Ремонт дома

Термодревесина (термически обработанная древесина, термически модифицированная древесина, термодерево, ТМД, Thermally modified timber, TMT, Thermally modified wood, TMW) – это древесина, прошедшая термическую обработку при высоких температурах (от 180°С). Главная особенность термодревесины, как конечного продукта, заключается в сочетании высоких физико-механических свойств, схожих со свойствами химически модифицированной древесины, и экологичности натуральной древесины.

История

Технологию термообработки древесины на научной основе начали исследовать в 30-е годы XX века в Германии, затем в 40-е – в США. Новейшие исследования были проведены в 90-е годы в Финляндии, Франции, Нидерландах, Италии, Германии. В результате было установлено, что при воздействии на древесину температуры 180-230°С, в ее биологическом составе происходят необратимые изменения, влияющие на ее свойства.

Первые пилотные производства термодеревесины были организованы в Финляндии в начале 90-х годов прошлого века. Начиная с этого момента, Финляндия считается признанным лидером исследований в этой области, а также крупнейшим мировым производителем инновационного материала. Через некоторое время активность на рынке проявили деревообработчики из Германии, Франции, Нидерландов, России. Отсутствие тесного взаимодействия привело к тому, что в этих странах технологии производства развивались относительно независимо. На сегодняшний день в Европе, по некоторым оценкам, насчитывается около 10 патентованных процессов термообработки. Проникновение материала в Северную Америку осуществлялось путем покупки патентов у европейских производителей.

Наиболее распространенной в мире является финская технология Thermowood, и иногда под Thermowood (дословный перевод, англ. – «термодревесина») ошибочно понимают весь спектр технологий термической обработки древесины. Кроме того, процесс Thermowood отличается методической поддержкой, которую оказывает Финская ассоциация Thermowood (Finnish Thermowood Association, www. thermowood. fi).

Классификация термодревесины

Европейские стандарты выделяют три класса термодревесины, которые определяются на основании классов прочности древесных изделий (в соответствии со стандартом EN 335-1-2006 «Прочность древесины и деревянных изделий. Определение классов. Часть 1. Общие положения»). В подобной классификации отражен основной компромисс термообработки: чем более высокая температура обработки – тем большая долговечность и меньшие плотность и прочность.

Класс 1. Обработка ведется при температуре свыше 190°С. Никаких значительных изменений физических свойств материала не происходит. Главное назначение этого режима – придать декоративные свойства древесине: ее цвет темнеет, приобретает коричневатый, красноватый или желтоватый оттенок. Обработанную таким образом древесину рекомендуется использовать в тех же случаях, что и не подвергшуюся термообработке.

Класс 2. Температура выше 210°С. В результате обработки в 3-4 раза повышается устойчивость к гниению, но одновременно снижаются гибкость и эластичность. Из такой древесины делают качественные пиломатериалы, садово-парковые конструкции, отделочные панели и полы, мебель для дома и сада, окна, двери и т. п.

Класс 3. Обработка ведется при температуре выше 230°С. Термодревесина с таким классом обработки рекомендуется в тех случаях, когда нужна очень высокая устойчивость к гниению. Например, для изготовления окон, наружных дверей, наружной отделки стен, уличных настилов (балконы, внутренние дворики), оград, конструкций детских площадок т. д.

Финская ассоциация Thermowood выделяет только 2 класса обработки – «Thermo S» (от англ. «stability» – стабильность) и «Thermo D» (от англ. «durability» – прочность).

Свойства термодревесины

При термообработке происходит изменение клеточного строения древесины, что приводит к модификации ее свойств. Для древесных материалов наиболее важными являются следующие характеристики1:

1. Долговечность. Тесты в лабораторных условиях показали, что термообработка существенно (в 15-25 раз) повышает биологическую долговечность материала (устойчивость к биологическим поражениям). За счет высоких температур обработки в древесине разлагаются полисахариды, что на фоне низкой равновесной влажности устраняет условия для возникновения и размножения грибка и микроорганизмов.
2. Размерная стабильность. Тангенциальная и радиальная стабильность по окончании процесса обработки улучшается в 10-15 раз. Термодревесина обладает стабильностью размеров при перепадах влажности и температуры окружающей среды.
3. Гигроскопичность. Термообработка приводит к уменьшению равновесной влажности материала в среднем на 40-50% по отношению к необработанному дереву и существенно уменьшает проникновение воды (в 3-5 раз). Сброс избыточной влажности у термообработанного дерева происходит в десятки раз быстрее, чем у обычного. При сверхдлительном воздействии влаги изменение геометрических размеров термообработанного дерева в 3-4 раза ниже, чем необработанного. Поверхность термодревесины не пористая, а плотная, что снижает его способность впитывать влагу из воздуха.
4. Теплопроводность. У термодревесины этот показатель ниже на 20-25% по сравнению с необработанным деревом.

Преимущества и недостатки

Преимущества

1. Высокие физико-механические и эксплуатационные характеристики (расширение сфер применения, экономия защитных средств).
2. Эстетичный внешний вид.
3. Экологичность материалов

Недостатки

1. Хрупкость
2. Термодерево не должно контактировать с землей
3. Подверженность влиянию ультрафиолетовых лучей
4. Образование вредной пыли при обработке
5. Специфический запах горелого дерева (со временем выветривается)
6. Относительно высокая стоимость
7. Трудности позиционирования (даже профессионалам часто сложно отличить термодревесину от обычной древесины дорогих пород или древесины, пропитанной специальными составами).

Сферы применения

Обширные сферы применения термодревесины обусловлены тремя основными свойствами материала: долговечностью, низкой гигроскопичностью и размерной стабильностью. Важно отметить, что в некоторых областях уникальным становится сочетание нескольких или всех перечисленных свойств.

1. Конструкционный материал для уличного применения
2. Внешняя отделка фасадов
3. Благодаря широким эстетическим возможностям материал часто используется дизайнерами для внутренней отделки.
4. Стабильность геометрических размеров термодревесины и устойчивость ко внешней среде способствует ее использованию в производстве мебели, оконных рам, дверей, паркетных полов, декинга.
5. Потенциальные сферы применения термодревесины также обширны, как и сферы применения обычной древесины: из термодревесины могут изготавливаться комплектующие, музыкальные инструменты, домашние принадлежности, малые архитектурные формы, садово-парковые конструкции и т. п.
6. Применение термодревесины в качестве материала несущих конструкций в настоящее время является одной из приоритетных областей научных исследований. В настоящее время решение найдено в виде композитного клееного бруса («клееный термобрус»), объединяющего ламели из модифицированной и обычной древесины. Функции термодревесины заключаются в поддержании стабильности размеров и противодействии внешней среде, а центральные ламели из необработанного материала служат для придания необходимой прочности. Помимо клееного бруса на рынке присутствует и другой конструкционный материал – термически обработанный массивный (профилированный) брус.

Рынок

Мировой рынок термодревесины (прежде всего, европейский) уже прошел стадию формирования, хотя говорить о его однородности пока рано: основные производственные мощности сконцентрированы в Финляндии. Интерес к материалу благодаря его активному продвижению на рынок проявляют потребители во Франции, Германии, Дании, странах Бенилюкса, Турции, США, Канаде.

Общий годовой объем производимой термодревесины в 2006 году составил 100-110 тыс. куб. м. В 2007 году этот показатель увеличился до 130-140 тыс. куб. м. В мире функционирует порядка 30-40 производственных площадок, половина из которых расположены в Финляндии.

Российский рынок термодревесины находится на начальной стадии развития, спрос еще далек от насыщения, и каждый год ознаменовывается выходом на рынок новых производителей, считающих этот материал перспективным.

Объем российского рынка термодерева составляет ~ 8 тыс. куб. м. В начале века он, в основном, был представлен импортной продукцией, которую зачастую завозили по собственным каналам профессиональные дизайнеры из Европы. По мере открытия российских производств акцент сместился в сторону отечественной продукции, и сегодня доля импортной термодревесины в общем объеме продаж мала.

Производство термодревесины

Исходными материалами могут служить как мягкие, так и твердые породы древесины: ель, сосна, пихта, кедр, береза, осина, дуб, ясень, лиственница, ольха, бук, клен, липа, эвкалипт и др.

Наибольшим спросом пользуется древесина мягких пород, на чью долю приходится 88% потребления. Данная статистика свидетельствует о популярности использования термодревесины во внешней среде (фасады, природоохранные конструкции и т. п.), где применяются сосна и ель.

Основным преимуществом твердых пород является их цвет и качество поверхности, поэтому они используются в интерьере в виде напольных покрытий, отделочных стеновых материалов или других элементов декора.

Термическая обработка древесины происходит в специальной сушильной камере. Основными параметрами сушильной камеры являются габаритные характеристики, объем загрузки, климатические требования, мощность. Также возможен заказ камеры с ручным или автоматическим управлением, с или без системы утилизации отходов. Источником высокой температуры в сушильной камере может быть электрическая энергия, газ или отходы лесозаготовительной промышленности (кора, опилки).

Инвестиции в открытие производства термодревесины с одной камерой в 5-10 куб. м оцениваются в 500-700 тыс. евро., значительная часть инвестиций идет на приобретение сушильной установки. Минимальный стартовый объем инвестиций на организацию производства термодревесины начинается от 200-250 тыс. евро. Расчетный период окупаемости проекта — до двух лет.

Подробные сведения о российском рынке термодерева — см. в маркетинговом исследовании Research. Techart «Рынок термически обработанной древесины (термодревесины)»