Деревянные конструкции рассчитаны на длительный срок службы
От тысячелетних деревянных построек, выдержавших испытание временем, до современных высоких деревянных башен, которые становятся все выше и выше, деревянные конструкции прочны и долговечны.
Деревянные здания выдерживают века
Прочная и крепкая, древесина — это устойчивый материал, который может служить десятилетиями, даже столетиями. Однако все еще существуют заблуждения, что здания из таких материалов, как бетон или сталь, служат дольше, чем здания из дерева. Как и в случае с любым конструкционным материалом, важен эффективный дизайн.
Древние деревянные здания продолжают стоять, включая японские храмы 8-го века, норвежские деревянные церкви 11-го века и множество средневековых стоечно-балочных конструкций Англии и Европы. Помимо своей культурной значимости, эти старые деревянные здания сохранились, потому что они были хорошо спроектированы, построены и обслуживались.
Деревянная церковь в Ломе, Норвегия | Фото: Арвид Хёйдаль
Что старое, то и новое снова
При правильном проектировании и обслуживании деревянные конструкции обеспечивают долгую и полезную службу. И хотя долговечность является важным фактором, часто другие факторы, такие как способность гибкости и адаптации к новым видам использования, определяют срок службы здания. Фактически, одно исследование не обнаружило значительной связи между используемой структурной системой и фактическим сроком службы здания. Продажа недвижимости, изменение потребностей жильцов и перепланировка чаще являются причинами сноса здания. Как прочный, многоразовый и перерабатываемый материал, древесина может сократить отходы и адаптироваться к меняющимся потребностям.
Фото предоставлено Leckie Studio Architecture + Design
Как деревьям удаётся стоять так высоко и не падать?
Дерево настолько прочное, что сила сильного ветра в большинстве случаев не ломает его ствол и ветви. Эта природная прочность является результатом врожденных свойств древесины. Древесина достаточно гибкая, чтобы не расколоться, достаточно жесткая, чтобы не сломаться, достаточно легкая, чтобы не прогнуться под собственным весом. Как пишет один ученый, «ни один искусственный материал не мог бы сделать все это: пластик недостаточно жесткий, кирпичи слишком слабые, стекло слишком хрупкое, сталь слишком тяжелая. По весу на вес древесина, вероятно, имеет лучшие технические свойства среди всех материалов, поэтому неудивительно, что мы по-прежнему используем больше древесины, чем любой другой материал, для создания наших собственных конструкций».
Естественная прочность и устойчивость древесины
Древесина — это от природы прочный и легкий материал. Деревья могут выдерживать большие нагрузки, вызванные ветром, погодой и даже стихийными бедствиями. Это возможно, потому что древесина состоит из длинных, тонких и прочных клеток. Именно уникальная удлиненная конструкция этих клеточных стенок придает древесине ее структурную прочность. Клеточные стенки состоят из целлюлозы, лигнина и гемицеллюлозы. При преобразовании в древесные продукты эти клетки продолжают обеспечивать легкие и гибкие структурные решения с прочностью, сопоставимой с другими строительными материалами.
Следовательно, несмотря на свой меньший вес, деревянные изделия могут выдерживать значительную силу, особенно когда силы сжатия и растяжения прилагаются параллельно волокнам древесины. Например, один квадрат пихты Дугласа размером 10 см x 10 см может выдерживать почти 5000 кг при сжатии параллельно волокнам. Как строительный материал, древесина хорошо работает под нагрузкой, поскольку она жесткая — насколько она может согнуться до износа или разрушения. Древесина лучше подходит для конструкций, где напряжение постоянно и регулярно, что делает ее хорошим выбором для конструкций, которые выдерживают высокие нагрузки в течение длительного времени.
Фото предоставлено: Ник Уэст
Инженерная древесина — хороший выбор для наружных работ.
Более десяти лет, открытая древесина на станции Brentwood Town Centre выглядит практически новой. Чтобы она работала и выглядела великолепно, команда использовала только высушенную в печи или обработанную древесину и спроектировала конструкцию станции таким образом, чтобы защитить древесину от непогоды с помощью прогиба и дренажа.
Прогиб, дренаж, высыхание и долговечность деревянных строений
Такие проблемы, как гниение и плесень, можно избежать, правильно детализировав деревянные здания, чтобы предотвратить воздействие воды и скопление влаги. Влагу можно контролировать, а гниение в деревянных зданиях можно предотвратить, используя четыре общие стратегии: прогиб, дренаж, сушка и прочные материалы.
Отклонение и дренаж являются первыми линиями обороны. Отклоняющие устройства (такие как облицовка и оконные фартуки) перехватывают снег, дождь и другие источники влаги на внешней стороне здания и отводят их от критических зон. Дренаж обеспечивает максимально быстрое удаление любого проникновения воды на внешнюю сторону конструкции, например, дренажная полость, встроенная в стены противодождевого экрана.
Сушка связана с вентиляцией, потоком воздуха и воздухопроницаемостью деревянного здания. Современные высокоэффективные деревянные здания могут достигать значительной воздухонепроницаемости, оставаясь при этом проницаемыми. В этом сценарии влага рассеивается наружу, сводя к минимуму риск конденсации и роста плесени, одновременно улучшая тепловые характеристики.
Олимпийский парк Уистлера | Фото предоставлено: KK Law
Почему древесина является хорошим выбором для влажной среды?
При соответствующем проектировании многие изделия и виды древесины устойчивы к высокой влажности и многим химикатам и условиям, которые отрицательно влияют на другие материалы, таким как едкие соли, разбавленные кислоты, промышленные газы и морской воздух. Благодаря своей устойчивости к этим факторам древесина часто хорошо подходит для зданий с более высоким уровнем влажности и сырости, таких как водные объекты. Древесина гигроскопична — это означает, что она будет постоянно обмениваться влагой с окружающим воздухом — помогая контролировать влажность и балансировать влажность в помещении. Деревянные конструкции во влажной среде, такой как водные объекты, будут противостоять усадке или короблению из-за влаги.
Естественная долговечность и устойчивость к гниению
Наряду с прогибом, дренажем и сушкой, естественная долговечность древесины является дополнительной линией защиты. Леса Британской Колумбии предлагают естественно долговечные виды, включая западный красный кедр, желтый кедр и пихту Дугласа. Эти виды обладают различной степенью устойчивости к насекомым и гниению в своем естественном состоянии из-за высокого уровня органических химических веществ, называемых экстрактивными веществами. Экстрактивные вещества — это встречающиеся в природе химические вещества, которые откладываются в сердцевине определенных видов деревьев, поскольку они преобразуют заболонь в сердцевину. Такие виды хорошо подходят для наружного применения, такого как сайдинг, настил, ограждения, крыши и оконные рамы — иногда их даже используют в судостроении и морских целях из-за их естественной долговечности.
Деревянные конструкции обеспечивают долговечную работу, а использование тщательной детализации часто устраняет необходимость в химической обработке. В некоторых случаях, когда древесина подвергается воздействию и постоянно контактирует с водой, например, в качестве внешнего настила или сайдинга, или используется в регионах, подверженных появлению насекомых-древоточцев, могут потребоваться дополнительные меры. Это может включать использование консервантов и обработку под высоким давлением для обеспечения дополнительной устойчивости к гниению. Все чаще дизайнеры обращаются к инновационным дизайнерским решениям и более естественным методам обработки древесины, которые сокращают или исключают использование химических консервантов.
Четыре павильона первых наций | Фото предоставлено: KK Law
Насыщенный блестящий уголь дарит красоту и силу.
Wood Innovation and Design Centre, демонстрационный проект высокого дерева, облицован естественным образом выветренным и обугленным западным красным кедром — защитная техника, которая возникла в Японии в 18 веке и называется shou sugi ban. Этот процесс, пользующийся спросом из-за своей уникальной эстетики, придает ему глубокий блестящий угольно-черный цвет, а также дополнительную устойчивость к насекомым, огню и погодным условиям.
Центр инноваций и дизайна древесины | Фото предоставлено: Brudder Productions
Время публикации: 05.04.2025
