Сычева Т.Н., Украинская А.Д. СЕКЦИЯ "Городское строительство и архитектура"

[Кулешова А.И.]

УДК 691.112

Сычева Т.Н., канд. техн. наук; Украинская А.Д. (Россия, г. Тула, Тульский государственный университет)
Sycheva T. N., Ukrainskaya A.D. (Russia, Tula, Tula State University)
ПРОБЛЕМЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ДРЕВЕСИНЫ ЛИСТВЕННИЦЫ
В СОВРЕМЕННЫХ КОНСТРУКЦИЯХ
PROBLEMS OF USING LARCH WOOD IN MODERN CONSTRUCTIONS

Аннотация: Рассмотрены особенности древесины лиственницы и ее переработки. Приведены примеры долговечности изделий и конструкций из лиственницы В настоящее время есть проблемы в разработке лесных запасов лиственницы. Отмечены возможности эффективного использования лиственницы в элементах интерьера и несущих строительных конструкциях в различных зданиях и сооружениях.
Annotation: The features of larch wood and its processing are considered. Examples of the durability of larch products and structures are given. Currently, there are problems in the development of larch forest reserves. The possibilities of effective use of larch in interior elements and load-bearing building structures in various buildings and structures are noted.
Ключевые слова: древесина, лиственница, конструкции, здания, строительство.
Key words: wood, larch, structures, buildings, construction.

Древесина хвойных пород издавна используется для строительства. Наиболее часто используются ель и сосна, но лиственница и кедр значительно их превосходят по своим качествам. Лиственница использовалась для государственных нужд, а для других целей применение лиственницы в России было ограничено. Лиственница – основная лесообразующая порода в России, однако, переработка её всегда была затруднена [1]. Наибольшие запасы приходятся на европейский север, юг Сибири и Дальний Восток. Древесина ее почти такая же прочная, как у дуба, и сооружения из лиственницы очень долговечны.
Перевозки леса в необработанном виде (кругляк или даже простые пиломатериалы) экономически сложны. Лиственница при сплаве тонет, поэтому доставка её из районов лесозаготовок особенно затруднена. Гораздо эффективнее вывозить древесину в виде переработанной продукции. Это может быть бумага, целлюлоза, фанера или пиломатериалы.
Древесина лиственницы имеет повышенную устойчивость к возгоранию – в два раза более высокую, чем у сосны. Этот материал всегда особенно ценился как основа для изготовления несущих конструкций зданий и сооружений –плотин, мельниц, мостов и т.п. [2].
С особой стойкостью лиственницы во влажной среде связано широкое применение лиственница и в судостроении. В насыщенном водой состоянии лиственница не только не гниёт, а становится еще более прочной. Для обработки древесины, долгое время находившейся в воде, даже требуется камнерезное оборудование. Водостойкость дает возможность использовать доску из лиственницы для покрытия корабельных палуб, открытых террас и веранд. По сравнению с елью и сосной в 1,5 раза увеличивается срок ее службы на открытых поверхностях. Причиной такой стойкости к гниению является повышенное содержание смолы в древесине лиственницы. Для обеспечения длительного срока эксплуатации лиственничных пиломатериалов не требуется применять химические составы. Достаточно пропитать древесину специальным маслом, чтобы получить не знающие износа уличный настил или внутреннюю отделку. Даже теперь с появлением высокопрочных композитных материалов, обшивка корпуса дорогих яхт часто выполняется лиственницей.
По твердости и стойкости к истиранию превосходит даже древесину дуба. В связи с этим лиственница с большим успехом продолжает применяться для изготовления половой доски, паркета. Использованию лиственницы в качестве ценного строительного материала способствовала ровность ствола по всей длине. При минимальных отходах и без дополнительной обработки это давало возможность применять стволы лиственницы для изготовления мачт кораблей и других ответственных конструкций.
Еще одно позитивное свойство лиственницы – высокая биологическая стойкость к губительному воздействию насекомых и микроорганизмов. Биостойкость ее древесины самая высокая среди всех пород дерева, используемых в строительстве [3]. Это объясняется тем, что в состав смолы лиственницы в значительном объеме входит камедь. Это вещество, которое выделяется растениями при повреждениях, защищает древесину от агрессивных микроорганизмов и насекомых, обеспечивает биостойкость и долговечность.
Шпалы из лиственницы имеют современное применение из-за более низкого уровня структурного шума по сравнению даже с более прочными современными железобетонными. Это способствует повышению долговечности транспортных средств и безопасности [4].
В последнее время стало популярно использование древесины лиственницы для строительства таких открытых архитектурных сооружений, как пергол, беседок, пирсов и террас, а также для внутренней и внешней отделки домов в виде таких материалов, как доска пола, вагонка, террасная и палубная доска, [5]. Наиболее активно в настоящее время применение этого материала для возведения срубов домов и бань, монтажа стропильной системы, отдельных элементов интерьера. Из лиственницы выполняют двери, лестницы и окна, некоторые предметы мебели.
Деревянные лестницы ценятся за способность длительное время сохранять исходные свойства. При использовании качественно высушенного материала, лестница практически не подвержена разрушению, не будет расшатываться и скрипеть по прошествии нескольких лет [5].
Деревянные оконные переплеты, коробки имеют низкую паропроницаемость и обеспечивают сохранение тепла при большом перепаде температур внутри дома и снаружи. Древесина лиственницы слабо подвержена усадке и набуханию, поэтому двери из нее почти не меняют своих геометрических размеров в разное время года. Однако для получения однородной двери, лишенной сколов и трещин, требуются большие затраты. Низкая теплопроводность материала дополнительно способствует сохранению тепла и прохлады в помещении, снижая затраты на обогрев и кондиционирование.
По этой причине лиственница оказывается полезным элементом при возведении бань и саун, а также монтаже внутренней обшивки. Естественные противомикробные свойства материала препятствуют образованию грибка, а низкая гигроскопичность сводит к минимуму процессы набухания и разрушения [6]. К древесине лиственницы приятно прикоснуться даже в раскаленном помещении. Лиственные купели для бани длительное время сохраняют исходную температуру воды, позволяя быстро освежиться после выхода из парилки.
В постройках из кирпича и мелких блоков деревянные элементы обычно применяются для изготовления стропил, конька и внутренней отделки. Обшивка дома изнутри лиственной вагонкой понижает теплопроводность стен и делает более комфортной внутреннюю среду в помещениях и в холодный. И в жаркий период года.
Из-за высокой стоимости брёвна лиственницы обычно применяют лишь в нижних венцах дома. Они придают несколько большую прочность и не разрушаются при паводке и в дождливое время года. Кратковременное нахождение на подтопленном участке не приносит такому срубу вреда.
Проекты рубленых деревянных домов часто включают комбинирование лиственницы и более мягкой и легкой сосны. Немного утяжеленное лиственное основание обеспечивает устойчивость дома и снижает затраты. Большая твердость древесины повышает сложность обработки из-за многочисленных расколов, увеличивающих общую стоимость дома.
В зданиях элитных домов, известных экологическими свойствами, применяется черепица из лиственного массива. Устойчивость к воздействию влаги делает такое кровельное покрытие достаточно прочным и устойчивым на протяжении десятилетий. Древесная структура позволяет помещению «дышать» и снижает вероятность возникновения гнили.
В изготовлении мебели лиственница отчасти является аналогом дуба, поскольку имеет близкие прочностные и противоизносные свойства. Классическая мебель лиственных массивов довольно дорога, однако обладает высокой гипоаллергенностью, долговечностью, устойчивостью и эстетичностью. Наиболее часто из лиственницы производят шкафы, столы, кресла, стулья и комоды, столы. Предметы гардероба и белья в мебели из массива лиственницы не теряют контакт со свежим воздухом, поэтому не приобретают неприятного запаха. Столешницы из лиственницы используются вместо классических каменных плит на кухне. Деревянная столешница легко повреждается, однако так же легко восстанавливается шлифовкой и покрытием защитными составами. Высокая устойчивость лиственницы к воде расширяет ее использование вплоть до пространства около раковины, которое подвержено сильному увлажнению.
Беседки из лиственницы дольше сохраняют эстетичный вид и не приобретают синей окраски. Лучшая огнестойкость лиственницы помогает защитить конструкцию при кратковременном воздействии огня. Сложность в обработке дерева приводит к существенному удорожанию сложных резных элементов.
Особый колорит придают зданию фасады из лиственницы. Эффективна древесина лиственницы для изготовления прочного и долговечного забора. Опоры, заглубленные в землю, меньше подвержены гниению, особенно после обработки смоляными защитными составами. Забор из лиственницы имеет красивую от природы структуру, которую подчеркивают обработкой морилкой или маслом. Древесную основу фасадов пропитывают антипиренами и покрывают лаком, чтобы защитить от абразивного воздействия пыли при сильном ветре.
Лиственничные фальшбалки вносят в помещение аромат дерева и обладают санитарным эффектом. Повышенная огнестойкость позволяет монтировать к ним отдельные элементы проводки и осветительной системы.
Находит применение лиственница и в природном хозяйстве. С целью улучшения внешнего вида и защиты водоемов производят укрепление берегов лиственницей. Для этого из тонких бревен (до 10-15 см в диаметре) или толстых досок возводят защитный слой, гораздо более долговечный по сравнению с другой древесиной.
Эффективна лиственница в современных несущих конструкциях [7,8,9]. Например, в большом количестве построек с использованием клееной древесины архитектора Тотана Кузембаева на Клязьминском водохранилище отмечается причал для яхт, выполненный в 2005 году. Это сооружение в виде деревянного моста с двухэтажной беседкой-кафе «Маяк», которое почти на 50 м выдвинуто в акваторию водохранилища. Открытая решетчатая пространственная многопролетная галерея шириной 2 м и высотой 4 м изготовлена из клееной древесины лиственницы и установлена на железобетонные сваи с шагом 12 м на отметке выше максимально возможного уровня водохранилища [8]. Несущие элементы моста ниже пола устроены из стали из-за риска саморазрушения деревянных элементов в результате периодического увлажнения и высыхания. Конструкции были защищены специальным прозрачным покрытием.
Освидетельствование конструкций в 2009 году показало хорошее состояние клееных элементов, хотя лиственница и не рекомендуется для склеивания без специальных технических условий. Отмечено только, что в нижней части моста и с южной стороны под влиянием воды и солнца защитное покрытие нарушено, сохранилось лишь местами и нуждается в обновлении [10].
Продолжительный период эксплуатации моста говорит о правильности принятых конструктивных решений. Использование клееных конструкций из лиственницы может быть рекомендовано для устройства таких малых архитектурных форм при благоустройстве территорий в садово-¬парковой архитектуре, как декоративные переходы [11].
Технологии предварительной обработки древесины лиственницы имеют свои особенности.
При механической обработке для подготовки пиломатериала возникает ряд сложностей, связанных с «засмаливанием» режущего инструмента и разрушением древесины из-за возникающих внутренних напряжений. Это приводит к повышению роли ручного труда при подготовке дерева для нужд частного хозяйства.
Удаление влаги в процессе сушки требует соблюдения не только умеренного температурного режима, но и особой распиловки досок. При обработке лиственницы распространены комбинированные процессы сушения, на начальном этапе которых удаление влаги производится в конвекционных камерах. Нагрев и термообработка осуществляются на заключительном этапе сушки.
Распространению лиственницы в массовом строительстве препятствует значительная стоимость, поэтому часто её применяют только в наиболее ответственных несущих конструкций и элементов, предназначенных для долговременного использования. Ограничено использование лиственницы в строительстве и значительными трудностями в доставке древесины из районов произрастания к базам строительной индустрии. Необходимо развитие мощной транспортной сети.

Библиографический список

1. Бокщанин Ю. Р. Обработка и применение древесины лиственницы. - М.: Лесная промышленность, 1982. 216 с.
2. Уголев Б.Н. Древесиноведение и лесное товароведение. М.: МГУЛ, 2007. 351 с.
3. Чубинский М. А. Биостойкость древесины лиственницы: автореферат дисс. на соиск. уч. степени д-ра технических наук. СПб.: СПбГЛТА, 1995.36 с.
4. Дерево лиственница в строительстве https://alvasdom.online/derevo-listvenn ... oitelstve/
5. Лиственница как строительный материал http://www.zaborivorota.ru/page/listvje ... erial.html
6. Чубинский А, Чубинский М.А., Варанк Г. Лиственница. Свойства и характеристики. ЛесПромИнформ №7 (65), 2009.
7. Несущие конструкции из лиственницы. https://lesinter.ru/articles/polezno-zn ... -drevesiny /#.ZBG1DnZByM8
8. Клееные деревянные конструкции в современном строительстве (Система ЦНИИСК). ЛесПромИнформ №2 (100), 2014 https://lesprominform.ru/journals/100
9. Перцева А.Е., Хижняк Н.С., Астафьева Н.С. Опыт применения большепролетных клееных деревянных конструкций // Интернет-журнал «Транспортные сооружения», 2018 №3
10. По материалам книги Турковский С. Б., Погорельцев А. А., Преображенская И. П. Клееные деревянные конструкции с узлами на вклеенных стержнях в современном строительстве (система ЦНИИСК) / Под общ. ред. С. Б. Турковского и И. П. Преображенской. - М.: Стройматериалы, 2013. - 308 с.
11. Клееные деревянные конструкции в современном строительстве (система ЦНИИСК). Часть 3. ЛесПромИнформ №8 (98), 2013. https://lesprominform.ru/journals/98