Все про CLT панелі: Недоліки і переваги для сучасного будівництва

Будівництво – динамічна галузь, яка постійно потребує змін. Із застарілими підходами та методами не вийде рухатись в тому темпі і напрямку, яких вимагає сучасний світ. Працювати згідно високих європейських стандартів якості завжди було метою української будівельної компанії 7СI. ЇЇ філософія та цінності пов’язані з такими аспектами, як екологічність, безпека, оптимізація будівельних процесів, економічна доцільність та залучення іноземних інвестицій. А з викликами в новій українській реальності ці питання ще більш загострилися.У якості відповіді команда 7СI займається пошуком найкращих засобів втілення зазначених вище вимог, одним з яких є технологія CLT-панелей . Наші західні колеги вже давно взяли її в роботу та активно застосовують у своїх проєктах, тоді як в Україні вона ще не укорінилася. Тому 7СI вирішила дослідити ефективність застосування матеріалу і взяти на себе роль адепту будівництва із CLT-панелей на вітчизняному ринку. В серії дописів розбираємось в перевагах та недоліках матеріалу, особливостях виробництва ,напрямках та перспективах застосування, слухаємо думки експертів.

Передумови та історія виникнення технології

 З розвитком будівельної індустрії постійно з'являються нові технології і матеріали, але, на жаль, далеко не всі вони є безпечними для здоров'я та навколишнього середовища. Випаровування пластиків, розчинників, клеїв та інших токсичних хімікатів викликають алергії та ряд небезпечних хвороб. Тренд на здорове та розумне споживання, прагнення до комфортного та безпечного міського середовища десятиріччами тримають деревину в топі найбільш затребуваних матеріалів. Отже, дерево – це популярно, відносно дешево, доступно та екологічно.Але у своєму природньому стані його досить складно застосовувати у будівництві. Деревина схильна до механічних пошкоджень, вона тріскається вздовж волокон, потребує додаткового захисту від вологи. Тому у якості альтернативи виробники переходять на нові конструкції та матеріали на базі дерева. Так в 90-х роках двадцятого сторіччя 80% будівництва складають об’єкти з дерев’яного каркасу, 10 % – дома з клеєного брусу та ще 10% – будинки, виконані у технології фахверку. Але вже тоді в Європі починають замислюватися над пошуком нового формату використання деревини для зведення будинків. Надихаючись новими ідеями, команда вчених і виробників Австрії та Німеччині займаються активними дослідженнями у сфері багатошарових дерев’яних панелей. І нарешті, у 1996 році кульмінацією цих досліджень стає винахід австрійської компанії KLH MassivholzGmbH у співпраці з Технічним університетом Граца. Разом вони створюють технологію CLT-панелей. Так що ж уявляє собою ця технологія?Cross Laminated Timber (CLT, X-Lam) в перекладі з англійської означає деревина, що склеєна впоперек. CLT панелі виготовляють з посортованої за міцністю якісної деревини хвойних та листяних порід. Спочатку деревину висушують до значення вологості 12% у спеціальних камерах, потім дошки вкладають одна на одну у взаємно перпендикулярному напрямку в декілька шарів. Частіше за все, це 3-9 шарів, але максимальна кількість може дорівнювати 12–ти. Звичайно використовують непарне число шарів, щоб зовнішні поверхні виробу були однаково орієнтовані за текстурою. Потім дошки прижимають під великим тиском, створюючи єдиний масив. Перехресне склеювання знімає внутрішню напругу між шарами, наділяючи плити високою міцністю та спротивом механічним деформаціям. Так вертикальні ламелі плити задають несучу здібність, горизонтальні - породільну жорсткість. Міцному поєднанню ламелей, що формується на молекулярному рівні, допомагає спеціальний клей. Він майже не містить формальдегідних та меланових смол, тому готовий продукт є абсолютно не шкідливим для здоров’я людини та оточуючого середовища й вважається цілком екологічним.Така технологія позбавляє деревину притаманних їй недоліків та дозволяє використовувати матеріал в новий спосіб: CLT- панелі виступають в якості конструктивних елементів будинку. З них виготовляють балки, опори, плити перекриття, зовнішні та внутрішні стінові конструкції. При цьому товщина панелей знаходиться у діапазоні від 60 до 400 міліметрів, довжина - до 20 метрів, висота – до 3,5 метрів, довжина цільних балок – до 18 метрів.  

Область застосування , географія виробництва та перспективи

 Нова європейська технологія призводить до революції на будівельному ринку. Перший завод по виготовленню CLT панелей відкриває австрійська компанія KLH. Та вже в середині 90-х років «СLT-епідемія» охоплює спочатку Італію та Німеччину, а потім й інші країни Європи, просувається на інші континенти, набуваючи поширення у Канаді, Сполучених Штатах Америки та Австралії. З початку 2000-го використання CLT різко росте. Сучасний обсяг річного виготовлення панелей на європейському ринку наразі складає від 600 тисяч до мільйонів кубічних метрів. Цей показник вище, ніж у кам'яної вати «Rockwool», розробленої в 80-90 роках.Більше 80 відсотків продукції випускають Австрія та Німеччина. Основними виробниками у Європі є такі компанії, як вже вище зазначена KLH Massivholz GmbH, а також Mayr-Melnhof Kaufmann Group (Австрія, Чехія), Stora Enso (Швеція, Фінляндія), Diebinderholz Bausysteme GmbH (Австрія, 11 дочерніх компані у Європі), Hasslacher Norica Timber (Австрія), Lignotrend Produktions GmbH (Німеччина). На українському ринку технологія поки ще не набула широкого розповсюдження. Перший і єдиний завод, який виробляє CLT- панелі, засноване компанією CLT-Виробництво знаходиться в місті Коростень. Деревину виготовляють на сучасному обладнанні провідних світових виробників – Ledinek і Hundegge, що гарантує випуск високоякісного та екологічного продукту.Основна ціль, яку переслідують всі ці виробники – підтримати тенденцію зеленого будівництва, зменшуючи навантаження на навколишнє середовище та оптимізувати процеси реалізації проєктів. У багатьох європейських країнах ця технологія вже витісняє конструкції з бетону, металу та клеєного брусу. Але давайте розберемось детальніше, які саме позитивні якості роблять CLT- панелі настільки ефективними.

1. 1. Стабільність, міцність, жорсткість У порівнянні з конструкціями, виготовленими з цільної деревини, а також клеєного брусу CLT-панель має високу стабільність. Вона не деформується, не тріскається, не піддається усадці, не змінює свою геометрію залежно від вологості повітря та атмосферних опадів. Ця природна якість дозволяє дотримуватися геометричних розмірів CLT-панелі в умовах фабричного виконання до однієї десятої міліметру, що в свою чергу впливає на оптимізацію монтажу та складання конструкції на будівельному майданчику. Лабораторні випробування показали, що балка, виконана з CLT-панелі на 30–40 відсотків міцніше, ніж аналоги з інших матеріалів. Якщо казати, про модульні будинки із застосуванням цієї технології, тут відсутні шарнірні поєднання, як, наприклад, в традиційних каркасах з дерева чи металу, тому така конструкція є надзвичайно жорсткою.
   2. Легкість Важливим показником у будівництві є вага матеріалу та конструкції в цілому. Будинки з поперечно-клеєної деревини на 30% легше конструкцій зі сталі і бетону. Це впливає на всі процеси реалізації проєкту, починаючи від транспортування та монтажу й закінчуючи впливом на навантаження фундаментів, що в кінцевому результаті значно зменшує кошти замовника.
   3. Швидкість монтажуТочність габаритних розмірів панелей, легкість конструкцій та невелика кількість поєднань між елементами скорочують витрати часу на транспортування та складання, тим самим забезпечуючи високу швидкість зведення будівель. Так при грамотному виконанні робіт за один день можна монтувати 1300 квадратних метрів панелей. Відповідно, невеликий одноповерховий будинок може бути зведений за одну робочу зміну або 8 годин, а за два дні можна змонтувати дім площею 200-300 квадратних метрів. Окрім того, у порівнянні із залізобетоном, CLT-панелі можуть бути виконані за межами буд майданчика та встановлені у короткі терміни у будь-який сезон року.
   4. Теплозахисні властивостіЗавдяки своїм високим теплозахисним характеристикам, деревина застосовується не тільки, як надійний захист від холоду, але і від спеки, дозволяючи значно економити на енергоносіях в процесі експлуатації. У CLT-плиті ці якості отримали розвиток. За рахунок технології перехресного склеювання, відсутності містків холоду та місць витоків тепла, багатошарові панелі мають мінімум на 35% кращі теплозахисні характеристики, ніж колода та брус, у тому числі клеєний брус аналогічних розмірів. Показник теплоізоляції у 3-5 разів вище аналогічних будівель з бетону або цегли.
   5. ЗвукоізоляціяCLT-панель має високі звукоізоляційні характеристики. Різна орієнтація шарів клеєної деревини бездоганно гасить звукову хвилю. Так CLT-стіна товщиною 10 сантиметрів рівноцінна клеєному брусу товщиною 20 сантиметрів. Завдяки цій якості матеріал часто використовується для об’єктів, де важлива акустика, наприклад для оздоблення концертних залів.
   6. Вогнестійкість CLT-панель є масивним матеріалом, що при займанні вогню ускладнює процес потрапляння кисню до поверхні, яка горить. При цьому зовнішня обробка стіни чи перегородки може виконуватися будь-якими матеріалами без обмежень. Це кардинально відрізняє CLT-плиту від каркасних технологій, що страждають на низький показник пожежної безпеки. Термостійкість CLT-плити характеризується швидкістю горіння 0,6-0,8 міліметрів за хвилину при температурі 1200 градусів зі зменшенням цього показника в процесі утворення вуглецевого захисного шару при горінні. У разі пожежі масивні дерев'яні вироби обвуглюються зовні, утворюючи захисний шар та зберігаючи при цьому міцність.
   7. Сейсмостійкість, захист від електромагнітного та хімічного впливу Масивні дерев'яні гібридні конструкції в деяких випадках, перевищують сейсмічні характеристики зіставних будівель зі сталі та бетону. Завдяки перерозподілу навантажень усередині плити, під час сейсмічних поштовхів деталі працюють як шарніри, зберігаючи цілісність конструкції. Крім того, CLT-панель має абсорбуючі властивості, відрізняється стійкістю до агресивних середовищ, наприклад, хімічних добрив, до електромагнітних випромінювань, тощо.
   8. ЕкологічністьВироби з масивної деревини надає менший вплив на природу, ніж енергоємні матеріали, сприяючи будівництву з низьким та нульовим викидом вуглецю. Модульний дерев'яний будинок, побудований за технологією CLT є на 100% екологічним, оскільки його внутрішні та зовнішні стіни, стеля та підлога виконані з деревини. Клей, що застосовуються в CLT-панелях, є нетоксичним та відповідає найвищим екологічним вимогам. Не варто також забувати, що деревина – відновлюваний ресурс, її переробка є нешкідливою для навколишнього середовища.
   9. Зносостійкість та довговічністьCLT-панелі розраховані на тривалий термін експлуатації, після чого можливі лише низькі деформації матеріалу, які можуть бути усунені локальною реставрацією. Окремі європейські виробники плити дають гарантійний термін використання до 200 років. Це ставить матеріал на рівень вище бетону, каменю та цегли. Крім того, завдяки технології перехресного склеювання, стіни будівлі із CLT-панелей стійкі до пошкоджень гризунів.
   10. Архітектурна виразність та естетикаВикористання CLT-технології дозволяє втілити у реальність будь-яку архітектурну ідею з допомогою виробництва панелей різноманітної геометрії. Що стосується оздоблювальних робіт, то тут можна заощадити, використовуючи панелі з готовою чистовою поверхнею або виявити повну свободу в реалізації індивідуального дизайну. Панелі легко комбінуються з іншими матеріалами та піддаються різноманітним видам оздоблення, як з боку фасадів, так і в інтер'єрах. Фасад можна підготувати заздалегідь, ще на етапі виробництва. Внутрішню поверхню можна легко відшліфувати, пофарбувати, запресувати в неї інші породи деревини, оформити шпалерами, камінням або цеглою. Мокрі приміщення обробляються водостійким гіпсокартоном. Оскільки CLT-плита застосовується не тільки в стінах, але і як перекриття, вона може стати чистовою стелею. Є ще один незаперечний плюс для проєктування. За рахунок невеликої товщини перегородок залишається більше корисної площі. Збільшення досягає 8-10% при тих самих габаритах будинку.
   11. Економічна доцільністьCLT-панелі мають високоточну відповідність конструкторським кресленням, що сприяє коротким термінам будівництва, при залученні мінімальної кількості робочої сили. Отже, зменшується вартість будівництва. Монтаж відбувається швидше за інші конструктивні системи, що також знижує фінансові витрати на будівництво. Високі теплоізоляційні властивості матеріалу знижують витрати на обігрів та кондиціювання повітря.

Отже завдяки всім своїм перевагам, CLT-технологія прекрасно вписується не тільки в концепцію безпечного, зеленого та надійного будівництва, але й суттєво економить гроші замовників чи капітало-вкладників, а тому є перспективним для застосування на українському ринку.