ПРОФИЛИРОВАННЫЙ КОМПОЗИЦИОННЫЙ БРУС И СТРОИТЕЛЬНАЯ ПАНЕЛЬ НА ЕГО ОСНОВЕ

Полезная модель относится к области строительства и может быть использована при сооружении наружных стен.
Известна стеновая панель, содержащая наружный каркас из двух жестко соединенных рам, образующих одной из сторон рам выступающий наружу не менее чем один стыковочный элемент, листовые обшивки, прикрепленные к противоположным сторонам каркаса, образующие внутреннюю полость, заполненную теплоизоляционным материалом (см. патент РФ на полезную модель №74940, МПК E04C 2/38, опубл. 20.07.2008).
К недостаткам стеновой панели следует отнести недостаточно широкие технологические возможности при сборке здания, недостаточно высокие потребительские свойства, особенно в отношении оптимального сочетания конструкционных и теплоизоляционных свойств при сохранении требуемой жесткости конструкции.
Наиболее близким техническим решением к предлагаемой полезной модели является профилированный конструкционный брус и строительная панель на его основе, который выполнен многослойным клееным из древесины и содержит центральную планку с прилегающими боковыми планками, которые образуют пазы, причем боковые планки выполнены составными из состыкованных угловых брусков, образующих продольные пазы (см. патент РФ на полезную модель №81219, МПК E04B 1/10, опубл. 10.03.2009 г.).
Недостатками известного профилированного конструкционного бруса и строительной панели на его основе является то, что при строительстве зданий стыковочный элемент имеет не высокую жесткость, кроме того, вышеуказанная стеновая панель имеет невысокие теплоизоляционные свойства, узкие технологические возможности.
Технической задачей заявляемой полезной модели является расширение технологических возможностей профилированного композиционного бруса и строительной панели на его основе, улучшение эксплуатационных свойств и расширение ассортимента строительных материалов, снижение себестоимости панели.
Поставленная задача решается тем, что профилированный композиционный рус, выполненный клееным из древесины, согласно полезной модели брус представляет собой предварительно сформированный жесткий каркас, который выполнен трехслойным: в виде двух слоев ламелей из древесины сосны, между которыми по всей длине боковых поверхностей расположен теплоизоляционный вкладыш, последний уложен в виде слоя пенополеуретана, при этом торцы ламелей с одной стороны выполнены в виде треугольных выступов, а с другой стороны в виде треугольных пазов.
Поставленная задача решается также тем, что строительная панель, содержащая деревянный каркас со стыковочными элементами, согласно полезной модели деревянный каркас содержит n профилированных композиционных брусьев, последний представляет собой предварительно сформированный жесткий каркас, который выполнен трехслойным: в виде двух слоев ламелей из древесины сосны, между которыми по всей длине боковых поверхностей расположен теплоизоляционный вкладыш, последний уложен в виде слоя пенополеуретана, при этом торцы ламелей с одной стороны выполнены в виде треугольных выступов, а с другой стороны в виде треугольных пазов, при этом брусья жестко соединены между собой стыковочными элементами в виде треугольных выступов и треугольных пазов, выполненными на торцах ламелей.
Заявляемый профилированный композиционный брус отличается от прототипа следующими признаками:
- выполнение бруса как предварительно сформированного жесткого каркаса трехслойным: в виде двух слоев ламелей из древесины сосны, между которыми по всей длине боковых поверхностей расположен теплоизоляционный вкладыш, позволяет ускорить процесс строительно-монтажных работ и расширить технологические возможности бруса как нового стенового материала;
- выполнение теплоизоляционного вкладыша в виде слоя пенополеуретана позволяет изменять его толщину для изготовления профилированного композиционного бруса для любого региона России, улучшить эксплуатационные его свойства;
- выполнение торцов ламелей с одной стороны в виде треугольных выступов обеспечивает жесткое соединение между брусьями;
- выполнение торцов ламелей с другой стороны в виде треугольных пазов обеспечивает соединение между брусьями и позволяет образовывать жесткий треугольник соединения.
Заявляемая строительная панель отличается от прототипа следующими признаками:
- выполнение строительной панели в виде жесткого каркаса из п профилированных композиционных брусьев, соединенных между собой стыковочными элементами в виде треугольных выступов и треугольных пазов, выполненных на торцах ламелей, которые позволяют получить две пары соединения в виде треугольников, тем самым повысить жесткость соединения, улучшить эксплуатационные качества строительной панели, расширить ассортимент использования композитных материалов из древесины сосны и пенополиуретана.
Повышение энергоэффективности и внедрение энергоресурсосберегающих технологий выполнения и изготовления профилированных композиционных брусьев и строительных панелей на их основе являются стратегической задачей для экономики России. Это обусловлено как ростом цен на энергоносители, так и повышением объемов выбросов двуокиси углерода, что негативно влияет на климат и окружающую среду. Из чего становится ясно, какое первостепенное значение для экономики страны имеет повышение эксплуатационных характеристик зданий и сокращение энергопотребления в домах. Эффективное использование энергии способствует не только сохранению природных ресурсов РФ, но также и укреплению конкурентных позиций России на мировом рынке.
Полезная модель поясняется чертежами, на которых изображено:
на фиг.1 - конструкция профилированного композиционного бруса;
на фиг.2 - конструкция строительной панели на основе композиционного профилированного бруса.
Заявляется конструкция трехслойной стены на основе композитных материалов - древесины сосны и пенополиуретана.
0
3
Профилированный композиционный брус представляет собой предварительно сформированный жесткий каркас, который собран из двух боковых ламелей 1, выполненных из древесины сосны толщиной 0,05 м, между которыми равномерно расположен по всей длине боковых поверхностей теплоизоляционный вкладыш 2, в качестве которого использован пенополиуретан плотностью р=60 кг/м. Торцы ламелей 1 выполнены в виде стыковочных элементов: с одной стороны в виде треугольных выступов 3, а с другой стороны в виде треугольных пазов 4, которые в местах соединения образуют парные треугольники, предназначенные для жесткого соединения профилированных композиционных брусьев между собой в строительной панели для возведения стены.
0
3
Профилированный композиционный брус выполнен трехслойным и состоит из трех слоев: первый слой - ламель из древесины сосны толщиной 0,05 м, второй слой - теплоизоляционный вкладыш из пенополиуретана плотностью р=60 кг/м, третий слой - ламель из древесины сосны толщиной 0,05 м.
Выбор конкретного соотношения толщины ламелей 1 и толщины слоя теплоизоляционного вкладыша 2 в предлагаемом профилированном композитном брусе и строительной панели на его основе задается в зависимости от назначения: жилое здание либо сухие складские помещения, либо торговый комплекс, либо нежилой объект, от этажности, от условий эксплуатации местоположения в зависимости от климатической зоны и т.д. Возможность изменять толщину слоя теплоизоляционного вкладыша из пенополиуретана позволит изготовить брус и строительную панель на его основе для климатических условий любого региона Российской Федерации. В качестве теплоизоляционного вкладыша 2 использован пенополиуретан, являющийся неплавкой термореактивной пластмассой с ярко выраженной ячеистой структурой. Только 3% от объема пенополиуретана занимает твердый материал, образующий каркас из ребер и стенок. Эта кристаллическая структура придает материалу механическую прочность. Остальные 97% объема занимают полости и поры, заполненные газом с чрезвычайно низкой теплопроводностью, причем доля замкнутых пор достигает 90-95%. Пенополиуретан обладает уникальным свойством предотвращения распространения огня, так как плавится только в зоне открытого воздействия пламени. Изоляция оплавится в месте поражения, но распространения огня по плоскости не произойдет.
При повышении прочностных характеристик пенополиуретан сохраняет высокую эластичность, предел деформации при разрыве достигает 350%, что обеспечивает значение прочности на уровне 50 МПа.
Пенополиуретан характеризуется высокой прочностью, износостройкостью, устойчивостью к набуханию в маслах и растворителях, значительной озоно- и радиационостойкостью. Сочетания в пенополиуретане качеств высокой эластичности с широким диапазоном твердости определяет востребованные в современной промышленности и современных теплоизоляционных технологиях эксплуатационные свойства изделий из компонентов пенополиуретана.
Строительную панель на основе профилированного композиционного бруса собирают по типовой технологии следующим образом. Ламели 1 в строительной панели между собой жестко соединяют с помощью стыковочных элементов, выполненных на торцах ламелей в виде треугольных выступов 3 с одной стороны и в виде треугольных пазов 4 с другой стороны, образующих жесткое соединение в виде двух пар треугольников. Между боковыми поверхностями по всей длине ламелей 1 располагают теплоизоляционный вкладыш 2, который заливают в виде слоя пенуполиуритана. По высоте образования стены ламели 1 дополнительно соединяются элементами в виде штырей (на фиг.1, 2 не показано).
Применение нового стенового материала, выполненного из трех слоев композитных материалов: древесины сосны и пенополиуретана, позволяет обеспечить выполнение комплекса предъявляемых к современному жилому зданию требований:
- по необходимой прочности и сохранению несущей способностей;
- по сопротивлению теплоотдачи ограждающей конструкций (стены), удовлетворяющему современным требованиям;
- по защите от атмосферных воздействий и достижению необходимого уровня комфорта;
- по приданию соответствующих декоративных качеств с возможностью последующей отделки, обеспечивающей реализацию облика здания, предусмотренного архитектурным проектом.
В таблице представлены сравнительные характеристики трех видов наружных ограждений.
№
Наименование параметра сравнения
Профилиров. композицией. брус
Брус обыкновен.
Кирпичная стена
1.
Общая толщина наружного ограждения, мм
230
375
850
2.
Стоимость 1 м<sup>2</sup> стены, руб.
650
1200
2800
3.
Вес 1 м<sup>2</sup> стены, кг.
63
130
980
Как видно из таблицы наружное ограждение из профилированного композиционного бруса имеет ряд преимуществ:
- общая толщина наружной стены в 1,5 раза меньше стены из обыкновенного бруса и в 3,5 раза меньше кирпичной стены;
- профилированный композиционный брус в 2 раза легче обыкновенного, что несомненно позволяет ускорить процесс строительно-монтажных работ;
- основной показатель как стоимость также не на стороне обыкновенного бруса и кирпича;
- собственная линия производства профилированного композиционного бруса позволяет минимизировать материальные затраты, а возможность изменять толщину теплоизоляционного слоя дает возможность изготовить брус для любого региона РФ.
Практически применение в строительстве жилых домов нового стенового материала из композитных материалов: древесины сосны и теплоизоляционного материала из пенополиуретана обеспечивает тепло и надежность здания, значительно уменьшает затраты на его отопление, а использование профилированного композиционного бруса в жилом строительстве весьма актуально, тем более в настоящих условиях, когда вопросы энергосбережения и экономии топливно-энергетических ресурсов стоят очень остро.