ПРОФИЛИРОВАННЫЙ УТЕПЛЕННЫЙ БРУС С ПОВЫШЕННОЙ ПРОЧНОСТЬЮ НА СЖАТИЕ

Полезная модель относится к области наземного строительства, а более конкретно к клееным деревянным брусьям и может быть использована в строительстве домов при изготовлении стен, преимущественно для холодных климатических условий.
Известны деревянные профилированные брусья [Строительство и архитектура. Экспресс-информация, серия: строительные конструкции и материалы, ВНИИНТПИ, 1997, выпуск 4, Москва, С. 12-15]. Такие брусья выполняются путем склеивания двух трех досок, однако стены из таких брусьев по теплотехническим параметрам не отвечают требованиям строительных норм и правил, установленных для холодных климатических условий.
Известен комбинированный клееный брус, защищенный патентом РФ на полезную модель №108777 РФ, МПК (2006.01) E04C 3/292. Опубл. 27.09.2011. Брус представляет собой комбинацию клееного строительного элемента и продольной ламели. Клееный строительный элемент состоит из четырех профилированных ламелей, склеенных между собой с образованием сквозного продольного отверстия, заполненного утеплителем. Между клееным строительным элементом и продольной ламелью размещен профилированный утеплитель, с которым склеены прилегающие ламели. При этом использован высокопрочный влагонепроницаемый клей, который предотвращает проникновение влаги вовнутрь элемента.
Ламели клееного строительного элемента склеены с учетом направления годичных слоев древесины, что уменьшает вероятность расколов и трещин. Это достигается тем, что продольные ламели выполнены из пиломатериала тангенциальной распиловки, а поперечные - радиальной распиловки, или наоборот. Несмотря на то, что такой брус, ввиду двойного утепления и склеивания всех элементов обладает улучшенными влагозащитными и теплотехническими характеристиками, коэффициент теплопроводности его не отвечает нормам для северных климатических районов. При повышении нагрузок (этажность выше 2 этажей или при установке тяжелого оборудования) в местах склеивания ламелей и утеплителя может произойти расслоение, что приведет к разрушению конструкции бруса и потере прочности конструкции.
Известен комбинированный клееный брус с поперечным креплением по патенту на полезную модель РФ №114982, МПК E04C 3/292, опубл. 20.04.2012 г. Брус состоит из трех продольных и двух поперечных ламелей. Две продольные профилированные и две поперечные ламели склеены между собой с образованием сквозного продольного отверстия, которое заполнено утеплителем. Между полученным клееным строительным элементом и третью ламелью размещен формованный профилированный утеплитель, склеенный с прилегающими к нему ламелями. Все элементы бруса склеены высокопрочным влагонепроницаемым клеем. Наличие двух слоев утеплителей повышает теплозащитные свойства клееного бруса. Наружные продольные профилированные ламели соединены между собой сверху и/или снизу поперечными связями, например в виде скоб. Наличие поперечных связей повышает прочность бруса.
Наиболее близким к заявляемому профилированному брусу является комбинированный клееный брус с поперечным и вертикальным креплением по патенту на полезную модель RU 133159, МПК E04C 3/12, опубл. 10.10.2013. Комбинированный клееный брус с поперечным и вертикальным креплением по RU 133159 служит прототипом заявляемому брусу. Устройство по прототипу содержит продольные профилированные ламели, утеплитель, расположенный между продольными профилированными ламелями и склеенный с ними высокопрочным влагонепроницаемым клеем. Снизу и/или сверху клееного бруса установлены поперечные связи, которые связывают продольные профилированные ламели между собой. Поперечные связи выполнены в виде коннекторов, которые могут быть любой формы: прямоугольной со скругленными концами, в виде гантелей с цилиндрическими концами, с концами в виде «ласточкиного хвоста». Концевые части коннекторов закреплены в выемках, выполненных в продольных профилированных ламелях. Каждый коннектор состоит из двух слоев. Концевые части верхнего слоя выполнены из древесины, средняя часть верхнего слоя - из утеплителя. Нижний слой у каждого коннектора является укрепляющим и выполнен из прочного материала. Дополнительно продольные профилированные ламели и концевые части коннекторов соединены между собой по высоте с помощью деревянных штифтов. За счет усиления поперечных связей повышаются влагозащитные, теплозащитные и прочностные свойства клееного бруса. Несмотря на все достоинства прототипа, при увеличении этажности домов прочность на сжатие может оказаться недостаточной. Что снижает область применения бруса по прототипу.
Задачей полезной модели является расширение области применения заявляемого бруса за счет повышения его теплозащитных и прочностных свойств.
Технический результат, на достижение которого направлена заявляемая полезная модель для решения поставленной задачи, заключается в исключении возможности проникания водяных паров внутрь утеплителя и бруса, увеличении теплозащитных свойств конструкции и повышении прочности конструкции бруса за счет повышения прочности на сжатие и тем самым снижения усадки строительной конструкции.
Технический результат и решение поставленной задачи достигается следующим образом.
Как и прототип, заявляемый профилированный утепленный брус с повышенной прочностью на сжатие, содержит наружные продольные профилированные ламели, утеплитель, склеенный с ламелями высокопрочным влагонепроницаемым клеем, и поперечные связи в виде коннекторов, которые установлены снизу и/или сверху бруса. Концевые части коннекторов закреплены в выемках, выполненных в наружных продольных профилированных ламелях.
В отличие от прототипа в профилированном утепленном брусе, согласно полезной модели, дополнительно с внутренней стороны каждой наружной продольной ламели содержится слой из склеенных между собой ламелей поперечного распила, а в местах расположения коннекторов - из ламелей продольного распила. Наружные продольные ламели и внутренний слой ламелей склеены между собой высокопрочным влагонепроницаемым клеем, а ламели продольного распила внутреннего слоя дополнительно скреплены с наружными продольными ламелями металлическими саморезами.
Коннекторы могут быть выполнены любой формы, но более крепкое соединение достигается использованием коннекторов н-образной формы и коннекторов, концевые части которых выполнены в виде «ласточкиного хвоста».
Как и в прототипе, желательна предварительная пропитка стенок ламелей бактерицидным составом, например раствором медного купороса.
Наличие второго внутреннего слоя из склеенных между собой ламелей поперечного распила позволяет конструкции иметь меньшую усадку, т.к. у ламелей поперечного распила прочность на сжатие в 3-4 раза больше, чем у ламелей продольного распила. Ламели продольного распила внутреннего слоя дополнительно крепятся саморезами к наружной продольной ламели, что повышает прочность соединения. Для более крепкого соединения брусьев между собой при сборке используют клей.
Полезная модель является новой, поскольку из уровня техники не выявлено конструкций бруса, характеризующихся той же совокупностью существующих признаков, что и заявляемый профилированный утепленный брус.
Сущность полезной модели поясняется чертежами. На фиг. 1 показан вид сверху профилированного утепленного бруса с поперечными связями в виде н-образного коннектора. На фиг. 2 - профилированный утепленный брус в поперечном сечении (вид 1-1 фиг. 1).
Утепленный брус, состоит из наружных профилированных продольных ламелей 1, 2, внутренних слоев 3, 4 из дополнительных ламелей, склеенных высокопрочным влагонепроницаемым клеем между собой и с ламелями 1, 2, слоя утеплителя 5 между ними. Ламели 3, 4 и утеплитель 5 склеены между собой высокопрочным влагонепроницаемым клеем. Стенки ламелей 1, 2 и ламелей внутренних слоев 3, 4 предварительно пропитаны раствором медного купороса. Наилучшим вариантом является, когда поперечные связи 6, в виде коннекторов различных форм, соединяющие наружные ламели 1, 2 выполнены сверху и снизу бруса, но возможно выполнение этих связей или сверху, или снизу бруса (фиг. 1). Расстояние между коннекторами 6 вдоль бруса выбирается в зависимости от необходимых прочностных свойств конструкции. Наружные ламели 1, 2 расположены продольно. Внутренние слои 3, 4 состоят из склеенных между собой ламелей поперечного распила, а в местах расположения коннекторов 6 - из ламелей продольного распила. Конечные части коннектора 6 установлены в выемках наружных продольных ламелей 1, 2. Ламели продольного распила внутреннего слоя 3, 4 дополнительно крепятся металлическими саморезами 7 к наружным продольным ламелям 1, 2, для более крепкого соединения.
Полезная модель промышленно применима. Производство бруса в соответствии с заявляемой полезной моделью может быть осуществлено с использованием обычного технологического оборудования, а изготовленный брус использован при строительстве деревянных домов для изготовления стен. Для изготовления профилированных ламелей 1, 2, 3, 4 возможно использование ленточных и фрезеровальных станков. В качестве утеплителя 5 возможно применение любого жесткого теплоизоляционного материала, например пенополистирола, пенополиуретана, вспученного вермикулита и т.д. Склеивание ламелей и утеплителя осуществляется высокопрочным влагонепроницаемым клеем, например, марки КЛЕИБЕРИТ ПУР-клей 501. Наружные продольные профилированные ламели соединяют саморезами 7 с ламелями продольного распила внутреннего слоя. Перед склеиванием, сначала каждый отдельный ламель высушивается и обрабатывается огнебиозащитными и гидрофибизирующими составами. Применение широкого слоя утеплителя повышает теплозащитные свойства бруса. Ламели, располагаемые ближе к помещению, выполнены из древесины - кедр, т.к. он лучше влияет микроклимат помещения и на самочувствие человека, ближе к наружному воздуху - из лиственницы, т.к. эта порода древесины обладает уникальными прочностными качествами. Величина теплоизоляционного слоя выбирается исходя из области применения бруса и с учетом нормативных показателей для северных районов с холодным климатом. В утеплителе 5 выполняются поперечные углубления выемки, в которые размещаются поперечные связи - коннекторы 6. Для закрепления поперечных связей в наружных продольных ламелях 1, 2 делают отверстия и пропилы формы для концевых частей н-образных коннекторов или в виде «ласточкиного хвоста». Затем коннекторы 6 укладывают в выполненные углубления.
Наличие двух слоев ламелей улучшает теплозащитные свойства бруса. Применение высокопрочного влагонепроницаемого клея снижает проникновение влаги внутрь бруса. Наличие дополнительных поперечных связей в виде коннекторов н-образной формы или в виде «ласточкиного хвоста», концевыми частями, заглубленными в ламели 1, 2, а также дополнительное крепление между собой ламелей 1, 2, 3, 4 с помощью металлических саморезов 7 повышает прочность конструкции. К тому же, деревянные конечные части коннекторов, заполняя выемки, восстанавливают целостность ламелей, а наличие саморезов усиливает конструкцию.