Немного о деревянном небоскребостроительстве

Немного о деревянном небоскребостроительстве.

На днях (7 ноября) состоялась церемония открытия деревянного небоскреба в Канаде, который теперь является самым высоким деревянным зданием всего Североамериканского континента. Здание центра Центра деревянного инновационного проектирования достигает практически 30 метров в высоту и имеет восемь этажей. Архитектором стал Майкл Грин, который надеется вскоре побить свой же рекорд и возвести 20-этажное здание из дерева, но уже на территории США.

Сейчас самым высоким зданием в мире (если исключить китайские пагоды, смотровые башни и деревянные церкви в Норвегии и в Кижах, которые все же, скорее, являются культурными объектами, чем зданиями с полной современной функциональностью) считается 32-метровый жилой дом в австралийском Мельбурне. Но, вероятно, в скором времени лидер поменяется, и эстафета в этом первенстве перейдет Норвегии, где уже началось строительство деревянного 14-этажного офисного здания высотой в 49 метров (подробную информацию по проекту можно узнать в Мега-проектах ). Похожие новости поступают из других скандинавских стран, а также из Японии. Кроме этого, в 2009 году деревянная жилая высотка в 9 этажей появилась и в Лондоне (29 квартир в которой, кстати говоря, разлетелись всего лишь спустя один час после начала продажи.

Отголоски волны интереса к деревянному домостроению доходят и до нас: в отечественных сводках строительных новостей появляются сообщения об интересе инвесторов к аналогичным проектам в регионах России, например Карелии и Архангельске.

Такой интерес к высотному строительству из дерева объясняется несколькими причинами. Одной из них (и наиболее громкой ) является извечная проблема с выработкой углекислого газа. По подсчетам экспертов, 5% мировых выбросов двуокиси углерода в атмосферу происходит в процессе производства стали и бетона, из которых сейчас как раз и строятся небоскрёбы, многоэтажки, да и большинство зданий и прочих конструкций в принципе. При использовании дерева как стройматериала углеродных выбросов не возникает вовсе, и кроме того, дерево - продукт возобновляемый. А сами деревья даже поглощают C02, о чем знает каждый школьник соответствующего возраста.

Это звучит замечательно, благородно и перспективно, однако забота об экологии в современном мире все же не представляется достаточно весомым фактором, чтобы переключить массовое сознание современных строителей всего мира со старого-доброго армированного железобетона на иные конструктивные материалы. Нет, в Скандинавии - это, наверное, возможно. Что касается Канады и севера США, есть и другая весомая (но менее афишируемая) причина - это нашествие жука-лубоеда (Dendroctonus montanae), который в краткие сроки смог с лёгкостью убить бессчетное количество сосен на 18 млн гектаров Британской Колумбии. Таким образом, в распоряжении канадцев оказалось огромное количество лишней древесины, которую неплохо было бы куда-нибудь рационально использовать.

В любом случае, какие бы причины не побудили архитекторов и девелоперов обратить внимание на высотное деревянное строительство, с ним все далеко не так просто.

Обратите внимание, в данном сегменте рекордсменами являются максимум 14-этажные здания. По сравнению с 163-этажным Бурдж-Халифа (да и в сравнении с привычными жилыми комплексами в пригородах Москвы, Петербурга или Екатеринбурга) - это цифра откровенно смешная. Глобальных причин этому две: опасения, что деревянная конструкция может не выдержать соответствующие огромные нагрузки и сомнения в том, что получившееся строение будет пожаробезопасным, которые соответственно отражаются в, строительных нормах различных стран. Причем, нормы друг от друга в этих вопросах отличаются в общем-то несущественно: в большинстве стран североамериканского континента - это максимум 4 этажа (в том числе и в Канаде. Майклу Грину пришлось получать специальное разрешение на строительство своего объекта). В некоторых странах Европы бывает и больше, например в Швейцарии - до 6 этажей.

Говоря о деревянных высотках надо понимать, что возводятся они не совсем из тех деревянных досок и бруса, о которых, наверное, сначала подумало большинство читателей. Здесь используются более современные материалы, а именно: клееная многослойная древесина с перекрестным расположением слоев (cross laminated timber, CLT), ламинированный брус из ориентированной щепы (Laminated Strand Lumber) и также ламинированный брус из клееного шпона (Laminated Veneer Lumber). Все они так или иначе состоят из склеенных вместе тонких слоев дерева. Благодаря такому сочетанию материал получается существенно прочнее привычного дерева, а также с ним легче работать в ходе строительных работ.

По показателю соотношения массы конструкции к ее прочности, конструктивные элементы из такой клееной древесины могут показать результаты, превосходящие армированный бетон. Да и показатели сейсмобезопасности за счет большей гибкости у них существенно выше.Согласно исследованиям апологетов древесных высоток (в частности, Майкла Грина и Бломгрена) запас прочности этого семейства материалов позволяет использовать их в зданиях и сооружениях, составляющих большую часть строительного рынка. Конечно, строить такие объекты, как длинные автодорожные мосты, взрывостойкие здания и супер-высокие небоскребы из дерева все же не стоит, однако на такого рода структуры приходится порядка 1% от всех построек.

Если подытожить, то, согласно некоторым оценкам, с точки зрения выдерживаемой нагрузки упомянутые древесные продукты могут быть вполне надежны для возведения построек вплоть до 30 этажей в высоту. Использование бетона в них, впрочем, тоже предполагается, но только на стадии закладки фундамента.

К вопросу об огнеупорности.

Общеизвестно, что дерево горит очень хорошо. Ну, а для зданий выше 4 этажей дополнительно возникает проблема ограниченной возможности выхода из помещений в случае появления очага возгорания. Поэтому неудивительно, что подавляющее большинство людей относится к идее многоэтажного деревянного строительства крайне настороженно.

В Канаде для получения разрешения на возведение здания Центра деревянных инноваций был проведен ряд исследований на данную тему. Обратимся к выводам канадских ученых и специалистов по пожаробезопасности.

В принципе, чтобы существенно повысить пожаробезопасность зданий с деревянным каркасом можно, к примеру, облицевать стены гипсокартоном, слоем изоляции из каменной ваты и/или произвести процедуры по закрытию балок. Согласно полученным выводам, высотное деревянное здание можно построить таким образом, чтобы оно смогло выдерживать воздействие пламени в течение как минимум 2 часов, не обрушаясь. Этот показатель примерно равен усредненным требованиям строительных международных кодов.

Кроме того, при возгорании дерево обугливается, и образовавшийся слой золы на какое-то время предохраняет лежащие под ним слои древесины от возгорания.

Так, в среднем лабораторные тесты показали, что стены из 3-х и пятислойной клееной фанеры, защищенные плитами из гипсокартона, могут выдержать порядка 100 -110 минут воздействия огня, а пол - вплоть до 120 минут (7-слойный пол - 178 мин.

В принципе, эти данные даже соответствуют российским СНиП 21-01-97 Пожарная безопасность зданий и сооружений.

Вместе с тем, следует понимать, что все же сейчас построить здание, на 100% возведенное из дерева, вряд ли возможно. Ну, а рассчитать, как поведут себя неожиданные сочетания разных конструктивных материалов очень сложно. На фактор горючести может повлиять даже сорт древесины. Так, твердые сорта дерева с более гладкой поверхностью отличаются повышенной огнеупорностью. Если же говорить о деревянных композитах, то на их горючесть может сильно повлиять тип применяемой для склейки смолы, а кроме того плотность и даже форма изделия.

Далеко не последним фактором является и сам архитектурный проект сооружения. Традиционно самым тонким местом здания является место стыка балок и опор. Также ключевым фактором, влияющим на выживаемость при пожаре, является свободный и быстрый доступ к аварийным выходам, ширина проходов и хорошая вентиляция. Ведь при пожарах наибольшее число человеческих жертв вызвано угарным газом, а также тем, что аварийные выходы были плохо организованы или вовсе заблокированы.

По данным зарубежных инженеров по пожаробезопасности, при качественном и точном использовании древесного композитного материала при строительстве зданий результаты получаются практически такие же, как для сооружений из привычного кирпича или бетона. Наибольший эффект в случае возникновения пожара дает грамотно спроектированная система пожарной безопасности с использованием разбрызгивателей (спринклерная система), которая может оказаться неэффективной, увы, в любом здании.

Таким образом, если говорить о строительстве высотных зданий из клееной древесины как о глобальной тенденции последних лет, то идея эта кажется вполне перспективной. Однако, в России многоэтажное деревянное строительство вызывает существенные опасения в плане его безопасности. Ведь эта безопасность, как видно из приведенных выше отчетов, зависит прежде всего от безукоризненного соблюдения правил и технологий. А как показали недавние события в Красноярске, где в сентябре на двух домах горели вентилируемые фасады, которые вполне хорошо зарекомендовали себя на Западе, желание строителей сэкономить на безопасности может иметь самые пагубные последствия для будущих обитателей дома.