ДЕРЕВЯННАЯ БЕСКАРКАСНАЯ ПАНЕЛЬ

Полезная модель относится к области строительства, в частности к строительным материалам, предназначенным для осуществления строительства объектов различного назначения, жилых домов, хозяйственных построек, объектов промышленного и сельскохозяйственного назначения.
Термины, используемые в описании:
Брус - пиленый, тесаный пиломатериал или клееный пакет из пиломатериалов, длина которого значительно превосходит два остальных измерения.
Балка - конструктивный элемент, обычно в виде бруса, работающий главным образом на изгиб.
Ламель - деталь конструкции деревянного бруса, балки или панели, прямоугольного или фигурного сечения, имеющая значительную длину по отношению к другим измерениям (ширина и высота)
Пассивный клееный брус (ПКБ) - длинномерный строительный элемент, состоящий из двух симметричных частей, склеенных из ламелей, соединенных между собой прослойкой из конструкционного утеплителя. Пассивный - устойчивый к теплоотдаче, имеющий хорошие теплоизоляционные свойства.
Расторцовка - нарезка бруса на отдельные детали нужной длины. При расторцовке важно получить нужную длину деталей и не допустить образования сколов на торцах. Для этой операции используется специальное оборудование, например, торцовочная пила.
Раскросы - временная деталь, обеспечивающая взаимную перпендикулярность плоскостей. В частности - устойчивое вертикальное расположение торцевой стены, перпендикулярное к напольному покрытию. Представляет собой длинномерную деталь, например доску, жестко под углом закрепленную к торцам стеновой панели и панели напольного покрытия, образующую треугольник - жесткую конструкцию (ферму).
Несомненными положительными качествами деревянного панельного домостроения является быстросборность конструкций возводимого объекта, высокая степень отделочной готовности конструкций (либо объект не требующий внутренней и внешней отделки), при этом эксплуатационные характеристики возводимого объекта зависят от конструкции и свойств панели, как элемента домокомплекта (комплекта панелей и соединительных элементов будущего дома).
Известно техническое решение по патенту RU 2107135 C1 E04C 2/10, E04B 1/10, опубл. 20.03.1998 г., ДЕРЕВЯННАЯ ПАНЕЛЬ ЗДАНИЯ И СБОРНОЕ ЗДАНИЕ ИЗ ПАНЕЛЕЙ по которому панель состоит из продольных и поперечных ребер и перекрестных элементов жесткости, образующих каркас панели. Элементы жесткости имеют высоту, меньшую, чем ребра, за счет чего в панели образована пеналообразная полость, в которой свободно один на другой установлены элементы наружной дощатой обшивки. Все остальные панели здания, а именно панель с дверным проемом, панель с оконным проемом, панели фронтонные, панели перекрытия, панели покрытия и панели пола, выполнены по конструктивной схеме сходной с рядовой панелью. В здании панели соединены металлическими соединительными элементами в виде прямых накладок, Т-образных накладок, угловых накладок и П-образных зажимов, которые с помощью нагелей крепят соединительные элементы к панелям, соединяя последние в единую конструкцию. Недостаток: каркасная система имеет высокую трудоемкость, большое количество соединительных элементов, крепежных элементов. При этом теплоизоляционные свойства панели низкие. Недостатками известного решения является усложнение конструкции панели, многодетальность соединительных элементов и их высокая стоимость.
Известно техническое решение по патенту RU 82241 U1 E04C 2/1,0 E04B 2/10 (2006.01), опубл. 20.04.2005 г., ДЕРЕВЯННАЯ ПАНЕЛЬ ЗДАНИЯ И СБОРНОЕ ЗДАНИЕ ИЗ ДЕРЕВЯННЫХ ПАНЕЛЕЙ, по которому деревянная панель здания содержит два ряда наложенных друг на друга древесно-строительных модулей, образованных горизонтально наложенными друг на друга, склеенными между собой рейками из некондиционной древесины хвойных или лиственных пород, на которых выполнены, преимущественно три ряда, сопряженных между собой вертикально расположенных отверстий, при этом упомянутые древесно-строительные модули одного, например внешнего ряда панели здания, установлены вертикально по длине панели, а другого, например внутреннего ряда, установлены горизонтально по высоте панели, внахлест на древесно-строительные модули внешнего ряда и скреплены между собой шурупами, причем древесно-строительные модули выполнены, преимущественно длиной - 1000 мм., шириной - 75 мм. и высотой 600 мм. Известные панели содержат два ряда наложенных друг на друга древесно-строительных модулей, образованных горизонтально наложенными друг на друга, склеенными между собой рейками из некондиционной древесины хвойных или лиственных пород, на которых выполнены, преимущественно три ряда, сопряженных между собой вертикально расположенных отверстий, при этом упомянутые древесно-строительные модули одного, например внешнего ряда установлены вертикально по длине панели, а другого, например внутреннего ряда установлены горизонтально по высоте панели, внахлест на древесно-строительные модули внешнего ряда и скреплены между собой шурупами, причем древесно-строительные модули выполнены, преимущественно длинной - 1000 мм., шириной - 75 мм. и высотой 600 мм., при этом упомянутые соединительные элементы выполнены в виде Т-образной формы металлических вставок, причем панели перекрытия установлены торцом в проем между внутренними модулями панелей стены, покрытия и пола, а упомянутые соединительные элементы, выполненные в виде Т-образной формы металлических вставок, установлены таким образом, чтобы ее горизонтальная часть была расположена вертикально и прилегала к внутренней стенке внешнего модуля панели стены, покрытия и пола и была скреплена с ней шурупами, а ее вертикальная часть была установлена в торец между двумя рядами, имеющих выемки на торце, древесно-строительных модулей панели перекрытия и была скреплена с ней шурупами. Недостатки: сложность конструкции панели, сложность крепления панелей друг к другу, панели имеют низкие теплоизоляционные свойства.
Наиболее близким к заявляемому является техническое решение по патенту RU 107199 U1 E04B 1/10, опубл. 10.08.2011 г. по которому СТЕНОВАЯ ДЕРЕВЯННАЯ СОСТАВНАЯ ПАНЕЛЬ ДЛЯ МНОГОЭТАЖНОГО ДОМА состоит из верхней и нижней деревянных обвязок и, размещенных между ними древоблоками, высота которых равна расстоянию между верхней и нижней обвязками панели, а ширина древоблока равна 0,25-0,5 его высоты. Панель в габарите длины составлена из набора древоблоков одинаковой или разной ширины. Древоблок выполнен из слоев досок, соединенных между собой клеящим веществом или механическими приспособлениями. Древоблоки в наборе соединены между собой разнозаглубленными продольными канавками и соответствующих им выступами на смежном древоблоке. Боковые крепления панелей в горизонтальном ряду выполнены в виде пазогребневых профилей выбранных на боковых поверхностях крайних древоблоков, а по углам - в виде ступенчатых на поперечном сечении профилей, При монтаже панелей друг на друга соединение между ними - в виде сопряженных выступов и впадин, а при их монтаже на половые перекрытия, контактные поверхности обвязок панелей выполнены плоскими и соединены с половыми перекрытиями металлическими фиксаторами. Панели имеют декоративное или защитное покрытие, которое может быть неметаллическим или металлическим. В местах соединения древоблоков с обвязками выполнены углубления элементов гидро- электрокоммуникаций дома. В древоблоках может предусматриваться слой из теплоизолирующего материала. Недостатки: сложные соединения слоев панели, недостаточная прочность, недостаточная теплоизоляция. Используемый в прототипе древоблок в качестве несущей панели не обладает необходимой прочностью, поскольку слои располагаются в вертикальной плоскости перпендикулярной фундаменту; т.о. используемые древоблоки недостаточно прочны, сложны в изготовлении, трудоемки. Быстрота сборки дома не компенсирует сложность изготовления древоблоков и недостаточную прочность и надежность их использования в качестве несущей панели, а несплошной слой теплоизоляционного материала предполагает наличие «мостиков холода», в связи с чем теплоизоляционные свойства недостаточны.
Для устранения указанных недостатков предлагается техническое решение по конструкции бескаркасной многослойной деревянной панели для использования в строительстве деревянных сборных зданий и сооружений.
Техническая задача - конструкция готовых блоков в виде бескаркасной панели для строительства быстровозводимого дома с повышением качества и эксплуатационных качеств: в первую очередь прочности и теплоизоляционных свойств.
Для решения данной задачи предлагается конструкция деревянной бескаркасной панели, используемой в качестве составных частей-блоков быстровозводимого здания. Деревянная бескаркасная панель - легкая бескаркасная многослойная панель, состоящая из элементов пассивного клееного бруса, склеенная под давлением в прессе. Пассивный, устойчивый к теплоотдаче, клееный брус изготовлен из двух рядов склеенных под давлением деревянных ламелей имеющих между собой прослойку из конструкционного утеплителя.
В соответствии с проектом панель имеет размеры готовой стены или перекрытия проектируемого домокомплекта. Стандартный домокомплект включает в себя как минимум две торцевые стены, две продольные стены, напольное перекрытие, внутреннюю (межкомнатную) стену, потолочное перекрытие, закладной брус на сваях (как минимум три), стропильную систему, обрешетку, кровельное покрытие.
Панель имеет заданный размер, например, торцевой стены, из клееного бруса с прослойкой конструкционного утеплителя следующим образом: производят расторцовку (обработку торцев) бруса в размер будущей панели, склеивание в прессе готовой стены (стеновой панели) с проемами под окна и/или двери на полиуретановый клей с прокладкой электрокабеля, установку внутренних торцевых брусков, играющих роль заглушки, установку монтажных петель. Деревянная бескаркасная панель состоит из сложенных друг на друга деталей бруса со стыковкой паз-выступ таким образом, что прослойка утеплителя каждой детали непосредственно соприкасается с прослойкой утеплителя соседней детали, образуя таким образом непрерывный слой утеплителя внутри готовой бескаркасной панели, что благодаря отсутствию мостиков холода повышает теплоизоляционные качества панели. Торцы панелей закрыты торцевыми брусками. Торцевые бруски жестко фиксированы к торцам панелей крепежными элементами в деревянную часть бруса под острым углом к продольной оси панели. К торцевым брускам каждой панели закреплены как минимум две монтажные петли, повышающие удобство транспортировки и монтажа при строительстве. Торцы стеновых панелей закрывают торцевыми планками. Каждая стеновая панель согласно проекту изготавливается с заданными проемами под установку окон и дверей. Панель-перекрытие напольное или потолочное изготавливается без проемов, если иное не предусмотрено проектом (например, межэтажное перекрытие может иметь проем под установку межэтажной лестницы). Как частный случай, перекрытие состоит из секций, каждая из которых представляет собой бескаркасную панель с единым максимальным размером, совпадающим с размером, например, торцевой стены, секции укладываются на закладной брус и скрепляются между собой и к закладному брусу монтажными пластинами. Таким образом, с помощью бескаркасной панели изготавливают перекрытия для домов большой площади. Крепление торцевых брусков, стеновых панелей к стойкам, панелей-перекрытий к закладному брусу производится саморезами.
При сборке домокомплекта производят установку закладного бруса на свайный фундамент, затем саморезами к закладному брусу крепится плита перекрытия, затем стеновые панели при помощи саморезов через стойки крепятся к закладному брусу, при этом для удержания вертикального положения используются временные раскросы, затем монтируются продольные стены к стойкам. После монтажа торцевых панелей монтируются продольные панели. Продольные панели также при помощи саморезов крепятся к стойкам у торцевых панелей. Внутренние панели крепятся саморезами с наружной стороны продольных и торцевых панелей насквозь. Межэтажные перекрытия также выполнены из бескаркасных плит перекрытий. Крепление плит перекрытия со стеновыми панелями осуществляется саморезами к торцевым брускам в панелях. Стеновые панели второго этажа устанавливаются на панели перекрытия, продольные и поперечные стеновые панели второго этажа возводятся в такой же последовательности как и первого.
Крыша выполняется из потолочных бескаркасных панелей. Утепленная кровля: потолочные панели саморезами крепятся к стойкам в стеновых панелях. На смонтированные стеновые панели укладывается черепной брусок и кровельное покрытие. Неутепленная кровля: на чердачное перекрытие из панелей крепится два бруса (мауэрлата). На мауэрлат из доски возводится стропильная система, обрешетка и кровельное покрытие.
Преимущества деревянной бескаркасной панели:
1. Экологичность. При производстве деревянных бескаркасных панелей используются только экологически чистые материалы ведущих отечественных и зарубежных производителей. Все материалы подвергаются контролю ОТК и имеют обязательные гигиенические сертификаты.
2. Облегчается вес конструкции, что положительно сказывается на сроках и сложности монтажа, а также оказывает существенное влияние на экономию средств при возведении дома и транспортировке панелей от завода изготовителя до участка заказчика;
3. Современный внешний вид, не требующий дополнительной наружной и внутренней отделки. В стены уже установлен базовый набор электрических и других коммуникационных сетей, выполнены проемы под окна, двери, выполнена инсталляция под монтаж коммуникаций, приточно-вытяжная вентиляция, откосы.
6. Быстрота сборки. Изготовление готовой панели в заводских условиях и последующий монтаж сборной конструкции на готовом фундаменте занимают не более 14 дней.
7. Легкость и высокая прочность. Вес среднего дома составляет 20 тонн, что позволяет строить дом на любых типах грунта, понтонах. Конструкция бескаркасной панели обеспечивает ее высокую прочность использования в качестве несущей конструкции.
8. Экономичность. Панели изготавливаются с готовыми проемами под окна и двери, что позволяет избежать лишних затрат на сырье и существенно уменьшает стоимость комплекта готового дома.
Технический результат - улучшение эксплуатационных характеристик дома за счет повышения прочности и теплоизоляционных свойств панели.
Технический результат достигается конструкцией деревянной бескаркасной панели, содержащей склеенные под давлением детали со стыковкой паз-выступ, изготовленные в размер элементов домокомплекта, выполненные из деталей пассивного клееного бруса, расположенных таким образом, что при стыковке паз-выступ прослойка утеплителя каждой детали непосредственно соприкасается с прослойкой утеплителя соседней детали, образуя таким образом непрерывный слой утеплителя внутри деревянной бескаркасной панели, соприкасающиеся поверхности деталей бруса имеют прослойку клея, детали имеют обработанные торцы, продольный размер деталей совпадает с заданными размерами панели как составляющей части домокомплекта; со стороны каждого торца панель содержит торцевые бруски, жестко зафиксированные крепежными элементами к каждой из деревянных частей бруса под острым углом к продольной оси панели, имеет монтажные петли для удобства транспортировки и строительства. В зависимости от назначения в составе домокомплекта деревянная бескаркасная панель является сплошной или имеет оконные и/или дверные, или межэтажные проемы. Как частный случай, качестве крепежных элементов использованы саморезы. Готовая деревянная бескаркасная панель имеет монтажные петли для удобства транспортировки и строительства, панель содержит электрический и коммуникационный кабель.
Сплошной слой утеплителя повышает теплоизоляционные качества панели. Каждая стеновая панель согласно проекту расторцовки бруса в размер, склеиванием бруса в прессе с учетом проемов на полиуретановый клей с прокладкой кабеля), установки внутренних торцевых брусков, установки монтажных петель; затем производят сборку домокомплекта, включающую установку закладного бруса на свайный фундамент, затем к закладному брусу крепится бескаркасная панель перекрытия, затем стеновые панели при помощи саморезов через стойки крепятся к закладному брусу, затем монтируются продольные стены к стойкам, затем внутренние стеновые панели, при этом стеновые панели имеют проемы под окна и двери, затем межэтажные бескаркасные панели перекрытия крепят к стеновым панелям, затем потолочная панель, затем кровельная система.
Кровельная система может быть утепленной или неутепленной, при этом для создания утепленной кровельной системы используют потолочные бескаркасные панели. Для склеивания бескаркасной деревянной панели в прессе используют полиуретановый клей, а перед склеиванием в полости бруса, занимаемой утеплителем, прокладывают электрический и/или оптоволоконный и/или коммуникационный кабель. В качестве крепежных элементов для крепления торцевых брусков к торцам панелей и для крепления деталей домокомплекта между собой используют саморезы (например, Rotoblaas TBS).
Сущность технического решения поясняют изображения на фиг. 1-18, где
1 - продольная стеновая панель;
2 - торцевая стеновая панель;
3 - внутренняя (межкомнатная) стеновая панель.
4 - торцевой брусок;
5 - стойка;
6 - торцевая планка;
7 - крепежные элементы (саморезы);
8 - деревянная ламель ПКБ;
9 - конструкционный утеплитель ПКБ;
10 - панель перекрытия;
11 - закладной брус;
12 - монтажная пластина;
13 - раскросы.
Фиг. 1 - Схема размещения стен
Фиг. 2 - Узлы соединения стен
Фиг. 3 - Торцевая стеновая панель
Фиг. 4 - Продольная стеновая панель
Фиг. 5 - Внутренняя стеновая панель
Фиг. 6 - Профиль бруса ПКБ для изготовления стеновых панелей
Фиг. 7 - Панель перекрытия
Фиг. 8 - Профиль бруса ПКБ используемого для изготовления панелей перекрытия
Фиг. 9 - Установка закладного бруса
Фиг. 10 - Узлы крепления панелей перекрытия
Фиг. 11 - Схема укладки панелей пола
Фиг. 12 - Установка торцевых панелей на плиты перекрытия
Фиг. 13 - Установка продольных стеновых панелей
Фиг. 14 - Установка внутренних стеновых панелей
Фиг. 15 - Монтаж панелей перекрытия
Фиг. 16 - Схема устройства утепленной кровли
Фиг. 17 - Схема устройства неутепленной кровли
Фиг. 18. Торцевая планка.
Пример осуществления.
Конструкция деревянной бескаркасной панели содержит склеенные под давлением детали пассивного клееного бруса (фиг. 6, 8) со стыковкой паз-выступ таким образом, что прослойка утеплителя 9 каждой детали непосредственно соприкасается с прослойкой утеплителя соседней детали, образуя таким образом непрерывный слой утеплителя внутри деревянной бескаркасной панели. Для этого производят расторцовку в размер деталей бруса, при этом готовые детали укладывают в замок паз-выступ таким образом, чтобы прослойка утеплителя оставалась непрерывной, производят склеивание в прессе готовой стеновой панели с проемами на полиуретановый клей, предусматривая прокладку электрокабеля и других коммуникационных кабелей. Для склеивания используется, например, полиуретановый клей, склеивание производят в прессе под давлением, например 2,5 бар, затем со стороны каждого торца панели устанавливают внутренние торцевые бруски 4, фиксируя их установкой крепежных элементов, например, саморезов 7 под острым углом к продольной оси панели (фиг. 2,А), соединяя таким образом торцевой брусок 4 и деревянную часть бруса 8, составляющего панель. Саморезы крепятся через 10-15 см. к наружной и внутренней ламели. Затем производят установку монтажных петель: монтажные петли устанавливаются по краям панелей с торца к бруску, изготовлены они из текстильной ленты для строп.Соприкасающиеся поверхности деталей бруса имеют прослойку клея, детали имеют обработанные торцы, продольный размер деталей совпадает с заданными размерами панели как составляющей части домокомплекта; панели являются сплошными, либо с предусмотренными и образованными оконными и/или дверными проемами. Готовая деревянная бескаркасная панель имеет монтажные петли для удобства транспортировки и строительства, склеенная под давлением в прессе панель содержит электрический и коммуникационный кабель.
Для изготовления стеновых панелей используют брус ПКБ (фиг. 6) с фасками, для панелей перекрытия и покрытия используется брус ПКБ без фасок (фиг. 8).
Технология изготовления:
- Расторцовка в размер ПКБ (без фасок) с оптимизацией заготовок по длине.
- Склеивание в прессе стеновых панелей и панелей перекрытия. Максимальная длина 12 метров, ширина 1,2-3 метра. При склеивании используется полиуретановый клей.
- При склеивании внутри панелей в местах, предусмотренных проектом прокладывается электрический и коммуникационный кабель.
- Установка внутренних торцевых брусков, закрепление саморезами 7 к деревянной части ПКБ (фиг. 4).
Основные элементы: для изготовления бескаркасной панели используется ПКБ с фасками и без фасок, внутренний торцевой брусок 80×100 мм, крепежные элементы 7 (например, саморезы марки Rotoblaas TBS).). Торцевой брусок 4 устанавливается в торцы внутренних и продольных панелей, а также панелей перекрытия, крепится к ламелям ПКБ саморезами.
Торцевая планка 6 (фиг. 18) 40×140 мм - закрывает торцы продольных панелей (фиг. 4, 7), защищая от воздействия окружающей среды, погодных условий и придавая эстетичный вид.
Соединительные элементы - стойка (например, брус клееный профилированный 90×90 мм), используется для крепления торцевой и продольной стеновой панели
Сборка - строительство домокомплекта.
Закладной клееный брус 11 сечением 140×210 мм длиной до 12 метров, устанавливают на свайный фундамент (фиг. 9), затем укладывают панели напольного перекрытия 10, панели пола на саморезы крепятся к закладному брусу 11.
Сборка стеновых панелей на панели перекрытия начинается с установки торцевых панелей 2. Крепление торцевых панелей 2 к закладному брусу 11 производятся через стойки 5, заранее прикрепленные к торцевым панелям. Стойки 5 при помощи саморезов 7 крепятся к закладному брусу 11. Для придания вертикального положения торцевым панелям используются временные раскросы 13 (фиг. 12)
После монтажа торцевых панелей 2 монтируются продольные панели 1. Продольные панели также при помощи саморезов 7 крепятся к стойкам 5 торцевых панелей. Внутренние (межкомнатные) панели 3 крепятся саморезами с наружной стороны продольных и торцевых панелей насквозь (фиг. 2).
Профилированные детали изготавливаются на 4х-стороннем станке:
внутренний торцевой брусок - брус клееный профилированный 80×100 мм,
стойка - брус клееный профилированный 90×90 мм,
торцевая планка - брус клееный профилированный 40×140 мм,
закладной брус - клееный брус профилированный 140×210 мм длиной до 12 м.
Межэтажные перекрытия 10 также выполнены из бескаркасных плит перекрытий. Крепление плит перекрытия со стеновыми панелями осуществляется саморезами 7 к торцевым брускам 4 в панелях. Как частный случай, перекрытие состоит из секций, каждая из которых представляет собой бескаркасную панель с единым максимальным размером, совпадающим с размером, например, торцевой стены, секции укладываются на закладной брус и скрепляются между собой и к закладному брусу монтажными пластинами 12 (например, из металлической перфорированной ленты). Таким образом, с помощью бескаркасной панели изготавливают перекрытия для домов большой площади. Стеновые панели второго этажа устанавливаются на панели перекрытия, продольные и поперечные стеновые панели второго этажа возводятся в такой же последовательности как и первого.
Крыша выполняется из потолочных панелей. Утепленная кровля: потолочные панели саморезами крепятся к стойкам в стеновых панелях. На смонтированные стеновые панели укладывается черепной брусок и кровельное покрытие. Неутепленная кровля: на чердачное перекрытие из панелей крепится два бруса (мауэрлата). На мауэрлат из доски возводится стропильная система, обрешетка и кровельное покрытие.
Заявляемая деревянная бескаркасная панель обеспечивает высокую скорость строительства объектов, в том числе, за счет уменьшения веса конструкции. Сооружения из деревянных бескаркасных панелей, имеющих высокие теплоизолирующие свойства, обладают высокой прочностью использования панелей в качестве несущей конструкции, не дают усадки, не требуют дополнительного утепления, исключая технологическую операцию монтажа утеплителя и облицовки, за счет чего снижаются сроки и стоимость строительства.