Терморевесина в нашей жизни

То, что древесина занимает одно из приоритетных мест в нашей жизни - факт неоспоримый. Однако использование ее, например, в строительстве было ограничено тем, что древесина показывала невысокие результаты при эксплуатации. Потребность же в древесном материале, но с лучшими качествами, год от года возрастала. Современные технологии позволили устранить такие недостатки дерева, как гниение, деформация из-за влажности и многие другие. Достичь этого удалось за счет применения метода термообработки древесины. Еще в 30-е годы прошлого столетия в ведущих странах Европы занялись поиском методов обработки древесины, качество которой отвечало бы запросам производства.  И основания для развития этой темы были…

Заглянем в прошлое

Попытки улучшить свойства древесины известны с самых глубоких времен. Термическое  модифицирование древесины использовали, например,  при создании посуды и другой деревянной утвари: древесину вываривали в масле. Это давало ей свойства, которые невозможно было получить при воздушной сушке.  Древесина почти не впитывала воду, а значит, изделия из нее сохраняли свою форму в любых влажностных условиях и были устойчивы к гниению.

Викинги применяли воздействие на свои деревянные изделия открытого огня с целью увеличения их долговечности. Древние славяне и германские племена вымачивали и вываривали длинные тонкие полоски древесины и изготавливали из них домашнюю утварь. Индейцы обжигали на открытом огне концы копий с целью сделать их более прочными. Мельничные колеса сохранились с самых древних времен благодаря тому, что материал для их изготовления готовился многие годы, проходя разные способы обработки, такие как варку, пропаривание, сушку, пропитку маслами.

И, наконец, каждый резчик по дереву знает как быстро высушить липу в домашних условиях: варить полено в воде в течение полутора часов, завернуть его в полотенце и старые газеты и положить возле батареи.

Как видим, для изменения свойств древесины совсем не обязательно использовать, например, пропитку каким-либо химическим составом, вредным для здоровья человека.

Так, почему все-таки стали использовать термическую обработку дерева?

Прежде всего, конечно, ради сохранения самого важного - собственного здоровья и здоровья своих близких.

Дерево - самый популярный и всеми любимый материал для внутренней и внешней отделки. Но, чтобы сохранить изначальный вид и продлить срок службы (ведь доска, как минимум, гниет), необходимо использовать пропитки и различные составы, которые, к сожалению, чаще всего являются токсичными и вредными для здоровья. Получается некое противоречие: мы покрываем экологически чистый природный продукт (дерево) вредными красками и пропитками и, вместо того, чтобы наслаждаться натуральностью, дышим химией…

Самой современной технологией защиты древесины является термообработка, которая активно развивается в Европе с середины 90-х годов как альтернатива химически обработанной древесине. При термообработке происходит изменение клеточного строения древесины, что приводит к модификации ее свойств.

Термообработанная древесина уже заменила в Евросоюзе химически обработанное дерево.  С 2004 года в странах ЕС введен полный запрет на использование древесины, обработанной какими-либо химическими составами (пропитки, антисептики и т.д.), которые вредят здоровью человека, т.к. содержат соли тяжелых металлов.

В США, где также успешно развивается производство термодревесины, благодаря приобретенным патентам в Европе,.введен частичный запрет на химически защищенную древесину. Ее категорически запрещено использовать при производстве детской мебели, а также в строительстве некоторых административных объектов. В ближайшее время правительство США планирует ввести полный запрет на использование древесины, покрытой химическими составами.

Перспектива того, что запрет на использование химически защищенной и вредной для здоровья древесины станет глобальным, послужило причиной увеличения объемов производства термодревесины в Европе и Америке, а так же широкому распространению этой продукции во всем мире.

До середины 1990-х годов самой передовой технологией являлась высокотемпературная сушка при температуре 100-150°C. В 1997 году на одном из деревообрабатывающих заводов Финляндии в г.Миккели внедрили новую технологию, которая получила название термообработка. При данном технологическом процессе сушка проводилась при температуре 150-230°C.

Полученное в итоге экспериментов качество материала и потенциальные объемы его производства теперь позволяют представить созданный в результате многолетних испытаний продукт на рынок строительных материалов под названием ТМД – Термо Модифицированная Древесина, которая широко применяется в Европе.

Так как технология термообработки древесины используется в промышленном масштабе сравнительно недавно (с середины 90-х годов), исследования свойств термообработанной древесины в европейских странах особенно активно проводились именно в конце 90-х годов и продолжаются до сих пор.

В 1990-е гг. в Финляндии, Франции и Нидерландах проводились новейшие исследования по термообработке древесины. Самый же значительный практический вклад был внесен Институтом Природоохранных Технологий и Государственным Исследовательским Центром VTT в Финляндии.

В настоящее время в странах ЕС существует несколько технологий: финская – появившаяся первой и имеющаянаибольшее распространение в мире, французская, немецкая и  др.  Идея всех технологий одна – нагрев древесины до 210-230 С в бескислородной среде (азот, масло, водяной пар и пр.).

Весьма популярная в дни нашей современности финская технология обработки мягких пород деревьев имеет название “Thermowood”, полученная этим методом древесина называется «термодерево». В настоящее время в Финляндии производится 80 тыс. кубометров термообработанной древесины в год. Все производители термообработанной древесины в Финляндии в 2001 году объединились в Ассоциацию финских производителей термодревесины.

Особенность технологии «Thermowood» заключается в термообработке дерева в атмосфере водяного пара (защита от сгорания) под воздействием температуры 180-215 . Длительность процесса составляет 45-96 часов. Данный метод разработан для мягких хвойных пород.

Термообработка древесины представляет собой процесс обработки природного материала, в результате которого дерево сохраняет свои полезные свойства, но при этом лишается характеристик, которые ограничивают сферу его применения.

Изделия из термодерева превосходят изделия из обычной древесины почти по всем показателям — они более качественные, долговечные и эстетичные. Безвредный, не токсичный, экологически чистый отделочный материал. На сегодняшний день они лидируют на рынке отделочных и строительных материалов.

Рассмотрим основные преимущества термодерева:

Долговечность. Дерево не впитывает лишнюю влагу, поэтому не разбухает и не растрескивается. В нем распадаются полисахариды, которые являются излюбленной пищей грибков, плесени и жучков-короедов. В результате увеличивается срок службы термодревесины в 20 и более раз.

Повышается уровень пожаробезопасности. Древесина становится более плотной и твердой, поэтому разгорается гораздо медленнее, чем необработанная.

Твердость и прочность. Модифицированный материал не боится ударов и прочих механических воздействий.

Благородный внешний вид. После термообработки сильнее проявляется структура дерева, при этом оно темнеет, поэтому даже простые породы выглядят как элитные: цвет является сплошным на всю глубину (т.е. при распиле в любом месте получаем тот же цвет).

И наконец, термодревесина не нуждается в особом уходе, однако чтобы придать ей более совершенный и выразительный вид можно использовать специальные экологичные защитные и лакокрасочные средства.

Рассмотрим отдельные области применения термодревесины:

- конструкционный материал для уличного применения

Термообработанная древесина, благодаря устойчивости к атмосферным воздействиям, подходит для уличных конструкций, ландшафтного дизайна, строительства мостов, причалов, облицовки водных каналов.

- внешняя отделка фасадов

Одна из наиболее популярных сфер применения термодревесины – облицовка фасадов зданий, в том числе в составе готовых панелей в деревянном домостроении.

- внутренняя отделка

Вследствие эстетичности внешнего вида данный материал часто используется дизайнерами для внутренней отделки. Из термодревесины изготавливают деревянные плитки для санузлов и кухонь, которые могут стать хорошей альтернативой холодной кафельной плитке. Материал используется также для изготовления цельных ванных и раковин, для комплексной внутренней отделки саун.

- производство мебели

Стабильность геометрических размеров и устойчивость к внешней среде способствует использованию термодревесины в производстве мебели, оконных рам, дверей, паркетных полов, декинга.

- потенциальная сфера применения термодревесины так же обширна, как и сфера применения обычной древесины: из термодревесины могут изготавливаться комплектующие, музыкальные инструменты, домашние принадлежности, малые архитектурные формы, садово-парковые конструкции и т. п.

Свойства изделий из термодревесины:

  • улучшенное качество поверхности и полное отсутствие проблем с осаждением пыли
  • в большинстве случаев не требует покраски
  • долговечность
  • существенно меньшая усыхаемость
  • однородность цвета на всю глубину
  • устойчивость к высоким температурам
  • повышенные противопожарные и теплоизолирующие свойства
  • выраженный запах натурального дерева
  • абсолютная экологическая чистота.
  • очевидна и выгода в использовании термодревесины:
  • расширение сфер применения древесины
  • экономия на приобретении защитных средств
  • возможность предоставления длительной гарантии на древесные изделия без каких-либо дополнительных условий (например, таких как необходимость правильного ухода и регулярной обработки химическими составами), некоторые производители уже сегодня предлагают гарантию на свои продукты в течение 25-30 лет
  • в результате обработки недорогие сорта древесины имеют внешний вид ценных пород
  • термодревесина является экологически чистым и нейтральным материалом по отношению к организму человека, подверженного различным аллергическим реакциям
  • экологичность материала позволяет по окончании процесса эксплуатации использовать его в качестве топлива.

Но есть и недостатки:термодревесина обладает повышенной хрупкостью, поэтому требует внимательного отношения как в процессе производства, так и в процессе эксплуатации

  • в большинстве случаев нельзя заглублять в грунт
  • продолжительное нахождение под воздействием прямых солнечных лучей может привести к появлению маленьких поверхностных трещин
  • отдельным видам термодревесины присущ запах горелого дерева, его выветривание может занять несколько месяцев
  • значительная стоимость термодревесины, которая относится к материалам премиум-класса
  • даже профессионалам часто сложно отличить термодревесину от обычной древесины дорогих пород или древесины, пропитанной специальными составами
  • отсутствие единых стандартов качества термодревесины.

В настоящее время в мире активно развиваются термические технологии обработки древесины, являющиеся единственной альтернативой химической обработки и приводящие при этом к дополнительному существенному улучшению свойств древесины, что открывает также и новые области ее применения.

Интересный факт

Поскольку не требуется никаких химикатов, а только вода и тепло, технологический процесс термообработки древесины является экологически чистым. С учетом вновь приобретенных свойств после термообработки, древесина была испытана в качестве костного суррогата (VTT и Хирургическая клиника при госпитале университета г. Турку). Предварительные испытания показали хорошие результаты: подвергнутая термообработке древесина березы былачиста, никаких токсичных веществ в ней обнаружено не было. А что  самое интересное – древесина приобрела свойства, аналогичные свойствам кости.