УЗЕЛ СОЕДИНЕНИЯ НАРУЖНЫХ СТЕН

Полезная модель относится к области строительства, и может быть использована при сооружении угловых стыков наружных стен.
Известен узел соединения наружных стен садовых домиков, включающий вертикальную стойку, выполненную из металлического уголкового профиля, металлический каркас и облицовку (см. CS №134368, кл. Е04Н 1/12, 1969).
К недостаткам этого технического решения можно отнести его высокую теплопроводность, что при отсутствии теплозащиты в жаркую погоду вызывает большой внутренний нагрев, а в холодную обеспечивает дискомфортную температуру. Поэтому такая конструкция имеет ограниченное применение и используется только при сооружении летних домиков.
Известен также узел соединения наружных стен, включающий вертикальную стойку, наружную и внутреннюю обшивку стен, скрепленную с вертикальной стойкой (см. RU №2078181, Е04Н 1/02, Е04В 1/348, E04F 10/00, Е04В 2/42, 1997). Это решение также предназначено для сезонного (летнего) проживания (отсутствует теплоизоляционный слой в стенах - они полые, продуваемы, вертикальные элементы фактически являются дерево-металлическими конструкциями. Это исключает возможность использования известного решения в конструкциях зданий, предназначенных для круглогодичного проживания, даже при условии утепления стен.
Задача, на решение которой направлено заявленное решение выражается в обеспечении возможности использования узла соединения наружных стен в зданиях, предназначенных для круглогодичного проживания.
Технический результат - обеспечение высокой прочности и надежности узла соединения. Кроме того, обеспечиваются высокие теплозащитные свойства узла, поскольку в объеме бруса, используемого для его формирования, отсутствуют сквозные мостики холода, образуемые клеевыми швами, скрепляющими ламели составляющие брус. Кроме того, возможность использования составных элементов бруса (ламелей и брусков) позволяет повысить коэффициент использования лесоматериала.
Для решения поставленной задачи, узел соединения наружных стен, включающий вертикальную стойку, наружную и внутреннюю обшивку стен, скрепленную с вертикальной стойкой, отличается тем, что вертикальная стойка выполнена в виде деревянного бруса, клееного из ламелей прямоугольного сечения соединенных между собой по плоскостям и боковым кромкам, при этом поперечному сечению бруса придана прямоугольная форма, при этом, пара ламелей самой большой ширины состыкована друг с другом под прямым углом, так, что кромка одной ламели состыкована с плоскостью другой, причем пара ламелей меньшей ширины аналогично состыкована друг с другом под прямым углом, кроме того, они своими плоскостями размещены в контакте с соответствующими плоскостями предыдущей пары ламелей, при этом, количество пар ламелей состыкованных под прямым углом друг к другу не менее двух, кроме того, углубление, остающееся в паре состыкованных под прямым углом друг к другу ламелей наименьшей ширины заполнено, дополнительной ламелью, предпочтительно сформированной из двух брусков, причем, свободные плоскости всех состыкованных ламелей не выступают за контуры сечения бруса, кроме того, стыки ламелей друг с другом усилены посредством шурупов, закручиваемых с поверхности бруса, кроме того, по меньшей мере кромка ламели наибольшей ширины, стыкуемая с соответствующей плоскостью аналогичной ламели всей своей длине снабжена пазом, в котором размещен теплоизоляционный вкладыш, кроме того, детали наружной и внутренней обшивки закреплены на деревянной обрешетке, причем крайние вертикальные элементы обрешетки, обеспечивающей закрепление деталей наружной обшивки, выполненных из влагостойкого материала, скреплены заподлицо с соответствующими гранями вертикальной стойки, при этом вертикальными кромками наружной обшивки закрыты соответствующие грани вертикальной стойки, кроме того, крайние вертикальные элементы обрешетки, обеспечивающей закрепление деталей внутренней обшивки закреплены на обращенных внутрь здания гранях вертикальной стойки на расстоянии от наружных граней бруса, соответствующих заданной толщине стены, за вычетом толщины внутренней обшивки кроме того, пространство между наружной и внутренней обшивкой стены заполнено теплоизоляционным материалом. Кроме того, наружная обшивка стены выполнена из ориентированно-стружечной плиты, высокой водостойкости, а внутренняя обшивка выполнена из гипсо-картона. Кроме того, стык наружной обшивки сопрягающихся стен защищен угловой накладкой.
Сопоставительный анализ признаков заявленного решения с признаками прототипа и аналогов свидетельствует о соответствии заявленного решения критерию "новизна".
Результаты поиска показали, что заявленная полезная модель не вытекает для специалиста явным образом из известного уровня техники, поскольку из уровня техники, определенного заявителем, не выявлено влияние предусматриваемых существенными признаками заявленного технического решения, что обеспечивает положительную реакцию на решение технической задачи - обеспечение возможности использования узла соединения наружных стен в зданиях, предназначенных для круглогодичного проживания.
На фиг.1 показан поперечный разрез бруса, используемого в качестве вертикальной стойки; на фиг.2 показан поперечный разрез узла соединения наружных стен.
На чертежах показаны пара ламелей 1 и 2 самой большой ширины, с кромками 3 и плоскостями 4, пара ламелей 5 и 6 меньшей ширины, с кромками 7 и плоскостями 8, дополнительная ламель 9, бруски 10, шурупы 11, паз 12, теплоизоляционный вкладыш 13, кроме того, показаны крайние вертикальные элементы 14 обрешетки, обеспечивающей закрепление деталей наружной обшивки 15, крайние вертикальные элементы 16 обрешетки, обеспечивающей закрепление деталей внутренней обшивки 17, теплоизоляция 18, вертикальная стойка 19 (брус), угловая накладка 20.
Бруски 10 имеют сечение в форме квадрата (50×50 мм), ламели 5 и 6 имеют прямоугольное сечение (50×100 мм), у которого толщина вдвое меньше ширины (и соответствует размерам одной стороны бруска 10). Толщина ламелей 1 и 2 соответствует толщине ламелей 5 и 6, а их толщина в полтора раза больше ширины ламелей 5 и 6 (50×150 мм). Уменьшение толщины ламелей нежелательно в связи с необходимостью обеспечения возможности их скрепления шурупами 11.
Если вместо брусков 10 используют одну дополнительную ламель 9, то ее размеры соответствуют размерам ламелей 5 и 6.
Брус, используемый в качестве вертикальной стойки 19, изготовляют из древесины хвойных пород. Качество древесины по нормам должно соответствовать DIN 68360 или ГОСТ 8486-86.
Сращивание на зубчатый шип, допускается для всех конструкционных элементов бруса и производится согласно DIN 68140-1 или ГОСТ 19414-90. Требования к точности изготовления бруса и отдельных его деталей соответствуют требованиям регламентирующим производство клееных брусьев известной конструкции (предельные отклонения от номинальных размеров изделий не должны быть более 2 мм (по длине) и 1,5 мм (по ширине и толщине); отклонение от перпендикулярности сторон не должно быть более 1 мм на участке длиной 1 м; отклонение от плоскостности (покоробленность) не должно быть более 1,3 мм на 1 м длины; отклонение от прямолинейности кромки бруса по длине на 1 м длины не должно быть более 1,5 мм.
В сечении бруса пара ламелей самой большой ширины (1 и 2) состыкована друг с другом под прямым углом, так, что кромка 3 ламели 1 состыкована с плоскостью 4 ламели 2, причем пара ламелей меньшей ширины (5 и 6) аналогично состыкована друг с другом под прямым углом, ламели 5 и 6 своими плоскостями 8 размещены в контакте с плоскостями 4 предыдущей пары ламелей (ламель 6, также контактирует своей кромкой 7 с обращенной к ней поверхностью 4 ламели 1). Количество пар ламелей состыкованных под прямым углом друг к другу не менее двух и задается требуемыми заказчиком размерами поперечного сечения бруса.
Свободные плоскости всех состыкованных ламелей 1, 2, 5, 6 и 9 (или брусков 10) не выступают за контуры сечения бруса. Стыки ламелей 1 и 2 и 5 и 6 друг с другом усилены посредством шурупов 11. Кромка ламели 1 наибольшей ширины, стыкуемая с плоскостью 4 ламели 2 всей своей длине снабжена пазом 12, в котором размещен теплоизоляционный вкладыш 13 (например, полиуретановый). При этом паз 12, предпочтительно выполнен снятием фаски с соответствующего ребра сечения ламели 1, что позволяет минимизировать число ламелей подвергаемых этой операции. Шурупы 11 введены с поверхностей ламелей, с пересечением их толщины, при этом концы шурупов 11 введены в стыкуемые с ними ламели через их кромки и зафиксированы в объеме этих ламелей (например, один из шурупов 11, закручен с поверхности 4 ламели 2, с пресечением ее толщины и, далее, через кромку 3 ламели 1 введен в ее объем).
Брус состоит из строганных ламелей и брусков, склеенных по толщине и по ширине на гладкую фугу и изготавливается следующим образом.
Известным образом, с использованием известного оборудования проводят заготовку распиловку и сушку древесины (влажность древесины при изготовлении бруса должна быть 10+2%). После чего формируют ламели 1,2, 5,6 и 9 (или брусков 10), при этом, подгоняют их форму поперечного сечения, ширину и гладкость поверхности до заданной (обговаривается с заказчиком, как параметр, определяющий сечение бруса или принимается в соответствии с типоразмером, принятым на предприятии), при этом параметры шероховатости поверхности Rmax по ГОСТ 7016 не должны быть более 0,2 мм. Ширина всех ламелей, по склеиваемым поверхностям, принимается в соответствии с вышесказанным.
Подготовленные таким образом ламели и бруски контролируют на влажность (разница во влажности между склеиваемыми ламелями не должна превышать 2%), после чего известным образом осуществляют формирование клеющего слоя (при склеивании бруса используют клей не содержащий формальдегид, класса водостойкости D4++ фирмы AKZO NOBEL по качеству соответствующий нормам DIN 68602, или его аналоги соответствующей водостойкости, отвечающие нормам ГОСТ 15613.1 и ГОСТ 17005-82).
Далее (если в конструкции бруса не используют сплошные дополнительные ламели 9) формируют начальную часть бруса (известным образом склеивают друг с другом бруски 10 и дополнительно их друг с другом шурупами 11 через 25-40 см. Параллельно готовят «уголковые профили» из скрепленных под прямым углом ламелей 1 и 2, а также ламелей 5 и 6 (кромку 3 ламели 1 смазывают клеем и стыкуют с плоскостью 4 ламели 2, а кромку 7 ламели 5 смазывают клеем и стыкуют с плоскостью 8 ламели 6, при этом шурупы 11 закручивают со стороны плоскости 4 ламели 2 через кромку 3 ламели 1 в ее объем, причем перед закручиванием их смазывают клеем).
Далее, ведут «сборку» бруса, при этом, на стыкуемые поверхности «заготовок» бруса наносят клей и размещают их заданным образом, т.е. дополнительную ламель 9 приклеивают к обращенным к нему поверхностям «уголкового профиля» сформированного из ламелей 5 и 6, а также скрепляют с ним шурупами 11, а тот, в свою очередь, приклеивают к обращенным к нему поверхностям «уголкового профиля» сформированного из ламелей 1 и 2 (после установки теплоизоляционного вкладыша 13), а также скрепляют с ним шурупами 11. Далее прикладывают к соответствующим поверхностям бруса сжимающие усилия (используя прессы известной конструкции) и выдерживают так до отвержения клея.
После зачистки боковых поверхностей сформированного бруса готовые изделия упаковывают и отправляют потребителю.
Таким образом, брус, используемый в качестве вертикальной стойки, представляет из себя стержневую конструкцию, в которой отдельные ее продольные области работают совместно, независимо от направлений приложения нагрузки. При этом теплоизоляционный вкладыш 13 «отсекает» путь передачи холода по клеевым стыкам ламелей друг с другом. Поскольку шурупы 11 точечно распределены по длине бруса и внедрены только на часть их глубины (порядка половины ширины сечения бруса, они также не могут работать в качестве мостиков холода.
Наружная обшивка 15 стены выполнена известным образом из ориентированно-стружечной плиты, высокой водостойкости (желательно, из OSB-4, используемой при изготовлении конструкций, несущих значительную механическую нагрузку в условиях повышенной влажности). Внутренняя обшивка 17 выполнена известным образом из листов гипсо-картона (ГВЛ). Обшивка зафиксирована на соответствующей обрешетке выполненной известным образом, при этом крайние вертикальные элементы 14 обрешетки, обеспечивающей закрепление деталей наружной обшивки 15 скреплены заподлицо с соответствующими гранями бруса, используемого в качестве вертикальной стойки 19, кроме того, крайние вертикальные элементы 16 обрешетки, обеспечивающей закрепление деталей внутренней обшивки 17 закреплены на обращенных внутрь здания гранях вертикальной стойки 19, на расстоянии от наружных граней бруса, соответствующих заданной толщине стены, за вычетом толщины внутренней обшивки 17. При этом вертикальными кромками наружной обшивки 15 закрыты соответствующие грани вертикальной стойки 19.
Заявленный узел соединения наружных стен формируют следующим образом.
От цельного бруса отрезают участок, длина которого соответствует проектной длине стойки 19. Далее стойку 19 закрепляют известным образом в вертикальном положении. Далее скрепляют (шурупами-саморезами - на чертежах не показаны) крайние вертикальные элементы 14 и 16 обрешеток, обеспечивающих возможность закрепления, соответственно наружной 15 и внутренней обшивки 17. Далее, на обрешетках, жестко скрепленных с вертикальными стойками 19 закрепляют известным образом детали наружной 15 и внутренней 17 обшивки. Кроме того, стык наружной обшивки 15 сопрягающихся стен защищают угловой накладкой 20, выполненной, например из пластика.
После этого заполняют полость между наружной 15 и внутренней 17 обшивкой теплоизоляцией 18, предпочтительно, вспенивающимся теплоизолирующим материалом на основе пенополиуретанов и других.
После отвержения пены обеспечиваются высокие теплоизоляционные характеристики стены. При этом теплоизоляционные характеристики вертикальной стойки обеспечиваются хорошими теплоизоляционными характеристиками бруса, из которого она изготовлена. Кроме того, вертикальные стойки, имеющие повышенные прочностные характеристики, обеспечивают хорошие прочностные характеристики стены и здания в целом.