История клееного бруса – от первых опытов до современных разработок

Клееный брус ― практически безупречный материал из дерева. Не гниет, устойчив к перепадам температуры и влажности. Усадка клееного бруса минимальна: 2-4 %. Легкий и экологичный. Технология производства клееного бруса появилась не в один момент, а развивалась на протяжении девяти веков.

Как все начиналось

Впервые технологию склеивания древесины люди применили при создании оружия — сложных композитных луков. Уже древние скифы склеивали свои луки из деревянных частей разных пород и рогов животных для получения максимальной мощности при минимальном размере.

В странах Европы в XVI-XVII веках архитекторы и инженеры использовали гнутые деревянные конструкции при строительстве мостов и арок. Составные деревянные части не склеивались, а сцеплялись специальными клиньями, а в XIX веке ― металлическими скобами.

В XIX веке начались первые попытки использовать клееную древесину в строительстве. Первая известная нам постройка из клееного бруса — конференц-зал Колледжа Короля Эдуарда VI в Саутгемптоне, Великобритания, 1860 год.

«Отец» клееного бруса

Родоначальником клееной древесины считается немецкий плотник Карл Фридрих Отто Хетцер.

В конце XIX века он начал склеивать казеиновым клеем небольшие доски шириной 3,5 см. В 1906 году Отто Хетцер запатентовал изобретение. В первой четверти XX века клееные деревянные конструкции Хетцера применялись в строительстве жилых домов в Швейцарии. Многие из этих домов сохранились до сих пор. Способ соединения дощечек казеиновым клеем позволил создавать массивные конструкции, но не решил главной проблемы дерева ― неустойчивости к влажности и температурным перепадам. Со временем брусья расклеивались, набухали от влаги, а после ― гнили. После Первой мировой войны дерево уступило место железобетону как дешевому и жесткому материалу.

На службе авиации

Клееная, обработанная древесина под названием «Дельта-древесина» использовалась в СССР в 30-40-ых годах в авиапромышленности, в частности для создания боевых самолетов – например истребителей ЛаГГ-3 и Ла-5. Материал использовался для изготовления лонжеронов крыла и шпангоутов. В производстве применялся смоляной клей ВИАМ-Б-3 или карбамидный КМ-1.

Также в 1930-ых годах в США была изобретена технология создания бруса из шпона. Материал первоначально использовался для военных нужд (авиапромышленность, детали быстровозводимых каркасных построек), а ближе к 1970-ым годам, благодаря улучшениям, внесенным инженером Артуром Траутнером, стал использоваться и в обычном жилищном строительстве.

Европейские технологии

В Европе проблему подверженности дерева атмосферному воздействию решили в 1950-х годах с началом развития химической промышленности. Новые синтетические клеевые составы повысили прочностные и теплоизоляционные качества дерева. Слои досок склеивали таким образом, чтобы направления древесных волокон чередовались. Улучшились звукоизоляционные свойства материала и устойчивость к нагрузкам. В качестве сырья использовали сосну, ель и лиственницу.

В Германии совершенствовали методы шипового сращивания и удаления пороков древесины. Выпускались новые станки для различных работ по обработке древесины.

В 1960-х годах в Финляндии братья Саарелайнен наладили технологию индустриального производства клееного бруса для малоэтажного домостроения. Впервые брус стал производиться не только как строительный материал, но и в заводских комплектах. Появились понятия «комплект дома», «сборка дома». Это нововведение повысило технологичность производства. Государство разработало программу поддержки деревянного строительства, ведь клееный брус соответствует современным требованиям экологичного строительства. Финская продукция вышла на мировой рынок. В Хельсинки создавали первые кварталы, микрорайоны из дерева.

В 1990-х годах малоэтажное каркасное строительство из клееного дерева заняло 85 % рынка.

Клееный брус в России

В России исследования клееных деревянных конструкций начались в 1930-х годах для сооружения большепролетных производственных зданий. Первые соединения на дубовых пластинчатых нагелях для сплачивания брусьев создал инженер В. Деревягин. Их использовали для металлодеревянных ферм. Однако с открытием железобетона деревянное производство остановилось. Бетон как строительный материал был дешевле и долговечнее дерева.

Во время Великой Отечественной войны разработки клееных деревянных конструкций продолжались в ЦНИПС (Центральный научно-исследовательский институт промышленных строительных материалов). Возводились опытные промышленные конструкции: склады, амбары, производственные помещения. В 1950-х годах А. Фоломин создал способ сушки и пропитки древесины специальными химическими жидкостями. А. Борщевский описал систему мероприятий по защите дерева от гниения. В это же время при строительстве цехов, спортзалов, мостовых пролетов применяли клеефанерные несущие конструкции (балки, фермы, арки). Клеефанерные балки длиной 12 м использовались в перекрытии цеха в городе Электросталь.

Синтетический клей появился в Советском Союзе на десять лет позже, чем в странах Европы, поэтому промышленный масштаб производства клееных деревянных конструкций был организован в 1970-х годах. В стране работало двадцать заводов. Помимо ели, сосны, лиственницы использовали древесину кедра. Появилась советская школа проектировщиков деревянных клееных конструкций. К концу 1980-х годов в стране выпускалось 100 тыс. м³ продукции в год. После перестройки 1990-х годов из двадцати заводов остался только один.

Дома из клееного бруса появились в России в начале 2000-х годов. Сам клееный брус привозился из Финляндии, поэтому стоил очень дорого. Дома из клееного бруса считались роскошью. Наши производители переняли западный опыт изготовления бруса, разработали собственные методы обработки древесины около пятнадцати лет назад, хотя чаще всего используют европейское оборудование. Необходимость привозить материал из-за границы отпала, что существенно снизило стоимость дома. Клееный брус стал популярным в частном домостроении.

Причина огромного успеха клееного бруса обусловлена свойствами самих построек: они долговечны, практически не дают усадки, обладают высокими теплоизоляционными свойствами, не нуждаются во внутренней и наружной отделке, имеют привлекательный внешний вид. При этом они стоят меньше домов из оцилиндрованного бревна или кирпича.

За довольно небольшой промежуток времени эти постройки сумели совершить революцию на отечественном рынке и выбиться в его лидеры. Спрос на них превысил все ожидания. Уже сейчас около 80% дачных деревянных домов заказывается в исполнении из этого материала. Строительство коттеджей из клееного бруса в свою очередь из года в год становится все более востребованным. Это говорит о том, что дачи и коттеджи перестают ассоциироваться в сознании застройщиков с чем-то дорогим и недоступным, а продажа таких домов становится все более массовой.

Стоит подчеркнуть, что качество российского клееного бруса ничуть не уступает западным аналогам, в то время как стоит он значительно дешевле.