КЛЕЕНЫЙ СТРОИТЕЛЬНЫЙ БРУС

Полезная модель относится к строительству и может быть использована при изготовлении деревянных клееных брусьев, используемых для различных строительных конструкций.
Известен строительный брус, изготавливаемый из бревна путем его выпиловки из центральной части бревна, при этом одновременно получаются сегментные деревянные элементы, которые как правило не находят должного применения. (Патент США N 4143692, опуб. 13.03.79).
Недостатками известного технического решения являются высокая древесиноемкость, энергоемкость и трудоемкость процесса его изготовления, а также - низкий объем использования древесины пиловочника.
Известен клееный строительный брус, включающий верхнюю, нижнюю и боковые лицевые пласти, выполненные из пиломатериалов и размещенный в его внутренней полости сформированный пакет фрезерованных досок, смещенных относительно друг друга с образованием пазов на одной стороне и выступов - на другой стороне и зафиксированных между собой клеем и запрессовкой. (Патент RU 2381338, опуб. 10.02. 2008 - прототип).
Недостатками известного технического решения являются высокая древесиноемкость из-за использования большого количества древесины, в качестве которой используется деловая древесина, трудоемкость процесса изготовления из-за необходимости фрезерования досок с выступами и сложного формирования из них пакета, низкие теплоизоляционные и акустические свойства бруса. Следует отметить, что при формировании монтажных соединений бруса, а именно, соединительных пазов и гребней осуществляют вырезку участков бруса, при которой открывается его внутренняя структура, что влечет снижение акустических и теплоизоляционных свойств.
Техническая задача полезной модели состоит в повышении эффективности конструкции бруса путем снижения древесиноемкости бруса за счет уменьшения использования древесины, в частности использования деловой древесины, а также за счет использования тонких пиломатериалов толщиной 16 и 19 мм, выпиливаемых из сбеговой части пиловочных бревен (как правило не имеющих применения) и склеенных по пласти и по кромке, а также за счет повышения акустических и теплоизоляционных свойств бруса и снижения трудоемкости процесса изготовления бруса.
Поставленная цель достигается тем, что в клееном строительном брусе, включающем верхнюю, нижнюю и боковые лицевые пласти, выполненные из пиломатериалов, - его внутренняя полость снабжена системой равномерно расположенных в ней каналов для размещения в них изоляциионого заполнителя, образованных изготовленными из тонких пиломатериалов длинномерными ламелями, уложенными относительно друг друга по высоте бруса с зазором, образованным брусками жесткости, при этом участки, предназначенные для формирования монтажных соединений бруса, снабжены изготовленными из тонких пиломатериалов короткомерными ламелями, размещенными между длинномерными ламелями с образованием монолитных клееных элементов, причем все соединения зафиксированы с помощью клея и запрессованы.
Полезная модель имеет следующие отличия от прототипа:
- внутренняя полость бруса снабжена системой равномерно расположенных в ней каналов для размещения в них изоляционного заполнителя;
- каналы образованы изготовленными из тонких пиломатериалов длинномерными ламелями, уложенными относительно друг друга по высоте бруса с зазором, образованным брусками жесткости;
- участки, предназначенные для формирования монтажных соединений бруса, снабжены изготовленными из тонких пиломатериалов короткомерными ламелями размещенными между длинномерными ламелями с образованием монолитных клееных элементов;
- все соединения зафиксированы с помощью клея и запрессованы.
Это позволит повысить эффективность конструкции бруса путем снижения древесиноемкости бруса за счет уменьшения использования древесины, в частности использования деловой древесины, а также за счет использования тонких пиломатериалов толщиной 16 и 19 мм, выпиливаемых из сбеговой части пиловочных бревен (как правило не имеющих применения) и склеенных по пласти и по кромке, повысить акустические и теплоизоляционные свойства бруса, снизить трудоемкость процесса изготовления бруса.
В просмотренном нами патентно-информационном фонде не обнаружено технических решений с заявленной совокупностью признаков.
Заявленное техническое решение применимо и будет внедрено в отрасли в 2011 г.
На фиг.1 изображена схема клееного строительного бруса, продольный разрез;
На фиг.2 - то же, разрез по А-А на фиг.1;
На фиг.3 - то же, разрез по Б-Б на фиг.1;
На фиг 4 изображена схема сборки бруса на первом этапе, продольный разрез;
На фиг.5 изображена схема сборки бруса с заполнителем;
Нафиг.6 изображена схема склеивания бруса.
Клееный строительный брус 1 включает верхнюю 2, нижнюю 3 и боковые 4 и 5 лицевые пласти, выполненные из пиломатериалов 6. Внутренняя полость бруса 1 снабжена системой 7 равномерно расположенных в ней каналов 8 для размещения в них изоляционного заполнителя 9, образованных изготовленными из тонких пиломатериалов длинномерными ламелями 10, уложенными относительно друг друга по высоте бруса с зазором 11, образованным брусками 12 жесткости, при этом участки 13 и 14, предназначенные для формирования монтажных соединений бруса соответственно под «лапы» и «чашки», снабжены изготовленными из тонких пиломатериалов короткомерными ламелями 15, размещенными между длинномерными ламелями 10 с образованием монолитных клееных элементов 16 и 17, причем все соединения зафиксированы с помощью клея и запрессованы.
Клееный строительный брус изготавливают следующим образом.
Выпиливают пиломатериалы, в том числе и тонкие обрезные пиломатериалы, а также тонкие обрезные короткие пиломатериалы из сбеговой части пиловочных бревен. После выпиловки пиломатериалы высушивают до требуемой влажности, которая определяется условиями эксплуатации и требованиями производителей клеев. При необходимости из пиломатериалов выпиливают пороки и (или) производят их сращивание по длине и ширине для получения ламелей требуемого сечения и длины. Для обеспечения прочности склеивания осуществляют технологическую выдержку, продолжительность которой определяется свойствами связующего. После этого проводят фрезерование пиломатериалов и их сортировку по направлению волокон древесины.
Брус формируют в два этапа.
На первом этапе (фиг.4) на ламель для лицевой нижней пласти 3 бруса (имеющую длину и ширину равную размерам готового бруса) наносят клей и укладывают ее в сборочное устройство, установленное в прессе; на нее укладывают бруски жесткости 12 через каждый метр длины, причем на ее участках 13 и 14, предназначенных для формирования монтажных соединений бруса соответственно под «лапы» и «чашки» укладывают изготовленные из тонких пиломатериалов короткомерные ламели 15 с нанесенным на них клеем. Далее на них укладывают, изготовленную из тонких пиломатериалов длинномерную ламель 10 (имеющую длину и ширину равную размерам готового бруса) с нанесенным на нее клеем. Далее на нее укладывают бруски жесткости 12 через каждый метр длины, причем на ее участках 13 и 14, предназначенных для формирования монтажных соединений бруса соответственно под «лапы» и «чашки» укладывают изготовленные из тонких пиломатериалов короткомерные ламели 15 с нанесенным на них клеем.
Процесс повторяют до достижения требуемой высоты бруса, на который сверху укладывают лицевую ламель для верхней пласти 2 бруса без нанесения клея. После сборки заготовки бруса осуществляют ее прессование и технологическую выдержку для достижения требуемой прочности клеевых соединений. Высота брусков жесткости 12 и короткомерных ламелей 15 может варьироваться в пределах 10-20 мм для обеспечения требуемых размеров бруса. Следует отметить, что короткомерные ламели 15 размещены между длинномерными ламелями 10, образуя на участках 13 и 14, предназначенных для формирования монтажных соединений бруса соответственно под « лапы» и «чашки», монолитные клееные элементы, что обеспечивает целостность структуры бруса, высокую прочность при соединении брусьев друг с другом и сохранение акустических и теплоизоляционных свойств.
Далее полученные заготовки фрезеруют по кромкам и размещают во втором сборочном прессе с поворотом вокруг оси на 90°. Заготовки укладывают на лицевую ламель для боковой пласти 4 бруса (имеющую длину и ширину равную размерам готового бруса), на которую предварительно наносят клей, а в пустотах размещают заполнитель (фиг.5), который может быть выполнен в виде минеральной ваты, а также смешанных со связующим сухих стружек, опилок и т.д. После этого на заготовку накладывают лицевую ламель для боковой пласти 5 бруса (имеющую длину и ширину равными размерам готового бруса) на которую предварительно наносят клей и склеивают готовое изделие (фиг.6).
После технологической выдержки, необходимой для достижения требуемой прочности клеевого соединения, на участках 13 и 14 монтажного соединения брусьев между собой фрезеруют «чашки» и «лапы», брус маркируют и упаковывают.
Предпочтительным является набор ламелей, обеспечивающий разнонаправленное расположение волокон древесины в смежных ламелях, для снижения влияния анизотропии древесины под влиянием влажности при эксплуатации бруса. Наибольшая прочность конструкции достигается при использовании древесины с радиальным направлением волокон.
Ширина ламелей, размещенных во внутренней полости бруса зависит от используемой породы древесины и определяется ее физико-механическими характеристиками.
Ширина бруса обусловлена климатическими условиями и может изменяться. На широте г.Санкт-Петербурга, характеризующейся следующими показателями: среднемесячной относительной влажностью в июле более 75%, средней скоростью ветра за три зимних месяца - более 5 м/с, температурой наиболее холодной пятидневки - 25°C (см. Строительная теплотехника, СНиП 11-3-79, Госстрой России, 1998) ширина бруса находится в диапазоне от 100 (при использовании утеплителей, например в виде минеральной ваты) до 250 мм для обеспечения нормальной комнатной температуры на уровне 20°C.
Для соединения клееных элементов между собой по пласти, на них могут быть выполнены соединительные элементы в виде шпунта и гребня, либо создан профиль допускающий прокладку в нем дополнительного утеплителя.
По высоте строительный элемент (брус) состоит из по крайней мере трех слоев древесины, с проложенными между ними брусками жесткости и наполнителем из изоляционного материала, и может быть высотой от 68 мм, в зависимости от архитектурно-строительных требований к сооружению.
Продолжительность склеивания и давление прессования определяется типом используемого связующего.
Таким образом, полезная модель позволит повысить эффективность конструкции бруса путем снижения древесиноемкости бруса за счет уменьшения использования древесины, в частности использования деловой древесины, а также за счет использования тонких пиломатериалов толщиной 16 и 19 мм, выпиливаемых из сбеговой части пиловочных бревен (как правило не имеющих применения) и склеенных по пласти и по кромке, повысить акустические и теплоизоляционные свойства бруса, снизить трудоемкость процесса изготовления бруса.
Использование тонких пиломатериалов толщиной 16 и 19 мм, выпиливаемых из сбеговой части пиловочных бревен, как правило не имеющих применения и превращаемых в технологическую щепу, повышает объемный выход пилопродукции и, следовательно, повышает рентабельность процесса лесопиления.