Термодревесина: области применения, преимущества и недостатки

Где применяется термодревесина?

Термомодифицированная древесина – не только эстетичный, но и надежный материал для внешней и внутренней отделки террас, коттеджей, деревянных домов, дачных беседок и даже напольных покрытий.

Термодревесина используется повсеместно:

1. В беседках, на летних верандах – такие зоны являются неотапливаемыми и открытыми. Именно поэтому при проектировании и строительстве следует задуматься о использовании устойчивого и долговечного материала, который «не боится» перепадов температур, ветров и обильных осадков. В результате использования ТМД элементы конструкции сохранят первоначальное качество и внешний вид: полы и стены не растрескаются и не рассохнутся – не придется обновлять покрытия ежегодно.

2. На фасадах – облицовка термодоской прослужит долгие годы и сохранит первозданный вид. К тому же, такой фасад не требует специального дорогостоящего ухода – подойдут классические средства.
3. В банях, саунах, ванных комнатах и прилегающих к ним территориям. Термодерево имеет отличную устойчивость к влаге, плесени и грибку, медленно нагревается и практически не проводит тепло.
4. На дачных и садовых дорожках. Такие элементы не только украсят участок, но и значительно облегчат доступ даже при самых неблагоприятных погодных условиях. Материал выдерживает повышенные нагрузки, что обеспечивает его долговечность.

Свойства и сфера применения

Древесина представляет собой экологически чистый природный материал, который имеет прекрасную фактуру и абсолютно безопасен для здоровья человека.

Однако без дополнительной обработки дерево не способно противостоять неблагоприятным внешним факторам таким, как повышенная влажность, действие биологических микроорганизмов и насекомых.

Современный метод обработки древесного сырья термомодификация позволил получить новый качественный отделочный материал, который нашел широкую востребованность на рынке. Термодревесина – пиломатериал, прошедший дополнительную термическую обработку при температуре от 180 до 240 градусов без применения синтетических добавок и составов.

Термодревесина представляет собой уникальный отделочный материал, сочетающий в себе экологичный состав и удивительные физико-механические свойства:

• Стабильность размеров при воздействии неблагоприятных факторов окружающей среды – температур и влаги (в отличие от необработанной древесины этот показатель улучшается в 10-15 раз, снижение риска набухания во влажной среде сокращается до 90%).
• Гигроскопичность. Влажность древесины снижается до 4-8 процентов, что существенно ниже по сравнению с промышленной сушкой пиломатериала в специальных камерах. Способность к поглощению влаги у термодревесины снижается в 5-6 раз. При длительном пребывании во влажной среде и непосредственно в воде максимальная влажность сырья не превышает 9-10 процентов, естественное высыхание происходит практически моментально.
• Длительный срок службы , устойчивость к биологическому повреждению. Обработка древесины в условиях высоких температур приводит к разложению полисахаридов, что при условии низкой влажности сырья сводит к минимуму риск повреждения микроорганизмами, плесенью и грибком.
• Высокая теплопроводность. Термодревесина является идеальным материалом для отделки бани и сауны, поскольку ее теплоизоляционные характеристики на 30 процентов выше, чем у натурального дерева.
• Высокая плотность древесины обеспечивает отталкивание воды без дополнительной обработки, пиломатериал не впитывает влагу из воздуха. Древесина после термообработки устойчива к механическому воздействию.
• Экологическая чистота, абсолютная безопасность для организма человека и окружающей среды.
• Высокая пожарная безопасность. Твердость и плотность термически обработанной древесины обуславливают медленное разгорание сырья.
• Эстетичный внешний вид термодревесины. После термической обработки декоративные свойства пиломатериала заметно улучшаются – проявляется эффектная структура дерева и благородный темный оттенок. Термообработка придает даже недорогим породам древесины облик ценных пород.

Термодревесина находит широкое применение для внутренней и наружной отделки домов, бани и сауны. Благодаря высокой прочности, стабильности размеров и устойчивости к неблагоприятным внешним факторам фасад из термически обработанной древесины не потеряет свой первоначальный внешний вид даже спустя длительное время.

Однако высокая стоимость пиломатериала обуславливает его экономическую нецелесообразность для использования в качестве внутреннего декора (отделки стен и пола). Термически обработанная древесина наиболее востребована в следующих областях: фасады, террасы, открытые уличные площадки, веранды, беседки, заборы, ограждения, декоративные изделия (напольное покрытие, мебель для улицы).

Единственным недостатком пиломатериала является высокая хрупкость. Распиловка термодревесины должна проводиться специальным инструментом с мелкими зубчиками на высоких оборотах при малой подаче заготовки. Несоблюдение условий и требований распиловки приводит к тому, что заготовка лопается.

Отличительные свойства термодревесины

Не гниёт и не разрушается во влажной среде

Это важное свойство сделало термодерево популярным материалом при отделке территорий под открытым небом и вблизи водоёмов. Влагопоглощение термодервесины уменьшается в 5-7 раз по сравнению с обычным деревом

Наличие влаги не приводит к гниению древесины и разрушению её внутренней структуры.

Сохраняет стабильные геометрические размеры при перепадах температуры и влажности. В условиях агрессивной окружающей среды термодерево не разбухает, не усыхает, не коробится, не растрескивается, не крутится. Однако термодоска не камень, а живой материал, и при длительном намокании она подвержена незначительному расширению. В этой связи при монтаже террас и внешней обшивки необходимо всегда оставлять зазор между отдельными досками не менее 6% от ширины доски. При высыхании доска возвращается к прежним размерам, без какой-либо деформации.

Не подвержена поражению вредителями: насекомыми, жуками, грибками, плесенью и бактериями. В процессе термообработки на клеточном уровне происходит запекание полисахаридов, являющихся питательной средой для вредителей, в результате чего дерево становится «несъедобным» для вредителей. Это подтвердили лабораторные испытания в Финляндии в университете города Куопио. К примеру, шашель узнаёт сосну по запаху терпеновых выделений, которые практически исчезают в результате термообработки, закрывая этому вредителю путь к древесине. Грибки, плесень, мох не поражают термодревесину, но могут использовать её как поверхность для закрепления, также как они закрепляются на мраморных плитах, камне или черепице. Убрать такой налёт можно обычными методами чистки поверхности.

Древесина становится эстетически более красивой. Термодерево приобретает благородные тёмные тона, характерные для элитных и экзотических пород древесины. Шлифованная поверхность приобретает глянцевый блеск. Более чётко проявляется рисунок текстуры дерева. Данные факторы привели к широкому распространению термодревесины как декоративно-отделочного материала. С помощью термообработки обычная дешёвая сосна становится похожей на дорогую элитную древесину, ясень раскрывает красоту своих годичных колец, а дуб приобретает вид шикарного морёного дерева.

Экологическая чистота и гигиеническая нейтральность. Во время термообработки древесина подвергается лишь воздействию высокой температуры и перегретого водяного пара. В некоторых случаях водяной пар заменяется азотом или углекислым газом. Никаких иных химических реагентов технология термообработки не предполагает. Также благодаря приобретённым свойствам устойчивости от влаги и вредителей термодерево не нуждается в последующей дополнительной химической защите. Абсолютная экологическая чистота и гигиеничность термодревесины позволяет применять её даже в медицине. В частности из термообработанной берёзы изготавливаются костные протезы.

Увеличивается твёрдость, устойчивость к механическим повреждениям и истиранию. В процессе эксплуатации на изделиях из термодревесины появляется меньше царапин, сколов и иных механических повреждений.

Области применения термодревесины

Так как этот продвинутый материал обладает многими полезными свойствами, а в некоторых случаях – даже уникальными, ему находят огромные области применения. Вот некоторые из них, в которых его сегодня активно используют:

→Начнём с нашей банной тематики. Для отделки бань и саун термодревесина подойдёт как никогда. Её можно смело использовать как для внешней так и для внутренней отделки. →Так как материал не боится повышенной влажности, его применяют в отделке причалов, террас и зон отдыха возле бассейнов. →В последнее время термодерево активно применяется в яхтостроении: палубы, мебель и эксклюзивная внутренняя отделка. →Дизайнеры и архитекторы уже не могут обойтись без ТМД и используют её для отделки фасадов, внутренних интерьеров, отдельных элементов ландшафтного дизайна и т. д.

ТМД на причале

→Мебельщики также взяли себе на вооружение эту новинку и с успехом её применяют в своих смелых задумках. →Для многих производителей качественных окон и дверей, термодревесина стала не заменимым сырьём. →Некоторые компании производят даже клееный термобрус, так что из этого модного материала можно поставить дом или баню. →ТМД отлично подходит для изготовления открытых террас, беседок, настилов, полов, различных игровых площадок.

В заключении хочется отметить, что термодревесина способна конкурировать, а точнее, даже – превосходить своих «африканских собратьев». То есть она обладает гораздо лучшими качествами, чем дерево, привезённое из дальних заморских стран, например абаш или кемпас.

Цитата мудрости: Самое страшное неверие — это неверие в себя.

Технология изготовления

Отделка офиса ТМД

В 90-е годы прошлого века проходили практические и теоретические исследования по термической обработке древесины в таких странах, как Финляндия, Франция и Нидерланды. Так, например, финским Государственным Исследовательским Центром VTT была предложена следующая схема обработки. Кстати, можно уточнить, что именно Финляндия является мировым лидером в области исследований и производства этого инновационного материала.

→Первая, самая длительная фаза – это сушка. При этом в древесине происходит принудительное снижение содержания влаги практически до нуля. Продолжительность фазы зависит от породы дерева, толщины элемента и изначального значения концентрации влаги в нём.

→Далее следует непосредственно термообработка, которая длится 23 часа. Процесс протекает в закрытых камерах при температуре около 200°С. Защитной средой, в данном случае, выступает пар, не допускающий горения дерева и активно участвующий в химических реакциях, происходящих с материалом.

Термодревесина на ступенях лестницы

→Следующая стадия – закаливание. На протяжении нескольких часов древесину охлаждают. Этот процесс необходимо тщательно контролировать для того, чтобы процент содержания влаги не был ниже 6-7%. Причина проста — со слишком сухим материалом в дальнейшем будет тяжело работать. И полученная термодревесина превратится в ещё более дорогой продукт.

В результате проведённой обработки происходит изменение структуры дерева: проявление текстуры, приобретение более тёмного и насыщенного благородного оттенка, однородного по сечению. Поэтому, даже не очень дорогие сорта дерева, после такой обработки приобретают вид ценных пород. В дальнейшем термодревесина может быть подвержена любым видам механической обработки, а также на неё можно нанести любой лакокрасочный материал.

Технология термической модификации древесины

Ссылка по теме: Материалы для мощения (засыпки) садовых дорожек и мягкой отмостки вокруг дома

Процесс термической модификации древесины

Прошедшая первичную сушку древесина влажностью 14-19% загружена в камеру, управляемую компьютером.

Начальный нагрев: температура в камере поднимается до 100°С- точки кипения воды.

Снятие внутренних напряжений и сушка: нагревание продолжается одновременно с подачей пара, чтобы медленно снизить влажность древесины до 7-8%.

Термическая модификация: когда температура в камере превысит 240°С, сахаристые и дубильные вещества начинают спекаться, делаясь несъедобными для микробов и насекомых. Древесина темнеет и становится тверже.

Пропаривание: в камеру снова подается пар, чтобы стабилизировать древесину и не допустить полной потери влаги при высокой температуре.

Охлаждение: компьютер медленно понижает температуру в камере, чтобы в остывающей древесине не возникли внутренние напряжения. В среднем на весь процесс уходит от 24 до 48 часов, начиная от загрузки камеры до получения готового продукта.

Технология термообработки древесины

Существует определенный порядок действий, позволяющий на выходе получить качественную термомодифицированную древесину:

• Сырой пиломатериал помещается в специальную камеру. Там под воздействием температуры свыше 100 градусов (в пределах 300) он подвергается термосушке. Вся влага из дерева выпаривается практически до нулевой отметки.
• Далее, происходит термообработка дерева при помощи пара под температурой в пределах 220-240 градусов. Процесс длится больше суток. В это время сырье получает тот неповторимый оттенок, особую прочность и долговечность.
• В завершение камера остывает, температура снижается. Термостабилизированная древесина должна содержать не более 6% влаги в волокнах.

Есть два варианта создания термомодифицированной древесины, в зависимости от способа обработки паром:

• Одноступенчатый (описан выше);
• Многоступенчатый. Пар подается под давлением, которое периодически меняется. Этот способ дает более стойкий защитный результат у материала.

Высшее качество у термомодифицированной древесины появляется после обработки азотом вместо пара. От этого зависит цена готового пиломатериала.

Для простоты были введены классы сырья, которые различаются по способу обработки:

1. Класс 1. Температура пара не превышает 190 градусов. Обработка слабая, материал немного меняет свои свойства, естественный цвет практически сохраняется, немного темнеет оттенок.
2. Класс 2. Температура пара до 210 градусов, износостойкость материала возрастает, появляются защитные функции против гниения. Оттенок становится насыщеннее, материал заметно темнеет.
3. Класс 3. Температура пара до 240 градусов, цвет существенно изменяется до темного. Все защитные функции повышаются до максимального предела.

Перед покупкой следует определиться какая технология термообработки древесины подходит в конкретном случае, от этого существенно зависит цена вопроса.

Термодревесина: другая сторона медали

В нашем мире нет ничего идеального, и у этого материала можно найти недостатки. После термической обработки древесина становится не только более твердой, но и более хрупкой, поэтому производители рекомендуют всегда сверлить направляющие отверстия для шурупов и гвоздей, особенно вблизи торцов доски.

Поверхность термодревесины более чувствительна к ультрафиолетовым лучам и быстрее приобретает серебристо-серый оттенок, чем обычные доски, поэтому обновлять отделку приходится регулярно через каждый год или два.

Еще одно предупреждение: так как эта технология является относительно новой, материал еще недостаточно проверен на стойкость при контакте с землей. Поэтому столбы и детали каркаса террас, беседок и других садовых построек лучше делать из антисептированной древесины. Вот почему большинство производителей поставляют в продажу в основном доски для настилов, ступени, поручни и балясины, а не пиломатериалы стандартных сечений.

Термодерево для фасада

Практично и очень эстетично выглядит термодерево на вентилируемом фасаде, стоит отметить доступность данного решения и простые по своей технологии подсистемы для крепления данного материала. Каркас подконструкции “Оптима” от нашей компании значительно сможет оптимизировать устройство термодерева для зданий и коттеджных посёлков, бюджет и цены на такой проект и монтаж вполне приемлемы для каждого застройщика.

Виды подсистемы для крепления древесины

• Вертикальная оцинкованная
• Окрашенная
• Нержавеющая
• Вертикальная алюминиевая

Состав подсистем:

1. Кронштейн несущий 50 мм (до 380 мм)
2. Профиль вертикальный (Т-образный, L-обр.)
3. Прокладка ПОН-Б
4. Фиксатор верхний и нижний
5. Лента фиксирующая
6. Компенсатор пластиковый
7. Угловой элемент

Применяется доска для укладка слоёв древесины из различных пород дерева, как правило прекрасно подойдёт термососна или термоясень, однако вполне применимы и другие породы фасадной древесины: дуб, бук и.т.д.

Стоит отметить простой и понятный монтаж данного материала, особенно в горизонтальной раскладке этого облицовочного материала на вертикальной системе, что вполне объясняет популярность устройства и утепления фасадов именно с таким типом облицовки вентфасада.

Промышленное производство термодревесины

Существует определенный технологический процесс, благодаря которому можно наладить производство термодревесины. В основном все дело в специальной термической обработке. Во время этого процесса полностью меняется древесная структура, и материал приобретает качественно другие характеристики.

Обработке можно подвергать любые породы дерева, как твердые так и мягкие (кедр, осина, береза, дуб, ель, сосна и т.д.). Помимо этого, исходный материал может быть как высушенным, так и свежесрубленным, для производства это не принципиально. Свежесрубленную древесину в некоторых случаях сушат в специальной камере перед термообработкой.

Пар, которым обрабатывают древесину, должен иметь температуру не меньше 180 градусов (больше возможно). Не требуются какие-либо дополнительные добавки (в том числе и химические), кроме дерева и воды.

Нужны специальные камеры для создания подходящей среды. На совершенных производствах практически все оборудование построено на принципе автоматического управления. Вероятно, возможна с технической точки зрения термодревесина своими руками сделанная. Но поскольку процесс подразумевает высокие температуры, наличие специализированных агрегатов, лучше доверить этот процесс профессионалам.

Производственные этапы

Изготавливается термодревесина в Москве или ином городе на специальном оборудовании. При этом никаких дополнительных компонентов производственной технологией не предусмотрено. Термообработка дерева осуществляется за счет воздействия водяным паром на сырье, помещенное в герметичную камеру. Заготовки делаются из дуба, ясеня, бука, ореха, реже сосны. Первоначально технология термообработки древесины в современном виде была разработана финскими специалистами. Подготовленное сырье в закрытом модуле при отсутствии доступа кислорода подвергается многоступенчатому воздействию пара, разогретого до 185-212 С. Такая прогрессивная термообработка древесины стала применятся не только в Европе, но и в Канаде и на территории России. Задействуются следующие этапы:

• Нагрев заготовки. В первую очередь оборудование для термодревесины проводит нагрев помещенного внутрь материала до 13-150 С. Далее методом варки на дерево воздействуют паром в течение 5 часов.
• Сушка. Термообработанные пиломатериалы высушивают, снижая уровень влажности сырья до 10%. Термомодифицированная древесина в сушильном оборудовании остается на 2-3 дня для достижения оптимальных параметров.
• Выдержка. В закрытых условиях проводится повышение температуры и насыщение водяным паром при повышенном давлении. Такой процесс технологии термомодифицированной древесине придает характерную для материала твердость и неповторимый цвет. Палитра меняется в зависимости от терморежима, а не от длительности обработки. Повышается стойкость к внешнему воздействию влаги, исключаются гнилостные явления и не происходит дальнейшей деформации.

Особенности технологии

Необходимо учитывать, что режим в 190 С обеспечит лишь создание декоративного эффекта, не оказывая значительного влияния на эксплуатационные характеристики.

В большинстве случаев термообработка проводится в режиме 200-230 С. Таким образом повышается устойчивость к гниению в несколько раз. Данный материал можно будет использовать в производстве мебели, декора, оконных рам, внутренних дверей. Цена термомодифицированной древесины, которая подвергалась более чем 230 С, будет выше, так как заметно улучшатся ее свойства. Доска получит устойчивость не только к гниению, но и к разбуханию. В результате материал можно будет использовать практически для любой наружно работы или агрессивной среды, например, в бассейнах, саунах, банях и пр. В Германии термообработка древесины, цены которой колеблется в зависимости от сорта дерева, применяемой технологии и может составлять от 25 000 руб. до 80 000 руб. за куб.метр, проводится в масляной среде. Обрезную сухую доску помещают в масло при 180-220 С, выдерживая 3-4 часа. Как сделать термодерево своими руками, представлено на видео.

Также встречается методика обработки доски в инертных газах и азотной атмосфере при повышенном давлении. Уровень кислорода не должен превышать 2%.

Сравнительные характеристики технологий термомодификации древесины представлены в таблице.

О чем знали древние мастера?

Польза термической обработки древесины была известна человечеству очень давно, и уже в те далекие времена применялась на практике. Мастерами было замечено, что предварительное вываривание заготовок с использованием масла способствует увеличению срока службы изделий. Благодаря такой обработке материал переставал впитывать влагу, соответственно нет гниения, а форма сохраняется на долгое время.

Но это далеко не единственная используемая методика. Чего только не делалось в целях продления срока службы древесины:

• Норманны прибегали к обжигу материала на открытом огне.
• У мастеров германских и славянских племен в почете было вымачивание и вываривание.
• С технологией обжига были знакомы даже индейцы – они повышали прочность своих наконечников стрел и копий.

Что касается примеров, то за ними далеко ходить не нужно. Свидетельство использования термообработанной древесины — это старинные колеса мельниц. А ведь многие из них сохранились до наших дней!

Преимущества термодревесины

• Экологически чистое происхождение.
• Пахнет как дерево без сторонних ароматов.
• Выдерживает существенные температурные перепады.
• Обладает низким процентом усыхания.
• Большой эксплуатационный срок.
• Качество поверхности очень высокое.
• По всему поперечному и продольному сечению материала одинаковый тон, соответствующий внешнему цвету.

В силу значительного разлета температурного режима обработки лесоматериалов, различают следующие классы термодревесины:

• Класс 1. Материал с самыми низкими показателями и легкой степенью тонирования, за счет обработки при температурах до 190 °С.
• Класс 2. Лесоматериал получает высокую прочность и устойчивость к гниению с более темным цветом, однако хрупкий и менее пластичный из-за обработки при 210 °С.
• Класс 3. Самые высококачественные пиломатериалы с высокой устойчивостью к агрессивным воздействиям внешней среды, твердостью и плотностью. Обладают равномерным темным оттенком и благородной текстурой поверхности. Производятся при 240 °С.