В статье рассмотрена перспектива развития общественных древесных зданий исходя из их особенностей и особенностей их элементов. Также предложены решения по распространению подобных сооружений.
Ключевые слова: древесина, древесные материалы, общественные здания, стратегия, массовое строительство.
Введение
Для обоснования необходимости возведения деревянных общественных зданий необходимо объяснить, почему вообще выбор при строительстве должен падать в их сторону. Поскольку дерево — это только материал, ресурс, который поможет достигнуть цели, а то, что здание является общественным — означает его функцию.
Стратегическое планирование — это, в первую очередь, определение иерархии функций, для того чтобы чего-то достичь, что нужно и для чего, оно определяется по функциям.
Поэтому нужно рассматривать, в чём преимущество дерева при строительстве общественных зданий в контексте их функциональных преимуществ для общественных зданий относительно других схожих материалов.
Основная часть
В настоящее время для строительства общественных зданий в основном используется железобетон, а также различные виды кирпича. Абсолютное большинство общественных зданий в России строится из данных материалов. Для чёткого сопоставления равновеликих по значимости параметров необходимо определить градацию, которая будет обобщать признаки. Наиболее общей является градация по значимости элемента в системе; её можно провести по двум параметрам: по структуре и по требованиям. В ней будут ранжированы основные достоинства и недостатки древесины как материала на всех уровнях и стадиях работы. Недостатки попытаться компенсировать либо полностью, либо, если это невозможно, описать, в каких случаях можно избежать их существенного влияния на готовое здание.
Основные требования к любому проекту здания:
1) Возможность быть построенным. Это требование связано с организацией строительства.
2) Оставаться построенным. Это требование связано с конструктивными особенностями здания.
3) Обеспечение той функции, которая требуется от данного здания в соответствии с его изначальной идеей. Это требование связано с функциональным назначением здания.
Среди недостатков древесины выделяется слабая огнезащита, подверженность гниению, низкая твёрдость, сочетание лёгкости и парусности. Все недостатки, кроме последнего, решаются модификацией материалов, пропиткой и обработкой их специальными лаками, либо применение более твёрдых пород дерева в местах, особо подверженных воздействию. Каждую особенность можно связать именно с соответствующими уровнями системы.
Достоинства древесины с функциональной точки зрения [2] — экологичность, эстетичность, эргономичность.
Достоинства древесины с конструктивной точки зрения [8] — долговечность, стойкость при деформациях, хорошая теплоизоляция и высокая степень сочетания лёгкости и прочности вследствие анизотропной древесины.
Среди достоинств с технологической точки зрения: простота в обработке и возможность склеивания.
Из достоинств приоритетных материалов [7] следуют достоинства для элементов зданий и зданий, состоящих из них. Достоинства самих зданий определяют сферу их строительства.
Для распространения строительства подобных построек необходимо обосновать выгоду их строительства. Одними из наиболее выраженных производных достоинствами таких систем являются:
1) Эргономичность для людей с функциональной точки зрения.
2) Унифицируемость с конструктивной точки зрения.
3) Ремонтопригодность с точки зрения технологии ведения процессов, связанных с этим зданием.
Эргономичность обеспечивается высокими эстетическими характеристиками и хорошей устойчивостью древесины, а равно — возможностью применения в различных местах и ролях. Унифицируемость связана с эргономичностью древесины, долговечностью и простоте монтажа подобных изделий. Ремонтопригодность связана с лёгкостью замены отдельных цельных элементов. Более подробная схема указана на рисунке 1.
Рис.1. Схема достоинств изделий из древесных материалов на разных структурных уровнях
Данные показатели подходят для строительства универсальных зданий с возможностью эксплуатации в течение длительного времени с устойчивостью от физического и морального износа. Поскольку специфика общественных зданий может различаться, то спектр таких зданий должен быть довольно разнообразным. В этом случае может возникнуть дилемма при выборе унифицируемости и возможности обеспечить разнообразие.
Опытное строительство позволяет запустить заводы и выработать технологическую базу для массового строительства благодаря практическому обоснованию применяемых принципов и применению новых объёмно-планировочных решений.
Наиболее значимые системы имеют более определённую функцию, и наоборот, а потому наибольшее разнообразие будет у менее значимых частей здания, что связано с разнообразием их назначения. Из-за этого разнообразия элементов [5], которые не несут однозначную и основополагающую функцию особое внимание заслуживают узлы. Появление новых типов соединений и упрощение их создания является необходимым условием для развития основной структуры деревянного строительства. Поэтому эволюция разнообразия внутреннего пространства будет связана с развитием переходов между конструкциями, которые будут обеспечивать последовательность функционала.
Красота во многом выражается уместностью в широком спектре и функциональной пригодностью для чего-либо. Внешний вид в большинстве своём формируется внешними элементами [1], которые являются уже вторичными конструкциями, обвесом [2]. Дерево в этом плане превосходный материал, и пространства для развития там много как относительно древесных элементов, так и применение дерева с другими материалами. В совокупности с развитием узлов и простотой монтажа обычных элементов прогнозируема отделка общественных зданий из различных сочетаний древесины и геометрических изысков. Ускорение развитие подобных тенденций должно быть связано с использованием конструкций в разных случаях и упрощением возможности модернизации уже существующих конструкций в соответствии с изменяющимися запросами общества. В этом направлении будет идти развитие подобных построек, и нужно прогнозировать в соответствии с этим наперёд.
Облик зданий будет определяться функциональной задачей, которую они выполняют. В связи с особыми преимуществами древесины для создания лёгких конструкций, сделанных по принципу конструктора, их унифицированных элементов чётко разделяющих между собой определённые функции, которые можно относительно просто заменить и даже переставлять между собой. Высокая стойкость древесных материалов к различным природным воздействиям, а также ремонтопригодность и эргономичность древесных конструкций делает их применение актуальным в долгосрочной перспективе. Именно на долгую эксплуатацию зданий и должна быть ориентирована стратегия применения таких зданий. Это особо актуально именно для древесных строений.
Способы организации строительства подобных зданий связаны с лёгкостью и разнообразием форм, а потому конструктивные требования, связанные с простотой организации строительства, ожидаются меньшими.
Стратегия, связанная с наработкой опыта и возведением дешёвых зданий самих по себе. Чем большее нарабатывается технологическая база, тем проще строительство, поэтому необходимо определить долгосрочность стратегии.
Рис. 2. Схема зависимости компромиссов между унифицируемостью и возможностью разнообразия от уровня развития отрасли
Плюс долгосрочной стратегии заключается в окупаемость зданий в долгосрочной перспективе по материальным и трудовым ресурсам на возведение и эксплуатацию. Также культурная ценность уникального здания как правило повышается с возрастом. Для подобных зданий имеется возможность дальнейшего совершенствования технологий строительства схожих сооружений из-за достаточного развития промышленного-технологического комплекса, что также выгодно на перспективу.
Плюсы краткосрочной стратегии: возможность максимально быстрого экономического эффекта и отсутствие острой необходимости продумывать стратегию наперёд, минимальные риски.
Принимая во внимание то, что краткосрочные планы как правило являются частью долгосрочной стратегии, нужно ориентироваться именно на неё. Краткосрочное планирование выгодно, когда есть неопределённость в более долгосрочных планах или присутствует значительная доля непредвиденных факторов. Долгосрочная стратегия при последовательных действиях является более выгодной, однако она требует больших возможностей и уверенности в их реализации.
Поэтому целесообразность развития массового строительства подобных сооружений особенно велика, однако на первых порах подобному строительству необходима поддержка государства или состоятельных инвесторов.
Этапы внедрения программы для заинтересованных лиц:
1) Составление плана реализации на основе изложенной концепции и в соответствии с действующей нормативной документацией, а также конкретных условий.
2) Предоставление плана потенциальным заинтересованным лицам. Для реализации долгосрочной стратегии необходимо ориентироваться на крупный технологичный бизнес.
3) Поиск инвесторов. Заключение договоров.
4) Строить здания, рекламировать подобные проекты. В идеале попытаться создать на них моду.
5) Повторять заново, повышая ставки и обороты.
Внедрения программы для государства заключается в принятии обоснования необходимости реализации данной программы. Также необходимо создание требуемых условий для заинтересованных физических и юридических лиц в соответствии с вышеизложенными указаниями, а именно: открытость информации; возможность коммуникации с большим спектров специалистов; обеспечение экономических условий, в которых выгодно вести инновационный бизнес; упрощение бюрократической системы; антимонопольная программа, особенно в сфере государственных подрядов.
Вывод
Общественные здания из древесных материалов являются большим кластером, который на начало 2020-х явно недооценён в России. Потребность в таких зданиях будет возрастать, начиная с развития рынка современных древесных материалов универсального назначения и формирования определённой концепции их применения. Затем с подачи государства или крупного бизнеса, либо их конфедерации начнёт развиваться технологическая база для строительства подобных зданий, а её наличие будет служить в качестве опоры для развития проектов среднего и малого масштаба, что является одним из ключевых условий для интеграции подобных сооружений в обиход людей. Интенсивность этого процесса будет только усиливаться благодаря растущей потребности в зданиях, обладающими свойствами схожими с рассматриваемыми в данной статье.
Литература:
- Paul B. Structural Design of Mass Timber Framing Systems. 2019.
- Weinand Y. Innovative timber constructions. Journal of the international association for shell and spatail structures. Vol.50 № 2. P. 111–120. 2009.
- Weinand Y, Nabaei S. A Modular Timber Structure. Holforchung Schweiz. 2012.
- Булгаков А. Г., Пруглов А. В. Моделирование гибкого мобильного производства сборных каркасных деревянных панелей. Известия вузов. Cеверо-Кавказский регион. Технические науки. № 5. С. 31–34. 2010.
- Гиясов Б. И., Н. Г. Серёгин, Д. Н. Серёгин. Конструкции из древесины и пластмасс: учебное пособие. Издательство АСВ. 2018.
- Илюхин Б. Л. Комплексное развитие городских территорий, реновация микрорайона. Инженерно-строительный вестник Прикаспия. С. 40–50. 2019.
- Косов И. И. Деревянные панели CLT в строительстве общественных зданий. Государственный университет по землеустройству. Международный журнал прикладных наук и технологий «Integral» № 2. 2019.
- Острякова Ю. Е., Тимофеева Е. Е. Деревянное строительство как направление экологического строительства. Международный научно-исследовательский журнал ▪ № 7 (85). Ч. 1.С25–29. 2019
