ДЕРЕВЯННЫЙ БЛОК И СПОСОБ УКЛАДКИ НАРУЖНЫХ СТЕН
WOODEN BLOCK AND METHOD OF EXTERNAL WALLS LAYING

Изобретение относится к строительным конструкциям для сооружения отдельных частей зданий, состоящих из деревянных блоков.
Известен элемент деревянной конструкции для каркасного домостроения, представляющий собой сборку, выполненную не менее чем из двух досок либо брусьев, где на длинных гранях одной из досок - с одной, либо с двух сторон, а на брусе - с одной, либо двух, либо трех, либо четырех сторон имеются шипы, а на стыкуемых с ними досках или брусьях - пазы, сопрягающиеся с вышеуказанными шипами, при этом в местах контактов шипов и пазов имеется клеевое соединение (Пат. РФ №63390, МПК Е04С 1/00, опубл. 2007 г.).
Недостатком является сложность изготовления.
Известно соединение по длине торцевых отрезков бревен и брусьев, содержащее на торцах соединяемых отрезков стыковочные поверхности в виде зубчатого шипового соединения, выполненные с возможностью их стыковки на клею, на наружных продольных поверхностях стыкуемых отрезков сформированы продольные пазы, в которые вставлены на клею деревянные шпонки, имеющие ту же форму, что и продольные пазы (пат. РФ №144138, МПК В27С 5/00, опубл. 2014 г.).
Недостатком является сложность изготовления.
Известен строительный элемент, состоящий из деревянной основы, представляющей собой расположенные на равном расстоянии друг от друга две продольные детали основы, соединенные между собой поперечными перегородками и скрепленные при помощи клея и саморезов (пат. РФ №173883, МПК Е04С 3/12, опубл. 2017 г.).
Недостатком является необходимость в наполнителе.
Наиболее близким к заявляемому является деревянный строительный блок, содержащий две боковые секции прямоугольной формы, выровненные по отношению друг к другу по длине и высоте, и установленную между ними среднюю секцию прямоугольной формы одинаковой длины, причем средняя секция смещена относительно боковых секций, каждая из двух боковых секций выполнена из трех вертикально склеенных друг с другом продольной стороной брусков, средняя секция выполнена из двух склеенных друг с другом продольной стороной брусков, имеющих одинаковую длину, а секции соединены таким образом, что средняя секция смещена по отношению к боковым секциям как по вертикали, так и по горизонтали, с формированием паза снизу блока и выступа и паза с торцов блока (пат. РФ №2587215, МПК Е04В 1/10, Е04В 2/70, опубл. 2016).
Недостатком является большая трудоемкость изготовления, ограниченность использования при строительстве домов и ненадежность дополнительных элементов крепления.
Известен способ укладки стены деревянного строения, включающий порядное расположение деревянных клееных строительных элементов, причем в каждом ряду их укладку осуществляют, совмещая торцевые пазы одного элемента с торцевыми выступами другого, а каждый последующий ряд укладывают, совмещая пазы и выступы на нижней стороне элементов с выступами и пазами на верхней стороне элементов предыдущего ряда, причем элементы от ряда к ряду укладывают в шахматном порядке, смещая элементы каждого последующего ряда относительно элементов предыдущего ровно на половину длины элемента до совмещения сквозных каналов в них, и фиксируют между собой деревянными крепежными элементами в виде шкантов или шпонок (пат. РФ №2587215, МПК Е04В 1/10, Е04В 2/70, опубл. 2016).
Недостатком является неустойчивость сооружения.
Технической задачей является создание малогабаритных легких и простых в изготовлении надежных строительных элементов из древесины.
Техническая задача достигается тем, что в деревянном блоке для наружных стен, содержащем две боковые секции прямоугольной формы, выровненные по отношению друг к другу по длине и высоте, и установленную между ними среднюю секцию прямоугольной формы одинаковой длины, причем средняя секция смещена относительно боковых секций, каждая из двух боковых секций выполнена из трех вертикально склеенных друг с другом продольной стороной брусков, средняя секция выполнена из двух склеенных друг с другом продольной стороной брусков, имеющих одинаковую длину, а секции соединены таким образом, что средняя секция смещена по отношению к боковым секциям как по вертикали, так и по горизонтали, с формированием паза снизу блока и выступа и паза с торцов блока, все бруски имеют одинаковое квадратное сечение и одинаковую длину, равную высоте боковой секции, средняя секция смещена по отношению к боковым секциям с формированием двух горизонтальных пазов сверху и снизу блока, равных по глубине половине стороны сечения бруска, и выступа и паза с торцов блока, равных по глубине половине стороны сечения бруска. Способ укладки наружных стен из деревянных блоков характеризуется порядным расположением деревянных блоков, при этом в каждом ряду их укладку осуществляют, совмещая торцевые пазы одного блока с торцевыми выступами другого, с креплением на фундаменте строения деревянного бруса, равного по высоте половине стороны сечения бруска блока, установкой на образовавшийся выступ нижними горизонтальными пазами блоков с совмещением торцевого вертикального выступа предыдущего блока с торцевым вертикальным пазом последующего блока, затем после установки первого ряда блоков по длине стены в образовавшийся общий верхний горизонтальный паз вкладывают равный по сечению брусков блока соединительный брус, который образует выступ для установки следующего ряда блоков.
Технический результат заключается в упрощении технологии изготовления, снижении веса, повышении надежности строительной конструкции, уменьшении габаритов строительных элементов, что облегчает транспортировку и сборку конструкций и упрощает процесс сборки наружных стен домов.
Устройство деревянного блока и способ укладки наружных стен поясняются следующими чертежами.
На фиг. 1 представлены деревянный блок и его детали; на фиг. 2 - фрагмент сборки деревянных блоков.
Из распиленного на восемь равных по длине брусков деревянного бруса 1 квадратного сечения (фиг. 1), высушенного в заводских условиях до нормативной влажности, изготовлены две боковые секции 2 из трех брусков и одна средняя секция 3 из двух брусков. Бруски в каждой из секций 2 и 3 установлены друг на друга по высоте продольной стороной и скреплены с помощью клея. Все три секции 2 и 3 объединены в один блок 4 таким образом, что секция 3 находится между двумя секциями 2, при этом секция 3 смещена по отношению к боковым секциям 2 как по вертикали, так и по горизонтали. Секция 3 по вертикали установлена так, что ее продольная ось совпадает с продольными осями секций 2. Поскольку секция 3 по своей высоте меньше высоты секций 2 на высоту стороны одного бруска, то при совмещении продольных осей всех трех секций в блоке 4 образуются два горизонтальных паза сверху и снизу блока 4, равные по глубине половине стороны квадрата сечения бруска 1. Средняя секция 3 смещена дополнительно по горизонтали по отношению к боковым секциям 2 с образованием с одного торца блока выступа, а с другого торца - паза. Высота выступа и глубина паза также должны быть равны половине стороны квадратного сечения бруска. При таком расположении секций 2 и 3 относительно друг друга внутри блока 4 образуются два горизонтальных паза (верхний и нижний) и один вертикальный торцевой выступ, а также один вертикальный паз, что является принципиальной основой конструкции деревянного блока 4. Это позволяет придать блоку геометрическую форму куба, отличающуюся от применяющейся на практике формы.
Сборку наружной стены из готовых блоков 4 (фиг. 2) начинают с крепления на фундаменте дома деревянного бруса 5, по высоте равного половине стороны квадрата бруса 1, принятого в качестве исходного материала для изготовления секций блока 4. После установки бруса 5 на образовавшийся выступ ставят нижним горизонтальным пазом первый блок 4 и впритык к нему следующие такие же блоки. Каждый последующий блок 4 при этом соединяют с уже установленным блоком 4 путем совмещения собственного вертикального выступа с вертикальным пазом предыдущего блока 4, образовывая таким образом по верху общий горизонтальный паз, в который вкладывают соединительный брус 6 квадратного сечения. Поскольку образовавшийся паз по глубине меньше высоты бруса 6 ровно на половину, то сверху блоков 4 первого ряда образуется выступ, равный по высоте половине стороны квадрата соединительного бруса 6. На этот выступ, в свою очередь, устанавливают аналогичным образом следующий ряд блоков 4 и так продолжают по всей высоте и длине стены. Концы соединительных брусов 6 крепят, например, к вертикальным стоякам по высоте проемов окон и дверей (на рисунке не показано). Конструкция стенового блока 4 позволяет поворачивать его на 180° при установке на соединительный брус 6.
С целью определения оптимальных габаритов воспользуемся техническими критериями, которые соответствуют функциональному назначению деревянного блока как малогабаритного строительного материала для наружных стен домов. При расчетах наружных ограждений такими критериями являются базовые величины требуемого сопротивления теплопередачи ограждающих конструкций (Rтр) и теплопроводность используемого материала (λ). Как известно, оба критерия регламентируются СНиП23-02-2003 «Тепловая защита зданий» и позволяют определить толщину деревянного блока через зависимость δ=Rтр⋅λ (см). В результате проведенных расчетов применительно к климатическим условиям г. Орла установлено, что толщина деревянного, например, соснового блока должна быть не менее 24 см. Поскольку блок составлен из трех брусков квадратного сечения, то размеры одного бруска по сечению должны составлять 8×8 см. При этом высота блока будет равной 24 см.
3
Для определения длины блока воспользуемся нормой по ограничению веса штучных изделий в 10 кг при ручных работах. При таком весе деревянный блок должен иметь объем 0,0017 м или при известном поперечном сечении 24×24 см иметь длину 30 см. С целью унификации размеров блока принимаем его длину равной также 24 см. Это позволяет придать блоку геометрическую форму куба, отличающуюся от применяющейся на практике формы.
Аналогичные расчеты для других климатических зон показывают, что размеры деревянного блока в виде куба отличаются незначительно. Так для северных районов достаточно сделать блок размером 27×27×27 см, а для южных районов достаточно 21×21×21 см.
2
Если сравнить по весу 1 м стены из деревянного блока и такой же стены из кирпича, то стена из блоков будет легче кирпичной в 10 раз.
Это кардинально упрощает проблему доставки строительных материалов в труднодоступные районы, да и сам процесс сборки жилых домов из готовых деревянных блоков можно вести без привлечения квалифицированных кадров, что значительно ускоряет строительство домов.
Кроме того, упрощается и технология огнезащитной обработки деревянных блоков, которые можно пропитывать соответствующим раствором с помощью кисти или пульверизатора.