МЕЖВЕНЦОВОЕ СОЕДИНЕНИЕ

Заявляемая полезная модель относится к строительной индустрии и деревообрабатывающей промышленности, в частности к системам межвенцового соединения деревянных строительных элементов. Полезная модель может найти применение при возведении сруба из деревянных строительных элементов, таких как профилированный брус, бревно и т.п.
Понятие сруба и венцов сруба дано в Словаре изобразительного искусства htt://slovari.yandex.ru). Согласно данному определению СРУБ (от рубить, сечь) - основной конструктивный элемент деревянной архитектуры. Состоит из положенных один на другой венцов, которые образуют кубический объем. В деревянной архитектуре венец - четыре связанных по углам деревянных строительных элемента (бревна или бруса), составляющие один горизонтальный ряд сруба. Длина бревен, используемых для возведения сруба, служит своеобразным модулем пропорционирования сруба. Способ связывания деревянных элементов в углах определяет характер конструкции. Количество венцов - высоту постройки, а система соединения между собой деревянных элементов одного венца с другим по вертикали стены, т.е. система межвенцового соединения, в основном определяет сохранность тепла внутри дома, построенного на основе сруба, в холодный период года и прохлады в жаркий период года, его долговечность и возможность сохранения товарного вида стены длительное время. В северных районах, для сохранения тепла внутри дома, построенного на основе сруба, в межвенцовом соединении прокладывается утеплитель.
Известно шпунтовое соединение, включающее продольный паз на кромке одной детали и продольный гребень на кромке другой детали, контактирующие между собой пластями, внешними торцовыми гранями паза и заплечиками гребня, одна из пластей которого наклонена под тупым углом к соседнему заплечику, другая пласть гребня выполнена перпендикулярно к его торцовой грани, которая установлена в контакте с внутренней торцовой гранью лаза (Патент РФ на полезную модель №34439, МПК B27F 1/00, приоритет от 18.08.2003, опубл. 10.12.2003).
Недостатками известного технического решения является то, что оно, в случае применения для возведения сруба, при разности температур и влажности с внутренней и внешней стороны сруба не позволяет проложить необходимый в данном случае утеплитель, не обеспечит защиты утеплителя от внешних неблагоприятных условий, таких как снег, вода, пыль, грязь, может привести к растрескиванию бруса, появлению щели между стыками, а, следовательно, не позволит сохранить тепло, стена будет подвержена деформации в отопительный сезон, кроме того, все это приводит к ухудшению товарного вида внутренней стены во время эксплуатации.
Известно техническое решение, используемое для межвенцового соединения строительного профилированного бруса при возведении сруба, включающее выполненные: на нижнем брусе межвенцового соединения - продольные установочные пазы, на верхнем брусе межвенцового соединения - продольные опорные выступы, имеющие в поперечном сечении трапециевидные профили (Патент РФ на изобретение №2239028, МПК Е04В 1/10, опубликован 27.10.2004).
Недостатками известного технического решения является то, что при разности температур и влажности с внутренней и внешней стороны сруба используемое соединение не позволяет проложить необходимый в данном случае утеплитель, не обеспечит его защиты от внешних неблагоприятных условий, таких как снег, вода, пыль, грязь, брус в отопительный сезон подвержен поперечной деформации, что может привести к растрескиванию последнего, к появлению щели в месте стыков брусьев, а, следовательно, не позволит сохранить тепло, стена будет подвержена деформации в отопительный сезон, кроме того, все это приводит к ухудшению товарного вида внутренней стены во время эксплуатации.
Известно техническое решение, выполненное из бруса, снабженного опорными выступами и установочными пазами на двух противоположных гранях бруса, при этом в установочных пазах и/или опорных выступах бруса выполнены пропилы (Патент РФ №101721, МПК Е04В 1/10, приоритет от 26.04.2010, опубл. 27.01.2011).
Недостатками известного технического решения является то, что пропилы препятствуют деформации бруса только во время сушки. При разности температур и влажности с внутренней и внешней стороны сруба во время эксплуатации используемое соединение не позволяет проложить необходимый в данном случае утеплитель, не обеспечит защиты утеплителя от внешних неблагоприятных условий, таких как снег, вода, пыль, грязь, брус в отопительный сезон подвержен поперечной деформации, что может привести к растрескиванию последнего, к появлению щели в месте стыков брусьев, а, следовательно, не позволит сохранить тепло, стена будет подвержена деформации в отопительный сезон, кроме того, все это приводит к ухудшению товарного вида внутренней стены во время эксплуатации.
Известно техническое решение, используемое для межвенцового соединения строительного профилированного бруса при возведении сруба, включающее в себя, по меньшей мере, два продольных опорных выступа, расположенных на верхнем брусе межвенцового соединения, продольные установочные пазы, расположенные на нижнем брусе межвенцового соединения, при этом контактные поверхности для установки бруса на аналогичный брус выполнены на упомянутых установочных пазах и опорных выступах, и расположены приблизительно перпендикулярно вертикальной оси бруса, по меньшей мере, один опорный выступ и соответствующий установочный паз могут иметь прямоугольный профиль поперечного сечения (Патент РФ №2173375, МПК Е04С 3/12, приоритет от 22.03.2000, опубл. 10.09.2001). Кроме того межвенцовое соединение содержит утеплитель, расположенный в полости, образованной профилем нижней части бруса между пазами для размещения опорных элементов.
Недостатками известного технического решения является то, что при неизбежном растресковании, усыхании, набухании (при повышенной влажности), деформации брусьев в срубе опирание «дерево на дерево» не обеспечит плотного прилегания контактных поверхностей в системе межвенцового соединения деревянных элементов, что приведет к значительным теплопотерям в отопительный сезон.
Задачей полезной модели является создание системы межвенцового соединения, позволяющего сформировать сруб из строительных деревянных элементов (деревянных профилированных брусьев, бревен и т.п.), обладающий повышенными теплоизоляционными свойствами, менее подверженный влиянию внешних неблагоприятных условий, со стенами менее подверженными поперечной деформации при изменении разности температур внутри и снаружи сруба, и позволяющей значительно уменьшить затраты на обогрев строения сруба в отопительный сезон.
Задача решается тем, что система межвенцового соединения включающая деревянный элемент нижнего венца, имеющий боковую фаску, контактную поверхность, расположенный при этом контактной поверхностью в направлении верха стены сруба, и деревянный элемент верхнего венца, имеющий контактную поверхность, расположенный при этом контактной поверхностью в направлении низа стены сруба, утеплитель, дополнительно содержит две боковые фаски деревянного элемента верхнего венца, а контактная поверхность деревянного элемента нижнего венца выполнена симметричной относительно вертикальной оси симметрии межвенцового соединения, опорной по всей своей длине для деревянного элемента верхнего венца, образованной переходящими друг в друга двумя продольными выступами деревянного элемента нижнего венца и продольным пазом деревянного элемента нижнего венца таким образом, что образуется «S»-образный поперечный профиль контактной поверхности деревянного элемента нижнего венца, при этом внешняя грань каждого продольного выступа деревянного элемента нижнего венца выполнена параллельной вертикальной оси симметрии межвенцового соединения, каждая боковая фаска деревянного элемента нижнего венца выполнена таким образом, что ее поперечный профиль представляет собой прямую линию, соединяющую боковую поверхность деревянного элемента нижнего венца с внешней гранью продольного выступа деревянного элемента нижнего венца и образующую с последней тупой угол, контактная поверхность деревянного элемента верхнего венца выполнена симметричной относительно вертикальной оси симметрии межвенцового соединения, опирающейся по всей своей длине на контактную поверхность деревянного элемента нижнего венца, образованной переходящими друг в друга двумя продольными пазами деревянного элемента верхнего венца и продольным выступом деревянного элемента верхнего венца таким образом, что образуется «8»-образный поперечный профиль контактной поверхности верхнего венца, при этом внешняя грань каждого продольного паза деревянного элемента верхнего венца выполнена параллельной вертикальной оси симметрии межвенцового соединения, каждая боковая фаска деревянного элемента верхнего венца выполнена таким образом, что ее поперечный профиль представляет собой прямую линию, соединяющую боковую поверхность деревянного элемента верхнего венца с внешней гранью продольного паза деревянного элемента верхнего венца и образующую с последней острый угол, а утеплитель расположен между контактными поверхностями деревянного элемента нижнего венца и деревянного элемента верхнего венца таким образом, что он занимает всю ширину между внешними гранями продольных пазов деревянного элемента верхнего венца, при этом утеплитель свернут в виде гофры так, что содержит в части контактной поверхности, касающейся крайних выступов деревянного элемента нижнего венца, по крайней мере, два слоя, а в средней части контактной поверхности деревянного элемента нижнего венца, по крайней мере, три слоя.
Технический эффект заявляемой полезной модели заключается в увеличении опорной поверхности, а следовательно устойчивости стены, в возможности прокладывания утеплителя практически по всей ширине стены, в увеличении теплоизоляционных свойств сруба, в увеличении шумоизоляции, в уменьшении влияния внешних неблагоприятных условий, в возможности компенсации деформации за счет дополнительных слоев утеплителя, в возможности возведения стен менее подверженных поперечной деформации при изменении разности температур внутри и снаружи сруба.
Полезная модель поясняется чертежами, где на фиг.1 представлена блок-схема системы межвенцового соединения, где 1 - деревянный элемент нижнего венца, 2 - деревянный элемент верхнего венца, 3 - продольный выступ деревянного элемента нижнего венца, 4 - продольный паз деревянного элемента нижнего венца, 5 - продольный выступ деревянного элемента верхнего венца, 6 - продольный паз деревянного элемента верхнего венца, 7 - внешняя грань продольного выступа деревянного элемента нижнего венца, 8 - внешняя грань продольного паза деревянного элемента верхнего венца, 9 - боковая фаска деревянного элемента верхнего венца, 10 - боковая фаска деревянного элемента нижнего венца, 11 - боковая фаска деревянного элемента верхнего венца, 12 - утеплитель.
В современном строительстве предпочтение отдается экологически чистым домам, т.е. домам в которых стена остается в своем первозданном виде, без дополнительной отделки. В этом случае сохранение тепла в зимний период, защита стены от внешних неблагоприятных воздействий и сохранение товарного вида длительное время, особенно стены изнутри сруба, напрямую зависят от того каким образом будет осуществлено межвенцовое соединение деревянных элементов, таких как бревно, профилированный брус и т.п.
При эксплуатации домов построенных на основе сруба из деревянных элементов (деревянных профилированных брусьев, бревен и т.п.) в холодное время года, при температуре наружного воздуха -10°С - - 40°С, температура воздуха внутри дома при включенном отоплении составляет +20°С - +25°С. Это приводит к тому, что влажность внутренней поверхности стен сруба снижается до 5%-10%, при этом внутренняя поверхность сруба усыхает. Наружная же поверхность дома, подверженная влиянию влаги, наоборот, разбухает. Это приводит к поперечной деформации стены, к растрескиванию, к изменению контактных поверхностей, к образованию щелей в межвенцовом соединении. В результате вышесказанного дом начинает продуваться, а пыль, грязь и т.п. попадает в образовавшиеся зазоры межвенцового соединения, что в конечном итоге ведет к большим потерям тепла, к уменьшению срока службы, к потери товарного вида сруба, особенно изнутри. Следовательно, разработка межвенцового соединения для современного деревянного строительства является наиглавнейшей задачей.
Для пояснения заявляемой системы межвенцового соединения рассмотрим ее на примере одной стены сруба.
Деревянный элемент нижнего венца 1 выполнен содержащим контактную поверхность. При этом контактная поверхность выполнена симметричной относительно вертикальной оси симметрии межвенцового соединения. Контактная поверхность деревянного элемента нижнего венца 1 образована так, что, например, левый продольный выступ деревянного элемента нижнего венца 3, ограниченный слева его внешней гранью 7 переходит в продольный лаз деревянного элемента нижнего венца 4, а затем продольный паз деревянного элемента нижнего венца 4 переходит в правый продольный выступ деревянного элемента нижнего венца 3, ограниченный справа его внешней гранью 7 таким образом, что образуется «S»-образный поперечный профиль контактной поверхности деревянного элемента нижнего венца 1. Выполнение контактной поверхности деревянного элемента нижнего венца 1 межвенцового соединения описанным выше способом позволяет сделать контактную поверхность опорной по всей своей длине для деревянного элемента верхнего венца. Расположен деревянный элемент нижнего венца 1, контактной поверхностью в направлении верха стены сруба.
Контактная поверхность деревянного элемента верхнего венца 2 так же выполнена симметричной относительно вертикальной оси симметрии межвенцового соединения. Кроме того, она выполнена образованной таким образом, что, например, левый продольный паз деревянного элемента верхнего венца 6 переходит в продольный выступ деревянного элемента верхнего венца 5, а затем продольный выступ деревянного элемента верхнего венца 5 переходит в правый продольный паз деревянного элемента верхнего венца 6 таким образом, что образуется «S»-образный поперечный профиль контактной поверхности верхнего венца. Это позволяет выполнить контактную поверхность деревянного элемента верхнего венца 2 межвенцового соединения опирающейся по всей своей длине на контактную поверхность деревянного элемента нижнего венца. Деревянный элемент верхнего венца 2 межвенцового соединения расположен контактной поверхностью по направлению низа стены.
Внешняя грань каждого продольного выступа деревянного элемента нижнего венца 7 выполнена параллельной вертикальной оси симметрии межвенцового соединения, а внешняя грань каждого продольного паза деревянного элемента верхнего венца 8 выполнена параллельной вертикальной оси симметрии межвенцового соединения. Это позволяет расположить утеплитель по всей контактной поверхности деревянного элемента нижнего венца межвенцового соединения и избежать его сминания во время возведения стены и во время эксплуатации сруба. Выполнение внешней грани продольного паза деревянного элемента верхнего венца 8 и внешней грани продольного выступа деревянного элемента нижнего венца 7 параллельными оси симметрии межвенцового соединения, позволяет создать плотный контакт между этими гранями в межвенцовом соединении, что предохраняет утеплитель от внешнего воздействия, а, следовательно, всего сруба или дома на основе сруба. Выше описанные расположение утеплителя 11 по всей контактной поверхности деревянных элементов верхнего и нижнего элементов межвенцового соединения, и выше описанное выполнение внешних граней и их плотное прилегание позволяет значительно увеличить теплоизоляционные свойства сруба во время его эксплуатации, особенно во время отопительного сезона. Еще большего увеличения теплоизоляционных свойств сруба, или дома на основе сруба достигается тем, что утеплитель 11 уложен в виде гофры, при этом утеплитель 11 расположен между контактными поверхностями деревянного элемента нижнего венца 1 и деревянного элемента верхнего венца 2 таким образом, что он занимает всю ширину между внешними гранями продольных пазов деревянного элемента верхнего венца 8, при этом содержит в части контактной поверхности, касающейся крайних выступов деревянного элемента нижнего венца 3, по крайней мере, два слоя, а в средней части контактной поверхности деревянного элемента нижнего венца 1, по крайней мере, три слоя. Наличие дополнительных слоев утеплителя позволяет увеличить шумоизоляцию дома на основе сруба и уменьшить влияния внешних неблагоприятных условий.
При разности температур внутри сруба и снаружи может происходить деформация стены, при этом внутри сруба деревянный элемент верхнего венца приподнимается относительно деревянного элемента нижнего венца. В заявляемой полезной модели утеплитель свернут в виде гофры, на выступе деревянного элемента нижнего венца имеет два слоя, при этом в месте контакта с внешней гранью продольного паза деревянного элемента верхнего венца он неразрывен. Кроме того, в заявляемой полезной модели каждая боковая фаска деревянного элемента нижнего венца 10 выполнена таким образом, что ее поперечный профиль представляет собой прямую линию, соединяющую боковую поверхность деревянного элемента нижнего венца 1 с внешней гранью продольного выступа деревянного элемента нижнего венца 7, и образующую с последней тупой угол. А каждая боковая фаска деревянного элемента верхнего венца 9 выполнена таким образом, что ее поперечный профиль представляет собой прямую линию, соединяющую боковую поверхность деревянного элемента верхнего венца 2 с внешней гранью продольного паза деревянного элемента верхнего венца 8, и образующую с последней острый угол. Уложенный в виде гофры утеплитель 11 служит определенным образом демпфером, предохраняющим от поперечных деформаций стены, а выполнение наружных граней каждого выступа деревянного элемента нижнего венца и каждого лаза деревянного элемента верхнего венца описанным выше способом позволяет уменьшить влияние разности температур внутри и снаружи сруба на деформацию стены.