Исследователи из Германии разработали технологию изготовления перекрытий на основе древесины, которыми можно заменить традиционные железобетонные плиты в многоэтажном строительстве. Новые плиты впечатляюще прочны и требуют лишь трети бетона по сравнению с обычными перекрытиями.
Система UniversalTimberSlab использует на две трети меньше железобетона, создавая прочные и долговечные перекрытия из экологичной древесины. Источник изображения — newatlas.com
Команда Штутгартского университета создавала то, что называет UniversalTimberSlab, более 18 месяцев и публично продемонстрировала систему в июне. Исследователи построили точечно опёртую деревобетонную композитную плиту размером 9 × 5 м (29,5 × 16,4 фута) высотой всего 36 см (14,2 дюйма) — примерно как железобетонная плита при той же нагрузке и пролёте.
Под нагрузкой в 20 тонн сверх собственного веса платформа показала минимальные деформации и вибрации относительно пролёта. Это говорит о том, что при ежедневной эксплуатации она должна вести себя вполне приемлемо.
Систему продемонстрировали на композитной плите размером 9 × 5 м, нагруженной 20 тоннами. Источник изображения — newatlas.com
Кроме того, поскольку такая плита на 30–70 см (12–27,5 дюйма) меньше по конструкционной высоте, чем традиционные балочно-стоечные деревянные перекрытия, она позволяет разместить в здании больше этажей при той же высоте от пола до потолка.
Разработанная с помощью передовых методов цифрового проектирования и производства, система UniversalTimberSlab достигает высоких прочностных характеристик за счёт оптимизированной ориентации волокон.
Новый метод сегментации позволяет разбивать перекрытия любой геометрии, в том числе сложной и неправильной, на клеёные деревянные сегменты и недорого изготавливать их заводским способом. Источник изображения — newatlas.com
Запатентованный метод сегментации, разработанный исследователями, позволяет разбивать перекрытия любой геометрии — включая сложные и нерегулярные формы — на сегменты из клеёного бруса, которые можно недорого производить заранее.
Волокна в перекрытии располагают вдоль силового потока, чтобы оптимизировать несущую способность системы. Сама же конструктивная схема опирается на точечные опоры: нагрузки передаются через колонны, которые можно расставлять относительно далеко друг от друга.
Как следствие, отпадает нужда в несущих перегородках. Это даёт свободу планировки — идёт ли речь о торговых и ресторанных площадях, офисах или жилье.
Система UniversalTimberSlab достигает высоких прочностных характеристик за счёт оптимизированной ориентации волокон. Источник изображения — newatlas.com
Преимущества системы на этом не заканчиваются: благодаря использованию древесины и гораздо меньшего количества бетона большую часть материала UniversalTimberSlab можно экологично добывать, производить, а затем повторно использовать или перерабатывать далеко за пределами одного применения.
По оценке команды, это способно существенно сократить углеродный след строительных проектов: на одни только железобетонные перекрытия приходится около 40% связанных углеродных выбросов зданий. Урезание этого показателя на две трети явно даст заметный эффект.
Такие деревянные перекрытия избавляют от необходимости в подстропильных балках (они выступают ниже нижней плоскости плиты и поддерживают её). Это позволяет удобно прокладывать инженерные коммуникации — вентиляцию, электрику и сантехнику — прямо под плитой. Перегородки тоже легко установить уже постфактум.
После небольшой доработки UniversalTimberSlab вскоре будет готова к применению в крупных стройках. В рамках пилотного проекта в немецком городе Оберкохен систему используют в трёхэтажном здании смешанного назначения, где разместятся выставочные пространства, рабочие зоны, мейкерспейсы, мастерские и лаборатории.
Источник: Штутгартский университет
