Дома по технологии Brettstapel

В странах Европы, а в частности Германии, Австрии и Швейцарии довольно популярны массивные деревянные панели, соединенные дюбелями и гвоздями. Речь идет о панелях различных изготовителей, принципиально не применяющих клей. Значительная часть таких материалов изготавливается по технологии «бреттштапель» (Brettstapel), то есть соединением по пласти металлическим крепежом или дюбелями. В настоящее время отдельные случаи изготовления таких панелей отмечаются в Великобритании, США и Канаде, но именно в Центральной Европе появился рынок со стабильным спросом на дома построенные по этой технологии.

Варианты панелей Brettstapel

Плотники уже много лет использовали соединение досок по пласти гвоздями для наращивания сечения элементов.

В 1970-х немецкий профессор Юлиус Натеррер предложил метод изготовления и технологию строительства массивных панелей и ввел термин Brettstapel. Наттерер преднамеренно не запентовал эту технологию привлекая тем самым всех желающих к работе по ней.

Первоначально для создания панелей, по традиции, использовалось лишь гвоздевое соединение. Но появившаяся тенденция к строительству домов из стопроцентной древесины привели к распространению панелей дюбельного соединения. Именно поэтому, сегодня элементы «бреттштапель» зачастую обозначают словом Dübelholz (дюбельхольц, т.е. дюбель-древесина). Принцип состоит в том, что в зажатом пакете досок сверлятся отверстия и забиваются буковые дюбели диаметром 20 мм (на 0,5 мм больше диаметра отверстия) и длиной до 65 см, причем влажность дюбелей очень низкая, на поверхности они имеют рифления, а перед применением увлажняются. При вдавливании дюбеля в пакет поверхностный слой древесины с рифлениями сминается, влага через некоторое время распределяется по сечению дюбеля и вызывает его разбухание. В результате дюбель намертво соединяет доски в массивную панель. Влажность используемых хвойных пиломатериалов составляет около 15%. Длина дюбелей ограничена. Однако, в процессе скрепления прошиваемый пакет досок как бы пришпиливается к предыдущему, что позволяет наращивать ширину элемента до бесконечности.

В настоящее время отработано изготовление элементов «бреттштапель» именно на буковых дюбелях, поскольку считается, что эта порода обладает оптимальными характеристиками набухания, то есть элемент «бреттштапель» довольно быстро набирает разборную прочность.

Существует еще один вид панелей «бреттштапель» – на диагональных дюбелях. Разработкой этого вида занимается австрийская компания Sohm. При такой технологии соединения надежность скрепления элементов гораздо выше.

При изготовлении видимых элементов конструкции, применяют профилированные пиломатериалы – это гарантирует отсутствие щелей при колебаниях влажности древесины. Панели «бреттштапель» применяют как для перекрытий, так и для стен зданий. То есть, дом может быть полностью изготовлен из этого вида массивных панелей.

Технология производства

Для изготовления элементов «бреттштапель» существуют установки двух типов: для панелей стен и для панелей перекрытий. Первые позволяют изготавливать панели, эксплуатируемые в вертикальном положении, до 12 м шириной и до 3 м высотой. Вторые – горизонтальные элементы до 12 м длиной и до 3 м шириной. Толщина панелей, определяемая шириной заготовок в основном ограничена 220 мм. Обычно на предприятии имеется только одна установка, и, как правило, это машина для изготовления длинных, а не широких элементов. Форматная и прочая обработка полученных панелей выполняется на обрабатывающем центре с ЧПУ, на небольших предприятиях – вручную, в этом случае ее стараются минимизировать за счет проектных решений. Так, вместо вырезания оконных и дверных проемов обычно практикуется создание их за счет расстановки панелей на определенном расстоянии друг от друга.

Производством оборудования для изготовления элементов «бреттштапель» на дюбелях занимается не так много фирм стоит отметить немецкую компанию Hans Hundegger и швейцарскую Holmag.

Однако, дорогостоящим специализированным оборудованием обладают отнюдь не все изготовители элементов «бреттштапель», а лишь наиболее крупные, такие как Kaufmann Massivholz (KMH), Tschopp Holzbau, Sohm, Inholz, которые изготавливают в год до 30–40 тыс. м2 элементов. Тогда как швейцарская компания Kaufmann Oberholzer, например, прекрасно обходится станком собственного изготовления, представляющим собой горизонтальный пресс, вдоль которого по направляющим перемещается сверлильно-впрессовывающий агрегат. Получаемые элементы имеют длину до 13 м и толщину до 240 мм.

Преимущества панелей Brettstapel

Преимуществами домов построенных по технологии «бреттштапель» перед традиционными домами-срубами является отсутствие усадки и разбухания (слои в стенах расположены вертикально), а перед каркасными домами – значительно более мощная конструкция.

Кроме того, такие дома рассматриваются как экономичная альтернатива получающим распространение домам из массивных панелей CLT, MHM, Holz100, Nur-Holz и др.

Панели Brettstapel проще в изготовлении: используются пиломатериалы ограниченного набора длин (для изготовления всех стен используются одинаковые заготовки), иногда даже нестроганые; производительность процесса довольно высока. При этом толщина деревянных стен может составлять всего 87 мм, как у швейцарской компании Tschopp Holzbau, – несущая способность таких панелей для малоэтажного строительства является более чем достаточной. Разумеется, эта конструкция утепляется снаружи, но при действующих нормах по теплозащите это неизбежно и в случае с другими технологиями.

К плюсам домов построенных с применением массивных панелей Brettstapel относят огнестойкость, хорошую звукоизоляцию и высокое качество внутренней отделки.

Примеры использования панелей Brettstapel

Для того чтобы представить возможности технологии «бреттштапель», рассмотрим несколько объектов, построенных с применением этих массивных панелей.

Жилой многоквартирный дом E3 в Берлине.

Это семиэтажное здание высотой 22 м было возведено в 2008 году. Название проекту дал адрес здания: Эсмарштрассе, д. 3. Архитекторами проекта выступили Том Каден и Том Клингбайль. Бюджет проекта составил примерно 1,6 млн евро. Для него власти города сделали исключение, поскольку возводить объекты выше пяти этажей запрещено.

Цокольный этаж этого здания построен из бетона, а все остальные этажи – из деревянных конструкций. Весь процесс от начала строительства до сдачи дома занял девять месяцев. Конструкция дома состоит из клееных деревянных колонн и балок сечением 320 х 360 мм. Стеновые панели «бреттштапель» толщиной 160 мм устанавливались между колоннами, образуя глухие промежутки. Свободные же промежутки выступили оконными проемами, в которых установлены так называемые «французские окна» (окна от пола до потолка). Стеновые панели дополнительно усилены раскосами из широких металлических лент. В дальнейшем деревянные панели были обшиты гипсоволокнистыми листами и утеплены снаружи минераловатными плитами, по которым нанесена штукатурка.

Перекрытия в доме – деревянно-бетонные, состоящие из плиты «бреттштапель» (оставлена открытой снизу, образует потолок) и отлитой на ней железобетонной плиты. В деревянной плите спрятаны все кабели к светильникам и датчикам на потолке. Элементы «бреттштапель» были изготовлены из досок, соединенных гвоздями и дополнительно стянутых винтовыми стержнями (стяжками). Из железобетона выполнены коммуникационные шахты и примыкающая к дому открытая лестница. Планировки на всех этажах разные, что создает интересное чередование окон и лоджий на фасаде.

Средняя школа в Чиллиуокке, Канада.

Британская Колумбия является лидером среди канадских провинций по развитию лесной промышленности. Здесь действует Wood First Act – закон, обязывающий чиновников при строительстве зданий на бюджетные деньги рассматривать древесину в качестве приоритетного стройматериала.

Средняя школа в городе Чиллиуок прекрасно демонстрирует возможности местных изготовителей деревянных конструкций. Здесь можно увидеть клееные балки и колонны; панели «бреттштапель» гвоздевого соединения, называемые в Северной Америке nail-laminated timber (NLT), что можно перевести как «многослойная древесина гвоздевого соединения» и даже поперечно-слойные панели гвоздевой запрессовки (CLT) – чисто североамериканская инновация, обусловленная отсутствием на тот момент в континенте предприятий по промышленному изготовлению панелей CLT.

Офисное здание Т3 в Миннеаполисе.

Совсем недавно компания Hines в американском городе Миннеаполисе возвела первое в США многоэтажное здание из древесины.

Цокольный этаж здания, на котором размещены магазины, фитнес-клуб, холл и велопарковка выполнено из бетона. Остальные шесть этажей – из массивных панелей «бреттштапель» гвоздевого соединения, которые выбраны как экономичная альтернатива панелям CLT. Команду проектировщиков возглавляет канадский архитектор Майкл Грин, известный популяризатор идеи высотного строительства из древесины.

Возможно ли в России?

Массивные деревянные панели изменили соотношение сил на строительном рынке в Европе, привлекли потребителей, которые раньше не воспринимали древесину как материал для капитального строительства. Именно этим обусловлен бурный рост производства и потребления этих конструкций. Сейчас, когда в России все больше говорят о высокоэтажном деревянно строительстве, почему бы не обратить внимание, именно на эту технологию.

Причин тому несколько. Технология Brettstapel проще других. Она требует меньшего объема подготовительных операций. Ведь обработку древесины можно свести к минимуму и даже не строгать пиломатериалы, если предполагается закрывать элементы отделкой. Описанная технология имеет самый низкий коэффициент расхода пиломатериалов на квадратный метр жилья среди всех массивно-панельных технологий. В сочетании с возможностью использовать низкосортные пиломатериалы это дает и низкую стоимость конструкций дома.

Производство элементов «бреттштапель» требует значительно меньшего объема инвестиций, чем производство панелей CLT. Для старта изготовления панелей «бреттштапель» достаточно простого пресса или даже плотницких струбцин. Это также сказывается на стоимости строительства.

Россия на данный момент далека от строительства высотных зданий из дерева. Хорошо всем известный 38-метровый дом Сутягина в Архангельске был сначала по решению суда разобран до четырех этажей, а затем его остатки уничтожил пожар. Но строительные компании постепенно начинают продвигать альтернативные идеи и лоббировать изменение законодательства.

В 2015 году в Череповце прошла третья по счету Международная научно-практическая конференция по деревянному домостроению с участием более 70 приглашенных экспертов из Финляндии, Германии, Австрии и других стран Европы. В 2014 году в партнерстве с Финляндией в Вологодской области был создан кластер деревянного домостроения и деревообработки.

Члены кластера уже внесли предложения по изменению «Стратегии развития промышленности строительных материалов и индустриального домостроения на период до 2020 года» для увеличения финансирования разработок по развитию многоэтажного деревянного строительства. Хотя до каких-то конкретных проектов дела пока не дошло.

Однако законодательные проблемы не единственный камень преткновения в этом вопросе. По словам отечественных экспертов, все технологии строительства многоэтажек из древесины вполне применимы и у нас, к тому же уже производятся в России. Однако есть опасения, что население к подобным экспериментам пока не готово.