Сооружения, в том или ином качестве использующие древесину, всегда популярны у строителей. Однако живая древесина в виде досок, бревен, брусьев часто имеет дефекты, снижающие прочность на сжатие, изгиб, смятие, которые принято называть «пороками». К их числу относят:

• выпадающие и невыпадающие сучки;
• косослой;
• гниль, плесень, поражения грибком;
• деятельность древоядных насекомых;
• следы жизнедеятельности птиц, мелких животных, легко выдалбливающих или прорезающих гнёзда, норы, другие подобные места для обитания.

Начало и предпосылки для использования клеёного бруса

Для того, чтобы частично избавиться от этих дефектов-пороков, а также по мере развития химической промышленности в области создания надёжных клеев для древесины, было предложено склеивание в единый монолит обработанных досок, из которых механически были удалены эти недостатки. Эти доски стали называть «ламели», а сделанные таким образом брусья получили приставку «клеёные».

Материал получился настолько хорош, что его оказалось:

• легко обтачивать, придавая различные формы — прямоугольной, круглой, в виде уголка, двутавра и даже швеллера;
• просто подвергать фрезеровке, вытачивать в нём различные декоративные фаски, пазы, замки для присоединения смежных брусьев при возведении стен и перекрытий;
• клеёный брус подходит для создания стропильных систем лёгких и прочных покрытий помещений большой площади, например, спортивных залов, торговых центров, выставочных павильонов, железнодорожных вокзалов и аэропортов, ангаров. В этих конструкциях используются прямые балки разнообразного сечения с рёбрами жёсткости, в том числе и в виде трапеций, гнутые арки с затяжками или без, фермы с нижними и верхними поясами, а также стойками и раскосами из клеёного бруса.

Пожароопасность клеёного бруса

Клеёный брус, как изделие из древесины, вызывает у многих пользователей опасения, связанные с горючестью и распространением пожаров. Многие помнят из учебников истории, как ещё 100-200 лет назад полностью «дотла» выгорали деревянные города, посёлки и деревни. Да и сейчас известно, как тяжело бороться с пожаром даже в каменном городском доме, если он имеет деревянные перекрытия, служащие проводниками распространения огня.

Клеёный брус лишен этих недостатков за счёт того, что при его изготовлении используются антипирены — вещества, препятствующие горению путём выделения инертных газов, водяного пара, двуокиси углерода (СО₂), азота, также в 5-10 раз увеличивают температуру вспышки, то есть если необработанная древесина воспламеняется при 250-300°С, то клеёный брус не загорается даже при температуре превышающей 1500°С.

Помимо пропитки антипиренами ламелей перед сборкой их в единый пакет и введения их в состав клея, часто изделия из клеёного бруса обрабатываются специальными антигорючими красками и покрытиями. Некоторые из них при нагревании превращаются в своеобразную корку-скорлупу, не дающую пламени оказывать прямое воздействие на открытые участки древесины.

Даёт ли клеёный брус усадку?

К сожалению, как и другие строительные изделия и детали из натуральной древесины, клеёный брус подвержен усушке или, как её ещё называют, рассыханию.

Природа натуральной древесины такова, что продольные волокна древесины, а также связующее межволоконное пространство находится в водонасыщенном состоянии. При высыхании, миграции и испарении этой воды с поверхности деревянные конструкции незначительно изменяют свои первоначальные геометрические размеры, в основном поперёк волокон. Поэтому технологические процессы обработки древесины обязательно включают сушку. Простая термическая сушка, как правило, вызывает коробление, выпучивание горизонтальных поверхностей, скручивание из-за того, что от неравномерной из-за небольшой теплопроводности сушки верхние части сохнут быстрее внутренних, расположенных в глубине изделия.

Существует много способов сушки древесины, имеющих те или иные преимущества:

• естественная — на открытом воздухе под проветриваемым навесами, защищающими от жидких атмосферных осадков;
• камерная — в этом случае в цехах обработки древесины создаются особые закрытые зоны, в которых происходит процесс сушки;
• контактная — тонкие доски ламели, шпон зажимаются между нагретым пластинами;
• токами высокой частоты, где разогрев древесины по всему объёму происходит подобно бытовой микроволновке;
• воздействием перегретого водяного пара;
• погружение и выдержка в горячих ваннах со смесью парафинов и каменноугольных смол;
• индукционная — древесина помещается внутрь индукционной катушки с переменным магнитным полем, в результате чего нагревается и теряет значительную часть своей естественной влаги;
• кислотная, когда в закрытых камерах с уложенным в штабеля брёвнами или досками устраивается поддон с серной или азотной концентрированной до 99% кислотой; неразбавленная кислота быстро отбирает влагу из окружающего пространства, в результате процесс сушки при комнатной температуре существенно ускоряется.

Тем не менее остаточная влага, несмотря на предварительную сушку, может ещё в течение длительного периода времени оставаться в древесине, используемой для строительства. Часто этого оказывается достаточно, чтобы вызвать воздействия в виде внутренних напряжений, как в самих изделиях, так и в узлах их сопряжений.

В результате возникают продольные трещины, зазоры, щели, уменьшение диаметров брёвен, изменение размеров сечения простого или клеёного бруса.

Подобные дефекты обычно развиваются вдоль волокон древесины и не вызывают особых опасений с точки зрения аварийности и угроз обрушения. Однако попадание в эти щели открытой воды — благоприятной среды для возникновения разного рода гниения, плесени, поражения грибком, а также других видов биологических загрязнений, не слишком способствуют эксплуатационной надёжности изделий из древесины. Поэтому для защиты используют эластичные герметики, гибкие пористые резиноподобные жгуты, накладные и внутренние гидрошпонки, гибкие соединения в виде эластичных клеев, гвоздей, шурупов, скоб, шпилек, использующих естественные свойства древесины на смятие.

Для склеивания отдельных ламелей в единый брус также используют специальные гибкие клеи и мастики, в то же время не подверженные воздействиям в виде отрицательных температур, ультрафиолета, жидких (дождевых и снеговых) осадков, с механической прочностью на разрыв, сдвиг и изгиб, превышающей аналогичные характеристики древесины.

Ещё одна причина возникновения деформаций, характерная для новых домов из клеёного бруса — это неравномерная осадка грунтового основания, меняющаяся по мере возведения строительства и возрастающей на него нагрузке. Этого типа осадок можно избежать путём использования специальных видов фундаментов — из монолитной железобетонной плиты, свайно-ростверковых и других аналогичных.

Тепло или холодно в доме из клеёного бруса?

Ответ на этот вопрос зависит от:

• состава несущих, капитальных и других конструкций дома;
• этажности и мест нахождения жилых и подсобных помещений;
• подвальной или бесподвальной схемы, наличия цокольного или технического этажа;
• применённой системы отопления:
  • индивидуальной — печной, каминной, радиаторной на газе, твёрдом топливе (уголь, дрова), электричестве;
  • централизованной — от магистральной районной котельной;
• расположения дома относительно сторон света и региональной розы ветров;
• установки дома в низине или на возвышенности (холме, бугре, пригорке).

Теплоустойчивость дома несложно рассчитать, используя положения, так называемой, строительной физики. При её помощи можно вычислить толщину стен для того или иного региона, которая сделает дом удобным, комфортным и пригодным для круглогодичной эксплуатации. Иногда, когда расчётная толщина стен оказывается достаточно велика, для экономии стены дома делают сравнительно тонкими с расчётом будущего дополнительного утепления.

Малоэтажные постройки обычно утепляют снаружи. Это позволяет сохранить в полном объёме жилое пространство и одновременно включить в систему теплозащиты стены из клеёного бруса.

Для теплозащиты обычно используют два самых распространённых материала:

• экструзионный пенополистирол;
• каменную (минеральную, базальтовую) вату.

Конечно, минеральная вата, являясь экологичным и абсолютно негорючим материалом, более предпочтительна для деревянного дома, однако её стоимость при одинаковой теплозащите несколько больше, чем у пенополистирола. Для предотвращения образования мостиков холода в швы между торцами панелей и плит вводят вспененные клеи полиуретановой, силиконовой или другой природы. Дополнительно они могут быть защищены специальным скотчем с отражающим тепло алюминиевым покрытием.

К фасадам плиты крепят при помощи специальных клеев и мастик, забивных и завинчивающиеся дюбелей с широкими зонтичными шляпками. Для дополнительной фиксации используют мягкую стальную проволоку, металлические и пластиковые ленты.

Перед установкой теплоизоляции прокладывают пароизоляционную мембрану, в качестве которой может служить обычная полиэтиленовая плёнка или специально предназначенные для этой цели изделия с встроенными устройствами для закрепления и фиксации на вертикальных и горизонтальных поверхностях.

Снаружи теплоизоляция защищается от атмосферных воздействий и случайных механических повреждений любым способом обшивки или отделки. Это могут быть:

• различные пластиковые или металлические штампованные сайдинги;
• кафельная, клинкерная или металлокерамическая плитка;
• стальной профилированный настил.

Утеплённый дом из клеёного бруса при не слишком больших затратах на его возведение будет летом достаточно прохладным, а зимой — теплым.

Какая звукоизоляция у дома из клеёного бруса?

Различают два вида шумов:

• воздушные, когда звуковые колебания передаются по воздуху; Обычно это уличные шумы от близкорасположенных автомобильных трасс, железных дорог, речных транспортных средств, перевозящих пассажиров или грузы, самолётов, совершающих посадку или, наоборот, готовящихся к полёту или садящихся на взлётно-посадочные полосы не слишком далеко расположенных аэродромов;
• структурные — передаются через стены, перекрытия, к ним относятся шумы от работающих приборов, механизмов, оборудования установленных на стены или перекрытия, к числу которых относятся — насосы, водогрейные колонки, котлы отопления, кондиционеры, вентиляторы, системы вентиляции и очистки воздуха, музыкальные центры, домашние кинотеатры.

Внешняя шумоизоляция порой совмещается с теплозащитой, так как часто выпускается по схожей технологической схеме — обычно это плиты или панели из волокнистого каменноватного или ячеистого полимера с открытыми или закрытыми порами. На внутренних капитальных стенах, перегородках используют те же материалы, что и для теплоизоляции. Иногда это могут быть специально заточенные для шумоизоляции материалы. Горизонтальные межэтажные, чердачные, подвальные перекрытия, особенно деревянные с большим содержанием различных элементов, таких как несущие балки, лаги, черепные брусья, подшивной потолок, черновой или окончательный дощатый пол, и пустот чаще всего утепляют и теплоизолируют не плитными и панельными материалами, а насыпными пористыми, такими как керамзит низкой плотности, шлак, печная зола, вспученный перлит или вермикулитовый песок.

Бывают ли трещины в здании, построенном из клеёного бруса?

Трещины сопутствуют практически всем постройкам, особенно, если они относятся к категории массивных. Даже египетские Пирамиды древних фараонов, которые относят к самым древним, построенным человеком, имеют трещины.

Происхождение трещин может иметь различную природу. Если трещины носят угрожающий характер, воздействие от них стараются свести к минимуму. Для этого проводят комплекс мероприятий, начиная от укрепления (цементизации, силикатизации) грунтовых оснований до устройства располагаемых с наружной стороны напряжённых металлических тяжей из уголка, кругляка, арматуры с периодическим профилем.

Так как дома из клеёного бруса конструктивно ничем не отличаются от аналогичных построек из других материалов, в них также могут появляться и получать развитие дефекты в виде трещин, щелей, расколов (свойственных деревянным элементам), других видов швов.

Для того чтобы определить опасность, а также причины возникновения этих дефектов, специализированные организации выполняют визуальные и инструментальные экспертизы и обследования. Полученные результаты сводят в технические отчёты, на основании которых разрабатывают методики и рекомендации по их устранению, а также полному или частичному снятию угроз.

Если вертикальные или наклонные трещины находятся в опорных капитальных стенах или перегородках, то их в очень редких случаях признают аварийными. Иное дело трещины в стенах, расположенных перпендикулярно к опорным. Нестабилизированные трещины с постоянным увеличением во времени ширины раскрытия, свидетельствуют о том, что опорные стены «разъезжаются» и в них уменьшаются площади опорных площадок. На такие стены обращают особое внимание и выполняют усиление их фундаментов путём увеличения площади подошв, а также иногда устройством наклонных столбов-подпорок или кирпичных контрфорсов, устанавливаемых на собственные фундаменты.

Вообще, хорошо изготовленный в заводских условиях клеёный брус можно использовать в разных отраслях и подразделениях современного строительства. Это экономичное при изготовлении (в сравнении с бетоном и металлом) строительное изделие достойно занимает собственную нишу в современном зодчестве.