РусВудХаус - RusWoodHouse История появления клееного бруса

История

Наиболее древний аналог технологии производства клееного бруса — лук японских воинов. С 12 века дугу стрелкового оружия в Японии начали изготавливать путём склеивания составных частей из бамбука и дерева, что значительно увеличило его упругость, прочность, надёжность, точность и дальность поражения цели.
Идея соединения деревянных брусьев с помощью клина принадлежит архитектору Филиберу Делорму. В 1548 году он впервые применил этот метод соединения деревянных частей при проектировании и строительстве арочных частей зданий дворцового масштаба.


Гнутые, сложенные друг на друга и скреплённые шпонкой или клиньями несущие детали использовали зодчие барокко, в том числе мастера деревянного зодчества в России.
В 19 веке сборные деревянные арочные конструкции начали скреплять с помощью металлических скоб-затяжек, что позволило серьёзно увеличить сферу дуги.


В 1890 году идею усовершенствовал немецкий плотник Отто Хетцер. Он первый при создании массивных конструкций из отдельных деревянных деталей с применением клея из казеина придал им пространственность, изогнутость. 22 июня 1906 года Карл Фридрих Отто Хетцер получил немецкий государственный патент № 197773 на гнутые клееные фермы, состоящие из двух и более ламелей. В Швейцарии способом Хетцера было построено много зданий, большинство из которых сохранились до сих пор.

Свойства материала
Достоинства и недостатки

Достоинства
• стабильность формы (исключение деформаций) готового изделия в процессе изготовления и эксплуатации
• возможность изготовления конструкций больших размеров (до 60 м в длину)
• минимальная усадка при применении в срубах домов
• высокая огнестойкость
• отсутствие сквозного растрескивания
• высокая теплоизоляция в сравнении с цельной древесиной
• прочность и долговечность
• «мебельное» качество поверхностей
• содержание клея ничтожно мало в сравнении с OSB, LVL, ДСП

Преимущества клееных деревянных конструкций


• Склеивание как неподвижное соединение позволяет получить несущую часть высокой жёсткости, соответствие размеров строительных деталей и стабильность форм;
• В случае пожара клееные балки, в отличие от стальных опор, дольше сохраняют свою прочность;
• Благодаря многослойности склеенных друг с другом ламелей можно получать строительные детали практически любой желаемой формы. Ведущие мировые компании выпускают детали длиной до 60 метров, недостижимые при применении цельной древесины;
• Особенно хорошо подходит для агрессивной химической среды (например, склады для минеральных удобрений);

Недостатки
• относительно высокая начальная стоимость клееного бруса в сравнении с материалами из цельной древесины;
• нарушение технологии при изготовлении и применение некачественного клея может привести к расслоению клееного бруса, его деформации, потере теплоизоляционных, экологических и эстетических качеств;
• в связи с тем, что древесина при высыхании сокращается неравномерно по срезу радиально и тангенциально, появляются расслоения и неравномерная усадка в поперечном срезе.
• данная технология деревянного домостроения относительно молода, поэтому данные о поведении клееного бруса через большие промежутки времени (например, через 50 лет) отсутствуют.


Строительство


Деревянные гнуто-клеёные несущие конструкции (ДКК) нашли широкое применение при монтаже сложных кровель, ледовых катков, торговых центров, аквапарков, мостов (в том числе автомобильных), вокзалов и т. д.
Стеновой клееный профилированный брус используется в деревянном домостроении при возведении жилых домов, бань, гостиниц, церквей различной конструктивной сложности и масштабности.
Широко применяются как традиционная для России и Северной Америки срубовая конструкция, так и стоечно-балочная конструкция — Fachwerk, Post and Beam (Европа, США и Япония).


Известные здания


Европа
• Дом Сибелиуса в Лахти (Финляндия) — самый крупный в Северной Европе концертный зал и конгресс-холл из дерева — Зал Сибелиуса (фин. Sibeliustalo, арх. Раймо Рясанен);
• Центр Помпиду в Меце (Франция);
• Зал заседаний Парламентской Ассамблеи Совета Европы в Страсбурге (Франция).
Россия
• Троице-Измайловский собор — сложные конструкции из клееного бруса использованы при реконструкции Троицкого собора Санкт-Петербурга;
• Дворец Деда Мороза из клеёного бруса площадью более 900 м² в Великом Устюге (Вологодская обл.);


• Процесс производства начинается с распиловки окоренной древесины на доски.
• Отобранные по размерам и качеству ламели высушиваются в специальных камерах до влажности, соответствующей их применению (8-18 %, в зависимости от типа бруса и применяемого клея). Этим исключается усушка древесины в процессе дальнейшей эксплуатации.
• Высушенные ламели строгаются и сортируются по прочности (DIN 4074-S10). На этом же этапе маркируются и выторцовываются бракованные участки — большие сучки, трещины, обзолы (откосы или неровности кромок). При необходимости доски сортируются по эстетическим критериям.
• На торцах различных по длине отрезков ламелей фрезеруется зубчатый профиль, и они под давлением склеиваются друг с другом до необходимой длины. При таком рациональном производстве теоретически можно получать ламели бесконечной длины.
• Ламели торцуются на требуемые длины, на поверхности с помощью клееналивной машины крайне тонким слоем наносится клей (менее 1 % от объёма клееного бруса). Для склеивания ламелей используются различные виды клея в зависимости от условий эксплуатации готовой продукции: 
o Меламиновые клеи — прозрачный клеевой шов, широко применяются в Европе, в том числе в России при производстве большепролётных конструкций
o Резорциновые клеи — тёмный клеевой шов, нашли свое применение в США и Японии, применяются для производства всевозможных конструкций, используемых снаружи здания, в том числе для условий повышенной влажности (мосты, судостроение и т.д)
o EPI-система — прозрачный клеевой шов, применяется в Японии и России для производства деталей и изделий малоэтажного домостроения
o Полиуретановые клеи — прозрачный клеевой шов, современные быстроотверждаемые клеи, увеличивают производительность производственных линий, позволяют склеивать древесину с влажностью до 18 %.
o Классы водостойкости клея: D3 — столярный; D4 — наружный водостойкий; D4 ++++ — водостойкий с повышенными свойствами
o Классы экологической безопасности: Е3, E2, E1 (Европа); F***, F**** (Япония).
o Классы эксплуатации: 1 и 2 (Европа); А, В, С (Япония).
Наиболее известные клеевые системы производят международные компании Akzo Nobel (Casco Systems), Dynea, BASF, которые специализируются на формальдегидные и меломиновые смолы. В области полиуретановых клеев ведущим производителем является компания Klebchemie (торговая марка КЛЕЙБЕРИТ).
Для эксплуатации деталей в помещениях с нормальной влажностью, с повышенной влажностью либо на открытом воздухе используются различные системы клея. Использование различных систем клея подлежит обязательной сертификации.


• После нанесения клея ламели собираются в пакеты (заготовку бруса необходимого сечения) и прессуются.
• После отверждения клея готовый клееный брус строгается и фрезеруется (профилируется).
• Впоследствии из заготовки вырезаются детали будущего строения, в заводских условиях изготавливаются узлы соединения конструкции, например чаши.
Клееный брус является идеальным материалом для деталей заводского изготовления, так как впоследствии не деформируется, чем обеспечивается чёткость и плотность примыканий и соединений.