(57)【要約】  本発明は、コンポジットウッドからなる中空長尺状の建築要素（１）に関する。建築要素（１）は、空隙の周囲に形成された多角形状の周囲構造（３）を有する。前記多角形状の周囲構造（３）は、少なくとも一対の三角形状または台形状の断面を有する長尺状ストリップ（５）から形成され、これらの長尺ストリップ（５）は互いに並置され、または逆方向に配列される。また、前記多角形状の周囲構造（３）には、ストリップ状の当接部材（７、９）が角部に配置されている。種々のストリップ（５、７、９）は、半径方向に切断した丸太材から得られ、互いに接着される。
2019533100.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多角形周辺構造（３）の各片が、互いに対して並置され、且つ反転された三角形または台形の断面を有する少なくとも一対の長尺状のストリップ（５）によって形成され、多角形の周辺構造（３）が、その角部においてストリップ（７、９）の形態の当接手段をさらに有し、丸太材（１３）から半径方向に切断することによって得られた様々なストリップ（５、７、９）が互いに接合されることを特徴とする、中空の周囲に多角形周辺構造（３）を有する複合木材から作成された中空長尺状の建築要素（１）。
【請求項２】
梁または柱として構成されることを特徴とする、請求項１に記載の建築要素。
【請求項３】
全長に亘って一定の断面を有することを特徴とする、請求項１または２に記載の建築要素。
【請求項４】
前記多角形周辺構造が四角形であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の顕像要素。
【請求項５】
前記多角形の周辺構造が長方形であることを特徴とする請求項４に記載の建築要素。
【請求項６】
ストリップ（７、９）の形態の当接手段が、三角形または台形の断面を有し、各角部において、中央の長尺状のストリップ（７）と、中央ストリップ（７）の両側に配置された当接部（９）を形成する少なくとも１つの長尺状のストリップとを備え、中央ストリップ（７）及び当接部（９）を形成するストリップの断面が、円錐効果を生じるように配向されることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載の建築要素。
【請求項７】
中央ストリップ（７）及び当接部（９）を形成するストリップが台形断面を有し、中央ストリップ（７）の大きな基部および当接部（９）を形成するストリップの小さな基部が、建築要素（１）の中空部に向けられていることを特徴とする、請求項６に記載の建築要素。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複合木材から形成され、機械的強度に関して最適化された中空長尺状の建築要素に関する。
【背景技術】
【０００２】
現代人はますます生態系が重要であると考えるようになり、これは、建設分野を含む多くの分野で持続可能な開発に貢献している。
【０００３】
建設会社や建築家は、木材などの再生可能な断熱性材料を建築要素にできるだけ経済的に使用することによって、この要求に応えている。
【０００４】
同時に、建築業界の人々は、建築要素の強度の観点から建築要素を最適化することにより、建築材料のサイズを最小化し、したがって建物の有用な空間を最大化しようとしている。例えば、より強いビームは、サイズが等しければより長いスパンを提供し得、これは、機能的および／または審美的効果を生じ得る。
【０００５】
また、エネルギーを低減し、したがって輸送および使用に関連するコストを低減するために、建築要素はできるだけ軽くなければならない。
【０００６】
最後に、エコロジー構築を促進するために、簡単で経済的な製造方法が求められている。
【０００７】
中実状の複合木材から作られた建築要素は、その機械的強度に関して、既に改善の対象となっている。
【０００８】
従って、特許文献１は、三角形または台形の断面が並置され反転された長手方向ストリップの対からなる複合木製梁を開示し、ストリップは樹幹から半径方向に切断することによって得られた。ビームの強度は、曲げ応力を最も受ける領域、すなわち上部および下部領域に、丸太材の周縁部において得られる木材を配置することによって改善される。この木材は、より若く、年輪の密度がより大きく、より強力である。
【０００９】
以下の３つの文献は、より最近のものであり、同様の考察に関連する。
【００１０】
特許文献２は、単に台形の断面を並置して反転させた長手方向ストリップの対からなる複合梁を製造する方法に関する。
【００１１】
特許文献３はまた、三角形の断面を有するストリップに限定された複合ビームを製造する方法に関する。
【００１２】
特許文献４は、より一般的には、梁、ポスト、柱またはボードのような建築要素に関する。
【００１３】
上記文献の中実状木材建築要素は、それらが比較的重いという欠点を有する。
【００１４】
より高い軽量さを得るとともに木材の消費をより少なくするために、複合木材から作られた中空建築要素が開発された。
【００１５】
従って、特許文献５、６、７及び８は、多角形または円形の断面を有するマスト、杭または横材などの中空長尺状の建築要素を指す。特許文献８に関して、このことは、同様な外観を有する建築要素であって、特にその直線形状を維持することができ、したがって建設分野に適用し得るものに関する。これらの要素は、図示のように、許容可能な剛性を有するように見えるが、その機械的強度を改善することができる。
【００１６】
建築要素の剛性と複合木材の機械的強度との両方を組み合わせた優れた機械的特性を有し、一方で比較的軽量であり、且つ原材料を節約できる、複合木材からなる建築要素に対する必要性が依然として存在する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１７】
【特許文献１】英国特許第７８１６２７明細書
【特許文献２】ヨーロッパ特許第１２７７５５２Ｂ１号明細書
【特許文献３】米国特許第５８１６０１５号明細書
【特許文献４】国際公開ＷＯ２０１６／０２０８４８号明細書
【特許文献５】ヨーロッパ特許出願公開第００６９１２１号明細書
【特許文献６】国際公開第ＷＯ８０／０２７０９号明細書
【特許文献７】国際公開第ＷＯ９５／１７５６５号明細書
【特許文献８】オランダ国特許第１０１７３６０号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
本発明の1つの目的は、効率的で機能的な建築物を製造するために、その機械的特性に関して最適化された複合木材から作られた長尺状の建築要素を得ることである。
【００１９】
本発明の別の目的は、持続可能な開発の文脈における経済的な建築要素を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
これらの目的のために、本発明の建築要素は、複合木材から作られ、中空である。本発明の建築要素は、中空部の周囲に多角形の周辺構造を有する。この多角形周辺構造の各側部は、三角形または台形の断面を有する少なくとも一対の長尺状のストリップによって形成され、一方が他方に対して並置され、反転される。多角形周辺構造はさらに、角部にストリップの形態の当接手段を有する。丸太材から半径方向に切断することによって得られた種々のストリップは、互いに接着結合される。
【００２１】
中実建築要素、特に中実ビームと比較すると、中空要素においては、断面の幾何学的形状によって影響を受ける二次慣性モーメント(quadratic moment of inertia)によって決定される剛性に寄与しないか、またはわずかにしか寄与せず、したがってビームの強度に寄与しない中央ゾーン（中立軸に近い）の材料が節約される。中空要素は明らかに軽く、輸送および取扱いコストが節約される。したがって、エコロジカル・フットプリントは小さい。さらに、中空建築要素は、ケーブルおよび電線またはパイプなどの導管を要素の内側に通すことを可能にし、これは、これらの導管のスペース要件を低減し、さらにそれらを隠すことを可能にする。
【００２２】
上記を考慮すると、材料はビームの周囲に転写され、ビームはそこで最も曲げ応力を受けるので、機械的レベルでより効果的である。さらに、この材料は、三角形または台形の断面を有する長尺状のストリップが並置され、互いに対して反転された長尺状のストリップを含む特定の構造のために、特に強い。樹幹の半径方向の切断から生じるこれらのストリップは、密度が高く、したがって基部（三角形の断面の場合）または大きな基部（台形の断面の場合）に位置する若い木材の割合が高いため、機械的なレベルで非常に強い。さらに、半径方向の切断において年輪が切断面に対して均一に配向され、このことは、このようにして得られる木材が、従来の長方形の切断によって得られるものよりも（分類／パージングの特定の課された条件下で）その機械的特性に関して、より小さい変動性または標準偏差を有することを意味する。その結果、対応する建築要素を寸法決めするために使用される強度値を定義する際に、より低い安全率(lower safety)を採用することができる。これにより、より高い強度が得られ、原料の節約効果が得られる。この点に関して、種による木材の特徴的な値を与える欧州規格ＥＮ  ３３８の強度値は、約１５％〜２０％増加させることができる。
【００２３】
さらに、半径方向の切断によって得られるストリップは、乾燥中の木材の収縮による反りの影響を受けにくいが、この反りは、その後の木材の平坦さを低減させる。さらに、樹幹を半径方向に切断することにより、無駄が少なくなり、したがってより経済的である。
【００２４】
したがって、本発明の建築要素は、複合材をより強く軽くするために、断面（中空）の幾何学的形状および複合材の強度の両方に関して最適化される。
【００２５】
好ましくは、本発明による構築要素は、梁または柱として構成される。
【００２６】
好ましい実施形態では、本発明による建築要素は、全長にわたって一定である断面を有する。
【００２７】
別の実施形態では、本発明による建築要素の多角形の周辺構造は四角形であり、長方形であることが有利である。長方形の幾何学的形状は、より容易な使用を可能にする。
【００２８】
有利な実施形態では、本発明による建築要素の当接手段は、三角形または台形の断面を有するストリップであり、各角部において、中央の長尺状のストリップと、中央ストリップの両側に配置された当接部を形成する少なくとも１つの長尺状のストリップとを含む。中央ストリップの断面および当接部を形成するストリップの断面は、円錐効果を生じるように配向される。この配置は、角部における円錐効果によって、様々なストリップが結合されるときに、様々なストリップの強力なクランプを引き起こし、その結果、建築要素の機械的強度を増加させる。
【００２９】
好ましくは、中央ストリップおよびアバットメントを形成するストリップは、台形断面を有する。円錐効果を達成するために、中央ストリップの大きな基部と、当接部を形成するストリップの小さな基部とが、建築要素の中空部に向けられる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
本発明のこれらの態様ならびに他の態様は、図面を参照する本発明の特定の実施形態の詳細な説明において明らかになる。
【図１】図１は、長方形断面を有するビームの形態の本発明の構成要素の斜視図である。
【図２】図２は、木材が丸太材から取られる方法による木材における乾燥中の収縮の強度を示す。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
図１は、全長にわたって一定である矩形断面を有するビームとして構成された複合木材から作られた中空建築要素１を示す。ビーム１はまた、中空部の周囲に長方形の周辺構造３を有する。構造３は、図示するように、台形の断面を有し、周辺構造の長手方向に並置され、または反転されて接着結合された５つの長尺状のストリップ５（すなわち、２．５対）と、前記２．５対の幅方向に配置された３つのストリップ５（即ち、１．５対）と、によって形成される。隣接する手段１１は、ストリップ５を長手方向に接続する。
【００３２】
さらに、長方形の周辺構造３は、角部の各々に当接手段を有する。これらの当接手段は、これらのゾーンの各々において、台形の断面を有する中央の長尺状のストリップ７と、その両側において、やはり台形の断面を有する当接部９を形成する長尺状のストリップとを含む。ストリップ９の台形は、ストリップ７の台形に対して反転され、各角部において円錐効果を生じるように配向されることに留意されたい。ストリップ９の小さな基部とストリップ７の大きな基部とは、ビーム１の中空部に向けられている。
【００３３】
角部に構成されたストリップ７、９の機能は、ビーム１を構成するストリップ５、７、９の接着を補助することである。これは、接着中、組み立てられるビーム１の中空部内の圧力チャンバ（図示せず）によって圧力が生成され、例えばフープ（図示せず）によって保持されたストリップ５、７、９の全体にこの圧力が作用するからである。次いで、この圧力は、角部における円錐効果によって、高い反作用力を生じさせ、その結果、全てのストリップ５、７及び９の面に強い締め付けを生じる。この締め付けは、ビーム１の機械的強度を増加させるアセンブリの特に効果的な結合を提供する。
【００３４】
種々のストリップ５、７、９は、丸太から半径方向に切断することによって得られる。もちろん、本発明の範囲から逸脱することなく、他の当接手段を想定することができる。ストリップ９は、例えば、より小さいサイズの2つのストリップに分割することができる。
【００３５】
図２は、この切断に関する利点を示す。丸太材１３は、３つの異なる切断を受ける。半径方向の切断１５に加えて、従来の非半径方向の切断１７及び１９が、それぞれ、芯材(pith)の近くおよび芯材と樹皮との間の中間で実施される。
【００３６】
切断１７は、半径方向の切断１５とは異なり、比較的大量の古い木材を収容するという二重の欠点を有し、なぜなら、切断１７は芯材に近く、それ故、強度が遥かに低く、且つ反対向きの年輪を有するからである。
【００３７】
図２に示すように、非放射状の切断１７及び１９は、放射状の切断１５の場合とは異なり、乾燥中の収縮で歪む。この反りは、後続の機械加工、したがって材料の損失を伴うので不利である。
【００３８】
本発明が上記に例示され説明された例に限定されないことは、当業者には明らかである。本発明は、新規な特徴の各々ならびにそれらの組合せを含む。参照番号の存在は、限定的であると考えることはできない。用語「有する」の使用は、言及されたもの以外の要素の存在を決して排除し得ない。要素を導入するための定冠詞「a」の使用は、複数のそのような要素の存在を排除しない。本発明は、純粋に例示的な値を有し、限定的であるとみなされてはならない特定の実施形態に関連して説明されてきた。
【図１】
2019533100.tif 000003
【図２】
2019533100.tif 000004
【国際調査報告】
2019533100.tif 000005
2019533100.tif 000006
2019533100.tif 000007
2019533100.tif 000008