Основным препятствием для развития строительства экономически доступных деревянных домов является отсутствие отечественного производства конкурентоспособных экологически безопасных древесноплитных материалов и утеплителей.
В последние годы ГУП НИПИ "Научстандартдом-Гипролеспром" в содружестве с рядом научно-исследовательских и проектных организаций выполнены НИОКР по созданию широкого ассортимента экологически чистых огне- и биостойких долговечных строительных материалов для МДД, в том числе на основе древесины и древесных отходов, разработке новых конструкций и архитектурно-строительных решений для деревянного домостроения, а также методик высокоточного экологического контроля. Кроме того, созданы научные заделы в области производства экологически безопасных связующих для изготовления древесноплитных материалов и минераловатных утеплителей, а также новых эффективных утеплителей из древесных отходов.
В соответствии с программой развития МДД на 2001-2005 гг., разработанной ГУП НИПИ "Научстандартдом-Гипролеспром" с участием администраций субъектов Российской Федерации, суммарная потребность в экономически доступных деревянных домах заводского изготовления в 2005 г. составит 3538 тыс. м2 общей площади.
Для изготовления деревянных домов в указанных объемах потребуется следующее количество эффективных древесноплитных материалов и утеплителей:
• 18 млн. м2 древесноволокнистых плит строительного назначения;
• 57,7 тыс. м2 строительной фанеры;
• 65,3 тыс. м3 древесностружечных плит из крупноразмерной ориентированной стружки;
• 7,3 млн. м3 эффективных утеплителей.
Предусматривается приоритетное развитие для нужд деревянного домостроения производства конструкционных и облицовочных древесноплитных материалов строительного назначения на действующих заводах, выпускающих древесноволокнистые и древесностружечные плиты, эффективных минераловатных утеплителей на действующих заводах по производству минераловатных изделий, а также эффективного утеплителя из древесных опилок на лесопильно-деревообрабатывающих предприятиях и предприятиях, изготовляющих малоэтажные деревянные дома.
Потенциальные возможности отечественных заводов по производству древесноплитных материалов и утеплителей позволяют удовлетворить потребность деревянного домостроения в этих видах продукции как по количеству, так и по качественным характеристикам.
Учитывая проблемы экологической опасности отечественных синтетических смол, применяемых в производстве древесноплитных материалов, ГУП НИПИ "Научстандартдом-Гипролеспром" разработал методы радикальной детоксикации карбамидоформальдегидных смол. В результате концентрация формальдегида в детоксицированных карбамидоформальдегидных смолах и древесноплитных материалах на их основе снизилась в 3-7 раз.
Для придания древесноплитным материалам огнестойкости и гидрофобности разработан ряд новых высокоэффективных антипиренов и гидрофобизаторов.
Новые разработки по детоксикации карбамидоформальдегидных смол, созданию антисептиков, антипиренов и гидрофобизаторов впервые в отечественной практике открывают неограниченные возможности для промышленного освоения на действующих предприятиях (при минимальных инвестиционных затратах) производства широкого ассортимента экологически безопасных древесноплитных материалов строительного назначения - конструкционных, облицовочных, теплоизоляционных. В результате будет решена проблема повышения экономической доступности деревянных домов для широких слоев населения. Как показывают расчеты, применение в конструкциях деревянных домов древесноплитных материалов взамен цельной древесины обеспечивает снижение их себестоимости: для домов из деревянного бруса или оцилиндрованных бревен - не менее чем на 75 руб/м2 общей площади, а для деревянных панельных домов 4 не менее чем на 130 руб/м2 общей площади.
Организация производства экологически безопасных древесноплитных материалов со значительно более низким, чем в зарубежных аналогах, содержанием свободного формальдегида позволит также повысить конкурентоспособность таких материалов на мировом рынке, увеличить объем их производства и экспортные поставки.
Неоспоримо преимущество применения карбамидоформальдегидных смол с пониженным в 3-7 раз содержанием свободного формальдегида в производственных условиях предприятий-производителей древесноплитных материалов, у которых появляется возможность улучшить условия труда работающих и сократить расходы на очистку воздуха от вредных выбросов.
Одним из наиболее эффективных путей решения проблемы комплексного использования отходов деревообработки является применение их в производстве экологически чистых дешевых строительных материалов: термоблоков из опилкобетона и арболита для малоэтажного домостроения (строительства коттеджей, дач, гаражей, складов, различных сельскохозяйственных построек), теплоизоляционных плит из опилочно-стружечных смесей в композиции со связующими, придающими им влаго- и огнестойкость, устойчивость к плесени и грибкам.
Стеновые материалы из опилкобетона и арболита являются экологически чистыми. Благодаря сочетанию свойств древесины и камня обеспечиваются необходимая прочность, хорошая тепло- и звукоизоляция, морозо- и огнестойкость строительных конструкций. По сравнению с керамзитобетонными изделиями и кирпичом материалы из опилкобетона и арболита отличаются повышенной теплозащитой, хорошо регулируют тепловлажностныи режим помещений, легко пилятся и гвоздятся.
В таблице приведены основные характеристики термоблоков из опилкобетона и арболита в сравнении с другими строительными материалами.
|
Материал |
Плотность, кг/м3 |
Прочность на сжатие, МПа |
Теплопроводность, Вт/(м*К) |
| Кирпич красный |
1700-2000 |
5-10 |
0,4-0,5 |
| Кирпич силикатный |
1750-1800 |
7,5-15 |
0,5-0,55 |
| Пескобетон |
1700 |
10 |
0,4-0,5 |
| Термоблоки из арболита |
650-750 |
2,5 |
0,12-0,18 |
| Термоблоки из опилкобетона |
980-1100 |
2,5 |
0,26 |
Для производства термоблоков из опилкобетона и арболита применяются минеральное связующее в композиции с полимерными добавками и различные виды древесных отходов: опилки, щепа и дробленка, образующаяся в процессе лесопиления и деревообработки.
При изготовлении пустотелых термоблоков из опилкобетона заполнителем служат опилки и песок, а при использовании арболита - щепа или дробленка (более крупный заполнитель), поэтому блоки из арболита изготовляются полнотелыми.
Стены из легких деревобетонов вдвое тоньше кирпичных, возведение их возможно в любое время года, при перепадах температур стены не отпотевают, обеспечивают хорошую звуко- и теплоизоляцию, не препятствуют воздухообмену и паропроницаемости, обладают повышенными огне- и биостойкостью, долговечностью.
Огнестойкость стен из арболитовых камней, офактуренных цементно-песчаным раствором, составляет 2 ч (при толщине стен 200 мм).
Термоблоки из легких деревобетонов имеют марочную прочность на сжатие М25 и М35, класс по прочности В1,5 и В2,0, морозостойкость F25, теплопроводность 0,12-0,26 Вт/(м*К), что более чем в 2 раза ниже, чем у кирпича. Стены из термоблоков на основе легких деревобетонов в 2 раза тоньше, чем из кирпича (при условии выполнения новых требований СНиП II-3-79* "Строительная теплотехника").
Исключительно важная особенность строительных камней заключается в возможности их поверхностной отделки разнообразными отделочными составами - от штукатурных и цементно-песчаных растворов до декоративной крошки (кирпичной, мраморной, гранитной) в композиции с акриловыми связующими и пигментами. Указанные составы прочно удерживаются на шероховатой поверхности этих камней.
Новая, не имеющая аналогов комплексная химическая добавка, применяемая для нейтрализации сахаров в древесном заполнителе при производстве строительных камней, одновременно служит антисептиком и антипиреном. Кроме того, за счет образования на поверхности древесных частиц диоксида кремния она препятствует проникновению гидроксида кальция в массу древесного заполнителя и, таким образом, выполняет роль ускорителя твердения цемента. Эта добавка способствует стабилизации свойств древесного заполнителя и защите его от воздействия воды, огня и различных микроорганизмов.
Здания, построенные из термоблоков на основе легких деревобетонов, сочетают прочность кирпичных домов с теплом и гигиеничностью деревянных строений. При этом термоблоки из легких деревобетонов дешевле кирпича и хвойного бруса, а стоимость 1 м3
кладки из этих термоблоков в 4 раза ниже, чем из кирпича. Время, затрачиваемое на кладку 1
м3 термоблоков, как минимум в 4 раза меньше, чем на кладку 1 м3
кирпича, так как один термоблок по объему соответствует восьми обычным кирпичам.
Термоблоки легче, дешевле и теплее кирпича, отличаются удобоукладываемостью и технологичностью, являются уникальным строительным материалом для надстройки мансардных этажей старых и реконструируемых зданий.
Стеновые пустотелые термоблоки из опилкобетона имеют размеры 390x190x188 мм в соответствии с ГОСТ 6133-84. Пустотность их составляет 30%. Такие термоблоки предназначены для возведения наружных стен малоэтажных жилых зданий, гаражей, складов, мини-магазинов, хозяйственных построек.
Перегородочные пустотелые блоки из опилкобетона с пустотностью 25% для возведения внутренних перегородок в жилых зданиях обладают высокими звукоизолирующими свойствами и могут использоваться в качестве наружных малонагруженных стен хозяйственных построек.
Полнотелые термоблоки из арболита предназначены для возведения стен малоэтажных строений, надстройки мансардных этажей старых и реконструируемых зданий.
При возведении одно- и двухэтажных домов и коттеджей может быть успешно использован искусственный теплый камень (так называемый "сосновый камень"). Плотность и теплоизоляционные свойства этого нового материала аналогичны показателям сухой хвойной древесины, а по прочности на сжатие он не уступает кирпичу. Сочетание высоких прочностных характеристик материала с низкими плотностью и теплопроводностью достигается за счет использования в композиции "соснового камня" помимо цемента марки 500 специального наполнителя, представляющего собой прочные замкнутоячеистые минеральные микросферы с внешним диаметром 200-500 мкм. Активная поверхность микросфер способна в течение длительного времени взаимодействовать с цементным связующим (особенно при повышенной влажности), что обусловливает увеличение прочности материала в процессе эксплуатации зданий и сооружений.
Технология получения и формования исходной массы близка к технологии изготовления обычного бетонного камня, а основное отличие состоит в более высокой вязкости массы. Минеральные полые микросферы с активной поверхностью, насыпная плотность которых изменяется от 200 до 250 кг/м3, могут быть получены в крупных масштабах в различных регионах страны путем извлечения из широко распространенных крупнотоннажных отходов.
Создание комфортных условий проживания в малоэтажных деревянных домах любых типов и рациональное расходование энергии зависят главным образом от эффективности и качества теплоизоляционных элементов конструкций. Основные требования к качеству теплоизоляции определяются коэффициентом теплопроводности и нормируемым термическим сопротивлением стен, что и учитывается, прежде всего, при проектировании и строительстве малоэтажных деревянных домов.
С введением новых требований строительных норм и правил по повышению уровня теплозащиты ограждающих конструкций жилых зданий значительно возросла потребность в теплоизоляционных материалах. Так, стены деревянных домов из бруса или оцилиндрованных бревен, строящихся в средней полосе России, должны иметь дополнительный слой теплоизоляции толщиной 100-150 мм, а толщина стен деревянных панельных и каркасных домов увеличивается с 130-140 до 200-270 мм.
Исходя из этого роль теплоизоляционных материалов в формировании таких потребительских свойств жилых домов, как эффективность теплозащиты, экологическая и пожарная безопасность, доступная стоимость и долговечность, резко возросла.
Среди теплоизоляционных материалов волокнистой структуры наибольшее распространение в России получили минераловатные плиты на синтетическом (фенолформальдегидном и карбамидоформальдегидном) и битумном связующих, минераловатные маты со связующим, прошивные маты. В 1999 г. было произведено 5,4 млн. м3 теплоизоляционных материалов из минерального волокна. В последние годы определенное распространение получили также теплоизоляционные плиты и маты из стекловолокна и ультратонкого базальтового волокна.
Параллельно с развитием технологии и расширением номенклатуры волокнистых теплоизоляционных материалов с начала 60-х годов интенсивно развивалось производство разнообразных утеплителей из пенопластов (вспененных термопластов и реактопластов). Из пенопластовых утеплителей преобладающим по объему стал пенополистирол в виде плит (в основном толщиной 50 мм). Относительно широкое распространение получили строительные пенопласты на основе жестких пенополиуретанов и пенофенопластов. Плотность указанных разновидностей утеплителей изменяется в диапазоне от 15 до 80 кг/м3, а теплопроводность - от 0,035 до 0,05 Вт/(м*К).
Пенофенопласты производятся в России как в виде готовых плит толщиной 50 мм, так и в виде заливочных композиций, используемых при изготовлении трехслойных сэндвич-панелей.
Жесткие пенополиуретаны как утеплители не нашли широкого применения в отечественной строительной практике, прежде всего из-за слаборазвитой базы производства диизоцианатов и их высокой цены.
В 70-80-е годы довольно широкое распространение как в нашей стране, так и за рубежом получили теплоизоляционные материалы на основе вспененных и отвержденных карбамидоформальдегидных смол, которые были в 2-4 раза дешевле пенофенопластов, пенополистирола и пенополиуретанов. Карбамидоформальдегидные пенопласты используют в основном в виде заливочных композиций, плотность которых после отверждения составляет 15-30 кг/м3. Известны также плитные материалы на основе вспененных карбамидоформальдегидных смол толщиной 50 и 100 мм, которые характеризуются плотностью 120-130 кг/м3, теплопроводностью 0,065 Вт/(м*К) и прочностью на сжатие 0,15 МПа.
В мировой практике МДД широко применяют трехслойные панели с обшивками из профилированной оцинкованной стали, алюминиевых сплавов, плотных древесностружечных и древесноволокнистых плит и др. В качестве утеплителя в этих конструкциях используют все вышеперечисленные пенопласты.
Развитие МДД и расширение производства и потребления различных теплоизоляционных материалов способствовали углублению представлений о критериях их эффективности и областях применения. При выборе материалов и конструкций для МДД все большее внимание уделяется экологическим аспектам. В специальной литературе, а затем и в прессе стали появляться и накапливаться данные о вредных веществах, выделяющихся из различных строительных материалов, в частности, из теплоизоляционных (например, из пенополистирола, утеплителей, содержащих фенолформальдегидные и карбамидоформальдегидные смолы). Ряд теплоизоляционных пенопластов, особенно на основе полистирола и полиуретанов, представляют серьезную пожароопасность не только из-за их горючести и высокой температуры горящего плава (пенополистирол), но и из-за выделения в процессе горения токсичных веществ (пенополиуретан).
Существенное влияние экологических факторов и требований пожарной безопасности на выбор теплоизоляционных материалов и строительных конструкций совпало по времени с повышением в 3-3,5 раза требований к теплозащитным характеристикам зданий в Российской Федерации. Начиная с 2000 г. нормируемое термическое сопротивление стен в МДД в зависимости от климатической зоны должно составлять от 2,32 (южные регионы) до 4,84 м2*К/Вт (северные регионы). Для соблюдения этих норм потребуется кратное увеличение толщины теплоизолирующих слоев, что в случае применения пенопластов еще более осложнит проблему экологической и пожарной безопасности Аналогичная ситуация складывается и в мировой практике МДД, в частности, в странах Западной Европы.
В настоящие время в странах Западной Европы и России наблюдается повышенный интерес к разработкам и производству теплоизоляционных материалов на основе древесины (древесная эковата, древесноволокнистые плиты со связующим и без него толщиной от 10 до 50 мм, композиционные плитные и засыпочные материалы на основе химически скрепленных опилочных окатышей). Обработка таких материалов нелетучими нетоксичными антипиренами и антисептиками позволяет придать им высокую огнестойкость и стойкость к действию грибков с сохранением полной экологической безопасности.
Указанная тенденция наиболее четко выявилась на 16-й международной конференции по деревянному домостроению, проходившей в 1997 г. в г. Гарце (Австрия). Так, фирма "Лигна-Тред" продемонстрировала теплоэффективные экологически чистые деревянные панели, в которых в качестве утеплителя использованы древесноволокнистые плиты, а огнезащита обеспечена гипсокартонными листами. Разработаны технологии пневмозаполнения пустот панелей эковатой, а также пакетированные утеплители на основе сухого древесного волокна. Фирма "ХААС" предложила изолировать полы древесноволокнистыми плитами со слоем гидроизоляции.
В связи с необходимостью комплексной экологической защиты жилых помещений в МДД возник интерес к теплоизоляционным материалам, одновременно выполняющим функцию шумопоглощения. В МДД также используются пакетированная теплозвукоизоляция на основе древесной ваты, теплозвукоизоляция междуэтажных перекрытий на основе ультратонких минеральных волокон, а также высокопористые древесноволокнистые плиты. Применение материалов малой толщины (до 12 мм) позволяет снизить интенсивность шума до 20 дБ (при норме 46 дБ). Для интенсивного отвода паров воды из внешних слоев теплоизоляционных конструкций предусматриваются продольные и поперечные вентиляционные каналы, создаваемые между внешним слоем теплоизоляции и облицовочным защитно-декоративным материалом.
В России в течение последних пяти лет интенсивно ведутся работы по созданию, производству и применению теплоизоляции из лигноматериалов. Разработана технология и организовано производство экологически чистой древесной эковаты для теплозвукоизоляции строительных конструкций в МДД.
Древесная эковата представляет собой высушенное целлюлозно-древесное волокно, распушенное до состояния коротковолокнистой ваты, и имеет следующие физико-технические характеристики:
| Плотность при упаковке, кг/м3 |
110-115 |
| Плотность укладки при использовании, кг/м3 |
45-64 |
| Коэффициент теплопроводности, Вт/(м*К) |
0,047 |
| Влажность, %, не более |
12 |
Успешно проводятся работы по организации производства теплоизоляционных блоков толщиной 50-100 мм путем склеивания в несколько слоев древесноволокнистых плит толщиной 12-18 мм.
| |
(ПРОДОЛЖЕНИЕ НА СЛЕДУЮЩЕЙ
СТРАНИЦЕ)
Нажмите кнопку "Далее"
|
