ВЫСОТНЫЕ ДЕРЕВЬЯ: ИССЛЕДОВАНИЕ ПОТЕНЦИАЛА ДЕРЕВЯННЫХ НЕБОСКРЁБОВ В ГОРОДАХ БУДУЩЕГО

HIGH-RISE TREES: EXPLORING THE POTENTIAL OF WOODEN SKYSCRAPERS IN THE CITIES OF THE FUTURE

Artyom Severov

Student, faculty of architecture, State University of Land Management,

Russia, Moscow

Andrey Koshkin

Senior Lecturer, department of construction, State University of Land Management,

Russia, Moscow

АННОТАЦИЯ

Дерево – один из самых удивительных природных материалов, который сопровождает человечество на протяжении целых тысячелетий. Его уникальное сочетание прочности, эстетической привлекательности и экологичности делает его идеальным материалом для создания разнообразных конструкций. В этой статье будут представлены новаторские и современные методы строительства высотных зданий из дерева в разных странах мира, что подтверждает актуальность данной темы. Будут рассмотрены преимущества и недостатки такой архитектуры, представлены образцы того, как дерево может быть востребовано для строительства в будущем.

ABSTRACT

Wood is one of the most amazing natural materials that has accompanied humanity for thousands of years. Its unique combination of durability, aesthetic appeal and environmental friendliness makes it an ideal material for creating a variety of designs. This article will present innovative and modern methods of construction of high-rise buildings made of wood in different countries of the world, which confirms the relevance of this topic. The advantages and disadvantages of such architecture will be considered, examples of how wood can be in demand for construction in the future will be presented.

Ключевые слова: дерево; деревянные панели CLT; экологичность; высотные здания.

Keywords: wood; CLT wood panels; environmental friendliness; high-rise buildings.

Введение

История использования дерева в строительстве уходит корнями в далёкое прошлое. С самых ранних времен люди использовали его для создания убежищ, жилых домов, храмов и других сооружений. В средние века дерево было основным материалом для строительства крепостей, замков и соборов. Огромные деревянные балки использовались для создания величественных сводов и арок, которые поддерживали каменные и кирпичные стены. Деревянные дома и здания служили не только жилыми помещениями, но и имели важное культурное и религиозное значение. Недаром одним из ярких символов русской истории является традиционное жилище нашего народа – деревянная изба. Дерево было одним из первых доступных и универсальных строительных материалов, который обладал рядом преимуществ. С развитием технологий и появлением новых инструментов процесс строительства стал более эффективным. Теперь деревянное строительство является новым мировым трендом для создания экологически чистых современных сооружений. Кто бы мог подумать несколько тысячелетий назад, что данный строительный материал останется актуальным в XXI веке наряду с новыми? Что масштабы его применения достигнут уровня строительства высотных зданий? И насколько это действительно реально?

Деревянные панели CLT. (Cross-Laminated Timber)

В настоящее время дерево стало серьёзным конкурентом для стали и железобетона. Прогресс в области обработки древесины привел к появлению новых особенностей и улучшению существующих. Креативные и уникальные архитектурные и конструктивные решения, ставшие возможными благодаря передовым технологиям, создают новые качественно высокие, экологически чистые условия для жизни. Сегодня уже строятся не только деревянные многоэтажные жилые дома, общественные центры и аэропорты, но даже небоскребы. Технология изготовления деревянных панелей CLT, разработанная в середине ХХ века, продолжает развиваться и совершенствоваться в XXI веке. Использование многослойных деревянных панелей CLT (Cross-Laminated Timber) – самый распространённый и проверенный метод в строительстве на данный момент (рис. 1). Эти панели состоят из нескольких слоёв древесины, размещённых в перпендикулярных направлениях, склеенных и спрессованных под высоким давлением с использованием экологически чистого клея. Пределы их габаритов: длина до 18 метров, ширина до 3,6 метров. Заводское производство позволяет изготовить панели CLT индивидуальных параметров с высокой степенью точности. Это существенно сокращает продолжительность строительства. Сразу вспоминается девиз своего соавтора Кошкина А. К. «Дом за один день», ведь это действительно довольно значимый аспект в современном проектировании.

Рисунок 1. Деревянные панели CLT. (Cross-Laminated Timber)

Преимущества внедрения древесины в современное строительство

Огнестойкость, долговечность, прочность всегда являлись главными показателями безопасности сооружения. И по отношению к дереву, как к строительному материалу, возникало много вопросов о надёжности его применения. Однако возведённые здания с использованием каркаса из стали при воздействии огня на конструкции, могут быть намного опаснее, чем деревянные сооружения. На данный момент, в процессе возведения здания, использование инновационных химических компонентов стало нормой, поскольку они обеспечивают непревзойденную защиту древесного строительного материала. Они отлично защищают дома от пожара, которые способны выделять пену для того, чтобы не дать распространятся огню. В случае возникновения пожара, обработанное дерево только обуглится и не усилит огонь в отличие от некоторых современных материалов (рис. 2). Важен и тот факт, что дерево не выделяет ядовитые испарения.

Рисунок 2. Деревянные конструкции под воздействием горения

У древесины невысокая плотность, однако это компенсируется ее высокой прочностью. Благодаря своей упругости и гибкости, она прекрасно подходит для изготовления изгибаемых элементов. Последние исследования в области строительства из древесины подтверждают устойчивость таких конструкций к разрушениям. На действия природных бедствий, таких как землетрясения и цунами, эти сооружения смогли противостоять лучше, чем бетонные здания (устойчивость сохраняет при сейсмических активностях до 10 баллов). Исследования проводились в районах, подверженных разным стихийным бедствиям.

Весомым прорывом в современном строительстве стало введение гибридных систем (рис. 3). Так каркас из дерева можно дополнить стальными элементами. Этот метод стремительно приобрёл популярность и позволил создавать более сложные конструктивные и архитектурные решения. Например, вертикальные коммуникационные шахты в многоэтажных домах выполняют из железобетона, которые служат ядром жёсткости, а вокруг ядра используют конструкции из дерева.

Рисунок 3. Гибридная конструктивная система

Одним из значительных преимуществ активного использования древесины в строительстве обнаружено в контексте проблемы обезлесения. Оно связано с бесконтрольной и беспощадной вырубкой лесов браконьерами. Разумное использование дерева в строительстве не причиняет вреда лесным массивам. Более того, благодаря вырубке деревья способны удерживать в себе необходимое количество углекислого газа, так как они активно абсорбируют его. В противоположном случае, при естественном разложении и гибели дерева, углекислый газ освобождается обратно в атмосферу, поэтому загрязнение становится неизбежным. Соблюдение всех принципов и правил, включая так называемую "устойчивую вырубку", позволяет лесам нормально функционировать и продолжать существовать.

И безусловно дерево – это символ единства с природой. Деревянные конструкции позволяют создавать прекрасные и функциональные сооружения, которые гармонично вписываются в окружающую среду. Они продолжают вдохновлять архитекторов и приковывать взгляды людей своей красотой и уникальностью.

Опыт применения древесины в проектировании высотных зданий

Высотные деревянные здания вовсе не фантазийные проекты архитекторов, которые ушли «в стол». Первое внедрение в строительство панелей CLT произошло в 2009 году с возведением девятиэтажного жилого дома. Этот прорыв привел к широкому использованию данной технологии для строительства многоэтажных жилых комплексов в Европе, Америке и Австралии. В то же время, архитекторы активно работают над разработкой новых конструктивных решений, чтобы использовать эту технологию в постройке деревянных небоскребов. Это парадоксально, поскольку многие люди считают, что деревянные здания не могут быть высокими. Однако высота здания зависит от различных факторов, прежде всего от опыта и профессионализма разработчиков, которые применяют новые и нестандартные подходы. В настоящее время в Норвегии существует пример высотного здания из древесных материалов – 18-этажный жилой дом (рис. 4). Это здание находится у берега озера Мьеса и имеет высоту 85 метров.

Рисунок 4. Высотный жилой комплекс в Норвегии

В Стокгольме реализован проект модульного жилого дома 79 & Park (рис. 5). По образу он напоминает зелёный растительный холм. Новый жилой комплекс, построенный полностью из дерева, располагается рядом с небольшим коммунальным парком. Грамотное архитектурное решение и использование древесины как основного строительного материала помогли органично вписать объект в местную застройку на стыке с природой.

Рисунок 5. 79 & Park в Стокгольме

А так представляют деревянный небоскрёб в Великобритании (рис. 6). И, кажется, реализация такого архитектурного проекта не за горами!

Рисунок 6. Oakwood Tower в Лондоне

Строительство многоэтажных и общественных зданий с использованием деревянных конструкций представляет собой новую архитектурную тенденцию. Она успешно внедряется в мировую практику благодаря передовым технологиям обработки древесины. Российские богатые лесные ресурсы позволяют строить современные здания, а с учётом показателя 0,07 м3 на человека необходимо активно пересмотреть отношение к использованию этого природного ресурса и разработать специальные программы для строительства из экологически чистого материала.

Заключение

Таким образом, выдвинутая в начале исследования гипотеза подтвердилась: «высотные деревья» возможны и постепенно находят своё место среди архитектуры XXI века. Деревянным небоскрёбам быть! Строительство из дерева – это действительно архитектура будущего и настоящий двигатель прогресса в сфере архитектуры и инженерных технологий. Архитекторы каждый год развеивают мифы и доказывают людям, что дерево – прекрасный строительный материал, который обладает высокой прочностью, огнестойкостью, долговечностью. Богатая история использования дерева в строительстве свидетельствует о его значимости и важности в развитии архитектуры. В будущем, с учётом потребностей экологической устойчивости и уникальных архитектурно-планировочных решений, ожидается дальнейшее развитие и инновации в области деревянной архитектуры.

Список литературы:

1. Самолькина, Е.Г Дерево как конструктивный материал в современной жилой архитектуре России / Е.Г. Самолькина // Сборник трудов аспирантов и магистрантов. Архитектура. Социально-гуманитарные науки / Нижегор. гос. архитектур.-строит. ун-т. – Н. Новгород, 2015. – С. 108-113.
2. Магай А.А., Дубынин Н.В. Особенности архитектурной типологии высотных зданий. // Архитектура и строительство России. 2009. № 4. С. 22-29.
3. Плетнев В.И., Самсонов А.В. Анализ и развитие конструктивных форм высотных зданий // Вестник гражданских инженеров. 2004. № 1. С. 64-70.
4. К.-Г.Гетц, Д.Хоор, К.Мелер, Ю.Наттерер, Атлас деревянных конструкций. Германия, 1985 г. (рус. яз.)
5. Журнал Global «Дерево и железобетон: за кем будущее?» Режим доступа http://global.proekt-a.com/articles/