ЭЛИТНЫЙ ПРОФИЛИРОВАННЫЙ КОМПОЗИЦИОННЫЙ БРУС С БОКОВОЙ ОБЛИЦОВКОЙ

Полезная модель относится к строительной и деревообрабатывающей отрасли, в частности к элементам строительных деревянных конструкций, а именно к конструкциям деревянных профилированных брусьев, используемых для возведения стен экологических деревянных домов и других построек.
В настоящем предложении термин «профилированный брус» используется в толковании пиленого или тесаного сплошного или клееного пакета из пиломатериалов, длина которого значительно превосходит два остальных измерения, а поперечное сечение может отображать фигурные обводы внешней поверхности и внутренних пустот.
Главная проблема экологических построек из бруса, как для строений временного сезонного проживания со стенами из сплошного бруса толщиной 80-150 мм, так и для постоянного проживания со стенами из бруса толщиной 150-260 мм, заключается в неравномерной и значительной, до 4%, усадкой и широкими, до 5 мм, и глубокими, до 40 мм и более продольными трещинами внешних поверхностей. Все это у брусьев снижает прочность и эксплуатационные характеристики, такие как, сопротивление теплопередаче, долговечность, сохранность внешнего вида и другие.
Известен клееный деревянный брус (Пат. РФ №2344247, опубл. 20.01.2009), включающий пластины, клеевые прослойки между пластинами и армирующие прокладки из сетки, размещенные в клеевых прослойках, непрерывно по всей длине бруса с выступающими краями, для сцепления с утеплителем.
Такая конструкция клееного бруса повышает прочность, эксплуатационную стойкость и долговечность конструкции, но снижает сопротивление теплопередаче и изначально предназначается под использование утеплителей, а также практически, при вертикальном расположении поперечных деревянных пластин, не уменьшает усадки, усложняет технологию изготовления, снижает экологическую составляющую деревянного бруса и увеличивает стоимость.
Известен композиционный деревянный брус (Пат. РФ №2357054, опубл. 27.05.2009), составленный из трех брусьев, у которых кромки пластин одного входят в пазы на широкой стороне пластин двух других, а каждый из составных брусьев выполнен из склеенных пластин, соединенных в паз и гребень с армирующими прокладками в клеевых прослойках.
Такая конструкция композиционного деревянного бруса сокращает расход древесины на изготовление брусьев, практически с сохранением прочности на изгиб, но позволяет использование таких конструкций только в качестве балок, так как при использовании для устройства стен требует дополнительной внутренней и наружной усложненной отделки.
Наиболее близким к предложенному элитному профилированному композиционному брусу с боковой облицовкой по технической сущности и достигаемому результату является профилированный деревянный брус, выбранный в качестве прототипа (Пат. РФ №2280742, опубл. 27.07.2006). Его конструкция представляет собой монолитный брус прямоугольного сечения с гребнем на верхней грани и пазом в нижней грани с клеем прикрепленными к боковым поверхностям облицовочными досками, предварительно обжатыми, только с целью исключения возникновения усадочных трещин на боковых поверхностях и уменьшения искривления бруса в процессе высыхания древесины. С целью улучшения декоративных и эксплуатационных качеств облицовочные доски могут быть выполнены из древесины другой породы. Кроме этого, с целью улучшения тепло-звукоизолирующих свойств, между соединяемыми поверхностями бруса и облицовочной доски может находиться слой тепло-звукоизолирующего материала типа пенополистирола или пенополиуретана, который может выполнять функции клеевого скрепляющего слоя, либо прикрепляться к соединенным поверхностям бруса и облицовочной доске при помощи клеевых слоев.
Основным недостатком данного профилированного деревянного бруса является практически полное исключение основных экологических свойств деревянного бруса не менее чем двойным использованием сплошных клеевых слоев боковых поверхностей и возможным применением для тепло-звукоизоляции синтетического материала типа пенополистирола или пенополиуретана, снижающих эффект «дышащих» стен. Кроме этого клеем прикрепленные к боковым поверхностям бруса облицовочные доски, препятствующие образованию трещин, не уменьшают величину усадки стен и практически не увеличивают эксплуатационную долговечность строений, из-за соизмеримых, по стойкости, облицовочных материалов и материала самого бруса и возможных отслоений внешних облицовочных досок, постоянно находящихся под воздействием неблагоприятной среды.
Технический результат, достигаемый настоящим предложением, состоит в повышении конструктивной прочности, эксплуатационной стойкости, долговечности, увеличении сопротивления теплопередачи и улучшении декоративных качеств деревянных брусьев для возведения стен экологических деревянных домов и других построек, расширяющих потребительские свойства. Это решает проблему как внешней, так и внутренней отделки, дополнительного устройства теплоизоляции стен.
Указанный технический результат достигается тем, что в элитном профилированном композиционном брусе с боковой облицовкой в боковых гранях сплошного деревянного бруса выполнены продольные выемки фигурного сечения для крепления и размещения отделочных упрочняющих вставок и теплоизоляционных материалов.
Кроме этого, в предложенном брусе закрепленные вклейкой в боковые грани сплошного деревянного бруса вставки могут быть выполнены из пиломатериалов, таких как доски, древесины других пород, чем брус, в виде продольных элементов с поперечным размещением волокон или склеенным набором, с вертикальным размещением волокон.
Кроме этого, в предложенном брусе закрепленные вклейкой в боковые грани сплошного деревянного бруса вставки для ориентации внутрь помещения могут быть выполнены из многослойной фанеры с продольным или поперечным размещением волокон шпона внешней поверхности, а для ориентации наружу, выполнены из древесины других пород повышенной прочности.
Кроме этого, в предложенном брусе закрепленные вклейкой в боковые грани сплошного деревянного бруса вставки для ориентации внутрь помещения могут быть выполнены из пиломатериалов древесины повышенной прочности, а закрепленные вклейкой в боковые грани вставки для ориентации наружу выполнены из древесины повышенной прочности с приклеенными фасадными керамическими плитками, причем во внутренних пространствах выемок размещен теплоизолирующий материал.
Кроме этого, в предложенном брусе закрепленные вклейкой в боковые грани сплошного деревянного бруса вставки могут быть для ориентации внутрь помещения выполнены из пиломатериалов древесины повышенной прочности, а закрепленные вклейкой в боковые грани вставки для ориентации наружу, выполнены из древесины повышенной прочности с вмонтированными фотоэлектрическими модулями, обрамленными стеклоплитками, причем во внутренних пространствах выемок размещен теплоизолирующий материал и соединительные проводники для коммутации и отвода электрической энергии от модулей.
Кроме этого, в предложенном брусе закрепленные вклейкой в боковые грани сплошного деревянного бруса вставки могут быть для ориентации внутрь и/или наружу выполнены из древесины повышенной прочности с вмонтированными светодиодными модулями, обрамленными стеклоплитками, причем во внутренних пространствах выемок размещен теплоизолирующий материал и соединительные проводники для коммутации и управления работой светодиодов.
Технический результат от того, что вклейкой в боковые грани сплошного деревянного бруса вставки выполнены из пиломатериалов древесины, таких как доски, других пород, чем брус, в виде продольных элементов с поперечным размещением волокон или склеенным набором, с вертикальным размещением волокон состоит в повышении конструктивной прочности, эксплуатационной стойкости и долговечности.
Технический результат от того, что в брусе закрепленные вклейкой в боковые грани сплошного деревянного бруса вставки для ориентации внутрь помещения выполнены из многослойной фанеры с продольным или поперечным размещением волокон шпона внешней поверхности, а для ориентации наружу, выполнены из древесины других пород повышенной прочности состоит в повышении конструктивной прочности, эксплуатационной стойкости, долговечности и улучшения декоративных качеств внутренней отделки помещений из деревянных брусьев.
Технический результат от того, что закрепленные вклейкой в боковые грани сплошного деревянного бруса вставки для ориентации внутрь помещения выполнены из пиломатериалов древесины повышенной прочности, а закрепленные вклейкой в боковые грани вставки для ориентации наружу, выполнены из древесины повышенной прочности с приклеенными фасадными керамическими плитками, причем во внутренних пространствах выемок размещен теплоизолирующий материал состоит в повышении конструктивной прочности, эксплуатационной стойкости и долговечности. Использование керамических плиток ведет к улучшению декоративных качеств внешней отделки зданий из деревянных брусьев для возведения стен экологических деревянных домов и других построек и защиты их от внешней среды. Кроме этого, в зависимости от используемого теплоизолирующего материала, осуществляется увеличение сопротивления теплопередачи.
Технический результат от того, что закрепленные вклейкой в боковые грани сплошного деревянного бруса вставки для ориентации внутрь помещения выполнены из пиломатериалов древесины повышенной прочности, а закрепленные вклейкой в боковые грани вставки для ориентации наружу, выполнены из древесины повышенной прочности с вмонтированными фотоэлектрическими модулями, обрамленными стеклоплитками, причем во внутренних пространствах выемок размещен теплоизолирующий материал и соединительные проводники для коммутации и отвода электрической энергии от модулей состоит в повышении конструктивной прочности, эксплуатационной стойкости и долговечности. Дополнительно к этому органическое использование фотоэлектрических модулей в конструкции бруса стен, расположенных с южной стороны, обеспечивает их применение в составе оборудования «умного дома» как источников альтернативного получения экологически чистой электрической энергии без нагромождения специальных внешних систем.
Технический результат от того, что закрепленные вклейкой в боковые грани сплошного деревянного бруса вставки для ориентации внутрь и/или наружу выполнены из древесины повышенной прочности с вмонтированными светодиодными модулями, обрамленными стеклоплитками, причем во внутренних пространствах выемок размещен теплоизолирующий материал и соединительные проводники для коммутации и управления работой светодиодов состоит в повышении конструктивной прочности, эксплуатационной стойкости и долговечности. Дополнительно к этому органическое использование светодиодных модулей в конструкции бруса позволяет обеспечить экономичную внешнюю подсветку зданий из бруса и внутреннюю подсветку помещений.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, представленными на фиг. 1-3..
На фиг. 1 изображено поперечное сечение предложенного бруса с продольными выемками треугольного сечения с закрепленными вклейкой в боковые грани сплошного деревянного бруса вставок из многослойной фанеры, при заполнении свободного пространства теплоизолирующим материалом, и из пиломатериалов древесины других пород. На фиг. 2 изображено поперечное сечение предложенного бруса с продольными выемками треугольного сечения с закрепленными вклейкой в боковые грани сплошного деревянного бруса вставок, для ориентации внутрь - из многослойной фанеры, а для ориентации наружу - из древесины повышенной прочности с приклеенными фасадными керамическими плитками, причем во внутренних пространствах выемок размещен теплоизолирующий материал.
На фиг. 3 изображено поперечное сечение предложенного бруса с продольными выемками треугольного сечения с закрепленными вклейкой в боковые грани сплошного деревянного бруса вставок, для ориентации внутрь - из многослойной фанеры, с вмонтированными светодиодными модулями, обрамленными стеклоплитками, а для ориентации наружу - из древесины повышенной прочности с вмонтированными фотоэлектрическими модулями, обрамленными стеклоплитками, причем во внутренних пространствах выемок размещен теплоизолирующий материал и соединительные проводники для коммутации и отвода электрической энергии от модулей и соединительные проводники для коммутации и управления работой светодиодов.
Предложенный элитный профилированный композиционный брус с боковой облицовкой (фиг. 1-3) состоит из массива сплошного деревянного бруса 1, в боковых гранях которого выполнены продольные выемки фигурного сечения для крепления и размещения отделочных упрочняющих вставок в пазы 2 и теплоизоляционных материалов во внутреннее пространство 3.
Для упрочнения по вертикальному сжатию в боковые грани сплошного деревянного бруса 1 вклеены (клеевые прослойки 4) упрочняющие вставки из пиломатериалов древесины других пород 5 или многослойной фанеры 6. Все это улучшает и декоративные качества бруса. Для повышения прочности по вертикальному сжатию может использоваться и материал бруса в виде продольных элементов склеенных набором, с вертикальным размещением волокон (на фиг. 1, 2, 3 не показано), а для увеличения сопротивления теплопередачи - теплоизоляционный материал 7.
Для того чтобы увеличить эксплуатационную стойкость и долговечность при воздействии неблагоприятной наружной среды используются вставки 8 из древесины повышенной прочности с приклеенными фасадными керамическими плитками 9.
Для того чтобы обеспечить применение предлагаемого бруса в составе оборудования «умного дома», как источников альтернативного получения экологически чистой электрической энергии без нагромождения специальных внешних систем, вставки для ориентации наружу, выполнены из древесины повышенной прочности с вмонтированными фотоэлектрическими модулями 10, обрамленными стеклоплитками 11. А для применения предлагаемого бруса в составе оборудования элементов внутренней и/или внешней подсветки, вставки выполнены из древесины повышенной прочности, с вмонтированными светодиодными модулями 12, обрамленными стеклоплитками 11. При этом во внутренних пространствах выемок 2 размещен теплоизоляционный материал 7 и соединительные проводники 14 (на фиг. 1, 2, 3 не показано) для коммутации и отвода электрической энергии от модулей 10 и для коммутации и управления работой светодиодных модулей 12.
Элитный профилированный композиционный брус с боковой облицовкой может изготавливаться на деревообрабатывающих станках с использованием стандартного оборудования, образующих технологическую линию, с использованием известных материалов, следующим образом.
Сначала в исходном сплошном брусе изготавливают пропиливанием продольные выемки, а затем изготавливают путем фрезерования пазы выемок 2 для вклейки упрочняющих вставок 5, 6 или 8. Обе операции могут производиться одновременно. В образовавшиеся пустоты в продольные выемки 3 размещают теплоизолирующий материал 7. При этом экономится не менее 15% древесины, пригодной для дальнейшего использования.
С учетом образования пустот в пределах 10% при заполнении их тепло-звукоизолирующим материалом типа минеральной или базальтовой ваты, пенополистирола или пенополиуретана, имеющих примерно в 3 раза меньший коэффициент теплопроводности, обеспечиваются не менее, чем на 20% лучшие теплоизоляционные свойства у предлагаемого элитного профилированного композиционного бруса с боковой облицовкой, чем у сплошного бруса идентичной площади сечения.
В пазы 2, с нанесением клеевых прослоек 4 на поверхность древесины сплошного бруса, устанавливают упрочняющие вставки 5, 6 или 8 в виде пиломатериалов, таких как доски, из древесины других пород.
С учетом того, что материалом сплошного бруса, в основном, используется древесина сосны, то упрочняющие вставки из березы или других твердых пород, многослойной фанеры или в виде продольных элементов склеенным набором из материала сплошного бруса, с вертикальным размещением волокон, повышают прочность по вертикальному сжатию, увеличивают конструктивную надежность, эксплуатационную стойкость и долговечность. Клеевая прослойка только на поверхностях пазов предлагаемого бруса сохраняет у него «дыхательные функции» сплошного деревянного бруса.
Для увеличения эксплуатационной стойкости и долговечности при воздействии неблагоприятной наружной среды на упрочняющие вставки 8 из древесины повышенной прочности заранее приклеивают фасадные керамические плитки 9, а затем устанавливают упрочняющие вставки в пазы.
Для того чтобы обеспечить применение предлагаемого бруса в составе оборудования «умного дома», как источников альтернативного получения экологически чистой электрической энергии и/или источников экономичного освещения или подсветки, во вставки из пиломатериалов древесины повышенной прочности или из многослойной фанеры заранее монтируют свето-фотоэлектрические модули 10, 12. Для защиты от неблагоприятной наружной среды эти модули обрамляют стеклоплитками 11 с их вклейкой по периметру или другим известным способом герметичного крепления. Соединительные проводники для коммутации и отвода электрической энергии от модулей и соединительные проводники для коммутации и управления работой светодиодов размещают в пустотах совместно с теплоизоляцией 7.
Таким образом, предлагаемый элитный профилированный композиционный брус с боковой облицовкой обладает новизной, поскольку является неизвестным ранее строительным элементом и обеспечивает достижение технического результата - повышение конструктивной прочности, эксплуатационной стойкости, долговечности, увеличение сопротивления теплопередачи и улучшение декоративных качеств деревянных брусьев за счет выполнения в боковых гранях сплошного деревянного бруса продольных выемок фигурного сечения для крепления и размещения отделочных упрочняющих вставок и теплоизоляционных материалов и др.
Предложенное техническое решение также соответствует критерию промышленной применимости, поскольку может быть многократно воспроизведено с помощью известных технических средств, в том числе и по описанной выше технологии.
С использованием предлагаемого бруса можно создавать различные строительные конструкции при возведении стен экологических деревянных домов и других построек, расширяющих потребительские свойства.