ДЕРЕВЯННАЯ СТЕНОВАЯ ПАНЕЛЬ
WOOD WALL PANEL

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к области строительных элементов относительно малой толщины для сооружения отдельных частей зданий, в частности к деревянным стеновым панелям.
Уровень техники
Известен деревянный клееный строительный элемент (RU2587215C1, опубл. 20.06.2016), который выполнен в виде пакета из склеенных друг с другом вертикально расположенных ламелей, с конгруэнтными друг другу пазами и выступами на его верхней и нижней сторонах, образованных смещением по крайней мере одной ламели относительно других ламелей. Пакет выполнен из нечетного количества ламелей, изготовленных из древесины с продольным расположением волокон древесины, и четных - с поперечным расположением. На торцах пакета дополнительно выполнены конгруэнтные друг друга пазы и выступы, при этом пазы и выступы на верхней, нижней сторонах пакета и торцах образованы смещением по крайней мере одной внутренней ламели относительно остальных ламелей пакета. Пакет снабжен по крайней мере одной парой вертикальных сквозных каналов.
Однако в данной конструкции невозможно обеспечить достаточно высокие теплоизоляционные характеристики стеновой панели при сохранении других эксплуатационных качеств панели.
Известна, выбранная в качестве прототипа, деревянная строительная конструкция (RU147252U1, опубл. 27.10.2014), которая представляет собой одинаково ориентированные по длинной стороне и связанные между собой длинномерные долевые пиломатериалы. В ряду каждые два смежно расположенных длинномерных долевых пиломатериалов склеены между собой сторонами, по которым определяется ширина каждого их этих долевых пиломатериалов, при этом в ряду каждый второй длинномерный долевой пиломатериал выполнен шириной меньшей ширины смежно расположенного длинномерного долевого пиломатериала.
Однако в данной конструкции невозможно обеспечить достаточно высокие теплоизоляционные характеристики стеновой панели при сохранении других эксплуатационных качеств панели.
Раскрытие изобретения
В одном аспекте изобретения раскрыта деревянная стеновая панель, содержащая:
- ряды ламелей, соединенные друг с другом посредством клеевого соединения,
причем по меньшей мере часть рядов ламелей состоят из двух ламелей разной ширины,
характеризующаяся тем, что
по меньшей мере часть широких и узких ламелей чередуются по рядам;
по меньшей мере часть рядов ламелей выполнены с воздушным зазором между ламелями;
ширина воздушного зазора составляет от 5 до 30 процентов ширины стеновой панели;
ламели соединены так, чтобы воздушный зазор одного ряда не пересекался с воздушным зазором другого ряда.
В дополнительных аспектах изобретения раскрыта панель, в которой ламели изготовлены из хвойных пород древесины; стеновая панель содержит средства соединения с другими стеновыми панелями; в панели содержится по меньшей мере одно из лакокрасочного покрытия и пропитки; воздушные зазоры закрыты с торцов и со стороны оконных и дверных проемов.
Основной задачей, решаемой заявленным изобретением, является предоставление стеновой панели увеличенной ширины, с улучшенными теплоизолирующими и шумоизолирующими характеристиками при сохранении прочности панели.
Сущность изобретения заключается в том, что стеновая панель образована рядами склеенных ламелей, при этом в рядах ламелей содержится воздушный зазор, который обеспечивает улучшение характеристик стеновой панели. Воздушный зазор увеличивает ширину стеновой панели, улучшает теплотехнические характеристики, при этом не увеличивается вес конструкции, сохраняется прочность панели.
Технический результат, достигаемый решением, заключается в расширении арсенала технических средств, улучшении теплоизолирующих и шумоизолирующих характеристик стеновой панели при сохранении ее высокой прочности, возможности использования более узких ламелей для образования более широкой стеновой панели.
Краткое описание чертежей
Фиг. 1 показывает разрез деревянной стеновой панели.
Фиг. 2 показывает воздушные зазоры разной ширины.
Фиг. 3 показывает заглушенные торцы и проемы стеновой панели.
Осуществление изобретения
Предложенная деревянная стеновая панель представляет собой стену, состоящую из множества ламелей (деревянных досок или брусков), соединенных друг с другом посредством клеевого соединения.
Ламели своей длинной стороной располагаются по длине стены, высота стены формируется посредством установки и крепления ламелей друг на друге, ширина стены формируется посредством установки и крепления ламелей боковыми сторонами друг к другу, причем не во всех рядах ламели соединены друг с другом боковыми сторонами. Высота образованной таким образом стеновой панели определяется высотой возводимого сооружения (его этажа), ширина определяется шириной ламели, шириной воздушного зазора и количеством ламелей в ряду.
Ламели могут быть выполнены из любой подходящей для формирования стены помещения древесины, преимущественно хвойной (сосна, ель, лиственница, кедр и др.), так как хвойные породы более устойчивы к неблагоприятным условиям окружающей среды, то есть имеют лучшие эксплуатационные качества при использовании в изготовлении стеновой панели и более надежны в последующей эксплуатации.
Клей для соединения ламелей может быть выбран любой подходящий для дерева, удовлетворяющий по требованиям надежности, экологичности, места расположения стеновой панели (снаружи или внутри помещения) и цены. В частности, могут быть использованы фенолформальдегидные клеи, карбамидные клеи, альбумино-казеиновые клеи, полиуретановые.
Общая длина стеновой панели предпочтительно формируется одной ламелью, однако если стеновая панель достаточно длинная, то ламель может быть составной по длине, что не относится к сущности решения.
Высота стеновой панели ограничена в основном возможностями производства, а не свойствами используемых материалов, на практике используются стеновые панели высотой в один или два этажа.
Ширина стеновой панели во многом определяет ее теплоизолирующие свойства, поскольку изменить теплоизолирующие свойства древесины, по существу, нельзя, то обычно для обеспечения необходимой теплоизоляции помещения увеличивают ширину стеновой панели. Однако увеличение ширины приводит к увеличению веса стеновой панели, что ухудшает эксплуатационные свойства панели и увеличивает ее стоимость.
Известно, что воздух является лучшим теплоизолятором по сравнению с деревом (теплопроводность воздуха при нормальных условиях 0,0259 Вт/(м⋅град), теплопроводность сосны при нормальных условиях 0,09 Вт/(м⋅град)), однако слишком большое количество воздушных зазоров или слишком большая их ширина может привести к снижению прочности стеновой панели.
Ввиду вышеизложенного было предложено формировать стеновую панель как показано на Фиг. 1.
Ламели выполнены разными по ширине, в частности одна ламель по ширине составляет от 55 до 75 процентов от ширины стеновой панели, а вторая ламель по ширине составляет от 20 до 40 процентов от ширины стеновой панели. Воздушный зазор составляет предпочтительно от 5 до 25 процентов от ширины стеновой панели, еще предпочтительнее от 10 до 20 процентов от ширины стеновой панели. Подбирая размер воздушного зазора можно обеспечить желаемую толщину стеновой панели, требуемые тепло- и шумоизоляционные характеристики при использовании по существу одних и тех же ламелей, что демонстрируется на Фиг. 2. Таким образом обеспечивается возможность использования более узких ламелей для получения более широкой стеновой панели по сравнению с вариантом без воздушного зазора.
Улучшение шумоизоляции достигается благодаря тому, что громкость звука падает при его прохождении через воздушные зазоры в стеновой панели.
Широкие ламели соседних рядов чередуются друг с другом (широкие ламели поочередно устанавливаются с левой и с правой стороны стеновой панели), чтобы сохранить прочность стеновой панели. Чередование может осуществляться не в соседних рядах, а через несколько рядов, что определяется требованиями к прочности и теплоизоляции.
В абсолютных значениях минимальная ширина ламели должна составлять 2 см, чтобы обеспечить достаточную прочность стеновой панели.
В некоторых вариантах осуществления при использовании ламелей разной ширины могут несколько меняться размеры воздушного зазора между рядами. Основным условием остается то, что ламели соседних рядов стыкуются друг с другом, так как без выполнения этого условия стеновая панель теряет прочность.
Нижние и верхние ряды могут быть выполнены без воздушно зазора, а могут содержать зазор.
В альтернативных вариантах осуществления широкая ламель промежуточных рядов имеет ширину от 80 до 90 процентов от ширины стеновой панели, более узкая ламель имеет ширину от 5 до 15 процентов от ширины стеновой панели. При таких соотношениях ширина воздушного зазора в упомянутых рядах составит от 5 до 15 процентов от ширины стеновой панели. При этом ширина более широкой ламели других рядов составляет от 15 до 25 процентов от ширины стеновой панели, а ширина более узкой ламели составляет от 5 до 15 процентов от ширины стеновой панели. При таких соотношениях ширина воздушного зазора в упомянутых других рядах составит от 60 до 80 процентов от ширины стеновой панели. Минимальная ширина ламели остается на уровне 2 см, для обеспечения достаточной прочности стеновой панели.
Описанные варианты осуществления быть скомбинированы при условии принятия мер для обеспечения достаточной прочности стеновой панели.
В одном из вариантов осуществления промежуточные ряды ламелей собраны так, чтобы все промежуточные ряды содержали воздушный зазор. В другом варианте осуществления не все промежуточные ряды ламелей собраны так, чтобы все промежуточные ряды содержали воздушный зазор.
В некоторых вариантах осуществления размер или местоположение воздушного зазора и соответственно размеры ламелей промежуточных рядов меняются от ряда к ряду, что не относится к сущности заявленного решения. Например, ширина ламелей второго ряда может быть 15 и 5 см, ширина воздушного зазора - 5 см, ширина ламелей третьего ряда может быть 12 и 6 см, ширина воздушного зазора - 7 см.
Стеновые панели могут содержать проемы для окон и/или дверей. Места и размеры этих проемов определяются проектом помещения. Если стеновая панель содержит оконные или дверные проемы, то по горизонтальным поверхностям периметра проема устанавливаются ламели без воздушного зазора или ставятся заглушки, а по вертикальным поверхностям ставятся заглушки, чтобы скрыть воздушные зазоры, что показано на Фиг. 3 в виде темных ламелей. Аналогичное решение применяется и для торцов, воздушные зазоры которых закрываются заглушками для избегания попадания влаги и холодного воздуха внутрь стены. Длина заглушек предпочтительно составляет от 20 до 50 см.
В некоторых вариантах осуществления в промежуточных рядах используются сборки с двумя воздушными зазорами, что может быть целесообразно для стеновых панелей большой ширины. Такое решение позволяет использовать более узкие ламели, по сравнению с вариантом с одним воздушным зазором, если ширина стеновой панели одинаковая в обоих вариантах.
В некоторых вариантах осуществления, возможно такое соединение ламелей, чтобы формировать воздушный зазор в два или более уровней (высотой в две или более ламели).
В ходе испытаний было выявлено, что минимальная ширина ламели, которую можно использовать при сохранении высоких эксплуатационных качеств стеновой панели составляет 2 см. При меньшей ширине стеновая панель может не выдержать давления, ее сложнее качественно смонтировать из-за повышенной гибкости, что может привести к плохой проклейке.
Предпочтительно ламели изготовлены из хвойных пород древесины, так как это повышает надежность эксплуатации панели. Также повышает надежность стеновой панели пропитка защитными огне- или биосоставами, а также окраска внешней поверхности панели лакокрасочными покрытиями.
Стеновые панели могут содержать средства соединения друг с другом для быстрого возведения спроектированного строения. Средство соединения может представлять собой по меньшей мере одно из шипов, пазов, выемок, отверстий, выступов.
В некоторых вариантах осуществления воздушные зазоры стеновой панели заполнены пенополиуретаном, теплопроводность которого 0,025 Вт/(м⋅град). Такое решение повышает прочность стеновой панели, так как пенополиуретан дополнительно скрепляет ламели друг с другом, предотвращает движение воздуха в пространстве между ламелями, при этом у стеновой панели сохраняется хорошая теплоизоляция.
Ряды стеновой панели могут быть образованы из одного или нескольких слоев ламелей, таким образом, высота ряда может быть любой, пока это не влияет чрезмерно негативно на прочность стеновой панели.
Изготовление предложенной стеновой панели осуществляется следующим образом: устанавливается нижний ряд стеновой панели из ламелей необходимой ширины с заданным воздушным зазором, на него устанавливаются следующие ряды ламелей с воздушным зазором, причем на ламели наносится необходимое количество клея для надежного соединения друг с другом.
После окончания монтажа стеновая панель сжимается для обеспечения плотного контакта рядов ламелей друг с другом, оставляется на заданное время для схватывания клея.
Дверные и оконные проемы формируют на этапе формирования стеновой панели. Если стеновая панель используется для верхних этажей, то она содержит скосы под крышу.
После соединения всех ламелей с образованием стеновой панели с заданными размерами, формой и необходимыми проемами панель красят (по меньшей мере с внешней стороны). Пропитка может осуществляться как готовой стеновой панели, так и отдельных ламелей до их склеивания.
Варианты осуществления не ограничиваются описанными здесь вариантами осуществления, специалисту в области техники на основе информации, изложенной в описании, и знаний уровня техники станут очевидны и другие варианты осуществления изобретения, не выходящие за пределы сущности и объема данного изобретения.
Элементы, упомянутые в единственном числе, не исключают множественности элементов, если отдельно не указано иное.
Несмотря на то, что примерные варианты осуществления были подробно описаны и показаны на сопроводительных чертежах, следует понимать, что такие варианты осуществления являются лишь иллюстративными и не предназначены ограничивать более широкое изобретение, и что данное изобретение не должно ограничиваться конкретными показанными и описанными компоновками и конструкциями, поскольку различные другие модификации могут быть очевидны специалистам в соответствующей области.