Идея создания клееной древесины как строительного материала возникла и начала воплощаться более тридцати лет назад в Финляндии. Она состоит в том, чтобы, сохранив все положительные свойства древесины, свести к минимуму ее недостатки.

  • Дома из клееного бруса

    © Eurohonka
    Сборка готовых элементов дома производится в соответствии с нумерацией.

  • © IZBA De Luxe

    © IZBA De Luxe
    Сборка дома из клееного елового бруса по проекту «Зимняя сказка». 

  • Дома из клееного бруса

    Хорошо видны конструктивные узлы с применением регулируемой винтовой опоры и шпилечной системы.

  • Дома из клееного бруса

    Процесс строительства дома из клееного бруса.

Дерево привлекательно для строительства небольшим весом, простотой обработки, низкой теплопроводностью, хорошими звукоизоляционными свойствами, высокой морозостойкостью и прочностью. Также среди безусловных достоинств древесины — экологическая чистота и способность «дышать», то есть вбирать в себя часть влаги при повышенной влажности воздуха и выделять ее при пониженной. Таким образом, деревянные стены являются замечательным регулятором микроклимата в помещении, поэтому в домах из дерева всегда легко дышится и хорошо спится.

Недостатков у древесины меньше, но они доставляют строителям и владельцам деревянных домов немало хлопот. Будучи натуральным, живым материалом, древесина обладает довольно своенравным и капризным характером, который проявляется нередко после того, как дом построен.

Поскольку дерево всегда содержит какое-то количество влаги, то при ее выходе во время эксплуатации готового дома имеют место усадка деталей (уменьшение их линейных размеров) и осадка всей конструкции.

Из-за разной плотности древесины по ширине бревна сушка происходит неравномерно: менее плотные наружные слои ствола (заболонь) высыхают быстрее, чем сердцевина, самая плотная его часть. Отсюда — поперечные механические напряжения, являющиеся причиной появления на поверхности бревен трещин, разрастающихся со временем.

Волокна древесного ствола располагаются в нем не строго вертикально, а наклонно, а иногда и спиралеобразно. Поэтому возникают напряжения в продольном направлении, порождающие кручения и коробления бревен и бруса из массива.

  • © Honka

    © Honka

  •  © LuxHouse

    © LuxHouse

  • © Эко-плаза

    © Эко-плаза

  • © Вятский дом

    © Вятский дом

  • © Eurohonka

    © Eurohonka

Идея 
Идея создания клееной древесины проста, как все гениальное. Чтобы минимизировать продольные и поперечные напряжения, «распирающие» цельное бревно, нужно разделить древесный ствол на части, а потом эти части вновь соединить между собой. Продольное деление ствола на доски уменьшает поперечные напряжения, а его распил поперек — продольные.

Доски (ламели) собирают для склейки в определенном порядке: сердцевиной (ствола) наружу и волокнами — навстречу друг другу. Это делается для того, чтобы естественное изменение их размеров происходило по разным направлениям, благодаря чему исключаются геометрические отклонения как отдельных элементов, так и всей конструкции в целом, — поэтому клееный брус не деформируется.

Какие свойства приобретает строительный материал из древесины в результате такой переделки? Прежде всего во много раз уменьшается величина усадки. Осадка стен из клееного бруса составляет всего около 1% и может завершиться в течение одного месяца. При этом сам брус не меняется в размерах — просто происходит более плотный заход шипов в пазы. Незначительная величина осадки позволяет сразу по возведении дома устанавливать двери и окна, производить внутреннюю отделку, прокладывать инженерные коммуникации и заселяться, не дожидаясь, пока дом «отстоится».

Прочность клееного бруса в несколько десятков раз превышает прочность цельного дерева, поскольку в нем отсутствуют внутренние напряжения, возникающие в древесине во время перепада температуры и влажности. Кроме того, клееное изделие обладает максимальной геометрической стабильностью, позволяющей изготавливать детали со сложным профилем.

Благодаря сведению к минимуму механических напряжений на стенах из клееного бруса не образуются трещины, поэтому они выглядят красиво и аккуратно. Также преимуществом клееного бруса является отсутствие ограничений по длине, дающее большие возможности для реализации объемно-пла­ни­ровочных решений.

Производственный процесс 
Рассмотрим подробнее отдельные этапы производства клееного бруса, каждый из которых по-своему влияет на качество конечного продукта.

Применение высококачественного сырья позволяет сократить количество операций по выборке дефектов и, конечно же, является одним из условий, обеспечивающих качество готовой продукции.

Общеизвестно, что для строительной древесины лучше всего подходит лес с северных делянок. Деревья, растущие в условиях долгой зимы и короткого лета, имеют более тесное расположение годовых колец, древесина их более плотная и прочная, меньше подвержена гниению.

Для изготовления клееного бруса используется древесина хвойных пород: сосна и ель, а также (реже) лиственница и кедр. Причем клееная заготовка не должна собираться из ламелей разных пород древесины, поскольку у каждой из них своя плотность, и друг с другом они плохо сочетаются.

Сушится древесина для клееного бруса в виде досок в специальных камерах. Благодаря сравнительно небольшой толщине досок (до 75 мм) достигается их равномерное просушивание до 8–12% влажности, что необходимо для эффективной работы клеевой системы. Данный процесс достаточно длительный и занимает 7–14 дней. Следует помнить, что ускорение здесь недопустимо, так как в этом случае не достигается равномерность сушки по всему объему изделия. Нельзя спешить и с извлечением досок — они должны постепенно остыть в сушильной камере до 20 °С (на что уходит около 12 часов). В результате древесина приобретает такую влажность, что в дальнейшем исключается ее усушка — влага «добирается» из атмосферы, а не отдается. Это избавляет древесину от пересыхания, растрескивания и деформаций.

  • © IZBA De Luxe

    © IZBA De Luxe

  • © СВДом

    © СВДом

  • © Вишера

    © Вишера

  • © СК-3

    © СК-3

  • © GREENSIDE

    © GREENSIDE

В производственных помещениях, где хранятся и обрабатываются высушенные доски, нужно контролировать температурно-влажностный режим, а также уровень содержания пыли. Любое превышение предельно допустимой влажности воздуха (которая взаимосвязана с температурой) приводит к повышению влажности древесины (из-за ее высокой гигроскопичности) и, как следствие, к ухудшению качества клеевого шва. К этому же может привести и запыление склеиваемых поверхностей.

После сушки доски строгаются и сортируются по прочности; им придается требуемая геометрическая форма. На данном этапе также маркируются и выторцовываются бракованные участки: большие сучки, трещины, обзолы (откосы и неровности кромок). Мелкие дефекты (например, небольшие черные сучки) высверливают и заделывают.

Далее следует обработка антисептиками и антипиренами, после чего доски строгают «начерно». На торцах различных по длине отрезков досок фрезеруется зубчатый профиль, и они сращиваются друг с другом до требуемой длины.

Если клееный брус изготавливается из сосновой древесины, имеющей крупные сучки, то без сращивания по длине не обходится: черные (омертвевшие) сучки невозможно удалить высверливанием, поэтому участок с дефектом из доски полностью вырезают. Из еловой древесины можно сделать ламели без сращивания по длине, поскольку у ели мелкие сучки, которые можно просто высверливать и заделывать, не разрезая доску. Понятно, что без продольного сращивания длина ламели (и, как следствие, клееного бруса) не будет превышать стандартной длины бревна, а именно 6 м. Затем следует этап подготовки ламелей к склеиванию в единую ДКК (деревянную клееную конструкцию) — калибровка и чистовое строгание заготовок. Доски прострагивают со всех четырех сторон до высокой степени чистоты поверхностей (в 150 микрон), которая нужна для прочного склеивания ламелей. Между недостаточно гладкими поверхностями не удастся создать одинаковый по толщине клеевой шов, что влечет риск расклейки. Важно, чтобы заготовки были строго прямоугольными. Это обеспечит параллельность всех склеиваемых плоскостей и, соответственно, равномерное распределение давления пресса на все детали при склейке. Для соблюдения данного требования необходимо точно настроенное строгальное оборудование.

Важным условием прочности деревянной клееной конструкции является применение качественной клеевой системы. Клей должен быть не только прочным, но и безопасным для здоровья людей, т.е. не выделять вредных веществ (например, формальдегидов).

В производстве высококачественного клееного бруса используются ЭПИ-клеи (эмульсия полимер-изоционата) производства концернов Akzo Nobel и Dynea. Действие этих продуктов основано на полимеризации в результате обезвоживания. Попадая на деревянную поверхность, клеевой раствор быстро теряет воду, поскольку ее интенсивно впитывает древесина. Необходимо строго соблюдать требуемую влажность древесины перед склейкой: даже при незначительном ее повышении снижается скорость впитывания влаги из клея, что является началом цепи дальнейших технологических нарушений.

В обезвоженном клеевом составе начинается процесс полимеризации, ведущий к образованию материала высокой твердости и исключительной прочности сцепления с древесиной. При контрольных испытаниях клееного бруса, произведенного с применением подобных клеевых систем, разрывы и расколы происходят по древесным волокнам, а не по клеевому шву.

Качество склейки зависит также и от скорости нанесения клея на ламели. У клеевого раствора есть определенный период «жизни», например, у Akzo Nobel он составляет 12, а у Dynea 20 минут. За это время нужно успеть нанести клей на поверхности ламелей и сложить их вместе для дальнейшего помещения под пресс. Если времени будет затрачено больше, то в клеевом составе произойдут необратимые процессы, делающие его непригодным к применению.

У ведущих производителей клееного бруса процесс нанесения клея на ламели автоматизирован, что исключает сбои, связанные с человеческим фактором. Лучший способ нанесения клея — с помощью специального устройства с системой форсунок, из которых непрерывно выдавливаются струйки клея, через которые проходят ламели. Клей составляет менее 1% от объема клееного бруса. Клеевое покрытие, выполненное вручную или валиками, не дает должного эффекта. По окончании данной производственной операции ламели собираются в пакеты (заготовку бруса нужного сечения) и прессуются.

Завершающим этапом процесса изготовления клееного бруса является профилирование — на специальном станке заготовке придают требуемую форму. Соединения «шип-паз» значительно облегчают сборку стены.

Дальнейшая работа связана уже с созданием конкретного дома: согласно проектной документации заготовки распиливаются по длине, на них выполняются необходимые отверстия, выбираются чаши для угловых замков. Так получают стеновой комплект дома.

Проблема выбора 
В настоящее время в нашей стране рынок клееного бруса характеризуется большим выбором. Наряду с элитным материалом, пос­тавляемым в Россию из Финляндии, существует множество предложений от российских производителей в очень широком ценовом диапазоне.

Одни компании занимаются только производством заготовок, другие продают домокомплекты, третьи предоставляют полный комплекс услуг от производства материала до строительства дома «под ключ».

Мы подробно описали технологический процесс производства клееного бруса, чтобы дать как можно более полное представление о том, насколько он сложен и как важен каждый его этап. Причем далеко не всегда можно судить о качестве клееного бруса по его внешнему виду. Поэтому будущему покупателю рекомендуется зайти на сайт компании, выяснить ее репутацию, срок работы в данном направлении. Хорошим знаком являются подробные описания технологического процесса, представленные на сайте, различные сертификаты, свидетельства о наградах, наличие собственных разработок.