Меняющиеся климатические условия по всему миру
представляют собой сложную задачу для архитекторов, дизайнеров и
строителей. Здания должны обеспечивать эстетику и
долговечность, одновременно выдерживая
различные последствия изменения климата, включая
более суровые и непредсказуемые погодные условия. Чтобы
соответствовать этим требованиям, большинство пиломатериалов на
рынке проходят химическую обработку или обладают высокой
прочностью от природы. Однако оба вида древесины вызывают
опасения по поводу окружающей среды и устойчивости из-за
последствий использования химических веществ и утилизации, а
также получения древесины из старовозрастных лесов.
В то же время интенсивное использование
таких материалов, как бетон, сталь и пластмассы, вызывает растущую
глобальную озабоченность, поскольку экологичность современного
строительства ставится под сомнение. Необходимость
снижения энергопотребления, связанного
с архитектурной средой, подчеркивает ту роль
, которую изделия из дерева могут играть в создании более экологичных зданий. Энергия, необходимая для превращения
дерева в пригодный для использования продукт, значительно ниже
, чем у других строительных материалов, обладающих преимуществами в
биоразлагаемости и поглощении углерода.
Благодаря повышенной прочности и стабильности,
термически модифицированная древесина стала
высокоэффективной, долговечной и экологичной альтернативой
обычным строительным материалам, включая традиционные
изделия из древесины.
В этом техническом документе мы подробно рассказываем о том, как
производится термически модифицированная древесина и какие преимущества
она дает современному строительству. Мы также обсудим
ключевые соображения при выборе термически модифицированной древесины для вашего следующего проекта.
ЧТО ТАКОЕ ТЕРМИЧЕСКИ МОДИФИЦИРОВАННАЯ ДРЕВЕСИНА?
В своем естественном состоянии древесина является биоразлагаемым и
нестабильным по размерам материалом. Без модификации эти
свойства создают конструктивные ограничения и могут привести к проблемам
в течение срока службы при использовании в строительных целях.
Термическая модификация - это нетоксичный коммерческий
процесс обработки, который используется для улучшения свойств древесины,
включая ее стабильность размеров и биологическую стойкость.
Открытые и закрытые системы
Термически модифицированная древесина модифицируется путем нагревания
материала при высоких температурах (>180 °C), изменяя его
химическая структура.
Для термической модификации древесины преобладают два способа обработки – открытая система
и закрытая система. Открытая система использует пар
из котла, расположенного снаружи камерного
блока. Пар защищает древесину при нагревании и
влияет на химические изменения, происходящие в древесине.
Закрытая система работает при высоком давлении (часто
выше 1-1,7 атмосфер) в герметичной, бескислородной среде.
Открытая система позволяет регулировать влажность, температуру поверхности
и сердцевины древесины, а также относительную влажность
в контролируемой камере, что приводит к более качественному
термомодифицированию и структурным изменениям древесины.
Этот процесс обработки более универсален, надежен и
подходит для сложных процессов и является наиболее распространенным
промышленным методом термомодификации в Европе.
Термомодификация по сравнению с другими видами обработки древесины
Термически модифицированную древесину не следует путать
с термообработанной древесиной или древесиной, прошедшей химическую обработку.
Термообработанная древесина - это древесина, которая подвергается воздействию более низких
температур (приблизительно. 55 °C) с единственной целью уничтожения
вредителей, например, в деревянных поддонах.
Химически обработанная
древесина была обработана химическими консервантами для
предотвращения гниения и/или повышения ее огнестойкости.
Для сравнения, термическая модификация сохраняет
естественную красоту и универсальность древесины и повышает ее долговечность,
стабильность и устойчивость к влаге, гнили и вредителям, что делает
ее пригодной для широкого спектра применений, включая
наружную облицовку, садовую древесину и террасную доску. В отличие
от химически обработанной древесины, которая
при неправильном обращении может выделять вредные токсины, термически модифицированная древесина
не содержит канцерогенов, токсинов или других летучих органических соединений
соединений. Это качество позволяет использовать термически модифицированную древесину
в интерьерах, где она также ценится
за свою внешнюю привлекательность.
Как производится термически модифицированная древесина?
Руководство по термодревесине описывает открытую систему
производства термически модифицированной древесины в три этапа:
• Этап 1. На начальном этапе древесина нагревается в
специальных печах, сначала с помощью тепла и пара для быстрого повышения
температуры примерно до 100ºC. Затем
температуру постепенно повышают до 130ºC – в течение
этого периода происходит высокотемпературная сушка и
снижает содержание влаги в древесине почти до нуля.
• Этап 2. После высокотемпературной сушки
температуру в печи повышают до заданной
температуры между 185ºC и 215ºC. При
достижении заданной температуры эта температура
поддерживается постоянной в течение 2-3 часов в зависимости от конечного
применения.
• Фаза 3. Это фаза охлаждения и кондиционирования влаги
. Температура снижается с помощью
систем распыления воды. Когда температура достигает 80-90°C,
происходит повторное увлажнение, чтобы увеличить содержание влаги
в древесине до приемлемого уровня (т.е. 4-7%).
При термической модификации древесины пар используется в качестве
защитного пара во время сушки и термообработки,
предотвращая пригорание древесины.
Нагрев приводит
к тому, что древесина становится менее гидрофильной, одновременно положительно
влияя на некоторые ее химические свойства, что приводит
к повышению устойчивости к гниению, долговечности и
стабильности размеров, а также к снижению водопоглощающей способности.
В зависимости от предполагаемого использования могут применяться различные уровни термической модификации
.
При понижении или повышении температуры в печи
производители используют специальную систему регулировки, чтобы
предотвращайте расщепление поверхности и внутренней части и проверку.
Значения пользовательской настройки используются для различных
пород древесины и размеров.
Термическая модификация - это нетоксичный коммерческий
процесс обработки, который используется для улучшения
свойств древесины, включая ее
стабильность размеров и биологическую стойкость.
ПРЕИМУЩЕСТВА ТЕРМИЧЕСКИ МОДИФИЦИРОВАННОЙ ДРЕВЕСИНЫ
Долговечность
Процесс термической модификации удаляет или изменяет
значительную часть натуральных пищевых компонентов древесины и
вызывает ряд изменений в ее химическом и структурном
составе. Термически модифицированная древесина содержит много
меньше гемицеллюлозы, чем в необработанной древесине. При высоких
температурах часть смолы и сахаров выпаривается,
удаляя питательные вещества, а оставшаяся часть превращается в менее
ценные энергетические ресурсы для живых организмов, таких как
вредители и грибы. Значительно меньшее содержание гемицеллюлозы
означает гораздо меньшую привлекательность для естественных разлагателей
древесины. Термическая модификация также снижает
влагопоглощающую способность древесины, поэтому она не требует дополнительной
химической защиты от гниения.
Исследования показали, что термически модифицированная древесина
сохраняет приемлемые свойства после естественного и
искусственная защита от атмосферных воздействий, что делает его пригодным для наружных фасадных
систем. Химические и структурные улучшения
, вызванные термической модификацией, увеличивают срок службы
древесных материалов без использования токсичных химикатов. Благодаря
своей превосходной прочности и стабильности термически модифицированная
древесина заменила на некоторых рынках лиственные породы тропических пород.
Стабильность размеров
Термически модифицированная древесина обладает гораздо более высокой
стабильностью размеров, чем необработанная древесина. Как правило,
изменение размеров у термически модифицированных лиственных
пород в два раза меньше, чем у той же необработанной древесины. Это
благодаря значительному снижению равновесного
содержания влаги и укреплению молекулярной
структуры древесины в результате термической модификации. Эти факторы
делают древесину менее впитывающей и менее восприимчивой к
короблению, набуханию или усадке независимо от колебаний
температуры и влажности.
Это качество позволяет термически модифицированной древесине преодолевать
некоторые конструктивные ограничения традиционной обработанной
древесины. Термически модифицированная древесина дольше сохраняет свою форму
, увеличивая срок службы и поддерживая оптимальные
эксплуатационные характеристики в течение более длительного периода времени. Она также обладает
исключительная устойчивость к воздействию тепла и влаги, что позволяет
ему превосходить другие изделия из древесины в различных
погодных условиях и в районах с повышенной влажностью.
Экологичность и устойчивость к воздействию окружающей среды
Растущее осознание последствий изменения климата
привело к росту спроса на устойчивое развитие
во всем мире. Древесина приобретает все большее значение как
высокоэффективный строительный материал, который является возобновляемым и
не имеет себе равных с точки зрения затрат и воздействия на окружающую среду.
Однако некоторые породы древесины обладают низкой устойчивостью к
биологическому разложению и низкой стабильностью формы13, что ограничивает
их пригодность для некоторых строительных применений.
Термически модифицированная древесина является превосходным древесным продуктом для
устойчивого строительства по следующим причинам:
• Термическая модификация улучшает характеристики
древесины таким образом, что ее можно использовать для большего числа строительных
применений и с более длительным сроком службы.
• Термически модифицированная древесина имеет небольшой вес, что
способствует менее энергоемкому строительству.
• Если она добывается из лесов с устойчивым управлением,
термически модифицированная древесина оказывает минимальное воздействие на природные
ресурсы.
• В отличие от химической обработки, термическая модификация бесплатна
токсичных веществ, которые в противном случае могли бы нанести вред
здоровью человека и окружающей среде.
Низкие эксплуатационные расходы
Древесина, обработанная традиционным
способом, требует значительного ухода, включая постоянное окрашивание, гидроизоляцию
и герметизацию. Благодаря такой обработке изделие
сохраняет свой внешний вид, эксплуатационные характеристики и структурную целостность
на протяжении всего срока службы. Термически модифицированная древесина благодаря своим
улучшенным свойствам, особенно стойкости к воздействию воды
и гниению, имеет сравнительно меньшие
требования к техническому обслуживанию и затраты в целом.
Легкий
Поскольку термическая модификация включает в себя удаление влаги из
древесина не впитывает химикаты в древесину,
поэтому конечный продукт получается легким. Термически модифицированная древесина
не только позволяет использовать легкие и менее энергоемкие
методы строительства, ее также легче транспортировать
и работать с ней, что экономит время реализации проектов и снижает
затраты на транспортировку, монтаж и рабочую силу.
При выборе термически модифицированной древесины убедитесь
, что выбранный продукт имеет показатель долговечности, достаточный для
предполагаемого применения. Показатель долговечности
определяется способностью породы противостоять гниению и насекомым
-вредителям (включая термитов) в соответствии с EN
350:2016 Долговечность древесины и изделий на ее основе
– Тестирование и классификация стойкости
древесины и материалов на ее основе к воздействию биологических агентов. Класс 1 (+25
лет) и 2 (15-25 лет) являются наиболее эффективными
классификациями. Изделия должны быть независимо протестированы
на долговечность.
Следует также учитывать уникальные эстетические качества термомодифицированной древесины
. Термическая обработка в
процессе термомодификации затемняет древесину,
в результате чего цвета становятся более глубокими и яркими. Насыщенный оттенок
термомодифицированной древесины можно сохранить с
помощью средства защиты от ультрафиолета. Однако имейте в виду, что древесина, тем не менее
, со временем стареет и меняет цвет.
Доступны изделия из термически модифицированной древесины хвойных пород с покрытием
. Ведущие продукты покрыты
красками на водной основе, которые безвредны для окружающей среды и протестированы на
устойчивость к атмосферным воздействиям. Термически модифицированная древесина хвойных пород с покрытием
обладает преимуществом долговечности 1-го класса под краской,
повышенной стабильностью размеров для предотвращения таких неприглядных проблем
, как скручивание, и отсутствием просачивания смолы сквозь покрытие.
Удобство использования термически модифицированного
изделия из древесины будет способствовать успешной реализации
проекта. Изделия, с которыми легко обращаться и которые легко монтировать
, сокращают затраты и сроки строительства. Некоторые ведущие облицовочные
изделия оснащены передовыми системами монтажа, которые обеспечивают
быструю установку с помощью простого крепления нажатием и щелчком.
Скрытые системы крепления помогают поддерживать чистый внешний вид без
видимые крепления. Торцевые соединения, представляющие собой предварительно вырезанные
выступы и пазы на торцах облицовки и других изделий из дерева,
позволяют легко соединять облицовку, сокращая
время монтажа и обеспечивая однородный внешний вид
