СПОСОБ СТРОИТЕЛЬСТВА С ПРИМЕНЕНИЕМ ДЕРЕВЯННОЙ БЕСКАРКАСНОЙ ПАНЕЛИ
CONSTRUCTION METHOD OF USING FRAMELESS WOODEN PANEL

Изобретение относится к области строительства, в частности к способам строительства с применением бескаркасной деревянной панели, предназначенным для осуществления строительства объектов различного назначения, жилых домов, хозяйственных построек, объектов промышленного и сельскохозяйственного назначения.
Термины, используемые в описании.
Брус - пиленый, тесаный пиломатериал или клееный пакет из пиломатериалов, длина которого значительно превосходит два остальных измерения.
Балка - конструктивный элемент, обычно в виде бруса, работающий главным образом на изгиб.
Ламель - деталь конструкции деревянного бруса, балки или панели, прямоугольного или фигурного сечения, имеющая значительную длину по отношению к другим измерениям (ширина и высота)
Пассивный клееный брус (ПКБ) - длинномерный строительный элемент, состоящий из двух симметричных частей, склеенных из деревянных ламелей, соединенных между собой прослойкой из конструкционного утеплителя. Пассивный - устойчивый к теплоотдаче, имеющий хорошие теплоизоляционные свойства.
Расторцовка - нарезка бруса на отдельные детали нужной длины. При расторцовке важно получить нужную длину деталей и не допустить образования сколов на торцах. Для этой операции используется специальное оборудование, например торцовочная пила.
Раскросы - временная деталь, обеспечивающая взаимную перпендикулярность плоскостей. В частности - устойчивое вертикальное расположение торцевой стены, перпендикулярное к напольному покрытию. Представляет собой длинномерную деталь, например доску, жестко под углом закрепленную к торцам стеновой панели и панели напольного покрытия, образующую треугольник - жесткую конструкцию (ферму).
Несомненными положительными качествами деревянного панельного домостроения является быстросборность конструкций возводимого объекта, высокая степень отделочной готовности конструкций (либо объекта, не требующего внутренней и внешней отделки).
Известно техническое решение по патенту RU 2346125 C1, Е04Н 1/02 опубл., 10.02.2009 г., по которому СПОСОБ МОНТАЖА КОНСТРУКЦИЙ ИЗ МНОГОСЛОЙНЫХ СТРОИТЕЛЬНЫХ ПАНЕЛЕЙ включает крепление к фундаменту обвязочного контура из деревянных брусьев, формирования пазов в торцах стеновых панелей, установку стеновых панелей, так чтобы нижний паз стеновой панели надевался на брусья обвязочного контура, и соединения панелей между собой. Перед сборкой осуществляют разметку на фундаменте линии обвязочного контура конструкции, устанавливают анкерные болты вдоль линии обвязочного контура, прокладывают между анкерными болтами эластичный ленточный элемент и формируют обвязочный контур из брусьев длиной, равной длине панелей. Путем крепления к фундаменту анкерными болтами разрезают эластичный ленточный элемент так, чтобы плоскость каждого разреза совпадала с торцем закрепленного бруса. Монтаж стеновых панелей ведут с угла конструкции, вторую угловую панель соединяют под прямым углом с первой панелью и ведут монтаж конструкции, последовательно соединяя панели между собой. С помощью отвеса проверяют отклонение монтируемой панели от вертикального положения и выравнивают торец панели по вертикали путем регулирования затяжки анкерных болтов. Недостаток: каркасная система имеет высокую трудоемкость, большое количество соединительных элементов, крепежных элементов.
Известно техническое решение по патенту RU 2538573 C1, Е04В 1/02, опубл. 10.01.2015 г., по которому СПОСОБ СТРОИТЕЛЬСТВА БЫСТРОВОЗВОДИМОГО ЗДАНИЯ заключается в том, что стеновые панели и панели перекрытий изготавливают в цеховых условиях полностью из унифицированных ориентированно-стружечных влагостойких плит или влагостойкой фанеры, соединенных между собой клеем и шурупами, и пенополиуретана или пенополистирола, предпочтительно помещенного в полости панелей напылением, что создает прочное соединение плит с наполнителем и высокие показатели теплозащиты, в том числе и в стыках между панелями. Панели между собой скрепляются по профилированным стыкам также клеем и шурупами, что создает прочную конструкцию здания. Установка на винтовые сваи металлических стаканов с прокладочными шайбами позволяет выровнять поверхность фундамента с высокой точностью. Строительство здания заключается в поэтапной сборке перекрытий и стен из пронумерованных панелей в режиме конструктора. Недостаток: используются каркасные панели, сложность крепления панелей друг к другу, материал панелей не является экологически чистым.
Наиболее близким к заявляемому является техническое решение по патенту RU 2400604 C1, Е04В 1/10, опубл. 27.09.2010 г., по которому СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ И СБОРКИ ДЕРЕВЯННЫХ ДОМОВ, СТРОЕНИЙ И СООРУЖЕНИЙ ИЗ ДРЕВОБЛОКОВ включает использование древоблоков, изготовленных по заявленному способу из досок, уложенных и закрепленных в слоях под углом к смежным слоям и к оси блока. Блоки скрепляют между собой и со смежными деталями лабиринтными или ступенчатыми соединениями. Готовые блоки первого этажа скрепляют с нижним и средним венцами и между собой путем использования клеящих веществ и/или механических средств, в блоках выполняют вырезы для окон и дверей до или после монтажа древоблоков по метрической координатной сетке, предварительно нанесенной на стороны блока, или по точечной разметке контуров окна или двери на блоке. В блоках с количеством слоев больше четырех, по крайней мере, один из его внутренних слоев выполняют из теплоизолирующего, тканевого или текстурированного материала. Для возведения внутренних стен дома его вертикальные торцы выполняют гладкими. Между слоями блока размещают элементы коммуникаций дома, а для изготовления блоков используют рамочный шаблон. Недостатки: сложные соединения слоев панели, недостаточная прочность, недостаточная теплоизоляция. Используемый в прототипе древоблок в качестве несущей панели не обладает необходимой прочностью, поскольку слои располагаются в вертикальной плоскости, перпендикулярной фундаменту, используемые древоблоки недостаточно прочны, сложны в изготовлении, трудоемки. Быстрота сборки дома не компенсирует сложность изготовления древоблоков и недостаточную прочность и надежность их использования в качестве несущей панели, а также недостаточные теплоизоляционные свойства древоблоков.
Для устранения указанных недостатков предлагается способ строительства с использованием бескаркасной многослойной деревянной панели.
Техническая задача - способ строительства быстровозводимого дома с применением блоков с повышением качества и эксплуатационных характеристик, в частности прочности и теплоизоляционных свойств.
Для решения данной задачи предлагается способ строительства с применением в качестве составных частей - блоков бескаркасной деревянной панели. Деревянная бескаркасная панель - легкая бескаркасная многослойная панель, состоящая из элементов пассивного клееного бруса, склеенная под давлением в прессе. Пассивный - устойчивый к теплоотдаче, имеющий прослойку из конструкционного утеплителя.
В соответствии с проектом изготавливается панель - готовая стена или перекрытие проектируемого домокомплекта. Стандартный домокомплект включает в себя как минимум две торцевые стены, две продольные стены, напольное перекрытие, внутреннюю (межкомнатную) стену, потолочное перекрытие, закладной брус на сваях (как минимум три), стропильную систему, обрешетку, кровельное покрытие.
Панель изготавливается под заданный размер, например, торцевой стены, из клееного бруса с прослойкой конструкционного утеплителя следующим образом: производят расторцовку (обработку торцев) бруса в размер будущей панели, склеивание в прессе готовой стены (стеновой панели) с проемами под окна и/или двери на полиуретановый клей с прокладкой электрокабеля, установку внутренних торцевых брусков, играющих роль заглушки, установку монтажных петель. Монтажные петли устанавливаются по краям панелей с торца к бруску; изготовлены, например, из текстильной ленты для строп. Каждая стеновая панель согласно проекту изготавливается с заданными проемами под установку окон и дверей. Торцевая и продольная стеновая панель укрепляется стойками.
Панель-перекрытие напольное или потолочное изготавливается без проемов, если иное не предусмотрено проектом (например, межэтажное перекрытие может иметь проем под установку межэтажной лестницы). Как частный случай, перекрытие состоит из секций, каждая из которых представляет собой бескаркасную панель с единым максимальным размером, совпадающим с размером, например, торцевой стены, секции укладываются на закладной брус и скрепляются между собой и к закладному брусу монтажными пластинами (например, из металлической перфорированной ленты). Таким образом, с помощью бескаркасной панели изготавливают перекрытия для домов большой площади. Крепление торцевых брусков, стеновых панелей к стойкам, панелей-перекрытий к закладному брусу производится саморезами (например, марки Rotoblaas TBS).
Торцы панелей закрыты торцевыми брусками. Крепление торцевых брусков, стеновых панелей к стойкам, панелей-перекрытий к закладному брусу производится саморезами. При строительстве торцы стеновых панелей поверх торцевых брусков закрывают торцевыми планками.
При сборке домокомплекта производят установку закладного бруса на свайный фундамент, затем саморезами к закладному брусу крепится плита перекрытия, затем стеновые панели при помощи саморезов через стойки крепятся к закладному брусу, при этом для удержания вертикального положения используются временные раскросы, затем монтируются продольные стены к стойкам. После монтажа торцевых панелей монтируются продольные панели. Продольные панели также при помощи саморезов крепятся к стойкам у торцевых панелей с интервалом, например, через 10-15 см к наружной и внутренней ламели клееного бруса.
Внутренние панели крепятся саморезами с наружной стороны продольных и торцевых панелей насквозь. Межэтажные перекрытия также выполнены из бескаркасных плит перекрытий. Крепление плит перекрытия со стеновыми панелями осуществляется саморезами к торцевым брускам в панелях. Стеновые панели второго этажа устанавливаются на панели перекрытия, продольные и поперечные стеновые панели второго этажа возводятся в такой же последовательности, как и первого.
Крыша выполняется из потолочных бескаркасных панелей. Утепленная кровля: потолочные панели саморезами крепятся к стойкам в стеновых панелях. На смонтированные стеновые панели укладывается черепной брусок и кровельное покрытие. Неутепленная кровля: на чердачное перекрытие из панелей крепится два бруса (мауэрлата). На мауэрлат из доски возводится стропильная система, обрешетка и кровельное покрытие.
Преимущества способа строительства с применением деревянной бескаркасной панели:
1. Экологичность. При производстве деревянных бескаркасных панелей используются только экологически чистые материалы ведущих отечественных и зарубежных производителей. Все материалы подвергаются контролю ОТК и имеют обязательные гигиенические сертификаты.
2. Облегчается вес конструкции, что положительно сказывается на сроках и сложности монтажа, а также оказывает существенное влияние на экономию средств при возведении дома и транспортировке панелей от завода изготовителя до участка заказчика.
3. Современный внешний вид, не требующий дополнительной наружной и внутренней отделки. В стены уже установлен базовый набор электрических и других коммуникационных сетей, выполнены проемы под окна, двери, выполнена инсталляция под монтаж коммуникаций, приточно-вытяжная вентиляция, откосы.
4. Быстрота сборки. Изготовление готовой панели в заводских условиях и последующий монтаж сборной конструкции на готовом фундаменте занимают не более 14 дней.
5. Легкость и высокая прочность. Вес среднего дома составляет 20 тонн, что позволяет строить дом на любых типах грунта, понтонах. Конструкция бескаркасной панели обеспечивает ее высокую прочность использования в качестве несущей конструкции.
6. Экономичность. Панели изготавливаются с готовыми проемами под окна и двери, что позволяет избежать лишних затрат на сырье и существенно уменьшает стоимость комплекта готового дома.
Технический результат - улучшение эксплуатационных характеристик дома за счет повышения прочности и теплоизоляционных свойств.
Технический результат достигается способом строительства с применением деревянной бескаркасной панели, включающим установку фундамента, сборку из панелей, содержащих проемы под окна и двери, и прокладку коммуникаций, отличающийся тем, что в качестве панелей используют бескаркасные деревянные панели, изготовленные из пассивного клееного бруса стыковкой между собой выступ-впадина так, чтобы прослойка утеплителя в панели являлась непрерывной с использованием клея и под прессом, перед этим производят расторцовку бруса в размер, с торцев панели закрывают торцевым бруском, затем сборку дома производят укладкой закладного бруса на свайный фундамент, укладывают напольные бескаркасные панели на закладной брус, затем устанавливают торцевые стеновые бескаркасные панели, используя стойки как соединительные элементы, затем продольные и внутренние стеновые панели, затем межэтажные панели перекрытия, стены второго этажа, потолочные панели перекрытия, устанавливают кровлю и кровельное покрытие, при этом жесткое соединение элементов обеспечивают механическими крепежными элементами. Для создания утепленной кровельной системы используют потолочные бескаркасные панели. Как частный случай, для склеивания бескаркасной деревянной панели в прессе используют полиуретановый клей, а перед склеиванием в полости бруса, занимаемой утеплителем, прокладывают электрический, и/или оптоволоконный, и/или коммуникационный кабель. Другой частный случай, когда для крепления деталей домокомплекта между собой используют саморезы.
Сущность технического решения поясняют изображения на фиг. 1-18, где
1 - продольная стеновая панель;
2 - торцевая стеновая панель;
3 - внутренняя (межкомнатная) стеновая панель.
4 - торцевой брусок;
5 - стойка;
6 - торцевая планка;
7 - крепежные элементы (саморезы);
8 - деревянная ламель ПКБ;
9 - конструкционный утеплитель ПКБ;
10 - панель перекрытия;
11 - закладной брус;
12 - монтажная пластина;
13 - раскосы.
Фиг. 1 - Схема размещения стен
Фиг. 2 - Узлы соединения стен
Фиг. 3 - Торцевая стеновая панель
Фиг. 4 - Продольная стеновая панель
Фиг. 5 - Внутренняя стеновая панель
Фиг. 6 - Профиль бруса ПКБ для изготовления стеновых панелей
Фиг. 7 - Панель перекрытия
Фиг. 8 - Профиль бруса ПКБ используемого для изготовления панелей перекрытия
Фиг. 9 - Установка закладного бруса
Фиг. 10 - Узлы крепления панелей перекрытия
Фиг. 11 - Схема укладки панелей пола
Фиг. 12 - Установка торцевых панелей на плиты перекрытия
Фиг. 13 - Установка продольных стеновых панелей
Фиг. 14 - Установка внутренних стеновых панелей
Фиг.15 - Монтаж панелей перекрытия
Фиг. 16 - Схема устройства утепленной кровли
Фиг. 17 - Схема устройства неутепленной кровли
Фиг. 18 - Торцевая планка
Пример осуществления.
В соответствии с проектом изготавливаются деревянные бескаркасные панели, из которых будет собираться дом. Производят расторцовку в размер ПКБ (фиг. 6), при этом готовые детали укладывают в замок выступ-впадина таким образом, чтобы прослойка утеплителя оставалась непрерывной, производят склеивание в прессе готовой стены с проемами на полиуретановый клей, предусматривая прокладку электрокабеля и других коммуникационных кабелей, для склеивания используется, например, полиуретановый клей, склеивание производят в прессе под давлением, например 2,5 бар, затем со стороны каждого торца панели устанавливают внутренние торцевые бруски, фиксируя их установкой саморезов под острым углом к продольной оси панели, соединяя таким образом торцевый брусок и деревянную часть бруса, составляющего панель. Затем производят установку монтажных петель.
Для изготовления стеновых панелей используют брус ПКБ (фиг. 6), для панелей перекрытия (покрытия) используется брус ПКБ без фасок (фиг. 8).
Технология изготовления:
- Расторцовка в размер ПКБ (без фасок) с оптимизацией заготовок по длине
- Склеивание в прессе плит перекрытия. Максимальная длина 12 метров, ширина 1,2-3 метра. При склеивании используется полиуретановый клей.
- Установка внутренних торцевых брусков, закрепление саморезами к деревянной части ПКБ (фиг. 4).
Основные элементы: для бескаркасной панели: ПКБ с фасками и без фасок, внутренний торцевой брусок 80×100 мм, крепежные элементы (например, саморезы). Устанавливается в торцы внутренних и продольных панелей, а также панелей перекрытия, крепится к ламелям ПКБ саморезами.
Торцевая планка (фиг. 18) 40×140 мм - закрывает торцы продольных панелей (фиг. 4, 7), защищая от воздействия окружающей среды, погодных условий и придавая эстетичный вид.
Соединительные элементы - стойка (например, брус клееный профилированный 90×90 мм), используются для крепления торцевой и продольной стеновой панели
Сборка - строительство домокомплекта.
Закладной клееный брус 11 сечением 140×210 мм длиной до 12 метров, устанавливают на свайный фундамент (фиг. 9), затем укладывают панели напольного перекрытия 10, панели пола на саморезы крепятся к закладному брусу 11.
Сборка стеновых панелей на панели перекрытия начинается с установки торцевых панелей 2. Крепление торцевых панелей 2 к закладному брусу 11 производится через стойки 5, заранее прикрепленные к торцевым панелям. Стойки 5 при помощи саморезов 7 крепятся к закладному брусу 11. Для придания вертикального положения торцевым панелям используются временные раскосы 13 (фиг. 12)
После монтажа торцевых панелей 2 монтируются продольные панели 1. Продольные панели также при помощи саморезов 7 крепятся к стойкам 5 торцевых панелей. Внутренние (межкомнатные) панели 3 крепятся саморезами с наружной стороны продольных и торцевых панелей насквозь (фиг. 2).
Профилированные детали изготавливаются на 4-стороннем станке:
внутренний торцевой брусок - брус клееный профилированный 80×100 мм,
стойка - брус клееный профилированный 90×90 мм,
торцевая планка - брус клееный профилированный 40×140 мм,
закладной брус - клееный брус профилированный 140×210 мм длиной до 12 м.
Межэтажные перекрытия 10 также выполнены из бескаркасных плит перекрытий. Крепление плит перекрытия со стеновыми панелями осуществляется саморезами 7 к торцевым брускам 4 в панелях. Стеновые панели второго этажа устанавливаются на панели перекрытия, продольные и поперечные стеновые панели второго этажа возводятся в такой же последовательности, как и первого.
Крыша выполняется из потолочных панелей. Утепленная кровля: потолочные панели саморезами крепятся к стойкам в стеновых панелях. На смонтированные стеновые панели укладывается черепной брусок и кровельное покрытие. Неутепленная кровля: на чердачное перекрытие из панелей крепится два бруса (мауэрлата). На мауэрлат из доски возводится стропильная система, обрешетка и кровельное покрытие.
Заявляемый способ строительства обеспечивает высокую скорость создания объектов, в том числе за счет уменьшения веса конструкции. Сооружения из деревянных бескаркасных панелей, имеющих высокие теплоизолирующие свойства, прочность в качестве несущей конструкции, не дают усадки, не требуют дополнительного утепления, исключая технологическую операцию монтажа утеплителя и облицовки, за счет чего снижаются сроки и стоимость строительства.