Деревянное зодчество как технологичное направление современной архитектуры
Кристина Рогова, Аника ЧебанИзучение истории деревянного зодчества, а также принципов устройства деревообрабатывающих предприятий и соответствующего законодательства открывает перспективы для развития современной деревянной архитектуры в России. Важнейшим условием в этом направлении является использование предприятиями, производящими деревянные конструкций, современного инженерного оборудования. Рассмотрим внедрение экологически чистого экспериментального цеха по производству LVL-бруса и CLT-панелей.
Необходимость и возможность модернизации предприятий лесопромышленного комплекса подтверждается эксплуатацией экспериментального цеха, организованного на базе существующего предприятия по производству клееного бруса (рис. 1), расположенного в селе Ванино (Хабаровский край).
В экспериментальном цеху не только производятся наиболее востребованные в деревянном строительстве LVL-брус и CLT-панели, но и ведутся научные исследования в области развития технологий производства деревянных конструкций. Научно-исследовательский институт делится на 4 группы помещений: во-первых, помещения для рабочих (раздевалки, душевые), во-вторых, столовая и сопутствующие помещения, в-третьих, административные помещения, лектории, аудитории и , в-четвертых, лаборатории.
Обеспечить энергией завод по производству деревянных изделий и сделать процесс безотходным можно благодаря использованию в качестве топлива древесных опилок, обрезков, стружки, коры и прочих отходов.
Для экспериментального цеха существующая на предприятии котельная дополняется водогрейным котлом мощностью 10 МВ с автоматическим управлением и встроенным фильтром дымовых газов (рис. 2). Котел позволяет сжигать отходы производства влажностью 8–60 % и имеет КПД 98 % [3].
Конечно, в процессе сгорания топлива невозможно полностью избежать выбросов углекислого газа, однако в нашем случае эти выбросы сопоставимы с объемом CO2, которое дерево успевает поглотить в процессе своего роста. Это приводит к равновесию цикла жизни деревянных изделий.
Другим источником экологически чистой энергии может стать использование ветрогенераторов. Поскольку экспериментальный цех расположен на берегу бухты Ванино в Татарском проливе, то проектом предполагается размещение шельфовой ветровой электростанции (рис. 3) общей мощностью 10 МВт (2 турбины по 5 МВт) [4].
Таким образом экспериментальный цех снабжается энергией независимо от существующего предприятия. Излишки полученной энергии могут использоваться на предприятии при расширении производства либо передаваться в расположенный рядом порт Ванино.
Поддержание требуемой температуры воздуха на производстве осуществляется посредством подогрева или охлаждения воздуха, поступающего в систему приточной вентиляции. Предусмотрена возможность локально корректировать температуру помещения, где находятся операторы, через термостат.
Производственные процессы сопровождаются образованием стружки, пыли, а также использованием клеевых составов. Поэтому завод оснащен системой фильтрации воздуха типа MHL с предохранительными клапанами и пневмотранспортной системой для удаления отходов от фильтра. Система предохранительных клапанов, разработанная инженерами компании Moldow, позволяет изменять направление взрыва древесной пыли при срабатывании клапана (рис. 4).
Клапаны новой конструкции расположены под углом 60°, таким образом энергия взрыва направляется вверх, в сторону от окружающих объектов и людей, система предохранительных клапанов обеспечивает безопасность производства.
Раздевалки и душевые комнаты для рабочих оснащены механической приточно-вытяжной системой. Столовая и сопутствующие помещения оснащены комбинированной системой, которая подразделяется на несколько участков:
Помещения, где проводятся научные лекции и другие аудитории, а также административные помещения оснащены механической вытяжной системой и естественной приточной системой посредством подоконных клапанов. Также в помещениях применяются установки со встроенными тепловыми насосами и роторными теплообменниками позволяющими снижать влажность воздуха.
Лаборатории оборудованы общей системой воздуховодов с вытяжками, размещенными по всему пространству помещений, а также вытяжными шкафами, в которых проводятся эксперименты.
Вытяжная часть вентиляционной системы представляет собой центральный канал, от которого отходят локальные участки, распределенные по рабочим зонам (рис. 5). На выходе устанавливаются фильтры, которые улавливают пыль, пары и конденсат. Фильтры размещены на техническом чердаке здания научно-исследовательского института.
Экспериментальный цех расположен в непосредственной близости к морским водам, что позволяет осуществлять забор воды непосредственно из залива. Для этого необходимо запроектировать систему опреснителями солёной воды с обратным осмосом (рис. 6), что позволит сократить расходы на производство необходимого объема дистиллированной воды, которая необходима для производства. Вода, подаваемая в систему питьевого водоснабжения, будет проходит процесс минерализации. [2]
В зданиях экспериментального цеха предусмотрены системы внутренних водопроводов: хозяйственно-питьевого; горячего водоснабжения; противопожарного; технического; оборотного.
Системы внутреннего водопровода включают: вводы в здания, узлы учета потребления холодной и горячей воды, разводящую сеть, стояки, подводки к санитарным приборам и технологическим установкам, водоразборную, смесительную, запорную и регулирующую арматуру. В системе внутреннего водопровода предусматривается установка дополнительных резервуаров и регулирующие емкости.
Противопожарное водоснабжение осуществляется при помощи пожарных кранов и спринклерной системы.
В проекте предусматриваются:
Ливневая канализация организована закрытым способом: на кровельном покрытии соблюден уклон и проложены внутренние ливневые стоки. На территории вокруг экспериментального цеха устроена открытая ливневая канализация, за счет уклона дорожных покрытий вода собирается в специальные лотки и попадает в коллектор для сбора воды. Собранной водой поливают территории.
Теплоснабжение здания научно-исследовательского института осуществляется посредством конвекторов. Схема разводки горизонтальная. Теплоноситель - вода, подогреваемая в заводской котельной.
Благодаря этим технологиям удается создать безопасное и надежное производство с хорошими условиями труда для рабочих пос. Ванино, история которого началась с основания деревообрабатывающего предприятия еще в прошлом веке.
Здания экспериментального цеха спроектированы преимущественно в деревянных конструкциях.
Дерево можно использовать во всех частях здания, начиная от несущих и ограждающих конструкций, заканчивая отделочными материалами, предметами мебели и декора. Особенно эффективен этот материал при строительстве мало- и среднеэтажных зданий (до 9 этажей) и большепролетных конструкций, что позволяет активно внедрить его в практику жилищного и общественного строительства. Утилизация деревянных зданий по завершению срока их эксплуатации может осуществляться как в целях получения энергии, так и для получения новых изделий (рис. 7).
Деревообрабатывающие предприятия в основном сосредоточены в центральной части России, в то время как леса с древесиной, пригодной для промышленного использования, расположены, главным образом, в Сибири. Производство готовых комплектов для строительства жилых и общественных зданий позволит удовлетворять потребности Дальневосточного и Сибирского ФО в обеспечении населения жильем и социальной инфраструктурой. Такое строительство занимает короткие сроки, за счет заводского изготовления достигается точность соединений и снижается влияние человеческого фактора в процессе возведения зданий. Таким образом появляется возможность быстро обеспечить регионы качественными сооружениями.
Экспериментальный цех спроектирован таким образом, чтобы оказывать минимальное негативное влияние на экологию. Кроме того, предусмотрена возможность расширения производства или изменения его функционального назначения, а когда истечёт срок эксплуатации здания, будет обеспечена полная безотходная утилизация цеха.
Возобновляемость и экологичность древесины, а также грамотный подход к планированию полного жизненного цикла деревянных изделий, позволяют извлечь максимальную пользу из данного природного экологически чистого материала с минимальными воздействиями на окружающую среду.
Литература
1. [Электронный ресурс]. - Режим доступа: ventilationpro.ru: http://ventilationpro.ru/vytyazhnaya-ventilyatsiya/ventilyaciya-stolovojj-slozhnosti-i-resheniya.html (дата обращения 30.03.2020).
2. [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://vagner-ural.ru/katalog/opresnitel-morskoy-vody_1/ (дата обращения 30.03.2020).
3. [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://komkont.com/%D0%BA%D1%83%D0%BF%D0%B8/%D0%BB%D1%83%D1%87%D1%88%D0%B8%D0%B5/%D0%BA%D0%BE%D1%82%D0%BB%D1%8B/ch-compact-2-1-5-10mwt (дата обращения 28.03.2020).
4. [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://ru.wikipedia.org/wiki/Ветряная_электростанция (дата обращения 29.03.2020).
5. [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://energomir.su/kaloriferi/kanal_nie-3 (дата обращения 29.03.2020).
6. Урусов Т. Ф., Чебан А. Н. Применение ВИЭ на морских нефтедобывающих платформах // Здания высоких технологий. – 2019. № 2. – С. 46-53 [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://zvt.abok.ru/upload/pdf_issues/36.pdf (дата обращения 30.03.2020).
7. Структура и краткая характеристика лесного комплекса Российской Федерации // ПроДерево. Независимый портал, организатор отраслевых мероприятий [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://proderevo.net/analytics/main-analytics/struktura-i-kratkaya-kharakteristika-lesnogo-kompleksa-rossijskoj-federatsii.html (дата обращения 29.03.2020). ●
