Что такое деревянные стеновые панели: состав, расчеты и технология строительства дома

В строительстве древесина один из самых востребованных материалов благодаря своей экологичности и способности сохранять тепло.

Деревянные панели для строительства стен (CLT) – искусственно созданные, многослойные, при их изготовлении были снижены отрицательные свойства и улучшились качественные показатели дерева.

Разберемся, в чем преимущества, как правильно они называются, какими свойствами обладают и как с их помощью строят стены.

Описание клееных clt-плит для стен

Производство панелей для стенового строительства по технологии Cross Laminated Timber (CLT) имеет общие корни с технологиями производства клееного бруса и конструкционных балок.

В основу берется древесина, преимущественно хвойной породы. Пиломатериал строгается, собирается в единую конструкцию и заливается клеевым составом. После укладываются под пресс несколькими слоями перпендикулярно друг другу.

Полученный результат по свойствам превосходит обычную древесину. Он намного прочнее, элементы с вертикальными ламелями используют для строительства несущих конструкций, с горизонтальными можно укладывать перекрытия.

У панелей CLT снижена в несколько раз горючесть, они легко пропускают пар и имеют звукоизолирующие свойства. При этом дома из деревянных панелей по-прежнему остаются одними из самых экологичных и безопасных.

Название CLT переводится как перекрестно-слоеные деревянные панели. Существует несколько разновидностей, среди которых для строительства стен применяют Cross-lam панели и x-lam панели.

В качестве сырья используется стружка хвойных и лиственных пород. Для склеивания применяют полиуретановые клеи (более дорогостоящий вариант) или меламиновые. Соотношение клея к основному материалу – 1-2,2% на 480-500 кг/м3.

Клеевой состав в толщине всего 0,1 мм, благодаря чему не происходит блокировки проникновения воздуха. Как проходит процесс изготовления:

1. Древесина высушивается в специальных камерах до 12% влажности. Максимально возможное отклонение от нормы 2%.
2. Ламели формуются и торцуются. Происходит сращивание панели на зубчатый шип. Создается элемент размерами соответствующий нужным параметрам.
3. Ламели склеиваются, прессуются. Материал шлифуется до абсолютно гладкой поверхности.
4. Для стен дополнительно обрабатываются ориентированно-стружечным покрытием, предотвращающим проникновение влаги.

Изготовление одного элемента занимает до 60 минут.

Одна панель имеет в составе от 3 до 12 слоев. Ширина готового элемента варьируется, составляет от 60 см до 4 м.

Длина до 24 м, толщина 6-35 см. В процессе производства для каждого дома формируются стены с оконными и дверными проемами.

Несущая способность у таких панелей не меньше чем у железобетона, отрезок длиной 25 см выдерживает нагрузку 500 т веса.

Есть несколько видов документации, которая регламентирует разные моменты при строительстве стен частного дома из деревянных элементов:

• СНиП II-25-80. Здесь перечислены требования к каркасным домам из дерева, перекрытиям и стропилам.
• ГОСТ 8486-86. Требования к пиломатериалам, используемым при возведении домов.
• ГОСТ Р 55658-2013. Стандарт требований к стеновым панелям на деревянном каркасе.
• ГОСТ 15613.1-84, 15613.4-78. Определение предела прочности клееного древесного массива.

Внимание! Производством CLT-панелей могут заниматься только официальные организации. Создание происходит на заводах и фабриках, продукция требует сертификации.

Что строят из панельного материала?

С популярностью экологически чистых материалов и безопасного производства, стеновые панели, созданные по CLT-технологии, получили массовое распространение.

Сегодня деревянные элементы используются в качестве замены бетону, клееному брусу, клееному бревну, кладке из камня, стальным конструкциям. Плиты относятся к системам тяжелой промышленности и стали полноценным материалом для строительства.

Для каких домов используют деревянные стеновые панели:

• Высотой до 5 этажей без использования дополнительных закрепительных элементов.
• Высотой до 10 этажей с закрепляющими балками.

Строительство частных домов постепенно развивается в Европе и за ее пределами. В Мельбурне в 2012 году был построен дом высотой 32 м в 10 этажей, без использования железобетонных конструкций. Ранее в Англии было возведено 9-этажное строение высотой 30 м.

Оба здания признаны устойчивыми, безопасными для жизни людей. Они отличаются легким весом, отлично сохраняют тепло, энергопотребление на отопление в домах из деревянных панелей сократилось на 25%.

Согласно исследованиям, возможно строительство здания до 30 этажей из инновационного материала. В Стокгольме разработан проект дома в 33 этажа из него. В Чикаго создано здание в 44 этажа из CLT-панелей.

Опыт ведущих мировых держав подтверждает безопасность и эффективность материала. В России его пока используют только для возведения частных домов, коттеджей и дач.

Интересно. Помимо стен, древесину используют для создания перекрытий, балок. Их используют при строительстве зданий хозяйственного и общественного назначения, для благоустройства территории вблизи домов. Они подходят для строительства лестниц, террас, интерьерного декора.

Что собой представляет постройка из СЛТ?

Строительные компании предоставляют покупателям типовые проекты и возможность создания индивидуального плана строительства дома. При производстве стена представляет собой монолитную конструкцию из деревянных панелей.

В зависимости от размеров, панель изготавливается как единая плоскость или состоит из нескольких, склеенных между собой элементов. На специальных станках в заготовке вырезают проемы, формируют необходимую форму.

Так как CLT-панели легкие по весу, они не нуждаются в мощном основании. Строительство стен осуществляется подобно сборному конструктору.

Готовые детали просто соединяются между собой с помощью крепежных элементов. Возведение стен типового 1-2-этажного дома занимает до 3 дней, если позволяют погодные условия.

В конструкции практически нет швов, она не продувается и не промерзает.

Виды сырья из натурального дерева

Для строительства стен применяют две разновидности панелей, созданных на основе технологии CLT:

• Класс В. Элементы для несущих стен и перегородок без покрытия, отшлифованные.
• Класс А. Готовые стены с нанесенным отделочным материалом для фасада и внутренней части стен. Отделкой здесь служит измельченный шпон или отшлифованная поверхность, готовая для последующих действий (под краску, гидроизоляцию или другое).

Также элементы разделяются по количеству слоев. Самыми распространенными считаются трех, пяти и семислойные изделия. В производстве компании используют древесину разных сортов, в Европе это преимущественно смесь из ели, лиственницы, сосны. В России либо сосна, либо смесь из хвойных и лиственных пород.

Чисто хвойные панели, согласно исследованиям, прочнее на изгиб, могут выдерживать большую нагрузку.

Подробное описание характеристик

Благодаря тому, что в процессе производства слои древесины укладываются перпендикулярно друг другу, технические характеристики готовых элементов во многом превосходят другие строительные материалы. Приведем средние значения, характерные для CLT-панелей.

Наименование свойства	Средние показатели
Класс прочности	С24
Влажность	10-12%
Устойчивость к проникновению пара	20-40
Огнестойкость	s2, d0, D
Шумоизоляция	R>60Дб
Удельная теплоемкость	1,6кДж/кгК
Модуль сдвига	50Н/мм2
Прочность на изгиб	10Н/мм2
Теплопроводность	0,1 Вт/моК
Расчетная нагрузка на стену	60кН/м2

Важно! Если толщина панели превышает 200 мм, то утепление для стен не требуется. Если толщина составляет 100-150 мм, потребуется утепление стандартными методами для древесной поверхности.

Так как плита монолитна, мостики холода при строительстве отсутствуют полностью. Теплоизоляционные свойства материала превышают аналогичные показатели у кирпича или бетона в 3-5 раз. Согласно исследованиям, CLT-панели способны выдержать сейсмическую угрозу силой до 9 баллов.

Особые свойства деревянных панелей:

1. На них почти не влияет окружающая атмосфера и влажность. Максимальная величина деформации 0,3 мм на погонный метр.
2. Усадка у дома из этого материала минимальна. Она не отражается на целости стен или отделочных материалов.
3. Высокая прочность на сжатие: вдоль волокон до 15 МПа, поперек до 1,8 МПа, на изгиб до 11,67 МПа.
4. Нет чувствительности к перепадам температур. Это свойство возникает из-за продольно-поперечного расположения волокон. По этой же причине, грызунам панели повредить очень сложно.
5. Состав ламелей полностью экологичен, клей безопасен, относится к классу Е1-Е0.

По своим характеристикам CLT-панели качественно выделяются на фоне обычного древесного массива, бруса, сруба. Они меньше подвержены горению, из-за минимального процента впитываемой влаги, их не атакует плесень.

Как рассчитать необходимое количество?

Стена из CLT-панели представляет собой, в большинстве случаев, монолитную конструкцию. Максимальная длина одного элемента составляет 24 метра, которых достаточно для возведения одной стороны, без присоединения дополнительных частей. В высоту панель может быть до 4 метров, что также не нуждается в наращивании.

Поэтому в подавляющем большинстве случаев для строительства стены достаточно одного элемента, в котором прорезают оконные и дверные проемы. Количество стен зависит от проекта дома.

Этапы монтажа

Для монтажа стен из деревянных панелей потребуется:

• бригада из 3-5 человек;
• подъемный кран;
• металлический крепеж.

При производстве для каждой детали отводится свое место, они нумеруются и последовательно выкладываются на погрузчик для дальнейшей транспортировки к месту сбора. Монтаж производится на уже готовый фундамент. Так как конструкция очень легкая, использовать в качестве основания можно как монолитную плиту, так и ленточную и другие виды конструкций.

Порядок действий:

1. 

   Несущая стена устанавливается на заранее подготовленную обвязку из длинных деревянных брусков. Между стеной и перекрытием укладывается слой рулонной гидроизоляции.

   Деталь фиксируется под углом 90 градусов относительно перекрытия на специальные металлические крепежные элементы – стальные пластины, вклеенные и ввинченные стержни.

2. Между собой стены по углам также соединяются при помощи металлических крепежей. В результате углы – это единственное место, где может образоваться мостик холода, позже его необходимо утеплить.
3. Поверх стены устанавливается перекрытие, которое, в большинстве случаев, также изготавливается из CLT-панелей.

Изготовление каркаса небольшого частного строения занимает в среднем 2-3 дня, если бригада работает в 2 смены. Дома из деревянных панелей – одни из самых быстрых по скорости возведения.

Возведение одной стены по времени составляет 20 минут, требуется привлечение квалифицированных специалистов.

Плюсы и минусы использования

К преимуществам использования CLT-панелей относят:

• Отсутствие усадки. Стены после строительства можно сразу покрывать отделочными материалами, устанавливать окна и двери. Стройка занимает мало времени.
• Натуральный состав материала. Экологически чистая, дышащая древесина и клеевые составы создают благоприятный микроклимат в доме. Они не выделяют токсины при нагревании, не плесневеют, не покрываются коррозией, не гниют.
• Не требуется подготовка перед отделочными работами. Стена после производства приходит прямая, полностью готовая к внешней обработке. Использовать можно абсолютно любые материалы, в том числе и для внешней стороны здания, нет необходимости выравнивать стены.
• 

  Стена полностью герметичная. Так как конструкция монолитная, нет щелей, которые нужно закрывать или маскировать.

  Дом не продувается ветром, отсутствуют мостики холода.

• Высокая пожаростойкость. Согласно исследованиям, материал, при воздействии открытого источника огня с температурой в 1200 градусов с другой стороны нагрелся до 10 градусов. Эксперимент производился в течение часа.
• Возможность многоэтажного строительства. Конструкция способна выдерживать большой вес, в Европе практикуется возведение зданий выше 5 этажей с применением панелей CLT.
• Экологичный состав. В производстве используется натуральная древесина и клей класса Е1, который также разрешен для создания мебели.
• Любые формы. Элементы производятся практически любых форм и размеров, это удобно для создания разных архитектурных стилей.
• Возможность возведения в любой стране и климате. Стены выдерживают землетрясения в 9 баллов. Дома из деревянных панелей становятся все более популярными в Японии.
• Производство практически безотходное. Для создания элементов применяют любые части дерева, измельчают их, после склеивают. Создать материал можно не только из цельной древесины, но и из отходов, оставшихся после создания цельных деталей, например.
• Стены не обязательно утеплять, если строительство ведется в южных регионах. При этом, материал подходит и для северной части страны, в этом случае, утепление все же понадобится.
• Конструкция легкая по весу. При строительстве не потребуется тяжелая техника, мощный фундамент или большая бригада рабочих.
• Стены почти не пропускают шум, как с улицы, так и в обратную сторону. В Европе такие дома используют в качестве общественных строений (больниц, образовательных учреждений и пр.).
• Материал очень прочный, динамические вибрации присутствуют в минимальном количестве. Прослужить такое строение может до 120 лет.
• Благодаря тонкости и компактности материала, внутри дома сохраняется больше полезного пространства.

Внимание! Дома из CLT-панелей используются в регионах с повышенной влажностью. Стены выдерживают нагрузки аналогично свойствам металлического профиля.

Недостатки:

• 

  Основной минус – высокая стоимость материала. Его производство еще не столь развито, в России существует всего несколько заводов-производителей (основных 4).

  Панели обладают отличными эксплуатационными характеристиками.

  Становятся надежной и экологичной заменой бетону, обладают лучшими свойствами в сравнении с обыкновенным брусом или древесиной. Отличается долговечностью.

• Требуется дополнительное утепление, если применяется в северных регионах.
• Новая технология не у всех застройщиков вызывает доверие. Сложно найти на рынке мастеров, квалифицированную бригаду.

В связи с тем, что технология строительства из CLT-панелей появилась в России сравнительно недавно, на рубеже XX-XXI вв, нет четкой статистики о том, как ведут себя дома из них в эксплуатации. Европейский опыт нашими соотечественниками не всегда воспринимается как достоверный.

Средние цены по РФ

Средняя стоимость панелей CLT для стен согласно размерам и классу.

Размер панели	Класс А, руб/шт	Класс В, руб/шт
3-слойные	5500	4900
5-слойные	7200	8200
7-слойные	12700	11700

Цена зависит также от толщины элемента, его состава, производителя.

Стоимость работ по возведению стен из деревянных панелей в среднем – 30000 за кв. метр. Цена назначается целиком за весь проект, поскольку дом собирается сразу полностью, а не по частям.

Фото

Фото CLT-панелей и домов из них:

Заключение

CLT-панели относят к технологиям будущего. Дома из этого материала легкие по весу, чрезвычайно прочные, долговечные, не боятся атмосферных явлений. Материал теплый, может использоваться в любых регионах и странах мира.

В Европе практикуется многоэтажное строительство из деревянных панелей. Здания не имеют нареканий в эксплуатации и показывают отличные результаты на фоне домов из традиционных материалов.