретана и развития проникновения вверху: PU8020 с 53,5%, посередине: PU5050 с 65,4% и внизу: PU2080 с 72,5% массы твердой фазы [35].

Проникновение смолы ПФ в тополь количественно определяли с помощью визуализации ЭФИ при влажности 2, 6 и 10% [34]. Для визуализации на однородную ориентированно-стружечная плиту распыляли 50% раствор фенолформальдегидной смолы (ПФ) в воде. Смесь из тополя и 2% карбоната калия (K2CO3) в качестве катализатора добавляли в стружечные плиты [34, 36].

Использование ультрафиолетовой (УФ) микроскопии может обеспечить лучшее разрешение и большее увеличение для изображений клеевых швов. Микроскопия в падающем ультрафиолетовом свете (UVLMI) использовалась для изучения линии склеивания в образцах бука LVL, показанных на рисунке 9, после циклической обработки температурой и относительной влажностью [37]. На полученных изображениях хорошо видно проникновение модифицированной меламиноформальдегидной смолы (МУФ) и полиуретана в структуру ЛВЛ. В эпископической микроскопии высокого разрешения (HREM) используются срезы микротома, делающие изображения тонких слоев блока образца (толщиной 1–5 мкм). Затем изображения накладываются друг на друга с помощью программного обеспечения для визуализации для разработки трехмерной модели блока образца. Стереомикроскоп флуоресценции и цифровая камера используются для захвата смеси красителей, встроенной в блок образца, для визуализации структурных компонентов [29].]. Метод HREM успешно используется в различных медицинских приложениях, обеспечивая более высокое разрешение изображения по сравнению с рентгеновской компьютерной томографией, МРТ и оптической проекционной томографией (ОПТ) [28, 38]. Образцы требуют детальной обработки обезвоженных тканей перед визуализацией HREM с использованием 4% параформальдегида (масса/объем) в течение 1–2 часов в вакууме, а затем инкубируют при 4 ° C в течение ночи перед промывкой этанолом и заливкой в ​​раствор для заливки (рис. 10). 29].

Рис. 9.

Изображения слоистой структуры образцов ЛВЛ, выдержанных в условиях различной температуры и относительной влажности [37].

Рисунок 10.

w3.org/1998/Math/MathML” xmlns:xlink=”http://www.w3.org/1999/xlink” xmlns:xsi=”http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance”> Срезы зрелых плодов Citrus limon с использованием HREM [29].

3.2 Электронная микроскопия (СЭМ, ЭСЭМ, просвечивающая электронная микроскопия (ПЭМ))

Для повышения пространственного разрешения микроскопов использование электронных лучей становится более предпочтительным методом, заменяющим источник видимого света. Электронная микроскопия может достигать максимального увеличения более чем в 300 миллионов раз. Движущиеся электроны могут действовать аналогично оптическому изменению длины волны. Концепция обнаружения выделения энергии и длины волны при движении электронов является основой для развития просвечивающей электронной микроскопии (ПЭМ) в 1919 году.38 и сканирующей электронной микроскопии (СЭМ) в 1952 г. [24]. Получение изображений с более высоким уровнем увеличения и на большей глубине возможно с помощью электронной микроскопии. Однако серый цвет получаемых изображений ограничивает визуализацию различных клеевых линий, а подготовка образцов и визуализация в вакууме являются одними из ограничений электронной микроскопии [24, 33].

3.3 Рентгеновская компьютерная томография (РКТ)

Компьютерная томография (КТ) была первоначально разработана в 1970-х годах для медицинской визуализации, КТ-сканер обеспечивает различные размеры изображений, включая: большие до 250–500 мкм или меньше мю-КТ (минимальное пространственное разрешение от 50 до 325 нм) и n-CT (минимальное пространственное разрешение 200 нм). Для образцов меньшего размера требуется уменьшение потока рентгеновского излучения, что увеличивает требуемое время сканирования [27]. Рентгеновская компьютерная томография (РКТ) используется в микромасштабе для визуализации клеточной структуры образцов в 3D-режиме, обеспечивая пространственные детали сложной сети ксилемы [39].]. XCT использует излучение, которое проникает в образец, а затем регистрирует фотоны после прохождения через образец. XCT использует два разных механизма для получения изображений структуры: абсорбционно-контрастную и фазово-контрастную томографию. В методах абсорбционного контраста различия в линейных коэффициентах затухания материала, μ, влияют на контраст абсорбции, что приводит к достаточному контрасту для отображения краев ячеек в структуре образца. Коэффициенты линейного затухания зависят от плотности материала и атомного номера (Z). В фазово-контрастной томографии используется фазовый сдвиг падающего луча фотонов на границе раздела двух разных материалов. Фазово-контрастная томография подходит для материалов с низким контрастом поглощения, таких как мягкие материалы с более низким атомным номером [40]. При обнаружении проникновения клея в древесину сходство между коэффициентом затухания PF и целлобиозой (полимер, выбранный в этом исследовании для представления клеточных стенок в структуре древесины) показало, что XCT не является подходящим методом обнаружения, если клей PF тестировался без добавления контрастного вещества [41]. ]. Однако это может относиться не ко всем видам клея и изделиям из древесины в зависимости от породы древесины, ее характеристик и плотности (рис. 11).

Рисунок 11.

Линейное затухание, зарегистрированное для контроля PF, бромированных (BRPF), йодированных (IPF1 и 2) и рубидиевых (RBPF) клеев и целлобиозы как представителя полимера клеточных стенок древесины [41].

Отсутствие контраста поглощения рентгеновских лучей клеем и клетками древесины затрудняет использование технологии микроКТ (мкКТ) для визуализации линий соединения и проникновения клея. Незначительные различия между естественной плотностью древесины и используемыми типами клея требуют добавления в клей усилителя для получения изображения. Тяжелые металлы использовались в качестве контрастного вещества для визуализации клеевых швов в изделиях из дерева, однако их ограниченная подвижность меток и фазовое разделение этих компонентов делали их использование менее эффективным при изучении свойств клеевых швов [42]. Сканирование зависит от поглощенного контраста, основанного на различиях линейного коэффициента затухания материалов (μ). Линейный коэффициент затухания зависит от плотности материала и его элементного состава. На основании закона Бера–Ламберта μ рассчитывается с использованием прошедшей (I) и начальной (I0) интенсивности излучения и толщины материала (d) [43]:

II0=exp-μdE3

Принимая во внимание различия между клеями, используемыми в деревообрабатывающей промышленности, и плотностью коммерческих пород древесины, для достижения требуемого контраста между двумя материалами потребуется добавление контрастных веществ в древесину или используемый клей. Использование добавок контрастного вещества изучалось для изучения проникновения клея в древесину ранее [33, 40, 41, 44, 45]. Из ряда испытанных контрастных веществ, используемых с PF (см. Рисунок 12), йод был выбран в качестве предпочтительного вещества, улучшающего четкость различий между адгезивом и клеточными стенками. Рубидий также был испытан в качестве контрастного вещества в сочетании с PF. RbPF (добавленный в виде RbOH в качестве контрастного агента к PF с молярным соотношением 14,3) показал значительно более четкие различия между клеем и клеточными стенками. Использование Rb в качестве контрастного вещества давало четкие изображения, а клей с Rb легче перемещался в породах с более высокой проницаемостью, таких как дуб и тополь, в то время как пихта Дугласа показала меньшее перемещение Rb в структуре образца. Изображения, полученные с образцов, также показали, что Rb проникает в структуру древесины независимо от клея и проникает дальше, чем клей, что указывает на сложность использования Rb в качестве контрастного вещества [33].

Рис. 12.

Результаты использования адгезивов для визуализации с добавлением различных контрастных веществ [41].

Использование рентгеновской микротомографии (XMT) для фиксации проникновения клея PF в образцы дугласовой пихты улучшило четкость проникновения клея в структуру образца, однако результаты в шкале серого не ясно иллюстрировали границу между клеточными стенками и просветы, заполненные смолой (рис. 13).

Рис. 13.

3D-изображения дугласовой пихты с фенолформальдегидным клеем на поперечной поверхности сверху (а) с деталями клеточной стенки и (б) с удаленными деталями клеточной стенки [33].

Для четкости и качества изображения при использовании XMT образцы необходимо высушить. Избыток влаги в точке насыщения может снизить контраст клеточной стенки и качество изображения. Однако сушка в печи образцов древесины ниже FSP может увеличить риск разрушения клеточных стенок. Сочетание спектроскопии потерь энергии электронов (EELS) или энергодисперсионного рентгеновского анализа (EDXA) с электронной микроскопией показало преимущества в количественном определении параметров и глубины клеевой линии. EELS использует электронный зонд с высокими возможностями для визуализации темных режимов (они слабо связаны с оптическим возбуждением, что делает визуализацию более сложной по сравнению со световым режимом) для картирования различных местоположений образца [46]. SEM-EDXA подходит для исследования того, проник ли клей в структуру клетки (рис. 14) [47].

Рис. 14.

Спектр EDX и СЭМ обратного рассеяния OSB с использованием бората цинка в качестве контрастного вещества, стрелками показаны частицы бората цинка в просветах клеток древесины [47].

Йодированные (IPF) и бромированные (BrPF) смолы PF использовались для микроКТ-визуализации линий склеивания в древесных композитных панелях. Исследование вязкости клея и ММ (после отверждения) не показало изменений БрПФ. Однако молекулярная масса клея перед отверждением увеличивалась по мере увеличения процентного содержания добавленного контрастного вещества. ИПФ имел несколько более низкую вязкость по сравнению с контрольными образцами ПФ. Плотность порошка, определенная для BrPF, была ниже, чем у контрольных образцов PF. Дальнейшее тестирование меченого клея с использованием флуоресцентных микрофотографий и карт элементов методом энергодисперсионной спектроскопии (EDS) Modzel [48] показало присутствие Rb в клеточных стенках в срезах без присутствия клея RbPF (рис. 15) [43].

Рис. 15.

Рентгенограммы тополя, склеенного йодированным ПФ, (а) поперечное сечение, (б) древесина и линия склеивания в 3D, (в) 3D линия склеивания без сечений древесины [40].

В исследовании Kamke et al. Йодированный PF (IPF) был получен путем добавления 10% 3-йодофенола к фанерным клеям в соответствии с производственным процессом промышленного синтеза клея. Конечный клей содержал 39,5% йода по весу в качестве контрастного вещества для улучшения результатов рентгеновского изображения. Несмотря на то, что вязкость клея при 25°С составляла 930 сП, что могло бы изменить свойства отверждения клея, но не повлияло на поведение склеивания. Изображения из этого исследования показаны в [41]. Изображения, генерируемые ионизирующим излучением (называемые томограммами или срезами), получаются в результате перемещения и вращения источника и детекторов. В этом методе визуализации регистрируется коэффициент ослабления рентгеновского или гамма-излучения. В неоднородной среде, такой как структура древесины, он определяет коэффициент затухания, зависящий от энергии кванта ионизирующего излучения и химического состава образца [49].]. Метод компьютерной томографии (КТ) позволяет визуализировать полную трехмерную структуру образца, включая кору, сучки, границы сердцевины и заболони и т. д. [44]. Параметры сканирования, измеренные с помощью ионизирующего излучения, различаются в зависимости от породы дерева, размера образца, уровня контраста плотности различных дефектов, конечного использования сканирующей информации, скорости сканирования, необходимой для получения изображения [49].

3.4 Магнитно-резонансная томография (МРТ) или ядерный магнитный резонанс (ЯМР)

МРТ или ЯМР была разработана в 1970-х годов для медицинской визуализации, и он был использован позже, в 1980-х годах, для визуализации растительного материала [27, 50]. МРТ представляет собой неразрушающий метод получения изображений структуры растений и используется в качестве метода in vivo для определения содержания воды и движения влаги в структуре растений [51]. Изображения ветки Quercus serrata были получены с использованием МРТ с различной интенсивностью сигнала для обнаружения различных компонентов (показанных на рисунке 16), включая воду, годовое кольцо, внутренние кольца [52]. Хотя в литературе не сообщалось об исследованиях по использованию МРТ или ЯМР для изучения адгезионных связей, обе эти технологии имеют значительный потенциал для этой цели.

Рис. 16.

Изображения ветви Quercus serrata с помощью МРТ, (a) Реконструированное изображение поверхности из набора данных 3D-FSPGR. Болты с 1 по 3 соответствуют номерам на рис. 3b. (b) Взвешенные по плотности протоны поперечные изображения. ТР, 2000 мс; ТЕ, 25 мс. (c и d) Взвешенное по плотности протонов (TR, 2000 мс; TE, 20 мс) и взвешенное по T1 (TR, 540 мс; TE, 20 мс) радиальное изображение соответственно. Размер пикселя 156 мкм. — Масштабная линейка = 1 см [52].

Термический метод использует температуру для картирования поверхности объекта, применяя процедуру активного или пассивного нагрева. Например, циклическая нагрузка на конструкционную древесину может использоваться в качестве активного источника нагрева для обнаружения влияния дефектов конструкции на механическую прочность и эксплуатационные характеристики изделий [49]. ].

Процесс пассивного нагрева обычно применяется для определения направления сучков, наклона волокон, распределения влаги и разрывов в структуре древесины. Процесс пассивного нагрева не оказывает разрушающего воздействия на образцы из-за низкого термического напряжения, однако требует быстрых методов регистрации для получения точных изображений. Инфракрасные камеры являются наиболее распространенными типами систем обнаружения, использующих электронное обнаружение инфракрасного излучения, излучаемого образцом [49]. Эти методы используются для определения целостности поверхности и подповерхности, например, в композитах на основе древесины [53].

Сканирующая тепловая микроскопия (СТМ) использует два разных режима для обнаружения изменений в химическом составе образцов и картирования проникновения клея в структуру с помощью термозонда. Термоконтрастная микроскопия (ТКМ) измеряет изменения температуры поверхности образца. Кондуктометрическая контрастная микроскопия (ККМ) также измеряет поверхностную проводимость образца при постоянной температуре [54]. Изображения фенол-резорцино-формальдегидно-адгезивных связей (ФРП) древесины с использованием СТМ представлены на рис. 17.

Рисунок 17.

(a) Изображения адгезионного соединения в образцах ели с использованием (вверху): световой микроскопии и (внизу): SThM картирования топографии, тока зонда и напряжения и (b) различий в топографии для эпоксидной смолы SPURR ( В центре) и в контакте с клеем PUR (слева) и клеем PRF (справа).

В микроволновых методах диэлектрические свойства структуры образца используются для отображения структуры в методах микроволновой визуализации. Этот метод обычно используется для оценки изделий из древесины после сушки и склейки, для выявления любых внутренних дефектов, таких как сучки, спиральные волокна, разрывы в структуре бревен, пиломатериалов и композитов на основе древесины [49].].

Ультразвуковые методы представляют собой недорогие методы определения содержания клея в деревянных изделиях с высокой чувствительностью к расслаиванию, однако получение изображений с высоким разрешением затруднено, а воспроизводимость этого метода в зависимости от давления является плохой [44]. Сообщалось об исследованиях неопределенности значений напряжения, зарегистрированных датчиком (отклонение 20–25%), когда для ультразвуковых показаний требуется дополнительное давление руки [55]. Однако ультразвуковые системы с воздушной связью показали многообещающие результаты, устраняя эту вариацию, что требует дальнейших исследований ее эффективности при обнаружении сложных склеенных участков (рис. 18) [44, 55].

Рис. 18.

Микроволновая техника для обнаружения сучков на радиальном (а) и реконструированном изображении (б) [49].

FTIR-изображение химических компонентов (инфракрасное преобразование Фурье) предоставляет подробную информацию о функциональных группах на основе поглощения, интенсивности химических полос, площади полос и положения. На рис. 19 показаны показания FTIR для древесины и полимерного дифенилметандиизоцианата (pMDI) в неотвержденном и отвержденном состоянии [56]. В этом исследовании сообщалось о проблемах обнаружения образования клея в клеточных стенках с использованием этого метода.

Рис. 19.

Результаты визуализации с использованием FTIR-спектров древесины сосны обыкновенной (Pinus taeda L.) и pMDI, а также древесины-pMDI [56].

Химическая визуализация используется для определения интенсивности и распределения различных компонентов в структуре древесины [57, 57]. В исследовании использовалось нековалентное взаимодействие ацетилированной нанокристаллической целлюлозы (AC-NCC) с полимолочной кислотой (PLA) в материале, протестированном в качестве индикатора для химической визуализации. На рис. 20 показаны показания для различных химических компонентов в образцах, включая изображение в видимом свете в левой колонке, карты поглощения mCh3 в средней колонке и интегрированные площади пиков поглощения второй производной mC=O в правой колонке. Результаты показали, что ИК-Фурье можно эффективно использовать для визуализации химических связей между подложкой и функционализированным наполнителем [57].

Рис. 20.

Результаты карты поглощения для различных частиц с использованием химического изображения и микроспектроскопии FTIR для композитных материалов [57].

3.5 Рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия (РФС)

Как обсуждалось ранее, рентгеновская компьютерная томография (РКТ) использовалась после добавления бромзамещенного фенолформальдегида (BrPF) для увеличения ослабления рентгеновского излучения и захвата более яркой клеевой линии что отличимо от клеток древесины [58].

В этом исследовании также использовалась рентгенофлуоресцентная микроскопия (XFM) для получения изображений линии соединения [59]. В этом исследовании изучался требуемый поток клея (BrPF) и инфильтрация для создания эффективного клеевого соединения в сосне обыкновенной ( Pinus taeda ). Четыре материала, включая BrPF, BrPF-смешанный с древесиной, древесину и воздух в пористой структуре древесины, наблюдались на изображениях, как показано на рисунке 21 (левое изображение (b)). Исследование показало некоторую неопределенность в отношении состава древесины с BrPF, которая не была включена в трехмерную реконструкцию изображения. На рис. 21 показаны рентгеновское и рентгенофлуоресцентное изображения, а также участки, обведенные красными кружками, которые не использовались при 3D-реконструкции. Потенциальное включение в изображения клеточных стенок древесины, пропитанных BrPF или другим материалом, может быть ограничением в 3D-визуализации с XCT, которое можно преодолеть с помощью XFM. Изображение справа на рис. 21 показывает согласованность изображений XCT.

Рис. 21.

Слева: рентгеновская компьютерная томография (XCT) и правая рентгенофлуоресцентная микроскопия (XFM) — изображения линии склеивания [58].

Метод XCT позволяет визуализировать течение BrPF и его проникновение в трехмерную структуру древесины с течением времени. В срезах с меньшей прозрачностью BrPF, смешанного с древесиной, XFM обеспечил детальное наблюдение за присутствием клея внутри клеточной структуры древесины (рис. 22).

Рис. 22.

Втекание BrPF в структуру древесины с течением времени [58].

Исследование PF в клеточных стенках древесины с использованием XFM в сочетании с наноиндентированием показало, что использование BrPF улучшает матрицу клеточной стенки (см. разделы, показанные на рисунке 21). Различная молекулярная масса (MW) тестируемых BrPF показала, что более низкая MW оказывает большее влияние на предотвращение размягчения клеточных стенок из-за накопления влаги. На рис. 23 линия склеивания показана стрелками, а пунктирная белая линия показывает клетки, испытанные на механическую прочность методом наноиндентирования [59].

Рисунок 23.

XFM, использованный для картирования проникновения Br в структуру клеток древесины, (а) после 85 мин BrPF и (б) 155 мин образцов [59].

Наноиндентирование и сканирующая зондовая микроскопия (СЗМ) визуализации годовалой сосны Массон ( Pinus massoniana Lamb.) показали преимущества, которые СЗМ может обеспечить при исследовании клеточной прочности [60]. На рис. 24 показаны подробные изображения клеток и модифицированных (пропитанных смолой ПФ (в качестве термореактивного агента) образцов при 15, 20, 25 и 30% обработках) клеток. Этот метод можно использовать для обнаружения присутствия клея в различных участках клеточной стенки и его влияния на прочность клеточной стенки, поскольку толщина клея и свойства линии соединения (толщина и глубина проникновения) различаются.

Рис. 24.

w3.org/1998/Math/MathML” xmlns:xlink=”http://www.w3.org/1999/xlink” xmlns:xsi=”http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance”> Изображения сосны Массона (а и в) под микроскопом и (б и г) под СЗМ с наноиндентерным зондом [60].

3.6 Эпифлуоресцентная микроскопия (ЭФМ)

ЭФМ-микроскопия позволяет визуализировать клеточную структуру с поверхности образцов, используемых для визуализации.

Исследование проникновения клея в древесностружечные композиты с использованием EPI показало, что этот микроскопический метод эффективен для количественной оценки взаимодействия клея с древесиной. В ходе исследования определяли количество волокон, заполненных клеем (FFN), количество сосудов, заполненных клеем (FVN), максимальную глубину проникновения клея в волокно (MPD 9).0073 f ) и в лучах (MPD _r ). На рис. 25(а) представлены результаты ЭФВ-микроскопии образцов тополя при различной влажности (2, 6 и 10 % МС) [34]. Проникновение смолы было выше в древесине с более высокой влажностью. На рис. 25(b) показаны результаты визуализации с помощью ЭФИ трех клеев УФ в тополе в радиальном и тангенциальном направлениях. На полученных изображениях были видны четкие участки проникновения клея в сосуды, лучи, а также линии склеивания. Три UF-клея были протестированы при различной вязкости, включая UF I, 545 мПа.с < UF II, 745 мПа.с < UF III, 1644 мПа.с [36].

Рис. 25.

(а) Изображения проникновения УФ в структуру древесины с помощью ЭФИ [34] и (б) ЭФИ проникновения клея в различные плоскости тополя (а, б и в в радиальном и а ^, b ^, и c ^, — в тангенциальных направлениях) [36].

Это исследование показало, что проникновение в радиальном направлении было ниже, чем проникновение в тангенциальном направлении, что может быть связано с наличием ямок (на радиальных стенках), которые облегчают движение клея в тангенциальном направлении. Прочность образцов на сдвиг увеличивалась по мере увеличения проникновения и была выше у клея с меньшей вязкостью (из-за лучшей текучести клея) [36].

3.6.1 Конфокальная лазерная сканирующая микроскопия (КЛСМ)

Конфокальная лазерная сканирующая микроскопия (КЛСМ) обеспечивает возможность выбора оптической глубины для изображения участков структуры, которые обычно очень трудно физически подготовить. Визуализация склеенных участков с помощью КЛСМ под ФМ обеспечивает четкое представление линии склеивания и ее границ в структуре древесины. На рис. 26(а) представлены изображения, полученные с поверхности древесины с покрытием в ходе исследования долговечности используемого материала покрытия и проникновения в поверхностные трещины сосны лучистой (9).1137 Pinus radiata ). Сравнение со световой микроскопией показало преимущества использования КЛСМ в отображении деталей проникновения в просвет клетки и мелких поверхностных трещин [61].

Рисунок 26.

w3.org/1998/Math/MathML” xmlns:xlink=”http://www.w3.org/1999/xlink” xmlns:xsi=”http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance”> КЛСМ, использованный для (а) визуализации поверхности покрытия и проникновения материала покрытия в структуру древесины (полоса = 20 мкм) [61], (б) проникновения карбамидоформальдегидной (УФ) смолы в структуру древесины [62 ] и (c) УФ-изображение клея, показывающее структуру древесины и проникновение смолы [9].

Разделить карбамидоформальдегидную (UF) смолу и клетки древесины обычно нелегко с помощью обычных микроскопических методов; На рис. 26 справа показаны изображения UF-смолы с использованием CLSM [9].

На рисунке 26(b) показаны результаты CLSM проникновения УФ-смолы в слои шпона сосны лучистой ( Pinus radiata D. Don ) (толщиной 2 мм) фанеры, включая полностью заполненные и не заполненные клеем трахеиды, а также развитую линию клеевого соединения [ 62]. На рис. 26(с) показаны результаты КЛСМ-визуализации UF-смолы в образцах из Криптомерия состояния Хоойбренк. Это исследование показало, что УФ-смола проникает в аксиальные просветы трахеид и лучей и трещины вокруг линии склеивания. Визуализация показала, что клей легче проникает в направлении наименьшего сопротивления (показано на изображении стрелками) сжатию прессом [9].

CLSM также использовался для получения изображений различных образцов древесно-стружечных плит, направленных на компонент УФ-смолы в структуре плиты, что позволяет количественно определить процентное содержание смолы в общей площади плиты. Это исследование, в котором сочетались КЛСМ и УФ с флуоресцентной меткой (рис. 27), показало четкие срезы клеток и проникновение клея в структуру досок (из ели обыкновенной (9).1137 Picea abies (L.) Karst.) [63]. Сингх и др. использовали [61, 64] конфокальные флуоресцентные микрофотографии, чтобы зафиксировать проникновение клея в структуру клеток древесины, а также подробную информацию о соединении клеток клеем (см. Рисунок 28). CLSM — это новый метод визуализации, который позволяет повысить контраст между деревом и покрытием или клеевыми материалами для улучшения качества и четкости изображения.

Рис. 27.

Изображения среза ДСП, склеенного флуоресцентно-меченым УФ-смолой, полоса = 50 мкм [63].

Рис. 28.

Левое изображение, полученное при световой микроскопии с большим увеличением, среднее изображение, полученное с использованием конфокальной флуоресцентной микрофотографии, и правое изображение, полученное с помощью СЭМ [64].

3.7 Химическое картирование – ИК-Фурье-микроскопия

Химическое картирование и визуализация биологических и биометрических образцов – спектроскопия комбинационного рассеяния Фурье – недавно использовалась для изучения древесины, включая покрытия, деградацию и модификацию клеточных стенок. Подобно системам детектирования БИК, рамановская спектроскопия использует колебательные переходы [65]. Однако рамановская спектроскопия использует изменения поляризуемости функциональных групп, в то время как NIR использует различия в поглощении инфракрасного излучения для обнаружения химических компонентов. Изучение кедра японского ( Cryptomeria japonica D. Don) с помощью конфокальной рамановской микроскопии показал четкие детали структуры и химического состава древесины, включая распределение алкидной смолы и лигнина (рис. 29). Исследование показало большие возможности рамановской микроскопии в обнаружении различных химических компонентов древесины и древесных покрытий на клеточном уровне структуры.

Рис. 29.

Рамановское картирование на поперечном срезе покрытых образцов японского кедра (а) Рамановское изображение (б) лигнина, (в) алкидной смолы и (г) объединенной информации надпочечников [65].

Аналогичная работа, выполненная Wang et al. [60] показали преимущества, которые может дать рамановская спектроскопия при изучении проникновения смолы ПФ в клеточную структуру сосны Массона. Изображения показали проникновение смолы PF в просвет клеток, а также в клеточные стенки. Изображения также показывают взаимодействие ПФ с полимерами клеточных стенок. Наноиндентирование, выполненное на клеточных стенках в сочетании с рамановской спектроскопией, показало, что добавление смолы PF в структуру древесины уменьшает размерные изменения структуры, возникающие в результате набухания и усадки [60].

Реклама

4. Резюме и будущие направления

Обзор посвящен существующим исследованиям и методам, используемым для визуализации клеевых связей в различных изделиях из древесины. В этом обзоре освещены возможности, преимущества, ограничения и потенциал различных методов визуализации, включая микроскопию (видимый свет, УФ, ИК), электронную микроскопию (СЭМ, ЭСЭМ, просвечивающую электронную микроскопию (ПЭМ)), рентгеновскую компьютерную томографию (XCT). ), тепловые методы, микроволновые методы, ионизирующее излучение, ультразвук, FTIR-изображение химических компонентов, рентгеновское изображение, эпифлуоресцентная микроскопия (EPI), конфокальная лазерная сканирующая микроскопия (CLSM) и химическое картирование. Большинство опубликованных работ были сосредоточены на применении и типах древесины, используемых для конкретных продуктов, а не на разработке/следовании стандартному протоколу при определении определений для разработки и измерений адгезионной связи. Эти исследования в основном качественные и сравнительные только с образцами, протестированными в каждом исследовании. Обзор предполагает, что существует необходимость в разработке стандартных определений формы клеевого соединения, толщины, глубины проникновения и масштаба как в 2, так и в 3D, чтобы иметь возможность количественно оценивать эффективность процесса склеивания различных изделий из древесины. Влияние типов древесины, анатомической структуры, свойств склеивания, механизмов отверждения и типов клея, используемых для различных применений/изделий, необходимо изучить для различных структурных и неконструкционных деревянных элементов. В обзоре также подчеркивается необходимость более точного определения линий склеивания, проникновения в зависимости от направления волокон древесины и деталей ячеек, которые могут повлиять на эффективность проникновения в зависимости от смачивающих свойств поверхности, содержания экстрактивных веществ в ячейках и размера ячеек. Взаимодействие между клеем, клеточными стенками и химическими экстрактивными веществами различных типов древесины до и после нанесения клея и производства продукции необходимо будет тщательно изучить, и для промышленности может быть разработана сводка потенциальных различий и сходств для каждого типа продукции из древесины.

Существующая литература показывает силу и возможности различных методов визуализации для анализа эффективности адгезии в различных типах древесины, однако необходимы дополнительные исследования для изучения потенциала каждого метода для ряда изделий из древесины и типов древесины (например, мягких и мягких). лиственных пород). Трехмерное изображение может предоставить подробную информацию о адгезионных связях в различных условиях, в том числе о различиях в MC, типе клея (различные требования к отверждению и время отверждения) и типе древесины (включая низкую и высокую плотность, а также для мягкой и твердой древесины).

При использовании рентгеновского сканирования, когда разница в плотности между древесиной и клеем является основным фактором визуализации, необходимы дальнейшие исследования для изучения эффектов добавления контрастных веществ (таких как йод) в клеи и потенциального влияния на свойства клея. это может привести к вариациям линий скрепления и изменениям в схемах проникновения.

Необходима дальнейшая работа по отслеживанию потенциального воздействия промышленных процессов и условий окружающей среды на образование связей и проникновение клея во время и после производства, а также в течение срока службы деревянных элементов, особенно для конструкционных изделий, таких как клееный брус, CLT и LVL.

Реклама

Благодарности

Авторы признательны Министерству сельского хозяйства и рыболовства Квинсленда и Австралийскому центру международных сельскохозяйственных исследований (ACIAR) за предоставление финансирования для поддержки этой работы в рамках проекта ACIAR FST/2016/151. «Развитие усовершенствованной деревообрабатывающей промышленности в Лаосе и Австралии».

Литература

1. 1. Скейст И. Справочник по клеям. 2012: Springer Science & Business Media.
2. 2. Фрихарт, Ч.Р. и К.Г. Хант, Клеи с древесными материалами: формирование связи и характеристики. Справочник по дереву: древесина как конструкционный материал: глава 10. Centennial ed. Общий технический отчет FPL; ГТР-190. Мэдисон, Висконсин: Министерство сельского хозяйства США, Лесная служба, Лаборатория лесных товаров, 2010 г.: с. 10.1-10.24.
3. 3. Frihart, C.R., Склеивание древесины и клеи. 2005: CRC Press, Бока-Ратон, Флорида.
4. 4. Кумар, Р. и А. Пицци, Клеи для дерева и лигноцеллюлозных материалов. 2019: Джон Уайли и сыновья.
5. 5. Сиау, Дж., Вуд: Влияние влаги на физические свойства. кафедра Wood Sci. и для. Prod., Политехнический институт Вирджинии. Инст. State Univ., USA, 1995.
6. 6. Камке Ф.А., Дж.Н. Ли, Проникновение клея в древесину — обзор. Wood and Fiber Science, 2007. 39(2): с. 205-220.
7. 7. Тарков, Х., В. Фейст и К. Саутерланд, Проникновение в зависимости от молекулярного размера — взаимодействие древесины с полимерными материалами. Для Prod J, 1966. 16 (10): с. 61-65.
8. 8. Bastani, A., S. Adamopoulos и H. Militz, Полное проникновение клея в фурфурилированную, модифицированную N-метилолмеламином и термообработанную древесину, исследованную с помощью флуоресцентной микроскопии. Европейский журнал древесины и изделий из дерева, 2015. 73(5): с. 635-642.
9. 9. Цинь Л., Л. Лин и Ф. Фу, Микроструктурная и микромеханическая характеристика проникновения модифицированной карбамидоформальдегидной смолы в древесину. Биоресурсы, 2016. 11(1): с. 182-194.
10. 10. Стивенс Р.С. и Н.П. Куча, Влияние молекулярной массы смолы на склеивание ДСП. Древесина и волокно, 2007. 19(4): с. 353-361.
11. 11. Гарднер Д.Дж., К.Э. Фрейзер и А.В. Кристиансен, Характеристики механизма адгезионного склеивания древесины с использованием гидроксиметилрезорцина. Wood Adhesives, 2-4 ноября 2005 г.; Сан-Диего, Калифорния, США. Мэдисон, Висконсин: Общество лесных товаров, 2006: ISBN: 189.2529459: страницы 93-97.
12. 12. Хасс П. и др. Проникновение клея в древесину бука: эксперименты. Деревоведение и технология, 2012. 46(1–3): с. 243-256.
13. 13. Роуэлл Р.М. Справочник по химии древесины и древесных композитов. 2012: CRC Press.
14. 14. Янг Р., Фуджита М. и Ривер Б. Новые подходы к склеиванию древесины Адгезивная система на основе активируемого лигнина. Wood Science and Technology, 1985. 19(4): с. 363-381.
15. 15. Карлссон, О. и У. Вестермарк. Автоадгезионное склеивание путем окислительной обработки древесины. на Международном симпозиуме по химии древесины и целлюлозы: 09/06/2003–12/06/2003. 2003.
16. 16. Видстен, П., и др., Влияние высокой температуры разделения на волокна на свойства древесноволокнистых плит средней плотности (МДФ), изготовленных из обработанных лакказой волокон твердой древесины. Журнал науки и технологии адгезии, 2003. 17 (1): с. 67-78.
17. 17. Фелби, С., Дж. Хассингбо и М. Лунд, Экспериментальное производство древесноволокнистых плит из окисленных лакказой древесных волокон: свойства плит и доказательства сшивки лигнина. Ферментные и микробные технологии, 2002. 31(6): с. 736-741.
18. 18. Харазипур А., Хюттерманн А., Людеманн Х. Ферментативная активация древесных волокон как средство для производства древесных композитов. Journal of Adhesion Science and Technology, 1997. 11(3): с. 419-427.
19. 19. Frazier, C.E., Изоцианатные связующие для древесины. Справочник по клеевой технологии, 2003. 2.
20. 20. Лей, Х., и др., Глютеновые белковые клеи для деревянных панелей. Журнал науки и технологии адгезии, 2010. 24 (8–10): с. 1583-1596 гг.
21. 21. Ferdosian, F., et al., Клеи на биологической основе и оценка применения древесных композитов. Полимеры, 2017. 9(2): с. 70.
22. 22. Сарика П. и др. Биологические альтернативы фенолу и формальдегиду для производства смол. Полимеры, 2020. 12(10): с. 2237.
23. 23. Гэн X. и К. Ли, Исследование клеев для древесины из крафт-лигнина и полиэтиленимина. Журнал адгезионной науки и техники, 2006. 20(8): с. 847-858.
24. 24. Chen, H.-H., et al., Количественный анализ интернализации наночастиц в клетках млекопитающих с помощью рентгеновской микроскопии высокого разрешения. Журнал нанобиотехнологий, 2011. 9(1): с. 1-15.
25. 25. Chen X., B. Zheng и H. Liu, Оптические и цифровые микроскопические методы визуализации и их применение в патологии. Аналитическая клеточная патология, 2011. 34(1, 2): с. 5-18.
26. 26. Камке, Ф.А. и Дж.Н. Ли, Проникновение клея в древесину — обзор. Wood and Fiber Science, 2005. 39(2): с. 205-220.
27. 27. Hesse, L., et al., Структурная и функциональная визуализация крупных и непрозрачных образцов растений. Журнал экспериментальной ботаники, 2019. 70(14): с. 3659-3678.
28. 28. Гейер С.Х., Т.Дж. Мохун и В. Дж. Венингер, Визуализация эмбрионов позвоночных с помощью методов эпископической трехмерной визуализации. The Scientific World Journal, 2009. 9: с. 1423-1437 гг.
29. 29. Cinnamon, Y., et al., Эпископическая микроскопия с высоким разрешением обеспечивает трехмерную визуализацию морфологии и развития растений. Прямой завод, 2019. 3(11).
30. 30. Дамико, Д.Дж., Достижения в области адгезивов, науки о адгезии и испытаний. 2005: Международное ASTM.
31. 31. Джермал Г. Чендлер, Р.Л.Б., и Чарльз Р. Фрихарт Исследование проникновения клея в модифицированную древесину с использованием флуоресцентной микроскопии в совете по клеям и герметикам, Inc. 2005, Лаборатория лесных товаров, Лесная служба Министерства сельского хозяйства США, Мэдисон.
32. 32. Mahrdt, E., et al., Обнаружение УФ-клея под световым микроскопом в промышленных древесностружечных плитах. Wood Sci Technol, 2015(49): с. 517-526.
33. 33. Модзель Г., Камке Ф.А., Камке Ф.Д. Карло, Сравнительный анализ древесины: клеевой шов. Wood Sci Technol, 2011. 2011(45): с. 147-158.
34. 34. Edalat, H., et al., Новый количественный метод для оценки картины проникновения клея в композиты на основе древесины в виде частиц: метод подсчета элементов. Деревоведение и технология, 2014. 48(4): с. 703-712.
35. 35. Рен Д. и Фрейзер С.Э. Структурно-свойственные характеристики отверждаемых влагой полиуретановых клеев для древесины: влияние содержания твердых сегментов. Международный журнал адгезии и клеев, 2013. 45: с. 118-124.
36. 36. Гаврилович-Грмуса И. и др. Влияние вязкости УФ-смол на радиальное и тангенциальное проникновение в древесину тополя и на сопротивление сдвигу клеевых соединений. 2012.
37. 37. Hirschmüller, S., et al., Адгезионные свойства столбов из клееного бруса для использования во временном креплении к грунту: характеристики склеивания изогнутых конструкций в высокощелочной среде. Деревоведение и технология, 2018. 52(5): с. 1289-1311.
38. 38. Гейер С.Х. и В. Дж. Венингер, Эпископическая микроскопия высокого разрешения (HREM): оглядываясь назад на 13 лет успешного создания цифровых объемных данных органического материала для 3D-визуализации и 3D-отображения. Прикладные науки, 2019. 9(18): с. 3826.
39. 39. Бродерсен, Ч.Р., Визуализация анатомии древесины в трех измерениях с помощью рентгеновской микротомографии высокого разрешения (мкКТ) – обзор. Журнал IAWA, 2013. 34(4): с. 408-424.
40. 40. Пэрис, Дж. Л. и Ф. А. Камке, Количественное проникновение клея в древесину с помощью рентгеновской компьютерной томографии. Международный журнал адгезии и клеев, 2015. 61: с. 71-80.
41. 41. Камке Ф. и др. Методика микромеханического анализа клеевых соединений древесины с использованием рентгеновской компьютерной томографии и численного моделирования. Wood and Fiber Science, 2014. 46(1): с. 15-28.
42. 42. Paris, J.L., F.A. Kamke и X. Xiao, Рентгеновская компьютерная томография клеевых соединений древесины: эффекты затухания и фазового контраста. Wood Science and Technology, 2015. 49(6): с. 1185-1208.
43. 43. Paris, J.L., et al., Фенолформальдегидные клеи, разработанные для усовершенствованной рентгеновской визуализации при склеивании древесно-композитных материалов. Журнал материаловедения, 2014. 49(2): с. 580-591.
44. 44. Санабрия С.Дж. и др. Оценка целостности клееной древесины с помощью микрофокусной рентгеновской компьютерной томографии с ограниченным углом обзора. Европейский журнал древесины и изделий из дерева, 2011. 69(4): с. 605-617.
45. 45. Lasaygues, P., et al. Неразрушающая диагностика целостности свежей древесины с помощью ультразвуковой компьютерной томографии. 2007.
46. 46. Мэдсен, С.Дж. и М.Л.Б.А.Р.С. Маджид Эсфандьярпур, Наблюдение за затуханием плазмонов из-за адгезионных слоев в золотых наноструктурах с использованием спектроскопии потерь энергии электронов, в ACS Photonics. 2018.
47. 47. Hill, C.A. Модификация древесины: химические, термические и другие процессы. Том. 5. 2007: Джон Уайли и сыновья.
48. 48. Модзель Г.Г.Р. Компьютерный рентгеноструктурный анализ древесно-адгезионных связей. 2009: Университет штата Орегон.
49. 49. Букур В. Методы визуализации структуры древесины с высоким разрешением: обзор. Измерительная наука и техника, 2003. 14(12): с. Р91.
50. 50. Lauterbur, P.C., Формирование изображения индуцированными локальными взаимодействиями: примеры использования ядерного магнитного резонанса. 1973.
51. 51. Роберт, Е.М., и др., Визуализация содержания воды в стебле двух родов с вторичной флоэмой, продуцируемой последовательными камбиями, с помощью магнитно-резонансной томографии (МРТ). Журнал заводской гидравлики, 2014. 1: с. е006-е006.
52. 52. Курода, К., и др., Магнитно-резонансная микровизуализация распределения ксилемного сока и некротических поражений в стволах деревьев. Журнал IAWA, 2006. 27(1): с. 3-17.
53. 53. Ву Д. и Буссе Г. Термография с блокировкой для неразрушающей оценки материалов. Revue générale de thermique, 1998. 37(8): с. 693-703.
54. 54. Konnerth, J., et al., Проникновение клея в стенки клеток древесины исследовано с помощью сканирующей термической микроскопии (СТМ). Де Грюйтер, 2008. 62(1).
55. 55. Санабрия С.Дж. и др. Ультразвуковое исследование с воздушной связью как точный и воспроизводимый метод оценки сцепления клееной древесины. Деревоведение и технология, 2011. 45(4): с. 645-659.
56. 56. Wang, X., et al., Влияние проникновения изоцианатов (pMDI) на наномеханику клеточной стенки древесины, оцененное с помощью AFM-IR и наноиндентирования (NI). Holzforschung, 2018. 72(4): с. 301-309.
57. 57. Mukherjee, T., et al., Химическая визуализация взаимодействия ацетилированной нанокристаллической целлюлозы (NCC) с полимерной матрицей из полимолочной кислоты (PLA). Целлюлоза, 2017. 2017(24): с. 1717-1729 гг.
58. 58. Джейкс Дж. Э. и др. Рентгеновские методы наблюдения и количественной оценки проникновения клея в древесину. Журнал материаловедения, 2019. 54(1): с. 705-718.
59. 59. Jakes, J.E., et al., Рентгенофлуоресцентная микроскопия на основе синхротрона в сочетании с наноиндентированием для изучения взаимодействий фенол-формальдегида на молекулярном уровне в клеточных стенках древесины. Прикладные материалы и интерфейсы ACS, 2015. 7(12): с. 6584-6589.
60. 60. Wang, X., et al., Многомасштабная оценка влияния пропитки фенолформальдегидной смолой на размерную стабильность и механические свойства Pinus Massoniana Lamb. Леса, 2019. 10(8): с. 646.
61. 61. Сингх А.П. и Б.С. Доусон, конфокальный микроскоп — ценный инструмент для исследования границы раздела древесины и покрытия. Исследование JCT, 2004. 1(3): с. 235.
62. 62. Чон, Б. и Б.-Д. Парк, Влияние молекулярной массы карбамидоформальдегидных смол на кинетику их отверждения, интерфазу, проникновение в древесину и адгезию при склеивании древесины. Наука и технология древесины, 2019 г.. 53(3): с. 665-685.
63. 63. Altgen, D., et al., Анализ распределения ультрадисперсной смолы в древесно-стружечных плитах с помощью конфокальной лазерной сканирующей микроскопии. Композиты Часть A: Прикладная наука и производство, 2019. 125: с. 105529.
64. 64. Сингх, А., и др., Световая, конфокальная и сканирующая электронная микроскопия границы между древесиной и адгезивом. Microsc Anal, 2008. 22(3): с. 5-8.
65. 65. Гирлингер, Н. и М. Шваннингер, Химическая визуализация клеточных стенок древесины тополя с помощью конфокальной рамановской микроскопии. Физиология растений, 2006. 140(4): с. 1246-1254 гг.

Разделы

Информация о авторе

• 1. Введение в Эффективность клея
• 2. Адгезивные системы и типы
• 3. Техния, используемые в продуктах для визуализации
• 4.summary и будущие направления

27 ACHINGELGELGERESLEGERENGES

• 4.SUMMARY и Будущие Диреки
27.

Реклама

Автор:

Марьям Ширмохаммади и Уильям Леггейт0003 СКАЧАТЬ БЕСПЛАТНО

© 2021 Автор(ы). Лицензиат IntechOpen. Эта глава распространяется в соответствии с условиями лицензии Creative Commons Attribution 3.0, которая разрешает неограниченное использование, распространение и воспроизведение на любом носителе при условии надлежащего цитирования оригинальной работы.

Кондоминиум Park Slope становится «крупнейшим деревянным зданием Нью-Йорка»

Бен Дрейт | 9 мая 2022 г. Оставить комментарий

Местная студия Mesh Architectures завершила строительство Timber House, кондоминиума в Бруклине, который, по словам застройщика The Brooklyn Home Company, является «крупнейшим массивным деревянным зданием в Нью-Йорке».

Деревянный дом изготовлен из клееного бруса, типа конструкционной древесины, используемой для изготовления массивных деревянных конструкций, и, по данным Brooklyn Home Company, является крупнейшим проектом по производству массивной древесины в Нью-Йорке с точки зрения площади и высоты. .

Это также первый кондоминиум в городе, построенный с использованием массивной древесины, сказал застройщик.

В здании 14 квартир

«Timber House начался с простой идеи создания ощущения жизни в здании, которое привлекает, стимулирует и в то же время успокаивает нас», — сказал Эрик Лифтин, основатель и руководитель Mesh Architectures.

“Мы делаем это здесь, используя растения в качестве основного строительного материала.”

Колонны, балки и плиты перекрытия здания выполнены из массивной древесины, а из-за городских ограничений ядро ​​пришлось сделать из бетонной кладки, сообщили в студии.

Квартиры расположены по всей длине здания.

Timber House расположен в жилом районе Парк-Слоуп в Бруклине и состоит из 14 квартир, простирающихся от улицы до задней части здания.

Согласно Mesh Architectures, здание было «построено по принципам пассивного дома».

Несмотря на то, что он не сертифицирован как пассивный дом, он был построен с солнечными фотоэлектрическими панелями на крыше для обеспечения энергией и изоляцией из минеральной ваты и полиизоцианурата, чтобы снизить потребность в кондиционировании воздуха.

Отопление и кондиционирование воздуха обеспечивают воздушные тепловые насосы.

Здание было разработано в сотрудничестве с The Brooklyn Home Company

. В нем также есть окна пассивного качества с тройным остеклением, а 10 парковочных мест в гараже на первом этаже имеют электрическую зарядную станцию.

Фасад здания характеризуется плоской поверхностью, выполненной из датского кирпича, который, по мнению команды, был выбран, чтобы интегрировать здание в район, состоящий преимущественно из коричневого камня.

На верхних уровнях оболочка ваяется в виде выступающих окон и утопленных балконов со стеклянными перилами. Нижняя часть балконов деревянная, что придает внешней палитре оттенок дерева внутри.

Полы также сделаны из дерева.

С террасы на крыше открывается вид на центр Бруклина и Манхэттен.

Внутри деревянные стены и потолки выравнивают коридоры, а на полу есть шестиугольная плитка, разработанная Mesh по индивидуальному заказу и произведенная в Турции.

Квартиры имеют потолки высотой 11 футов (3,3 метра) и украшены открытыми деревянными балками со светодиодными лампами, встроенными непосредственно в дерево.

Руководство Dezeen по массивной древесине в архитектуре

Деревянные балки также спускаются с потолка и обрамляют некоторые стены и окна, позволяя лучше понять структуру здания.

«Открытые деревянные балки, присутствующие в доме, создают стиль, напоминающий о городской жизни 1960-х и 70-х годов, когда мы представляем себе эти большие резиденции в стиле лофт, что действительно особенное», — сказал Билл Калео из The Brooklyn Home Company.

«Как город, если мы хотим уменьшить свой углеродный след, мы должны отдавать приоритет массовой древесине».

В дополнение к потолку и балкам, в квартирах есть деревянные акценты.

Полы в жилых помещениях выполнены из дерева, а кухня покрыта белой плиткой, которая гармонирует с белыми шкафчиками, акцентированными оттенками натурального дерева, и длинным белым островом.

Другие недавно анонсированные проекты массивных деревянных конструкций включают самое высокое деревянное здание в мире, спроектированное Шмидтом Хаммером Лассеном, и разработанный Хеннингом Ларсеном опытный центр Volvo в Швеции.

Фотография Трэвиса Марка.

Подпишитесь на нашу рассылку

Ваша электронная почта

Dezeen Debate

Наш самый популярный информационный бюллетень, ранее известный как Dezeen Weekly. Рассылается каждый четверг и содержит подборку лучших комментариев читателей и самых обсуждаемых историй. Плюс периодические обновления услуг Dezeen и последние новости.

Новинка! Dezeen Agenda

Рассылается каждый вторник и содержит подборку самых важных новостей. Плюс периодические обновления услуг Dezeen и последние новости.

Dezeen Daily

Ежедневный информационный бюллетень, содержащий последние новости от Dezeen.

Dezeen Jobs

Ежедневные обновления последних вакансий в области дизайна и архитектуры, рекламируемых на Dezeen Jobs. Плюс редкие новости.

Dezeen Awards

Новости о нашей программе Dezeen Awards, включая сроки подачи заявок и объявления. Плюс периодические обновления.

Dezeen Events Guide

Новости от Dezeen Events Guide, справочника, посвященного ведущим событиям, связанным с дизайном, происходящим по всему миру. Плюс периодические обновления.

Мы будем использовать ваш адрес электронной почты только для отправки вам запрошенных вами информационных бюллетеней. Мы никогда не передадим ваши данные кому-либо еще без вашего согласия. Вы можете отказаться от подписки в любое время, нажав на ссылку отказа от подписки в нижней части каждого письма или написав нам по адресу [email protected].

Для получения более подробной информации см. наше уведомление о конфиденциальности.

Спасибо!

Вскоре вы получите приветственное письмо, поэтому проверьте свой почтовый ящик.

Вы можете отказаться от подписки в любое время, щелкнув ссылку внизу каждого информационного бюллетеня.

Больше изображений и планов

Как добиться высокой производительности с помощью деревянного каркаса

Одно из старейших деревянных ремесел в мире, деревянный каркас включает в себя соединение тяжелых деревянных бревен с врезными и шиповыми столярными изделиями. Деревянные каркасные конструкции имеют элегантный вид мебели ручной работы, но в большем масштабе.

Технологии деревянного каркаса использовались во всем мире на протяжении всей истории. До того, как пиломатериалы стандартных размеров стали доступны, строители использовали тяжелую древесину из-за ее прочности и естественной красоты. Присущее деревянным каркасным домам мастерство уже давно представляет качественное строительство.

Чрезвычайно устойчивое деревянное каркасное здание выдерживает нагрузки внутри тяжелого деревянного каркаса, поэтому внутренние несущие стены практически не требуются. Это обеспечивает открытую, гибкую внутреннюю планировку этажей, часто со значительной высотой потолков. Деревянный каркас демонстрирует красоту натурального дерева, предлагая преимущества, включая структурную стабильность и возможности для энергоэффективности. Появление инженерных изделий из дерева означает, что деревянное каркасное здание также может иметь традиционную или современную эстетику.

Несмотря на то, что деревянный каркас — технология строительства, насчитывающая тысячи лет, — не сразу ассоциируется с современностью, этот метод строительства естественным образом подходит для экологичного проектирования и высокоэффективных ограждающих конструкций зданий.

Возобновляемые ресурсы

Деревянный каркас может использовать натуральную или искусственную древесину для структурных элементов. Древесина является одним из очень немногих по-настоящему возобновляемых ресурсов. Натуральная древесина из устойчиво управляемых лесов или инженерные изделия из дерева, такие как клееный брус (клееный брус), кросс-клееный брус (CLT) и пиломатериалы из параллельных прядей (PSL), обеспечивают в среднем 20-летний цикл возобновляемых ресурсов.

Строительство из дерева снижает выбросы энергии и CO2 по сравнению с другими конструкционными материалами. Такие организации, как ReThinkWood.com, Wood Works и APA — Ассоциация производителей инженерной древесины, продвигают новые технологии и решения для древесины, которые могут принести пользу всей отрасли проектирования и строительства и планете. Лесной попечительский совет продвигает устойчивое лесное хозяйство посредством сертификации лесоматериалов и поставщиков услуг.

При рассмотрении жизненного цикла дерева как строительного материала — от заготовки, производства и транспортировки до использования, технического обслуживания, утилизации и переработки — древесина превосходит бетон и сталь с точки зрения воплощенной энергии, загрязнения воздуха и воды и углеродного следа. . Помимо своих устойчивых преимуществ, древесина предлагает преимущества в стоимости, соответствии нормам, сейсмостойкости, ветроустойчивости, доступности и долговечности. Есть даже удивительное движение к строительству небоскребов с деревянным каркасом. 9№ 0003

Высокоэффективная изоляция

Открытая конструкция деревянного каркаса позволяет легко сочетать его с изоляционными стеновыми и кровельными панелями. Большинство деревянных каркасных конструкций могут быть закрыты системой теплоизоляционных панелей, создавая чрезвычайно энергоэффективную непрерывную оболочку здания, сохраняя при этом внутренний вид деревянных конструкций. Теплоизоляционные панели имеют высокие значения R и при правильной установке пропускают очень мало воздуха, сохраняя в помещении тепло зимой и прохладу летом.

По словам Хью Лофтинга, основателя компании Hugh Lofting Timber Framing в Кеннетт-сквер, штат Пенсильвания, секрет максимальной эффективности заключается в минимизации проникновения воздуха и проводящих мостиков в тепловом барьере. «Панельные системы намного лучше, чем что-либо еще, используемое с деревянным каркасом, потому что они обеспечивают непрерывный слой изоляции, а не прерываются двойным каркасом», — объясняет Лофтинг.

Он добавляет, что присущая деревянным рамам гибкость, которая делает их устойчивыми в сейсмических зонах, означает структурное смещение, которое умный строитель должен компенсировать.

Тщательная герметизация, заполнение зазоров и нанесение гидроизоляции имеют решающее значение в местах соединения панелей, в дверных и оконных проемах, а также в других местах потенциального проникновения воздуха и влаги. Однако при правильной установке системы теплоизоляционных панелей обеспечивают превосходные характеристики в деревянном каркасном здании, позволяя избежать некоторых проблем, связанных с изоляцией летучей мышью. При типичной установке изоляции с летучими мышами летучие мыши могут быть сдвинуты или порезаны, когда водопровод или электричество проходят через полости в стенах. В системах структурно-изолированных панелей (SIP) системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха и другие строительные системы размещаются в служебных полостях и не соприкасаются с изоляцией, обеспечивая постоянное значение R и тепловой барьер и, таким образом, более эффективную оболочку.

Компания Lofting уделяет особое внимание защите ограждающих конструкций здания от термических разрывов. Как и многие производители деревянных каркасов, использующие SIP, Lofting всесторонне рассматривает изоляцию всей оболочки здания. Фундамент получает такую ​​же концентрацию, как стены и крыша. В зависимости от конкретного климата проекта под плитным фундаментом, а также под или вокруг нижних колонтитулов может быть нанесена пенопластовая изоляция толщиной от 4 до 6 дюймов, что обеспечивает дополнительный уровень защиты между домом и любой потерей тепла в землю под ним.

Например,

Деревянный каркас открывает много возможностей для гибридного строительства. В недавнем высокопроизводительном доме площадью 3600 квадратных футов в округе Честер, штат Пенсильвания, стены построены с использованием системы ферм Ларсена с двойными стойками. Двенадцатидюймовые полости в стенах заполнены целлюлозной изоляцией, а 12-дюймовые панели крыши с изоляцией из пенополистирола заполняют открытую конструкцию крыши с деревянным каркасом из пихты Дугласа. Плитный фундамент утеплен пенопластом толщиной четыре дюйма и пароизоляцией толщиной шесть мил.

Наружные стены включают систему защиты от дождя, облицованную цементными плитами. Вместо воздушного барьера снаружи OSB имеет водостойкий слой толя, который обеспечивает защиту, позволяя дому дышать через вентиляционную полость под сайдингом. Удлиняющие косяки на каждом окне гарантируют, что конверт остается воздухонепроницаемым вокруг каждого оконного уплотнения, а экран от дождя сохраняет свою целостность. Высокопроизводительная система настолько герметична, что для воздухообмена в помещении требуется система вентиляции с рекуперацией энергии (ERV). Дом включает в себя несколько мини-сплитов и канальный блок для отопления и охлаждения.

Этот метод возведения стен стал популярным в пассивных домах.

Пассивные принципы

Деревянный каркас естественным образом подходит для строительства пассивного дома. Высокопроизводительные здания со стратегиями пассивного дома обычно обеспечивают экономию энергии на 60-70 процентов по сравнению со стандартной конструкцией за счет суперизоляции и воздухонепроницаемых ограждающих конструкций, высокоэффективных систем HVAC, вентиляции с рекуперацией энергии, высокоэффективных окон и контроля влажности.

Хью Лофтинг недавно построил Kamp Kaolin, высокопроизводительный дом площадью 2700 квадратных футов, основанный на принципах пассивного дома и строительной науке. Дом включает в себя инженерную древесину и «усовершенствованный каркас» в двухфутовых центрах. Стены 2×6 включают в себя систему застежек-молний для защиты от воздуха и влаги с четырехдюймовой изоляцией из пеноматериала. Усовершенствованный каркас уменьшает количество древесины, но увеличивает R-значение стены, поскольку сводит к минимуму термические разрывы. Методы открытого строительства дома исключают большинство внутренних стен, обеспечивая гибкость интерьера и позволяя естественному дневному свету заливать дом из стены с окнами, выходящими на восток.
 
От жилого к коммерческому

Движение за пассивные дома выдвинуло деревянный каркас на передний план в жилищном проектировании и строительстве, но деревянный каркас одинаково хорошо подходит для экологичных коммерческих проектов. Деревянный каркас подчеркивает архитектурный дизайн Ленфест-центра площадью 9300 квадратных футов в заповеднике ЧесЛен, природном заповеднике площадью 1263 акра в округе Честер, штат Пенсильвания. Здесь находится фонд Natural Lands Trust, организация, которая защищает леса, поля и водно-болотные угодья на востоке страны. В Пенсильвании и на юге Нью-Джерси Ленфест-центр предлагает общественное образование и средства управления природоохранной деятельностью. Главное здание и павильон для мероприятий изготовлены из пихты Дугласа, дополнены дубовой беседкой. Проект включал обширный переработанный материал бывшего грибного консервного завода, геотермальную систему отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, высокоэффективное освещение и окна, а также плотную оболочку здания.

Разработанный компанией Archer and Buchanan Architecture, Ltd. Центр Lenfest в заповеднике ЧесЛен был удостоен награды Architect’s Challenge Award 2013 от Марвина Виндовса, награды Associated Builders and Contractors Construction Excellence Award 2013 и награды Пенсильванского общества американских зарегистрированных архитекторов в 2013 году. Награда.

Приверженность принципам устойчивого развития

Одной из причин того, что Hugh Lofting Timber Framing активно интегрирует высокопроизводительные функции в свои деревянные здания, является приверженность компании принципам устойчивого развития. Хью Лофтинг — сертифицированный строитель Института пассивных домов США, один из 17 строителей PHIUS в Пенсильвании. Сертифицированная корпорация B также поддерживает сертификацию цепочки поставок Лесного попечительского совета, что указывает на то, что продукция, используемая в ее проектах по деревянному каркасу FSC, поступает из ответственно управляемых лесов. Многие члены проектной и строительной группы компании являются LEED Green Associates, а некоторые в настоящее время проходят обучение, чтобы стать сертифицированными консультантами по пассивным домам.

Деревянный каркас предлагает возможности для творческой эстетики в сочетании с продуманными стратегиями оформления. Несмотря на то, что изделия из дерева могут быть устойчивыми, выбор изоляции все еще оставляет место для улучшений.

«Теперь задача состоит в том, чтобы найти альтернативу пене», — говорит Лофтинг. «Хотя изоляция пены в SIP и других панелях великолепна с точки зрения энергоэффективности, мы оставляем всю эту пену позади». Лофтинг ссылается на такие варианты изоляции, как минеральная вата, переработанная выдувная целлюлоза и древесное волокно, но сетует на отсутствие широкой доступности. По мере того, как отрасль движется к более эффективным ограждающим конструкциям зданий, он надеется также увидеть больше вариантов возобновляемой изоляции.

Опубликовано 11 апреля 2016 г. в Building Science, Energy Efficiency

Архивы вдохновения для пассивного дома – ZH ArchitectsZH Architects

Опубликовано 11.07.2016 ZH Architects

Будучи бессовестным фанатом строительной науки, я был особенно взволнован этим визитом. Во время моего тура по Nordic Factory я из первых рук узнал о том, что происходит за кулисами при производстве CLT. Чтобы значительно упростить процесс — есть пять основных шагов: 

• Когда деревья впервые поступают на фабрику, они сканируются 3D-сканером, который за считанные секунды определяет наиболее эффективную схему распила, чтобы получить максимальный выход из каждой отдельной части.
• Затем бревно разрезается на несколько деревянных полос, затем они соединяются на конце и склеиваются вместе, чтобы получились невероятно длинные куски дерева.
• Эти длинные палочки укладываются рядом друг с другом, на них наносится тонкий слой клея, а сверху укладывается второй слой перпендикулярных элементов.
• Этот процесс повторяется слой за слоем для создания огромных панелей размером до 64 футов в длину, 8 футов в ширину и 15 дюймов в толщину. Затем нарост прессуется в массивном прессе.
• Архитекторы и строительные бригады могут представить свои файлы CAD или BIM, и автоматизированное оборудование вырежет отдельные детали по заказу.

Что меня больше всего вдохновило во время моего визита на Nordic Factory, так это их внимание к созданию экологичного продукта и методы управления лесами. Nordic Factory в настоящее время выращивает более двух миллионов акров черных елей. Однако убрано всего 1% площадей. В результате эта фабрика создала чистый положительный цикл роста деревьев. Вырубленные участки вырастают обратно в лес, который естественным образом восстанавливается и восстанавливается до своего первоначального экологического состава. Даже когда деревья срублены, ничто не пропадает даром, поскольку используется каждая часть дерева.

Использование клееного бруса в качестве основного элемента конструкции здания имеет много преимуществ. По сравнению со сталью или бетоном, с CLT достаточно легко работать на месте. Сборные секции прибывают на грузовике, быстро устанавливаются на место и просто соединяются с помощью небольшой бригады. Говорят, что если вы видите кого-то с пилой или молотком на строительной площадке CLT, значит, что-то пошло не так.

Конечно, когда речь идет о деревянном строительстве, всегда возникает вопрос пожарной безопасности, но CLT сильно отличается от каркасного деревянного строительства. Массовую древесину значительно труднее воспламенить, и как только она загорается, она начинает обугливаться, заставляя ее гореть с предсказуемой медленной скоростью. Хотите верьте, хотите нет, но такая инженерная древесина может превзойти конструкционную сталь при пожаре. В одном испытании балка из клееного бруса столкнулась со стальной балкой во время пожара. Сталь разрушилась через 30 минут, в то время как древесина осталась прямой и верной, сохранив 70% своей структурной целостности. Вдобавок ко всему, CLT изготовлен из возобновляемых культур, что делает его одним из самых экологичных и низкоуглеродных строительных материалов на рынке.

В этом регламентированном ASTM испытании на огнестойкость стальная балка разрушилась через 30 минут, в то время как клееный брус сохранил более 70% своей прочности.

Конечно, с CLT не все так просто. Как и в случае со всеми новыми материалами, он потребует огромного количества тщательных испытаний, прежде чем он будет широко принят строительными отделами по всему миру. Вдобавок к этому CLT является незнакомой для многих проектировщиков местностью, поэтому работа с ней требует разработки новых деталей и способов построения.

Несмотря на эти проблемы, массовая древесина представляет собой фантастическую возможность для строительной отрасли. Население мира быстро растет и урбанизируется. Это означает больше зданий, более плотную застройку, больше стали, больше бетона и больше выбросов углерода. По словам канадского архитектора Майкла Грина, который известен своим использованием CLT, сочетание стали и бетона составляет 8% от общего объема выбросов парниковых газов. На строительную отрасль приходится 47% выбросов CO2 в США. В своем выступлении на TED Майкл убедительно доказывает, почему мы должны строить небоскребы из дерева.

Мы считаем, что пришло время обратиться к альтернативным материалам, отвечающим требованиям строительства 21 века. Но у нас также есть срочная обязанность сократить выбросы углерода и неэкологичные методы строительства. CLT предлагает идеальное решение этой сложной проблемы. Это устойчивое, низкоэнергетическое и углеродно-отрицательное устройство, которое позволяет архитекторам мечтать, проектировать и строить больше!

Опубликовано в Блог, Вдохновение для пассивного дома | Tagged CLT, кросс-ламинат, экологически чистые дома, здания с низким энергопотреблением, Manhattan Passive House Architects, Nordic Factory Quebec Canada, Passive House Design, Passive House NYC, устойчивое проектирование зданий, деревянные многоэтажки, ZH Architects

Опубликовано 15.06.2016 ZH Architects

Движение пассивного дома не только здесь, чтобы остаться. Во всем мире мы видим, что подрядчики, архитектурные фирмы и владельцы недвижимости, ориентированные на устойчивое развитие, используют дизайн пассивного дома.


Но если у нас есть одна критика термина «пассивный дом», так это то, что мы не думаем, что название соответствует концепции . Проекты пассивных «домов» — это не просто дома — они бывают всех форм и размеров, начиная от коммерческих помещений, общественных центров, больниц, школ и т. д.


На случай, если вы не знакомы со строительными технологиями, используемыми при проектировании пассивных домов, вот краткое напоминание:

• На стенах используется дополнительная изоляция.
• Детали спроектированы таким образом, чтобы свести к минимуму образование мостиков холода.
• Высококачественные окна с тройным остеклением используются для контроля потери/притока тепла.
• Блок рекуперации тепла (HRV) подает свежий воздух с пассивным нагревом.

Также важно знать, что пассивные дома могут быть сертифицированы по трем категориям:

• Пассивный дом: Очень энергоэффективная конструкция.
• Passive House Plus: Высокоэнергетическая конструкция с нулевым потреблением энергии. Это достигается за счет компенсации потребности здания в энергии за счет выработки электроэнергии на месте из возобновляемых источников, таких как солнечная энергия.
• Пассивный дом премиум-класса: конструкция, которая производит больше энергии, чем потребляет.

В нашем первом сообщении в блоге мы выделили несколько действительно замечательных проектов, которые, по нашему мнению, обеспечивают баланс между экологичностью и красивым дизайном. Поэтому на этот раз мы решили открыть наши собственные альбомы для эскизов, чтобы дать вам быстрый взгляд на некоторые из захватывающих проектов пассивного дома, над которыми мы работали здесь, в ZH. Мы классифицировали эти структуры от XS до XXL, просто чтобы дать вам хорошее представление о том, что можно (и что!) делается в сообществе пассивного дома.

---

XS: Дом с одной семьей

Размер: 3500 кв. , тепловой насос нагревает воду, извлекая тепло из подвала. Дополнительным преимуществом этого является то, что охлаждаемый подвал становится отличным местом для установки винного погреба. (По нашему мнению – Пассивный дом и вино – это союз, заключенный на небесах. )

---

S: 5-этажного многоквартирного дома

Размер: 7 500 квадратных футов

Местоположение: Crown Heights, Brooklyn, Renovation

Уровень: Passifive House House. Этот проект состоит из существующего трехэтажного здания. Мы полностью распотрошили его и надстроим два этажа здания. Это проект enerPHit, который будет состоять из 5 отдельных квартир.

---

M : 8 -этажное здание кондо

Размер: 13 596 кв. Эта новая постройка, состоящая из 7 элитных кондоминиумов, была одной из самых сложных и интересных для проектирования, поскольку она будет построена из CLT (перекрёстно-клееного бруса). Этот инновационный материал быстро набирает обороты в США, и после завершения строительства это здание станет первой 8-этажной структурой пассивного дома с рейтингом CLT в Нью-Йорке.




---

L: 10 История кондо -здания

Размер: 25 000 квадратных футов

Расположение: Tribeca, NYC, RENOVATION

Рейтинга: CANSTICAIN Первоначальное здание было пятиэтажным, и мы добавляем еще пять этажей сверху.