Оцените потенциал и риски массовой деревянной конструкции (CLT) при возведении высотных зданий на примере Mjøstårnet: вопросы пожаробезопасности, долговечности, углеродного следа и нормативного регулирования

12 Окт в 08:19
3 +1
0
Ответы
1

Кратко — даёт. Массовая деревянная конструкция CLT/клеёныймассивCLT / клеёный массивCLT/клеёныймассив в высотном строительстве обладает значительным потенциалом легкость,скоростьсборки,низкаяуглеродоёмкость,комфортныймикроклиматлегкость, скорость сборки, низкая углеродоёмкость, комфортный микроклиматлегкость,скоростьсборки,низкаяуглеродоёмкость,комфортныймикроклимат, но и рядом специфических рисков, которые требуют проработанного проектного и нормативного подхода. Ниже оценка по четырём запрошенным направлениям с практическими выводами и мерами снижения рисков. В качестве примера опираюсь на практику и публично доступные описания проекта Mjøstårnet НорвегияНорвегияНорвегия — один из первых действительно высоких многоэтажныхмногоэтажныхмногоэтажных объектов, построенных с широким применением массивного дерева.

Кратко о Mjøstårnet контекстконтекстконтекст

Mjøstårnet Векке/Норвегия,открытие2019Векке/Норвегия, открытие 2019Векке/Норвегия,открытие2019 — один из самых высоких «деревянных» зданий в мире; использованы клеёные балки glulamglulamglulam и CLT-панели. Проект показал, что при соблюдении проектных требований и адекватной организации строительства можно возводить многоквартирные/комбинированные здания высотой десятков этажей.Проект иллюстрирует подход: комбинированные системы, внимательная огнестойкая стратегия, влажностный контроль и документация по LCA/сертификации поставки древесины.

1) Пожаробезопасность
Основные тезисы

Массовая древесина ведёт себя предсказуемо при огне: образуется защитный слой обугливания charcharchar с относительно постоянной скоростью, что позволяет рассчитывать остаточную несущую способность элемента после воздействия огня.Критические места — соединения, стыки, элементы перекрытий, доступ огня внутрь пустот и композитные узлы; тонкий наружный слой не даёт гарантии целостности, если огонь проникает в середину элементов или в полости.Для получения требуемых классов огнестойкости обычно применяют комбинацию мер: расчёт по конструктивной норме с учётом сечения и скорости обугливания, огнезащитная облицовка/энкапсуляция, автоматические системы пожаротушения спринклерыспринклерыспринклеры, защита/проектирование узлов и удаление источников возгорания.

Практические меры наосновеMjøsta˚rnetимировойпрактикина основе Mjøstårnet и мировой практикинаосновеMjøsta˚rnetимировойпрактики

Проектная стратегия по «огнестойкости равной непожарной» — рассчитывать остаточную несущую способность с учётом толщины обугливания например,стандартныепроектныескоростиобугливанияпорядка0.6–0.8мм/миндляхвойныхпород—ориентировочныезначения,применятьнормативныезначенияизрегиональныхстандартовнапример, стандартные проектные скорости обугливания порядка 0.6–0.8 мм/мин для хвойных пород — ориентировочные значения, применять нормативные значения из региональных стандартовнапример,стандартныепроектныескоростиобугливанияпорядка0.6–0.8мм/миндляхвойныхпородориентировочныезначения,применятьнормативныезначенияизрегиональныхстандартов.Обязательные спринклерные системы и схемы автоматического оповещения/эвакуации.Экапсуляция CLT/глюлама напримергипсокартон,минераловатныеплитынапример гипсокартон, минераловатные плитынапримергипсокартон,минераловатныеплиты — для получения требуемого класса огнестойкости межсекционных перегородок и перекрытий.Тщательная защита и испытание узлов соединенияболтами/анкерамисоединения болтами/анкерамисоединенияболтами/анкерами — в огненных условиях соединения часто критичны.Полноразмерные пожарные испытания, компьютерное моделирование развития пожара и независимая экспертиза — в ряде стран требуется для получения разрешений на исключение из стандартных ограничений по высоте.

Ограничения/риски

Нормативы в разных странах различаются — в ряде юрисдикций нет прецедента, и требуется performance-based подход и дополнительные испытания.Риск «внезапного» воспламенения при неблагоприятных комбинациях например,сгораниевнутреннейотделки,накоплениегорячихгазовнапример, сгорание внутренней отделки, накопление горячих газовнапример,сгораниевнутреннейотделки,накоплениегорячихгазов — требует тщательной архитектурной и пожарной логики.

2) Долговечность службаздания,влажность,биологическиерискислужба здания, влажность, биологические рискислужбаздания,влажность,биологическиериски Основные тезисы

Дерево долговечно при соблюдении конструктивных и технологических правил: контроль влажности, защита от прямого промокания, вентиляция, защита цоколя и зон стыка с грунтом.Грибок и гниение активируются при длительном увлажнении (>20–25% влажности древесины в течение длительного времени); поэтому управление влагой — ключевой фактор долговечности.Конструктивные решения, проектирование узлов, качество изготовления и контроль на стройплощадке — критичны для предотвращения проблем.

Практические меры

Гигротехническое моделирование hygrothermalanalysishygrothermal analysishygrothermalanalysis на этапе проектирования фасада, стыков, кровли и переходных узлов.Организация строительно-монтажных работ так, чтобы панели не оставались мокрыми и были защищены от атмосферного воздействия; временное покрытие и своевременное закрытие ограждающих конструкций.Использование пароизоляции/внутренних мембран по местным рекомендациям, вентиляции за облицовкой, капиллярных разрывов и отвестий для дренажа.Подбор крепёжных элементов и антикоррозионная защита: металлические соединения под воздействием влажности могут корродировать и терять прочность.Сертификация древесины и клеёв: клеи и пропитки должны быть устойчивы к эксплуатационным условиям влажность,температуравлажность, температуравлажность,температура; контролировать риск расслоения деламинацииделаминацииделаминации.План профилактического обслуживания инспекциифасада,швов,герметизацииинспекции фасада, швов, герметизацииинспекциифасада,швов,герметизации и мониторинг влажности в скрытых полостях в первые годы эксплуатации.

Ограничения/риски

Климатические зоны с интенсивными осадками/ветром или агрессивными условиями солёныйвоздухсолёный воздухсолёныйвоздух повышают требования к деталям.Неправильное выполнение узлов может привести к скрытому намоканию и биодеградации.

3) Углеродный след LCA,выгодыи«ловушки»LCA, выгоды и «ловушки»LCA,выгодыи«ловушки» Основные тезисы

Дерево на этапе изготовления содержит «биогенный углерод» — в течение срока службы здания часть углерода «запечатана» в материале, что снижает суммарную величину эмиссий в атмосфере по сравнению с аналогичными железобетонными/стальными конструкциями при прочих равных.Эффект замещения substitutionsubstitutionsubstitution — переход от бетона/стали к деревянным конструкциям потенциально экономит значительные объёмы CO2e, особенно если поставки древесины устойчивы сертификатыFSC/PEFCсертификаты FSC/PEFCсертификатыFSC/PEFC и учитывается аккумулированный углерод.Однако полный LCA должен учитывать: транспорт, производство клеёв/сывороточных смол, энергию изготовления, монтаж, возможное горение/утилизацию в конце срока службы исвязанныевыбросыи связанные выбросыисвязанныевыбросы, а также долговечность/ремонтопригодность.

Примеры и ориентиры ориентировочноориентировочноориентировочно

1 м3 древесины содержит примерно ~0.8–1.0 тонны CO2, которые «закладываются» в продукт значениезависитотпородыиплотностизначение зависит от породы и плотностизначениезависитотпородыиплотности — это ориентировочная оценка, не универсальная.Снижение встроенного embodiedembodiedembodied CO2 при переходе с железобетона на CLT/глюлам может быть существенным — десятки процентов и более, в зависимости от конструкции и локальных условий; точные числа зависят от проектного решения и способа учёта биогенного углерода.Важна корректная категоризация: при сжигании/разборке древесина вернёт углерод в атмосферу илибудетиспользоватьсядляпроизводстваэнергии/материаловили будет использоваться для производства энергии/материаловилибудетиспользоватьсядляпроизводстваэнергии/материалов — нужно планировать энд-оф-лайф сценарии рециклинг,длительноехранение/повторноеиспользование,энергоутилизациясучётомзамещенияископаемоготопливарециклинг, длительное хранение/повторное использование, энергоутилизация с учётом замещения ископаемого топливарециклинг,длительноехранение/повторноеиспользование,энергоутилизациясучётомзамещенияископаемоготоплива.

Риски/«ловушки»

Неустойчивый лесозаготовительный практики нивелируют климатическую выгоду.Клейкие и лакокрасочные композиции имеют собственный углеродный след; массовое использование неустойчивых смол может уменьшить общий эффект.Перевозка крупногабаритных панелей на большие расстояния увеличивает эмиссии — локализованная цепочка поставок предпочтительна.

4) Нормативное регулирование и сертификация
Общая ситуация

Регулирование быстро развивается: в ряде стран появились специальные положения по массовому дереву напримерпересмотртребованийвКанаде,Норвегии,некоторыхштатахСШАивIBC/Eurocodesчерездокументыинациональныеприложениянапример пересмотр требований в Канаде, Норвегии, некоторых штатах США и в IBC/Eurocodes через документы и национальные приложениянапримерпересмотртребованийвКанаде,Норвегии,некоторыхштатахСШАивIBC/Eurocodesчерездокументыинациональныеприложения.В Европе действуют нормативы Eurocode 5 EN1995EN 1995EN1995 для расчёта деревянных конструкций и продуктовые стандарты EN16351—CLTEN 16351 — CLTEN16351—CLT, но для высотных конструкций часто требуется performance-based подход / полноразмерные испытания и строительный надзор.Многие юрисдикции требуют: спринклеры в высотных деревянных зданиях, проектирование на основе пожарных испытаний, ограничения по комбинированным системам, независимая экспертиза.

Практические моменты получения разрешений

Performance-based декларация пожарной безопасности: моделирование пожара, расчёт остаточной несущей способности, испытания узлов и покрытий.Документация по поставкам сертификациялесаFSC/PEFCсертификация леса FSC/PEFCсертификациялесаFSC/PEFC, по клеям и лакокраске VOC,химическаябезопасностьVOC, химическая безопасностьVOC,химическаябезопасность.Технический надзор, аккредитованные лаборатории, и в ряде случаев — решение органов пожарного надзора по каждой конкретной реализации.

Рекомендации по нормативам

Регуляторам: переход к ясным, предсказуемым правилам для массовой древесины на высоких этажах с обязательными требованиями по испытаниям узлов, мокрой защите и сертификации цепочек поставок.Инвесторам/проектировщикам: применять стандартизированные и испытанные решения, документировать LCA, предусматривать план обслуживания и мониторинга.

Выводы и практические рекомендации

Потенциал: CLT/массовая древесина — эффективное решение для уменьшения встроенного углерода, ускорения строительства, снижения весовой нагрузки и создания благоприятного внутреннего микроклимата. Проекты как Mjøstårnet продемонстрировали жизнеспособность концепции.Риски: пожар, влага/гниение, проблемы в узлах и соединениях, разрозненность нормативов и необходимость performance-based решений. Эти риски управляемы, но требуют комплексного подхода.Что делать на практике:
Сформировать интегрированную пожарную стратегию: спринклеры, энкапсуляция, расчёт по обугливанию, испытания узлов.Проектировать влаговую защиту и выполнять гигромоделирование; организовать стройплощадку так, чтобы исключить длительное промокание элементов.Делать полную LCA с учётом биогенного углерода и энд-оф-лайф сценариев; использовать сертифицированные источники древесины и низкоэмиссионные клеи.Вовлекать органы надзора и пожарных служб на ранних этапах; готовиться к дополнительным испытаниям/экспертизам.План технического обслуживания и мониторинга влажность,коррозиясоединителей,состояниеогнезащитывлажность, коррозия соединителей, состояние огнезащитывлажность,коррозиясоединителей,состояниеогнезащиты.

Если нужно, могу:

Привести более конкретные численные примеры LCA для типового 10–18-этажного каркаса с CLT vs железобетон соценкамиподиапазонамс оценками по диапазонамсоценкамиподиапазонам;Описать подробную пожарную стратегию расчётыобугливания,требованиякспринклерам,отделкарасчёты обугливания, требования к спринклерам, отделкарасчётыобугливания,требованиякспринклерам,отделка с примерами узлов и стандартов;Подготовить чек-лист для проектной группы или инспектора для оценки готового проекта и документации.
12 Окт в 09:14
Не можешь разобраться в этой теме?
Обратись за помощью к экспертам
Гарантированные бесплатные доработки в течение 1 года
Быстрое выполнение от 2 часов
Проверка работы на плагиат
Поможем написать учебную работу
Прямой эфир