КЛЕЕНЫЙ БРУС

Предлагаемая полезная модель относится к деревообрабатывающей промышленности, в частности к созданию строительного лесоматериала в виде клееного бруса, изготавливаемого из составных частей, который может быть использован в строительстве индивидуального частного домостроения, а также в любых строительных конструктивных решениях одно и многоэтажных строений.
Известен патент RU 2456414, опубл.: 20.07.2012, в котором раскрыт деревянный строительный элемент для возведения стены здания, на верхней, нижней и торцевых сторонах которого выполнены стыковочные приспособления, при этом стыковочные приспособления, выполненные на верхней и одной торцевой стороне, состоят по меньшей мере из одного продольного гребня, а стыковочные приспособления, выполненные на нижней и другой торцевой стороне, состоят по меньшей мере из одного продольного паза, отличающийся тем, что торцевые стороны строительного элемента выполнены в виде волнообразно изогнутых совпадающих между собой поверхностей с наклонными верхними и нижними участками, где изогнутые поверхности расположены обратно симметрично относительно продольной оси элемента, а их наклонные участки ограничены его высотой Н, при этом на одной изогнутой поверхности, сопрягаемой с верхней стороной элемента, выполнены продольные гребни, а на другой изогнутой поверхности, сопрягаемой с нижней стороной элемента, выполнены продольные пазы.
Ряды кладки стены отделены друг от друга распорными элементами и между ними расположено внутреннее пустотное пространство.
Для предотвращения образования в теплоизоляционном слое конденсата в пустотном пространстве наружных стен выполнена пароизоляция из алюминиевой фольги.
Технической проблемой аналога является наличие пустот в виде внутреннего пространства между распорными элементами, а не в самом брусе. Кроме того, пустотное пространство большое по объему и обеспечивает циркуляцию конвективных потоков, что приводит к быстрым теплопотерям в зоне пустот не смотря на наличие изоляции в виде алюминиевой фольги.
Известна полезная модель (RU 23406U, В27М 3/00, опубл.: 20.06.2002.) на брус, содержащий одинаковые элементы, соединенные в пакет наибольшей по площади плоскостью, внутренние элементы которого имеют длину меньшую, чем внешние элементы, образующие одно или несколько промежуточных пространств, причем внутренние элементы соединены с внешними элементами двусторонней гвоздевой пластиной.
Недостатком данного бруса является то, что этим брусом невозможно возвести надежного строения, он может быть использован только в качестве несущих элементов перекрытий между этажами.
Известен патент RU93731U, опубл.:10.05.2010, в котором заявлен высокий брус, состоящий из внутренних коротких и внешних длинных элементов и имеющий пустоты, отличающийся тем, что в боковых панелях и несущих каркасах выполнены технологические пазы. В боковых панелях для соединения выполнен фрезерованием сверху паз, а снизу - шип. Пустоты заполнены теплоизоляционным материалом. Внутренние и внешние элементы соединены между собой путем склеивания.
Технической проблемой аналога является то, что при сборке данного бруса детали несущих каркасов склеиваются из уже сухого пиломатериала необходимой высоты и ширины. Следовательно, в процессе сушки пиломатериала возникают деформации досок, поскольку годичные кольца древесины кроме участков формирования пазов не надрезаются и высыхание происходит неравномерно.
Как результат, при сушке материала возникает много брака и не весь высушенный пиломатериал можно использовать при изготовлении бруса.
Кроме того, внутренние полости (пазы) расположены не по всей длине бруса, что уменьшает теплопередачу только в зоне расположения пазов.
При склеивании образуется сплошной клееный шов.
Известен патент RU 2261964, опубл.: 10.10.2005., в котором описан комбинированный брус, выполненный в виде короба, состоящего из двух вертикальных и двух горизонтальных деревянных стенок, скрепленных между собой посредством выступов и выемок, внутренняя полость которого заполнена термоизолятором, отличающийся тем, что дополнительно на наружной поверхности горизонтальных стенок параллельно продольной оси симметрии по всей длине комбинированного бруса выполнены пазы, в которых размещены вставки из теплоизоляционного материала, на вертикальных стенках изнутри закреплены ребра жесткости, на поверхностях ребер жесткости, обращенных к вертикальным стенкам, вмонтированы пластины из теплоизоляционного материала. В качестве теплоизоляционного материала для вставок и пластин используется фольгированный порилекс.
Технической проблемой аналога является то, что при сборке данного бруса детали несущих каркасов склеиваются из уже сухого пиломатериала необходимой высоты и ширины. Следовательно, в процессе сушки пиломатериала возникают деформации досок, поскольку годичные кольца древесины кроме участков формирования пазов не надрезаются и высыхание происходит неравномерно.
Как результат, при сушке материала возникает много брака и не весь высушенный пиломатериал можно использовать при изготовлении бруса.
Кроме того, внутренние полости (пазы) расположены не по всей длине бруса, что уменьшает теплопередачу только в зоне расположения пазов.
Решение конструктивно сложное в изготовлении, требует использования термоизолятора, а выполнение вставок в пазах из теплоизоляционного материала по всей длине комбинированного бруса из фольгированного порилекса не дает достаточного эффекта в сравнении с заявленным решением.
Наиболее близким аналогом является патент DE 19833474 A1, кл. E04C 2/12, опубл.: 10.02.2000, в котором описан брус, состоящий из элементов древесины и имеющий пустоты, где в составных элементах бруса выполнены фрезерованием технологические пазы, причем элементы бруса соединены между собой путем склеивания, причем вдоль всей длины внутри бруса сформирован по меньшей мере один закрытый продольный канал толщиной менее 3 см, причем закрытый канал образован так, что верхняя продольная часть канала является одной составной частью бруса, а нижняя продольная часть канала - другой составной частью бруса.
Технической проблемой прототипа является то, что теплопередача все равно происходит вдоль всей длины бруса.
Задачей полезной модели является уменьшение теплопередачи в сравнении с прототипом и устранение недостатков других известных решений.
Техническим результатом полезной модели является: равномерность и уменьшение теплопередачи вдоль всей длины бруса.
Указанный технический результат достигается за счет того, что заявлен брус, состоящий из элементов древесины и имеющий пустоты, где в составных элементах бруса выполнены фрезерованием технологические пазы, причем элементы бруса соединены между собой путем склеивания, а вдоль всей длины внутри бруса сформирован по меньшей мере один закрытый продольный канал, причем закрытый канал образован так, что верхняя продольная часть канала является одной составной частью бруса, а нижняя продольная часть канала - другой составной частью бруса, отличающийся тем, что между элементами бруса по всей длине продольного канала закреплен отражающий теплоизоляционный материал.
Предпочтительно, что отражающий теплоизоляционный материал расположен в средней части продольного канала.
Предпочтительно, в качестве отражающего теплоизоляционного материала использован фольгированный материал.
Предпочтительно, толщина закрытого канала не превышает 3 см.
Краткое описание чертежей
На Фиг. 1 показаны варианты соединения ламелей друг с другом при склеивании.
На Фиг. 2 показаны варианты склеенное бруса, соответственно Фиг. 1.
На Фиг. 3 показан вариант изготовления бруса на основе ламелей с одним пазом (а - вид отдельных ламелей, 6 - вид склеенного бруса), где теплоизоляционный материал выполнен по всей ширине и длине бруса.
На Фиг. 4 показаны варианты соединения ламелей друг с другом при склеивании (а - вид ламелей до соединения, 6 - вид склеенного бруса).
На Фиг. 5 показаны варианты склеенное бруса, из различных по форме в поперечном сечении ламелей.
На Фиг. 6 показан вариант склеенного бруса на основе ламелей с одним пазом, образованным трапециевидными ламелями, вид в объеме.
На Фиг. 3 показан вариант изготовления бруса на основе ламелей с одним пазом (а - вид отдельных ламелей, 6 - вид склеенного бруса), где теплоизоляционный материал лишь частично охватывать кромки закрытого канала, чтобы краями удерживаться между ламелями.
На чертежах: 1 - ламель с пазами на одной стороне, 2 - паз, 3 - ламель с пазами с противоположных сторон, 4 - закрытый канал, 5 - ламель с одним пазом, 6 - большая ламель по ширине бруса, 7 - малая ламель прямоугольного сечения, 8 - малая ламель сечением прямоугольной трапеции, 9 - малая ламель трапециевидного сечения, 10 - отражающий теплоизоляционный материал.
Осуществление полезной модели
Брус (см. Фиг. 1 - Фиг. 6) выполняют из элементов древесины и имеющим пустоты. В составных элементах бруса выполнены фрезерованием технологические пазы 2, причем элементы бруса соединены между собой путем склеивания, а вдоль всей длины внутри бруса сформирован по меньшей мере один закрытый продольный канал 4, причем закрытый канал образован так, что верхняя продольная часть канала является одной составной частью бруса, а нижняя продольная часть канала - другой составной частью бруса.
Новым является то, что между элементами бруса по всей длине продольного канала 4 закреплен отражающий теплоизоляционный материал 10.
Предпочтительно, что отражающий теплоизоляционный материал 10 расположен в средней части продольного канала, что упрощает его закрепление между составными частями бруса, поскольку достаточно расположить теплоизоляционный материал так, как показано на Фиг. 1 - Фиг. 5, чтобы он бы зафиксирован в средней части путем прижатия составными частями бруса при склеивании.
Клееный брус состоит из элементов древесины и имеющий пустоты, где в составных элементах бруса - ламелях выполнены фрезерованием технологические пазы, причем ламели соединены между собой путем склеивания.
Каждая ламель 1 или 3 представляет собой доску, в которой вдоль всей ее длины выполнены фрезерованием продольные пазы на нужную глубину.
Согласно СТО 77511573 01 2006 ламель (слой) - однослойная (в том числе клееная) деталь, предназначенная для склеивания в многослойный клееный элемент.
Составные элементы бруса - ламели 1 и 3 склеены друг с другом таким образом, что все полости образованные пазами 2 расположены внутри цельного бруса и образуют закрытые каналы, толщина которых предпочтительно не превышает 3 см.
Если толщина закрытых каналов 4 не превышает 3 см, то сила трения молекул воздуха о поверхность древесины внутри канала 4 не позволяет в нем образовывать конвекционные потоки, из-за которых происходит передача тепла.
При увеличении толщины канала свыше 3 см эти потоки конвекции начинают возникать, что приводит к тому, что технический результат в части равномерности и уменьшения теплопередачи вдоль всей длины бруса реализуется в меньшей степени, но благодаря тому, что в качестве отражающего теплоизоляционного материала 10 (см. Фиг. 7), который размещается на внутренних поверхностях продольного пустотного канала 4, данный конвекционный эффект снижается и даже бóльшая высота канала, чем 3 см не будет сильно влиять на равномерность и уменьшение теплопередачи.
Отражающая способность теплоизоляционного материала 10 позволяет пустотному каналу 4 придать эффект "термоса", внутри которого температура будет меняться очень медленно. В результате термоизоляционные свойства пустотного канала 4 будут значительно лучше, чем выполнение вставок в пазах из теплоизоляционного материала по всей длине комбинированного бруса из фольгированного порилекса как в прототипе. При этом, конструктивное исполнение устройства существенно проще, чем в прототипе и менее затратно по расходу материалов на изготовление бруса.
Кроме того, образующиеся закрытые каналы позволяют обеспечить внутри них прокладку коммуникаций. Для чего вдоль каналов могут быть уложены пластиковые профили для прокладки коммуникаций.
За счет того, что доска с пазами лучше и быстрее сохнет, ламели и сам брус меньше деформируется, поскольку за счет надреза годовых колец доски каждой ламели процесс сушки ускоряется вдоль всей длины бруса равномерно. Уменьшение деформации позволяет исключить щели и зазоры между ламелями, через которые быстрее уходит тепло, что позволяет обеспечить равномерность и уменьшение теплопередачи вдоль всей длины бруса.
За счет расположения во внутренних полостях бруса слоя отражающего теплоизоляционного материала 10, существенно уменьшается теплопередача равномерно вдоль всей длины бруса и длительнее сохраняется эффект "термоса" внутри пустотного канала 4, что также усиливает равномерность и уменьшение теплопередачи вдоль всей длины бруса.
В итоге, качество заявленного клееного бруса выше, чем в прототипе.
Ламели могут соединяться друг с другом различными способами, например, так, как показано на Фиг. 1(а, 6, в), Фиг. 2(а, 6, в). Такие варианты соединения элементов бруса показывают, что как минимум две ламели склеены друг с другом так, что все полости 4 образованные пазами 2 расположены напротив других полостей пазов 2 смежной ламели.
Например, возможен вариант соединения бруса только из двух ламелей (см. Фиг. 1(а), Фиг. 2(а)), где каждая такая ламель 1 бруса имеет пазы 2 только на одной стороне. Такой брус формируется соединением пазами 2 напротив других соответствующих пазов смежной ламели 1.
Также возможен вариант соединения бруса из нескольких (трех и более) ламелей (см. Фиг. 1(б), Фиг. 2(б)), где каждая ламель 1 бруса имеет пазы 2 только на одной стороне. Такой брус формируется соединением двух ламелей пазами 2 напротив других соответствующих пазов смежной ламели 1, а дополнительные ламели 1 клеятся пазами 2 в плоскую сторону смежной ламели.
Еще возможен вариант соединения бруса из нескольких ламелей (см. Фиг. 1(в), Фиг. 2(в)), где используется пара ламелей 1 бруса, имеющих пазы 2 только на одной стороне и одна ламель 3 бруса, у которой пазы 2 выполнены на противоположных сторонах. Такой брус формируется соединением ламелей 1 пазами 2 напротив других соответствующих пазов смежного элемента 3.
При изготовлении бруса возможно выполнение его путем склеивания ламелей 5, имеющих только один широкий паз 2 (см. Фиг. 3).
Таким образом, общим для любых вариантов исполнения бруса является то, что каждый составной элемент бруса представляет собой однослойную ламель, в которой вдоль всей ее длины выполнен фрезерованием по меньшей мере один продольный паз на нужную глубину, а между ламелями расположен теплоизоляционный материал 10.
Подобными составными элементами бруса закрытый продольный канал 4 будет образован таким образом, что верхняя продольная часть канала является одной составной частью бруса, а нижняя продольная часть канала - другой составной частью бруса.
Возможны и иные варианты комбинаций соединений ламелей 1 и 3 бруса друг с другом. Основное условие - склеенный брус снаружи имеет плоские ровные поверхности (без пазов снаружи), а все полости образованные пазами, находятся внутри цельного бруса и образуют закрытые каналы 4.
Подобные варианты бруса изготавливаются следующим образом.
Исходная доска единичного элемента ламели естественной влажности нужной толщины обрабатывается фрезерованием с целью нанести на нее пазы на нужную глубину.
Обработанная таким образом доска ламели поступает в сушильную камеру для сушки до влажности 8-18 процентов. Высушенная таким образом доска строгается с четырех сторон и отправляется на склейку бруса.
Из подготовленных таким образом ламелей перед склеиванием между внутренних поверхностей по всей длине канала укладывают отражающий теплоизоляционный материал 10. Чтобы материал не сползал при соединении ламелей его можно предварительно приклеить к одной из них.
Теплоизоляционный материал 10 может быть выполнен как по всей ширине и длине бруса как показано на Фиг. 3, так и лишь частично охватывать кромки закрытого канала 4, чтобы краями удерживаться между ламелями как показано на Фиг. 7.
В качестве отражающего теплоизоляционного материала 10 может быть использован, например, фольгированный материал или иной другой теплоизоляционный материал.
Для формирования закрытого канала (см. Фиг. 4) могут быть использованы ламели 6 по ширине бруса и ламели меньшей ширины 7, причем закрытый канал 4 образован промежутком между соседними ламелями меньшей ширины 7, которые сверху и снизу наклеены на ламели 6 с шириной бруса.
Закрытый канал 4 может быть по крайней мере один, как показано на Фиг. 5(а) или на Фиг. 3, либо каналов 4 может быть несколько, как показано на Фиг. 5(б), Фиг. 5(в).
Брус может быть сформирован с закрытыми каналами 4 из больших ламелей 6 и малых ламелей, которые могут быть не только прямоугольного сечения, как малые ламели 7 на Фиг. 4, но также любого иного сечения, например, как показано на Фиг. 5(а) или Фиг. 6, с сечением из прямоугольных трапеций, либо как показано на Фиг. 5(б) комбинацией малых ламелей разного типа сечений, например, прямоугольной малой ламели 7 и трапециевидной малой ламели 9, либо как показано на Фиг. 5(в) комбинацией произвольного расположения малых ламелей 7 прямоугольного типа сечений относительно друг друга.
Согласно СТО 77511573 01 2006 ламель (слой) - однослойная (в том числе клееная) деталь, предназначенная для склеивания в многослойный клееный элемент.
Составные элементы бруса - ламели 6, 7, 8, 9 склеены друг с другом таким образом, что все полости образованные промежутками малых ламелей 7, 8, 9 расположены внутри цельного бруса и образуют закрытые каналы.
Кроме того, образующиеся закрытые каналы позволяют обеспечить внутри них прокладку коммуникаций. Для чего вдоль каналов 4 могут быть уложены пластиковые профили для прокладки коммуникаций.
Ламели могут соединяться друг с другом различными способами, например, так, как показано на Фиг. 3(а). Такие варианты соединения элементов бруса показывают, что как минимум две большие ламели 6 склеены сверху и снизу как минимум двух малых ламелей 7, а промежуток между малыми ламелями 7 образует закрытый канал 4.
При изготовлении бруса возможно выполнение его путем склеивания ламелей 6, 7, 8, 9.
Таким образом, общим для любых вариантов исполнения бруса является то, что каждый составной элемент бруса представляет собой однослойную ламель, а закрытые каналы 4 образованы промежутком между малыми ламелями 7, 8, 9, которые приклеены к большим ламелями 6, имеющим ширину бруса.
Подобными составными элементами бруса закрытый продольный канал 4 будет образован таким образом, что верхняя продольная часть канала является одной составной частью бруса, а нижняя продольная часть канала - другой составной частью бруса.
Возможны и иные варианты комбинаций соединений ламелей 6, 7, 8, 9 бруса друг с другом.
Такой вариант бруса изготавливается следующим образом.
Исходная доска единичного элемента ламели естественной влажности нужной толщины и ширины поступает в сушильную камеру для сушки до влажности 8-18 процентов. Высушенная таким образом доска строгается с четырех сторон и отправляется на склейку бруса.
Из подготовленных таким образом ламелей перед склеиванием между внутренних поверхностей по всей длине канала укладывают отражающий теплоизоляционный материал 10. Чтобы материал не сползал при соединении ламелей его можно предварительно приклеить к одной из них.
Из готовых ламелей с закрепленным отражающим теплоизоляционным материалом 10 склеивается брус, где все промежутки между малыми ламелями 7, 8, 9 оказываются внутри и образуют закрытые каналы приклеенными сверху большими ламелями 6 с шириной бруса.