Дерево в архитектуре

Древесина – древнейший, ценный и благородный строительный материал. В истории имеется много примеров зданий и сооружений с применением деревянных конструкций. Из древесины можно получить сложные несущие конструкции, которые дают возможность создания различных форм. Дешевизна, доступность древесины, её теплотехнические и механические свойства с древнейших времён определяли дерево как основной строительный материал.

Леса покрывают 1/3 нашей республики. Больше всего хвойных лесов – 68%, мелколиственные породы (берёза, осина) – 27%, а широколиственные (дуб, клён) – 5%. В Полесье лучше растут дуб и граб. Беларусь – территория максимального распространения чёрной ольхи.

По конструктивному решению постройки разделяются на:

1. Столбчатые конструкции (Рис. 1.8.)

2. Срубные конструкции (Рис. 1.9.). Обшивка выполнялась досками для защиты от атмосферных осадков, улучшения теплотехнических свойств, а также для придания красоты (Рис.1.10.). Существует два способа обшивки горизонтальная и вертикальная.

3. Каркасные конструкции: стойки врубали в горизонтальный брус, лежащий непосредственно на земле или на фундаменте. Элементы каркаса – нижняя и верхняя обвязки, стойки, ригели, прогоны соединялись врубками. Обшивка делалась снаружи или внутри, а пространство между ними заполняли стружками или опилками.

4. Смешанные конструкции (Рис. 1.11.): нижний ярус – рубленый, верхний – каркасный.

В настоящее время в Беларуси деревянные конструкции выпускает Гомельский комбинат строительных конструкций (ГКСК). ГКСК был создан в 1974 году. Мощность ГКСК составляет 2 800 деревянных клееных несущих конструкций и 30 000 ограждающих конструкций в год.

Интерес представляют спортивные сооружения с большими свободными пролётами, спортзалы, рынки, большепролётные промышленные сооружения. При возведении используются различные конструктивные схемы – арки, рамы, балки, купола (Рис. 1.12. – 1.14.)

В список сооружений построенных с применением деревянных конструкций в Беларуси:

· Крытый каток в Новополоцке

· Спортивный комплекс «Волна» в Пинске

· Легкоатлетический манеж в Гомеле

· Теннисный корт в Барановичах

· Конноспортивный манеж в Гомеле

· Гребная база в Бресте

· Минский конноспортивный комплекс «Урожайный»

· Торговый рынок в Гомеле

· Торговый рынок в Бресте

· Хранилище промышленных отходов в Минске

· Склад минеральных удобрений в Минске

В связи с принятым курсом в 1954 году на развитие промышленности сборного железобетона и широкое применение его в конструкциях – использование деревянных конструкций резко сократилось (50-е года 20 века). Однако в 70-е года 20 века использование деревянных конструкций (далее ДК) увеличилось в связи с увеличением сельского строительства, строительства малоэтажных зданий, возрастание числа объектов с химически агрессивной средой по отношению к железобетону и стали.

Началось использование клееных деревянных конструкций (КДК). Первые здания из КДК были построены под руководством А.Б.Губенко и Г.Г.Карлсена. Широкого применения КДК не получили из-за отсутствия качественных клеев и несовершенства технологии производства. Однако опыт качественного производства КДК пришёл со временем (рис.2).

Рис.1 Объёмы применения лесоматериалов в строительстве, %

Рис.2 Динамика выпуска несущих конструкций КДК, %

В 1991 году производство ДК и КДК было практически свёрнуто в связи с экономической нестабильностью и выпуск осуществлялся по заказам.

В последние три десятилетия КДК получили широкое развитие в США, Германии, Франции, Швейцарии, Японии. Мировой выпуск КДК составил 3400 тыс. . Из них приходилось на США – 730 тыс. , на Японию – 500 тыс. , которая ежегодно ещё и импортирует 500 тыс. , на страны Европы – 2 млн. 200 тыс. .

Динамика роста и потребления КДК в Европе:

1995 г. – 895 тыс.

2000 г. – 1 млн. 590 тыс.

2002 г. – 2 млн. 200 тыс.

Применение клееной древесины в качестве конструкционного материала имеет следующие положительные качества:

ü Высокий уровень прочности, жёсткости и небольшой вес

ü Технологичность изготовления изделий любой длины, сечений и очертаний

ü Полная заводская готовность конструкций, которая позволяет достигать высокой точности размеров

ü Простота сборки и обработки на строительной площадке

ü Небольшие расходы на транспортировку

ü Низкие трудозатраты при монтаже

ü Незначительные энергозатраты на обработку сырья и изготовление конструкции (в 8 – 10 раз ниже по сравнению с металлическими и в 3 – 4 раза по сравнению с железобетонными)

ü Высокая коррозийная стойкость

ü Экологичность, гигиеничность, низкая теплопроводность

ü Возобновляемость сырьевой базы

Очень важно, что постепенно меняется и отношение архитекторов к древесине как к строительному материалу. Если раньше у многих из них древесина ассоциировалась с прошлым и устаревшим, то сегодня она воплощает в себе современный экологически чистый материал с широкими архитектурными и конструктивными возможностями. Привлекая на свою сторону заказчиков, многие архитекторы создают уникальные объекты XXI века. Все это дает основание полагать, что за древесиной не только богатое прошлое, но и новые безграничные возможности будущего.

В развитие деревянных конструкций внесли большой вклад:

Иван Петрович Кулибин (1735 – 1818) – изготовил и испытал модель деревянного моста пролётом 300 м через реку Неву.

Дмитрий Иванович Журавский (1821 – 1891) – разработал первые нормы расчёта деревянных конструкций, вывел формулу для определения касательных напряжений, создал теорию расчёта мостовых ферм.

Владимир Григорьевич Шухов (1853 – 1939) – создал ряд лёгких деревянных пространственных сводчатых покрытий.

В теорию и практику деревянных конструкций внесли: В.З. Власов, А.Р. Ржаницын, С.И.Песельник, В.Ф.Иванов и др.