Почему важен клееный брус?

Что такое клееный брус?

Глюлам — сокращение от клееный брус — это изделие из древесины, изготовленное путем склеивания нескольких слоев пиломатериалов прочными, влагостойкими клеями. Волокна каждого слоя располагаются параллельно длине элемента, создавая структурный элемент, который прочнее, стабильнее и универсальнее, чем цельные пиломатериалы. того же размера.

Клееный брус был впервые разработан в Европе в начале 1900-х годов и с тех пор стал всемирно признанным конструкционным материалом. Сегодня он производится в соответствии со строгими стандартами, такими как ANSI/AITC A190.1 в Северной Америке и EN 14080 в Европе, обеспечивая стабильное качество в проектах любого масштаба.

Как производится клееный брус

Производственный процесс строго контролируется и следует последовательной последовательности:

1. Пиломатериалы подвергаются сушке в печи до влажности 12% или меньше для минимизации усадки и деформации после установки.
2. Каждая доска подвергается визуальной или механической сортировке для определения ее жесткости и прочностных свойств.
3. Доски соединяются встык между собой для создания длинных пластин без естественных ограничений по длине.
4. Между слоями наносится структурный клей — обычно меламин-мочевино-формальдегидный (MUF) или полиуретан.
5. Сборка зажимается под давлением до полного затвердевания клея.
6. Готовая балка строгается, обрезается до окончательных размеров и при необходимости обрабатывается или герметизируется.

Этот процесс позволяет производителям размещать ламинаты более высокого качества в зонах наибольшего напряжения — обычно вверху и внизу балки — при использовании материала более низкого качества в сердцевине, оптимизируя как производительность, так и стоимость.

Структурные характеристики: их сравнение с другими материалами

Клееный брус значительно превосходит свой весовой класс по сравнению как с массивной древесиной, так и со сталью, если оценивать его по соотношению прочности и веса.

Потому что клееный брус примерно В 5 раз легче стали на единицу объема, это существенно снижает нагрузки на фундамент и упрощает логистику на объекте. Пролеты 30 метров и более достижимы с помощью клееных арок и изогнутых балок — подвиг, невозможный с цельной древесиной.

Ключевые преимущества клееного бруса в строительстве

Гибкость размеров

Клееный брус может быть изготовлен практически любой длины, ширины и глубины. Его также можно изогнуть или сузить во время производства, создавая впечатляющие архитектурные формы — купола, арки и широкие линии крыши — которые потребовали бы сложного изготовления стали или были бы конструктивно невозможны для массивной древесины.

Предсказуемая и стабильная производительность

Натуральной древесине свойственна изменчивость из-за сучков, отклонений текстуры и различий в плотности. Ламинированная конструкция клееного бруса усредняет эти дефекты, создавая элементы с более предсказуемые структурные свойства и более низкий запас прочности конструкции, чем из цельной древесины той же породы.

Огнестойкость

Большие секции клееного бруса обугливаются с предсказуемой скоростью примерно 0,7 мм в минуту в огне. Слой угля изолирует внутреннюю древесину и сохраняет несущую способность дольше, чем незащищенная сталь, которая может быстро потерять прочность при температуре выше 550°C. Это позволяет использовать клееный брус в открытых конструкциях, сохраняя при этом соответствие нормам пожарной безопасности.

Устойчивое развитие

Клееная древесина, изготовленная из экологически сертифицированных лесов (FSC или PEFC), является действительно низкоуглеродным материалом. Древесина связывает атмосферный CO₂ на протяжении всего своего существования, а при производстве клееного бруса образуются гораздо меньше выбросов парниковых газов чем сталь или бетон. По оценкам исследований, замена бетона и стали деревянными изделиями в среднеэтажном здании может снизить содержание углерода в конструкции на 40–75% .

Эстетическая привлекательность

Открытые балки и колонны из клееного бруса привносят тепло и естественную текстуру, с которой бетон и сталь просто не могут сравниться. Архитекторы все чаще используют клееный брус в качестве видимого структурного элемента, уменьшая потребность в дополнительной внутренней отделке и способствуя принципам биофильного дизайна, которые поддерживают благополучие жильцов.

Распространенные приложения и варианты использования

Клееный брус используется в широком спектре типов зданий и конструктивных ролей:

• Длиннопролетные крыши — в спортивных залах, авиационных ангарах и складах регулярно используются клееные балки и фермы для достижения пролетов без колонн более 20 метров.
• Мосты — Пешеходные мосты и мосты для легковых автомобилей выигрывают от долговечности и естественного внешнего вида клееного бруса, особенно в парках и объектах культурного наследия.
• Коммерческие и институциональные здания — школы, библиотеки и офисы используют открытые каркасы из клееного бруса как для структурного, так и для визуального воздействия.
• Жилое строительство — в коньковых балках, балках перекрытия и портальных рамах в домах с деревянным каркасом часто используется клееный брус, где секции из цельной древесины были бы непрактично большими.
• Высокие деревянные постройки — колонны и балки из клееного бруса образуют основную конструкцию многих массивных деревянных зданий, в том числе выше 10 этажей.

Ярким примером является Дом Брок Коммонс в Талвуд в Ванкувере, Канада — 18-этажное студенческое общежитие, построенное в 2017 году, в котором использовались колонны из клееного бруса как часть массивной деревянной конструкции, что демонстрирует жизнеспособность материала в настоящих высотных масштабах.

Марки и спецификации клееного бруса

Клееный брус классифицируется на сорта, которые отражают расположение и качество его слоев:

Суффикс «h» указывает на однородный сорт (слои одинакового качества повсюду), а «c» обозначает комбинированный сорт с более прочными внешними слоями. В Северной Америке эквивалентная классификация использует комбинации и классы напряжений, определенные в AITC 117.

Ограничения и соображения

Клееный брус не лишен ограничений, и их понимание важно для соответствующей спецификации:

• Чувствительность к влаге: Несмотря на то, что клеевые соединения очень прочны, повторяющиеся циклы смачивания и высыхания могут привести к растрескиванию поверхности и смещению размеров. Клееная древесина, используемая снаружи или во влажных условиях эксплуатации, должна быть соответствующим образом детализирована и защищена.
• Стоимость: Клееный брус обычно стоит дороже за единицу объема, чем цельные пиломатериалы, хотя экономия на нагрузке на фундамент, скорости возведения и отделке может компенсировать это во многих проектах.
• Конструкция подключения: Соединения древесины требуют тщательного проектирования, особенно в местах соединений, подвергающихся высокой нагрузке. Стальные соединители и дюбели распространены, но их необходимо детализировать, чтобы избежать скоплений влаги и дифференциального движения.
• Сроки выполнения: Изогнутый клееный брус или клееный брус большого сечения необходимо заказывать заранее, поскольку в большинстве случаев изготовление производится на заказ.

Клееный брус по сравнению с другими изделиями из древесины

Клееный брус — один из нескольких вариантов инженерной древесины. Важно знать, когда следует выбирать именно его среди альтернатив:

• Клееный брус против LVL (ламинированного шпона): В LVL используются тонкие листы шпона, которые обычно используются для балок и коллекторов в жилых домах. Клееный брус обеспечивает большую гибкость в размерах секций и предпочтителен для крупномасштабных или архитектурно открытых конструкций.
• Клееный брус против CLT (поперечно-ламинированная древесина): CLT имеет чередующиеся слои зерна и действует как двусторонняя структурная панель — идеально подходит для полов, стен и плит. Клееный брус — это линейный элемент, лучше всего подходящий для балок и колонн. Эти два продукта часто используются вместе в массивных деревянных зданиях.
• Клееный брус против PSL (параллельно-стружечных пиломатериалов): PSL использует склеенные древесные пряди и обеспечивает очень высокую жесткость на небольших участках. Обычно он дороже, чем клееный брус, и менее распространен для конструкций с большими пролетами.

Роль клееного бруса в будущем строительства

Поскольку строительная отрасль сталкивается с растущим давлением, требующим сокращения выбросов углекислого газа, который в настоящее время составляет примерно 38% мировых выбросов CO₂ — клееный брус позиционируется как центральный материал при переходе к низкоуглеродному строительству. Политические рамки в таких странах, как Великобритания, Франция и Канада, активно продвигают подходы, ориентированные на древесину, в государственных закупках, напрямую увеличивая спрос на клееный брус и другие изделия из древесины массового производства.

Достижения в области цифрового производства, включая фрезеровку столярных изделий с ЧПУ и программное обеспечение для параметрического проектирования, позволяют быстрее и дешевле проектировать и строить сложные конструкции из клееного бруса. В сочетании с растущей сертификацией устойчиво управляемых лесов, Клееный брус из клееного бруса считается одним из наиболее практичных, проверенных и масштабируемых инструментов. доступен для создания более устойчивой искусственной среды.