Ағаш шегелер мен басқа түрлерінің айырмашылықтары қандай?

Ағаш шеге дегеніміз не және олар метал бекітпелерден қалай ерекшеленеді?

Ағаш шегелердің анықтамасы мен дәстүрлі қолданысы ағаш құрылыста

Ағаш шегелер негізінен дуб және қайың сияқты қатты ағаштардан жасалған және ежелгі заманда үйлердің ағаш рамаларын жасау мен кемелер салу кезінде қолданылып келген. Олардың металл шегелерден айырмашылығы суға түскенде ісініп, бекіту орындарын уақыт өткен сайын бекітіп отыратындығында. Бұл қасиеттің әсіресе заманауи өнеркәсіп дамып кеткенге дейінгі кезде пайдалы болғаны айқын. Жыл сайын «Биоресурстар мен биоөнімдер журналы»нда жарияланған кейбір жаңа зерттеулер қызықты нәтиже көрсетті. Дұрыс жобаланған жағдайда ескі ағаш шегелер белгілі бір ағаш конструкцияларында болатпен бірдей көлденең күштерге төтеп бере алады. Бұл ашылу архитектура жобаларында ежелгі техниканы қайта қолдану туралы ойларды қайта оралтты.

Негізгі физикалық және механикалық айырмашылықтар: ағаш шегелер мен болат, цинктелген және арнайы металл шегелер

Ағаш шегелерді металл бекіткіштерден бөліп тұратын үш негізгі фактор бар:

1. Материалдық гибкость : Ағаш шегелер құрғақ жағдайда табиғи түрде кішірейіп, ылғалдылықпен ұлғаяды, ағаштың жарылу қаупін азайтады. Қарағанда, болат және цинкпен қапталған шегелер өз өлшемдерін сақтайды және кернеулік жарықтарын туындатуы мүмкін.
2. Коррозияға тұрақтылық : Қорғалмаған болат ылғалды теңіз жағалауларында жылына шамамен 0,25% массасын түгелдей жоғалтады (Ponemon, 2023), ал ағаш шегелер коррозияға төзімді.
3. Термік проводимдік : Ағаш шегелердің жылу өткізгіштігі болатқа қарағанда 0,12 Вт/м·К болса (болат үшін 50 Вт/м·К), жылу көпірлерін болдырмауы оларды энергия үнемдеуші ғимарат қабықтары үшін ыңғайлы етеді.

Кең таралған қолданыстар: Қазіргі таңда әлі де қолданылатын ағаш шегелер

Ағаш шегелер белгілі бір жағдайларда өз өзектілігін сақтап келеді:

• Тарихи дәл материалдарды талап ететін мұраға айналдыру жобалары
• Келешекте ағашты қайта өңдеуге металл кедергі жасайтын экологиялық ағаш құрылыстар
• Тұзды суға немесе металды бүлдіретін қышқылды топыраққа ұшырайтын уақытша сыртқы құрылыстар

Олардың 100% биологиялық ыдырауы мен көміртегі-бейтарап өндірісі жасыл құрылыста тұрақты таңдау болып табылады.

Материалдың құрамы мен қоршаған ортаға сәйкестігі салыстырылды

Материалды таңдау құрғақ, ылғалды және сыртқы ортадағы өнімділікті қалай әсер ететіндігі

Қайың немесе қарағай сияқты қатты ағаштардан жасалған үйріктер ылғалдылық өзгерістеріне әсер ететінін білді. Әдетте құрғақ орындарда олар заттарды жақсы ұстап тұрады, өйткені олардың ылғалдылығы тұрақты болып қалады. Бірақ оларды көп уақыт бұлтты немесе ылғалды жерлерде қалдырсаңыз, олар ісіп кетіп, әлсіз ағаш түрлерін жаруы мүмкін. Металл үйріктер ауа райы өзгерістеріне ықпалы аз, бірақ олардың басқа да мәселесі бар. Кәдімгі болат үйріктер теңізге жақын жерлерде басқа аймақтарға қарағанда тезірек тат басады. Кем дегенде ағаш үйріктер химиялық реакция арқылы коррозияға ұшырамайды, әйтсе де олардың ылғалдылыққа тұрақты болу үшін арнайы қаптама жабу қажет.

Коррозияға төзімділік: Неліктен метал үйріктер кейбір жағдайларда бұзылады

Цинкпен және нержавейкалы түрлермен қапталған болат шегелер қорғаныш қабаты тозып кеткенде немесе қысыммен өңделген ағашпен жанасқанда тат бастайды. Ауада тұз көп болатын аймақтарда бұл мәселе одан әрі күшейеді. 2023 жылы Понемон институты жүргізген зерттеу нәтижесінде міне осындай жағдайда шегелерде таттың пайда болуы әдеттегіге қарағанда 47% жылдам екені анықталды, ал ағаш шегелерде мүлдем болмайды. Бірақ ағаш шегелердің өзінде де кемшіліктері бар. Олар ұзақ уақыт ылғалды топыраққа қойылса, тезірек шіриді. Сондықтан құрылысшылар металл және ағаш бекітпелерді таңдау алдында жобаның қандай ортаға ұшырайтынын ойластыруы керек.

Ағаш шегелердің биологиялық ыдырауы мен метал бекітпелердің қайта переработкасы

Құрылыс пішіндері сияқты мәңгі сақталуы қажет емес заттар үшін құрметті шегелер пайдалы, өйткені олар өздігінен ыдырап, микропластика қалдырмайды. Болат шегелердің үштен екі бөлігі қайта өңделеді, бірақ болатты қайта өңдеу үшін көп энергия кететінін мойындау керек. Өңделмеген ағаш бекітпелер 90% жағдайда шіріп кетеді, бірақ беріктік маңызды болған кезде металл әлі де патшадай, өйткені құрылымдық ағаштар әлі де жоғары сапалы қорытпалармен бәсекеге түсе алмайды. Осы таңдаулар арасындағы айырмашылық қандай да бір жұмысты істеу үшін қандай шеге таңдау керектігін анықтау үшін заттың қаншалықты ұзақ өмір сүруін есепке алу қаншалықты маңызды екенін көрсетеді.

Беріктік, ұстап тұру күші және құрылымдық өнімдер

Ұстап тұру күшін салыстыру: ағаш шегелер мен қорап, жалғау және дәл шегелер

2024 жылғы соңғы материалдар бойынша зерттеулер көрсеткендей, қиылу беріктігі жағынан қайың қақпақтар болат қақпақтармен (мысалы, қорап, жабдықтау немесе дәлдік қақпақтары) бәсекеге түсе алмайды. Олар құрылымдық беріктіктің 30-50 пайызын жоғалтады, бұл кез келген салмақты көтеруге қабілетсіз екенін білдіреді. Нәтижесінде ағаш қақпақтардың табиғи талшықтары қысылып кетеді, металл қақпақтардың орнына бекітілмейді. Нәтижесінде ұстап тұру қысымы шамамен 120 psi құрайды, ал қарапайым цинктелген дәлдік қақпақтар 300 psi-дан жоғары көрсеткішке ие. Қазіргі таңда көпшілік құрылысшылар құрылымдық жұмыстар үшін металл қақпақтарды пайдалануға бейімделіп отыр.

Ағаштың жарылуына тұрақтылық: Қайың қақпақтардың артықшылығы

2023 жылы Орман шаруашылығы өнімдері зертханасының зерттеуіне сәйкес, дәстүрлі ағаш шегелердің конусты пішіні радиалды кернеуді шамамен 45% азайтады, оның қатты металл шегелермен салыстырғанда. Бұл жобалау құрылымдың жалпы беріктігін азайтатын жарылуларды болдырмауға көмектемесі келеді. Ағаш шегелердің керісінше, металл шегелерді орнату үшін алдымен қосымша қадамдар қажет болып табылады, бұл құрылыс жобалары кезінде уақыт пен күш-жігерді алады.

Уақытша және Құрылымдық Қолданыстағы Беріктік

Ағаш шегелер құрғақ жерде пайдаланған кезде өзінің бастапқы беріктігінің шамамен 90 пайызын сақтайды және әдетте 5-8 жыл бойы тозбастан тұрады. Бірақ ылғалды немесе сулы ортаға түскен кезде жағдай тез нашарлайды. Ағаш тез ыдырай бастайды, бұл көптегендердің күткенінен тыс болып табылады. Өткен жылы жасалған қоршаған ортаны қорғауға бағытталған зерттеу нәтижесінде ағаш бекітпелер метал шегелерге қарағанда қысқа мерзімді жөндеу жұмыстары үшін тиімдірек екені анықталды. Құрылысшылар шамамен ағаш шегелердің 80 пайызын қайта пайдаланғанын, ал болат шегелердің тек 12 пайызы ғана қайта пайдаланылғанын хабарлады. Әйтсе де, бұл ағаш бекітпелер тіршілік иелерімен ұзақ уақыт әрекеттесу нәтижесінде ыдырауы себепті мәңгілік құрылыстар үшін өте тиімді емес екенін атап өту қажет.

Қоршаған ортаны қорғау қасиеттері: Ағаш шегелердің биологиялық ыдырауы мен көміртегі ізінің төмендігі

Ағаш шегелер табиғи түрде ыдырайды, металл бекітпелердің ғасырлар бойы сақталуын болдырмау үшін. Ағаш құрылыс талдауы бойынша, оларды шығарып дайындау металл шеге шығаруға қарағанда 60% энергия жұмсайды, соның нәтижесінде көміртегінің құрамы төмендейді. Бұл қасиеттер креативті-тұрақтылық принциптеріне сай келеді және жасыл құрылыс стандарттарына сай келуге көмектеседі.

Тұрақты құрылыста ағаш шегелер масштабталатын шешім болуы мүмкін бе?

Ескі моделді шегелер құрылыс жұмыстары үшін жеткілікті дәрежеде берік болмады, бірақ жаңа нұсқалары метал шегелермен шамамен бірдей деңгейге жетті. Сынақтар қылмындағы шыбын шегелер ағаш рамаларды бекіту бойынша болат бекітпелердің шамамен 85% дейінгі күш көрсеткішін шыдайтынын көрсетті. Біз олардың жапондық көрмелердегі уақытша ғимараттарда жақсы жұмыс істейтінін бақыладық. Әлі де жетілдіруге болады. Негізгі мәселелер ылғалды жағдайда олардың қаншалықты тұрақты екені және өндірушілердің сапасын сақтамай өндірісті кеңейте алатын-ақпараты.

Қайта өңделетін метал бекітпелер мен биологиялық ыдырайтын ағаш баламаларын теңестіру

Құрылыс компаниялары жиі осындай қиын жағдайға тап болады: 2023 жылғы Дүниежүзілік болат ассоциациясының деректеріне сәйкес, болатпен бекітетін бұйымдарды шамамен 34% қайта өңдеуге болады, бірақ оларды өндіру үшін көп энергия қажет. Екінші жағынан, ағаш шегелер қайта өңделетін материалдардан жасалған, бірақ метал шегелерге қарағанда тез тозып кетеді. Қазіргі кезде көптеген құрылысшылар аралас стратегия деп аталатын нәрсені қабылдап жатыр. Олар салмақты ұстамайтын жерлерде, мысалы, ғимараттардың ішкі қабырғаларында немесе төбе панельдерінде ағаш шегелерді пайдаланады, ал сыртқы құрылыстарда немесе су көздеріне жақын орындарда таттану қауіпі бар жерлерде метал шегелерді қалдырады. Бұл әдіс материалдық қалдықтарды азайтады және құрылыстардың беріктігін сақтап, сонымен қатар ұзақ мерзімді пайдалануға мүмкіндік береді.

Ағаш негізіндегі бекітпелердің заманауи қолданылуы мен болашақ перспективалары

Жөндеу жұмыстарында, ағаш қаңқаларда және экологиялық құрылыс жобаларындағы шектеулі қолданыс

Соңғы кезде шыбықтардың нақты оралуы болып жатыр, әсіресе кейбір шағын нарықтарда. Көптеген реконструкциялық мамандар ескі ағаштан жасалған ғимараттармен жұмыс істегенде дәстүрлі бекітпелерді таңдауын қалайды, өйткені олар құрылыстың де, сырт көрінісінің де бүтіндігін сақтайды. Ағаш құрылыстармен шұғылданатын адамдар үшін ағаш шыбықтардың уақыт өткен сайын табиғи түрде ұлғаятыны ерекше маңызды. Өткен жылы «Journal of Bioresources and Bioproducts» журналында жарияланған кейбір зерттеулер де біраз әсер қалдырды - дұрыс орналасқан жағдайда ағаш шыбықтар OSB тақталарында да, құрылыстық фанераларда да болат шыбықтармен бірдей нәтиже көрсетті. Қазір қоршаған ортаны қорғаушы құрылысшылар тіпті шыбықтарды қолданып, өз бетінше энергия көзі жоқ үйлер мен пассивті үйлерді салуға кірісуде, онда қоңайға тұрақтылық пен қоршаған ортаға деген достық құрылыс таңдауында ең маңызды рөл атқарады.

Өнімділікті арттыру үшін өңделген және инженерлік құрылымды ағаш шегелеріндегі инновациялар

Материалдар ғылымындағы жетістіктер дәстүрлі шектеулерді жеңіп шықты. Жоғары қысыммен ығыстырылған тығыздалған ағаш шегелер стандартты қатты ағаштардан 40% қаттырақ болып келеді және олардың термиялық үйлесімділігіне байланысты көп қабатты желімделген ағаш (CLT) алдын ала жасалған конструкцияларда барынша пайдаланылады. Негізгі инновацияларға мыналар жатады:

• Био-смола өңдеу ылғалдылықты сіңіру 65% азайтатын
• Ойықты сабақты конструкциялар жұмсақ ағаштарда 30% үзілу кедергісін арттыратын
• Стандартталған өлшемдеу құралдармен үйлесімділігін жеңілдету үшін метал шегелердің қалыптарына сәйкес келетін

Бұл жақсартулар металмен салыстырғанда өнімділік айырмашылығын азайтады, ал экологиялық артықшылықтар сақталады.

Жасыл құрылыс саласында шегелер қайта тіршілікке оралуы мүмкін бе?

2032 жылға дейінгі жыл сайынғы 11% қарқынмен өсетін әлемдік жасыл құрылыс нарығымен қатар ағаш шегелер бәсекеге ие болып келеді. Жобалаушылар жобалық әсердің маңызды болып табылатын пассивті үйлер мен көміртегі-бейтарап дамуларда оларды көрсетіп отыр. Металл бекітпелер әлі де ірі көлемдегі құрылыстарда кездеседі, себебі тізбектер тұрақты түрде қалыптасқан, бірақ ағаш шегелер мыналарда пайда болып жатыр:

• Көп қабатты ағаш ғимараттар тұтанғыш материалдарды реттеу талаптарына сәйкес келуін қажет етеді
• Жағалау құрылыстары тұзды су коррозиясына бейім
• Апат кезіндегі шешім ретінде қажет болатын тұрғын үйлер биологиялық ыдырауға ұшырайтын уақытша конструкцияларды қажет етеді

Құрылыс нормалары және ережелеріне сай келетін материалдардың көміртегі балансына негізделген құрылыс кодтары жиі қолданыла бастаған сайын ағаш негізіндегі бекітпелер құрылымдық сенімділікті сақтай отырып қоршаған ортаның әсерін азайтудың нақты жолын ұсынады.

Жиі қойылатын сұрақтар

Ағаш шегелер нелерден жасалады? Ағаш шегелер әдетте дуб және емен сияқты қатты ағаштардан жасалады.

Шеге мен метал шегенің айырмашылығы неде? Ағаш шегелер суға түскенде ісінеді, коррозияға тұрақты, жылу өткізгіштігі төмен болады, ал метал шегелер берік болғанымен, таттануға бейім.

Ағаш шегелер қай жерде қолданылады? Ағаш шегелер тарихи қалпына келтіруде, қоршаған ортаны қорғауға бағытталған ағаш құрылыстарда және уақытша құрылыстарда пайдаланылады.

Ағаш шегелер биологиялық ыдырай ма? Иә, ағаш шегелер 100% биологиялық ыдырайды және микропластика тудырмайды.

Ағаш шегелер метал шегелердің барлық қолданыстарында олардың орнына пайдаланыла ма? Ағаш шегелер белгілі бір жағдайларда пайдалы болғанымен, көпшілік жағдайда ауыр салмақты құрылыстар үшін метал шегелердің беріктігін қамтамасыз ете алмайды.