СТЕНА ПОВЫШЕННОЙ МОРОЗОСТОЙКОСТИ Российский патент 2006 года по МПК E04B1/10 

Изобретение относится к деревянным строительным конструкциям, в частности, для индивидуального жилищного строительства, и может быть широко использовано для экономически выгодного малоэтажного домостроения в условиях Сибири с учетом национальных традиций образования молодых семей местного населения.

Известна конструкция бревенчатых стен (см. Дом от фундамента до крыши. - СПб.: Издательство "ДИЛЯ", 2003. - с.68), которая широко применяется в строительстве индивидуальных загородных домов. Конструкция стен образуется бревнами, уложенными горизонтальными рядами и связанными между собой рублеными элементами поперечной и продольной фиксации. Рубленые элементы поперечной фиксации представляют собой полукруглые продольные пазы, а элементами продольной фиксации являются шипы и соединения стен в углах при возведении сруба. Рубка углов в основном применяется двух типов "в чашку" или "в лапу". Толщина (диаметр) бревна определяется необходимой по климатическим условиям шириной продольного паза: при расчетной температуре наружного воздуха - 20°С она не должна быть менее 10 см, при - 30°С должна быть не менее 12 см, при -40°С должна составлять около 14-16 см. Длина бревен определяется исходя из габаритов и планировки дома с учетом необходимого припуска при рубке сруба с остатком.

Необработанные бревна имеют форму конуса, разница между верхним и нижним отрубом не должна превышать 3 см, поэтому при сборке сруба необходимо производить определенную селекцию материала. Профили угловых перевязок и горизонтальных стыков бревен отличаются достаточно сложной индивидуальной формой, а их выполнение на строительной площадке требует немалых трудозатрат и высокой квалификации исполнителей. После окончания рубки стены должны "выстояться" в собранном виде (за 6-9 месяцев влажность древесины снижается в 3-5 раз). После этого бревна маркируют, сруб раскатывают и собирают уже на пакле, на заранее подготовленных фундаментах. Следовательно, рубка стен при сборке сруба это трудоемкий и длительный технологический процесс, требующий привлечения плотников высокой квалификации с использованием специальной грузоподъемной строительной техники. Современные технологии позволили усовершенствовать и ускорить процесс возведения бревенчатых домов. Так, например, строительная компания "БАЛУ и К" (см. рекламный проспект) занимается строительством загородных домов. Комплекты деталей домов изготавливаются на современном немецком и финском оборудовании. Высокая точность изготовления деталей обеспечивает качественную сборку, повышенную прочность, долговечность конструкции, очень высокие тепловые характеристики, современный комфортный дизайн. Однако ориентировочная стоимость стандартного комплекта загородного дома из калиброванного (оцилиндрованного) бревна диаметром 180-320 мм составляет 180-200 ЕВРО/1 кв.м площади пола, что практически недоступно среднему, тем более молодому, начинающему домостроителю в суровых климатических условиях Сибири.

Наиболее близким по технической сущности и принципу защиты от мороза к заявляемому техническому решению (прототипом) является стена повышенной морозостойкости (См. патент США № 4147000 от 3.04.79 под названием: "Изоляционная бревенчатая строительная конструкция", МПК Е 04 В 1/10, НКИ 52/233; 52/425, м/н ГКР 16/К 80 - 1979 г.), которая состоит из нескольких горизонтальных цилиндрических бревен одинакового диаметра, уложенных вертикально друг на друга с образованием первой стены. Вторая стена изготавливается подобным образом. Каждое бревно стены имеет верхний участок изогнутого поперечного сечения с продольной выемкой и нижний участок с вогнутой выемкой и продольным выступом в ней. Выступ верхнего бревна заходит в выемку верхнего участка нижнего бревна. Между первой и второй стенами размещен слой теплоизоляционного материала, теплопроводность которого ниже, чем у стен. По крайней мере один стягивающий стержень проходит вертикально через центральные выравненные отверстия в каждом бревне каждой стены. Стержни проходят от самого нижнего бревна к самому верхнему бревну каждой стены. Стержневое устройство скрепляет стягивающие стержни каждой стены в вертикальном выравненном положении относительно друг друга.

Основным недостатком прототипа является отсутствие поперечных стягивающих элементов - простенков, которое может привести к деформации внутренней и внешней стен от воздействия расширяющего усилия насыпного теплоизоляционного материала при оседании после окончательной засыпки. Кроме того, применение стягивающих стержней, проходящих через центральные выравненные отверстия в каждом оцилиндрованном бревне, требует применения последних достаточно большого диаметра для обеспечения жесткости, что экономически малодоступно при индивидуальном домостроении, особенно для молодых начинающих семей.

Изобретение решает задачу экономически доступного для молодой начинающей семьи индивидуального строительства жилого дома для проживания в суровых климатических условиях Сибири без применения специальной грузоподъемной строительной техники и без привлечения высококвалифицированных строителей путем использования в качестве строительных материалов местных природных материалов и промышленных отходов деревообрабатывающей и энергетической промышленности, как наиболее доступных и экологически чистых.

Технический результат достигается тем, что стена повышенной морозостойкости, состоящая из внешней и внутренней стенок, каждая из которых сложена из нескольких горизонтальных деревянных длинномерных строительных материалов, уложенных вертикально друг на друга и образующих между собой связь посредством рубленых элементов поперечной и продольной фиксации, при этом между стенками размещен слой теплоизоляционного материала, теплопроводность которого ниже, чем у этих стенок, кроме того, связь стенок с фундаментом обеспечена стягивающими стержнями в вертикальном выравненном положении, согласно изобретению, отличающаяся тем, что в качестве деревянных длинномерных строительных материалов используются дровяные части срубленных стволов леса - жерди (долгатье) как таковые или оцилиндрованные, при этом стенки в поперечном направлении скреплены между собой по меньшей мере одним простенком, состоящим из отрезков тех же жердей и образующих между собой и жердями стенок связь посредством рубленых элементов поперечной и продольной фиксации, а стягивающие стержни или без них размещены в центральных отверстиях, выполненных посередине каждого отрезка жердей простенка, а также за счет того, что внутренняя стенка сложена из жердей, равных по длине жердям внешней стенки, а их концы снабжены дополнительными рублеными элементами поперечной и продольной фиксации для обеспечения образования взаимосвязанных рубленых углов при возведении сруба с образованием вертикальных колодцев за счет пересечения удлиненных остатков внутренних стенок с концами жердей внешних стенок, а также за счет того, что теплоизоляционный материал образован составом древесно-минеральных композиций из отходов деревообрабатывающей и энергетической промышленности с затворением известковым молоком, а также за счет того, что теплоизоляционный материал образован сухим грунтом, тщательно утрамбованным послойно с затворением известковым молоком или без затворения, а также за счет того, что полость вертикальных колодцев заполнена железобетонной композицией, образующей связь с фундаментом посредством арматурных стальных стержней.

Следовательно, благодаря вышеперечисленным новациям предлагаемое техническое решение перед аналогами и прототипом имеет следующие основные преимущества.

1. Не требуется специальный транспорт для перевозки длинномерных строительных материалов - бревен.

2. Не требуется специальная грузоподъемная строительная техника, поскольку жерди могут быть состыкованы и не превышают диаметр 8-10 см, что позволяет производить подъем и манипуляции при укладке вручную.

3. Не требуется привлечение плотников высокой квалификации.

4. Использование местных природных строительных материалов, особенно жердей из долгатья (вершинника) позволяет значительно сократить финансовые расходы на процесс строительства дома.

5. Значительно упрощается и ускоряется процесс возведения сруба за счет небольшого диаметра жердей и их малого веса, позволяющего работать в одиночку без посторонней помощи.

6. За счет обеспечения экологической чистоты природных материалов значительно повышается комфортность проживания сразу после окончания стройки.

7. За счет применения простенков, скрепляющих стенки в поперечном направлении, значительно повышается прочность и надежность конструкции сдвоенных стен, а также упрощается образование окон и проемов дверей.

На фиг.1 показан фрагмент сруба (исполнение 1), вид сверху, образованного сдвоенными стенами повышенной морозостойкости, стенки которых образуют автономные рубленые углы. На фиг.2 показан фрагмент сруба (исполнение 2), вид сверху, образованного аналогичными стенами, стенки которых образуют взаимосвязанные рубленые углы с вертикальными колодцами. На фиг.3 показан разрез простенка А-А на фиг.1, а на фиг.4 показан разрез вертикального колодца Б-Б на фиг.2.

На фиг.1-4 обозначено:

1 - сдвоенная стена (исполнение 1 и 2),

2 - внешняя стенка,

3 - внутренняя стенка,

4 - жердь внешней стенки 2,

5 - жердь внутренней стенки 3,

6 - простенок,

7 - отрезок жерди простенка 6,

8 - фундамент,

9 - стягивающий стержень,

10 - центральное отверстие в отрезке 7,

11 - теплоизоляционный материал,

12 - внутренняя стенка по исполнению 2,

13 - жердь внутренней стенки 12,

14 - вертикальный колодец,

15 - удлиненный остаток жерди 13,

16 - железобетонная композиция,

17 - арматурный стержень.

Стена повышенной морозостойкости 1 (исполнение 1) состоит из внешней и внутренней стенок 2 и 3 соответственно, каждая из которых сложена из нескольких горизонтальных деревянных длинномерных строительных материалов-жердей (состыкованных из долгатья, вершинника) 4 и 5, уложенных вертикально друг на друга и образующих между собой связь посредством рубленых элементов поперечной и продольной фиксации, которые широко известны в строительстве индивидуальных загородных деревянных домов с бревенчатыми стенами (см. Строительство дачного домика. - М.: Вече, 2003-192 с. ("Домашний мастер"), стр.58-64, рис.38-42). Жерди 4 и 5 могут быть использованы как таковые диаметром 8-10 см или оцилиндрованные (калиброванные). Стенки 2 и 3 в поперечном направлении скреплены между собой по меньшей мере одним простенком 6, состоящим из отрезков 7 тех же жердей и образующих между собой и жердями 4 и 5 стенок 2 и 3 связь посредством аналогичных рубленых элементов поперечной и продольной фиксации. Связь стенок 2 и 3 с фундаментом 8 может быть обеспечена стягивающими стержнями 9 в вертикальном выравненном положении, которые могут быть размещены в центральных отверстиях 10, выполненных посередине каждого отрезка 7 жердей простенка 6. Между стенками 2 и 3 размещен слой теплоизоляционного материала 11, который может быть образован составом древесно-минеральных композиций из отходов деревообрабатывающей и энергетической промышленности, то есть смесью древесного мусора (опилки, стружка и т.д.) с древесным углем (зола) или угольным шлаком с затворением известковым молоком, а также может быть использован местный сухой грунт, тщательно утрамбованный послойно с затворением известковым молоком или без него (см. Эффективные конструкции на основе древесины для жилищно-гражданского строительства в условиях Сибири: Сб. научн. тр. (Сиб. зон. н.-и. и проект, ин-т типового и экспериментального проектирования жилых и общественных зданий; Под общ. ред. В.М.Савойского, - Новосибирск, 1985).

Стена повышенной морозостойкости в исполнении 2 отличается тем, что внутренняя стенка 12 сложена из жердей 13, равных по длине жердям 4 внешней стенки 2, а их концы снабжены дополнительными рублеными элементами поперечной и продольной фиксации для обеспечения возможности образования взаимосвязанных рубленых углов при возведении сруба с образованием вертикальных колодцев 14 за счет пересечения удлиненных остатков 15 внутренних стенок 12 с концами жердей 4 внешних стенок 2. При этом полость вертикальных колодцев 14 заполняется железобетонной композицией 16, образующей связь с фундаментом 8 посредством арматурных стальных стержней 17, которые позволяют обойтись без установки стягивающих стержней 9 в простенках 6.

Возведение сруба из стен повышенной морозостойкости 1 (исполнение 1 или 2) может выполняться на заранее подготовленном, например, малозаглубленном фундаменте любого известного типа в зависимости от возможностей и смекалки строителя и отличается от бревенчатых сооружений тем, что проемы дверей и окон выполняются одновременно с рубкой стенок 2 и 3 или 12, а пространство между ними заполняется теплоизоляционным материалом, например, через каждые 0,5 метра общей высоты.

Таким образом, использование предложенного изобретения позволяет обеспечить индивидуальное строительство жилого дома в короткие сроки без применения специальной грузоподъемной строительной техники с высокой экономичностью всего строительного процесса, повышенную морозостойкость и звукоизоляцию помещений, а применение натуральных материалов позволяет получить экологическую чистоту конструкции строения.

Изобретение относится к деревянным строительным конструкциям, в частности, для индивидуального жилищного строительства, и может быть широко использовано для экономически выгодного малоэтажного домостроения в суровых климатических условиях Сибири с учетом национальных традиций образования молодых семей местного населения. Изобретение решает задачу сравнительно недорогого строительства небольшого жилого дома без применения специальной грузоподъемной строительной техники и без привлечения высококвалифицированных строителей путем использования в качестве строительных материалов местных природных материалов и промышленных отходов деревообрабатывающей и энергетической промышленности, как наиболее доступных и экологически чистых. Это достигается тем, что стена повышенной морозостойкости, состоящая из внешней и внутренней стенок и соответственно каждая из которых сложена из нескольких горизонтальных деревянных длинномерных строительных материалов, уложенных вертикально друг на друга и скрепленных между собой, при этом между стенками и размещен теплоизоляционный материал, согласно изобретению стенки сложены из жердей и в поперечном направлении скреплены между собой простенками, состоящими из отрезков тех же жердей, а в качестве теплоизоляционного материала используется смесь древесных опилок и шлака или золы с затворением известковым молоком. 4 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Стена повышенной морозостойкости, состоящая из внешней и внутренней стенок, каждая из которых сложена из нескольких горизонтальных деревянных длинномерных строительных материалов, уложенных вертикально друг на друга и образующих между собой связь посредством рубленых элементов поперечной и продольной фиксации, при этом между стенками размещен слой теплоизоляционного материала, теплопроводность которого ниже, чем у этих стенок, кроме того, связь стенок с фундаментом обеспечена стягивающими вертикальными стержнями, отличающаяся тем, что в качестве деревянных длинномерных строительных материалов используются дровяные части срубленных стволов леса - вершинники как таковые или оцилиндрованные, при этом стенки в поперечном направлении скреплены между собой по меньшей мере одним простенком, состоящим из отрезков тех же вершинников и образующих между собой и стенками связь посредством рубленых элементов поперечной и продольной фиксации, а стягивающие стержни размещены в центральных отверстиях, выполненных посередине каждого отрезка вершинников простенка.2. Стена по п.1, отличающаяся тем, что внутренняя стенка сложена из вершинников, равных по длине вершинникам внешней стенки, а их концы снабжены дополнительными рублеными элементами поперечной и продольной фиксации для обеспечения образования взаимосвязанных рубленых углов при возведении сруба с образованием вертикальных колодцев за счет пересечения удлиненных остатков внутренних стенок с концами вершинников внешних стенок.3. Стена по п.1, отличающаяся тем, что теплоизоляционный материал образован составом древесно-минеральных композиций из отходов деревообрабатывающей и энергетической промышленности с затворением известковым молоком.4. Стена по пп.1 и 3, отличающаяся тем, что теплоизоляционный материал образован сухим грунтом, тщательно утрамбованным послойно с затворением известковым молоком или без затворения.5. Стена по пп.1 и 2, отличающаяся тем, что полость вертикальных колодцев заполнена железобетонной композицией, образующей связь с фундаментом посредством арматурных стальных стержней.