Рациональное и комплексное использование древесины в современном домостроении

Размещено на http://www.allbest.ru/

УДК 674.093.03.02.001

УГЛТУ

РАЦИОНАЛЬНОЕ И КОМПЛЕКСНОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ДРЕВЕСИНЫ В СОВРЕМЕННОМ ДОМОСТРОЕНИИ

Левинская Г.Н.

Левинский Ю.Б.

Индустриальное производство деревянных домов основывается на технологии комплексной переработки древесного сырья. Технологические задания для различных участков производства составляются в зависимости от действующих нормативно-технических требований к качеству и параметрам продукции (заготовкам, полуфабрикатам и т.д.), фактического состояния сырья и планируемых объемов выпуска изделий. В состав комплексного домостроительного предприятия входят традиционные подразделения деревообработки - от сортировки и раскроя пиловочника до производства сборно-клееных конструкций и столярно-строительных изделий. По таким схемам организованы наиболее крупные предприятия. Они оснащены оборудованием зарубежных фирм Makron, Oikos, Homag, Hundegger и др. Достаточно сложная организационная структура комплексного предприятия затрудняет оптимизацию распределения древесного сырья по видам производств, хотя общий коэффициент использования древесины оказывается очень высоким. Поэтому многие предприятия предпочитают ограничиваться весьма малым, а, именно, выпуском домокомплекта одного типа. Сырьем в таком случае являются полуфабрикаты и заготовки, поступающие от других производителей. В результате стоимость продукции повышается, а перспективы технологического совершенствования оказываются минимальными. Чтобы повысить эффективность производства необходимо, прежде всего, систематизировать и согласовать между собой технические требования к сырью, заготовкам, полуфабрикатам и продукции домостроительного предприятия.

В рамках данной статьи предлагаются к обсуждению результаты исследований по оценке выхода пиломатериалов и заготовок из различного сырья с учетом действующих нормативно-технических требований к продукции и организации специализированного производства деревянных домов. Наибольшую проблему представляет подбор пиломатериалов для изготовления конструкций и конструкционных элементов. Традиционная сортировка досок по совокупности пороков и дефектов оказывается неэффективной. Она не обеспечивает рационального распределения ресурсов и выпуска конструкций, оптимальных по размерам и составу. При выпуске клееных балок, панелей и других видов подобных изделий требуется, например, также учитывать направление волокон древесины и характер их перерезания при распиловке сортиментов. Эти особенности структуры древесины влияют на величину внутренних напряжений в клеевых соединениях и формоустойчивость изделий в целом [1].

В связи с применением технологии сращивания досок и заготовок по длине на зубчатые шипы приоритетным становится предварительное распределение пиломатериалов по их состоянию и структуре, а не по порокам и дефектам. Зарубежный опыт нормирования качества конструкционных пиломатериалов показывает, что наиболее значимыми факторами являются следующие [2]:

ь соотношения между размерами сучков различных видов и параметрами сечения пиломатериалов (основные сорта А, В и С по четырем группам толщин досок);

ь способы распиловки бревен и признаки структуры древесины на пиломатериалах по видам срезов (тангенциальный, радиальный);

ь прочность строительных пиломатериалов по кодам механической классификации (МТ18, МТ24, МТ30 и МТ40).

На отечественных предприятиях не существует такой детализированной системы нормирования качества заготовок строительного назначения. Поэтому на первом этапе разработки требований к конструкционным пиломатериалам можно выделить следующие условия и признаки квалификации:

ь заявленные условия эксплуатации изделий;

ь распределение пороков и дефектов в лесоматериалах и продукции, получаемой из них;

ь конструкционно-технологические параметры и физико-механические свойства изделий из древесины (табл.1);

ь характер распределения и объемная доля бездефектной зоны древесины в пиломатериалах (рис.2);

ь технические требования к заготовкам и конструкциям, например, клееным балкам, брусьям, щитам и другим изделиям.

Основываясь на таких методологических подходах к проблеме, можно устанавливать рациональные схемы раскроя пиловочника под конкретную продукцию, объемы эффективного сращивания пиломатериалов по длине, параметры и условия комплектации заготовок по составу пакетов для склеивания, а также производить отбор материалов по влажности, размерам и группам прочности. древесный сращивание доска пиломатериал

Серия международных стандартов [1] предписывает проводить оценку качества пиломатериалов по конструкционным свойствам. Для этого определяют плотность или прочность древесины, параметры естественных пороков, влияние которых на механические показатели пиломатериалов установлено экспериментальными исследованиями. Потребительские свойства и технологические возможности конструкционной древесины имеют существенные особенности. Это находит отражение даже в нормировании показателей по СН и П11-25-80, СТО 36554501-002-2006, ГОСТ 11047 и РТ21-10750-ru.

Таблица 1 Приоритетные показатели нормирования качества древесины [2,3]

Существует проблема согласованности систем нормирования качества или категорирования пиломатериалов, вырабатываемых на лесопильном предприятии. В настоящее время эта задача решается путем двойной или тройной сортировки и перераспределения исходных материалов в зависимости от их назначения. Поэтому было предложено [2] использовать разделение конструкционных заготовок на две категории (2К и 3К), в которых кроме норм ограничения сучков, трещин, наклона волокон, гнилей, обзола и покоробленности определены нормативы прочности при изгибе (Rн/Rвр : 24/33 и 16/22 МПа). Тем не менее, эти рекомендации до сих пор эффективно не используются. Если необходимо обеспечить наибольший объемный выход пиломатериалов заданной спецификации, то расчет проводится по типовым методикам составления поставов и планов раскроя. На примере выработки заготовок одной толщины (38мм) для клееного стенового бруса [3] их выход составляет не более 30-40%. В поставах приняты две толщины досок - 25 и 38мм. Заготовки имеют ширину 110, 150 и 220мм, что соответствует требованиям по брусу. Для заготовок меньшей ширины выход рассчитывается, исходя из количества боковых досок, выпиливаемых за пределами контура бруса, получаемого в первом проходе (рис.1). Ресурс пиломатериалов толщиной 25мм составляет от 15 до 25% от общего выхода пиломатериалов.

Рис.1. Выход пиломатериалов в зависимости от спецификации заказа и диаметра бревен

После сортировки по категориям качества расчетный выход заготовок в зависимости от их назначения уменьшится на 7 - 20%. Для определения возможных потерь в этом случае могут быть использованы показатели выхода массы бездефектной древесины (рис.2 и 3), полученные при обследовании пиломатериалов хвойных и лиственных пород [4].

Рис.2. Выход бездефектной массы древесины в зависимости от качества пиломатериалов

Рис. 3. Выход бездефектной массы (чистых отрезков) из древесины хвойных пород

В условиях реального производства необходимо провести выборочное обследование пиломатериалов, чтобы скорректировать искомые показатели по допускаемым в заготовках порокам и дефектам.

Данные, представленные на рис.3, позволяют планировать поставку пиломатериалов на линии сращивания в зависимости от качества сырья и заявленного объема выпуска бездефектных ламелей.

На лесоперерабатывающем предприятии в отдельную группу отбирают низкокачественное и тонкомерное пиловочное сырье. Оно также может быть эффективно использовано в конструкциях для домостроения [5]. На основе расчетно-аналитических методов оценки схем раскроя пиловочника малых диаметров [6] определены показатели выхода досок секторной и трапецеидальной форм сечений. Заготовки предназначены для изготовления клееных щитов, пустотелого четырехсекторного бруса и сборно-клееных ламелей блочных конструкций (рис.4).

Рис.4. Использование заготовок с непрямоугольной формой сечения в конструкциях строительных изделий:

а) щиты клееные многоцелевого назначения; б) стеновой модуль для каркасно-панельных домов; в) панель МХМ (массив)

Для технических расчетов рекомендованы показатели выхода заготовок из бревен длиной 4м и диаметром от 12 до 18см (табл.2).

Таблица 2 Выход пиломатериалов из тонкого пиловочника

Примечания.

* Толщина досок (Sд) принимается максимально возможной при условии б = 600 и получении чистообрезной кромки по вершинному диаметру.

** В числителе - объемный выход (в процентах), в знаменателе - толщина, мм.

Выводы

1. Планирование сортировки и раскроя сырья должно выполняться с учетом нормативно-технических требований к качеству и параметрам продукции строительного назначения.

2. В рамках программы комплексной переработки древесины на домостроительном предприятии следует устанавливать достаточно широкий ассортимент продукции конструкционного назначения.

3. Показатели выхода пиломатериалов и спецзаготовок, представленные в настоящей статье, могут быть использованы для расчетно-аналитических оценок потенциала сырьевого ресурса предприятия и планирования объемов выпуска продукции.

Библиографический список

1. Нормативная карта RT21-10750-ru. Пиленые и строганные лесоматериалы: Фонд строит. информ. Финляндия, Rakennustietosaatio RTS, 2003.- 32с.

2. Ковальчук Л.М. Требования к древесине строительных конструкций и их обеспечение [Текст]/ Л.М. Ковальчук, И.Н. Бойтемирова, Г.Б. Успенская. - М.: ВНИПИЭИлеспром, 1989. - 44с.

3. Левинская Г.Н. Планирование распиловки древесины при получении заготовок для клееного стенового бруса [Текст]/ Г.Н. Левинская, Ю.Б. Левинский // Матер. 7-ой МНТК «Социально-экономические и экологические проблемы лесного комплекса в рамках концепции 2020г.» - Екатеринбург: 2009. - с.11-15.

4. Левинская Г.Н. О возможностях замены древесины кедра в производстве карандашной дощечки [Текст] / Г.Н. Левинская, Ю.Б. Левинский, А.В.Дружинин.// Изв. вузов «Лесной журнал». 1996. - № 4-5. - с.122-127.

5. Левинский Ю.Б. Рациональная переработка пиловочного сырья на заготовки для производства клееных материалов строительного назначения [Текст] / Ю.Б. Левинский, Г.Н. Левинская, Р.И. Агафонова, В.В. Савина. // Труды междун. Евраз. симпозиума «Деревообработка: технологии, оборудование, менеджмент ХХI века».- Екатеринбург.: 2006. - с.53-56.

6. Левинский Ю.Б. Расчетно-аналитические методы раскроя тонкого пиловочника. [Текст]/ Ю.Б. Левинский, Г.Н. Левинская. // Изв. вузов «Лесной журнал». 2002. - № 3. - с.57-61.

Аннотация

Изучены вопросы эффективного использования древесины в условиях производства домостроительного предприятия. Показаны результаты исследований по объемному выходу пиломатериалов в зависимости от породы древесины, параметров сырья и заявленных требований к качеству продукции строительного назначения.

It was studied the means of efficient use of wood on production terms in house building enterprise. Also it was showed the results of researches about extensional saw timber output which depends on pine wood, parameters of raw produce and declaring demands to product quality of construction setting.

Размещено на Allbest.ru