Nesenus „Archi.ru“straipsnis apie 8 aukštų medinį architekto Gerto Wingordo namą Stokholme (9 aukštų, jei skaičiuojate mansardą) sukėlė gyvą mūsų skaitytojų reakciją. Mes nusprendėme plėtoti šią temą ir pakalbėti apie aštuonių aukštų ir aukštesnius medienos pastatus - apie tai, kaip jie pastatyti, ir apie tai, ar mediena gali konkuruoti su gelžbetoniu.
Technologijos
Daugiaaukščiai mediniai pastatai statomi naudojant kryžminio medžio arba „X-lam“technologiją - iš didelio dydžio kryžminių klijų plokščių (CLT plokščių), atliekančių visą tradicinės sistemos kolonų, sijų ir gegnių darbą. Jų gamybai paprastai naudojama eglės mediena. Džiovintos medinės 10–45 mm storio lamelės, kurių slėgis ne mažesnis kaip 0,6 N / mm2, yra tarpusavyje klijuojamos rišikliu be fenolio-formaldehido dervų. Dėl statmenų pluoštų išsidėstymo medienos anizotropija išlyginama, džiovinimo poveikis sumažėja beveik iki minimumo ir žymiai padidėja laikomoji galia. Dažniausiai plokštės naudojamos nuo 3 iki 7 sluoksnių storio.
Toje pačioje vietoje gamyboje iš gautų elementų pagal kruopščiai parengtus brėžinius išpjaustomos plokštės kartu su visomis reikalingomis angomis, kai kuriais atvejais net su elektros laidų ir ryšių kanalais. Didžiausi galimi matmenys yra 16,5 mx 2,95 mx 0,5 m, tačiau jų ilgis paprastai yra mažesnis: dėl dydžio apribojimo reikia transportuoti.
Tada visos plokštės pažymimos ir gabenamos į statybvietę kartu su išsamia surinkimo schema. Tai yra vienas ilgiausių etapų, nes dažnai didelių gabaritų medinės medžiagos keliauja ne tik iš vienos šalies į kitą sausuma, bet ir kerta vandenyną: pavyzdžiui, gyvenamajam pastatui Melburne atraminės konstrukcijos buvo pagamintos Austrijoje.
Statybvietėje belieka surinkti visus elementus teisinga seka - ir tai gana sunki užduotis, pripažįsta inžinieriai: daugiausia klaidų daroma montuojant. Bet jei jų galima išvengti, tada procesas yra daug lengvesnis ir greitesnis nei statant tradicinius gelžbetoninius daugiaaukščius pastatus. Keturi statybininkai ir kranas per 9–10 savaičių surinko 8–10 aukštų medinį pastatą, dirbdami kelias dienas per savaitę. Šios darbo pertraukos yra susijusios su pakopiniu plokščių tiekimu: jei visas komplektas būtų atvežamas vienu metu, statybinėms medžiagoms laikyti būtų reikalingas atskiras angaras. Dėl to paaiškėja apie 3 darbo dienas kiekviename aukšte - taip vyko pastato statyba Murray Grove Londone. Be greičio, daugiaaukščių medinių pastatų statyba išsiskiria statybvietės švara ir santykine tylos įrengimo procesu.
Didžiausios konstrukcijos apkrovos atsiranda sienų plokščių sąnariuose ir atraminiuose taškuose prie lubų sienų. Plokštės yra sujungtos viena su kita, naudojant kaiščius, plienines plokštes ir daugybę kryžminių varžtų, kartais iki 550 mm ilgio.
Vienas iš neginčijamų šiuolaikinių konstrukcijų, pagamintų iš CLT plokščių, privalumų yra jų lyginamasis lengvumas ir didelė laikomoji galia: mažas svoris palengvina transportavimą, sumažina pamato apkrovą ir pagreitina montavimo procesą. Atsižvelgiant į laiką, praleistą gamybai, ir į tiesioginio surinkimo vietoje laiką, viskas kartu išeina maždaug dvigubai greičiau nei statant tradicines sistemas.
Klijuotos plokštės pasižymi aukštomis akustinėmis savybėmis: jų tankis yra žymiai didesnis nei medžio masyvo, o pritaikymo statybai leistini nuokrypiai neviršija +/- 5 mm, o gelžbetonyje - 10 mm. Šis tvirtas tvirtinimas padidina oro sandarumą, sumažina šilumos nuostolius ir palengvina konstrukcinių elementų sujungimą.
Be kita ko, gamintojai ir architektai pabrėžia šios technologijos ekologiškumą. Mediena yra gamtos išteklius, kuris atsinaujina greičiau nei sunaudojamas. Medžiai sugeria anglies dvideginį, o per medžio gyvavimo laiką jis kaupiasi (sekvestrai), kol augalas pradeda pūti, skaidytis ar degti: tada CO2 vėl patenka į dirvą ir į atmosferą. Taigi, jei statyboje bus naudojamas sveikas medis, kuriame yra susikaupusios anglies, dioksido atgal į aplinką nebus. Viename kubiniame metre medienos bus kaupiama tona CO2, o vietoje nukirsto medžio išaugs naujas medis. Pasibaigus jų tarnavimo laikui, medinius pastatus labai lengva išardyti ir perdirbti, pakartotinai naudoti ar net patys tapti energijos šaltiniais, pavyzdžiui, kaip iškastinį kurą. Medieną pakeitus tam tikru plieno ar gelžbetonio kiekiu, kuris šiuo metu naudojamas statybose - labai energijai imlios medžiagos gamyboje, gali žymiai sumažėti CO2.
Atsparumas ugniai
Daugelis žmonių abejoja daugiaaukščių medinių pastatų priešgaisrine sauga. Žinoma, mediena dega, bet plienas - ne, tačiau degumo laipsnis nėra atsparumo ugniai rodiklis. Mediena turi mažą šilumos laidumą ir ilgą laiką gali išlaikyti konstrukcijos vientisumą. Labai sunku padegti rąstą, siją ar storą medinį skydą, tačiau jei jis užsidega, jis dega labai lėtai ir pagal nuspėjamą modelį.
Medienai sušilus nuo maždaug 280 ° C, ant jos paviršiaus susidaro apdegęs sluoksnis, kuris smilkia ir izoliuoja šerdį, apsunkindamas deguonies srautą viduje, o tai sulėtina degimo procesą. Tvirtos medienos smilkalai maždaug 0,5–0,8 mm per minutę greičiu: pavyzdžiui, 30–50 mm išorinio sluoksnio iš 200 mm sijos išdegs per 60 minučių. Žlugimo pavojus kyla maždaug 500 ° C temperatūroje, nes šioje temperatūroje apsauginis anglies sluoksnis įkaista ir užsidega. Atsparumo ugniai riba - laikotarpis, per kurį medinė konstrukcija išlaiko keliamąją galią, priklauso nuo jos skerspjūvio dydžio ir matmenų: kuo didesni matmenys, tuo sunkiau užsidegti ir tuo lėčiau degimo procesas yra.
Esant toms pačioms temperatūroms, nedegus, bet šilumą laidus plienas lydosi, deformuojasi skirtingomis kryptimis, o esant maždaug 450–500 ° C temperatūrai praranda savo laikomąją galią. Priešgaisrinė neapdorota plieninė konstrukcija griūva per 15 minučių nuo gaisro pradžios ir tiksliai apskaičiuoti, kur griūva, neįmanoma. Todėl pagrindinis medienos konstrukcijos privalumas gaisro atveju yra padidėjęs atsparumas ugniai ir elgesio nuspėjamumas.
Kodėl tai svarbu? Jei kilo gaisras ir nepavyko neutralizuoti jo šaltinio, būtina išvesti žmones iš pastato: norint, kad evakuacija būtų sėkminga, reikia tiksliai žinoti, kiek laiko konstrukcija išlaikys vientisumą ir kur ji sugrius. Deginant medines konstrukcijas, šis laikas apskaičiuojamas ir numatoma jų griūties vieta. Be to, deginant medieną susidaro vidutinis dūmų kiekis, kuris retai būna toksiškas. Šios natūralios savybės kartu su šiuolaikinėmis ugniai atspariomis technologijomis rodo gerus rezultatus.
Siekiant išvengti gaisro, konstrukcijos gamykloje apdorojamos antipirenais, o šaltiniui neutralizuoti įrengiamos įspėjamosios ir purkštuvų sistemos.
Aukščiausi mediniai namai
8 aukštai: „Bridport House“, Londonas
„Bridport Pl London“
Karakusevic Carson Architektai
Renkantis atraminio rėmo tipą, architektai vadovavosi konstrukcijos svorio kriterijais: po statybviete eina XIX a. Kanalizacijos vamzdis, kurį reikėjo išsaugoti. Tradicinis gelžbetoninis pastatas būtų nepriimtinai sunkus, todėl buvo pasirinktos kryžminio sluoksnio plokštės.
„Bridport House“pakeitė senąjį 5 aukštų 1950-ųjų namą. Pastate yra 41 butas, pirmojo aukšto gyventojai turi savo priėjimą prie gatvės ir vidinių kiemų, o likusių 33 butų gyventojai turi erdvius balkonus. Fasadas apkaltas plytomis, o išsikišę balkonai padengti vario lakštais. Iš kryžminių plokščių pagamintas pastato konstrukcinis karkasas buvo surinktas per 12 savaičių.
9 aukštai: „Stadthaus“
24 Murray Grove Londonas
Waugh Thistleton architektai
Londono „24 Murray Grove“yra devyni 29 aukštų butai, kuriuose yra du skirtingi tipai: nuomininkams priklausantys komerciniai vienetai ir nuomojami „Metropolitan Housing Trust“vienetai. Socialinis blokas užima pirmuosius keturis aukštus, komercinis - penkis paskutinius, ir šie blokai yra visiškai izoliuoti vienas nuo kito.
Perėjimą iš vieno bloko į kitą atspindi fasadų brėžinys: 4 aukšto lygyje pilkos plokštės pakeičiamos baltomis. Fasadą dengia 5000 plokščių (1200 mm x 230 mm), iš kurių 70% yra perdirbtos medienos apdirbimo pramonės atliekos. Jų piešinys primena dienos metu sukuriamą šviesos ir šešėlio žaidimą ant aplinkinių pastatų ir medžių fasadų.
Nepaisant to, kad statybos iš klijuotų plokščių technologija yra brangesnė nei tradicinio gelžbetonio, tai padeda sutaupyti statybvietėje. Pavyzdžiui, panašios konstrukcijos iš gelžbetonio pastatymas užtruko apie 72 savaites, o šis pastatas buvo baigtas statyti 49 metais. Šiuo atveju pačią atraminę konstrukciją keturi statybininkai surinko per 27 darbo dienas, dirbdami 9 savaites, 3. dienos. Be to, nereikėjo naudoti brangaus bokštinio krano: fasado apdailos darbams jie sugebėjo mobiliuoju kėlimu ir pastoliais.
Galite sužinoti daugiau apie projekto teritorinį planavimą ir aplinkos komponentą.
čia.
9 aukštai: Via Cenni, Milanas
„Rossiprodi Associati s.r.l.“
Pirmą kartą daugiaaukštė konstrukcija, pagaminta iš kryžminio sluoksnio plokščių, naudojama žemės drebėjimo linkusiame regione: Milano pakraštyje žemės drebėjimų tikimybė nėra labai didelė, tačiau vis dar egzistuoja, o „X-Lam“technologija atitinka visus statybų reikalavimus tokiose vietovėse.
Gyvenamąjį kompleksą, kurio bendras plotas yra 17 000 m2, sudaro keturi 9 aukštų bokštai, kuriuos jungia 2 lygių stilobatas. Komplekse yra 124 apartamentai, kurių dydis yra nuo 2 iki 4 kambarių (nuo 50 iki 100 m2). 13,6 x 19,1 m plano ir 27,95 m aukščio bokštai yra to paties tipo, bet ne vienodi: individualią išvaizdą formuoja balkonų raštas.
Konstrukcinis sienų storis kas du ar tris aukštus mažėja 20 mm: pirmame jis yra 200 mm, devintame - 120 mm. Grindys - 200 ir 230 mm (7 sluoksniai). Mažesni nei 5,8 m tarpai yra padengti 5 sluoksnių 200 mm plokšte, o mažesni nei 6,7 m tarpai - 7 sluoksnių 230 mm plokšte. Plokštės sujungiamos specialiais jungiamaisiais varžtais nuo 200 iki 550 mm.
Teritorija, kurioje yra pastatas, yra tradicinių itališkų troba, viena vertus, ir miesto administracinių, verslo, pramonės ir komercinių pastatų kompleksas. Projekto idėja buvo sujungti šias dvi plėtros rūšis ir sukurti pasienio erdvę - perėjimą nuo miesto tipologijos prie kaimo. Dėl to, kad namuose yra įvairių tipų butų (nuo 65 m2 iki 125 m2) ir įvairios paskirties viešųjų erdvių, architektai norėjo sukurti aplinką, tinkamą vietos bendruomenės atsiradimui, ir sukurti traukos centrą. viso ploto.
10 aukštų: Forté, Melburnas
807 Bourke gatvė, Viktorijos uostas
Kūrėjas - paskolos nuoma
32,17 m aukščio „Forté“yra laikomas aukščiausiu mediniu pastatu pasaulyje: jis turi 10 aukštų, pastatytų vos per 11 mėnesių, o medinės atramos konstrukcijai įrengti prireikė 38 darbo dienų. Name yra 23 butai: 7 vieno kambario (59 m2), 14 dviejų kambarių (80 m2) ir 2 dviejų kambarių mansardų (102 m2).
Pamatai ir pirmasis aukštas yra pagaminti iš gelžbetonio: be apkrovos perkėlimo į žemę, jis apsaugo viršutinę medinę dalį nuo tipiškos regiono problemos - termitų atakų. Visi kiti elementai pagaminti iš kryžminio sluoksnio plokščių - nuo sienų ir lubų iki lifto šachtų ir laiptų. Sienos - 5 sluoksnių 128 mm plokštės su 13 mm ugniai atspariu tinku iš abiejų pusių. Grindys - 146 mm plokštės su 16 mm ugniai atsparaus tinko sluoksniu. Šių konstrukcijų atsparumo ugniai riba yra 90 minučių. Išorinė siena, esanti šalia gretimos vietos 6 metrais, yra sutirštinta, kad šia kryptimi būtų apsaugota nuo ugnies. Metalinį plokščių tvirtinimą prie sienų slepia lygintuvas. Liftas ir laiptinės yra pagamintos iš dvigubų sienų: pagal projektuotojų skaičiavimus, sugriuvus pastato daliai, jie galės išlaikyti savo vientisumą ir laikomąją galią.
Fasadai yra padengti aliuminio plokštėmis, balkonai, kurie yra grindų plokščių tęsinys, yra padengti poliuretano hidroizoliacine membrana, o po to - plytelėmis išilgai lygintuvo. Medinės CLT plokštės paliekamos atviros tik ant lodžijų lubų ir ant vienos sienos kiekvieno buto interjere.
Lodžijose yra vieta mini sodams, o krituliai surenkami ir naudojami techninėms reikmėms, įskaitant purkštuvų sistemą.
14 aukštų: Treet, Bergen
Damsgårdsveien 99
„ARTEC Arkitekter“/ „Ingeniører“
Norvegijos mieste Bergene vyksta statybos
49 metrų medinis namas - aukščiausias šiandien pasaulyje. Pusė iš 62 būsimų butų jau parduota, o 2015 m. Spalio mėn. Nuomininkai turėtų įsikurti 14 jos aukštų.
Visas vertikalias apkrovas neša lipnios vertikalios medienos santvaros (kolonos su sekcijomis 495 x 495 mm ir 405 x 650 mm, petnešos - 406 x 405 mm), o iš CLT plokščių pastatomos laiptinės, laiptų ir pakėlimo šachtos, sienos ir lubos. Pagrindinės guolių sistemos (santvarų) atsparumo ugniai laikotarpis yra 90 minučių, antrinių (CLT plokščių) - 60 minučių.
Vienas iš pagrindinių projekto tikslų buvo rasti būdą, kaip atsispirti lengvų medinių konstrukcijų poveikiui nuo didelių pajūrio miestų vėjo apkrovų. Norint pridėti masės į pastatą, padidinti standumą sujungiant santvaras tarpusavyje ir sumažinti svyravimo amplitudę, plokštėmis buvo pridėtos trys betoninės plokštės - penkto ir dešimto aukštų lygyje ir kaip stogas. Taigi maksimalus horizontalus santvarų įlinkis pastato viršuje yra 71 mm, tai yra 1/634 pastato aukščio: tai atitinka Norvegijos standartą 1/500.
Vėjuotas ir drėgnas oras turėjo įtakos ne tik konstruktyviam sprendimui, bet ir namo išvaizdai: šiaurinis ir pietinis fasadai įstiklinti, vakariniai ir rytiniai fasadai padengti metalinėmis plokštėmis.
Galima ateitis
Iš CLT plokščių pagamintų konstrukcijų kaina vis dar yra gana didelė. Tai daugiausia lemia ribotas žaidėjų skaičius rinkoje: pasaulyje yra tik 2-3 dideli gamintojai, o didelė išlaidų dalis tenka medžiagų transportavimui iš Austrijos - pagrindinės tiekėjos - visame pasaulyje.. Ironiška, kad be finansinių išlaidų tai „suteikia“nemažą CO2 emisiją, kurios taip kruopščiai buvo išvengta medieną paverčiant statybine medžiaga.
Tačiau CLT technologijos šalininkai nėra atkalbinėjami: jie įsitikinę, kad ateitis priklauso mediniams dangoraižiams. Sujungus gelžbetonio šerdį su medine antrine atramos sistema arba, atvirkščiai, mediniais stulpais ir sijomis su monolitinėmis lubomis, galima pastatyti 25–30 ar net 40 aukštų pastatus. Atlikta daugybė inžinerinių skaičiavimų, įrodyta galimybė pastatyti tokio tipo pastatą vos per savaitę, visuomenei pristatomi moksliniai darbai ir kuriami galimi medinių daugiaaukščių pastatų architektūriniai sprendimai.
Kanados architektas Michaelas Greenas, vienas garsiausių medinių daugiaaukščių statybų idėjos propaguotojų, tikisi, kad jo gimtoji Vankuveris taps medinių daugiaaukščių skaičiaus lyderiu, o gelžbetonio era baigsis po to, kai XX a.: „Niekada nemačiau žmonių, įėjusių į vieną iš mano pastatų, jie apkabino plieninę ar betoninę koloną, bet padarė tai su medine!“
