WOODEN CONSTRUCTION AS A DIRECTION OF ECOLOGICAL CONSTRUCTION

ДЕРЕВЯННОЕ СТРОИТЕЛЬСТВО КАК НАПРАВЛЕНИЕ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО СТРОИТЕЛЬСТВА

Научная статья

Острякова Ю.Е.^1, *, Тимофеева Е.Е.²

¹ ORCID: 0000-0002-8863-6059;

^{1, 2} Ивановский государственный политехнический университет, Иваново, Россия

* Корреспондирующий автор (ostryakova[at]list.ru)

Аннотация

В статье рассмотрено одно из направлений экологического строительства – деревянное строительство. Жилые дома и другие постройки из деревянных конструкций отвечают многим требованиям «экологического строительства», то есть в процессе строительства и эксплуатации зданий оказывают минимальное воздействие на окружающую среду, обладают низким уровнем потребления энергетических и материальных ресурсов на протяжении всего эксплуатационного цикла здания. В статье приведена авторская развернутая классификация деревянных строений по области их применения.

Ключевые слова: деревянное домостроение, устойчивое строительство, экологическое строительство.

WOODEN CONSTRUCTION AS A DIRECTION OF ECOLOGICAL CONSTRUCTION

Research article

Ostryakova Yu.E.^1, *, Timofeeva E.E.²

¹ ORCID: 0000-0002-8863-6059;

^{1, 2} Ivanovo State Polytechnic University, Ivanovo, Russia

* Corresponding author (ostryakova[at]list.ru)

Abstract

The article considers one of the directions of ecological construction – wooden construction. Residential houses and other buildings made of wooden structures meet many requirements of “ecological construction,” which means that in the process of construction and operation of buildings they have minimal impact on the environment with low consumption of energy and material resources throughout the entire operating cycle of the building. The article presents the author’s detailed classification of wooden buildings according to their area of application.

Keywords: wooden housing construction, sustainable construction, ecological construction. 

Строительство зданий и сооружений из дерева является одним из основ экологического строительства как постиндустриального этапа развития архитектурно-строительной отрасли, с одной стороны, так и важной составляющей понятия «устойчивое развитие», с другой [1, С.142].

По мнению В. Д. Елиной деревянное строительство вносит свой вклад в устойчивое строительство [2]. Устойчивое строительство – это концепция зданий, которая сводит к минимуму вредное воздействие на окружающую среду и человека во время всего жизненного цикла, начиная от проектной стадии, заканчивая утилизацией.

Деревянное строительство – это еще и  «экологическое строительство» - один из самых актуальных мировых трендов, пришедших в архитектурно-строительную отрасль за последнее десятилетие и одновременно – важная составляющая понятия «устойчивое развитие».

Экологическое строительство  – это вид строительства и эксплуатации зданий с минимальным воздействием на окружающую среду, целью которого является снижение уровня потребления энергетических и материальных ресурсов на протяжении всего эксплуатационного цикла здания [4]. Базовым для экологического строительства является такой процесс, когда эксплуатация природных ресурсов, направление инвестиций и инноваций, формирование личности согласуются друг с другом и совместно работают на нынешней и будущий потенциал поколений. [5], [6].

В этой связи в сфере малоэтажного строительства остро встает вопрос выбора строительного материала. Основными критериями выбора являются фактические уровни их экологической чистоты и экологической безопасности; повышенные требования к качеству выполняемых работ; рост запросов потребителей к экологии жилища и комфортности проживания в нем.

Дерево – возобновляемый, экологически чистый материал. Под деревянным домом следует понимать рубленый дом из неоцилиндрованного круглого леса с применением в качестве утеплителей только натуральных материалов [7]. Однако, более расширенная трактовка к деревянному домостроению относит возведение объектов из бревен и бруса различной степени обработки [8].

В деревянном домостроении известны следующие виды домов, различающиеся в основном конструкциями стен: бревенчатые из массивной древесины, в том числе из оцилиндрованных бревен, бруса пиленого или клееного; каркасные – с несущим деревянным каркасом и ограждающими элементами из плит, щитов или монолитных заливок (включающие каркасно-щитовые, каркасно-панельные, каркасно-блочные, каркасно-монолитные конструкции); панельные – из готовых несущих панелей с деревянным каркасом, обшивкой досками или плитами и теплозащитным заполнением; композитные – с панелями, блоками или монолитные, изготовленные из древесных отходов на известково-цементном, глино-цементном вяжущем; комбинированные, в которых несущими являются двухслойные стены из бруса или модуля с укладкой или монолитной заливкой теплоизоляционного материала между слоями [9].

С появлением новых технологий строительства определение деревянного дома становится расплывчатым. Таким образом, деревянный дом - это дом с деревянным каркасом и деревянными стенами, выполненные из бревен, массивной древесины, обычного клееного и профильного бруса, каркасной технологии. Остальные различные варианты следует называть «дома с элементами деревянных конструкций и материалов из дерева».

Жилые дома из деревянных конструкций имеют ряд преимуществ:

• экономичность в процессе строительства (не требуют массивных фундаментов, дают возможность возводить здание на относительно слабых грунтах);
• древесина является природным материалом, поэтому деревянные конструкции не требуют специальной утилизации;
• дерево обладает значительной пропускной способностью кислорода, что создает всегда оптимальный воздушный и влагообменный режим;
• древесина является энергоэффективным материалом, благодаря высоким теплоизоляционным свойствам;
• термическое сопротивление деревянных стен намного выше требуемого, что обеспечивает огромную экономию на поддержание тепла в доме;
• дерево обладает более низкой теплопроводностью по сравнению с кирпичом, что позволяет снизить толщину стен;
• стены из бревен и бруса могут выдерживать неограниченное число циклов «замораживание-размораживание»;
• экономичность во время эксплуатации: деревянный дом протапливается быстрее кирпичного; дерево устойчиво к воздействию солей, кислот, масел;
• деревянные дома имеют возможность демонтажа.

Прочность деревянных конструкций зависит от их разновидности (таблица 1).

 

Таблица 1 – Прочностные показатели строительных материалов [10]

Название материала	Нормативный документ	Расчетное сопротивление сжатию, МПа	Расчетное сопротивление на растяжение, МПа
Сосна, ель и европейская лиственница К26	СП 64.13330.2011, табл. 3	14 – вдоль волокон 1,8 – поперек волокон	10 – вдоль волокон, 3– поперек волокон
Клееные конструкции К26	ГОСТ 33081-2014, табл. А.1	26 – вдоль волокон 2,5 – поперек волокон	20,6 – вдоль волокон 0,5 – поперек волокон
Бетон, B30	СП 63.13330.2012, табл. 6.8	17	1,15
Кирпич М200, с раствором М75	СП 15.13330.2012, табл. 2,12	2,5	0,25

 

Таким образом, древесина обладает сравнительно хорошими показателями прочности. Особенно выгодно использование клееных конструкций: при работе на сжатие и растяжение при направленности сил поперек волокон древесины показатели клееных конструкций не уступают кирпичной кладке. Прочность при статическом изгибе древесины очень высокая, поэтому древесину часто используют в балках, настилах и др., т.е. там, где необходима работа конструкции на изгиб. Уникальные свойства древесины дают возможность успешно применять ее при возведении сооружений с пролетами до 150 м.

Однако, строительство из древесины имеет ряд недостатков: дерево – «живой» материал, поэтому ему присущи свойства расширения, набухания, размокания; некоторые виды отделки помещений становятся невозможными; повышенная пожароопасность; гниение древесины.

Указанные недостатки ставят под сомнение такое важное свойство жилых зданий как долговечность. Для устранения вышеперечисленных недостатков существуют различные технологии обработки и пропитки древесины.

Как правило, из деревянных конструкций возводятся малоэтажные дома, деревянные бани, деревянные беседки и т.д. но деревянные строения встречаются и во многих других направлениях строительства. Развернутая классификация деревянных строений по области их применения и архитектурно-эстетических характеристик и особенностей, приведена на рисунке 1.

 

Рис. 1 – Классификация деревянных строений в зависимости от области их применения

 

Направления повышения эффективности деревянного строительства заключаются в использовании новых панельных технологий. В их основе лежит производство многослойных стеновых панелей, состоящих из массива дерева, которые выполняют функцию несущей конструкции. Эффективна реализация побочной продукции – топливных брикетов.

Ключевая проблема, препятствующая развитию деревянного домостроения − это падение спроса, которое вызвано переориентацией потребителей на жильё, построенное по другим технологиям. Существующая в настоящее время отечественная продукция деревянного домостроения не выдерживает технологической конкуренции с другими строительными материалами, не подходит для строительства многоэтажных зданий, отстает по другим параметрам: долговечности и конструкционным возможностям. Падению спроса на жилье из дерева также способствовали процессы урбанизации и развития мегаполисов, сопровождающиеся ростом стоимости земли.

Государство, долгое время не уделяло внимания проблеме спада в отрасли лесопиления, ее технологическому и инструментальному обеспечению, а так же системному кризису во всем лесопромышленном комплексе. Деревянное домостроение является структурообразующим сектором для лесопромышленного комплекса, способным поддерживать в нем высокую промышленную и инвестиционную активность.

Дерево имеет уникальные экологические свойства, экономически выгодно его применение на территории России, обладает хорошими эксплуатационными характеристиками, отличается простотой возведения, благоприятным психологическим воздействием. Внедрение деревянного малоэтажного жилищного строительства является одним из направлений, гарантирующих экологическую устойчивость развития страны и общества.

Конфликт интересов Не указан.

Conflict of Interest None declared.

Список литературы / References

1. Щеголева Э.В. Экологическое строительство с применением древесины в качестве основного строительного материала / Щеголева Э.В. // Научный вестник Воронежского государственного архитектурно-строительного университета. Серия: Инновации в строительстве. 2017. № С. 142-149.
2. Елина В.Д. Деревянное домостроение как вклад в устойчивое строительство/ Елина В.Д. // В сборнике: WORLD SCIENCE: PROBLEMS AND INNOVATIONS. Сборник статей победителей XI Международной научно-практической конференции: в 2 частях. С. 177-179.
3. Калинина Ю.Е. Экологическое строительство - новое качество жизни / Калинина Ю.Е., Васильева Н.А. // Новые идеи нового века: материалы международной научной конференции ФАД ТОГУ. 2014. Т. 3. С. 71-77.
4. Агапова К. «Зелёное» строительство в России становится всё более востребованным / Агапова К.// Коммерческая недвижимость CRE [Электронный ресурс]. URL: http://www.webcitation.org/6CMCvhFNi (дата обращения: 10.10.2018).
5. Асаул А.Н. Индивидуальное жилищное строительство – перспективное направление развития сельских поселений в Ленобласти / А.Н. Асаул, И.В. Денисова // Актуальные проблемы инвестиционно-строительного процесса в Санкт-Петербурге: темат. сборник трудов. - Вып. 1. - СПб.: Стройиздат СПб, 2002.
6. Грахов В.П. «Зеленое» строительство как фактор перехода к устойчивому развитию / А.Ю. Ложкина, В.П. Грахов // Строительная наука и производство глазами молодых: материалы Всероссийской научно-технической конференции молодых ученых. - Ижевск, 2013. – С. 183–186.
7. Репин А.А. Деревянное домостроение– направление развития малоэтажного жилья, гарантирующего экологическую устойчивость / Репин А.А. // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. 2014. №11-5. С. 750-753.
8. Кудияров С. Лицом к лесу / Кудияров С. // Эксперт. 2016 - май.
9. Лушников В.В. Слово о деревянном доме / Лушников В.В., Иванов Г.П., Коковихин И.Ю. // Академический вестник УралНИИпроект РААСН. 2010. № С. 93-95.
10. Кореневская М.А. Перспективы строительства деревянных зданий и сооружений общественно-делового назначения в Ленинградской области / Кореневская М.А., Ерзаков С.В. // StudArctic Forum. 2017. Т. 1. №5(5). С. 37-46
11. Сауд Я. Традиционные типы жилых деревянных домов Северных районов России / Сауд Я., Коренькова Г.В. // В сборнике: Молодежь и XXI век - 2016. Материалы VI Международной молодежной научной конференции: в 4-х томах. Ответственный редактор Горохов А.А. 2016. С. 303-306.
12. Острякова Ю.Е. Анализ состояния деревянного строительства / Острякова Ю.Е. // Тезисы докладов 51-й международной научно-технической конференции преподавателей и студентов. С. 76.

Список литературы на английском языке / References in English

1. Shhegoleva Je.V. Jekologicheskoe stroitel'stvo s primeneniem drevesiny v kachestve osnovnogo stroitel'nogo materiala [Ecological building using wood as the main construction material] / Shhegoleva Je.V. // Nauchnyj vestnik Voronezhskogo gosudarstvennogo arhitekturno-stroitel'nogo universiteta. Serija: Innovacii v stroitel'stve. 2017. № 3. 142-149 p. [in Russian]
2. Elina V.D. Derevjannoe domostroenie kak vklad v ustojchivoe stroitel'stvo [Wooden housing construction as a contribution to steady construction] / Elina V.D. // V sbornike: WORLD SCIENCE: PROBLEMS AND INNOVATIONS. Sbornik statej pobeditelej XI Mezhdunarodnoj nauchno-prakticheskoj konferencii: v 2 chastjah. 2017. 177-179 p. [in Russian]
3. Kalinina Ju.E. Jekologicheskoe stroitel'stvo - novoe kachestvo zhizni [Ecological building - new quality of life ] / Kalinina Ju.E., Vasil'eva N.A. // Novye idei novogo veka: materialy mezhdunarodnoj nauchnoj konferencii FAD TOGU. 2014. T. 3. 71-77 p. [in Russian]
4. Agapova K. «Zeljonoe» stroitel'stvo v Rossii stanovitsja vsjo bolee vostrebovannym ["Green" construction in Russia becomes more and more demanded] / Agapova K. // Kommercheskaja nedvizhimost' CRE [Electronic resource]. - URL: dostupa: http://www.webcitation.org/6CMCvhFNi (accessed: 10.10.2018). [in Russian]
5. Asaul A.N. Individual'noe zhilishhnoe stroitel'stvo – perspektivnoe napravlenie razvitija sel'skih poselenij v Lenoblasti [Individual housing construction – the perspective direction of development of rural settlements in the Leningrad Region] / A.N. Asaul, I.V. Denisova // Aktual'nye problemy investicionno-stroitel'nogo processa v Sankt-Peterburge: temat. sbornik trudov. - Vyp. 1. - SPb.: Strojizdat SPb, 2002. [in Russian]
6. Grahov V.P. «Zelenoe» stroitel'stvo kak faktor perehoda k ustojchivomu razvitiju ["Green" construction as factor of transition to sustainable development] / A.Ju. Lozhkina, V.P. Grahov // Stroitel'naja nauka i proizvodstvo glazami molodyh: materialy Vserossijskoj nauchno-tehnicheskoj konferencii molodyh uchenyh. - Izhevsk, 2013. –183–186 p. [in Russian]
7. Repin A.A. Derevjannoe domostroenie– napravlenie razvitija malojetazhnogo zhil'ja, garantirujushhego jekologicheskuju ustojchivost [Construction science and production by eyes of young people: materials of the All-Russian scientific and technical conference of young scientists.] / Repin A.A. // Mezhdunarodnyj zhurnal prikladnyh i fundamental'nyh issledovanij. 2014. № 11-5. 750-753p. [in Russian]
8. Kudijarov S. Licom k lesu [Facing the wood ] / Kudijarov S. // Jekspert. 2016 - maj. [in Russian]
9. Lushnikov V.V. Slovo o derevjannom dome [Word about the wooden house] / Lushnikov V.V., Ivanov G.P., Kokovihin I.Ju. // Akademicheskij vestnik UralNIIproekt RAASN. 2010. № 2. 93-95 p. [in Russian]
10. Korenevskaja M.A. Perspektivy stroitel'stva derevjannyh zdanij i sooruzhenij obshhestvenno-delovogo naznachenija v Leningradskoj oblasti [Perspectives of construction of wooden buildings and constructions of public and business assignment in the Leningrad Region] / Korenevskaja M.A., Erzakov S.V. // StudArctic Forum. 2017. T. 1. № 5 (5). 37-46 p. [in Russian]
11. Saud Ja. Tradicionnye tipy zhilyh derevjannyh domov Severnyh rajonov Rossii [Traditional types of inhabited wooden houses of the Northern regions of Russia] / Saud Ja., Koren'kova G.V. // V sbornike: Molodezh' i XXI vek - 2016. Materialy VI Mezhdunarodnoj molodezhnoj nauchnoj konferencii: v 4-h tomah. Otvetstvennyj redaktor Gorohov A.A. 2016. 303-306 p. [in Russian]