Понимание деревянных конструкционных панелей

• Деревянные конструкционные панели, также известные как инженерные деревянные панели, сегодня широко используются в домах и офисах, поскольку они придают пространству современный вид. Инженерная древесина относится к различным производным изделиям из древесины, которые создаются путем связывания или фиксации древесных волокон, шпона или досок с помощью клея или других методов фиксации для создания композитного материала. Что ж, в этой статье будет обсуждаться следующий вопрос о деревянных конструкционных панелях:
  Что такое деревянные конструкционные панели?
• Какие области применения имеют деревянные конструкционные панели?
• Каковы свойства инженерной древесины?
• какие бывают типы деревянных конструкционных панелей?
• Каковы преимущества и недостатки инженерной древесины?

А теперь приступим!

Что такое деревянные конструкционные панели?

Инженерная древесина, также известная как массивная древесина, композитная древесина, искусственная древесина или искусственная доска, относится к различным изделиям из древесины, которые создаются путем связывания или скрепления древесных волокон, шпона или досок вместе с клеями или другими фиксаторами. для создания композитного материала.

Деревянная конструкционная панель описывается как «панель, изготовленная из шпона; или древесные пряди или вафли; соединенные вместе водонепроницаемыми синтетическими смолами или другими приемлемыми методами склеивания» в Международном жилищном кодексе (IRC) 2018 года, который был выпущен Советом по международным кодексам (ICC). Фанера, плиты с ориентированной стружкой (OSB) и композитные панели – это лишь некоторые из типов деревянных конструкционных панелей.

Панели могут иметь любую толщину от нескольких миллиметров до 16 дюймов (410 мм) или более, если они изготовлены из поперечно-клееной древесины (CLT), а их размеры могут варьироваться от нескольких дюймов до 64 на 8 футов (19,5 на 2,4 м). или больше. Чтобы обеспечить единообразие и предсказуемость их структурных характеристик, эти элементы разрабатываются в соответствии с точными проектными требованиями, тестируются на соответствие национальным или международным стандартам, а затем производятся.

Какие области применения деревянных конструкционных панелей?

Как правило, для создания изделий из инженерной древесины используются те же лиственные и хвойные породы, которые используются для производства пиломатериалов. Инженерная древесина, изготовленная из древесных волокон или частиц, может быть изготовлена ​​из обрезков лесопилки и других древесных отходов, но шпон, такой как фанера, древесноволокнистая плита средней плотности (МДФ) и древесностружечная плита, обычно изготавливается из цельных бревен. Ориентированно-стружечная плита (OSB) — это продукт из инженерной древесины, в котором используются деревья из семейства тополей — широко распространенной, но нестроительной породы.

Деревянные конструкционные панели используются во многих различных областях, включая промышленные товары, коммерческие здания и жилищное строительство. Во многих строительных проектах товары могут использоваться вместо стали для балок и балок. Класс строительных материалов, которые могут заменить бетонные сборки, называется массивной древесиной. В предстоящие десятилетия повсеместное внедрение массивной древесины и ее замена сталью и бетоном в новых проектах строительства средней этажности может помочь уменьшить изменение климата.

Следующие области применения конструкционных панелей в строительстве: 

• Этажи
• Стены
• Крыши

Этажи

Наиболее типичная деревянная конструкционная панель, используемая в качестве чернового пола и подстилающего слоя в обычных напольных покрытиях, имеет толщину 23/32 дюйма и устанавливается на расстоянии 24 дюйма от центра (рис. 10а и 10б). Эти панели представляют собой прочную, жесткую и твердую поверхность, на которую можно укладывать различные виды финишного напольного покрытия (например, ковер и коврик) с опорами на расстоянии 24 дюйма от центра или меньше.
Многие приложения также используют двухслойная система пола, состоящая из слоя подстилающего слоя и структурного слоя чернового пола.

Стены

Деревянные конструкционные панели предотвращают раскачивание вдоль стен (вызванное землетрясениями и ветром) и удерживают стены в вертикальном положении (рис. 11 и 12). В других случаях система крепления деревянных конструкционных панелей заменяется обшивкой стен из картона, пенопласта или других материалов.

Крыши

В различных системах гидроизоляции деревянные конструкционные панели часто используются в качестве обрешетки на скатных и плоских крышах. Они выдерживают вес людей, механического оборудования и гравитационные нагрузки от снега, дождя и готовых крыш, а также защищают здания от боковых нагрузок, вызванных сильным ветром или землетрясениями. 7/16″ и 15/32″ — самые популярные толщины панелей, используемых в крышах. Фермы, обычно расположенные на расстоянии 24 дюйма от центра, поддерживают их. Строительные стандарты часто позволяют использовать деревянные конструкционные панели толщиной до 3/8 дюйма для крыш с опорами до 24 дюймов в регионах с небольшой снеговой нагрузкой или без нее.

Каковы свойства инженерной древесины?

Существует множество способов использования древесины для удовлетворения физических требований в промышленности, однако большинство из этих методов работают в макромасштабе и не изменяют микроструктуру или качество материала. Чтобы одновременно достичь высокой механической прочности и приемлемой формуемости, происходит разрушение. Существуют методы создания древесины, обладающей высокой механической прочностью и пластичностью.

При этом натуральная древесина частично делигнифицируется и размягчается, а затем путем сушки ее волокна и сосуды усыхают. Наконец, материал «шокируют» водой, чтобы выборочно открыть сосуды. Водяной шок приводит к смятию клеточных стенок волокон и частичному открытию капилляров. Из-за своей микроструктуры древесина может гнуться и формироваться. С помощью сканирующей электронной микроскопии (СЭМ) можно увидеть, что волокна формуемой древесины плотно упакованы вместе и что некоторые сосуды частично открылись в результате процесса гидроудара.

Механические свойства инженерных панелей или дерева включают испытание на изгиб, прочность на растяжение и прочность на сжатие.

Какие существуют типы деревянных конструкционных панелей?

Ниже приведены распространенные типы деревянных конструкционных панелей:

• Фанера
• Уплотненная древесина
• ДВП
• ДСП
• Ориентированно-стружечная плита
• Ламинированная древесина
• Ламинированный шпон
• Крестовый клееный брус

Фанера

Первый инженерный продукт из дерева иногда называют фанерой, конструкционной деревянной панелью. Листы кросс-ламинированного шпона используются для создания фанеры, которая затем склеивается прочными влагостойкими клеями с использованием тепла и давления. Прочность и жесткость панели в обоих направлениях увеличиваются за счет «перекрёстной ориентации» или переключения ориентации волокон шпона от слоя к слою. Ориентированно-стружечные плиты и конструкционные композитные панели являются примерами дополнительных конструкционных деревянных панелей.

Уплотненная древесина

Древесные волокна механически сжимаются в горячем прессе для увеличения плотности в три раза, создавая уплотненную древесину. Ожидается, что это увеличение плотности пропорционально повысит прочность и жесткость древесины. Ранние исследования подтвердили эти результаты, которые включали трехкратное увеличение механической прочности.

ДВП

Для создания древесноволокнистых плит средней плотности и древесноволокнистых плит высокой плотности (ДВП) остаточная древесина лиственных или хвойных пород преобразуется в древесные волокна, которые затем смешиваются с воском и смоляным связующим перед формированием панелей под действием высокой температуры и давления. /Р>

ДСП

Древесная щепа, стружка с лесопилки или даже опилки вместе с синтетической смолой или другим подходящим связующим веществом прессуются и экструдируются для создания древесностружечной плиты. Подобные материалы используются в ориентированно-стружечной плите, иногда называемой ДСП, вафельной плитой или ДСП, но для большей прочности в ней используются обработанные древесные стружки. Когда экономичность важнее прочности и внешнего вида, ДСП заменяют стандартной древесиной и фанерой, так как она дешевле, плотнее и однороднее. У древесно-стружечных плит есть существенный недостаток, заключающийся в том, что они очень подвержены расширению и изменению цвета под воздействием влаги, особенно если они не окрашены или не запечатаны каким-либо иным образом.

Ориентированно-стружечная плита

Деревянная конструкционная панель, известная как плита с ориентированной стружкой (OSB), изготавливается из прямоугольных древесных стружек, которые ориентированы продольно, уложены слоями, уложены в маты и соединены вместе с помощью влагостойких термоотверждаемых клеев. Для придания панели прочности и жесткости отдельные слои могут быть ориентированы поперек. Однако большинство OSB-панелей крепче поставляются в одном направлении. Обычно самое сильное направление доски совпадает с древесными волокнами в самом внешнем слое с обеих сторон. Наиболее сильное направление доски часто указывается стрелками на изделии (в большинстве случаев это высота или самый длинный размер). OSB — это цельная плита стабильного качества, состоящая из огромных непрерывных листов без нахлестов, зазоров и полостей.

Ламинированная древесина

Клееный брус (клееный брус) — это конструкционный материал, который можно использовать в качестве горизонтальных или вертикальных балок или колонн. Он состоит из многочисленных слоев габаритной древесины, склеенных между собой влагостойкими клеями. Кроме того, клееный брус может изготавливаться изогнутой формы, что обеспечивает широкий диапазон гибкости дизайна.

Ламинированный шпон

Тонкие деревянные шпоны соединяются вместе в большую заготовку для создания клееного бруса из шпона (LVL). Каждый шпон в заготовке LVL имеет зерно, идущее параллельно продольному направлению. Конечный результат предлагает более широкий диапазон ширины, глубины и длины продукта, чем стандартная древесина, благодаря улучшенным механическим качествам и стабильности размеров. В тех же конструкционных целях, что и традиционные пиломатериалы и древесина, таких как стропила, перемычки, балки, балки, ободные доски, шпильки и колонны, LVL является членом семейства конструкционных композитных пиломатериалов (SCL) изделий из инженерной древесины.

Крестовый клееный брус

Многослойная панель, состоящая из пиломатериалов, называемых кросс-ламинированной древесиной (CLT), адаптируется и долговечна. Для большей жесткости и прочности доски располагаются крест-накрест одна к другой. Длинные пролеты и все узлы, такие как полы, стены или крыши, могут быть построены с помощью CLT. [15] Поскольку панели изготавливаются и комплектуются за пределами площадки и доставляются готовыми к установке и свинчиванию в рамках проекта сборки плоской упаковки, преимуществом CLT является сокращение сроков строительства.

Изолированные конструкционные панели

Структурные теплоизоляционные панели (СИП) представляют собой композиты из вспененного полистирола (EPS), помещенного между конструкционными панелями из дерева. SIP используются для строительства крыш, стен и полов. SIP используются из-за их энергоэффективности. Как правило, пенополистирол покрывают 7/16″ кожухами OSB. EPS в SIP может быть толщиной в фут, что делает их идеальными для холодных регионов.
Электрические и сантехнические каналы уже установлены, все отверстия и формы предварительно вырезаны, а SIP производятся на заводе. Здание может быть ограждено через два-три дня после закладки фундамента. Затем, как и в случае с полевой постройкой, на внутреннюю поверхность СИП наклеивается гипсокартон.

Каковы преимущества и недостатки инженерной древесины?

Ниже приведены преимущества и недостатки деревянных конструкционных панелей или инженерных панелей в различных областях их применения:

Преимущества:

• Композитная древесина может быть изготовлена ​​в соответствии с эксплуатационными требованиями конкретного применения, поскольку она создана человеком. Требования к исходному дереву не определяются требуемыми формами и размерами (длина или ширина дерева)
• Поскольку деревянные конструкционные панели являются гибкими и выпускаются в широком диапазоне толщины, ширины, сортов и классов прочности, они идеально подходят для использования в самых разных строительных, промышленных и бытовых проектах.
• Изделия из искусственной древесины создаются таким образом, чтобы максимально увеличить прочность и жесткость, присущие натуральной древесине. Некоторые элементы обладают большей конструкционной прочностью, чем обычные деревянные строительные материалы, и очень стабильны.
• Склеенный клееный брус (клееный брус) более жесткий и прочный, чем пиломатериалы сопоставимых размеров, и он более прочный, чем стальной фунт за фунтом.
• Некоторые изделия из инженерной древесины предоставляют дополнительные варианты дизайна без потери конструктивных требований.
• Со специальными деревянными панелями легко работать, используя обычные инструменты и фундаментальные знания. Их можно соединять, фрезеровать, резать, сверлить, склеивать и фиксировать. Не теряя прочности, фанеру можно сгибать для получения криволинейных поверхностей. Большой размер панели также ускоряет строительство, сводя к минимуму количество операций по обработке и установке, необходимых для каждой детали.
• В деревянных конструкционных панелях древесина используется более эффективно. Они могут быть изготовлены из редко используемых пород, дефектной древесины или небольших кусочков дерева.
• Гибкость широких пролетов деревянных ферм и высокое соотношение прочности к весу позволяют использовать их в различных конструкциях крыш и полов.
• Говорят, что инженерная древесина имеет конструкционные преимущества при строительстве домов.
• Сторонники экологичного дизайна рекомендуют использовать инженерную древесину, которую можно сделать из относительно небольших деревьев, а не массивные куски цельной древесины, для которых требуется рубка большого дерева.

Недостатки:

• По сравнению с массивной древесиной, для их создания требуется больше первичной энергии.
• Клей для некоторых предметов может быть опасным. Выделение формальдегида из различных смол в готовый продукт, что часто происходит с продуктами, связанными с мочевиной и формальдегидом, вызывает беспокойство.
• Некоторые продукты могут подвергать рабочих воздействию вредных химикатов, когда их разрезают или обрабатывают различными способами.
• По сравнению с эквивалентной массивной древесиной некоторые изделия из инженерной древесины, например предназначенные для использования внутри помещений, могут быть менее прочными и более восприимчивыми к деформации, вызванной влажностью. Из-за своей способности впитывать воду большинство древесностружечных и древесноволокнистых плит не подходят для использования вне помещений.

Заключение

Обшивка деревянными конструкционными панелями сохраняет прочность конструкции дома и позволяет изолировать стены с более высокими значениями R, создавая высокопрочные стеновые системы, доступные и удобные для подрядчиков. Это все, что касается этой статьи, в которой обсуждаются следующие вопросы о деревянных конструкционных панелях.

• Что такое деревянные конструкционные панели?
• Какие области применения имеют деревянные конструкционные панели?
• Каковы свойства инженерной древесины?
• какие бывают типы деревянных конструкционных панелей?
• Каковы преимущества и недостатки инженерной древесины?

Надеюсь, вы многому научились из прочитанного, если да, поделитесь с другими. Спасибо за прочтение, увидимся!