ПРОФИЛИРОВАННЫЙ УТЕПЛЁННЫЙ БРУС С ПОВЫШЕННОЙ ПРОЧНОСТЬЮ

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, но не обеспечивает достаточную прочность при увеличении этажности.
Известен комбинированный клееный брус с поперечным и вертикальным креплением по патенту на полезную модель RU 133159, МПК E04C 3/12, опубл. 10.10.2013. Устройство по RU 133159 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 перечисленные достоинства бруса по RU 133159, при увеличении этажности домов прочность на сжатие тоже может оказаться недостаточной, что снижает область его применения.
Наиболее близким к заявляемому профилированному брусу является профилированный утепленный брус с повышенной прочностью на сжатие по патенту на полезную модель RU 143088, МПК E04C 3/12, опубл. 10.07.2014, который служит прототипом заявляемому брусу.
Профилированный утепленный брус с повышенной прочностью на сжатие по прототипу 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 и концевые части которых закреплены в выемках, выполненных в наружных продольных профилированных ламелях.
Профилированный утепленный брус дополнительно с внутренней стороны каждой наружной продольной ламели содержит слой из склеенных между собой ламелей поперечного распила, а в местах расположения коннекторов - из ламелей продольного распила, причем 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 выполнены Н-образной формы или в виде «ласточкиного хвоста».
Наличие двух слоев ламелей улучшает теплозащитные свойства бруса. Наличие перечных связей в виде коннекторов и применение дополнительных металлических саморезов, закрепляющих ламель продольного распила, в которой крепятся коннекторы, с ламелью наружного слоя повышают прочность конструкции бруса на сжатие и тем самым снижают усадку строительной конструкции.
Задача полезной модели направлена на повышение прочности и влагостойкости бруса с целью расширения области его применения, а также на упрощение технологии сборки при строительстве.
Технический результат заключается в исключении возможности проникания водяных паров внутрь утеплителя и бруса, увеличении теплозащитных свойств конструкции и повышении прочности конструкции бруса и тем самым снижении усадки строительной конструкции.
Технический результат и решение поставленной задачи достигаются следующим образом.
Профилированный утепленный брус с повышенной прочностью, как и прототип, содержит наружные продольные профилированные ламели, на внутреннюю поверхность каждой их которых наклеен упрочняющий влагозащитный слой, утеплитель, расположенный внутри бруса и склеенный с упрочняющими влагозащитными слоями наружных продольных профилированных ламелей, и поперечные связи в виде коннекторов Н-образной формы, установленные сверху бруса. Концевые части коннекторов закреплены в выемках, выполненных в наружных продольных профилированных ламелях.
В отличие от прототипа заявляемый брус дополнительно содержит еще одну продольную профилированную ламель, установленную в центре бруса, выполненную с выемками для коннекторов и склеенную с утеплителем. Коннекторы в местах расположения в дополнительной ламели имеют выступы различных форм, например, прямоугольную или трапециевидную. Отличием является также то, что все коннекторы установлены вертикально, а их центральные и конечные части выступают за пределы верхней поверхности бруса. В нижней части бруса в центральной и наружных продольных профилированных ламелях выполнены выемки, глубина которых соответствует высоте выступающих за пределы бруса частей коннекторов. В отличие от прототипа упрочняющий влагозащитный слой на внутренней поверхности наружных продольных профилированных ламелей выполнен из фанеры.
Все элементы бруса склеены высокопрочным влагонепроницаемым клеем, например марки КЛЕИБЕРИТ ПУР-клей 501. Стенки ламелей пропитаны бактерицидным составом, например раствором медного купороса.
В отличие от прототипа в профилированном утепленном брусе, согласно полезной модели, дополнительно с внутренней стороны каждой наружной продольной ламели содержится не слой из склеенных между собой ламелей поперечного распила, а в местах расположения коннекторов - из ламелей продольного распила, а слой фанеры. Применение фанеры делает конструкцию более влогонепроницаемой (гидрофобной). В отличие от применения ламелей с внутренней стороны продольных наружных ламелей, на которые (хоть и в малых величинах) может оказать влияние влага, применение фанеры исключает и перенос влаги, и изменение собственной формы под действием влаги. Наличие дополнительной ламели в центре бруса повышает прочность бруса. Выступающие части коннекторов и соответствующие им выемки в центральной и наружных продольных профилированных ламелях, выполненных в нижней части бруса, позволяют сделать строительную конструкцию из заявляемого бруса еще более жесткой и крепкой, а также упростить и ускорить процесс сбора конструкции стен.
Полезная модель является новой, поскольку из уровня техники не выявлено конструкций бруса, характеризующихся той же совокупностью существенных признаков, что и заявляемый профилированный утепленный брус.
Сущность полезной модели поясняется чертежами. На фиг. 1 показан поперечный разрез профилированного утепленного бруса. На фиг. 2 - профилированный утепленный брус в поперечном сечении (вид 1-1 фиг. 1).
Утепленный брус, состоит из наружных профилированных продольных ламелей 1, 2, слоев фанеры 3, 4, склеенных высокопрочным влагонепроницаемым клеем с ламелями 1, 2, слоя утеплителя 5 между ними и внутренней продольной ламелью 6. Слои фанеры 3, 4, внутренняя продольная ламель 6 и утеплитель 5 склеены между собой высокопрочным влагонепроницаемым клеем. Стенки ламелей 1, 2, 6 предварительно пропитаны раствором медного купороса. Сверху бруса установлены поперечные связи 7 в виде коннекторов Н-образной формы с дополнительными выступающими частями, которые закреплены в выемках, выполненных в центральной 6 и наружных 1, 2 продольных профилированных ламелях. Расстояние между коннекторами 7 вдоль бруса выбирается в зависимости от необходимых прочностных свойств конструкции.
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, 6 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, фанеры и утеплителя осуществляется высокопрочным влагонепроницаемым клеем, например, марки КЛЕИБЕРИТ ПУР-клей 501. Перед склеиванием, сначала каждый отдельный ламель высушивается и обрабатывается огнебиозащитными, гидрофибизирующими составами, пропитываются бактерицидным составом. Применение широкого слоя утеплителя повышает теплозащитные свойства бруса. Ламели, располагаемые ближе к помещению желательно выполнять из древесины - кедр, т.к. он лучше влияет на микроклимат помещения и на самочувствие человека, ближе к наружному воздуху - из лиственницы, т.к. эта порода древесины обладает уникальными прочностными качествами. Величина теплоизоляционного слоя (утеплителя 5) выбирается исходя из области применения бруса и с учетом нормативных показателей для северных районов с холодным климатом. В утеплителе 5, слоях фанеры 3, 4 и продольных ламелях 1, 2, 6 выполняются поперечные углубления (выемки) сверху и снизу бруса, соответствующие профилю коннектора, в которых и размещаются поперечные связи - коннекторы 7, выполненные из фанеры толщиной 1 см. Подобное расположение коннекторов 7 и соответствующих выемок в нижней части бруса позволит упростить и ускорить процесс сбора конструкции стен.
Наличие поперечных связей в виде коннекторов, концевыми частями заглубленными в ламели 1, 2, а также дополнительное крепление их во внутренней продольной ламели повышает прочность конструкции. К тому же, деревянные конечные части коннекторов, заполняя выемки, восстанавливают целостность ламелей и служит более крепкой связью между брусьями. А наличие на внутренней поверхности наружных ламелей дополнительного слоя из фанеры повышает влагозащитные свойства бруса.