Воздействие высокой температуры на древесину изменяет ее свойства, делая материал более устойчивым к воздействию негативных природных факторов и механических нагрузок. В результате исследования учеными модификации древесины появился новый материал – термодерево. Первыми метод изобрели финны. Он состоял из предварительной просушки и термической обработки материала без добавления химических добавок. Но полностью без химии обойтись не удается. Дело в том, что термодревесина приобретает сероватый оттенок от воздействия ультрафиолетовых лучей. Сохранить красивый цвет материала помогают химические блокаторы.

Для производства материала древесину подогревают до 140-270°C. Максимальная температура нагрева зависит от плотности дерева. Частичное сгорание ксилозы в сушильных камерах изменяет качество материала. Из хвойных пород высокая температура выгоняет смолу.

Термодерево приобретает карамельный цвет и равновесную влажность. Меняется не только наружная, но и внутренняя структура, поэтому место среза обработанной доски имеет такую же окраску, обладает такой же прочностью, как и поверхность. Тепловую обработку сочетают с водной, что приводит к гидролизу составных частей дерева.

Пол на веранде из термодревесины не боится влажности и перепадов температур

Сейчас термодерево производят четырьмя методами:

1. Одноступенчатый метод обработки паром происходит в специальных агрегатах, похожих на сушильные камеры. Технология предусматривает подачу пара, который уменьшает содержание кислорода камеры до 3.5%. В нагретой до 150-200 о С древесине замедляется оксидация. Предварительно высушенное дерево обрабатывают около 3-х дней. Термобработка сырой древесины требует больше времени с учетом просушки.
2. Многоступенчатый метод напоминает процесс варки. Технология заключается во влажной обработке дерева паром или водой. Варение происходит при температуре 150-200 о С в герметичной камере под давлением 1.6 МПа. Далее материал сушат около 4-х дней в камере до достижения влажности 10%. При наступлении фазы твердения, дерево греют 16 часов до температуры 170-190 о С.
3. Еще один метод горячей обработки предусматривает погружение сухого дерева в масло. Процесс длиться около суток. Масло медленно подогревают около 4-х часов до температуры 180-220 о С. За все время прогрева и до полного остывания древесина впитывает масло.
4. Метод обработки инертными газами называют ретификацией. Технология предусматривает обработку дерева азотом с 2% кислорода под давлением.

Наружная отделка дома термодревесиной

Класс обработки

Термодерево производят при разных температурах. Именно такая разница разделяет материал на три класса:

• термодревесина 1-го класса производится при температуре 190 о С. Материал обладает низкими техническими характеристиками с малым изменением цвета;
• материал 2-го класса получается после обработки температурой 210 о С. Термодревесина становиться прочной и устойчивой к гниению. Одновременно она теряет пластичность, становясь более хрупкой. Цвет материала 2-го класса более темный, чем у предыдущего;
• самый высокий класс термообработки дерева – 3-й. Термодревесина после обжига температурой 240 о С приобретает высокую плотность, становясь более устойчивой к негативным природным факторам.

Термодерево в отделке площадки возле бассейна

Характеристики материала

Термическая обработка придает древесине много положительных качеств:

• устойчивость размера является главным положительным качеством, которым наделено термодерево. Материал не изменит внешний вид от влияния многих негативных факторов. Термодревесина, в отличие от обычного дерева, не изменяет форму от влаги, потому что имеет равновесную влажность близкую к нулю и не поглощает пар;
• важным показателем является длительный срок эксплуатации и прочность материала. Термообработка увеличивает срок службы деревянных досок до 20 раз. От высокой температуры в древесине частично распадаются полисахариды. Образовавшиеся защитные качества препятствуют развитию плесени и появлению насекомых;
• термодерево отличается высокой устойчивостью к пожарам. Сухое натуральное дерево мгновенно разгорается. Процесс модификации снизил риск воспламенения материала до минимума;
• эстетичный вид материала позволяет внедрять оригинальные идеи дизайна. По структуре термодревесина схожа с элитными породами тропических деревьев, превосходя их по стойкости.

Садовая дорожка из термодекинга

Область применения

Применяют термодерево везде, где используют обычную древесину. Это очень дорогой материал и надо лишь правильно принять решение о целесообразности его применения. Например, внутри здания отделать стены и пол дешевле обычным деревом. Такой дорогостоящий материал применяют там, где он оправдывает свои затраты:

Ванная комната, отделанная термодеревом

Самостоятельная термообработка дерева

Многих энтузиастов интересует, как самому можно сделать термообработку дерева в домашних условиях. На самом деле это сложное производство. На форумах можно встретить изобретателей, которые мастерили сушильную камеру своими руками из железнодорожной цистерны емкостью 15 куб. м. Главное условие производства – полная герметичность камеры. Иначе наличие кислорода поспособствует возгоранию древесины во время нагрева выше 135 о С. И обязательно потребуется пар.

Наипростейший метод термообработки своими руками – проварить небольшую деревянную заготовку 1.5 часа в воде. Затем завернуть ее в ткань и старые газеты, положить возле любого источника тепла для просушки. Этим методом пользуются резчики по дереву для сушки липы.

Хотя термообработка дерева придает ему много достоинств, все же термодерево необходимо обрабатывать специальным гидроизолирующим составом. Это натуральные и синтетические масла с добавками. Их подбирают в зависимости от породы дерева, цвета, места эксплуатации материала.

Вконтакте

В силу того, что современный строительный рынок заполонили синтетические материалы, не отличающиеся своей экологической чистотой, возрос спрос на природные материалы, которые можно использовать, не опасаясь за свое здоровье. В первую очередь это древесина, которой очень далеко до идеала в силу своей неспособности противостоять природным факторам – все мы знаем, как она себя ведет во влажной и сухой среде, как ее любят насекомые и такие микроорганизмы, как плесень. В общем, в уличных условиях, без надлежащей защиты, дерево долго не служит. А жаль. Как ни странно, но и здесь пришли на помощь современные технологии – сравнительно недавно появился такой метод обработки дерева, как термомодификация. Конечным продуктом этой технологии является термодревесина, о которой мы и поговорим в данной статье. Вместе с сайтом сайт мы подробно изучим строительный материал данного типа.

Термодревесина своими руками фото

Термодревесина: что это такое и как производится

Процесс изготовления термодревесины является довольно простым – по сути, ее подвергают длительному воздействию температуры, в результате чего она становится пустой. В том смысле, что в ней частично выгорает целлюлоза, выходят все имеющиеся смолы и меняется структура самих волокон – дерево как бы карамелизируется, благодаря чему приобретает очень высокие показатели, из-за них оно и ценится. Термообработка древесины может производиться четырьмя различными способами.

Что получается в результате всех этих видов обработки? Какие придают ей свойства таким способом? А вот с этим моментом мы и разберемся дальше.

Фасадная термодревесина: характеристики

Самой важной особенностью, присущей термодревесине, является стойкость ее размеров, на которую не в состоянии повлиять ни влага, ни температура – она практически не поглощает влагу. Что это значит? Ни много ни мало, а то, что с течением времени тот же , отделанный этим материалом, не потеряет свой первоначальный вид. Но это еще не все достоинства термодревесины – попутно в процессе обработки она приобретает и другие полезные качества. Кстати, и бесполезные тоже, но об этом чуть позже.

И все это на фоне исключительной экологической чистоты, которая так ценится современными людьми – данный материал в процессе воздействия не только не начиняется химикатами, но из него еще и удаляются все вещества, которые могут быть вредными для здоровья человека. Что же касается недостатков, то, по утверждению производителей, у термодревесины он только один – хрупкость. Не такая, как у стекла, но, тем не менее, если сравнивать этот показатель со стандартной древесиной, он высокий. Обработка, в частности, распиловка этого материала, должна производиться на больших оборотах с малой подачей и инструментом с мелким зубом – в противном случае термодревесина лопается.

Термодревесина и класс ее обработки

Производство термодревесины происходит под воздействием перегретого пара при температуре от 150 до 240 градусов Цельсия – разлет большой, но именно он обуславливает разделение этого материала на классы. Всего их три.

Естественно, в зависимости от класса обработки, изменяется и стоимость материала – чем он выше, тем цена материала дороже. Так что следует трижды подумать, какие качества вам нужны.

Доска из термодревесины: область применения

По большому счету, область применения термодревесины не ограничена – использовать ее можно везде, где современный человек применяет обычную древесину. Есть, правда, один нюанс, который нужно учитывать, прежде чем принять решение о ее применении – это стоимость. Цена термодревесины очень высокая, и в большинстве случаев затраты на ее приобретение могут оказаться нецелесообразными. К примеру, применять ее внутри помещений можно, но дорого – с одинаковым успехом для декора и подойдет и обычное дерево. У этого материала существует своя область применения, в которой затраты на него оправданы.

В общем, здесь следует хорошенько подумать на счет целесообразности применения термодревесины – возможно, вы придете к выводу, что гораздо дешевле будет создать обычную имитацию данного материала, что делается не так уж и сложно. Кстати, это повод задуматься над вопросом, а термодревесину ли вы приобретаете в магазине? Способов придать дереву вид этого материала достаточно много. Сами понимаете, это только вид, но никак не качества.

И в заключение темы скажу несколько слов по поводу вопроса, может ли быть изготовлена термодревесина своими руками? В небольших количествах и фрагментах небольшого габарита изготовить ее, в принципе, можно – для этого понадобится электрическая печь с возможностью регулировки температуры. Кроме древесины, в нее нужно будет установить емкость с водой – без насыщения паром дерево может загореться.

Добавить по поводу этого материала больше нечего. Остается только подвести итоги и сделать для себя выводы. Материал, конечно, дорогой, но тратя на него большие деньги, вы может быть уверены, что изделия из него будут радовать ваш глаз на протяжении длительного времени. Можно сказать больше – они перейдут по наследству вашим детям практически в не изменившемся состоянии.

Термодерево по красоте не уступает обычной древесине, по характеристикам превосходит многие отделочные материалы. Им можно отделывать парилки бань, саун, другие помещения с высокой влажностью. Термодерево подходит для наружной облицовки зданий, отделки фасадов, фронтонов, мощения дорожек и прочее.

Технология производства довольно сложная, но можно сделать схожий с термодревесиной материал своими руками . Он будет уступать промышленным образцам, но подойдет для внутренней отделки.

Принципы производства

Технология изготовления термодревесины отличается от обычной деревообработки.

При полном удалении влаги и ряда веществ, способствующих гниению, древесина служит дольше.

В середине XX века начались исследования, направленные на повышение прочности, износостойкости материалов . Это было связано с развитием космических программ. Разработали технологию, позволившую быстро просушить древесину , удалить некоторые вещества.

В древесине есть гемицеллюлоза (древесный сахар). Она способствует появлению и развитию грибка. Ее удаление позволяет в несколько десятков раз увеличить срок службы материала.

Термодерево получают путем обработки обычных древесных пород в безвоздушной среде высокими температурами.

Технологический процесс

Этапы производства:

1. Деревянные заготовки помещают в вакуумную камеру. Закрывают, откачивают воздух, медленно прогревают до 180 °C.

1. Появившийся пар насыщают различными химическими реагентами. После резко увеличивают температуру до 240 °C, воздействуют на заготовки высоким давлением. Это способствует разложению гемицеллюлозы. Затем устраняется среда, благоприятствующая появлению, развитию грибка, гниению, разложению древесины. Этот этап называют стадией повышения биостойкости.
2. Под воздействием давления и температуры в структуре дерева происходят молекулярные изменения. Следующий этап заключается в стабилизации состояния, его закрепления. Стабилизация происходит за счет кристаллизации целлюлозы. В зависимости от производственного цикла это может достигаться химическим путем или в результате изменения температурного режима остывания.

Термодревесина, обработанная химическими веществами, безопасна при эксплуатации .

Технология изготовление подобия термодерева в домашних условиях проста. Следует взять хорошо просушенную основу - деревянную доску или МДФ. Из подручных материалов изготовить форму по размерам основы. Исключение - высота, она должна быть чуть больше. Затем берут хорошо просушенные опилки, смешивают их с клеем ПВА до густой консистенции (60% опилок, 40% клея). Полученную смесь заливают в форму на основу, просушивают специальными устройствами или без них. После этого на термодревесину наклеивают шпон.

Полученный материал не подходит для наружной отделки.

Положительные и отрицательные качества

Термодревесина:

• Экологична. Не выделяет в атмосферу вредных веществ.
• Имеет высокую износостойкость, прочность.
• Не подвержена гниению. На ней не образуется плесень.
• Не деформируется из-за перепадов температур, под воздействием влаги.
• Имеет высокие термоизоляционные показатели. Можно использовать как дополнительный утеплитель.
• Может быть различных цветов и оттенков.

К недостаткам относится высокая стоимость из-за технологических сложностей производства.

Где применяется

Материал используется при отделке парилок бань и саун, фасадов, фронтонов. Термодерево смотрится привлекательнее сайдинга, других искусственных материалов.

Подходит для отделки дорожек к бассейнам. Доски укладывают как напольное покрытие.

Термодревесина (термообработанная доска) – уникальная разновидность деревянных панелей, стремительно ворвавшаяся на строительный рынок и занявшая лидирующие позиции среди отделочных материалов из натурального дерева. Отличают термодревесину улучшенные характеристики и расширенная область использования.

Производство термодревесины характеризуется процессом термической обработки заготовок из хвойных и лиственных пород. Чаще всего основой для изготовления становится дуб, ясень, сосна и реже – ель.

Длительное воздействие температуры, которой подвергается термодревесина, делает ее пустотелой. Технология изготовления достаточно проста в том смысле, что при обработке древесина лишается целлюлозы и смол.

При этом изменяется строение древесного волокна и модифицируется в своеобразную карамелизованную массу, что и обуславливает высокие эксплуатационные свойства.

Изготовление включает в себя следующие этапы:

1. Просушивание заготовок. Происходит этап в специальном вакуумном боксе, где осуществляется откачивание воздуха и медленное прогревание до температуры +180°С. Этап характеризуется образованием пара в камере.
2. Обработка заготовок, или так называемое повышение биостойкости. Пар, образовавшийся на первом технологическом этапе, обогащается химическими реагентами. При этом доски подвергаются воздействию высокого давления, которое в сочетании с реагентами способствует разложению целлюлозных волокон. То есть происходит молекулярное изменение структуры древесины. Как известно, именно гемицеллюлоза становится питательной средой для размножения грибка и плесени – в термодревесине такая возможность исключена.
3. Стабилизация заготовок. Этап характеризуется кристаллизацией целлюлозных волокон.

https://youtu.be/vEcoPOCkTyw

Термообработка древесины может быть осуществлена по четырем технологиям:

1. Обработка в одну ступень. При таком способе заготовки обрабатываются прогретым паром при температуре от 150° до 200°С, под действием которого происходит уменьшение содержания кислорода бокса до 3,5%. Одноступенчатой обработке могут подвергаться как предварительно высушенные, так и сырые заготовки. Обработка высушенного дерева занимает около 3-х суток, а сырого – на несколько дней дольше.
2. Многоступенчатая обработка под действием прогретого пара и давления. Проходит в герметичном боксе при температуре +150-+200°С и давлении не менее 1,6 МПа. Сушка осуществляется в течение 4-х дней. Влажность готовых изделий не должна превышать 10%.
3. Обработка растительным маслом. Технология предусматривает помещение заготовок в тару, заполненную растительным маслом, и медленный нагрев. При этом структура древесины напитывается небольшим количеством масла, что делает термодерево влагостойким и устойчивым к растрескиванию.
4. Обработка азотом с 2% кислорода или другим инертным газом. Процесс получил название ретификация. Эта технология позволяет получить изделия высочайшего качества.

Большой спрос на строительные и отделочные материалы из древесины связан с чистотой, экологичностью и хорошими качествами дерева. В последние десятилетия активно разрабатывалось другое сырье, которое не подвержено влиянию влажности, деформации, гниения и других дефектов. Однако часто синтетической продукции нахватает полезных свойств древесины, поэтому разработки по поиску новых способов повышения стойкости и качеств естественного материала продолжаются и сейчас. Вершиной упрочнения брусьев, досок и других пиломатериалов является метод термообработки.

Технология термообработки древесины

Впервые способ термообработки дерева появился в Финляндии. Именно жители этой страны обнаружили повышение стойкости материала к атмосферным влияниям в результате термической обработки березы, если, сосны и осины.

Согласно их методике для процесса необходимо провести материал через несколько этапов:

1. Устранение влаги с волокон лесоматериала за счет сушки в закрытых камерах при температуре от 130 °С до 150 °С.
2. При высоком давлении с использованием водяного пара продолжается термоупрочнение пиломатериалов при температурах от 200 °С до 240 °С. На данной стадии древесина окрашивается в характерный оттенок.
3. Снижение температуры с доведением процента содержания в волокнах влаги до уровня не более 4-6%.

В результате проведения такого цикла отделки у лесоматериала получается новая текстура, измененная на молекулярном уровне. Это связано с расщеплением волокон и связи между ними, в результате высокого давления и температуры. Таким образом, поверхность становится менее пористой, она способна противостоять влаге, менее реагировать на деформацию под проливными дождями, не требует дополнительного защитного покрытия. Также термодерево может похвастаться переносом высоких температурных колебаний и скачков влажности в 10-15 раз.

Цвет древесины после такой обработки становится приближенным к оттенку дорогих сортов. Даже с самого простого дешевого куска дерева можно сделать материал, сходный по виду с лиственницей или иными дорогими породами. Изменение структуры повышает противостояние гниению, плесени и заражению насекомыми, что увеличивает срок службы деревянных элементов в среднем в 20 раз по сравнению с природным аналогом.

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.

Оборудование для термообработки

Существует много производителей оборудования для создания термодерева, которые используют различные технологии для процесса обжига конкретных пород. Самыми популярными брендами считаются:

• Vacuum Plus;
• Bikos-TMT;
• Fromsseier;
• Menz-Holz;
• Retification;
• PLATO;
• Thermowood;
• Westwood.

Отличия и особенности термокамер

Камера для термообработки

Оборудование представляет собой плотно закрывающийся резервуар определенного объема, в который загружаются пиломатериалы на специальных подставках. Необходимо обеспечивать возможность доступа пара ко всем поверхностям доски или бруса. В ходе цикла обработки, в зависимости от технологии в камере, материал подвергается сушке при высоких температурах, откачке воздуха или внесению инертного газа, органических масел, обжигу при экстремальных температурах и коррекции влаги.

Каждая термокамера должна характеризоваться следующими параметрами:

1. Уровень безопасности и специфика управления работой устройства.
2. Допустимый уровень влажности исходного сырья.
3. Длительность полного цикла (зависит от технологии, породы древесины, способа предварительной обработки пиломатериалов).
4. Допустимые размеры поперечного сечения бруса, при котором сырье получит однородный окрас по всей толщине.
5. Энергозатраты и другие требуемые ресурсы для процесса термообработки.
6. Габаритные размеры и объем рабочей зоны, что позволяет увеличить количество обработки древесины за один цикл.

Термообработка дерева в домашних условиях

Создание термокамеры кустарным методом подразумевает наличие следующих комплектующих:

1. Плотно закрывающейся емкости, которая не позволит в процессе нагревания попасть внутрь кислороду.
2. Способа подведения энергии: электрический, газовый или твердотопливный обогрев полости камеры.
3. Емкости с водой для создания внутри рабочей области нужного уровня влажности.
4. Инструментов по работе с металлом, электро - и газооборудования.

Принцип действия устройства заключается во внесении в камеру емкости с водой, которая будет испаряться в результате повышения температуры, предотвращая в режиме от 135 ℃ возгорание пиломатериалов. Камера должна обогреваться так, чтобы внутри устанавливалась нужная высокая температура. Чаще всего для этого используют электрический способ обогрева. Попадание кислорода повышает риск возгорания дерева, поэтому камера должна надежно и герметично закрываться.

Пример подобных поделок можно встретить на всевозможных форумах народных умельцев. Некоторые представляют свои творения с железнодорожных цистерн со сложными внутренними конструкциями для установки материалов. Однако дома небольшие кусочки дерева можно обработать и по-другому. Достаточно прокипятить заготовку примерно полтора часа в обычной воде, а затем завернуть в теплые старые вещи или газеты. В таком виде продолжать сушку возле печки или другого источника тепла. Этот способ много сотен лет использовали резчики по дереву для упрочнения липы.

Заключение

Термодревесина остается по-прежнему материалом естественного происхождения, о чем свидетельствует даже ее запах. Для внешней поверхности материал не требует дополнительной отделки и покрытия. Отличается высокой стойкостью к осадкам и температурным перепадам, что позволяет начинать новую эру дерева в жилье человека. Самое главное, окна и двери из термодерева прослужат не один десяток лет без потери качества и внешнего вида.

Одним из прогрессивных направлений в области развития строительных технологий является разработка и внедрение новых материалов с высокими эксплуатационными характеристиками. К таким новинкам относится термо древесина. Она наделена положительными характеристиками, к которым относятся такие параметры:

• натуральная основа;
• сверхустойчивость к влиянию внешней среды;
• отсутствие необходимости в дополнительной обработке агрессивными химикатами.

Подобные свойства делают процесс термомодификации древесины и его результат достаточно востребованными для различных областей применения. Например, на рынке уже появляются прочные окна из термо древесины.

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.

Можно ли за 72 часа высушить брус до влажности 6% и получить термобрус сечением 300х300 мм? Специалисты по сушке древесины говорят: нет. А вот в научно-производственном объединении «Победа» утверждают, что это возможно — при использовании разработанной в НПО камеры для модификации древесины. Об особенностях работы термокамеры корреспонденту нашего журнала рассказал генеральный директор торгового дома «ДревТермо» (соучредитель НПО «Победа») Олег Шульман.

— Олег Исаакович, расскажите, пожалуйста, почему вы решили разрабатывать оборудование для термообработки?

— Российский потребитель с термодревесиной знаком больше 15 лет, и с каждым годом сфера ее применения расширяется. Термодревесина зарекомендовала себя на отечественном рынке в качестве современного материала для наружной и внутренней отделки домов, саун и бань, как материал для изготовления напольных покрытий, покрытий для террас, патио, устройства садовых дорожек, территорий возле бассейнов, изготовления лестниц, предметов интерьера, а также садовой мебели, элементов ландшафтного дизайна и ограждений. Мы проанализировали существующие технологии термообработки (Bikos-TMT, Vacuum Plus, Mirako, Fromsseier, Menz-Holz, Retification, Plato, Thermowood) и пришли к выводу, что их основные недостатки — это повышенные требования к качеству сырья (древесина должна быть не ниже первого сорта) и высокие энергозатраты (продолжительность термообработки может занимать до 20 дней). Ни по одной из используемых технологий невозможно получить термомодифицированный брус или бревно низкой себестоимости в короткие сроки.

Несколько лет назад в нашей стране начали изготавливать термобрус. Этим материалом заинтересовались предприятия деревянного домостроения. Учитывая популярность технологии термомодификации в России, в нашем научном центре проводили опрос домостроительных компаний, которые подтвердили востребованность термообработанного бруса или бревна, а также желание изготавливать их на собственных производствах.

— В чем особенность вашей технологии?

— У технологии, разработанной инженером нашего научного центра Олегом Моичкиным, по сравнению с теми, которые распространены сейчас, есть отличия в способах нагрева древесины и удаления влаги. Режимы термирования отработаны таким образом, что есть возможность использовать сырье влажностью до 100% (свежесрубленное), не требуется предварительная сушка древесины до термообработки. Термомодификация осуществляется всего за один цикл, его продолжительность зависит от породы и размеров обрабатываемого материала, а по существующим технологиям термообработка выполняется в несколько этапов. Сокращение продолжительности термообработки позволяет снизить затраты на электроэнергию до 1200 руб./м 3 . Минимальные затраты, которые приходятся на энергоресурсы, по существующим технологиям составляют 5000 руб./м 3 .

Согласно законам термодинамики, на термообработку 1 м 3 древесины требуется не меньше 250 кВт электроэнергии. Процессы, происходящие в камере, описать этими законами нельзя, так как КПД нашей камеры приближается к 200% (по существующим технологиям КПД камеры не превышает 80%). Исходя из результатов исследований строения электровещества ученым Юрием Рыбниковым и его периодической таблицы электроатомов, полученный результат вполне объясним.

— Является ли ваша технология аналогом той, что представляет на рынке компания Thermowood?

— Финскую технологию Thermowood нельзя сравнивать c нашей: они разные. Изучением способов обработки древесины и ее сушки занимаются давно. Но на самом деле процессы, которые описывают тот или иной физический процесс, на практике нельзя воспроизвести со 100%-ной точностью. Классификация видов и способов сушки обычно базируется на методах передачи тепла. В нашей термокамере древесина подвергается одновременной обработке инфракрасным излучением, конвективной и кондуктивной сушке. Расход энергии минимален за счет того, что не требуются затраты электроэнергии на начало или завершение одного из процессов нагревания. Термомодификация древесины проходит в среде перегретого пара. В процессе термообработки древесина приобретает насыщенный благородный коричневый оттенок, однородный по всему сечению. После термомодифицикации материал может сразу подвергаться механической обработке и покрываться лакокрасочными материалами.

— При каких режимах происходит термообработка бруса?

— В настоящий момент отлажены режимы термирования для получения термобруса из древесины березы, сосны, ели, липы и осины. Для обработки древесины осины необходимо учитывать больше параметров, чем для древесины других пород, чтобы снизить в полученном материале внутренние напряжения. Брус сечением 300×300 мм термировать лучше при температуре 160-170°С в течение 72 часов. При таком режиме незначительно снижается прочность древесины на изгиб и скалывание. Высокая температура обработки (180-200°С) делает ее хрупкой, также она сильно темнеет, что ухудшает ее эстетические качества. Для обработки древесины названных выше пород требуется разное время, но разница составляет всего несколько часов. Помимо термобруса, камера рассчитана на обработку оцилиндрованного бревна (диаметром до 30 см) и пиломатериалов. Объем единовременной загрузки камеры — 5 м 3 , после обработки объем готовой продукции составляет 3,5 м 3 .

— Для промышленного производства домокомплектов камера объемом 5 м 3 мала. Вы планируете увеличивать ее габариты?

— Поскольку происходящие процессы не поддаются описанию с помощью математических алгоритмов, и при создании камеры большого объема придется отрабатывать режимы термомодификации, параметры которых будут рассчитаны с учетом большого объема обрабатываемой древесины. Уже сейчас мы работаем над созданием камер объемом единовременной загрузки 10-12 м 3 и 20-25 м 3 .

— Как происходит управление режимами камеры?

— Сейчас камера управляется простейшей автоматикой, и режим термообработки регулируется вручную. При увеличении размеров камеры все процессы будут полностью автоматизированы. Оператору будет достаточно выставить необходимые параметры до загрузки сырья, закрыть камеру, а после завершения процесса выгрузить термообработанные материалы.

— Каким образом камера устанавливается на действующем предприятии по изготовлению домокомплектов деревянных домов?

— Камера довольно легко и быстро встраивается в существующий технологический процесс. Если компания занимается изготовлением домокомплектов из профилированного бруса, то понадобятся дополнительные площади для установки камеры, а станки, которые есть на производстве по обработке профилированного бруса, могут использоваться и для обработки термомодифицированного материала. Ограничений нет. Производство нового вида продукции — термобруса — позволяет расширить ассортимент продукции, выпускаемой предприятием, и не создает сложности в работе. В своем ценовом сегменте термированные брус или бревно составят конкуренцию клееному брусу, а в строительстве деревянных домов из профилированного бруса заменят последний.

— Вы сказали, что на предприятии понадобятся дополнительные площади только для установки камеры. Какие именно?

— Камера объемом загрузки 5 м 3 занимает около 9,5 м 2 , ее длина 6,7 м, ширина и высота — 1,5 м. Для промышленного предприятия это небольшая площадь.

— Вещества, которые выделяются из древесины в процессе термообработки, экологически небезопасны. Как решается вопрос по утилизации отходов, возникающих в процессе модификации древесины?

— На наших камерах установлены специальные системы утилизации, поэтому в процессе термообработки не выделяются вредные вещества, что свидетельствует об экологической безопасности процесса.

— Обычно после высокотемпературной обработки древесина приобретает запах гари. У вашего термобруса или термобревна он присутствует?

— Продукты пиролиза, которые образуются при термической модификации бруса или бревна, удаляются в процессе обработки, что позволяет после термирования сразу везти материал на строительную площадку, а не выдерживать его на складе для удаления запаха.

— Какими будут характеристики строительного материала после термообработки?

Изделия из термически обработанной березовой древесины

Сувенир из термоберезы

— Термобрус и термобревно обладают такими же характеристиками, как термодоска и термовагонка: стабильностью геометрических размеров, повышенной гигроскопичностью, биологической стойкостью, низкой теплопроводностью, экологической безопасностью, эстетичностью.

Если мы говорим о термобрусе, то это товар — заменитель профилированного бруса естественной влажности. Термообработка позволяет сократить сроки строительства до трех лет: влажность термобруса около 6%, поэтому не потребуется собирать стены дома, а затем ждать их усадки. Повышенная биостойкость бруса после термирования исключает обработку стен дома составами, защищающими древесину от поражений микроорганизмами или насекомыми. Как я говорил ранее, низкие затраты на электроэнергию обеспечивают снижение себестоимости готовой продукции, что позволяет сократить затраты на строительство дома из массивной древесины до 30%, если сравнивать с затратами на строительство дома из клееного бруса.

В термокамеру закладывается брус сечением 300х300 мм, а после механической обработки его сечение будет 260х240 мм, воздействие повышенной температуры на древесину позволяет снизить теплопроводность материала и повысить теплоизоляционные характеристики, что является его преимуществами перед клееным брусом.

После термообработки геометрические размеры бруса или бревна не зависят от переменных температурно-влажностных условий (например, атмосферных осадков). Поэтому и строить дом можно в любое время года. В соответствии с результатами предварительных испытаний, которые проводили наши специалисты, тепловые характеристики дома из термобруса или бревна на 20-30% выше тепловых характеристик дома из клееного или профилированного бруса.