Технология сооружения строительных материалов из дерева

Федеральное агентство  по образованию

Санкт-Петербургский  государственный архитектурно-строительный университет

Кафедра истории  отрасли

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Реферат

 

Технология  сооружения строительных материалов из дерева

 

 

Выполнили

студенты группы 1 С-1

Помазкина И.А.,

Султанов Д.А.

 

 

 

 

 

 

2012г.

 

 

ВВЕДЕНИЕ

 

Издревле главными строительными материалами для  русских зодчих были дерево и глина, благо что и того и другого  было в избытке. Глиняные кирпичи, по свидетельству историков, получили на Руси распространение начиная с середины X века, а дерево в качестве основного строительного материала использовалось с незапамятных времен. Именно деревянная архитектура стала основой особенного стиля русского средневекового зодчества, которое подразумевает оптимальное сочетание красоты и функциональности построек.

Главным, и часто  единственным, орудием строителя  долгие века оставался топор. Дело в  том, что пила при работе рвет древесные  волокна, оставляя их открытыми для  воды. Топор же, сминая волокна, как  бы запечатывает торцы бревен. Недаром, до сих пор говорят: «срубить избу». Поэтому пилы применялись исключительно в столярном деле.

Именно поэтому  отношение россиян к дереву особое: его одушевляли, ему поклонялись, а в языческой Руси существовали обряды, связанные с рубкой и строительством. Некоторые из этих обрядов заимствованы православной культурой.

 

 

 

1. Деревянные работы

 

Древесина - древнейший материал, уникальный по обеспечению эргономичности, естественной экологии жилища, гигроскопичности, неограниченного срока службы, ремонтопригодности. Дерево накапливает тепло, а затем отдает его обратно в течение долгого времени. Поэтому деревянные дома не зря считают здоровым жильем. Они остаются сухими, даже если в них давно никто не жил, так как дышат, пропускают воздух и пар. Этому способствуют также приятный запах дерево, его уютный вид и ощущение тепла при касании.

Деревянные части зданий и сооружений собирают на строительной площадке из элементов и конструкций, изготовленных на деревообрабатывающих предприятиях. Работы по устройству деревянных конструкций разделяют на плотничные и столярные. К плотничным работам относятся изготовление и монтаж основных конструкций, например элементов стен из бревен и брусьев, дощатых полов, к столярным - устройство отдельных конструктивных элементов и деталей с тщательно обработанной поверхностью, например, оконных и дверных блоков, встроенной мебели, отделочных деталей и др.

Несущие деревянные конструкции  зданий надлежит монтировать в максимально  сжатые сроки. Поэтому и срубы  ручной работы и сборные элементы каркасного дома производят на специально оборудованных площадках или в заводских условиях. Чтобы предотвратить процесс гниения древесины, ее пропитывают специальными составами, предохраняющими от биоразрушений, и тщательно просушивают. После изготовления стеновые брусья и даже элементы крыши маркируют, каждую деталь помечают спецификационным номером. Затем дом разбирают, собирают в пачки, закрепляют упаковочной лентой и отправляют потребителю. Деревянные конструкции и детали домов, изготовляемые на деревообрабатывающих предприятиях, поставляются на строительную площадку в комплекте со всеми необходимыми элементами соединений.

 

2. Преимущества и особенности

 

Впрочем, для начала все-таки вспомним о достоинствах древесины, чтобы убедить вечно сомневающихся. Во-первых, деревянная стена в три раза превосходит кирпичную по теплопроводности. То есть стена из дерева толщиной, допустим, 40-50 сантиметров сохранит вам столько же тепла, сколько кирпичная толщиной полтора метра. Экономия на материалах и трудозатратах, как видно, получается солидная. Во-вторых, древесина обладает замечательными вентиляционными свойствами, что способствует естественной смене воздуха в помещении. В-третьих, этот материал имеет исключительные паро-влажностные характеристики, то есть деревянная стена не накапливает влагу, не промерзает, а значит, длительное время сохраняет свои свойства неизменными.

Это обусловлено разной степенью проницаемости древесины вдоль  и поперек бревна или доски. Когда  тепловой поток устремляется из помещения  наружу, он проходит сквозь толщу дерева и охлаждается до точки росы, после чего пар и углекислый газ, не дойдя до наружных слоев, начинают двигаться перпендикулярно годовым кольцам, поскольку в этом направлении проницаемость древесины во много раз больше. Затем влага выходит из торцов бревна, и оно в итоге не загнивает и сохраняет прочность. Так в помещении поддерживается комфортная обстановка.

Не будем забывать и  об эстетике: деревянный загородный дом  очень хорошо смотрится и гармонично вписывается в любой пейзаж. Вот почему в окрестностях Петербурга с каждым годом становится все больше и больше деревянных строений самой разной архитектуры.

Для строительства жилых  домов используют ель, сосну, лиственницу, дуб, каштан (самые распространенные породы - сосна и ель). Сосна - дерево более плотное и устойчивое к деформациям, но и более подверженное грибковым заболеваниям. У сосны имеется множество цветов и оттенков. Древесина ели - одного цвета, белого. Что касается места произрастания строительного леса, то здесь предпочтительнее древесина из северных широт, где дерево набирает массу только коротким летом. Стройматериалы из такого дерева плотные и прочные, поскольку толщина годовых колец у него меньше. Кроме того, северная древесина привычна к температурным перепадам, поэтому риск коробления и деформации ее в изделии сводится к минимуму.

Довольно важный момент - отбор строительного леса. Среди  сваленного подряд леса в лучшем случае 15-20 процентов стволов оказываются  годными для использования в  качестве строительного материала (некоторые компании, наиболее придирчиво отбирающие лес, оставляют лишь 5-7 процентов). А еще для заготовки леса важно время года. Профессионалы предпочитают заготавливать лес зимой, поскольку в это время года дерево спит, сок по стволу движется плохо и содержание влаги минимально.

Внимательно следует отнестись  к проблеме сушки заготовленных  строительных материалов. Каждому хочется  построить дом побыстрее (в особенности - если стеновые материалы уже отобраны и оплачены), однако в случае использования влажной древесины в перспективе возможны разные проблемы: усадка дома по вертикали, ведущая к нарушению целостности внутренней отделки и «геометрии» окон и дверей; коробление отдельных бревен и в итоге появление щелей; возникновение трещин, в которых скапливается влага и заводятся древоточцы и грибки. Поэтому имеет смысл трижды подумать, прежде чем предпочесть дешевый сырой материал дорогому высушенному. Если вы все-таки решили строить дом из сырых бревен, то следует хотя бы не торопиться с отделкой, подождав примерно год, когда деревянная конструкция подсохнет и даст усадку.

Хотя в современных  условиях сушку, как правило, проводят в специальных сушильных камерах, что позволяет снизить уровень  влаги в древесине до 11-15 процентов.

 

3. Старое доброе бревно

 

Раньше в России рубили деревянные строения из бревен, подгоняя комель к вершине и таким образом  устраняя естественное уменьшение диаметра древесного ствола. Некоторые такие  строения, возведенные 100-150 лет назад, стоят до сих пор и, думается, простоят еще немало. Пользуются подобной технологией и сегодня, возводя пусть не самые современные, зато весьма добротные деревянные здания и сооружения. Сторонники такой технологии считают, что ручная обработка позволяет аккуратнее снимать верхний слой древесины, а это дает возможность лучше сохранить структуру дерева и уменьшить количество трещин и других дефектов. Нестандартность отдельных бревен придает строению своеобразный, несерийный облик, а это ценится многими клиентами.

Однако с расширением  масштабов строительства технологический процесс упростили, а именно: начали использовать оцилиндрованное бревно, у которого сечение одинаково по всей длине. Механизированные технологии по обработке бревен применялись в России и за рубежом уже в начале века. Деревянные дома из-за сокращения числа операций при сборке стали проще и быстрее строить; кроме того, использование оцилиндрованного бревна позволяет создать более жесткую конструкцию и придать строениям правильную геометрическую форму.

«Превращение» обычного бревна в оцилиндрованное происходит с помощью специальных станков, которые снимают верхние слои древесины и выравнивают поверхность (при такой технологии желательно, чтобы бревна были сухими). Сначала ствол очищают от коры, затем пропускают через систему фрез, создавая таким образом идеальный цилиндр с тщательно обработанной поверхностью. Потом производится торцовка бревен в размер, делаются шипы, пазы и замки, сверлятся технологические отверстия, а завершает процесс обработка антисептиками и антипиренами. Пазы и замки в таких бревнах выполняются с очень высокой точностью, поэтому венцы имеют минимальные зазоры, а бревна можно соединять под любым углом.

Как правило, для  строительства используются бревна диаметром от 160 до 260 миллиметров, поскольку  они, с одной стороны, позволяют достичь высоких показателей по теплосбережению, с другой - сравнительно легки для монтажа. Бревна большого размера требуют для монтажа мощных подъемных механизмов, однако по желанию заказчика можно изготовить бревна диаметром до 340 миллиметров. Точное соблюдение размеров по всей длине позволяет избежать подгонки комля к вершине, что очень трудоемко и требует немалого опыта. Деформация с течением времени у такого бревна также меньше, чем у обычного, а усадка стены равномерна по всей длине. Кроме того, ровное бревно фактически не требует внутренней отделки, поскольку достигается высокая чистота обработки его поверхности, древесина становится гладкой, вследствие чего дом прекрасно смотрится как снаружи, так и внутри.

Дома из оцилиндрованного бревна экологичны и быстро возводятся. Сочетание низкой стоимости и высоких эксплуатационных характеристик сделало их очень популярными и в России, и за рубежом.

 

4. Многообразие бруса

 

Округлая форма  бревна имеет следствием такой недостаток, как неравномерность толщины возводимой стены. Даже если бревна состыковываются друг с другом с большой точностью, появляется риск возникновения «мостиков холода» в отдельных местах. Ну и, конечно, со стройматериалом такого сечения не всегда удобно работать при монтаже.

Вот почему уже  очень давно используется брус, который  может быть самых разных видов. В  первую очередь следует упомянуть  простой пиленый сырой брус, представляющий собой распиленное и выровненное  с четырех сторон бревно. Распиливают  и выравнивают стволы на пилорамах. Брус - удобный и дешевый строительный материал, из которого можно построить фактически любой дом. Но простой пиленый брус обладает всеми недостатками сырого материала: во-первых, неизбежна усадка строения, которая сопряжена и с перекосами, и с необходимостью дополнительной теплоизоляции, поскольку могут появиться щели; во-вторых, грубо обработанная поверхность пиленого бруса требует как внешней, так и внутренней отделки.

Чтобы высушить брус, надо приложить немало усилий. В прежние времена брус вылеживался несколько лет в проветриваемом помещении или под навесом; между отдельными брусьями ставились прокладки, а торцы замазывались. Тем не менее коробления избежать удавалось не всегда: брус изгибался дугой, выворачивался дугой или трескался. Так как брус довольно большой толщины, он быстро высыхает у поверхности, оставаясь сырым внутри. В итоге возникает напряжение между разными частями, и брус «ведет» (что особенно заметно во время интенсивной сушки в сушильной камере).

У бруса есть несколько основных размеров: 100х100 миллиметров, 100х150, 150х150. Стандартная длина бруса - шесть метров; брус других размеров изготавливается по индивидуальному заказу. Можно заказать и нужное вам сечение, но за это придется заплатить дополнительно.

Если использовать сырой профилированный брус, от некоторых недостатков можно избавиться. В частности, от необходимости дальнейшей отделки, поскольку профилированный брус имеет строгую геометрическую форму, а его поверхности обработаны специальным инструментом до первого класса чистоты, то есть до уровня евровагонки. Но, поскольку этот материал тоже объемный, остается риск того, что во время высыхания брус может «повести». Профессиональные технологии сушки позволяют получить сухой профилированный брус, который менее всего из цельных строительных материалов подвержен короблению и деформациям. Однако полное решение проблемы возможно только в случае использования клееного профилированного бруса.

Этот материал появился около тридцати лет назад  и к настоящему времени получил  очень большое распространение в деревянном строительстве. Производят его в основном из тех же пород деревьев - ели и сосны, иногда используют лиственницу или кедр. Вначале бревна распиливают на пилорамах на доски, которые называют ламелями. Затем ламели сушат в специальных сушилках длительное время, чтобы обеспечить качество. Доски просушить гораздо легче, нежели толстый брус, - в конечном итоге содержание влаги понижается в такой древесине до 10-12 процентов. После этого некачественные ламели отбраковываются, остальные же, пройдя испытание на прочность, идут в работу. Они выстругиваются по первому классу чистоты, промазываются экологически безопасным клеем и склеиваются под прессом. Склейка производится так, чтобы направления древесных волокон чередовались, и в результате клееный брус получается прочнее обычного, не изменяет форму и не коробится при изменении влажности. После этого брус профилируется - ему придают точные размеры, а также делают пазы и выступы, позволяющие в дальнейшем создавать сборные конструкции. Благодаря высокой точности изготовления элементов конструкции дополнительное уплотнение не требуется: дома из клееного бруса не продуваются, не промерзают и надежно защищены от воздействия атмосферной влаги.