СТЕНОВАЯ ДЕРЕВЯННАЯ КОНСТРУКЦИЯ

Область техники

Изобретение относится к области строительных конструкций стен из древесины.

Уровень техники

Известна стеновая деревянная конструкция [1] (патент Австрии AT 409151, в т.ч. фиг. 4) из трех слоев элементов, содержащие расположенные вертикально профилированные стойки с пазами и выступами, образующие сплоченные пазогребневыми соединениями по длине стены сплошные лицевые слои стеновой конструкции; расположенные вертикально профилированные стойки, образующие сплоченный по длине стены плотными гладкими стыками внутренний слой стеновой конструкции; при этом стойки лицевых слоев и стойки внутреннего слоя устроены с дополнительными грибообразными выступами, сопряженными с аналогичными выступами стоек смежного слоя. Стойки нескольких слоев образуют сплошную по толщине сборную деревянную конструкцию стены.

Известна стеновая деревянная конструкция [2] (европейский патент ЕР 1264051, в т.ч. фиг. 4) из нескольких слоев элементов, содержащая расположенные вертикально профилированные стойки с пазами и выступами, образующие сплоченные пазогребневыми соединениями по длине стены сплошные лицевые слои стеновой конструкции; расположенные вертикально профилированные стойки с компенсационными пазами, образующие сплоченный по длине стены плотными гладкими стыками внутренний слой стеновой конструкции; при этом стойки лицевых слоев и стойки внутреннего слоя устроены с дополнительными грибообразными выступами, сопряженными с аналогичными выступами стоек смежного слоя. Стойки нескольких слоев образуют сплошную по толщине сборную деревянную конструкцию стены, в которой устроены замкнутые воздушные прослойки в виде продольных компенсационных пазов в слое внутренних стоек.

Известна стеновая деревянная конструкция [3] (патент Австрии AT 513844 В1). Конструкция содержат расположенные горизонтально в два слоя элементы обвязки фундамента и элементы мауэрлата; расположенные вертикально в несколько слоев профилированные стойки, различающиеся по форме на лицевые и внутренние; расположенные частично в пазах стоек, а частично в промежутках между стойками профилированные вкладыши с тремя расширенными участками по ширине; расположенные в промежутках между стойками призматические вкладыши, соединенные с элементами обвязки фундамента и мауэрлатами. При этом, элементы слоя лицевых стоек сопряжены без зазоров гладкими поверхностями и образуют сплошной лицевой слой вертикально расположенных элементов из массивной древесины.

Известна стеновая деревянная конструкция [4] (патент RU 44697 U1). Стеновая деревянная конструкция содержит нижний и верхний пояса, соединенные между собой вертикальными угловыми, промежуточными и стыковыми стойками, при этом все составляющие каркаса выполнены из клееных деревянных деталей пространственно-шиповой конструкции различных типоразмеров по сечению и длине, обработанных огнезащитными составами и жестко соединенных между собой с помощью дополнительных стальных накладок и крепежных элементов.

Известна стеновая деревянная конструкция [5] (патент Австрии AT 514424 В1), принятая в качестве наиболее близкого аналога (прототип). Стеновая деревянная конструкция содержит расположенные горизонтально элементы нижней обвязки фундамента; расположенные горизонтально элементы мауэрлата, расположенные вертикально и закрепленные к обвязке фундамента и к мауэрлату профилированные стойки с продольными пазами, вкладыши-планки и профилированные вкладыши, частично расположенные в продольных пазах стоек, при этом, между слоями стоек образованы замкнутые воздушные промежутки, разделенные по длине стены средними участками профилированных вкладышей. В конструкции предусмотрен дополнительный декоративный слой из профилированных деталей на обрешетке, закрепленной горизонтально на стойках второго слоя, и дополнительный слой диагональных связей, закрепленных на стойках первого слоя. Подразумевается наличие декоративного слоя, скрывающего диагональные связи. При этом профилированные стойки и вкладыши выполнены из массивной древесины; вид распила древесины не определен, а стойки закреплены к обвязке фундамента и к мауэрлату с шагом, превышающим ширину стоек; стойки обоих слоев, сопряженные через вкладыши-планки и через профилированные вкладыши, образуют совместно с вкладышами сплошную конструкцию без зазоров по длине стены.

Известные конструкции имеют такие недостатки, как низкая эксплуатационная надежность из-за плотного сплачивания элементов по длине стены в каждом отдельном слое, что при эксплуатационном разбухании стоек от увеличения влажности древесины ведет к S-образным в плане стены деформациям и к выдавливанию элементов из лицевых настилов на уличной поверхности стены в холодный период года, а также относительно низкое сопротивление теплопередаче и повышенное энергопотребление при эксплуатации из-за сплошного устройства сборной деревянной конструкции.

Целью предлагаемого изобретения является повышение эксплуатационной надежности в различных режимах эксплуатации за счет исключения риска деформации конструкции в целом и снижение энергопотребления за счет исключения риска конвекции сквозь стеновую конструкцию, устройства дополнительного внутреннего слоя стоек и устройства дополнительных воздушных промежутков внутри клееных стоек, разрезающих клеевые швы.

Цель достигается тем, что в стеновой конструкции использованы известные существенные признаки прототипа, а именно: что конструкция содержит элементы обвязки фундамента и элементы мауэрлата, расположенные горизонтально; профилированные стойки с продольными пазами, расположенные вертикально в два слоя и закрепленные к обвязке фундамента и к мауэрлату; вкладыши-планки, свободно расположенные в пазах смежных элементов каждого слоя стоек; профилированные вкладыши с выступами, свободно расположенными в пазах двух слоев стоек так, что между слоями стоек образованы замкнутые воздушные промежутки, разделенные по длине стены средними участками профилированных вкладышей и новые существенные признаки, заключающиеся в том, что:

- профилированные стойки выполнены из клееного по меньшей мере двухламельного бруса, клеевые швы которого расположены параллельно видимым поверхностям стен и дополнительно профилированы компенсационными пазами, разрезающими обращенные к кромкам стоек участки клеевых швов на глубину не менее глубины пазов для сопряжения с вкладышами;

- в профилированных стойках глубина пазов для вкладышей-планок принята равной не менее 0,5 ширины вкладышей - планок; а глубина пазов для профилированных вкладышей принята не менее 0,5 толщины профилированных вкладышей;

- профилированные стойки закреплены к элементам обвязки фундамента и к элементам мауэрлата с шагом, превышающим габаритную ширину стоек на величину, достаточную для компенсации наибольших за годичный цикл эксплуатации влажностных расширений профилированных стоек;

- лицевые ламели клееных профилированных стоек, вкладыши-планки и профилированные вкладыши выполнены из древесины хвойных пород тангенциального распила;

- в профилированных вкладышах на кромках выполнены дополнительные компенсационные пазы глубиной не менее ширины крайних выступов, сопряженных с пазами стоек;

- кромки вкладышей-планок, профилированных вкладышей и пазов в стойках для сопряжения с вкладышами выполнены с фасками.

А также тем, что:

- в угловых соединениях стен произвольной длины как минимум одна профилированная стойка каждой стены выполнена уменьшенной ширины;

- в стене устроен дополнительный внутренний скрытый слой профилированных стоек, сопряженный с видимыми профилированными стойками через профилированные вкладыши с тремя расширенными участками;

- в клееных профилированных стойках выполнены дополнительные внутренние воздушные промежутки, разрезающие клеевые швы как минимум в средней части по ширине профиля стойки.

Перечень чертежей

Сущность предполагаемого изобретения поясняется чертежами, где:

на фиг. 1 изображен вертикальный разрез одноэтажной двухслойной стены из двухламельных стоек;

на фиг. 2 изображен вид по стрелке А на фиг. 1 - фрагмент двухслойной стены, вид изнутри помещения;

на фиг. 3 изображен горизонтальный разрез Б-Б на фиг. 1 - фрагмент двухслойной стены из двухламельных клееных профилированных стоек;

на фиг. 4 изображено поперечное сечение клееной профилированной стойки из двух лам елей;

на фиг. 5 изображено поперечное сечение вкладыша-планки;

на фиг. 6 изображено поперечное сечение профилированного вкладыша;

на фиг. 7 изображено исполнение клееной стойки из трех ламелей для двухслойной стены;

на фиг. 8 изображено исполнение клееной стойки из четырех ламелей для двухслойной стены;

на фиг. 9 изображено исполнение клееной стойки из пяти ламелей для двухслойной стены;

на фиг. 10 изображен пример распила бревна на заготовки для деталей стеновой конструкции;

на фиг. 11 изображены примеры изменения формы деталей стеновой конструкции при усушке из исходного состояния после профилирования.

на фиг. 12 изображены примеры изменения формы деталей стеновой конструкции при разбухании из исходного состояния после профилирования;

на фиг. 13 изображены графики равновесной влажности древесины в уличных условиях и в квартире (внутри дома);

на фиг. 14 изображен план двухслойных стен из двухламельных стоек в здании с уступом;

на фиг. 15 изображен план обвязки фундамента;

на фиг. 16а, 16б, 16в, 16г изображен фрагмент 1 на фиг. 14 - стена 1 и последовательность монтажа стены;

на фиг. 17 изображен фрагмент 2 на фигуре 14 - наружный угол здания, и последовательность монтажа угла;

на фиг. 18 изображен горизонтальный разрез фрагмента двухслойной стены из трехламельных стоек;

на фиг. 19 изображен горизонтальный разрез фрагмента двухслойной стены из четырехламельных стоек;

на фиг. 20 изображен горизонтальный разрез фрагмента двухслойной стены из пятиламельных стоек;

на фиг. 21 изображен вертикальный разрез трехслойной стены из двухламельных стоек;

на фиг. 22 изображено сечение В-В на фиг 21 - горизонтальный разрез фрагмента трехслойной стены из двухламельных стоек;

на фиг. 23 изображен профиль внутренней клееной стойки из двух ламелей для трехслойной стены;

на фиг. 24 изображен вертикальный разрез трехслойной стены с трехламельными клееными стойками;

на фиг. 25 изображено сечение Г-Г на фиг 24 - горизонтальный разрез фрагмента трехслойной стены с трехламельными клееными стойками;

на фиг. 26 изображен профиль внутренней клееной стойки из трех ламелей для трехслойной стены;

на фиг. 27 изображен вертикальный разрез трехслойной стены с четырехламельными клееными стойками;

на фиг. 28 изображено сечение Д-Д на фиг 27 - горизонтальный разрез фрагмента трехслойной стены с четырехламельными клееными стойками;

на фиг. 29 изображен профиль внутренней клееной стойки из четырех ламелей для трехслойной стены;

на фиг. 30, 31, 32, 33 изображены профили клееных стоек с числом ламелей от двух до пяти для уличного и комнатного слоев стоек в двухслойной стеновой конструкции;

на фиг. 34, 35, 36, 37 изображены горизонтальные разрезы фрагментов двухслойных стен из клееных стоек различной толщины с числом ламелей от двух до пяти с внутренними воздушными промежутками;

на фиг. 38, 39, 40 изображены профили клееных стоек с числом ламелей от двух до четырех для внутреннего слоя стеновой конструкции трехслойных стен;

на фиг. 41, 42, 43 изображены горизонтальные разрезы фрагментов трехслойных стен из клееных стоек различной толщины с числом ламелей от двух до четырех с внутренними воздушными промежутками.

Раскрытие изобретения

Стеновая деревянная конструкция содержит:

расположенные горизонтально элементы нижней обвязки фундамента, а именно: элемент 1 (см. фиг. 1), закрепленный на фундаменте 2, и элемент 3, закрепленный на элементе 1;

расположенные вертикально элементы внутреннего слоя профилированных стоек 4, нижние концы которых соединены с элементами обвязки 3, например: наклонно расположенными шурупами 5 (см. фиг. 2),

расположенные горизонтально над внутренним слоем профилированных стоек элементы мауэрлата 6, жестко соединенные с верхними концами внутреннего слоя профилированных стоек 4, например: наклонно расположенными шурупами 7;

расположенные вертикально элементы наружного слоя профилированных стоек 8 (см. фиг. 1), нижние концы которых жестко соединены с элементом 3, например: шурупом 9, а верхние концы жестко соединены с элементом мауэрлата 6, например: шурупом 10;

вкладыши-планки 11 (см. фиг. 3), свободно расположенные в пазах профилированных стоек 4 внутриквартирного слоя стены;

вкладыши-планки 12, свободно расположенные в пазах профилированных стоек 8 наружного слоя стены;

профилированные вкладыши 13, частично расположенные в пазах профилированных стоек 4 внутреннего слоя и в пазах профилированных стоек 8 наружного слоя стены;

расположенные горизонтально над двумя слоями профилированных стоек элементы мауэрлата 14 (см. фиг. 1), жестко соединенные с элементами мауэрлата 6 и верхними концами наружных профилированных стоек 8.

Профилированные стойки 4 и 8 расположены зеркально относительно оси стены 15. Профилированные стойки 4 и 8 выполнены из клееного бруса с числом ламелей не менее двух, числом клеевых швов не менее одного. Клеевые швы в стойках расположены параллельно видимым поверхностям стен. Лицевые ламели в заготовке перед профилированием склеены так, что пласти со стороны центра бревна, из которого выпилена заготовка, обращены наружу.

В профилированных стойках 4; 8 выполнены пазы 16 (см. фиг. 4) для сопряжения с вкладышами-планками 11 и 12, пазы 17 и уступы 18 для сопряжения с профилированными вкладышами 13, дополнительные компенсационные пазы 19, разрезающие обращенные к кромкам стоек участки клеевых швов, а на ребрах выступов выполнены фаски.

Глубина пазов 16 (размер А2), принята не менее 0,5 ширины вкладышей-планок 11; 12 (размер А1). Глубина пазов 17 (размер А4) принята не менее 0,5 толщины профилированного вкладыша 13 (размер A3). Глубина уступа 18 (размер А6) принята не менее 0,5 толщины сопрягаемого с уступом 18 участка на профилированном вкладыше 13 (размер А5). Глубина компенсационных пазов 19 (размер А7) принята не менее глубины пазов 16, 17 для сопряжения с вкладышами 11, 12.

Профилированные стойки 4, 8 закреплены к элементам обвязки фундамента 3 и к элементам мауэрлата 6 с шагом, превышающим габаритную ширину стоек - размер А8 (см. фиг. 3), на величину зазора А9, достаточную для компенсации наибольших за годичный цикл эксплуатации влажностных расширений профилированных стоек. Обеспечение постоянства заданного шага стоек в наружном слое, превышающего номинальную ширину стоек, может быть выполнено известным способом, например: путем предварительного сверления в промышленных условиях отверстий в элементах обвязки фундамента 3 и в мауэрлатах 6, а также сверлениями предварительных отверстий под шурупы 9, 10 в стойках 8. Между слоями стоек образованы воздушные промежутки на величину зазора А10, равные ширине среднего выступа на профилированных вкладышах 13.

Лицевые ламели клееных профилированных стоек 4; 8 выполнены из древесины хвойных пород тангенциального распила. Строгание заготовок ламелей, склеивание ламелей в заготовку для стойки и профилирование стоек должны быть выполнены при номинальной влажности древесины заготовок 12%.

Вкладыши-планки 11; 12 выполнены с фасками на ребрах 20 (см. фиг. 5), 21, 22, 23, при этом одна из кромок выполнена с углублением 24, образующим вместе с фасками два треугольных выступа 25 и 26. Вкладыши-планки 11; 12 выполнены из древесины хвойных пород тангенциального распила. Строгание профилированных вкладышей должно быть выполнено при номинальной влажности древесины заготовок 12%.

Профилированные вкладыши 13 выполнены с выступами 27 (см. фиг. 6), 28, 29, 30, 31, 32. В стене профилированные вкладыши 13 свободно расположены в пазах двух слоев профилированных стоек 4, 8. При этом, выступы 27, 28, сопряжены с пазами профилированных стоек 4, образующих внутриквартирный слой стены; выступы 29, 30 сопряжены с пазами профилированных стоек 8, образующих наружный слой стены; выступы 31, 32 разделяют воздушный промежуток между слоями стены на замкнутые участки. В профилированных вкладышах на кромках выполнены дополнительные компенсационные пазы 33, 34, а на ребрах продольных выступов - фаски. Глубина названных пазов - размер А11 - принята не более ширины выступов 27, 28, 29, 30 - размера А12. Профилированные вкладыши 13 выполнены из древесины хвойных пород тангенциального распила. Строгание профилированных вкладышей должно быть выполнено при номинальной влажности древесины заготовок 12%.

Техническое решение стеновой конструкции предусматривает исполнение клееных профилированных стоек с числом ламелей более двух.

Профилированная стойка из трех ламелей изображена на фиг. 7. Лицевые ламели 35 и 36 выполнены из древесины тангенциального распила, а внутренняя ламель 37 выполнена из древесины радиального или смешанного распила. В лицевых ламелях предусмотрены пазы 16 для сопряжения с вкладышами-планками 11 и 12, пазы 17 и уступы 18 для сопряжения с профилированными вкладышами 13, компенсационные пазы 19, разрезающие обращенные к кромкам стоек участки клеевых швов. Глубины пазов в профилированной стойке из трех ламелей приняты аналогично соотношениям размеров в двухламельных профилированных стойках.

Профилированная стойка из четырех ламелей изображена на фиг. 8. Лицевые ламели 38 и 39 выполнены из древесины тангенциального распила, а внутренние ламели 40, 41 выполнены из древесины радиального или смешанного распила. В лицевых ламелях предусмотрены пазы 16 для сопряжения с вкладышами-планками 11 и 12, пазы 17 и уступы 18 для сопряжения с профилированными вкладышами 13, компенсационные пазы 19, разрезающие обращенные к кромкам стоек участки клеевых швов. Глубины пазов в профилированной стойке из четырех ламелей приняты аналогично соотношениям размеров в двухламельных профилированных стойках.

Профилированная стойка из пяти ламелей изображена на фиг. 9. Лицевые ламели 42 и 43 выполнены из древесины тангенциального распила, а внутренние ламели 44, 45, 46 выполнены из древесины радиального или смешанного распила. В лицевых ламелях предусмотрены пазы 16 для сопряжения с вкладышами-планками 11 и 12, пазы 17 и уступы 18 для сопряжения с профилированными вкладышами 13, компенсационные пазы 19, разрезающие обращенные к кромкам стоек участки клеевых швов. Глубины пазов в профилированной стойке из пяти ламелей приняты аналогично соотношениям размеров в двухламельных профилированных стойках.

Из теории древесиноведения известно об изменениях размеров деревянных деталей при изменяющейся влажности древесины деталей. Величина изменений размеров зависит от породы древесины, направления измерения и характера изменения уровня влажности, то есть усыхания или разбухания. Данные о коэффициентах усушки и разбухания древесных пород приведены в различных публикациях, например: в публикации [6], Уголев Б.Н. Древесиноведение и лесное товароведение, 2-е изд. стер., М, изд. центр «Академия», 2006; стр. 64, таблица 3.1. (фрагмент). Значения коэффициентов для пород ели и сосны обыкновенной приведены в таблице.

У хвойных пород древесины влажностные изменения размеров по тангенциальному направлению ~ в 1,75 раза превышают изменения размеров по радиальному направлению. Влажностные изменения размеров вдоль волокон древесины незначительны по величине и не учитываются. Различие свойств усушки и разбухания по разным направлениям измерения ведет к деформациям деталей от внутренних напряжений при изменениях влажности древесины от уровня при профилировании до уровня при эксплуатации. Величина деформаций зависит от распила, то есть от места заготовки в исходном бревне, породы древесины и величины изменений влажности. Направление деформаций зависит от знака изменения влажности, то есть усыхания или разбухания.

Пример распила бревна на заготовки для деталей стеновой конструкции изображен на фиг. 10. На фиг. 10 обозначены контуры заготовок и наложенные контуры профилей деталей, а именно: 47 - контур бревна; 48 - контуры пиленых заготовок для лицевых ламелей; 49 - контуры строганых заготовок для лицевых ламелей номинальной нормированной влажностью 12% перед склеиванием; 50 -контуры лицевых ламелей в составе клееных профилированных стоек номинальной нормированной влажностью 12%; 51 - контуры пиленой заготовки для вкладышей-планок; 52 - контуры строганой поверхности вкладышей-планок номинальной нормированной влажности 12%; 53 - контур пиленой заготовки для профилированного вкладыша; 54 - контур строганой поверхности профилированного вкладыша номинальной нормированной влажности 12%; 55 - контур пиленой заготовки для внутренних ламелей многоламельных исполнений профилированных стоек; 56 - контур строганой заготовки номинальной нормированной влажности 12% для внутренней ламели многоламельного исполнения профилированной стойки перед склеиванием; 57 - контур внутренней ламели в составе клееной профилированной стойки номинальной нормированной влажности 12%.

Из-за свойства анизотропии древесины форма деталей при эксплуатации в условиях, отличающихся от состояния при профилировании, будет изменяться.

Примеры изменения формы деталей при усушке изображены на фиг. 11. Детали тангенциального распила - лицевые ламели профилированных стоек, вкладыши-планки, профилированные вкладыши деформируются дугообразно. Профиль деталей радиального распила приобретает веретенообразную форму. На фиг. 11 обозначены деформированные контуры деталей стеновой конструкции при уменьшенной влажности по сравнению с уровнем во время профилирования, а именно: 58 и 59 - деформации контура лицевых ламелей; 60 - деформация контура внутренней ламели радиального распила; 61, 62, 63 - деформации контура вкладышей-планок; 64 - деформации контура профилированных вкладышей. Направления тангенциальных деформаций показаны стрелками.

Примеры изменения формы деталей при разбухании изображены на фиг. 12. Детали тангенциального распила - лицевые ламели профилированных стоек, вкладыши-планки, профилированные вкладыши деформируются дугообразно, при этом направление изгиба при разбухании противоположно направлению изгиба при усушке. На фиг. 12 обозначены деформированные контуры деталей стеновой конструкции при увеличенной влажности по сравнению с уровнем во время профилирования, а именно: 64 и 65 - деформации контура лицевых ламелей в составе профилированных стоек; 66 - деформация контура внутренней ламели радиального распила в составе профилированных стоек; 67, 68 - деформации контура вкладышей-планок; 69 - деформации контура профилированных вкладышей. Направления деформаций показаны стрелками.

Из открытых источников известны статистические данные о погоде и равновесной влажности древесины в условиях улицы и в отапливаемых квартирах (внутри домов). В графической форме они отражены на фиг. 13, где по оси абсцисс указан месяц года, а по оси ординат - среднестатистический уровень равновесной влажности древесины. Из графика следует, что в холодный период года равновесная влажность древесины на улице повышенная, выше 12%; а в квартире (внутри дома) - пониженная, ниже 8%. Многочисленные обследования деревянных домов, проведенные авторами, подтверждают известные статистические данные.

Согласно отечественным нормативам древесина клееных и строганных деталей имеет номинальную влажность при строгании 12%. Около семи месяцев в году равновесная влажность уличного хранения превышает номинальный уровень 12%, то есть большую часть года при монтаже деревянных конструкций проявляются риски разбухания деталей и сопутствующих деформаций профилей. На уличных поверхностях стен отапливаемых деревянных зданий большую часть года влажность древесины превышает номинальный уровень 12%, что ведет к разбуханию и деформациям части элементов деревянных конструкций. В эти же периоды на внутриквартирной поверхности стен влажность древесины пониженная, что ведет к усушке и противоположным по направлениям деформациям части элементов деревянных конструкций. Совокупность признаков предполагаемого изобретения обеспечивает устранение монтажных и эксплуатационных рисков, связанных с влажностными изменениями в элементах конструкций.

Согласно предлагаемому техническому решению могут быть устроены различные исполнения по длине и форме в плане стеновых деревянных конструкций.

Пример исполнения стеновой деревянной конструкции по замкнутому контуру с пятью наружными углами и одним внутренним углом изображен в виде плана на фиг. 14. Стеновая конструкция на фиг. 14 устроена двухслойной из вертикально установленных профилированных двухламельных клееных стоек 4, 8, разделенных вкладышами-планками 11, 12 и профилированными вкладышами 13. Для обеспечения возможности устройства стен произвольной длины в угловых соединениях стен как минимум одна профилированная стойка каждой стены выполнена уменьшенной ширины, например: как у деталей 70 (см. фиг. 14). Для заполнения узких промежутков в наружных углах вместо уменьшенных по ширине стоек должны быть применены дощатые вертикальные вкладыши 71. Плотность стыков стоек уменьшенной ширины 70 (см. фиг. 14) со смежными стойками обеспечена применением крепежных соединений известных конструкций, например - шурупами, не изображенными на чертежах. В угловых соединениях стоек, в местах с примыканиями пазов для вкладышей к пластевым поверхностям смежных стоек, названные пазы заделаны уплотнительными саморасширяющимися лентами 72.

Согласно предлагаемому техническому решению могут быть устроены различные исполнения стеновых конструкций с увеличенным сопротивлением теплопередаче, обеспеченным путем увеличения числа ламелей в профилированных стойках, например: до трех; до четырех; до пяти ламелей.

Примеры исполнения двухслойных стеновых деревянных конструкций из стоек с увеличенным числом ламелей до 3-х, 4-х и 5-ти, различающиеся по толщине и сопротивлению теплопередаче, показаны на фиг. 18-20, где изображены фрагменты горизонтальных сечений исполнений стеновой конструкции. Размеры вкладышей-планок 11, 12, размеры профилированных вкладышей 13, размеры профилированных стоек по ширине и размеры пазов в профилированных стойках, соединения стоек с обвязками фундамента и с мауэрлатами унифицированы с конструкцией в двухламельном исполнении стоек. Профилированные стойки из трех ламелей обозначены поз. 73, 74 (см. фиг. 18). Профилированные стойки из четырех ламелей обозначены поз. 75, 76 (см. фиг. 19). Профилированные стойки из пяти ламелей обозначены поз. 77, 78 (см. фиг. 20).

Профилированные стойки закреплены к элементам обвязки фундамента и к элементам мауэрлата 6 с шагом, превышающим габаритную ширину стоек - размер А8 (см. фиг. 18-20) - на величину зазора А9, достаточную для компенсации наибольших за годичный цикл эксплуатации влажностных расширений по ширине профилированных стоек. Обеспечение постоянства заданного шага стоек в наружном слое, превышающего номинальную ширину стоек, может быть выполнено известным способом, например: путем предварительного сверления в промышленных условиях отверстий в элементах обвязки фундамента 3 и в мауэрлатах 6, а также сверлениями предварительных отверстий под шурупы 9, 10 в стойках наружного слоя 74, 76, 78. Между слоями стоек образованы воздушные промежутки на величину зазора А10, равные ширине среднего выступа на профилированных вкладышах 13.

Устройство исполнений стеновой деревянной конструкции с увеличенным сопротивлением теплопередаче и повышенной энергетической эффективностью осуществляется путем введения в состав конструкции дополнительного слоя профилированных стоек внутри стены, закрепленного к обвязке фундамента и мауэрлату, и сопряженного с видимыми профилированными стойками уличного и комнатного слоев через профилированные вкладыши с тремя расширенными участками. Исполнение трехслойной стеновой конструкции с двухламельными клееными стойками изображено на фиг. 21 -23. Стеновая конструкция состоит из расположенных горизонтально элементов обвязки фундамента 79, 80 (см. фиг. 21) и элементов мауэрлата 81, 82; комнатного слоя профилированных стоек 83, уличного слоя профилированных стоек 84, дополнительного внутреннего слоя профилированных стоек 85, расположенных вертикально и закрепленных к обвязке фундамента 80 и мауэрлату 81 с шагом, превышающим габаритную ширину стоек на величину, достаточную для компенсации наибольших за годичный цикл эксплуатации влажностных расширений профилированных стоек; вкладышей-планок 86 (см. фиг. 22), сопряженных с пазами комнатного слоя стоек 83, профилированных вкладышей 87, сопряженных одновременно с пазами элементов комнатного слоя стоек 83 и внутреннего слоя стоек 85, профилированных вкладышей 88, сопряженных одновременно с пазами уличного слоя стоек 84 и внутреннего слоя стоек 85, вкладышей-планок 89, сопряженных с пазами уличного слоя профилированных стоек 84. Профиль стоек 83 аналогичен профилю стоек 4 в двухслойной стене. Профиль стоек 84 аналогичен профилю стоек 8 в двухслойной стене. Профиль внутренней стойки 85 изображен на фиг 23, образован из двух ламелей 90, 91 (см. фиг. 23) тангенциального распила. Глубина пазов и уступов в профилированной стойке 85 для сопряжения с профилированными вкладышами 87, 88 принята не менее 0,5 толщины сопряженных участков профилированных вкладышей 87, 88. Клеевой шов расположен параллельно лицевым поверхностям стойки и дополнительно профилирован компенсационными пазами 92, разрезающими обращенные к кромкам стойки участки клеевого шва на глубину не менее глубины пазов для сопряжения с вкладышами. Устройство вкладышей-планок 86, 89 аналогично устройству вкладышей-планок 11, 12. Устройство профилированных вкладышей 87, 88 аналогично устройству профилированных вкладышей 13. Реакция трехслойной стеновой конструкции на эксплуатационные разнонаправленные изменения влажности древесины аналогична реакции двухслойной конструкции: увеличение размеров при разбухании не приводит к опасным деформациям стены в целом, дугообразные деформации вкладышей и краевых участков лицевых ламелей в стойках из древесины тангенциального распила и при разбухании и при усушке приводят к уплотнению стыков смежных поверхностей пазов в стойках и вкладышей.

Дополнительные исполнения трехслойных стеновых конструкций с увеличенным сопротивлением теплопередаче и повышенной энергетической эффективностью могут быть устроены из стоек с числом ламелей более двух, например: из трехламельных, из четырехламельных.

Исполнение трехслойной стеновой конструкции с трехламельными клееными стойками изображено на фиг. 24-26. Стеновая конструкция состоит из элементов обвязки фундамента 93, 94 (см. фиг. 24) и элементов мауэрлата 95, 96, расположенных горизонтально; комнатного слоя профилированных стоек 97, уличного слоя профилированных стоек 98, дополнительного внутреннего слоя профилированных стоек 99, расположенных вертикально и закрепленных к обвязке фундамента 94 и мауэрлату 95 с шагом, превышающим габаритную ширину стоек на величину, достаточную для компенсации наибольших за годичный цикл эксплуатации влажностных расширений профилированных стоек; вкладышей-планок 100 (см. фиг. 25), сопряженных с пазами комнатного слоя стоек 97, профилированных вкладышей 101, сопряженных одновременно с пазами элементов комнатного слоя стоек 97 и внутреннего слоя стоек 99, профилированных вкладышей 102, сопряженных одновременно с пазами уличного слоя стоек 98 и внутреннего слоя стоек 99, вкладышей-планок 103, сопряженных с пазами уличного слоя профилированных стоек 98. Профиль внутренней стойки 99 изображен на фиг 26, образован из трех ламелей: лицевые ламели 104 и 105 тангенциального распила и внутренняя ламель 106 радиального или смешанного распила. Глубина пазов и уступов в профилированной стойке 99 для сопряжения с профилированными вкладышами 101, 102 принята не менее 0,5 толщины сопряженных участков профилированных вкладышей 101, 102. Клеевые швы расположены параллельно лицевым поверхностям стойки и дополнительно профилированы компенсационными пазами 107, разрезающими обращенные к кромкам стойки участки клеевого шва на глубину не менее глубины пазов для сопряжения с вкладышами. Устройство вкладышей-планок 100, 103 аналогично устройству вкладышей-планок 11, 12 на фиг. 5. Устройство профилированных вкладышей 101, 102 аналогично устройству профилированных вкладышей 13 на фиг. 6. Профиль стоек 97, 98 аналогичен профилю стойки на фиг. 7. Реакция трехслойной стеновой конструкции из трехламельных стоек на эксплуатационные разнонаправленные изменения влажности древесины аналогична реакции трехслойной конструкции из двухламельных стоек: увеличение размеров элементов при разбухании не приводит к опасным деформациям стены в целом, дугообразные деформации вкладышей и краевых участков лицевых ламелей в стойках из древесины тангенциального распила и при разбухании и при усушке приводят к уплотнению стыков смежных поверхностей пазов в стойках и вкладышей.

Исполнение трехслойной стеновой конструкции с четырехламельными клееными стойками изображено на фиг. 27-29. Стеновая конструкция состоит из элементов обвязки фундамента 108, 109 (см. фиг. 27) и элементов мауэрлата 110, 111, расположенных горизонтально; комнатного слоя профилированных стоек 112, уличного слоя профилированных стоек 113, дополнительного внутреннего слоя профилированных стоек 114, расположенных вертикально и закрепленных к обвязке фундамента 109 и мауэрлату 110 с шагом, превышающим габаритную ширину стоек на величину, достаточную для компенсации наибольших за годичный цикл эксплуатации влажностных расширений профилированных стоек; вкладышей-планок 115, (см. фиг. 28), сопряженных с пазами комнатного слоя стоек 112, вкладышей-планок 116 (см. фиг. 28), сопряженных с пазами уличного слоя стоек 113, профилированных вкладышей 117, сопряженных одновременно с пазами элементов комнатного слоя стоек 112 и внутреннего слоя стоек 114, профилированных вкладышей 118, сопряженных одновременно с пазами уличного слоя стоек 113 и внутреннего слоя стоек 114. Профиль внутренней стойки 114 изображен на фиг. 29; стойка 114 образована из четырех ламелей: лицевые ламели 119 и 120 тангенциального распила, внутренние ламели 121, 122 радиального или смешанного распила. Глубина пазов и уступов в стойке 114 для сопряжения с профилированными вкладышами 117, 118 принята не менее 0,5 толщины сопряженных участков профилированных вкладышей 117, 118. Клеевые швы расположены параллельно лицевым поверхностям стойки и дополнительно профилированы компенсационными пазами 123, разрезающими обращенные к кромкам стойки участки клеевого шва на глубину не менее глубины пазов для сопряжения с вкладышами. Устройство вкладышей-планок 115, 116 аналогично устройству вкладышей-планок 11, 12 на фиг. 5. Устройство профилированных вкладышей 117, 118 аналогично устройству профилированных вкладышей 13 на фиг. 6. Профиль четырехламельных клееных стоек 112, 113 аналогичен профилю стоек на фиг. 8. Реакция трехслойной стеновой конструкции с четырехламельными стойками на эксплуатационные разнонаправленные изменения влажности древесины аналогична реакции трехслойной конструкции из двухламельных стоек: увеличение размеров элементов при разбухании не приводит к опасным деформациям стены в целом, дугообразные деформации вкладышей и краевых участков лицевых ламелей в стойках из древесины тангенциального распила и при разбухании и при усушке приводят к уплотнению стыков смежных поверхностей пазов в стойках и вкладышей.

Дополнительные исполнения стеновых конструкций с увеличенным сопротивлением теплопередаче и повышенной энергетической эффективностью без увеличения материалоемкости стены по древесине могут быть устроены с применением клееных стоек, в которых выполнены дополнительные внутренние воздушные промежутки, разрезающие клеевые швы в средней части по ширине профиля стойки.

На чертежах фиг. 30-33 изображены профили клееных стоек с числом ламелей от двух до пяти для уличного и комнатного слоев стеновой конструкции. Внутренние воздушные промежутки 124 образуются в клееных заготовках после склеивания ламелей-заготовок с предварительно фрезерованными пазами. На чертежах фиг. 34-37 изображены горизонтальные разрезы фрагментов двухслойных стен из клееных стоек различной толщины с внутренними воздушными промежутками. Сопряжения и соединения элементов в стенах; реакции конструкции на эксплуатационные разнонаправленные изменения влажности древесины аналогичны описанным выше.

На чертежах фиг. 38-40 изображены профили клееных стоек с числом ламелей от двух до четырех для дополнительного внутреннего слоя стеновой конструкции. Внутренние воздушные промежутки 124 образуются в клееных заготовках после склеивания ламелей-заготовок с предварительно фрезерованными пазами. На чертежах фиг. 41-43 изображены исполнения трехслойных стен со стойками различной толщины. Сопряжения и соединения элементов в стенах; реакции конструкции на эксплуатационные разнонаправленные изменения влажности древесины аналогичны описанным выше.

Осуществление изобретения (описание последовательности монтажа)

Описание последовательности монтажа выполним на примере исполнения двухслойной стеновой конструкции с двухламельными клееными стойками, изображенной на фиг. 1-6; 14. Описание последовательности монтажа проиллюстрировано на фиг. 15-17.

Монтаж деревянной конструкции выполняется на фундаменте известной конструкции, преимущественно железобетонном монолитном, в следующей последовательности операций:

1. Прикрепить элементы обвязки 1 к фундаменту 2 известными соединениями. Элементы 1 должны быть расположены симметрично осям стен 15.

2. Прикрепить элементы обвязки 3 к элементам обвязки 1 по внутреннему контуру элементов 1 известными соединениями. Элементы обвязки 3 с предварительно просверленными отверстиями для крепежных элементов 9 с заданным проектом шагом должны быть установлены так, чтобы в каждой стене обеспечить координирование отверстия под крепежный элемент 9 согласно проектному размеру, например: размеру А13, А14 на плане фиг. 14 и на фиг. 15.

3. Монтаж стены без угловых соединений (см. фиг. 16а-16 г).

- Прикрепить вертикально стойку 8-С1 (см. фиг. 16а) к элементу 3 соединителем 9 (на фиг. 16 не изображен).

- Прикрепить стойку 8-С2 в произвольном месте стены, отстоящем от стойки 8-С1 на кратное число шагов стоек.

- Прикрепить вертикально стойку 4-С3 к элементу 3 двумя соединителями 5 (см. фиг. 2). Вставить вкладыш 13-В1 (см. фиг. 16а) в зазор между стойками 8-С1 и 4-С3. Обеспечить временную двухкоординатную фиксацию вертикальности стойки 4-С3 известными технологическими устройствами, например подкосами.

- Прикрепить стойку 4-С4 рядом со стойкой 8-С3. Временно вставить вкладыш 13-В2 в зазор между стойками 8-С2 и 4-С4. Обеспечить временную двухкоординатную фиксацию вертикальности стойки 4-С4 известными технологическими устройствами, например подкосами.

- Закрепить мауэрлат 6 над стойками 4 с условными обозначениями 4-С3, 4-С4; обеспечить координирование отверстия под крепежный элемент 9 согласно размеру А13 на плане фиг. 14.

- Прикрепить верхние концы стоек 8-С1, 8-С2 к мауэрлату 6 соединителями 10.

- Вставить в стойку 4-С2 вкладыш 11-В3.

- Вставить в стойку 8-С1 вкладыш 12-В4.

- Прикрепить стойку 8-С5 (см. фиг. 16б) соединителем 9 к обвязке 3, соединителем 10 к мауэрлату 6.

- Прикрепить стойку 4-С6 к обвязке 3 и мауэрлату 6.

- Вставить вкладыш 13-В5 в зазор между стойками 8-С5 и 4-С6. Вставить вкладыши 11-В6 и 12-В7 в пазы стоек 4-С6, 8-С5.

- Повторить переходы 3.7-3.11 в промежутке от стойки 8-С1 до стойки 8-С2.

- Временно демонтировать стойки 8-С2 и 4-С4 (см. фиг. 16в) с вкладышем.

- Завершить устройство стены от угла до угла, в т.ч. восстановить монтаж стоек 8-С2 и 4-С4 (см. фиг. 16 г).

4. Выполнить монтаж элементов «Стены 2» и последующих стен без углов аналогично «Стене 1».

5. Выполнить монтаж элементов в составе углового соединения в следующей последовательности операций и переходов, иллюстрированной обозначениями на фиг. 17, а именно:

- Вставить вкладыш 11-УВ1 в стойку 4 «Стены 2»

- Вставить вкладыш 13-УВ2 между стойками 4, 8 «Стены 2»

- Закрепить уменьшенную по ширине стойку 4-УС1.

- Вставить вкладыш 11-УВ3 в стойку 4 «Стены 1»

- Вставить вкладыш 13-УВ4 между стойками 4, 8 «Стены 1»

- Закрепить стойку 4-УС2.

- Вставить вкладыш 12-УВ5.

- Закрепить стойку 8-УС3.

- Вставить вкладыш 11-УВ6 в стойку 4-УС2.

- Вставить вкладыш 13-УВ7 между стойками 4-УС2, 8-УС3.

- Закрепить уменьшенную по ширине стойку 4-УС4.

- Вставить вкладыш 12-УВ8 в стойку 8 «Стены 2»

- Закрепить стойку 8-УС5.

- Вставить две ленты ПСУЛ поз. 125 в пазы стойки 8-УС5.

- Вставить вкладыш 12-УВ9 в стойку 8-УС3.

- Закрепить уменьшенную по ширине стойку 8-УС6.

- Закрепить угловые наличники 126, 127.

6. Выполнить монтаж элементов остальных угловых соединений аналогично п. 5.

Последовательность монтажа стеновых конструкций остальных исполнений аналогична п.п. 1-6.

Эффективность предполагаемого изобретения обеспечивается при монтаже и эксплуатации деревянных конструкций жилых зданий в холодный период года путем использования известных существенных признаков прототипа и новых существенных признаков.

В холодный период года согласно известным из открытых источников данным на наружной поверхности стен влажность древесины увеличивается, а на внутренних поверхностях стен влажность древесины уменьшается по сравнению с уровнем 9-11% в летний период. В наружных, то есть со стороны улицы, элементах конструкции стены проявляется свойство разбухания. Во внутренних, то есть со стороны отапливаемых помещений, элементах конструкции проявляется свойство усушки. Новая совокупность всех признаков предполагаемого изобретения обеспечивает при эксплуатации стеновой конструкции в составе жилого здания раздельный учет и положительное использование эффектов усушки и разбухания деревянных элементов на наружных и внутренних поверхностях стеновой конструкции, а именно:

- Закрепление профилированных стоек к элементам обвязки фундамента и к элементам мауэрлата с шагом, превышающим габаритную ширину стоек, обеспечивает устройство зазора между кромками стоек каждого слоя, достаточного для компенсации наибольших влажностных расширений профилированных стоек в наружном слое. В холодный период с увеличенной равновесной влажностью древесины на улице совместная работа стоек наружного слоя происходит без плотного смыкания кромок смежных стоек и исключает S-образные в плане деформации стены в целом. Изменения влажности древесины в элементах обвязки фундамента и мауэрлата, к которым закреплены стойки, не влияет на шаг стоек и размеры стены в целом ввиду малости размерных изменений по направлению вдоль волокон древесины.

- Нормирование глубины пазов в профилированных стойках для вкладышей-планок не менее 0,5 ширины вкладышей-планок совместно с решением применения древесины тангенциального распила для вкладышей-планок и лицевых ламелей клееных стоек, обеспечивает совместную работу разбухающих ламелей в составе профилированных стоек наружного слоя с разбухающими вкладышами-планками без плотного смыкания кромок, поперечных оси стены. Такое исполнение предупреждает S-образные в плане стены деформации конструкций в целом.

- Нормирование глубины пазов в профилированных стойках для профилированных вкладышей не менее 0,5 толщины профилированных вкладышей, совместно с решением применения древесины тангенциального распила для профилированных вкладышей и лицевых ламелей стоек, обеспечивает при разбухании совместную работу разбухающих профилированных стоек с разбухающими профилированными вкладышами без плотного смыкания кромок, поперечных оси стены. Такое исполнение предупреждает S-образные в плане деформации стены в целом.

- Изготовление вкладышей-планок из древесины тангенциального распила ведет к наибольшей из возможных, по сравнению со смешанным или радиальным распилом, разнонаправленной дугообразной деформации вкладышей-планок как при увеличении равновесной влажности древесины, так и при уменьшении равновесной влажности. То есть в холодный период года дугообразные деформации разбухающих вкладышей-планок в наружном слое стоек и дугообразные деформации усыхающих вкладышей-планок во внутреннем слое ведут к упругому уплотнению стыков на поверхностях пазов в профилированных стойках, параллельных продольной оси стены. Свободное размещение вкладышей-планок в пазах профилированных стоек не препятствует влажностной деформации вкладышей-планок. Уплотнение параллельных оси стены стыков деталей положительно сказывается на уменьшении продуваемости стены и снижает потери тепла в холодный период.

- Изготовление профилированных вкладышей из древесины тангенциального распила ведет к наибольшей из возможных, по сравнению со смешанным или радиальным распилом, дугообразной деформации профилированных вкладышей как при увеличении равновесной влажности древесины, так и при уменьшении равновесной влажности. То есть в холодный период года дугообразные деформации профилированных вкладышей при усушке или разбухании будут приводить к упругому уплотнению стыков на поверхностях пазов в профилированных стойках наружного и внутреннего слоев. Свободное размещение профилированных вкладышей в пазах профилированных стоек не препятствует влажностной деформации вкладышей. Средние выступы профилированных вкладышей служат для разделения образованного между слоями стоек воздушного промежутка на вертикальные отсеки и препятствуют конвекции воздуха в воздушных промежутках внутри стены, что снижает потери тепла в холодный период.

- Наличие компенсационных пазов на кромках профилированных вкладышей при разбухании способствует большей упругой податливости дугообразно деформированных участков вкладыша после их контактирования с пазами стоек, что обеспечивает эффективное смыкание выступов вкладышей с пазами стоек. Наличие компенсационных пазов на кромках профилированных вкладышей при усушке способствует раздвиганию вдоль оси стены деформирующихся участков вкладышей, что обеспечивает контакт крайних выступов профилированных вкладышей с пазами стоек. В целом, при усушке и при разбухании обеспечивается сопряжение выступов профилированных вкладышей с пазами стоек без риска S-образных деформаций стены в целом, с умеренно плотным упругим контактом сопряженных поверхностей.

- Изготовление профилированных стоек из клееного бруса, как минимум, двухламельного, клеевые швы которого расположены параллельно видимым поверхностям стен и дополнительно профилированы компенсационными пазами, разрезающими обращенные к кромкам стоек участки клеевых швов на глубину не менее глубины пазов для сопряжения с вкладышами, обеспечивает стабильность формы бруса на участках клеевых швов. Изготовление лицевых ламелей из древесины тангенциального распила обеспечивает дугообразное деформирование краевых участков лицевых ламелей, в которых профилированы пазы для вкладышей, как при усушке, так и при разбухании. То есть будет усилен эффект упругого смыкания стоек с вкладышами на поверхностях пазов, параллельных продольной оси стены. Уплотнение параллельных оси стены стыков деталей положительно сказывается на уменьшении продуваемости стены и снижает потери тепла в холодный период. При этом, воздушные промежутки компенсационных пазов в профилированных стойках располагаются поперек направления теплового потока, что увеличивает сопротивление стены теплопередаче.

- Устройство фасок на кромках вкладышей-планок, профилированных вкладышей и пазов в стойках обеспечивает собираемость конструкции под умеренным ударным воздействием в плохих погодных условиях, при которых разбухание элементов во время хранения деталей на стройплощадке перед монтажом приводит к деформациям деталей стены до начала монтажа и затрудняет монтаж.

- Исполнение профилированных стоек из клееного бруса с большим, чем два, числом ламелей обеспечивает возможность устройства стеновых конструкций с увеличенным сопротивлением теплопередаче и пониженным энергопотреблением. При этом, остальные положительные свойства аналогичны свойствам конструкции с двухламельными стойками.

- Исполнение угловых соединений стен с уменьшенными по ширине профилированными стойками в составе каждой стены обеспечивает возможность устройства стен произвольной длины, не кратной шагу стоек.

- Дополнительные исполнения стеновой конструкции с дополнительным внутренним скрытым слоем профилированных стоек обеспечивает возможность устройства стеновых конструкций с увеличенным сопротивлением теплопередаче и пониженным энергопотреблением без изменения остальных положительных свойств конструкции.

- Дополнительные исполнения стеновой конструкции с клееными стойками, в которых выполнены дополнительные внутренние воздушные промежутки, разрезающие клеевые швы как минимум в средней части по ширине стойки, обеспечивает возможность устройства стеновых конструкций с увеличенным сопротивлением теплопередаче и пониженным энергопотреблением без увеличения материалоемкости и без изменения остальных положительных свойств конструкции.

Таким образом, эффект от применения предполагаемого изобретения проявляется в повышении эксплуатационной надежности в различных режимах эксплуатации за счет исключения риска деформации конструкции в целом и в снижении теплопотерь через стену за счет исключения риска конвекции сквозь стеновую конструкцию; и в дополнительном снижении теплопотерь через стеновую конструкцию путем устройства стены по исполнениям с клееными стойками с числом ламелей более двух, либо устройством стен с тремя слоями клееных профилированных стоек, либо устройством стен с клееными стойками, в которых выполнены дополнительные внутренние воздушные промежутки, разрезающие клеевые швы как минимум в средней части в направлении ширины профиля стойки.