Устройство в виде изолирующего и изоляционного каркаса и способы его изготовления и применения Российский патент 2024 года по МПК E04B2/00 

Родственные заявки

В настоящей заявке заявляется приоритет на временную патентную заявку США №62/720,808, поданную 21 августа 2018 г., содержание которой настоящим включается в данный документ путем отсылки на нее в полном объеме.

Другие публикации

[1] "Руководство по проведению измерений: Ремонт, восстановление и замена деревянных окон" Питера Бейкера, Отчет "Строительная Америка" - 120, Строительная пресса, 2012. Взято с сайта https://www.buildingscience.com/documents/bareports/ba-1203-wood-window-repair- rehabilitation-replacement/view.

[2] "Тепло- и массообмен: практический подход - 3-е издание" (Ю.А. Ченгель, Макгро-Хилл, Нью-Йорк (2003).

[3] "Акустическая абсорбция в пористых материалах", Кучмарский и др., NΔSA/TM-2011- 216995.

[4] Наименование стандарта ΔSTM С168-97 "Стандартная терминология, относящаяся к изоляционным материалам", выпущенного Американским обществом по испытаниям и материалам.

Техническая область

Эта информация в целом относится к строительству и, в частности, к возведению изоляционных конструкций с применением описанных конструктивных элементов.

Конструктивные элементы, используемые при возведении стен, потолков, полов, дверей и окон, как правило, изготавливаются из дерева или другого композитного материала. Древесина проводит энергию, в основном в виде тепла, во всех направлениях. Однако проводимость вдоль волокон древесины примерно в 2,5 раза превышает проводимость в направлении поперек волокон. Типичная стойка каркаса стены позволяет энергии течь от поверхности стойки, когда первая панель прикреплена к ней, к противоположной поверхности стойки, а вторая панель прикреплена к стойке. Это позволяет энергии течь по прямому пути от одной панели к другой через эту стойку в случае, если отсутствует изоляционный материал, который препятствовал бы этому потоку энергии. В частности, в стойке, у которой кромки стойки разделены соединительными элементами, этот соединительный элемент обеспечивает прямой поток энергии между противоположными поверхностями стоек. Если с целью повышения сопротивления потоку энергии соединительный элемент расположить по диагонали между внутренней и внешней частями стойки для увеличения длины соединительного элемента, поток энергии может фактически увеличиться, так как поток энергии в направлении древесных волокон в 2,5 раза больше потока энергии поперек волокон.

Существует потребность в таком конструктивном элементе, который увеличивал бы сопротивление потоку энергии от одной кромки, соприкасающейся с первой панелью, к противоположной поверхности, соприкасающейся со второй панелью.

Описанный здесь конструктивный элемент обеспечивает искомое сопротивление потоку энергии, что улучшает общие изоляционные свойства конструкции, созданной с использованием таких конструктивных элементов.

На долю зданий приходится около 30% мирового потребления энергии. Структурный каркас жилого дома, обрамляемого массивом пиломатериалов, обеспечивает около 20% от общего количества тепловых потерь, если не принять корректирующих мер. Эта проблема называется тепловым мостом. Окна являются источником еще большего количества тепловых потерь. Например, расчеты, выполненные Корпорацией строительных технологий, показывают, что номинальное R-значение 15 (°F.кв.фут / БТЕ*ч) для стены дает фактическое R-значение, равное 7 (°F.кв.фут / БТЕ*ч), что приводит к неэффективности более 50%, если окна с двойным стеклопакетом и поливиниловой рамой с номинальным R-значением 5 (°F.кв.фут / БТЕ*ч) составляют всего лишь 18% от общей площади стены [1].

Экспериментальное применение современных конструктивных решений и методов с использованием готовых частей, таких как обычные пиломатериалы 2x4 и стекло, позволяет получить стену с размерами 2x4 и фактическим R-значением 15 (°F.кв.фут / БТЕ*ч), 0% тепловых потерь и полной теплоизоляцией (см. Рис. 36Е) относительно номинального R-значения 15 (°F.кв.фут / БТЕ*ч) для упомянутой выше стены (см. табл.5) и более привлекательное с точки зрения теплопотерь окно с фактическим R-значением 15 (°F.кв.фут / БТЕ*ч), 0% тепловых потерь из-за отсутствия теплового моста и полной теплоизоляцией (см. Рис. 36G) относительно номинального R-значения 15 (°F.кв.фут / БТЕ*ч) для стены. Модернизация каждого здания с применением окон с полным отсутствием тепловых потерь относительно остальной части ограждающей конструкции здания в течение всего лишь 20 лет оказала бы значительное влияние на энергопотребление зданий в мировом масштабе.

Описанные здесь конструктивные решения и методы представляют собой действенный способ решения проблемы и экономически эффективного строительства зданий, которые могут поддерживать комфортную внутреннюю среду с помощью пассивного радиационного отопления от солнца зимой и пассивного радиационного охлаждения с теплоотдачей в сторону неба летом. Отраслевой стандарт для расчета энергоэффективности зданий основан на одномерных моделях теплопередачи. В связи с наличием этого факта предоставляется довольно обширный объем раскрываемых данных, чтобы объяснить интуитивное понимание теплового потока в трех измерениях и способы точного корректирования стандартных одномерных моделей теплового потока, чтобы полностью уловить смысл влияния трехмерного теплового потока и теплового моста.

Например, стандартные одномерные модели теплового потока в промышленности не допускают эффекта воронки, когда тепло движется частично в боковом направлении через стену в тепловой мост и обходит изоляцию (см. стеновую конструкцию 3602 на Рис. 36В). По этой причине эффект теплового моста обычно недооценивается. Чем эффективнее здание, тем больше влияние "мостика холода" на процент теплопотерь и прирост тепла. Стандартные промышленные двухмерные модели и трехмерные модели теплопередачи, реализованные компьютерными программами, недоступны для большинства случаев теплопередачи, требуют длительного времени настройки и практически не дают физического представления о проблемах и решениях при их фактическом использовании.

Напротив, упомянутые выше раскрываемые данные определяют измеряемые способы (способы, имеющие меру), которые строитель может фактически отобразить с помощью рисунка карандашом и измерить результат рулеткой (см. Рис. 1D-1H, Рис. 2АН и Рис. 2AI). После измерения метрической длины в дюймах (мм), которую проходит тепловой поток, застройщик может просто умножить эту величину на R-значение, приходящееся на 1 дюйм (R_SI на 1 мм), чтобы получить R-значение для конструкции с изоляцией, R_sval (R_SIs), в британских (метрических) единицах. Для случая заниженной оценки (с большим запасом) этот метод может быть столь же надежным, как и разработанный во всех частях трехмерный расчет теплового потока, но он имеет преимущество простоты и лучшего физического понимания путей наименьшего сопротивления, по которым тепло может и действительно течет в реальности.

Имея необходимый опыт и основываясь на упомянутом раскрытии информации, добросовестный строитель способен понять, что более непрямые измеряемые способы ведут к получению больших R-значений для конструкции с изоляцией, а более прямые способы - к меньшим R-значениям. Опытный и добросовестный строитель может затем без каких-либо фактических измерений или расчетов разработать интуитивный подход для определения размеров, необходимых для достижения минимального R-значения для конструкции с изоляцией, в которой применяются обычные строительные материалы, такие как древесина. Само понятие R-значения для конструкции с изоляцией, определенное в данном документе, поможет создать понимание проблемы термического моста в строительной отрасли, а также подходы к тому, как точно измерить параметры, характеризующие эту проблему, и как ее решить.

Описываемые здесь промышленные изделия имеют заданные значения длины (толщины слоя) на участках прохождения тепла и параметра непрямолинейности (отклонения от прямолинейности) измерений, «встроенные» в них для достижения любого требуемого минимального R-значения для конструкции с изоляцией и, следовательно, не требуют при их применении никаких расчетов. После сборки изделий, таких как стойки и плиты с конструктивной изоляцией (конструктивная реализация изобретения), в раму с конструктивной изоляцией (также решение, представляющее собой конструктивную реализацию изобретения), с использованием тех же самых традиционных методов, что и обычная палетная рама, строитель выполняет конструктивную изоляцию здания. После заполнения герметичного конструкционного каркаса теплоизоляцией, подрядчик по теплоизоляции производит полную теплоизоляцию здания. Значительным преимуществом является то, что предлагаемые изделия с тепловой и конструктивной изоляцией работают также для достижения конструктивной изоляции от шума и для предотвращения распространения огня.

Общеизвестны изоляционные строительные элементы, не относящиеся к конструкционным. Неконструкционная изоляция имеет такие характеристики, как относительно высокое сопротивление и относительно низкая плотность по сравнению с конструктивными элементами. Когда конструктивные элементы, используемые для построения какой-либо конструкции, позволяют энергии в виде тепла, огня, электричества, излучения, звука и вибрации проникнуть сквозь изоляцию, возникают проблемы. Было бы полезно обеспечить достаточную прочность конструктивного элемента и обеспечить достаточное пространство для утепления внутри конструктивного элемента, но при этом уменьшить поток энергии через сами конструктивные элементы, чтобы улучшить характеристики изоляционного барьера или собрать такие изоляционные барьеры, которые включают в себя конструктивные элементы.

Предпочтительным решением этой проблемы является проектирование и строительство конструктивно изоляционного и изолирующего каркаса, который имеет (1) измеримые пути достаточной длины, т.е. самые короткие пути, по которым течет тепло между теплой и холодной частями конструкции (аспект изоляции), (2) достаточное внутреннее пространство для размещения изоляции (аспект изолирования), (3) конструктивные элементы достаточной толщины и ширины (прочностной аспект), (4) сбалансированное соотношение между длиной конструкционной изоляции и толщиной изолирующих слоев (баланс между изолирующим и изоляционным аспектами), (5) сбалансированное соотношение между толщиной изоляционных слоев и толщиной конструктивных элементов (баланс между отделяющим и прочностным аспектами).

Несмотря на то, что настоящие конструктивные решения и методы разработаны для обеспечения пожарной безопасности и энергоэффективности в жилых и коммерческих зданиях, они находят широкое применение и в других областях, требующих применения конструкций, которые изолируют не только от тепла, но и от других форм энергии, таких как звук, огонь, электричество и вибрация. Например, применение предлагаемых конструктивных решений на микро- или наноструктурном уровне, с газом, заполняющим внутренние полости и обеспечивающим достаточную степень изоляции, обещает наличие материалов с высокими разработанными значениями изолирующего сопротивления благодаря своей структуре и лучшей общей прочностью, чем у лучших современных материалов.

Описание изобретения

Поэтому, учитывая проблемы и недостатки предшествующего уровня техники, целью настоящего изобретения является обеспечение конструктивного элемента, обладающего изоляционными свойствами.

Другой целью настоящего изобретения является обеспечение такого конструктивного элемента, который дополняет изоляционные материалы, используемые вместе с этим конструктивным элементом.

Еще одним объектом изобретения является обеспечение конструктивного элемента для опорных панелей на противоположных сторонах этого конструктивного элемента, который обеспечивает сопротивление теплопередаче между противоположными панелями.

Еще одним объектом настоящего изобретения является панельная конструкция с разнесенными первой и второй плоскими панелями, обеспечивающими конструктивную целостность и сопротивление теплопередаче.

Остальные объекты и преимущества изобретения будут частично очевидны и частично видны из спецификации.

Вышеперечисленные и другие объекты, которые будут очевидны специалистам в данной области техники, достигаются в настоящем изобретении, направленном на создание панельной конструкции, включающей в себя конструктивно разнесенные друг от друга первую и вторую плоские панели и несколько расположенных на расстоянии друг от друга конструктивных элементов, соединяющих лицевые поверхности первой и второй панелей. Каждый из конструктивных элементов включает первый элемент рамы (часть каркаса), контактирующий с первой плоской панелью в продольном направлении, второй элемент рамы, контактирующий со второй плоской панелью в продольном направлении, второй элемент рамы, расположенный на расстоянии от первого элемента рамы и в значительной степени параллельный ему, и соединительный элемент рамы, контактирующий с первым и вторым элементами рамы, соединительный элемент рамы, контактирующий с первым элементом рамы во множестве первых мест и контактирующий со вторым элементом рамы во множестве вторых мест; первый и второй элементы рамы имеют свободные лицевые поверхности, повернутые вовнутрь, расположенные между первыми и вторыми местами. Соединительный элемент рамы обеспечивает отсутствие прямого пути для кондуктивного потока тепла в направлении, перпендикулярном продольному, между повернутыми вовнутрь лицевыми поверхностями элементов первой и второй рамы. Конструктивные элементы могут быть изготовлены из древесины или ее композита. Расстояние между первыми и вторыми местами не менее чем в 2 раза превышает расстояние между первым и вторым местами элементов каркаса. Соединительный элемент рамы состоит из центрального элемента рамы, в значительной степени параллельного первому и второму элементам рамы, и множества связующих элементов, перпендикулярных центральным элементам рамы, находящихся в контакте с первым и вторым элементами рамы в первых и вторых местах. Соединительный элемент рамы состоит из центрального элемента рамы, в значительной степени параллельного первому и второму элементу рамы, и множества первых связующих элементов, соединяющих первую поверхность центрального элемента рамы с первым элементом рамы, и множества вторых связующих элементов, соединяющих вторую поверхность центрального элемента рамы, находящегося напротив первой поверхности центрального элемента рамы со вторым элементом рамы. Ни один из первых связующих элементов не находится прямо напротив ни одного из вторых связующих элементов. Соединительный элемент рамы состоит из центрального элемента рамы, в значительной степени параллельного первому и второму элементам рамы, и множества связующих элементов; каждый из связующих элементов крепится либо по диагонали между первым элементом рамы и центральным элементом рамы, либо по диагонали между вторым элементом рамы и центральным элементом рамы. Конструкция панели может включать в себя вторичные связующие элементы, соединяющие один из разнесенных конструктивных элементов, по крайней мере, с одним из других конструктивных элементов. Вторичные соединительные элементы могут соединять один из разнесенных конструктивных элементов как минимум с одним из других разнесенных конструктивным элементом, при этом вторичные соединительные элементы не обеспечивают прямого пути для кондуктивного потока тепла между разнесенными конструктивными элементами в направлении, перпендикулярном продольному.

Другой аспект настоящего изобретения касается способа изготовления панельной конструкции, при котором множественные разнесенные элементы конструкции имеют лицевые поверхности первой и второй панелей, соединенных с помощью конструктивных элементов, в которых соединительный элемент рамы обеспечивает отсутствие прямого пути для кондуктивного теплового потока в направлении, перпендикулярном продольному, между обращенными вовнутрь лицевыми поверхностями первого и второго элементов рамы.

Еще один аспект настоящего изобретения направлен на конструктивный элемент, который соединяет первую и вторую панели для создания конструкции панели. Конструктивный элемент включает в себя первый удлиненный элемент рамы, второй удлиненный элемент рамы, расположенный на расстоянии от первого и в значительной степени параллельный первому удлиненному элементу рамы, и соединительный элемент рамы между первым и вторым элементами рамы, соединительный элемент рамы, контактирующий с первым элементом рамы по множеству первых мест и контактирующий со вторым элементом рамы по множеству вторых мест, а первый и второй элементы рамы также имеют свободные внутренние поверхности между первым и вторым местами. Соединительный элемент рамы обеспечивает отсутствие прямого пути кондуктивного потока тепла в направлении, перпендикулярном продольному, между обращенными вовнутрь лицевыми поверхностями первого и второго элементов рамы.

Другой аспект настоящего изобретения касается изоляционного конструктивного элемента, включающего первый удлиненный элемент рамы, имеющий первую длину, и второй удлиненный элемент рамы, расположенный на расстоянии от первого удлиненного элемента рамы и в значительной степени параллельный ему; второй удлиненный элемент рамы также имеет вторую длину, в значительной степени аналогичную длине первого элемента рамы. Изоляционный конструктивный элемент включает в себя центральный удлиненный элемент рамы, расположенный между первым и вторым элементами рамы и параллельный им, центральный элемент рамы, имеющий третью длину, в значительной степени такую же, как и первая длина, и множество первых элементов рамы, присоединяющих первый удлиненный элемент рамы к одной из поверхностей центрального элемента рамы, первые соединительные элементы имеют длину соединения, которая короче первой длины. Изоляционный конструктивный элемент включает в себя множество вторых соединительных элементов, присоединяющих второй удлиненный элемент к противоположной поверхности центрального элемента рамы, причем второй соединительный элемент имеет длину соединения значительно меньшую, чем первая длина. Этот конструктивный элемент обеспечивает отсутствие прямого пути кондуктивного теплового потока в направлении, перпендикулярном первой длине. Длина соединения множества первых соединительных элементов и множества вторых соединительных элементов может составлять менее 20% от первой длины первого удлиненного элемента каркаса и дополнительно может составлять менее 10% от первой длины первого удлиненного элемента каркаса. Первый, второй и центральный удлиненные элементы каждый могут состоять из множества удлиненных ламинирующих элементов, прикрепленных к соседним удлиненным элементам, а первый и второй соединяющиеся элементы - из множества соединительных ламинирующих элементов. Соединительные ламинирующие элементы первого соединяющего элемента могут быть переплетены с удлиненными ламинирующими элементами первого и центрального удлиненного элемента, а соединительные ламинирующие элементы второго соединяющего элемента переплетены с удлиненными ламинирующими элементами второго и центрального удлиненного элемента. Первый и второй соединительные элементы могут быть закреплены по диагонали между соответствующим первым или вторым удлиненным элементом рамы и центральным элементом рамы. Первый и второй соединительные элементы могут иметь такую конфигурацию, чтобы обеспечить первый измеримый путь между внешней поверхностью первого удлиненного элемента рамы и противоположной внешней поверхностью второго удлиненного элемента рамы с первой длиной L1, первой шириной S1 и первым отклонением от ширины вдоль пролета I1={L1/S1}-1, большим 100% (изоляционный аспект), эквивалентным первому геометрическому коэффициенту изоляции F1=L1/S1, большему 2, где первый измеримый путь короче, чем любой другой измеримый путь между внутренней и внешней поверхностью. Первый и второй соединительные элементы могут иметь такую конфигурацию, чтобы первый прямой путь между внешней поверхностью первого удлиненного элемента рамы и противоположной внешней поверхностью второго удлиненного элемента рамы со вторым шириной и первым совокупным расстоянием между конструктивными элементами был (а) больше, чем {(9%±1%)} от второго пролета (аспект изолирования) и (b) менее чем {80% от второго пролета} (не настолько изолированным, чтобы конструкция становилась непрочной), где первое совокупное расстояние между частями конструкции меньше любого другого совокупного расстояния между частями конструкции для любого другого прямого пути между внутренней и внешней поверхностью. Первый и второй соединительные элементы могут быть сконфигурированы таким образом, чтобы давать длину первого пути, которая в 85 раз меньше первого совокупного расстояния между частями конструкции (баланс между изоляционными и изолирующими аспектами), при этом в состав частей конструкции входит каждый конструктивный элемент, а также первый и второй соединительные элементы.

Еще один аспект настоящего изобретения касается изоляционной конструкционной панели, имеющей переднюю и заднюю поверхности; изоляционная конструкционная панель состоит из пары разнесенных конструктивных элементов, имеющих первую длину, глубину, равную расстоянию между передней и задней поверхностью, ширину, вытянутую перпендикулярно глубине, и разнесенные в направлении ширины. Каждый из разнесенных конструктивных элементов состоит из первого удлиненного элемента рамы, расположенного вдоль задней поверхности и удлиненного в направлении длины отстоящего от него конструктивного элемента, второго удлиненного элемента рамы, расположенного вдоль передней поверхности, находящейся на расстоянии от первого удлиненного элемента рамы и параллельно ему, второго удлиненного элемента рамы, имеющего вторую длину, в основном такую же, как и первая длина, и центрального удлиненного элемента рамы, расположенного между первым и вторым элементом рамы и параллельно им, а также центрального элемента рамы, имеющего третью длину, в основном такую же, как и первая длина. Каждый отстоящий от других конструктивный элемент состоит из множества первых соединительных элементов, соединяющих первый удлиненный элемент с одной поверхностью центрального элемента рамы; у первых соединительных элементов длина соединения меньше, чем первая длина; а также множества вторых соединительных элементов, соединяющих второй удлиненный элемент с противоположной поверхностью центрального элемента рамы; вторые соединительные элементы имеют длину соединения значительно меньшую, чем первая длина. Отстоящий конструктивный элемент обеспечивает отсутствие прямого пути кондуктивного теплового потока в направлении, перпендикулярном первой длине. В состав изоляционной конструкционной панели входит упрочняемый изоляционный материал, расположенный в глубину между передней и задней поверхностью, между каждым из разнесенных конструктивных элементов в направлении ширины и практически всего пространства между первым и вторым элементами рамы. В состав изоляционной панели может входить как минимум один дополнительный конструктивный элемент, расположенный параллельно паре разнесенных конструктивных элементов. В состав изоляционной конструкционной панели может входить как минимум один дополнительный отстоящий от остальных конструктивный элемент, расположенный перпендикулярно к паре разнесенных конструктивных элементов. К каждому концу одного из пары разнесенных элементов может быть прикреплен хотя бы один дополнительный отстоящий от других конструктивный элемент. Изоляционная конструкционная панель может включать пленочный радиационный барьер, прикрепляемый по крайней мере к одной из передних или задних поверхностей. Упрочняемым изоляционным материалом может быть жесткий полиуретановый пенопласт с закрытыми порами.

Другой аспект настоящего изобретения включает в себя изоляционную оконную раму для установки окна с рамой по периметру. Оконная рама состоит из множества конструктивных элементов, соединенных по периметру окна. Каждый конструктивный элемент состоит из первого элемента рамы, расположенного по краю окна с одной стороны окна, и второго элемента рамы, расположенного по краю окна с противоположной стороны окна и на некотором расстоянии, а также в значительной степени параллельно первому элементу рамы. Каждый конструктивный элемент включает в себя соединительный элемент окна, контактирующий с первым и вторым элементами рамы, соединительный элемент окна, контактирующий с первым элементом рамы по множеству первых точек и контактирующий со вторым элементом рамы по множеству вторых точек, элементы первой и второй рамы, имеющие свободные внутренние лицевые поверхности между первой и второй точками. Соединительный элемент окна обеспечивает отсутствие прямого пути кондуктивного потока тепла в направлении, перпендикулярном продольному, между первым и вторым элементами рамы. Соединительный элемент окна может удлиняться по диагонали между первым и вторым элементами рамы. Соединительный элемент окна может включать в себя центральный элемент рамы, в значительной степени параллельный первому и второму элементам рамы, и множество первых связующих элементов, соединяющих первую поверхность центрального элемента рамы с первым элементом рамы, и множество вторых связующих элементов, соединяющих вторую поверхность центрального элемента рамы со вторым элементом рамы и расположенных напротив первой поверхности центрального элемента рамы.

Другой аспект настоящего изобретения касается устройства, состоящего из первого, второго и третьего конструктивных элементов, расположенных на расстоянии друг от друга, первой скобы, соединяющей первый конструктивный элемент со вторым конструктивным элементом, и второй скобы, соединяющей второй конструктивный элемент с третьим конструктивным элементом. Второй конструктивный элемент располагается между первым и третьим конструктивными элементами. Первая и вторая скобы имеют такую форму, чтобы обеспечить минимальную непрямолинейную связь по длине, превышающую величину, равную примерно +5%/-0% для потока энергии по кратчайшему измеримому пути между первым конструктивным элементом и третьим конструктивным элементом. Первая и вторая скобы конфигурируются таким образом, чтобы суммарное расстояние между конструктивными элементами превышало 20% глубины устройства.

Другим описанным здесь конструктивным решением является устройство, состоящее из первого, второго и третьего конструктивных элементов, расположенных отдельно друг от друга, первой скобы, соединяющей первый структурный элемент со вторым конструктивным элементом, и второй скобы, соединяющей второй структурный элемент с третьим конструктивным элементом. Второй конструктивный элемент располагается между первым и третьим конструктивными элементами. Первая и вторая скобы конфигурируются таким образом, чтобы обеспечивать минимальную непрямолинейную связь по длине, превышающую нулевую, для потока энергии по измеримым путям (толщинам) между первым конструктивным элементом и третьим конструктивным элементом. Это условие означает отсутствие непосредственных и прямых диагональных путей для кондуктивного потока энергии через конструктивные элементы и скобы.

Еще один аспект настоящего изобретения касается каркаса здания, состоящего из: первого удлиненного конструктивного элемента, второго удлиненного конструктивного элемента и третьего удлиненного конструктивного элемента, расположенного между первым и вторым удлиненными конструктивными элементами, первого элемента решетки фермы, соединяющего первый и третий конструктивные элементы, связанные и разнесенные друг от друга, и второго элемента решетки фермы, соединяющего второй и третий конструктивные элементы, связанные и разнесенные друг от друга, причем второй элемент решетки фермы находится ближе к первому элементу решетки фермы, чем любой другой элемент решетки фермы, расположенный между вторым и третьим конструктивными элементами. Первый элемент решетки фермы расположен относительно второго таким образом, что наименьшее расстояние между первым и вторым элементом решетки фермы больше или равно 5-кратной толщине третьего конструктивного элемента.

Еще один аспект настоящего изобретения касается каркаса здания, состоящего из: первого удлиненного конструктивного элемента, второго удлиненного конструктивного элемента и третьего удлиненного конструктивного элемента, расположенного между первым и вторым удлиненными конструктивными элементами, первого элемента решетки фермы, соединяющего первый и третий конструктивные элементы, связанные и разнесенные друг от друга, и второго элемента решетки фермы, соединяющего второй и третий конструктивные элементы, связанные и разнесенные друг от друга. Первый элемент решетки фермы расположен по отношению ко второму элементу решетки фермы таким образом, что наиболее прямой установленный измеримый путь между первым удлиненным конструктивным элементом и вторым удлиненным конструктивным элементом имеет минимальную непрямолинейную связь по всей ширине больше 100% (коэффициент конструктивной изоляции больше 2) для потока энергии между любой точкой на первом конструктивном элементе и любой точкой на втором конструктивном элементе.

Еще один аспект настоящего изобретения касается способа создания каркаса здания, включающего в себя: получение первого, второго и третьего конструктивных элементов, получение первого элемента решетки фермы, сконфигурированного для размещения между первым и третьим конструктивными элементами, и второго элемента решетки фермы, сконфигурированного для размещения между вторым и третьим конструктивными элементами, определение мест соединения для первого и второго элементов решетки фермы с целью обеспечения наиболее прямого измеримого сквозного пути, устанавливающего максимальную непрямолинейную связь по всей ширине, превышающую нулевую, для потока энергии между любой точкой на первом конструктивном элементе и любой точкой на втором конструктивном элементе, и соединение элементов решетки фермы с конструктивными элементами в определенных местах соединения.

Еще один аспект настоящего изобретения касается изолируемого каркаса здания: первый удлиненный конструктивный элемент и второй удлиненный конструктивный элемент в копланарном расположении (т.е. лежащие в одной и той же плоскости); и первый конструктивный элемент, соединяющий первый и второй удлиненные элементы конструкции; когда либо конструктивный элемент решетки фермы имеет нелинейную форму, что приводит к непрямолинейной связи по длине каркаса, большей нуля для кратчайшего измеримого пути между первым и вторым конструктивными элементами, либо конструктивный элемент решетки фермы имеет прямую (линейную) форму и имеет наклон в основном равный r1/r2, где r1 - это термическое сопротивление изоляционного материала, окружающего конструктивный элемент решетки фермы, а r2 - это термическое сопротивление конструктивного элемента решетки фермы по всей ее длине. В существующих вариантах реализации элемент решетки фермы является прямым, а угол между элементом решетки фермы и первым удлиненным конструктивным элементом находится примерно между 5° и 40°. Тепловое сопротивление r1 также может быть тепловым сопротивлением изоляционного материала, окружающего устройство, которое может отличаться от изоляционного материала, окружающего элемент решетки фермы.

Еще один аспект настоящего изобретения касается строительного устройства, состоящего из набора частей конструкции; эти части конструкции включают в себя первый конструктивный элемент (а), второй конструктивный элемент (b), третий конструктивный элемент, первую решетку фермы, первый элемент решетки фермы, вторую решетку фермы и второй элемент решетки фермы, второй конструктивный элемент, находящийся между первым и третьим конструктивным элементом; первая решетка фермы включает в себя первый элемент решетки фермы, вторая решетка фермы включает в себя второй элемент решетки фермы; каждый элемент решетки фермы в первой решетке фермы соединяет разнесенные друг от друга первый и второй конструктивные элементы на расстоянии минимум 30% от толщины второго конструктивного элемента; каждый элемент решетки фермы во второй решетке фермы соединяет разнесенные друг от друга второй и третий конструктивные элементы на расстоянии максимум 30% от толщины второго конструктивного элемента; каждый элемент решетки фермы изготовлен из материала с пределом прочности при растяжении вдоль самой прочной оси материала, превышающим примерно 1% от наименьшего предела прочности при растяжении конструктивного элемента. Части конструкции имеют такие размеры и расположение, что их длина составит, как минимум, один из следующих размеров: (А) размер наибольшего сквозного прямого пути через части конструкции, который, по крайней мере, в 1,5 раза длиннее ширины наибольшего прямого пути для частей конструкции или (В) размер наибольшего прямого отрезка через части конструкции, который в 2 раза длиннее ширины самого прямого отрезка через части конструкции или (С) размер наибольшего прямого отрезка через части конструкции, который как минимум в 2,5 раза длиннее ширины самого прямого отрезка через конструктивные элементы или (D) размер наибольшего прямого отрезка через части конструкции, который как минимум в 3 раза длиннее ширины самого прямого пути через части конструкции или (Е) размер элемента решетки фермы, соединяющего пару отстоящих друг от друга конструктивных элементов на расстоянии как минимум 30% от толщины второго конструктивного элемента.

Краткое описание чертежей

Признаки изобретения, которые считаются новыми, и элементы, характеризующие изобретение, излагаются в прилагаемой формуле изобретения с необходимыми частями. Рисунки приведены только для целей иллюстрации и не в масштабе. Однако понимание самого изобретения, как в отношении организации, так и в отношении способа эксплуатации, лучше всего осуществляется со ссылкой на подробное описание изобретения, которое приводится ниже, вместе с сопроводительными чертежами, в которых оно представлено:

Рисунок 1А иллюстрирует первый вариант решения, представляющий собой конструктивную реализацию конфигурации каркаса.

Рисунок 1В иллюстрирует первый вариант решения, представляющий собой конструктивную реализацию каркасной конфигурации с изоляционным материалом.

На рисунках 1С-1Н проиллюстрированы пути для движения потока энергии через конструктивный элемент и элементы решетки фермы, из которых состоит каркас.

На рисунках 2AA-2AD проиллюстрированы варианты исполнения с диагональными элементами рамы.

На рисунке 2АЕ проиллюстрирована схема управления при получении диагональных элементов рамы.

На рисунке 2AF проиллюстрирована ферма с прямолинейным элементом рамы.

На рисунке 2AG проиллюстрирована ферма с прямолинейным элементом рамы.

На рисунке 2АН проиллюстрировано предпочтительное решение, представляющее собой конструктивную реализацию стойки с номинальным размером 2x6, которая может быть масштабирована для определения предпочтительного конструктивного решения с номинальным размером 2×3, 2×4, N×M, где N и М могут брать на себя целочисленные значения.

На рисунке 2AI проиллюстрирован измеримый путь для каркаса, показанного на рис. 2АН.

На рисунках 2AJ-2AL проиллюстрирован разрез варианта выполнения, показанного на рис. 2АН.

На рисунках 2B-2I схематически показаны различные конструктивные решения 1D и 2D (двухосных) каркасов с более чем одним слоем диагональных скоб.

На рисунках 2J и 2К схематически показаны дополнительные варианты каркасов с более чем одним слоем диагональных скоб.

На рисунках 2М-2Т схематически показаны различные варианты одноосных/1D каркасов с прямыми скобами.

На рисунках 3A-3F схематически показаны различные формы решетки фермы (распорка или соединитель) в полуэлементе каркаса с двумя поясами.

На рисунках 3G-3L показаны различные формы элементов решетки фермы в элементе каркаса с двумя поясами.

Рисунки 4A-4F показывают различные формы решетки фермы в трехпоясных фермах.

На рисунках 5A-5F схематично показаны различные формы решетки фермы в полуэлементе каркаса с тремя поясами.

Рисунки 6А-6С иллюстрируют конструктивные решения, имеющие три пояса в одном направлении и три пояса в другом.

Рисунки 6D-6F иллюстрируют различные решения для несущих конструкционную изоляцию двуосных каркасов.

Рисунки 6G-6H иллюстрируют несущие конструкционную изоляцию, изолирующие каркасы с имеющимся в них изгибом.

На рисунке 61 показана конструкция, которая сама по себе не является решением, представляющим собой изолирующий каркас, несущий конструкционную изоляцию, но является потенциальным компонентом реализации двухосного каркаса.

На рисунке 6J показан другой вариант конструкционно изолирующего двухосного каркаса.

На рисунке 7 показан еще один вариант конструкционно изолирующего двухосного каркаса.

На рисунках 8-10 показана комбинация одноосного каркаса и сборки из нескольких наружных соединительных решеток ферм, каждая из которых представляет собой двухосный каркас 6А и является вариантом реализации изолирующего каркаса, несущего конструкционную изоляцию.

На рисунке 11А проиллюстрировано соединение четырех одноосных каркасов с использованием первого метода сборки столярных конструкций я.

На рисунке 11В проиллюстрировано соединение четырех одноосных каркасов с использованием второго метода сборки столярных конструкций.

На рисунке 11С проиллюстрировано соединение четырех одноосных каркасов с использованием третьего метода сборки столярных конструкций.

На рисунке 12А показан двухкамерный стеклопакет, состоящий из первого, второго и третьего двухосного каркаса, которые показаны, и четвертого двухосного каркаса, который не показан, чтобы лучше проиллюстрировать его конструкцию.

На рисунке 12В показано решение, представляющее собой конструктивную реализацию рисунка 12А с защитным покрытием.

Рисунок 12С показывает вид на объект, показанный на рисунке 12А с противоположной точки.

Рисунок 12D показывает вид на объект, показанный на рисунке 12В с противоположной точки.

На рисунке 12Е показана конструктивная реализация рамы, включающая четыре одноосных каркаса.

На рисунке 12F показан вариант конструктивного исполнения объекта, показанного на рисунке 12Е, если снята одна из четырех двухосных рам, и дополнительно состоящего из шести листов материала между одноосными рамами.

На рисунке 12G показан еще один вариант каркаса.

На рисунке 12Н показан вариант, показанный на рис. 2, где один из четырех одноосных каркасов удален и в котором дополнительно имеются четыре листа материала между каркасами.

На рисунке 13А показана конструкция типа 800 и показано, как одноосные рамы и двухосные рамы могут быть объединены в раму, которая имеет конструкционную изоляцию в трех направлениях.

На рисунке 13В крупным планом показан нижний правый угол конструкции 800, показанный на рисунке 13А.

На рисунке 14 иллюстрируется одно из конструктивных решений для цилиндрического трубчатого каркаса.

На рисунке 15 иллюстрируется одно из конструктивных решений для двухосного каркаса, который выполняет конструктивную изоляцию в продольном направлении двухосного каркаса.

На рисунке 16 иллюстрируется одно из конструктивных решений трехосного каркаса с передним слоем, состоящим из трех конструкций, подобных стойкам, и передним слоем, состоящим из четырех конструкций, подобных распоркам.

Рисунок 17А иллюстрирует одно из конструктивных решений для изолирующего каркаса с конструктивной изоляцией в виде строительной панели с вставками.

На рисунке 17В показаны конструктивные элементы и элементы решетки фермы строительной панели, показанной на рисунке 17А без других частей.

На рисунке 18 изображен один вариант реализации изолирующего каркаса с конструктивной изоляцией в виде строительной панели, содержащей решетчатую структуру между двумя покрытиями.

На рисунке 19 иллюстрируется один вариант изолирующего каркаса с конструктивной изоляцией в виде окна с двухкамерным стеклопакетом и с соединением в косой замок.

Рисунок 20А иллюстрирует решение, представляющее собой конструктивную реализацию каркаса, демонстрирующего, как сделать и использовать косой замок для соединения двухосных каркасов.

Рисунки 20В и 20С схематически иллюстрируют различные варианты конструктивных решений каркаса, изображенных на рисунке 20А.

Рисунок 21 иллюстрирует одно из конструктивных решений каркаса, которое уменьшает поток энергии вдоль его нормальной оси.

Рисунок 22А иллюстрирует одно из конструктивных решений одноосного/1D каркаса, заполненного изоляционным материалом.

На рисунке 22В увеличена область, отмеченная пунктиром на рисунке 22А.

Рисунки 23А и 23В иллюстрируют два типа соединений между стойкой с конструктивной изоляцией и верхней плитой с конструктивной изоляцией.

Рисунки 24А и 24В иллюстрируют каркас, состоящий из ламинированых частей.

Рисунки 25А-25С схематически иллюстрируют в разрезе различные варианты каркаса с конструкцией из элементов, похожих на брус.

Рисунок 25D иллюстрирует каркас с конструкцией из брусоподобных элементов, объединяющий один тип фермы, включающий диагональные элементы ферм, и второй тип фермы, включающий несколько поясов, соединенных вместе блоками.

Рисунок 26А иллюстрирует каркас с конструкцией из брусоподобных элементов, с двумя частями, каждая из которых аналогична каркасу, показанному на рисунке 25D, и с третьей частью, в которой два пояса соединены прямолинейными сквозными элементами фермы, которые создают прямоугольное отверстие в центре каркаса.

Рисунок 26В иллюстрирует каркас с конструкцией из брусоподобных элементов, содержащий несколько поясов, соединенных вместе блоками, которые могут включать прямолинейные сквозные элементы фермы.

Рисунки 27А и 27В иллюстрируют еще одно решение, представляющее собой конструктивную реализацию трехпоясной двутавровой балки, содержащую два элемента решетки фермы закрытой конструкции.

Рисунок 28А иллюстрирует одно из конструктивных решений каркаса крыши.

Рис. 28В иллюстрирует каркас, показанный на рисунке 28А с косыми накладками для соединения элементов каркаса.

Рисунок 29 иллюстрирует еще одно решение, представляющее собой конструктивную реализацию каркаса, включающего в себя стропильную ферму на корпусе.

Рисунки 30A-30D схематически иллюстрируют различные расположенные пакетом друг над другом и поворотные варианты каркаса с бесшовными соединениями конструктивных элементов из решетки фермы и скоб.

Рисунки 31A-31D схематически иллюстрируют различные расположенные пакетом друг над другом и поворотные варианты каркаса.

Рисунок 31Е иллюстрирует кирпичный каркас с полостями.

Рисунки 32A-32J схематически иллюстрируют различные конструктивные решения каркаса с кривизной, изгибами, скручиваниями, выпуклостями и другими искажениями.

Рисунок 33 иллюстрирует одно из конструктивных решений каркаса радиальной формы с поверхностными выступами в элементах решетки фермы.

На рисунке 34 изображено одно из конструктивных решений трехпоясного каркаса и потенциального пути энергопередачи.

Рисунки 35А-35С изображают конструктивные решения для каркаса прямоугольной рамы с изоляционным материалом и без него.

На рисунках 36А, 36В показаны результаты обследования с помощью тепловидения при сравнительном параллельном тестировании стеновых узлов, изготовленных с применением реек и конструктивно изолированных стоек (решение, представляющее собой конструктивную реализацию изобретения), по сравнению с обычными стойками с наружно применяемой жесткой пенопластовой изоляцией.

Рисунки 36С, 36D показывают чертежи тестового узла, включающего в себя конструктивно изолированные стойки и поперечные скобы (решение, представляющее собой конструктивную реализацию изобретения).

На рисунке 36Е показаны результаты обследования с помощью тепловидения при параллельном сравнительном тестировании стеновых узлов, изготовленных с использованием конструктивно изолированных стоек (решение, представляющее собой конструктивную реализацию изобретения), с обычными стойками с наружно применяемой жесткой пенопластовой изоляцией.

На рисунке 36F показаны результаты обследования с помощью тепловидения при параллельном сравнительном тестировании стеновых узлов, изготовленных с использованием конструктивно изолированных стоек (решение, представляющее собой конструктивную реализацию изобретения), с контрольными стойками с элементами решетки фермы, покрытыми пенопластом, вместо элементов решетки фермы из дерева.

На рисунке 36G показана термофотография внутренних поверхностей для (1) окна-прототипа 2963, (2) изоляции типа 2966 с величиной R-15 (°F кв. фут/ БТЕ*ч), окружающей окно-прототип, и (3) стандартного окна типа 2960 с двойным остеклением.

На рисунке 36Н показана термофотография наружных поверхностей для (1) окна прототипа 2970, (2) изоляции типа 2973 с величиной R-15 (°Fкв. фут / БТЕ*ч), окружающей окно-прототип, и (3) стандартного окна типа 2976 с двойным остеклением.

На рисунке 36I показана тепловая фотография, подобная фотографии на Рис. 36I, но показывающая часть холодного неба типа 2983 с температурой -40°F и другой вид окна 2980 с другим уровнем экспозиции для тепловизора.

На рисунке 37 изображен один тип стыка, используемого между каркасными конструкциями.

На рисунках 38A-38I показаны различные варианты одноосных каркасов, объединенных в двухосный каркас.

На рисунках 39А и 39В показано несколько конструктивно изолированных двухпоясных каркасов.

На рисунке 40 показан измеримый путь, проходящий через устройство с проходами нерегулярной формы, полостями, выступами, краями и границами, относящимися к устройству (показан черными линиями).

Рисунки 41А, 41В, 42А, 42В иллюстрируют различные четырехпоясные одноосевые каркасы с различными поперечными профилями.

Рисунок 43 представляет собой изображение панельной конструкции в разобранном виде в соответствии с настоящим изобретением.

Рисунок 44 представляет собой изображение панельной конструкции с изоляцией в разобранном виде в соответствии с настоящим изобретением.

Рисунок 45 представляет собой перспективное изображение конструктивного элемента в соответствии с настоящим изобретением.

Рисунок 46 - перспективное изображение ламинированного конструктивного элемента в соответствии с настоящим изобретением.

В разделе, озаглавленном "Определения", приводится перечень определений для разъяснения значения слов и терминологии, используемых в данной заявке. Остальные параграфы данного раздела определяют терминологию, используемую для описания и иллюстрации указаний, приведенных в следующем разделе, в котором подробно описаны рисунки.

Определения

Следующие определения обычно используются в контексте данной спецификации, но слово, используемое вне этого контекста, может иметь обычное значение.

Если не указано иное, каждое из последующих определений приведено в заявленном контексте и в контексте изолирующего каркасного устройства с конструктивной изоляцией. Определения даются для первого уровня приближения, а иногда и для второго уровня приближения. На третьем и более высоких уровнях приближения может потребоваться интерпретация и модификация приведенных ниже определений с использованием полной спецификации, математики, физики и лингвистики, чтобы сделать все тексты последовательными и безошибочными. Если не указано иное, все другие значения слов и словосочетаний применяются вне указанного контекста.

1 на 3 (N на М): (в контексте изолирующего каркаса с конструктивной изоляцией) размеры рамки, выраженные как N - число одноосных каркасов, составляющих каркас, и М - число конструктивных элементов в каждом из N одноосных каркасов.

поверхностное термическое сопротивление: 1. разность температур, которая возникает при сопротивлении любому заданному тепловому потоку через материал, разделенная на этот тепловой поток; 2. разность температур на единицу теплового потока, необходимая для поддержания одной единицы теплового потока; 3. R-значение; 4. R_∅.

связанный путь: 1. (в контексте каркаса) любой путь, который проходит по каркасу или внутри каркаса и не проходит ни через какие полости, образованные каркасом 2. (в контексте конструкции) путь, который проходит по конструкции или внутри конструкции, но не проходит через какую-либо из полостей, образованных конструкцией; 3. (в контексте конструкции, состоящей из частей конструкции) путь, который проходит через части конструкции и только через части конструкции.

связанный путь наименьшего сопротивления: (в контексте указанной первой части конструкции и указанной второй части конструкции) связанный путь из первой части конструкции во вторую часть конструкции с сопротивлением, свойственным для данного пути, где сопротивление данного пути меньше, чем сопротивление любого другого связанного пути между первой частью конструкции и второй частью конструкции; 2. (в контексте указанного первого места и указанного второго места в конструкции или внутри конструкции) связанный путь из первого места во второе место с сопротивлением пути, где сопротивление данного пути меньше, чем сопротивление любого другого связанного пути между первым местом и вторым местом.

БТЕ*ч: Британских тепловых единиц в час

набор: 1. (в контексте измеримых путей для устройства) набор измеримых путей, которые все проходят через одну и ту же последовательность частей устройства; 2. (в контексте измеримых путей для устройства) набор измеримых путей, которые сходятся в одной и той же точке.

прочность на сжатие: 1. (в единицах СИ) сжимающая сила на единицу площади, измеренная в измеримых единицах Н/м², которую может выдержать конструктивный элемент без разрушения или пластической деформации; 2. (в единицах британской системы) сжимающая сила на единицу площади, измеренная в единицах британской системы фунт силы/кв.дюйм (PSI), которую может выдержать конструктивный элемент без разрушения или пластической деформации.

совокупное расстояние между конструктивными элементами: (в контексте изолирующего каркаса с конструкционной изоляцией) общая длина расстояния между парами конструктивных элементов, пересекаемых прямым путем между максимально внешними конструктивными элементами каркаса.

прямой путь: 1. (в контексте изолирующего каркасного устройства с конструкционной изоляцией) неограниченный путь с наименьшим расстоянием, который может проходить через любую часть изолирующего каркасного устройства с конструкционной изоляцией, включая полости, материал в полостях и части конструкции; 2. (в контексте пути с определенной исходной точкой на изолирующем каркасном устройстве с конструкционной изоляцией или внутри него) неограниченный путь, который может проходить через любую часть изолирующего каркасного устройства с конструкционной изоляцией, включая полости, материал в полостях и части конструкции с величиной прямолинейности, превышающим это значение для любой другой траектории, начинающейся в указанной исходной точке; 3. (в контексте пути с определенной исходной точкой на изолирующем каркасном устройстве с конструкционной изоляцией или внутри него) неограниченный путь, который может проходить через любую часть изолирующего каркасного устройства с конструкционной изоляцией, включая полости, материал, находящийся в полостях, и части конструкции с величиной прямолинейности, превышающим это значение для любой другой траектории, начинающейся в указанной исходной точке;

прямой ограниченный путь: (в контексте пути с определенной исходной точкой на изолирующем каркасном устройстве с конструкционной изоляцией или внутри него) ограниченный путь, проходящий через части конструкции, но не через промежуточные полости изолирующего каркасного устройства с конструкционной изоляцией с величиной прямолинейности, превышающим это значение для любой другой траектории, начинающейся в указанной исходной точке;

прямолинейность: (в контексте пути с длиной и величиной пролета) величина пролета, поделенная на длину.

сопротивление потоку (R_∅): (в контексте общего описания поверхностного сопротивления для различных форм энергии). 1. эквивалент "R-значения теплоизоляции", иначе известного как поверхностное сопротивление, которое количественно определяет стимуляцию на единицу потока энергии, требуемую для прохождения единицы потока энергии через барьер; 2. "R-значение теплоизоляции" или разность температур (ΔT) на единицу потока тепла (q^∅), требуемую для прохождения единицы потока тепла через барьер, т.е. R_∅=ΔT/q^∅, полученное из ΔТ=q^∅R_∅ или q^∅=ΔT/R_∅ (закон Фурье для тепла); 3. "R-значение для электрической изоляции" или квадрат величины напряжения (ΔV²) на единицу электрической энергии (р), требуемое для прохождения через барьер одной единицы электрической энергии, т.е. R=ΔV²/p или эквивалентное ему R_∅=ΔV²/p⁰=R/A=bkb=V/R_∅, полученное из p=ΔV²/R через р⋅ R∅=∅⋅ΔV²/R и p^∅=ΔV²/(R⋅∅^-1) и b p^∅=ΔV²/R_∅; 4. R(Пa/(M³/c))=Δp(Пa)/Q, где Δр - разность давлений на обоих концах канала и Q=объемный расход воздуха в м3/с [3]; 5. "акустическое R-значение,"=R_∅=D c/cos(θ), или квадрат значения звукового давления, полученное из q^∅=p² cos(θ)/(D с), где q^∅ - поток звуковой энергии, р - звуковое давление, θ - угол между направлением распространения звука и нормалью к поверхности, D - массовая плотность, а с - скорость распространения звука в среде (закон Фурье для звука).

каркас: 1. (в контексте изолирующего каркасного устройства с конструкционной изоляцией) соединенный набор из двух или более конструктивных элементов и одного или нескольких элементов решетки фермы, 2. (в контексте приблизительного общего определения конструкции) конструкция, состоящая из соединенных частей или соединенных в общую массу частиц и промежуточных пространств, в которых промежуточные пространства обнаруживаются с заданной разрешающей способностью.

коэффициент теплопередачи: 1. Теплопроводность, отнесенная к площади; 2. тепловой поток, поддерживаемый разницей температур, поделенной на разницу температур.

горизонталь: внешнее направление х.

непрямолинейность: 1. (в контексте измеримого пути) непрямолинейность в пределах пролета и/или непрямолинейность по длине.

изолирующий (тж. быть изолированным): 1. (прилагательное, в контексте каркаса), обеспечивающий (обеспечивающие) пространство для изоляции внутри каркаса; 2. (прилагательное, в контексте конструкции), обеспечивающее (обеспечивающие) пространство для изоляции внутри конструкции; 3. способный быть покрытым изоляцией

ось изоляции: (в контексте конструкции) любое внутреннее направление или внутренний угол конструкции, вдоль которого по сторонам от измеримого пути имеется пролет и достаточно большое значение непрямолинейности по длине или непрямолинейности по ширине.

изоляционный материал: (в контексте настоящего документа) любая смесь веществ, которая противодействует течению потока энергии через устройство, например, изоляция с закрытыми порами, изоляция с открытыми порами, жесткая изоляция, изоляция со свободным наполнением, заливная теплоизоляция, изоляция распылением, обертывающая теплоизоляция, пена, монтажная пена, распыляемая пена, теплоизоляция, вспениваемая на месте укладки, пробка, глина, солома, грубая штукатурка, песок, автоклавированный газобетон, древесное волокно, древесноволокнистые плиты, стекловата, ткань, керамические композиты, фольга, пленки, волокнистые полимеры, асбест, плита из ячеистого стекла, цементирующий пенопласт, пенополиизоляция полиизоциануратная пена, пенополиуретановая пена, пенополистирол, экструдированный пенополистирол, маты из стекловолокна, целлюлозная изоляция, аэрогель, вермикулит, перлит, минеральная вата, натуральные волокна, хлопок, солома, конопля, пластик, шерсть, газ атмосферного давления, газ атмосферного давления с молекулярной массой, превышающей молекулярную массу воздуха, газ низкого давления, инертный газ, парниковый газ, теплоизоляция, электроизоляция, слой металлической фольги, которая отражает тепловое излучение, акустическая изоляция, огнестойкая изоляция, огнеупорная изоляция и т.д. наружный соединительный элемент решетки фермы: соединитель между первым и вторым каркасами, который совместно используется первым и вторым каркасами (синоним внешнего элемента решетки фермы).

наружный соединительный: (в контексте элемента решетки фермы многоосевого изолирующего устройства каркаса с конструктивной изоляцией, состоящего из пары каркасов), соединяющий смежную пару каркасов.

внутренний соединительный элемент решетки фермы: соединитель между конструктивными элементами внутри каркаса (синоним внутреннего элемента каркаса).

внутренний соединительный: (в контексте элемента решетки фермы многоосевого изолирующего устройства каркаса с конструктивной изоляцией, состоящего из пары каркасов), соединяющий первый и второй конструктивные элементы в соседней паре конструктивных элементов.

изотермическое и адиабатическое приближение сопротивления: например, стр. 148 [2], <.см. фaйл://Wright-truss-parallel-resistance-formula-derviation-adiabatic-аррrоximation.mw.>.

наименьшая совокупная толщина частей конструкции: наименьшее значение совокупной длины каждого последовательного прямого пути, на котором любая из частей конструкции перекрывает длинный прямой путь, проходящий через части конструкции, в соответствии с оценкой для репрезентативного набора всех длинных прямых путей, проходящих через части конструкции (пример критерия, использующего это определение); наименьшая совокупная толщина частей конструкции, которая меньше, чем 85% от длины самого длинного прямого пути, проходящего через части конструкции,

связанный путь с наименьшим сопротивлением: Смотрите ограниченный путь с наименьшим сопротивлением.

отношение длины к ширине: 1. (в контексте пути с шириной и длиной) длина, деленная на ширину пути; 2. (в контексте пути с шириной и длиной) дробное число отрезков, равных ширине, содержащихся в длине; 3. (в контексте сопротивления) коэффициент, на который умножается сопротивление пути, умноженного на ширину, чтобы получить сопротивление вдоль пути.

длина: 1. (в контексте пути), длина, измеренная вдоль пути; 2. (в контексте пути) длина, измеренная вдоль пути, но не равная расстоянию между объектами; 3. (в контексте пути) длина пути.

сопротивление вдоль пути: См. сопротивление конструктивной изоляции.

длинный прямой путь: прямой путь, который длиннее любого другого прямого пути, на который накладывается данный прямой путь.

самый длинный второстепенный измеримый путь: (в контексте множества измеримых путей в наборе) измеримый путь с длиной, большей длины любого другого измеримого пути в наборе, начинающийся в любой точке на противоположной стороне самого прямого измеримого пути относительно начальной точки самого длинного измеримого пути; (в контексте множества измеримых путей) измеримый путь с длиной, большей длины любого другого измеримого пути, начинающегося в любой точке на противоположной стороне самого длинного измеримого пути относительно начальной точки самого длинного измеримого пути.

самый длинный измеримый путь: (в контексте множества измеримых путей в наборе) измеримый путь, длина которого больше длины любого другого измеримого пути в наборе; (в контексте множества измеримых путей) измеримый путь, длина которого больше длины любого другого измеримого пути.

максимальная непрямолинейность по длине: максимальное значение непрямолинейности для заданного набора измеримых путей.

максимальная непрямолинейность по длине: максимальное значение непрямолинейности для измеримых путей, проходящих от любой первой точки в первом указанном пространстве до любой второй точки во втором указанном пространстве.

максимальная непрямолинейность по длине: 1. (в контексте указанного первого и второго пространств) максимальное значение непрямолинейности по длине для измеримых путей, проходящих от любой первой точки первого пространства до любой второй точки второго пространства; 2. (в контексте указанного множества измеримых путей) максимальное значение непрямолинейности по длине для заданного множества измеримых путей; 3. (в контексте самого прямого измеримого пути) максимальное значение непрямолинейности по длине для самого короткого измеримого пути, накладывающегося на самый прямой измеримый путь.

элемент: один из множества, группы, массива, матрицы, комбинации, пары, тройки, множества, кратного количества или любого другого набора вещей.

измеримое расстояние: 1. (как определено на сайте https://en.wikipedia.org/wiki/Metric_space#Definition) для любой системы дорог и рельефа местности расстояние, между двумя местами можно определить как длину кратчайшего измеримого пути, соединяющего эти места; 2. (в контексте измеримого пути в каркасе) длина кратчайшего измеримого пути, соединяющего две части каркаса; 3. (в контексте измеримого пути в строении) длина кратчайшего измеримого пути, соединяющего две части строения.

измеримый путь: 1. (в контексте первой части каркаса и второй части каркаса) кратчайший путь между первой частью конструкции и второй частью каркаса; 2. (в контексте первой части каркаса и второй части каркаса, где в каркасе есть временные элементы решетки фермы и/или ненесущие элементы решетки фермы) кратчайший путь между первой частью и второй частью каркаса, определяемый путем исключения временных элементов решетки фермы и ненесущих элементов решетки фермы; 3. (временная патентная заявка) кратчайший путь, по которому энергия может течь через объект между любыми двумя указанными точками внутри объекта или внутри него; 4. (в контексте каркаса, изготовленного из изотропно-стойкого материала) связанный путь с наименьшим сопротивлением; 5. (в контексте каркаса, изготовленного из изотропно-стойкого материала) путь, связанный с наименьшим сопротивлением.

измеримый: (в контексте путей) свойство, относящееся к двоичной функции топологического пространства, дающее для любых двух точек пространства значение, равное расстоянию между ними, или равное значению, рассматриваемому для целей анализа как аналогичное расстоянию, например, измеримое расстояние.

минимальная непрямолинейность по длине: минимальное значение непрямолинейности для измеримых путей, проходящих между любой первой точкой в первом пространстве и любой второй точкой во втором пространстве.

минимальная непрямолинейность по длине: 1. (в контексте указанного первого и второго пространств) минимальное значение непрямолинейности по длине для измеримых путей, проходящих от любой точки первого пространства до любой второй точки второго пространства; 2. (в контексте заданного набора измеримых путей) минимальное значение непрямолинейности по длине для заданного набора измеримых путей; 3. (в контексте самого прямого измеримого пути) минимальное значение непрямолинейности по длине для самого короткого измеримого пути, который накладывается на самый прямой измеримый путь.

самый прямой связанный путь: (в контексте первой и второй части каркаса) связанный путь от первой части конструкции ко второй части конструкции, характеризующийся длиной пути L, шириной S и прямолинейностью S/L, где прямолинейность больше, чем у любого другого связанного пути из первой части во вторую.

самый прямой путь: (в контексте пути) прямой путь, обладающий большей прямолинейностью, чем любой другой прямой путь, на который накладывается этот прямой путь.

самый прямой: 1. (в контексте пути) имеющий наименьшее значение непрямолинейности по ширине; 2. (в контексте пути) имеющий наибольшее значение прямолинейности.

материнская решетка фермы: сочетание частей конструкции, которые соединяют наиболее внешние конструктивные элементы в одноосном каркасе.

минимальная ширина материнской решетки фермы: (в контексте пункта 1) статистическое минимальное значение ширины для набора прямых путей, которые пересекают материнскую решетку фермы.

число: 1. (в контексте текста "любое количество, используемое в формуле") любое неотрицательное целое число; 2. (в контексте текста "любое количество, используемое в формуле") любое целое число, равное нулю или больше нуля.

панель: (в контексте конструкции с измеримыми путями и наборами) пространственная область конструкции, содержащая один набор измеримых путей.

часть: 1. (в контексте каркаса) конструктивный элемент, решетка фермы, элемент решетки фермы, система решеток фермы, конструктивная система, узел, поверхность, поперечный срез и т.д. в каркасе; 2. (в контексте конструкции) конструктивный элемент, решетка фермы, элемент решетки фермы, система решеток фермы, конструктивная система, узел, поверхность, поперечный срез и т.д. в рамках конструкции.

длина пути: (в контексте измеримого пути с конечными точками) расстояние по измеримому пути между конечными точками, определяемое делением измеримого пути на репрезентативное множество отрезков пути и накопительным суммированием длин отрезков всех путей в репрезентативном наборе отрезков пути.

путь наименьшего сопротивления: (в контексте указанной первой части устройства и указанной второй части устройства) путь от первой части через любую часть устройства до второй части с сопротивлением пути, в котором сопротивление данного пути меньше, чем сопротивление любого другого пути.

сопротивление пути: (в контексте пути) локальное сопротивление вдоль направления пути, умноженное на элемент элементарной длины и интегрированное по всем элементам элементарной длины вдоль общей длины пути.

отрезок пути: (в контексте измеримого пути) часть измеримого пути, созданного путем деления измеримого пути на конечное число кусков, каждый из которых достаточно мал, чтобы его можно было определять как прямую линию с требуемой точностью для любого заданного вычисления.

r-значение: 1. удельное сопротивление с общими единицами (К м)/Вт или (°F фут)/(БТЕ*ч); 2. значение "малого r".

диапазон: (в контексте пути с двумя конечными точками) расстояние между двумя конечными точками пути.

по длине: по величине расстояния между двумя конечными точками пути.

прямолинейность по длине: (в контексте пути с длиной пути и диапазоном) диапазон, разделенный на длину пути.

непрямолинейность по длине: (в контексте пути с длиной пути и диапазоном) 1. {длина пути, разделенная на диапазон} минус один; 2. (в контексте самого прямого измеримого пути для каркаса) (длина измеримой части пути, деленная на диапазон для измеримых частей пути) минус один, где измеримая часть пути является самой короткой частью пути между самыми внешними конструктивными элементами, к которым относится самый прямой измеримый путь; 3. (в контексте самого прямого измеримого сквозного пути для каркаса) {измеримая длина части пути, разделенная на диапазон измеримых частей пути} минус один, где измеримая часть пути является самой короткой частью пути между самыми внешними конструктивными элементами, на которые накладывается самый прямой измеримый сквозной путь.

количество переходов по длине: количество точек перегиба вдоль измеримого пути, деленное на длину измеримого пути.

количество переходов по длине: количество точек перегиба вдоль измеримого пути, деленное на длину измеримого пути.

сопротивление по всей длине пути: 1. (в контексте пути, который проходит сквозь материал с изотропным сопротивлением) расстояние вдоль пути, умноженное на изотропное сопротивление материала; 2. (в контексте пути с длиной и расстоянием прохождения сквозь материал с неизотропным сопротивлением, описанным тензором сопротивления) интеграл из компонентов, соответствующих элементам элементарной длины в направлении проходимого расстояния, состоящего из элементов элементарной длины, умноженной на компоненту тензора сопротивления в направлении проходимого расстояния, состоящего из элементов элементарной длины, полученного в результате интегрирования по всей длине пути.

съемный: (в контексте съемного элемента решетки фермы) элемент решетки фермы, который не является существенным для конструктивной целостности каркаса, и который может быть полностью удален, и, следовательно, частично удален, чтобы устранить все измеримые пути, которые проходят через данный элемент решетки фермы.

репрезентативный набор: 1. подмножество с достаточным количеством элементов для достижения любого требуемого уровня доверия для вычисления, зависящего от количества элементов в подмножестве таким образом, чтобы подмножество справедливо представляло свойства набора, содержащего подмножество; 2. подмножество со свойствами, справедливо представляющими свойства набора, содержащего подмножество, при условии, что оно подвергается анализу.

сопротивление: (в контексте данного документа, если не указано иное) удельное сопротивление по площади

удельное сопротивление: 1. градиент температуры на единицу теплового потока, поддерживающий одну единицу теплового потока между более теплой поверхностью и более холодной поверхностью теплового барьера; (2) (в контексте единиц британской системы мер и разговорного выражения) R-значение на дюйм; (3) (в контексте измеримых единиц и разговорного выражения) R_SI на м или R_SI на мм; (4) (в контексте общего описания всех форм энергии) градиент положительной стимуляции на единицу потока энергии, поддерживающий один поток энергии между поверхностью более высокой стимуляции и поверхностью более низкой стимуляции энергетического барьера.

множитель, определяющий сопротивление: См. коэффициент конструктивной изоляции.

R_sval: (заглавная буква "R", индекс "sval") конструктивно изолирующее сопротивление.

r_sval: (нижний регистр "r" - индекс "sval") конструктивно изолирующее сопротивление.

длина отрезка: расстояние, определяемое по формуле расстояния, между конечными точками отрезка пути и которое является достаточно коротким, чтобы его точно аппроксимировать как прямую, обосновать использование формулы определения расстояния и достичь любой требуемой точности для любого вычисления, зависящего от него.

сопротивление отрезка пути: (в контексте отрезка пути с длиной и шириной, проходящего через материал с неизотропным сопротивлением) длина отрезка пути, умноженная на сопротивление материала в направлении отрезка пути.

ширина отрезка пути: (в контексте измеримого пути с первой конечной точкой и второй конечной точкой, относящимися к или находящимися в пределах двух указанных объектов) проецируемая длина отрезка пути при проецировании на любую ближайшую пересекающую линию, между двумя указанными объектами, каждый из которых содержит конечную точку измеримого пути или соединяется с другим объектом, который содержит конечную точку измеримого пути.

кратчайший связанным путь: 1. (в контексте первой части и второй части каркаса) любой связанный путь из первой части конструкции во вторую часть конструкции, характеризующийся длиной пути, при которой длина пути меньше длины любого другого связанного пути из первой части во вторую; 2. (в контексте множества измеримых путей в наборе) измеримый путь, длина которого меньше длины любого другого измеримого пути в наборе; 3. (в контексте множества измеримых путей) измеримый путь, длина которого меньше длины любого другого измеримого пути в составе множества измеримых путей.

прямолинейность по ширине: (в контексте измеримого пути с шириной и длиной пути) ширина, разделенная на длину пути.

ширина: (в контексте измеримого пути с первой конечной точкой на первой поверхности и второй конечной точкой на второй поверхности) наикратчайшее расстояние между первой и второй поверхностями, измеренное от первой конечной точки или второй конечной точки, когда оба измерения дают один и тот же результат, где первая и вторая поверхности могут быть определены контурами с постоянной глубиной, когда либо первая конечная точка, либо вторая конечная точка не находятся на этой поверхности; 2. (в контексте измеримого пути с первой конечной точкой на первой поверхности и второй конечной точкой на второй поверхности) расстояние, пройденное по измеримому пути между первой конечной точкой и второй конечной точкой, определяемое путем деления измеримого пути на репрезентативное множество отрезков пути, а затем суммированием отрезков для всех отрезков пути в репрезентативном наборе отрезков пути, где первая и вторая поверхности могут быть определены контурами с постоянной глубиной, когда либо первая конечная точка, либо вторая конечная точка не находятся на этой поверхности.

по ширине: пределы, определяемые шириной.

направление по ширине: (в контексте пути между двумя конечными точками) радиус до точки касания окружающих объектов.

непрямолинейность по ширине: 1. (в контексте пути с шириной и длиной пути) {длина пути, деленная на ширину} минус один; 2. (в контексте пути с шириной и длиной отрезка превышения ширины) {длина отрезка превышения ширины, деленная на ширину} минус один; 3. (в контексте пути с шириной и длиной) отношение длины к ширине минус один; 5. (в контексте пути с некоторым сопротивлением по ширине при прохождении через материал с изотропным сопротивлением) коэффициент, на который умножается сопротивление по ширине пути для получения сопротивления пути по длине отрезка, где имеет место превышение ширины; 6. (в контексте повышения сопротивления конструкции) мультипликативный коэффициент, который количественно определяет повышение сопротивления измеримого пути в конструкции по сравнению с прямым путем через массив того же материала и тех же внешних размеров, что и данная конструкция.

количество переходов по ширине: число точек перегиба вдоль измеримого пути, деленное на ширину измеримого пути.

сопротивление пути по ширине: 1. (в контексте пути, проходящего по ширине через материал с изотропным сопротивлением) ширина пути, умноженная на изотропное сопротивление материала; 2. (в контексте пути, проходящего по ширине и длине через материал с изотропным сопротивлением, описанным тензором сопротивления) сопротивление пути по ширине, определяемое делением измеримого пути на репрезентативное множество отрезков пути, а затем суммированием сопротивления отрезков по ширине для всех отрезков пути в репрезентативном наборе отрезков пути.

сопротивление по ширине: сопротивление пути по ширине.

сопротивление отрезка пути по ширине: (в контексте отрезка пути, проходящего по ширине и длине через материал с неизотропным сопротивлением) ширина отрезка пути, умноженная на сопротивление материала в направлении ширины отрезка пути.

непрямолинейность с учетом сопротивления по ширине: (в контексте пути с длиной и шириной) {сопротивление пути, деленное на сопротивление по ширине пути} минус один.

статистическая однородность: первое статистическое значение, деленное на второе, где первое статистическое значение является минимальным для данного набора значений, а второе статистическое значение - максимальным.

стимуляция: 1. (в контексте тепловой энергии) температура; 2. (в контексте электрической энергии) напряжение для электрической энергии; 3. давление (в контексте акустической энергии); 4. (в контексте колебательной энергии) давление; 5. (в контексте механической энергии) работа; 6. (в контексте общего описания для всех форм энергии) количество, аналогичное температуре по закону Фурье для всех фундаментальных уравнений, которые могут быть выражены в той же форме, что и закон Фурье; 2. температура для плотности теплового потока grad(T)=q^∅R_∅, полученная из q^∅=grad(T)/R_∅ (закон Фурье для тепла); 3. Квадрат величины напряжения или напряжение для электрической энергии на основе выбора R_∅=R_∅' или R_∅=V/R_∅', ΔV²=p^∅R_∅, полученное из p_∅=ΔV²/R_∅ (аналогия закона Фурье для электрической энергии). Примечание: Я думаю, что квадрат напряжения на самом деле будет квадратом градиента напряжения (grad.V⋅grad.V), который является величиной, характеризующей электрическое поле; 4. Квадрат величины звукового давления для акустической мощности; 5. давление для гидравлической мощности; 6. работа для механической мощности. 7. пространственная концентрация энергетических частиц, вызывающая перераспределение энергии; 8. уровень энергетической активности как функция пространственно-временных координат.

коэффициент конструктивной изоляции: (в контексте каркаса с наиболее прямым измеримым путем с длиной L и шириной S) L/S.

конструктивный элемент: 1. конструктивная часть, основная цель которой - нести приложенные конструктивные нагрузки; 2. первичный конструктивный элемент, такой как, например, стена, рама стены, стойка, часть стойки, тканевое полотно, оконная рама, часть оконной рамы, стропило, часть стропила, брус, часть бруса, пояс, часть пояса, но не ограничиваясь ими; 3. (в контексте изолирующего каркасного устройства с конструктивной изоляцией, имеющего ровно два конструктивных элемента и ровно один элемент решетки фермы) часть конструкции, которая взаимодействует с элементом решетки фермы; 5. (в контексте изолирующего каркасного устройства с конструктивной изоляцией, соответствующего определению 1 или 2) совокупность любого числа конструктивных подэлементов, каждый из которых физически соприкасается другого подэлементав наборе; 6. (в контексте пунктов заявки на патент) каркас.

часть конструкции: (в контексте изолирующего каркасного устройства с конструкционной изоляцией) часть, которая частично или полностью составляет каркас, обладает значительной конструкционной прочностью по сравнению с другими частями устройства и вносит значительный вклад в конструкционную прочность каркаса.

конструкционная прочность: 1. (единицы СИ) сила, приходящаяся на единицу площади, измеренная в метрических единицах N/м², которую может выдержать конструктивный элемент без разрушения или пластической деформации; 2. (единицы британской системы) сила на единицу площади, измеренная в единицах британской системы фунт силы/кв.дюйм (PSI), которую может выдержать конструктивный элемент без разрушения или пластической деформации.

конструктивный: (в контексте приблизительного определения для данной области применения), относящийся или являющийся частью конструкции здания или другого элемента, такого как панель, окно, оконная рама, дверная коробка и т.д., конструктивные элементы оконной рамы не обязательно являются конструктивными элементами здания, в которое устанавливается оконная рама. Таким образом, "конструктивный" является относительным термином, который зависит от контекста.

конструкционный: относящийся или являющийся частью конструкции здания или другого объекта, например, панели, окна, оконной рамы, дверной коробки и т.д. Конструкционные элементы оконной рамы не обязательно являются конструктивными элементами здания, в которое устанавливается оконная рама. Таким образом, "конструкционный" является относительным термином, который зависит от контекста.

структурный: служит для формирования структуры. Термин "структурный" зависит от контекста. Структурный элемент окна не требует такой же прочности, как конструктивный элемент для несущей стены дома.

конструктивно изолировать: 1. (в случае каркаса с наиболее прямым измеримым путем длиной L и шириной S) иметь измеримый путь, длина которого больше ширины; 2. (в случае конструктивных элементов с изотропным сопротивлением) иметь путь с наименьшим сопротивлением по ширине и сопротивление конструктивной изоляции, которое больше, чем удельное сопротивление, умноженное на ширину; 3. (в случае конструктивных элементов с изотропным сопротивлением) иметь путь наименьшего сопротивления по ширине и сопротивление конструкционной изоляции, которое больше, чем сопротивление по ширине.

конструктивно изолировать: 1. (в контексте заданного направления) противостоять потоку энергии по измеримым путям с направлением по ширине, практически совпадающим с заданным направлением; 2. (в контексте изолирующего каркаса с конструктивной изоляцией) противостоять потоку энергии по измеримым путям, например, по самому прямому измеримому пути через каркас.

сопротивление конструктивной изоляции: 1. (в контексте пути, при котором ширина проходит через материал с изотропным сопротивлением) длина пути, умноженная на изотропное сопротивление материала; 2. (в контексте пути, при котором ширина проходит через материал с изотропным сопротивлением) сопротивление вдоль длины пути, определяемое делением измеримого пути на репрезентативное множество отрезков пути с последующим суммированием сопротивления отрезков для всех отрезков пути в репрезентативном наборе отрезков пути; 3. сопротивление вдоль пути; 4. R_sval.

удельное сопротивление конструктивной изоляции: 1. (в контексте пути, при котором ширина проходит через материал с неизотропным сопротивлением) конструктивное изоляционное сопротивление пути, разделенное на сопротивление пути по ширине; 2. (в контексте пути с шириной через материал с изотропным сопротивлением) конструктивное сопротивление изоляции пути, разделенное на сопротивление пути по ширине; 4. r_sval.

R-значение, определенное конструктивным сопротивлением изоляции: 1. (в

контексте измеримого пути, при котором длина пути проходит через материал с изотропным удельным сопротивлением) сопротивление конструктивной изоляции.

структура: единое тело материала с полостями, например, рама 3D печатного дома или объект, образованный из таких частей, как каркас, рама, оконная рама, дверная рама, окно, дверь, здание, дом, рама здания, рама дома, рама, каркас, решетка, ферма, небоскреб, мебель и т.д.

стойка: (в контексте временной патентной заявки США №62/720,808) пояс или удлиненный конструктивный элемент.

длина части пути: (в контексте части пути) длина кривой вдоль части пути.

превышение длины над диапазоном: 1. (в контексте пути с диапазоном и длиной) длина минус диапазон; 2. (в контексте пути с диапазоном и длиной) часть значения длины, на которую она больше диапазона и выходит за его пределы.

сопротивление в части превышении диапазона: (в контексте пути с диапазоном и длиной) разница между сопротивлением пути вдоль длины и сопротивлением пути вдоль диапазона.

превышение длины над длиной: 1. (в контексте пути с шириной и длиной) - длина минус ширина; 2. (в контексте пути с шириной и длиной) - часть значения длины, на которую она больше ширины и выходит за ее пределы.

сопротивление в части превышения ширины: (в контексте пути с шириной и длиной) разница между сопротивлением пути вдоль длины и сопротивлением пути вдоль ширины.

тангенциальное направление: (в контексте изолирующего каркасного устройства с конструктивной изоляцией) - термин для продольного направления каркаса, в котором образуются изгибы и обратные петли (закругления), образуя кольцевые или кольцеподобные конструкции.

градиент температуры: 1. (простое определение) разница температур в точках, находящимися друг от друга на некотором расстоянии, деленная на это расстояние; 2. (физическое определение) векторная производная функции пространственного распределения температуры; 3. (в контексте настоящего документа) месторасположение для градиента стимуляции, который в противном случае мог бы рассматриваться как неопределенный термин.

температура: 1. (простое определение) уровень тепловой активности; 2. (широкое определение, применимое к любой форме энергии, а не только к тепловой энергии) уровень стимуляции; 3. акустическая стимуляция.

растягивающая сила: 1. (единицы СИ) растягивающая сила на единицу площади, измеренная в метрических единицах N/м², которую конструктивный элемент может выдержать без разрушения или пластической деформации; 2. (единицы британской системы) растягивающая сила на единицу площади, измеренная в единицах британской системы фунт силы/кв.дюйм (PSI), которую конструктивный элемент может выдержать без разрушения или пластической деформации.

удельная термическая стойкость: термическая стойкость.

термическая проводимость: 1. Величина, обратная термостойкости.

тепловая проводимость: тепловой поток, поддерживаемый разницей температур, и деленный на эту разницу температур.

теплопроводность: тепловой поток, поддерживаемый температурным градиентом, и деленный на температурный градиент.

теплопроводность: поток тепла, проходящий через материал в направлении градиента, т.е. поток тепла, проходящий через материал, измеряемый в Вт/м² или БТЕ*ч/фут², созданный пропорционально заданному тепловому градиенту через материал, измеряемый в К/м или "F/дюйм с общими единицами Вт/(м К) или (БТЕ*ч дюйм)/(кв. фут°F) или БТЕ*ч/(фут°F) и называемый для краткости теплопроводностью.

поток тепловой энергии: 1. энергия, приходящаяся на единицу площади за единицу времени, характеризующая количество квантов устойчивого состояния, проходящих через единицу площади за единицу времени. 2. мгновенная энергия, приходящаяся на единицу площади за единицу времени, характеризующая мгновенное количество квантов, проходящих через площадь за единицу времени.

теплоизоляция: 1. R-значение для материала с суммарными единицами (К м²)/Вт или (°F фут²)/(БТЕ*ч); 2. видимое поверхностное тепловое сопротивление материала, включая эффекты проводимости, конвекции и излучения; 3. Величина, обратная теплопередаче; 4. термически-передаваемая потоковая разность температур по материалу.

термическое сопротивление: разность температур, приходящаяся на единицу плотности теплового потока.

термическое сопротивление: 1. разность температур, вызванная термическим кондуктивным потоком в материале; 2. разница температур между противоположными сторонами материала в К или°F, необходимая для создания заданного теплового потока через материал в Вт/м² или БТЕ*ч/фут² с общими единицами (К м²)/Вт или (°F фут²)/(БТЕ*ч); 3. термин, используемый, например, в ISO 8497:1994(E); 4. более точный термин для физической величины, которую иногда для краткости называют термическим сопротивлением [1]; 5. количество, аналогичное R-значению материала, за исключением того, что оно включает только эффект теплопроводимости, в отличие от R-значения, которое учитывает все режимы теплопередачи, включая излучение и конвекцию, а также теплопроводимость; 6. (с точки зрения теплоизоляции) часть теплоизоляции, приходящаяся на единицу площади и связанная с теплопроводностью, и никаким другим режимом теплопередачи; 7. (с точки зрения R-значения) R-значение, когда проводимость является единственным режимом передачи тепла.

удельное тепловое сопротивление: 1. температурный градиент на единицу теплового потока, который необходим для поддержания одной единицы теплового потока между более теплой поверхностью и более холодной поверхностью тепловой преграды; 2. r_vаl.

удельное тепловое сопротивление: отношение температурного градиента (в К/м или °F/дюйм) через объект, разделенный на поток теплопроводимости (в Вт/м² или БТЕ*ч/фут²) через материал, созданный тепловым градиентом с общими единицами измерения (К/м)/(Вт/м²) или (К*м)/Вт или (°F фут²)дюйм БТЕ*ч) или (фут°F)/БТЕ*ч.

сквозной путь: 1. путь (в контексте конструкции, состоящей из конструктивных элементов и наиболее внешней пары конструктивных элементов) между внешними лицевыми поверхностями наиболее внешней пары конструктивных элементов каркаса.

U-значение: тепловое пропускание с общими единицами Вт/(м² К) или БТЕ*ч/(фут² °F).

вертикаль: внешнее направление у.

элемент решетки фермы: 1. (в контексте изолирующего каркасного устройства с конструктивной изоляцией) часть конструкции, основная цель которой - соединение воедино других частей конструкции; 2. (в контексте изолирующего каркасного устройства с конструкционной изоляцией) соединяющий элемент; 3. (в контексте многоосного каркаса) внешний соединяющий элемент решетки фермы или внутренний соединяющий элемент решетки фермы; 4. (в контексте решетки фермы, как она определена в настоящем документе) элемент решетки фермы.

элементы решетки фермы: 1. (в контексте заявки на временный патент США №62/720,808) решетки фермы, где "решетки фермы" означают в просторечии "элементы решетки фермы"; 2. (в настоящей заявке) части решетки фермы, где "решетка фермы" означает "совокупность элементов решетки фермы".

решетка фермы: (в контексте изолирующего каркасного устройства с конструктивной изоляцией) решетка из одного или нескольких соединительных элементов.

изделие из древесины: древесина, пиломатериалы, полученные шиповым сращиванием, пиломатериалы переменной длины, пиломатериалы, бревна, деловая древесина, бумага, картон, гофрокартон, пластик, армированный древесным волокном, полимер, армированный древесным волокном, древесноволокнистые плиты, теплоизоляция из древесины GUTEX, древесноволокнистые плиты средней плотности (МДФ), древесноволокнистые плиты высокой плотности (ВДФ), плиты с ориентированным волокном, фанера, искусственная древесина, пиломатериалы, изготовленные по индивидуальным технологиям, конструкционные композитные пиломатериалы (СКЛ), профилированный клееный брус (LVL), клееная многослойная древесина с продольно-поперечной ориентацией слоев (CLT), шпон с крестообразным расположением слоев (CLL), деревянная балка многослойной конструкции с соединением на штифт (DLT), ламинированные пиломатериалы с соединением на штифт (DLL), зубочистки, дощато-гвоздевой шпон (NLT), ламинированный дощато-гвоздевой шпон (NLL),, параллам, клееный ламинированный шпон глюлам, клееные пиломатериалы из специально получаемой стружки (ESL), ламинированные клееные пиломатериалы из специально получаемой стружки (LSL), клееные пиломатериалы из стружки с ориентированными волокнами (OSL), клееные пиломатериалы из стружки с параллельными волокнами (PSL), другие формы конструкционных композитных пиломатериалов, другие формы конструкционных пиломатериалов, другие конструкционные изделия из дерева.

Способ(ы) реализации изобретения

При описании конструктивных решений, содержащихся в настоящем изобретении, в настоящем документе будут сделаны ссылки на Рис. 1-46 чертежей, на которых подобными цифрами обозначены сходные черты изобретения.

В первом варианте конструктивной реализации настоящего изобретения множество элементов решетки фермы или подобных ей конструкций располагаются в определенном порядке между собой и соединяют вместе множество конструктивных элементов или подобных конструкций, образуя лабиринт проходов с промежуточными полостями. Полости предпочтительно заполняются одним или несколькими изоляционными наполнителями или другим вариантом изделия, представляющего собой конструктивную реализацию раскрытого в данном описании устройства для уменьшения потока энергии через упомянутые полости. В некоторых вариантах конструктивных решений изоляционное наполнительное вещество не используется. В некоторых вариантах конструктивных решений пустоты вакуумируются для создания вакуума с остаточным парциальным давлением некоторой величины. Проходы и полости предпочтительно имеют такие формы и пропорции, что самые короткие пути и проходы между различными частями устройства имеют достаточно большую длину в пропорции к их ширине или толщине, чтобы создать мультипликативный выигрыш в отношении сопротивления пропусканию энергии вдоль главных осей устройства. Любой прирост сопротивления по отношению к приросту сопротивления на прямом пути дает возможность уменьшить поток энергии через устройство даже в том случае, если оно выполнено из конструкционных материалов, которые по сравнению с изоляционным наполнителем обычно имеют более высокую плотность и более низкое сопротивление. Предпочтительно, чтобы полости имели геометрию, уравновешивающую набор целей, состоящих в том, чтобы (1) свести к минимуму любое снижение прочности устройства, (2) создать пространство для одного или нескольких изолирующих наполнителей, (3) максимизировать длину измеримых путей через устройство, (4) уменьшить передачу целевых форм энергии по прямым путям через устройство и (5) уменьшить передачу целевых форм энергии по любым путям через устройство. Относительная важность каждой цели зависит от конкретного применения устройства. Таким образом, относительная важность каждой цели, в основном, зависит от факторов, используемых при проектировании и конструировании любого данного устройства для любого конкретного применения.

При проектировании и конструировании устройства необходимо позаботиться о правильной оценке удельного сопротивления в отношении целевых форм энергии для материалов, из которых изготовлены конструктивные элементы и решутки фермы. Сопротивление для всех форм энергии обычно описывается тензором с различными составляющими, которые зависят от направления потока энергии относительно осей материала, которые определяются внутренней конструкцией материала. Следует также позаботиться о правильной оценке прочности материалов, из которых изготовлены конструктивные элементы и элементы решетки фермы. Прочность также обычно описывается тензором с различными компонентами, которые зависят от ориентации осей материала относительно приложенной силы. Например, древесина и другие материалы, содержащие волокна, имеют значения прочности, проводимости и удельного сопротивления, которые зависят от ориентации волокон относительно стимулов. Прочность вдоль волокон больше, чем прочность, перпендикулярная волокнам. Электропроводность вдоль волокон также больше, чем проводимость перпендикулярно волокнам. Сопротивление вдоль волокон меньше, чем сопротивление перпендикулярно волокнам. Дополнительные преимущества раскрываемого в патенте устройства могут включать в себя: (1) увеличенную площадь поверхности для достижения большей емкости и контактного сопротивления, (2) уменьшение площади, через которую может течь энергия, (3) увеличение стабильности размеров, (4) уменьшение веса, (5) направление механических сил так, чтобы их поток был ориентирован вдоль оси наибольшей прочности применяемых конструкционных материалов, (6) предоставление места для установки крепежа, например, гаек, болтов, плавающих зубцов, заклепок и заклепочных гвоздей, а также других деталей крепежа, требующих места для их установки, (7) уменьшение необходимости сверления отверстий через каркасные элементы для прокладки инженерных коммуникаций, (8) обеспечение пространства для прокладки конструкционных кронштейнов, кабелей конструктивной арматуры и стяжных кабелей, (9) уменьшение плеча момента на элементах решетки фермы, испытывающих натяжение и сжатие, (10) уменьшение трудозатрат, материальных затрат, затрат на лечение травм и общих затрат на строительство теплоизолированных зданий, (11) уменьшение затрат на производство и распределение изоляционных материалов, (12) большая энергоэффективность, (13) аналогичная или более высокая прочность, или (14) более высокое отношение прочности к весу относительно конструктивных элементов аналогичного размера, который не имеет полостей, имеет меньшие полости или уступает по геометрическим параметрам.

Более того, раскрытые способы снижения передачи энергии могут сохранить или даже увеличить площадь поперечного сечения проходов, но при этом все равно снизить передачу энергии через проходы. Например, решение, представляющее собой конструктивную реализацию устройства, может иметь произвольно большие поперечные размеры для достижения заданной конструкционной прочности без ущерба для тепловых характеристик устройства вдоль его нормальной оси. Решение, представляющее собой конструктивную реализацию раскрытого в патенте устройства также позволяет уменьшить передачу энергии вдоль двух, трех или любого числа его осей, называемых изоляционными осями. Варианты реализации могут также позволять выполнение изоляции даже в тех случаях, когда элементы решетки фермы и конструктивные элементы изготовлены из одного и того же конструкционного материала или конструкционных материалов с одинаковыми значениями удельного сопротивления. Варианты реализации могут компенсировать ситуации, когда элементы решетки фермы по причинам конструкционной целостности, экономической стоимости или другим практическим соображениям ориентированы таким образом, что ось наименьшего сопротивления выравнивается с путем движения энергии, проходящей через конструкцию в нежелательном направлении. Материал, из которого состоят элементы решетки фермы, не нуждается в значительно большем удельном сопротивлении, чем у конструктивных элементов. Решение, представляющее собой конструктивную реализацию патента, может позволять выполнение конструкционной изоляции даже тогда, когда конструкция представляет собой термически неразорванный каркас, для которого сопротивление элементов решетки фермы меньше или равно сопротивлению конструктивных элементов, лежащих вдоль нежелательного пути потока энергии. Различные конструктивные решения раскрытого в патенте устройства могут уменьшить передачу различных форм энергии, таких как тепло, звук, вибрация, ударные волны, электричество, электромагнитная энергия, излучение и воспламенение. Таким образом, конструктивные решения устройства полезны для достижения энергоэффективности, регулирования температуры, использования естественных источников энергии, контроля температуры, для целей строительства, в интересах материаловедения, для хранения энергии и многих других применений. В документе также раскрываются соответствующие варианты, системы и методы использования. Как правило, раскрытые методы могут быть применены для улучшения изоляционной ценности произвольной конструкционной рамы или материала, например, путем выборочного удаления материала или создания каркасов для проектирования непрямых измеримых путей и полостей в каркасах надлежащего размера.

Для характеристики свойств, определяющих набор измеримых путей для различных конструктивных решений раскрытых устройств, могут быть использованы статистические функции. Непрямолинейность по ширине, непрямолинейность по длине, коэффициент изоляции конструкции, множитель, определяющий непрямолинейность по длине, число переходов по ширине, число переходов по длине, плоскостность, определяемая непрямолинейностью по ширине, и плоскостность определяемая непрямолинейностью по длине - все это примеры свойств, характеризующих набор измеримых путей для различных конструктивных решений раскрываемых устройств. Нормализованный разброс значений, статистическая однородность, среднее, среднеквадратическое отклонение, среднее отклонение, максимум, минимум, статистический диапазон, дисперсия - все статистические функции могут быть применены к свойствам, характеризующим набор измеримых путей для различных конструктивных решений раскрытых устройств. Я предполагаю использование этих свойств и статистических функций для дальнейшего определения объема раскрытия изобретения в будущих патентных заявках.

На Рис. 1А и 1В и в целом по всем изображениям, любой конкретный каркас имеет три собственных направления, (боковое), (продольное), (нормальное). Внутреннее направление , оно же продольное направление, идет параллельно длине каркаса. Внутреннее направление , оно же нормальное направление, проходит перпендикулярно продольному направлению и параллельно линии, проходящей через центр первого, второго и третьего пояса. Внутреннее направление , боковое направление, проходит перпендикулярно нормальному и продольному направлению. Каждое внутреннее направление имеет связанную с ним ось, проходящую через центр тяжести по условию данной области применения, если не указано иное. Эти направления в целом применимы к любому объекту. Если объект является частью каркасного устройства, то продольное направление у этой части соответствует продольному направлению изделия. Если объект не имеет удлинений ни в одном из направлений, то продольное направление соответствует продольному направлению для каркаса в целом, состоящего из данной части, если не указано иное. Если какое-либо конкретное направление, присущее объекту, не определяется однозначно, то направление, присущее объекту, соответствует направлению для каркаса, в целом, состоящего из данной части, если не указано иное.

Слова "горизонтальный", "вертикальный" и "поперечный" связаны с внешними направлениями х, у, z, соответственно. Внешние направления могут быть обозначены на рисунке тремя отрезками прямой х, у, z, которые исходят из одной точки. Отрезок линии, обозначенный символом х, указывает положительное/отрицательное горизонтальное направление, которое иногда называют правым/левым. Отрезок линии, обозначенный буквой у, указывает положительное/отрицательное вертикальное направление, которое иногда называют направлением вверх/вниз. Отрезок линии, помеченный буквой z, указывает на положительное и отрицательное вертикальное направление, которые иногда описываются как "внутрь страницы" и "из плоскости страницы" соответственно. Слова "горизонтальное", "вертикальное" и "поперечное" не относятся к внутренним осям каркасов и не ограничивают их использование. Если нет указаний на обратное, то, когда текст расположен лицевой стороной кверху, (а) вертикальное направление идет параллельно длинной оси страницы рисунка и определяет термины «вверх» и «вниз», (b) горизонтальное направление идет параллельно короткой оси страницы рисунка, определяя термины "влево" и "вправо", и (с) поперечное направление идет внутрь и наружу страницы, определяя термины "внутрь" и "наружу". При отсутствии более подробной информации продольное направление объекта ссылок ассоциируется с внешним направлением, описанным прилагательным, используемым для его описания. Например, "горизонтальный каркас 10" со ссылкой на Рис. 1А будет означать, что горизонтальное направление идет параллельно продольной оси каркаса 10.

Три характерных направления х, у, z определяют характерные направления вращения вокруг осей , , . Каждое характерное направление вращения вокруг осей , , характеризует вращение вокруг характерных направлений любого конкретного каркаса или объекта, ось вращения которого не совпадает с осью для данного характерного направления. Характерный угол , угол поперечного наклона, характеризует вращение вокруг продольного направления, когда ось поперечного наклона и продольная ось смещены как в спиральном движении. Характерный угол , угол рыскания, характеризует вращение вокруг нормального направления, когда ось рыскания и нормальная ось смещены, как у поворота, выполняемого на автомобиле. Характерный угол Ох, угол продольного наклона, характеризует вращение вокруг оси бокового направления, когда ось продольного наклона и боковая ось смещены, как при выполнении мертвой петли. Каждое характерное направление вращения может быть использовано для определения положения, смещения и разности углов. Когда ось вращения вокруг характерного направления действительно совпадает с осью вращения для характерного направления вращения, тогда вращение вокруг оси становится чистым вращением, называемым собственным вращением. В этом случае каждый из трех характерных углов , , характеризует собственное вращение вокруг характерного направления любого конкретного каркаса или объекта, потому что ось вращения совпадаете характерным направлением. Для того, чтобы отличить углы относительно оси от углов собственного вращения, к символу собственных углов вращения добавляется косая черта. Характерный угол собственного вращения , называемый углом поперечного наклона, характеризует собственное вращение вокруг продольного направления, когда ось поперечного вращения и продольная ось совпадают. Характерный угол собственного вращения , называемый углом рыскания, характеризует вращение вокруг нормального направления, когда ось вращения и нормальная ось совпадают. Характерный угол собственного вращения , угол продольного наклона, характеризует вращение вокруг бокового направления, когда ось вращения и боковая ось совпадают. Каждое из внешних направлений х, у, z определяет внешние углы вращения Ох, Оу, Oz и внешние углы вращения Oх, Oу, Oz. Внешние углы вращения , , применяются к вращению объекта вокруг оси, параллельной внешнему направлению, которое не пересекается с объектом. Углы внешнего вращения , , применяются к вращению объекта вокруг оси, параллельной внешнему направлению, которое не пересекается с объектом. Чистое собственное вращение объекта вокруг оси вращения происходит, когда ось вращения совпадает с осью соответствующего внешнего или характерного направления. Центральная ось любого угла орбитального/собственного вращения может быть выведена путем нахождения центра окружности, которая накладывается на дугу, нарисованную на рисунке, для обозначения угла орбиты/вращения. Каждый угол орбиты и угол вращения также полезен для описания углового положения, смещения и различий в угловом положении.

Каждое решение, представляющее собой конструктивную реализацию, также имеет соответствующие конструктивные решения, основанные на пространственной ориентации материалов, составляющих основу. Ориентация материала в пределах конструктивного элемента, решетки фермы или любой части каркасного устройства имеет важное значение, когда материал обладает неизотропными прочностными свойствами. В настоящей спецификации используется произвольное условное обозначение, согласно которому Y указывает направление наибольшей прочности материала, X - направление наименьшей прочности, a Z - направление, поперечное направлению X и Y. В случае деревянного конструктивного элемента направление наибольшей прочности материала часто идет параллельно продольному направлению конструктивного элемента. Углы вращения материала Ox, Oy, Oz и углы собственного вращения материала Oх, OY, Oz также могут быть определены для линейных направлений материала X, Y, Z.

Метка, содержащая направления X, Y, Z, x, y, z, , или , за которой следует идентификационный номер с индексом, указывает, что направление относится к объекту, обозначенному таким же идентификационным номером на рисунке. Такая метка часто сопровождается строкой или стрелкой для визуального обозначения направления. Например, стрелка, обозначенная Y104 на Рис. 3А, указывает выбранное направление наибольшей прочности материала для диагонального элемента решетки фермы 104. Если явные указания отсутствуют, то ограничений для проиллюстрированной или описываемой ориентации материалов нет. Стрелка, обозначенная Y105 на Рис. 3G, показывает, что предпочтительное направление наибольшей прочности материала для элемента решетки фермы 105 является таким же, что и продольное направление для элемента решетки фермы 105, обозначенное стрелкой 105. Если прямо не указано иное, любое указание на направление для материала на рисунке представляет собой предпочтительное решение, представляющее собой конструктивную реализацию, а не ограничение. В качестве гипотетического примера горизонтальная линия, обозначенная на Рис. 1А как 14, будет указывать на продольное направление каркаса 14. Если идентификационный номер соответствует группировке частей, то X, X, Z, х, у, z, , или , за которым следует идентификационный номер, указывает направление для всех частей в группировке частей. В качестве гипотетического примера стрелка, обозначенная Y412 на Рис. 10, будет указывать направление наибольшей прочности для материала, составляющего все элементы решетки фермы во внутрисетевом массиве решетки фермы 412. Любой набор линейных направлений может быть обобщен на любую криволинейную систему координат, такую как параболоидная система координат, эллипсоидальная система координат, сферическая система координат, цилиндрическая система координат.

Рис.1А иллюстрирует конструкцию 10 с четырьмя конструктивными элементами или каркасами 1D (одноосными), включая вертикальные конструктивные элементы или вертикальные каркасы 12, 14 и горизонтальные конструктивные элементы или горизонтальные каркасы 16, 18. В конструктивных решениях для конструкции 10 вертикальные каркасы 12, 14 функционируют как стойки, опорные стойки, деформируемые стойки, столбы или разделительные стойки, в то время как горизонтальные каркасы 16, 18 функционируют как верхние плиты, двойные верхние плиты, нижние плиты, ригели, подстропильные балки, подошвенные плиты или подоконные плиты. Вертикальные каркасы 12, 14 установлены на горизонтальных каркасах 16, 18. Горизонтальные каркасы 18 устанавливаются на верхних концах 20, 22 вертикальных каркасов 12, 14 соответственно. Горизонтальные каркасы 16 устанавливаются на нижние концы 24, 26 вертикальных каркасов 12, 14, соответственно. Каждый каркас состоит из первого элемента или первого пояса 31, второго элемента или второго пояса 33 и центрального элемента или третьего пояса (стойки) 35, которые в конструктивной реализации на Рис. 1А, как правило, параллельны друг другу. Для целей конструктивной изоляции первый, второй и третий пояса 31, 33, 35 каждого горизонтального каркаса 16 предпочтительно устанавливаются на первый, второй и третий пояс 31, 33, 35 вертикальных каркасов 12, 14, соответственно, как показано на Рис. 1А. Каждый средний пояс имеет соединительный элемент или элемент решетки фермы с каждой стороны. Каждый соединяющий элемент или элемент решетки фермы соединяет удлиненный каркас или пояс с соседним поясом. Например, каркас 18 имеет, по крайней мере, первый связующий элемент или элемент решетки фермы 32 между поясами 31, 33 в нормальном направлении z32, который в показанном варианте исполнения расположен на конце 37 горизонтального каркаса 18 в продольном направлении у32. Каркас 18 имеет, по крайней мере, второй элемент решетки фермы 34 между поясами 33, 35 в нормальном направлении, который в показанном варианте исполнения расположен на конце 39. На рисунке 1А показан также третий элемент решетки фермы 32b между поясами 31, 33 в боковом направлении, который расположен в продольном направлении от первого элемента решетки фермы 32, ближе к концу 39. Расстояние между элементами решетки фермы 32, 32b выбирается так, чтобы оно совпадало с расстоянием между вертикальными каркасами 12 и 14 в предпочтительном варианте или наоборот, как показано на рисунке. В варианте, показанном на Рис. 1А, также имеется четвертый элемент решетки фермы 34b, расположенный в продольном направлении от первого элемента решетки фермы 34, ближе к концу 37. В варианте, показанном на Рис. 1А, четвертый элемент решетки фермы 42b в продольном направлении расположен на полпути между элементами решетки фермы 32, 32b. Это предпочтительное позиционирование относительно элементов решетки фермы 32, 32b, 34 создает предпочтительный измеримый путь 42 через элемент решетки фермы 32b и 34b в каркасе 18. Внутри каркаса расстояние между элементами решетки фермы в вертикальных каркасах может совпадать (как показано) или не совпадать с горизонтальными каркасами. Другой вариант конструктивной реализации (не показан) с элементом решетки фермы 34b, расположенным в третьей части пути между элементами решетки фермы 32, 32b будет иметь большую длину пути и, следовательно, большее сопротивление для измеримого пути 42, но также будет иметь меньшую длину пути и, следовательно, меньшее сопротивление для самого прямого измеримого пути через элементы решетки фермы 32 и 34b. Предпочтительный вариант конструктивной реализации, показанный на Рис. 1А, имеет одинаковое относительное расстояние между любой парой элементов решетки фермы. Следовательно, самый прямой измеримый путь через любую данную пару элементов решетки фермы имеет ту же непрямолинейность по ширине, что и предпочтительный измеримый путь 42. В предпочтительном варианте реализации с деталями каркаса, имеющими большую глубину, чем показанные на рисунке, межкаркасные интервалы между элементами решетки фермы в продольном направлении расположения деталей каркаса были бы большими, чтобы сохранился уровень непрямолинейности по ширине. Элементы решетки фермы 32, 32b образуют первую решетку фермы. Элементы решетки 34, 34b образуют вторую решетку фермы. В предпочтительном варианте каркаса с тремя конструктивными элементами, двумя решетками фермы и последовательно разнесенными элементами решетки, как показано на Рис. 1А, элементы решетки фермы в соседних решетках продольно смещены на половину внутрирешеточного интервала между элементами решетки фермы, как показано на рисунке.

Вертикальные каркасы 12, 14 и горизонтальный каркас 16 имеют конфигурации, сходные с горизонтальным каркасом 18. Вертикальный каркас 14 крепится на концах горизонтальных каркасов 16, 18, в то время как вертикальный каркас 12 расположен ближе, но не крепится к концам горизонтальных каркасов 16, 18, чтобы обеспечить возможность крепления к другим каркасам и беспрепятственный обзор концов горизонтального каркаса 16, как показано на рисунке. В других конструктивных решениях вертикальный каркас 12 будет прикреплен к концам горизонтальных каркасов 16, 18 с целью формирования прямоугольной конструкции. В таких конструктивных решениях вертикальный каркас 12 будет предпочтительно повернут на 180° вокруг своей продольной оси у таким образом, чтобы элемент решетки фермы 34b лежал ближе всех остальных к другому элементу решетки фермы на левом конце горизонтального каркаса 16.

Другое решение (не показанное), представляющее собой реализацию конструкции, изображенной на Рис. 1А, включает в себя вариант реализации вертикальной конструкции 12, имеющей продольный интервал между элементами решетки фермы 34, 34b, который отличается от центрального интервала между элементами решетки фермы 34, 34b в горизонтальном каркасе 18. Еще одно (не показанное) решение, представляющее собой реализацию конструкции на Рис. 1А, включает в себя другой вариант горизонтального каркаса 18, в котором продольные интервалы между элементами решетки фермы 34, 34b отличаются от горизонтальных интервалов вертикальных каркасов 12, 14. Решение, для которого продольные интервалы между элементами решетки фермы 34, 34b равны горизонтальным интервалам между вертикальными каркасами 12, 14, дает большие значения непрямолинейности по ширине для измеримых путей в поперечном направлении z. Еще одно (не показанное) решение, представляющее собой реализацию конструкции на Рис. 1А, включает в себя еще один вариант горизонтального каркаса 18, в котором элементы решетки фермы 32, 32b имеют большую длину и растягиваются вниз между конструктивными элементами 31, 33 других вариантов реализации вертикальных каркасов 12, 14, для которых ближайшие концы элементов решетки фермы 20, 22 расположены еще дальше вниз для обеспечения возможности их размещения. Еще одно (не показанное) решение, представляющее собой конструктивную реализацию конструкции на Рис. 1А, включает в себя вариант вертикального каркаса 12, в котором ближайший конец элемента решетки фермы 20 имеет большую длину и выступает вверх между поясами 31, 33 горизонтального каркаса 18. В этом варианте конструктивной реализации каркас 18 в достаточной степени смещен по горизонтали, чтобы в него можно было вписаться. Можно также определить нормальное направление для энергетического барьера с внутренней и внешней поверхностями, состоящими из любого количества каркасов. Нормальное направление проходит по линии наиболее близкого подхода между внутренней и внешней поверхностью барьера в любой заданной точке на любой поверхности. Желательно, чтобы каркасы были ориентированы таким образом, чтобы нормальное направление каркаса практически совпадало с нормальным направлением барьера.

На Рис. 1В показан каркас 10', содержащий отверждающийся изоляционный материал или твердую изоляцию. Каркас 10' включает в себя центральную (щелевую) полость 44', содержащую изоляционный сегмент 46', образованный из изоляционного материала. Кроме того, на Рис. 1В показана первая прямоугольная полость 49', определяемая противоположными и обращенными друг к другу лицевой стороной поверхностями, т.е. внутренней лицевой поверхностью 50' пояса 31' и противоположной поверхностью 52' пояса 33', а также противоположными поверхностями 54', 56' элементов решетки фермы 32' и 32b', соответственно. Прямоугольная полость 49' содержит изоляционный сегмент 58', образованный из изоляционного материала. Изоляционное вещество, используемое для изоляции сегмента 58', может быть тем же изоляционным веществом, что и для изоляции сегмента 46', или отличным от него. Другой тип прямоугольной полости, т.е. прямоугольная полость 62', определяется тремя поверхностями, т.е. внутренней лицевой поверхностью 51' пояса 31', противоположной поверхностью 53' пояса 33' и внешней боковой поверхностью 64' элемента решетки фермы 32'. Длина полости 62' простирается до края 66' каркаса 10'. Прямоугольная полость 62' содержит изоляционный сегмент 63'. Изоляционное вещество, используемое для изоляции сегмента 63', может быть тем же или другим изоляционным веществом, что и для изоляции сегмента 46' или изоляционного сегмента 58'. Все другие полости между параллельными поясами создаются аналогично 49' и 62' и могут в качестве опции содержать аналогичные изоляционные сегменты, образованные из одного типа или разных типов изоляционных материалов. Каждое решение, представляющее собой реализацию изолирующего каркасного устройства с конструктивной изоляцией, имеет первый связанный вариант решения, которое включает установленную на заводе-изготовителе изоляцию в полостях и второе связанное решение, которое включает установку в полостях изоляции силами строительно-монтажной организации. Например, один из таких вариантов реализации состоит из вертикальных элементов 12 и 14, показанных на Рис. 1В, и жесткой пенопластовой или другой жесткой изоляции, которая удерживает вертикальные каркасы 12 и 14 в конфигурации, показанной на Рис. 1В как сборная панель 10', так что монтажник может эффективно выполнить конструкционные соединения, которые более прочно удерживают конфигурацию, показанную на Рис. 1В, путем крепления горизонтальных каркасов 16 и 18 к вертикальным каркасам 12 и 14 и другим вертикальным каркасам, возможно, в панелях аналогичного типа. В более специализированном варианте этого конструктивного решения вертикальные каркасы 12 и 14 изготавливаются из древесины и функционируют как стойки. Горизонтальные каркасы 16 и 18, прикрепленные к сборной панели, функционируют как нижняя и верхняя плита теплоизолированной стены. В другой подобной конструктивной реализации продольная ось у14 сборной панели ориентирована в горизонтальном направлении х и поэтому функционирует в качестве напольной панели. В другом подобном варианте продольная ось у14 сборной панели ориентирована горизонтально или наклонена по диагонали для функционирования в качестве кровельной панели. В конструктивной реализации горизонтального каркаса 16 имеется смонтированная на заводе сплошная изоляция, зафиксированная между любым количеством полостей таким образом, чтобы исключить трудозатраты, необходимые для установки изоляции на строительной площадке. Реализация вертикального каркаса 12 имеет установленную на заводе твердую изоляцию, зафиксированную между любым количеством полостей с целью устранения трудозатрат, необходимых для установки изоляции на месте эксплуатации.

В других конструктивных решениях каркас 10 может быть позиционирован в любом характерном направлении в любом подходящем положении и повернут вокруг любого внутреннего угла с любой подходящей ориентацией. Каркасы могут двигаться по диагонали относительно горизонтального, вертикального или поперечного направления. В конструктивных решениях, показанных на Рис. 1А и 1В, элементы решетки фермы показаны как расширяющиеся в направлении, обычно перпендикулярно поясам, однако в различных конструктивных решениях, например, показанных на Рис. 2АА, по крайней мере, один элемент решетки фермы наклонен по диагонали относительно поясов. В других конструктивных решениях, не показанных на рисунке, по крайней мере, один элемент решетки фермы вытягивается (b) по диагонали под углом поворота относительно поясов.

На Рис. 1С показан репрезентативный набор измеримых путей 1СХ для каркаса 1С. Каждая черная точка представляет собой начальную точку для другого измеримого пути, типизированного начальными точками 1СА3А, 1СВ2А, 1СС1А, 1CD4A, 1CD3A. Каждая окружность с точкой внутри (фокальная точка) представляет собой конечную точку измеримого пути, типизированного конечными точками 1CA3F, 1CB2F и 1CC1F. Репрезентативные измеримые пути сходятся в фокальную точку, типизированную фокальной точкой 1CDXF, которая накладывается на конечные точки измеримых путей с начальными точками 1CD4A и 1CD3A, а также всех других измеримых путей, сходящихся в фокальную точку 1CDXF. Любая конечная точка, которая накладывается на фокальную точку, может служить в качестве представителя фокальной точки. Таким образом, конечные точки 1CA3F, 1CD2F, 1CC1F и 1CDXF представляют собой фокальные точки под номерами один, два, три и четыре, соответственно. Каждая фокальная точка определяет набор измеримых путей, которые все сходятся в одной фокальной точке или проходят через одну и ту же фокальную точку. Таким образом, фокальные точки один, два, три и четыре определяют наборы А, В, С и D, соответственно. Например, все измеримые пути, которые проходят или сходятся в фокальной точке 1CDXF, образуют набор D. Каждый набор измеримых путей включает в себя набор специальных путей, т.е. самый прямой измеримый сквозной путь, который проходит через определяющую фокальную точку в дополнение к самому короткому измеримому пути, самый прямой измеримый путь, самый длинный измеримый путь из меньших путей и самый длинный измеримый путь, который сходится в определяющей фокальной точке.

На Рис. 1D показаны примеры специальных измеримых путей в различных наборах. Например, самый длинный измеримый путь в наборе D - это путь, который начинается в начальной точке 1CD4A и заканчивается в фокальной точке 1CDXF, как показано на Рис. 1D. Самый длинный из меньших измеримых путей в наборе С - это путь, который берет начало в начальной точке 1СС3А и заканчивается в фокальной точке 1CC3F, как показано на Рис. 1D. Самым прямым измеримым путем в наборе В является путь, который начинается в начальной точке 1СВ2А и заканчивается в фокальной точке 1CB2F, как показано на Рис. 1D. Самым коротким измеримым путем в наборе А является путь, который берет начало в начальной точке 1СА1А и заканчивается в фокальной точке 1CA1F, как показано на Рис. 1D. Самым прямым измеримым сквозным путем в наборе В, показанным на Рис. 1Е, является путь, который берет начало в точке 1СВ5А, проходит через точку 1CB2F (показанную на Рис. 1С) и заканчивается в точке 1CB5G. Наиболее прямой измеримый сквозной путь и наиболее прямой измеримый путь требуют дальнейшего объяснения. Если каркас 1С имеет четко определенные внешние нормальные лицевые поверхности, то самый прямой измеримый путь в наборе В может быть определен как самый короткий измеримый путь в наборе В, который берет начало на внешней нормальной лицевой поверхности. Если каркас 1С не имеет четко определенных внешних нормальных лицевых поверхностей, то необходимо более общее определение. В более общем плане самый прямой измеримый путь в наборе В определяется как измеримый путь в наборе В с длиной L, шириной S и параметром прямолинейности L/S большим, чем любой другой измеримый путь в наборе В. Чтобы показать, что путь, начинающийся в начальной точке 1СВ2А в наборе В и заканчивающийся в точке 1CB2F, является самым прямым измеримым путем в наборе В, необходимо доказать, что ни один другой измеримый путь в наборе В не имеет большего значения прямолинейности. Для этого начнем с доказательства того, что самый прямой измеримый путь в наборе В имеет большее значение прямолинейности, чем самый короткий измеримый путь в наборе В (см. Рис. 1F). Отрезок самого прямого измеримого сквозного пути после точки 1СВ1А идентичен самому короткому измеримому пути, имеющему ту же длину L, ту же ширину S и ту же прямолинейность D, равную L/S. До точки 1СВ1А любой измеримый путь, отклоняющийся от кратчайшего измеримого пути в направлении, параллельном линии, идущей в направлении, ориентированном по ширине, на положительную величину ΔS, будет иметь параметр ширины, равный S+ΔS, и параметр длины, равный L+ΔS, так что прямолинейность D будет равна (S+ΔS)/(L+ΔS). Прямолинейность D (S+ΔS)/(L+ΔS) больше, чем S/L в пропорции к величине ΔS. Наиболее прямой измеримый путь в наборе В, показанном на Рис. 1D, имеет наибольшее возможное отклонение ΔS в направлении по ширине и, таким образом, имеет наибольшее значение прямолинейности. До точки 1СВ1А любой измеримый путь в направлении, параллельном линии, ориентированной по ширине, и отклоняющийся от кратчайшего измеримого пути на положительную величину ΔS, а также отклоняющийся в направлении перпендикулярном линии, ориентированной по ширине, на положительную величину будет иметь ширину, равную S+ΔS, и длину, равную причем таким образом, что прямолинейность D будет равна Прямолинейность D, равная всегда меньше (S+ΔS)/(L+ΔS) для всех положительных значений ΔS и положительных значений Этот же аргумент применим и к любой другой возможной комбинации множественных отклонений от самого прямого измеримого пути. Любое количество отклонений всегда приводит к измеримому пути с меньшим значением прямолинейности, чем самой прямой измеримый путь.

Аналогичным образом, самый прямой измеримый сквозной путь также требует дополнительного объяснения. Если каркас 1С имеет четко определенные внешние нормальные лицевые поверхности, то самый прямой сквозной измеримый путь в наборе В можно определить как самый короткий путь в наборе В, который проходит между внешними нормальными лицевыми поверхностями. Если каркас 1С не имеет четко определенных внешних нормальных лицевых поверхностей, то необходимо более общее определение. В более общем плане, самый прямой измеримый сквозной путь в наборе В определяется как самый прямой связанный путь в наборе В, т.е. связанный путь в наборе В длиной L, шириной S и прямолинейностью L/S, который является большим, чем любой другой связанный путь в наборе В. Чтобы показать, что путь, начинающийся в начальной точке 1СВ5А в наборе В и заканчивающийся в точке 1CB5G, является самым прямым связанным путем в наборе В, необходимо доказать, что ни один другой связанный путь в наборе В не имеет большего значения прямолинейности. Для этого следует начать с доказательства того, что самый прямой измеримый сквозной путь в наборе В имеет большее значение прямолинейности, чем самый прямой измеримый путь в наборе В (см. Рис. 1F). Самый прямой измеримый путь и самый прямой сквозной измеримый путь идентичны до точки 1CB1F, имеют одинаковую длину L, одинаковую ширину S и одинаковую прямолинейность D, равную L/S. После точки 1CB1F любой прямой измеримый путь, отклоняющийся от самого прямого измеримого пути в направлении, параллельном линии, ориентированной в ширину, на положительную величину ΔS, имеет ширину, равную S+ΔS, и длину, равную L+ΔS, так что прямолинейность D равна (S+ΔS)/(L+ΔS). Прямолинейность D (S+ΔS)/(L+ΔS) больше, чем S/L, пропорционально величине ΔS. Самый прямой измеримый сквозной путь, показанный на Рис. 1D, имеет наибольшее возможное отклонение ΔS в продольном направлении и, таким образом, имеет наибольшее значение прямолинейности. После точки 1СВ1А любой прямой измеримый путь, отклоняющийся от самого прямого измеримого пути в направлении, параллельном линии, ориентированной по ширине, на положительную величину ΔS и отклоняющийся в направлении, перпендикулярном линии, ориентированной по ширине, на положительную величину будет иметь ширину, равную S+ΔS, и длину, равную таким образом, что прямолинейность D будет равна Прямолинейность D, равная всегда меньше (S+ΔS)/(L+ΔS) для всех положительных значений ΔS и положительных значений Этот же аргумент применим и к любой другой возможной комбинации множественных отклонений от самого прямого измеримого пути. Любое количество отклонений всегда приводит к измеримому пути с меньшим значением прямолинейности, чем самый прямой измеримый путь. Чтобы быть полностью точным, необходимо описать путь на Рис. 1D как самый прямой измеримый сквозной путь в нормальном направлении из набора В. Самый прямой измеримый сквозной путь имеет чрезвычайно мощную геометрическую особенность - прохождение между крайними поверхностями каркаса в направлении ширины самого прямого измеримого сквозного пути независимо от того, какую форму имеют крайние поверхности.

Самый длинный измеримый путь в любом данном наборе - это измеримый путь такой длины, что она больше, чем длина любого другого измеримого пути в наборе. Самый короткий измеримый путь в наборе - это измеримый путь, длина которого меньше длины любого другого измеримого пути в этом наборе. Самый длинный измеримый путь из любого из данных меньших путей в наборе - это измеримый путь такой длины, что его длина больше длины любого другого измеримого пути в наборе, начинающегося в любой точке на противоположной стороне самого прямого измеримого пути относительно начальной точки самого длинного измеримого пути. Набор локальных наиболее прямых измеримых путей в любом указанном направлении - это набор, включающий каждый наиболее прямой измеримый путь в указанном направлении из каждого набора. Множество локально кратчайших измеримых путей в указанном направлении - это множество, включающее каждый самый короткий измеримый путь в указанном направлении из каждого набора. Множество самых прямых локальных измеримых сквозных путей в указанном направлении - это множество, включающее каждый самый прямой измеримый сквозной путь в указанном направлении из каждого набора. Множество локально самых длинных измеримых сквозных путей в указанном направлении - это множество, включающее каждый самый длинный измеримый сквозной путь в указанном направлении из каждого набора. Множество локально самых длинных из меньших измеримых путей в указанном направлении - это множество, включающее каждый самый длинный из меньших измеримых путей в указанном направлении из каждого набора. Каждое из этих множеств определяет множество значений для каждого интересующего физического свойства, например, длину пути. Каждое множество значений для каждого физического свойства, представляющего интерес, затем определяет множество статистических значений для каждой статистической функции, представляющей интерес, например, среднее статистическое значение. Таким образом, средняя статистическая длина пути для множества локально наиболее прямых измеримых сквозных путей доступна для характеристики изолирующего каркасного устройства с конструктивной изоляцией. Список физических свойств, представляющих интерес, является буквально неограниченным и включает длину пути, ширину, не прямолинейность по ширине вдоль длины, непрямолинейность вдоль длины, конструктивное изоляционное сопротивление, удельное конструктивное изоляционное сопротивление, коэффициент конструктивной изоляции и другие физические свойства. Неограниченный список статистических функций, представляющих интерес, включает максимальное, минимальное, стандартное отклонение, среднее значение, равномерность величины, встречаемость и другие статистические функции. Например, средняя непрямолинейность по ширине для локальных наиболее прямых измеримых путей в нормальном направлении одноосного каркаса 1С означает статистическое среднее значение для каждого множества значений непрямолинейности по ширине для каждого наиболее прямого измеримого пути в каждом наборе для данного каркаса. Если для статистической функции не указан тип измеримого пути, то статистическая функция применяется ко всем измеримым путям, исключая сквозные. Например, средняя непрямолинейность по ширине означает среднее значение для множества значений непрямолинейности по ширине для репрезентативного множества измеримых путей.

Если набор не указан, то (1) термин «самый короткий измеримый путь» означает измеримый путь такой длины, что его длина меньше длины любого измеримого пути в любом наборе, (2) самый длинный измеримый путь означает измеримый путь такой длины, что его длина больше длины любого измеримого пути в любом наборе, (3) термин «самый длинный из меньших измеримых путей» означает измеримый путь такой длины, что его длина меньше длины любого меньшего измеримого пути в любом наборе, (4) термин «самый прямой измеримый путь» означает измеримый путь с такой прямолинейностью, что его прямолинейность больше прямолинейности любого измеримого пути в любом наборе, (5) термин «самый прямой измеримый сквозной путь» означает связанный путь с такой прямолинейностью, что его прямолинейность меньше прямолинейности любого связанного пути в любом наборе. Например, на Рис. 1G показан самый короткий измеримый путь в нормальном направлении для каркаса 1С. В качестве другого примера на Рис. 1Н показан самый прямой измеримый сквозной путь для каркаса 1С. На Рис. 2АА показан каркас, состоящий из трех конструктивных элементов и элементов решетки фермы с наклоном по диагонали. Указанные углы наклона значительно меньше ±45° относительно поясов, т.е. 15°. Диагональные элементы решетки фермы на Рис. 2АА могут иметь переменный угол наклона ±45° относительно поясов. Диагональные элементы решетки фермы в различных слоях образуют шевронный рисунок. Другой вариант конструктивной реализации (не показан) имеет элементы решетки фермы с диагональным наклоном и диагональным поворотом относительно конструктивных элементов.

На Рис. 2АВ показаны три параллельных пояса с одним рядом диагональных раскосов, расположенных между каждым множеством соседних поясов. Этот каркас имеет диагональные раскосы/элементы решетки фермы с постоянным расстоянием между раскосами/стержнями решетки фермы внутри слоя и максимальным характерным смещением между раскосами/стержнями решетки фермы, с одним и тем же угловым знаком шага, в разных слоях.

На Рис. 2АС показан каркас 1900 с одной открытой решеткой фермы из прямых диагональных элементов решетки фермы, соединяющих два параллельных пояса. Элементы решетки фермы для данного типа конструктивного решения имеют характерный угол продольного наклона ∅y₁₉₀₀ относительно нижнего пояса менее 40°. Характерный угол продольного наклона ∅y₁₉₀₀ для конструктивного решения, показанного на Рис. 2АС, составляет 15° с чередующимися положительными и отрицательными знаками. Патент США 3452502, содержание которого настоящим включено путем отсылки в полном объеме, раскрывает способ соединения двух диагональных элементов решетки фермы друг с другом и пояса фермы с помощью пальцевых соединений. Описанные в данном документе варианты реализации диагональных решеток ферм включают в себя этот тип пальцевого соединения, а также любой другой тип соединения, применяемого в деревообработке.

На Рис. 2AD показана ферма 1900', подобная ферме 1900, за исключением одной решетки фермы с прямыми диагональными элементами 1902, соединяющей два пояса 1901 и 1903 с пространственным разносом Δz₁₉₀₁₃. Прямой диагональный элемент решетки фермы 1902 имеет угол продольного наклона ∅y₁₉₀₁₂ относительно пояса 1901 величиной 15°. Прямой диагональный элемент решетки фермы 1902 имеет толщину равную половине пространственного разноса ΔZ₁₉₀₁₃. Угол продольного наклона ∅y₁₉₀₁₂, толщина и пространственный разнос ΔZ₁₉₀₁₃ определяют кратчайший путь через конструкцию от пояса 1901 до пояса 1903, который является кратчайшим измеримым путем 1904. Кратчайший измеримый путь 1904 имеет угол наклона 29° ∅y₁₉₀₁₄ относительно пояса 1901; ширина S₁₉₀₄ равна пространственному разносу ΔZ₁₉₀₁₃, а длина L₁₉₀₄ равна 2-кратному пространственному разносу ΔZ₁₉₀₁₃. Коэффициент конструктивной изоляции F₁₉₀₄ для кратчайшего измеримого пути 1904 равен L₁₉₀₄, деленному на S₁₉₀₄, т.е. 2. Если прямой диагональный элемент решетки фермы 1902 изготовлен из материала с удельным изотропным сопротивлением r₁₉₀₂, то удельное сопротивление конструктивной изоляции r_s1902 равно удельному сопротивлению r₁₉₀₂, умноженному на коэффициент конструктивной изоляции, который в данном случае равен 2⋅r₁₉₀₂. Физическая величина непрямолинейности по ширине I указывает на повышение удельного сопротивления, обеспечиваемое коэффициентом конструктивной изоляции, т.е. {2⋅r₁₉₀₂ - r₁₉₀₂}/r₁₉₀₂, что также приводит к определению {r-(L/S) - r}/r, которое упрощается до 1={L/S - 1}. В данном случае непрямолинейность по ширине выражается условно в процентах. Для конструктивного решения, показанного на Рис. 2AD, непрямолинейность по ширине равна {2⋅r₁₉₀₂-r₁₉₀₂}/r₁₉₀₂. Таким образом, ферма 1900' имеет непрямолинейность по ширине 100%, что соответствует 100% улучшению сопротивления конструктивной изоляции для изотропно резистивного материала. Для любой по непрямолинейности ширине I и при удельном изотропном сопротивлении г сопротивление конструктивной изоляции составляет {1+1}⋅r. В существующих вариантах осуществления, предпочтительных с точки зрения прочности, ось максимальных моментов инерции поперечного сечения материала («сильная» ось), составляющего элемент решетки фермы Y₁₉₀₂, ориентирована параллельно продольному направлению элемента решетки фермы 1902. В другом варианте конструктивной реализации, предпочтительном с точки зрения прочности, ось максимальных моментов инерции поперечного сечения материала, из которого изготовлен элемент решетки фермы Y1902, ориентирована перпендикулярно или практически не параллельно продольному направлению yi902 элемента решетки фермы 1902. Эти вариации ориентации сильной оси материала относительно оси части конструкции, где он применяется, применимы ко всем конструктивным решениям.

Для сравнения с каркасом 1900, на Рис. 2АЕ показан контрольный образец в виде фермы 2000 с двумя поясами 2001, 2003 с пространственным разносом Δz₂₀₀₁₃, соединенными между собой прямым диагональным элементом решетки фермы. Прямой диагональный элемент решетки фермы 2002 имеет угол продольного наклона ∅у₂₀₀₁₂ относительно пояса 2001 величиной 45°. Прямой диагональный элемент решетки фермы 2002 имеет толщину равную половине расстояния Δz₂₀₀₁₃. Угол продольного наклона ∅у₂₀₀₁₂, толщина и пространственный разнос Δz₂₀₀₁₃ определяют кратчайший путь через конструкцию от пояса 2001 до пояса 2003, который является кратчайшим измеримым путем 2004. Кратчайший измеримый путь 2004 имеет угол продольного наклона 0угоо14 относительно пояса 2001 величиной 75°, ширину S₂₀₀₄, равную пространственному разносу Δz₂₀₀₁₃, и длину L₂₀₀₄, равную 1,04 от пространственного разноса Δz₂₀₀₁₃. Коэффициент конструктивной изоляции F₂₀₀₄ для кратчайшего измеримого пути 2004 равен L₂₀₀₄, деленному на S₂₀₀₄, т.е. 1,04. Если ферма 2000 изготовлена из материала с удельным изотропным сопротивлением r, то удельное сопротивление конструктивной изоляции равно сопротивлению r, умноженному на коэффициент конструктивной изоляции, который в данном случае равен 1,04 R.

Для сравнения, ферма 2005, показанная на Рис. 2AF, включает в себя пояса 2006 и 2008 с пространственным разносом Δz₂₀₀₆₈, соединенные прямым элементом решетки фермы 2007 с углом наклона ∅у₂₀₀₆₇ относительно пояса 2006 величиной 90°. Эти величины определяют, что кратчайший измеримый путь 2009 между поясами 2006 и 2008 имеет длину L₂₀₀₉ и ширину S₂₀₀₉, равную пространственному разносу Δz₂₀₀₆₈, и коэффициент конструктивной изоляции L/S, равный 1. Если ферма 2005 изготовлена из того же материала, что и ферма 2000 с удельным изотропным сопротивлением r, то удельное сопротивление конструкционной изоляции равно удельному сопротивлению r, умноженному на коэффициент конструктивной изоляции, равный r. Таким образом, ферма 2000 имеет улучшенный показатель {1,04-r - r}/r, т.е. на 4%, по сравнению с фермой 2005. Непрямолинейность по ширине определяет это улучшение как {длина/ширина}-1. Например, кратчайший измеримый путь 2004 имеет непрямолинейность по ширине I₂₀₀₄, равную {L₂₀₀₄/S₂₀₀₄} - 1, то есть 4%, поэтому геометрия фермы 2004 обеспечивает улучшение на 4% за счет удельного сопротивления конструкционной изоляции.

Рисунок 2AG иллюстрирует ферму 2000' с поясами 2001' и 2003' и с элементом 2004' фермы.

Двухпоясные фермы с прямыми диагональными элементами решетки фермы, показанные на Рис. 2АС и Рис. 2AD компенсируют эффекты, описанные для фермы 2005 за счет (1) большего процента длины наиболее прямого измеримого межпоясного пути относительно размера диагонального элемента решетки фермы, (2) уменьшения линейной плотности материала вдоль продольного направления поясов, (3) сохранения возможности увеличения поперечной протяженности материала в составе фермы, (4) увеличения наименьшего угла между наименьшим измеримым путем и локальным направлением вдоль ширины, (5) обеспечение большей площади для соединения элемента решетки фермы с поясами, что усиливает соединение, и (6) увеличение длины L наиболее прямого измеримого пути относительно его ширины S, тем самым увеличивая коэффициент конструктивной изоляции L/S и (а) увеличение сопротивления R=r⋅L вдоль наиболее прямого измеримого пути, где r - это удельное сопротивление в направлении, приблизительно параллельном или эквивалентно (b) увеличение удельного сопротивления конструктивной изоляции элемента решетки фермы, r_s=r_val⋅L/S. В таблицу 1А сведены полезные формулы, а в таблицу 1 В - символы и терминология. связанный с углом относительно ширины измеримого пути, в таблице соответствует наклону вдоль ширины касательной линии (изменение в нормальном направлении, разделенное на изменение в продольном направлении, или изменение в поперечном направлении, разделенное на изменение в продольном направлении) относительно любой прямой части пути самого прямого измеримого пути или самого короткого измеримого пути. связанное с углом относительно поясов, в таблице соответствует наклону касательной линии (изменение в продольном направлении, разделенное на изменение в нормальном направлении, или изменение в поперечном направлении, разделенное на изменение в поперечном направлении) относительно любой прямой части пути самого прямого измеримого пути или самого короткого измеримого пути.

На Рис. 2АН показан одноосный каркас 1000, который имеет три пояса 1001, 1003, 1005 и две решетки фермы 1002, 1004, подобный одноосному каркасу 12 на Рис. 1А. Каждая из решеток ферм 1002, 1004 состоит, по крайней мере, из одного элемента решетки фермы 1002а, 1004а, соответственно. Решетки фермы 1002, 1004 включают в себя оконечные элементы решетки фермы 1002N и 1004N, которые могут быть такими же, как и элементы решетки фермы 1002а, 1004а в каркасе, при этом в каждой из решеток ферм 1002а, 1004а имеется только один элемент решетки фермы.

Для конструктивного решения, показанного на Рис. 1А, решетка фермы 1002 включает в себя элементы решетки фермы 1002а, 1002b, 1002N, а решетка фермы 1004 включает в себя элементы решетки фермы 1004а, 1004N. Для конструктивного решения, показанного на Рис. 1А, решетка фермы 1002 включает в себя плавающие соединительные зубцы 1002а', 1002b', 1002N', а решетка фермы 1004 включает в себя плавающие соединительные зубцы 1004а', 1004N'. Две волнистые линии 1009 указывают на возможность применения поясов дополнительной длины 1001, 1003, 1005, дополнительных элементов решетки фермы и дополнительных плавающих зубцов. В таблице 2 приведены предпочтительные значения основных размерных параметров. Предпочтительные размерные параметры для любого другого конструктивного решения можно получить, умножив эти параметры на масштабный коэффициент. Например, умножение на масштабный коэффициент 2 приводит к получению предпочтительных размерных параметров для каркаса 11-дюймовой (~280 мм) глубины.

На Рис. 2В схематически показан пояс 230 без элементов решетки фермы, который может быть описан кодом 1. На Рис. 2C-2I схематически показаны различные конструктивные решения 1D (одноосных) каркасов с каждой парой поясов, соединенных решеткой диагонально расположенных элементов решетки фермы.

На Рис. 2С показан пояс, имеющий вертикальный ряд наклонных диагонально расширяющихся элементов решетки фермы 236, соединенных между собой, и который может быть описан кодом 1а.

На Рис. 2D изображено решение, представляющее собой конструктивную реализацию, аналогичную изображению на Рис. 2С, за исключением того, что направление диагональных скоб перевернуто. Это решение описывается кодом 1b.

На Рис. 2Е показаны три параллельных пояса с одним рядом диагональных скоб, расположенных между каждым набором соседних поясов. На Рис. 2Е горизонтально расположенные диагональные скобы растягиваются в разных направлениях друг от друга. Это конструктивное решение показывает постоянное расстояние внутри слоя между элементами решетки фермы и характерное смещение нулевой отметки между скобами/решеткой, с одним и тем же угловым знаком наклона, в разных решетках и может быть описано кодом 1a1a1. Горизонтально расположенные диагональные скобы практически параллельны друг другу.

На Рис. 2F показаны 2 пояса и два набора диагональных скоб, по одному набору справа от каждого пояса. Данный каркас имеет код 1a1a, аналогичный изображенному на Рис.2Е, за исключением одного периферийного пояса, опущенного при показе.

Рис. 2G похож на Рис. 2Е за исключением того, что скобы, расположенные в вертикальном направлении друг от друга, имеют иную картину чередования. Этот каркас имеет код 1a1a1 с диагональными элементами решетки фермы, наклоненными относительно продольной оси в одну сторону в первой половине каркаса, а затем в противоположную сторону вдоль второй половины каркаса.

Рис. 2Н похож на Рис. 2Е за исключением того, что все диагональные скобы параллельны друг другу. Данный каркас с кодом 1a1a1 имеет диагональные элементы решетки фермы, наклоненные в одну и только в одну сторону. Для любого каркаса такого типа можно опустить одну или обе периферийные стойки/пояса. Для некоторых конструктивных решений каркаса, показанного на Рис. 2C-2I, некоторые или все соседние элементы решетки фермы в одном и том же горизонтальном слое касаются друг друга, как и в конструктивных вариантах решения, показанных на Рис. 2А и 2 В. Для других вариантов исполнения каркаса на Рис. 2C-2I (не показано) некоторые или все смежные элементы решетки фермы в одном горизонтальном слое не соприкасаются друг с другом, как в вариантах, показанных на Рис. 3С, 3F. Некоторые конструктивные решения включают ячейки с половинными элементами и нечетное количество элементов решетки фермы на каждый горизонтальный слой этих элементов решетки фермы. Количество элементов решетки фермы на каждый горизонтальный слой элементов решетки фермы колеблется между единицей и любым положительным целым числом.

На Рис. 21 показаны четыре пояса с диагональными скобами между ними. Горизонтально расположенные фигурные скобы параллельны друг другу. Вертикально расположенные фигурные скобы чередуются в диагональном направлении. Это можно описать как каркас 1a1a1a1 с двумя единичными ячейками, 4 стойками/поясами, и 3 слоями диагональных скоб/элементов решетки фермы с постоянным внутрислойным расстоянием скоб / элементов решетки фермы и межслойным характерным смещением нулевой отметки между элементами решетки фермы с одинаковой полярностью расположения.

На Рис. 2J показаны четыре пояса с диагональными скобами между ними. Горизонтально расположенные фигурные скобы чередуются в диагональном направлении. Вертикально расположенные фигурные скобы также чередуются в диагональном направлении. Это можно описать как каркас 1a1b1a1 с двумя единичными ячейками, 4 стойками/поясами, и 3 слоями диагональных скоб/элементов решетки фермы с постоянным расстоянием внутри слоя между скобами/элементами решетки фермы и максимальным характерным межслоевым смещением между скобами/элементами решетки фермы одной полярности. На Рис. 2К показаны пять поясов с диагональными скобами между ними. Это каркас 1a1b1a1b1 с двумя ячейками, 5 стойками/поясами и 4 слоями диагональных скоб/элементов решетки фермы с постоянным интервалом внутри слоя между скобами/элементами решетки фермы и максимальным характерным межслоевым смещением между скобами/элементами решетки фермы одинаковой полярности.

На Рис. 2М-2Т схематично показаны различные конструктивные решения одноосных/1D каркасов с прямыми скобами. Каркас на каждом рисунке имеет 1,5 единичные ячейки с парой поясов каждые, соединенные решеткой, имеющей два элемента решетки фермы.

На рисунке 2М показан 1 пояс 330 с двумя прямыми элементами решетки фермы 336. Этот каркас представляет собой контрольный элемент, описанный кодом 1а.

На Рис. 2N показан 1 пояс с двумя прямыми элементами решетки фермы, прикрепленными в более низких местах по вертикали, чем в варианте конструктивной реализации, показанном на Рис. 2В, но по сути одинаковым расстоянием друг от друга, как в конструктивной реализации Рис. 2В. Этот каркас представляет собой контрольный элемент, описываемый кодом 1а.

На Рис. 20 показаны три пояса с двумя прямыми элементами решетки фермы, расположенными между каждым таким комплектом соседних поясов. Пара элементов решетки фермы между первым и вторым поясами по вертикали находится выше, чем пара элементов решетки фермы между вторым и третьим поясами. Данный каркас имеет код 1a1b1.

На Рис. 2Р изображены четыре пояса с двумя прямыми элементами решетки фермы между каждым комплектом соседних поясов. Пара элементов решетки фермы между первым и вторым поясами находится на той же высоте по вертикали, что и пара элементов решетки фермы между третьим и четвертым поясами, по образцу конструкции с кодом 1a1b1a1.

На Рис. 2Q показаны четыре пояса с двумя прямыми элементами решетки фермы между каждым комплектом соседних поясов. Каждая пара элементов решетки фермы находится на отличной высоте по вертикали по сравнению с другими парами элементов решетки фермы, по образцу конструкции с кодом 1a1b1c1.

На Рис. 2R изображены пять поясов и четыре пары прямых элементов решетки фермы. Высота по вертикали первой и третьей пар элементов решетки фермы попарно одинакова. Высота по вертикали второй и четвертой пар элементов решетки фермы тоже попарно одинакова. Это расположение соответствует образцу конструкции с кодом 1a1b1a1b1.

На Рис. 2S показаны три пояса в образце конструкции с кодом a1b1a1b, при этом не показан пояс слева, чтобы показать, что решетку можно оставить неприсоединенной с одной стороны, чтобы создать дополнительный слой изоляционных пустот при соединении с другим объектом.

На Рис. 2Т показаны четыре пояса в образце конструкции с кодом 1a1b1o, где с помощью «о» обозначена решетка расширяющихся в направлении по горизонтали элементов решетки фермы, «входящих» и/или «выходящих» из страницы. В этом случае элементы решетки фермы не соединяют два пояса в нормальном направлении, а выполняют функцию соединения пояса в одном каркасе (показано) с поперечно расположенным поясом в одном или нескольких других каркасах (не показано).

Для наиболее прямого измеримого пути в нормальном и/или поперечном направлении каркаса, определяющего ширину, длину пути, диапазон, непрямолинейность в направлении диапазона, непрямолинейность в направлении ширины и наибольшую толщину элемента решетки фермы, параллельную ширине, (1) отношение длины пути к максимальной толщине элемента решетки фермы меньше определенной величины, (2) максимальная толщина решетки фермы превышает определенный процент от ширины, и (3) у каркаса, по крайней мере, одна из (А) величин непрямолинейности в направлении диапазона превышает 0%, а величина непрямолинейности в направлении ширины превышает х, или величина непрямолинейности в направлении диапазона равна нулю, а величина непрямолинейности в направлении ширины превышает у, в предпочтительном варианте конструкции для любого варианта применения.

На Рис. 3A-3F показаны шесть неограничительных примеров форм решетки в половинной ячейке каркаса 129. Каждая решетка показана между двумя соседними поясами. Вертикальными линиями на каждом из Рис. 3A-3F схематично показаны пояса, как это сделано в виде имеющих отметки поясов 130 и 132 на Рис. 3А. Пунктирные линии 104, 106, 108, 110 и 112 между соседними поясами схематично представляют решетки 104, 106, 108, 110 и 112 между поясами 130 и 132. Решетка 104, изображенная на Рис. 3А, является прямой и проходит по диагонали между поясами 130 и 132. Предпочтительным вариантом каркасного устройства в качестве неограничивающего примера, не имеющего теплового моста при монтаже в изолированном деревянно-каркасном здании с удельным сопротивлением примерно r1 за счет изоляции в полостях стены, является ферма, показанная на рисунке 3А и изготовленная из материала с удельным сопротивлением примерно равным r2 вдоль продольного направления диагонального элемента решетки фермы 140, в которой диагональный элемент решетки фермы 104 имеет наклон (Δу/Δх), практически равный величине r1, деленной на r2; направления х и у показаны на Рис. 3А, а удельные сопротивления измеряются в тепловых единицах °F⋅kb. фут / БТЕ*ч на дюйм.

Решетка, изображенная на Рис. 3В, включает в себя треть пояса 131 и две решетки 105 и 107, которые вместе функционируют как конструктивный элемент структуры, подобной решетке 106. Решетка 108, показанная на Рис. 3С, представляет собой конструктивный элемент структуры, подобной решетке 106, где элементы решетки фермы 105 и 107 присутствуют и в решетке 108, и в решетке 106, а элемент решетки фермы 131' соединяет элементы решетки фермы 105 и 107, как и конструктивный элемент 131. Однако элемент решетки фермы 131' не является таким же конструктивным элементом, как конструктивный элемент 131. В результате, решетка 108 не является конструктивным элементом структуры, подобной решетке, поскольку в составе решетки 108 нет соответствующего конструктивного элемента. Кроме этого, конструктивный элемент, подобный сегменту 131', не проходит через всю продольную длину ячейки половинного размера, ограниченного черными кругами на Рис. 3С. Каждое решение, представляющее собой конструктивную реализацию с формой ячейки половинного размера, подобной форме решетки 106, имеет родственное решение, представляющее собой конструктивную реализацию с формой, подобной решетке 104, 108, 110, 112 и всех других форм, неявно похожих на решетку. Каждый замкнутый круг 102 на Рис. 3A-3F представляет собой стык ключевой пары частей конструкции. Каждый замкнутый круг 102 на Рис. 3A-3F появляется на соответствующем рисунке из группы Рис. 4A-4F для иллюстрации процесса тиражирования ячейки половинного размера для создания нового каркаса. Как правило, любая ячейка половинного размера с тремя конструктивными элементами может быть заменена ячейкой половинного размера с двумя конструктивными элементами и наоборот в случае конструктивных решений, где преимущество имеет форма решетки для замены ячейки половинного размера. Тот же самый метод применяется к ячейкам половинного размера с более чем тремя конструктивными элементами. Как правило, при таких заменах может быть сохранена непрямолинейность по ширине. Каркасы с ненулевой непрямолинейностью по диапазону обычно обеспечивают более высокую непрямолинейность по ширине, чем конструкции с нулевой непрямолинейностью по диапазону для любой заданной ширины самого прямого измеримого пути по любому целевому направлению.

На Рис. 3G-3L показаны различные формы элементов решетки фермы. На Рис. 4A-4F показаны шесть неограничивающих примеров форм решетки в ячейке половинного размера каркаса. Формы решетки показаны между соседними поясами в каркасе, включающем не менее 3-х поясов.

Например, на Рис. 4А каркас содержит три пояса, отмеченных как 130', 132' и 132". По сравнению с каркасом рисунка 3А, каркас рисунка 4А имеет дополнительный пояс - пояс 132".

На Рис. 4В представлен каркас с 5 поясами, отмеченных как 130', 131', 132', 131' и 132". Пояс 132" аналогичен поясу 132 в том смысле, что пояс 132" - последний пояс справа на рисунке и последний пояс в массиве конструктивных элементов, состоящий из поясов 130', 131', 132', 131" и 132", точно так же, как пояс 132 - последний пояс справа на рисунке 3А и последний пояс в массиве конструктивных элементов, состоящий из поясов 130 и 132. Пояс 132" имеет две отметки 130" и 132". В варианте конструктивной реализации, показанном на Рис. 4В, пояс 130" является тем же самым, что и пояс 132". В другом варианте конструктивной реализации (не показанном) пояс 130" прикреплен к поясу 132" и представляет собой различные объекты, соединенные между собой. Каждый замкнутый круг 102' представляет собой стыковой узел основной пары частей конструкции, который передает нагрузку вправо и трансформируется в открытый круг 100' для иллюстрации процесса воспроизведения ячейки половинного размера для создания нового каркаса. Вертикальные линии схематически отображают пояса, иллюстрирующие пояса 130', 132' и 132" на Рис. 4А. Пунктирные линии 104', 106', 108', 110' и 112' между соседними поясами 132' и 132" схематически показывают элементы решетки фермы между поясами 132' и 132".

На Рис. 5A-5F показаны шесть неограничивающих примеров форм решетки в полноразмерной ячейке каркаса. Штрих-пунктирные линии 114', 116', 118', 120' и 122' представляют собой вертикальное отражение штрих-пунктирных линий 104', 106', 108', 110' и 112' на Рис. 4A-4F. Штрих-пунктирные линии 104", 106", 108", 110" и 112" между соседними поясами 130' и 132' схематически показывают элементы решетки фермы между поясами 130' и 132' по аналогии с штрих-пунктирными линиями 104, 106, 108, 110 и 112 на Рис.3A-3F. Штрих-пунктирные линии 114", 116", 118", 120" и 122" представляют собой вертикальное отражение штрих-пунктирных линий 114', 116', 118', 120' и 122'. Каждый из Рис. 5A-5F иллюстрирует, как создать новый каркас, объединив каждый каркас с Рис. 4А-4F, соответственно, с вертикальным отражением каждого каркаса Рис. 4A-4F.

На Рис. 6А показан двухосный каркас 610, состоящий из множества кусков материала, т.е. частей конструкции, включающих матрицу поясов 3 на 3, матрицу переплетенных наружными элементами решеток 2 на 3 и матрицу переплетенных внутренними элементами решеток 2 на 3, в которой каждая переплетенная наружными элементами решетка состоит из множества соединенных наружным образом элементов решетки фермы, образованных отдельно от поясов, а каждая решетка, созданная переплетением внутренних элементов решетки, состоит из множества элементов решетки фермы, образованных отдельно от поясов. Элементы решетки фермы, соединенные наружным образом, и элементы решетки фермы, соединенные внутренним образом, организованы таким образом, что двухосевой каркас 610 является конструкционно изолированным в любом направлении, перпендикулярном поясам. В других конструктивных решениях элементы решетки фермы, соединенные наружным образом, и/или элементы решетки фермы, соединенные внутренним образом, располагаются как часть конструктивных элементов. Эти части конструкции могут быть условно сгруппированы в каркасы, решетки, соединенные внутренним образом, (решетки внутри каркаса) и в решетки, соединенные наружным образом (решетки между каркасами) более чем одним способом, как это типически показано на следующем примере первой условной группы. Первый уровень 411 - это каркас 411. Второй уровень 412 - это наружный соединительный массив из решеток 412. Третий уровень 413 - это каркас 413, который является копией каркаса 411. Четвертый уровень 414 - это наружный соединительный массив из решеток 414, содержащий в себе элемента решетки фермы для внутреннего соединения решеток, которые смещены относительно наружного соединительного массива из решеток 412. Пятый слой 415 - это каркас 415, который является копией каркаса 411. Каждый из наружных соединительных массивов из решеток 412 и 414 состоит в основном из перпендикулярно расположенных элементов решетки фермы, участвующих во внутренних соединениях в этом направлении. В других конструктивных решениях (не показанных) массивы с наружным соединением решеток 412 и 414 и двуосный каркас 610 состоят из диагональных элементов решетки фермы, участвующих во внутренних соединениях в этом направлении, которые имеют диагональные элементы решетки фермы для внутренних соединений решеток либо под продольным углом, либо под поперечным углом, либо под обоими углами. Каждый из каркасов 411, 413 и 415 состоит из первой и второй решетки с внутренним соединением решеток, а также первого, второго и третьего поясов. Каждый из каркасов 411, 413 и 415 имеет практически перпендикулярные решетки с внутренним соединением решеток. В других конструктивных решениях (не показанных) одноосные каркасы 411, 413 и 415 и двухосные каркасы 610 имеют диагональные элементы решетки фермы для внутреннего соединения решеток под углом продольного наклона, под углом поперечного наклона, либо под обоими углами продольного и поперечного наклона. В других конструктивных решениях (не показанных) эти каркасы имеют диагональные элементы решетки фермы, установленные таким образом, что в двухосном каркасе 610 также имеются диагональные элементы решетки фермы. Каркасы 411, 413 и 415 выстраиваются бок-о-бок таким образом, что первые и вторые пояса каркаса выравниваются относительно первых и вторых поясов, соответственно, а третьи пояса каркасов выравниваются относительно друг друга в первой неограничивающей конфигурации.

Каркас 411 показан отдельно на Рис. 8. Массив решеток для наружного соединения 412 показан на Рис. 9 с включенным в него каркасом 411 для уточнения пространственных связей решеток и каркаса. Каркасы 413 и 415 являются копиями каркаса 411, показанного на Рис. 8. Относительно цельного куска того же материала с теми же размерами, двуосный каркас 410 уменьшает поток энергии вдоль своей нормальной оси z, «внутрь» и «наружу из» страницы по диагональной линии z, наклонной вниз слева направо по отношению к странице, а также уменьшает поток энергии вдоль своей боковой оси х, вверх и вниз по отношению к странице в направлении, показанном линией у. Это уменьшение потока энергии вытекает из геометрической связи между деталями конструкции и измеримыми путями, создаваемыми этой геометрической связью. Как показано на Рис. 6D, измеримые пути для двухосного каркаса 410 практически совпадают с измеримыми путями для двухосного каркаса 410. Предпочтительное решение, представляющее собой конструктивную реализацию каркасного устройства (не показано) для установки в изолируемом здании, состоит из двухосного каркаса 410 и изоляционного материала, заполняющего полости двухосного каркаса 410.

Предпочтительное решение, представляющее собой конструктивную реализацию каркасного устройства, (не показано) для установки в изолированном здании с деревянным каркасом со стенами 2×4 и R-значением, равным 13°F кв.фут на БТЕ*ч для изоляции полости стены, состоит из двухосного каркаса 410, изготовленного из древесины и имеющего нормальный размер 3.5", где в полостях двухосного каркаса 410 содержится изоляционный материал с тепловым сопротивлением, превышающим примерно 2,6°F кв.фут на БТЕ*ч на дюйм для достижения минимального соответствия коду R5ci, то есть R-значения 5°F кв.фут на БТЕ*ч на дюйм для достижения сплошной изоляции поверх конструктивных элементов.

Предпочтительное решение, представляющее собой конструктивную реализацию каркасного устройства (не показано) для установки в изолированном деревянно-каркасном здании со стенами 2×4 и значением R 13°F кв.фут на БТЕ*ч для изоляции полости стены, состоит из двухосного каркаса 410, изготовленного из дерева, с нормальным размером 3,5'', и двух полостей с нормальным размером, составляющим 1,5'', где полости двухосного каркаса 410 имеют общий нормальный размер 1,5", удерживают изоляционный материал с удельным тепловым сопротивлением более 5,8°Е-кв.фут на БТЕ*ч на дюйм, с достижением минимального соответствия коду R10ci, то есть R-значение, равное 10°F кв.фут на БТЕ*ч сплошной изоляции поверх конструктивных элементов.

Двуосный каркас 410 имеет полости, ширина которых аналогична ширине поясных элементов. Сама по себе условленная величина - это результат выбора, возможны и другие варианты. Согласно условленному правилу, возьмем нормальное направление ортогонального двухосного каркаса, например, двухосный каркас 410, чтобы параллельно направить линию, которая ортогонально пересекает плоскость каждого компонента одноосного каркаса. Это же условленное правило в контексте производственного процесса, в ходе которого на первом этапе производятся одноосные каркасы, а затем на втором этапе одноосные каркасы объединяются в двухосные каркасы, подразумевает, что нормальная ось двухосных каркасов, производимых на втором этапе, перпендикулярна нормальной оси одноосных каркасов, производимых на первом этапе.

На Рис. 6В показан такой производственный процесс, при котором две соединенные внешним образом решетки, продольно ориентированные вдоль горизонтального направления х, располагаются в двух промежутках между тремя одноосными каркасами, которые также продольно ориентированы вдоль горизонтального направления х, чтобы сформировать двухосный каркас 410 путем прижатия всех перечисленных конструктивных частей вместе вдоль вертикального направления у. На Рис. 6В также показан в разобранном виде двухосный каркас 410', который является копией двухосного каркаса 410, но построен с использованием второй концепции группирования частей конструкции. Эта концепция группирования контрастирует с концепцией группирования, проиллюстрированной на Рис. 8-11. Двухосный каркас 410' состоит из трех одноосных каркасов 421, 423, 425. Пара каркасов 421, 423 связана между собой массивом решеток с наружным соединением 422. Массив решеток с наружным соединением 422 включает в себя три решетки с наружным соединением 422а, 422b, 422 с, каждый из которых состоит из трех решеток с наружным соединением 422а1, 422а2, 422аЗ, типичное соединение показано на Рис. 6 В.

На Рис. 6С показан двуосный каркас с матрицей поясов 3 на 3 и 7 элементов решетки фермы, образованных по отдельности вдоль каждого пояса, включая периферийную решетку для наружного соединения из периферийных элементов решетки фермы на лицевой и оборотной сторонах двухосного каркаса. Периферийные элементы решетки фермы для наружного соединения спереди и/или сзади двухосного каркаса образуют зазор и слой полостей между собой и другим присоединенным устройством каркаса или присоединенным объектом.

На Рис. 6D показан двухосный каркас 409. Двуосный каркас 409 имеет ту же форму, размер и конструкцию полости, что и двухосный каркас 610, показанный на Рис. 6А. Конструктивные черты каркаса 610 моделируются по отношению к конструкционным частям двухосного каркаса 410 таким образом, чтобы получалась матрица 3 на 3 с конструктивными чертами поясов и матрица 2 на 2 с конструктивными чертами решетки, которые аналогичны поясам, решеткам для внешнего соединения и решеткам для внутреннего соединения в каркасе 610. Эти свойства могут быть условно сгруппированы в свойства подобия каркасу, свойства подобия наружного соединения и свойства подобия внутреннего соединения решеток, которые соответствуют, соответственно, каркасам, решеткам для наружного и внутреннего соединения решеток, описанным для двуосной каркасной конструкции 610 на Рис. 6А. Двухосный каркас 409 уменьшает поток энергии вдоль своей нормальной оси z, по направлению «внутрь» и «наружу» страницы по диагональной линии z, наклоненной вниз слева направо по странице, а также уменьшает поток энергии вдоль своей боковой оси х, вверх и вниз по странице в направлении, показанном линией у. Каркас 409 является двухосным, так как уменьшает поток энергии по двум осям. На Рис. 6D показаны два наиболее прямых измеримых сквозных пути для двух различных наборов измеримых путей с ширинами в нормальном направлении для конструктивной изоляции от потока энергии от первого поясно-подобного объекта до третьего поясно-подобного объекта, аналогичного поясам 421а и 421е каркаса 410'. На Рис. 6D показаны два наиболее прямых измеримых сквозных пути для двух различных наборов измеримых путей с ширинами в боковом направлении для прохождения потока энергии от первого каркасоподобного объекта к третьему каркасоподобному объекту. Первый и третий каркасоподобный объект каркаса 409 аналогичен первому одноосному каркасу 421 и третьему одноосному каркасу 425 двухосного каркаса 410'. Эти измеримые пути для двухосного каркаса 409 аналогичны измеримым путям для двухосного каркаса 410 и 410', так как каркасы 409 и 410 имеют одинаковую форму и размер. Длина пути всех этих измеримых путей вычисляется как суммарная длина всех отрезков пути между начальной точкой, промежуточными точками и конечной точкой, которые отображаются в виде окружностей вдоль каждого из путей.

На Рис. 6Е показан вариант двухосного каркаса, в котором элементы решетки фермы для внешнего соединения решеток, идущие между конструктивными элементами в вертикальном направлении у, смещены в продольном направлении у относительно элементов решетки фермы для внутреннего соединения решеток. Элементы решетки фермы для внутреннего соединения решеток являются элементами решетки фермы, которые идут между конструктивными элементами в поперечном направлении z. Такая конфигурация выгодна для производства каркасов, в которых конструктивные элементы соединены между собой пальцами (шипами), поскольку соединения элементов решетки фермы для внешнего соединения решеток располагаются в других местах, нежели элементы решетки фермы для внутреннего соединения.

На Рис. 6Н показаны одноосные каркасы 415 и 425 без других конструктивных элементов с целью показа, как устроена конструкция.

На Рис. 6I показан принцип преобразования одноосной конструкции 415 или 425 в сплошную конструкцию 415' или 425', соответственно, что является полезным для других раскрываемых конструктивных решений. Сплошные конструкции 415' и 425' - это контрольные образцы, используемые для иллюстрации процесса и представляющие часть конструктивного решения, для которого одноосный каркас 415 или одноосный каркас 425 заменяется сплошным 415' или сплошным 425' в каркасе 410 или 410', соответственно.

Другие конструктивные решения каркасов, показанных на Рис. 6A-6J и рис. 7, имеют (1) элементы решетки фермы с круговым, гексагональным, восьмиугольным, многоугольным, Nsp-конечной звездами, где Nsp - целое число, или другими фигурными сечениями, (2) Niw решеток для внешнего соединения на каждый массив решеток внешнего соединения, где Niw - целое число.

На Рис. 8-11 показаны неограничивающие примеры каркасов и решеток для внешнего соединения, которые могут быть использованы для построения двуосных каркасов, показанных на Рис. 6 А и Рис. 6С. На Рис. 8 показан одноосный каркас 411, который является первой частью двухосного каркаса 610, показанного на Рис. 6А, в соответствии с первым условным группированием. Одноосевой каркас 411 включает в себя 4 элемента решетки фермы для внутреннего соединения решеток 438, 440, 442 и 444, которые образуют первую решетку с внутренним соединением между первым поясом 430 и вторым поясом 432. В одноосевой каркас 411 входят также три элемента решетки фермы для внутреннего соединения решеток 446, 448, 450, которые образуют вторую решетку с внутренним соединением между вторым поясом 432 и третьим поясом 434. Элементы решетки фермы для внутреннего соединения 446, 448, 450 смещены в продольном направлении относительно 4 элементов решетки фермы для внутреннего соединения 438, 440, 442 и 444 на расстояние, равное половине расстояния между элементами решетки фермы для внутреннего соединения 438 и 440. На Рис. 9 показан для справки одноосный каркас 411 и массив решеток для внутреннего соединения 412, который является второй частью двухосевого каркаса 610, показанного на Рис. 6А в соответствии с первым условным группированием. Массив решеток с внешним соединением 412 состоит из 18 элементов решеток фермы для внешнего соединения, расширяющихся в поперечном направлении z. Массив решеток с внешним соединением 412 соединяет одноосный каркас 411 с одноосным каркасом 413. Комбинация одноосного каркаса 411 и массива решеток для внешнего соединения 412 также представляет собой реализацию одноосного каркаса с массивом периферийных решеток. На Рис. 10 показана решетка для внешнего соединения 412а, которая является типичной для всех трех решеток для внешнего соединения в массиве с внешним соединением решеток 412. Каждая из трех решеток для внешнего соединения включает шесть элементов решетки фермы для наружного соединения, которые типично представлены элементами решетки фермы для внешнего соединения решеток 412а. Элементы решетки фермы для внешнего соединения решеток 412а соответствуют ответвлениям ведущей линии для решеток, применяемых для внешнего соединения 412а. На Рис. 9 для справки показан одноосный каркас 413. Комбинация одноосного каркаса 413 и массива решеток для внешнего соединения 414 также представляет собой конструктивную реализацию одноосного каркаса с периферийной решеткой. Массив решеток для внешнего соединения 414 состоит из 18 элементов решетки фермы для внешнего соединения, все из которых вытянуты в одном поперечном направлении относительно плоскости одноосного каркаса 413 в направлении «наружу» из страницы вдоль диагональной линии, наклоненной вниз слева направо на странице. При совместном нажатии на каркас 411, массив решеток для внешнего соединения 412, каркас 413, массив решеток для внешнего соединения 414 и каркас 415 получается каркас 410, как показано на Рис. 6А. При совместном нажатии на массив решеток для внешнего соединения 412, каркас 411, массив решеток для внешнего соединения 412, каркас 413, массив решеток для внешнего соединения 414, каркас 415 и массив решеток для внешнего соединения 414 образуют двуосный каркас, показанный на Рис. 6С.

На Рис. 12А раскрывается устройство трехосного оконного каркаса 700, состоящего из четырех двухосных каркасов 710, 720, 730, 740, аналогичных показанному на Рис. 6А. Трехосный оконный каркас 700 имеет конструктивную изоляцию в горизонтальном направлении х12, вертикальном у12, и поперечном z12, то есть в направлении, параллельном плоскости каркаса, показанной как х12 на Рис. 12А, и в направлении, перпендикулярном плоскости каркаса, показанной как у12 на Рис. 12А. В итоге трехосный оконный каркас 700 обеспечивает конструктивную изоляцию в любом направлении перпендикулярно любой из составляющих двухосных каркасов. Решение, представляющее собой конструктивную реализацию и показанное на Рис. 12А, входят первый, второй и третий листы 751, 753, 755 материала в пределах внутреннего периметра оконного каркаса 700. Каждый лист из их числа - первый лист 751, второй лист 753 и третий лист 755 может быть жестким листом, таким как стекло, акрил, оргстекло, поликарбонат, полимер, кристаллическое твердое вещество, сапфир, алмаз, или нежестким листом из оптически прозрачного материала, такого как оконная пленка, изоляционная оконная пленка, ацетат, полиэфир. В конструктивных решениях, где используется нежесткий материал, его предпочтительно натягивать на одну из опорных рам 701, 703 и 705 и, возможно, сжимать с применением нагрева для получения герметичного соединения и удаления складок. В других конструктивных решениях (не показанных на рисунке) каждая из опорных рам 701, 703 и 705 содержит несколько листов материала. В некоторых конструктивных решениях, как показано на Рис. 12А, листы 751, 753, 755 и любые другие листы состоят из оптически прозрачного или светорассеивающего материала. В вариантах предыдущих конструктивных решений листы имеют покрытие, такое как защитная пленка, УФ-защитная пленка, низкоэмиссионное покрытие на любой из передних и/или задних поверхностей любых дополнительных листов, а также на передней и/или задней поверхностях деталей 751', 751'', 753', 753'', 755', 755'', показанных на Рис. 12D листов 751, 753 и 755, соответственно. В предпочтительном варианте для обеспечения максимальной прочности и долговечности листы 751, 753, 755 и любые другие дополнительные листы изготавливаются из жесткого материала. В предпочтительном варианте для обеспечения долговечности при уменьшении веса крайние листы изготавливаются из жесткого материала, т.е. из листов 751 и 755 в варианте реализации 700, как показано на Рис. 12А. Оконная рама 700, показанная на Рис. 12А, в качестве неограничивающего примера может функционировать в качестве главного окна на стене или оконной створки. Оконная рама 700 состоит из четырех двуосных каркасов, включая первый каркас 710, второй каркас 720 (не показан и обозначен здесь в тексте только для справки), третий каркас 730 и четвертый каркас 740. Первый каркас 710 и второй каркас 720 ориентированы вертикально и объединены третьим каркасом 730 и четвертым каркасом 740, которые ориентированы горизонтально. Первая и вторая панели 751, 753 расположены рядом друг с другом, образуя полость, которая может быть заполнена газом, предпочтительно изолирующим. Вторая и третья панели 753, 755 расположены рядом друг с другом, образуя полость, которая также может быть заполнена газом, предпочтительно изолирующим газом. Второй вертикальный каркас был условно удален, чтобы показать внутреннюю часть оконной рамы 700. Каждый каркас представляет собой каркасную часть 3 на 3, образованную соединением 3 одноосных/Ш каркасов, каждый из которых состоит из массива из 3-х поясов. Например, каркас 710 состоит из трех одноосных каркасов, т.е, одноосных каркасов 711, 713 и 715, каждый из которых состоит соответственно из массива из 3 поясов, {711', 711'', 711'''}, {713', 713'', 713'''} и {715', 715'', 715'''}, которые для сохранения наглядности иллюстрации помечены здесь в тексте, но не на Рис. 12А. Для иллюстрации состава одноосного каркаса на Рис. 12А показан массив поясов {721', 721'', 721'''}, составляющих одноосный каркас 721. Одноосные каркасы 711, 713 и 715 соединены между собой элементами решетки фермы для внешнего соединения 712 и 714, не помеченными, чтобы избежать беспорядка в изображении, но показанными на Рис. 12А элементами для внешнего соединения решеток 712' и 714', которые образуют двухосный каркас 710. Каждый компонент двухосного каркаса 710, 720, 730, 740 имеет конструктивную изоляцию в своем нормальном направлении и в своем боковом направлении В варианте исполнения, показанном на иллюстрации, концы каркасов вырезаются по диагонали и соединяются с угловым соединением в ус (под 45°). Каждый стык поясов может быть угловым соединением в ус, шлицевым, стыковым, соединением на шкантах, врезным, соединением в полу нахлестку, соединением врубкой с шипом, соединением с прямоугольным соединительным пазом, типа «ласточкин хвост», пальцевым или любым другим известным типом стыкового соединения. Компонентные каркасы соединяются таким образом, что пояса в подобных поясных слоях соединяются вместе. Тогда энергия будет течь по углам, вместо того, чтобы выходить через торцы поясов в любом из каркасов компонентов. Напротив, массивные оконные каркасы представляют собой тепловые мосты во всех трех пространственных направлениях. В этом варианте конструктивной реализации углы имеют "тепловые мосты" в том смысле, что элементы решеток ферм в соседних слоях не смещены. Один из двух элементов решеток ферм в каждом углу, как обозначенный меткой 714' в верхнем левом углу оконной рамы 700, является временным элементом решетки фермы, который добавляется для сохранения формы каркаса во время транспортировки, а затем удаляется во время установки для удаления теплового моста и повышения энергоэффективности. Эта конфигурация может быть дополнительно изменена путем добавления спереди или сзади 4-го 1D каркаса, который имеет 3 пояса, и четвертой стеклянной панели. Каркас 699, еще одно решение, представляющее собой конструктивную реализацию оконной рамы 700, не показанное, но обозначенное здесь в тексте для справки, не имеет оконных стекол и образует раму для оконного проема, который конструктивно изолирован во всех направлениях х12, у12, z12. Такая открывающаяся рама может быть установлена в каркас большего размера, например, в стенной каркас 827, показанный на Рис. 13А. Такая открывающаяся рама может функционировать как дверная коробка, портальная коробка, створка для окна, оконная рама для закрываемого/открываемого окна, модуль для проема, туннель через стену, рама на выходе камеры для хозяйственных нужд, двухсторонний фланец для монтажа изолированных шахт с обеих сторон, конструктивный каркас здания и т.д. Такая открывающаяся рама могла бы состоять из трех каркасов, как показано на Рис. 12А, но повернута так, что продольное направление каркаса 720 совпадает с вертикальной осью .

На Рис. 12 В изображено решение, представляющее собой конструктивную реализацию Рис. 12А с боковым молдингом или защитным покрытием 760 по внешнему периметру оконного каркаса 700, которые также могут быть применены к каркасу 699. Покрытие 760 является предпочтительным изоляционным материалом. Покрытие 760 может быть также выполнено из шпона или пленки, например, в качестве средства герметизации боковых стенок от проникновения или просачивания газов из внутренних полостей каркаса 760. Некоторые варианты каркаса 699 и 700 имеют защитное покрытие по внутреннему периметру 760'. Другие варианты каркаса 699 и 700 не имеют защитного покрытия по (А) внешнему периметру, (В) внутреннему периметру и/или как А, так и В. В других вариантах конструкции пустоты между частями конструкции рамы 699 и 700 заполнены материалом. Желательно, чтобы этот материал был изоляционным. Если изоляционным материалом является газ, то полости между листами 751, 753, 755 и любыми дополнительными листами могут быть заполнены - вместе с полостями между конструктивными частями каркаса. Если внешний периметр каркаса не имеет защитного покрытия или защитное покрытие не препятствует проникновению или просачиванию газа, то заполняющий материал может служить средством герметизации от просачивания/эксфильтрации газа через полости. Уплотнитель может применяться для герметизации по краям листов 751, 753 и 755 и любых дополнительных листов. Листы могут соприкасаться с нормальной поверхностью конструктивного элемента вблизи края листа, как показано с помощью поверхности контакта 759, показанной на Рис. 12С. Конструктивный элемент 735' имеет канавку на поверхности контакта 759, которая обеспечивает место установки, на которое садится лист 755. В канавке также имеется опорная поверхность для герметика, когда он наносится перед посадкой листа 755. Любой конструктивный элемент с такой же канавкой, как у конструктивного элемента 735' не может иметь такой же канавки, как у конструктивного элемента 733', как показано на изображении поверхности контакта 757 на Рис. 13С. Для этого типа поверхности контакта лист и/или уплотнитель опирается на внутреннюю боковую поверхность конструктивного элемента 733'. Для интерфейса 757 можно создать канавку без удаления материала, добавив прокладку на внутреннюю боковую поверхность конструктивного элемента 733'. В рамах 699 и 700 могут быть оконные горбыльки. Неконструкционные или конструкционные изоляционные оконные горбыльки могут быть встроены с помощью тех же методов, которые описаны для оконной рамы 700. Рама 359 на Рис. 36С включает в себя конструктивную изоляционную фурнитуру в виде одноосного каркаса 360', который вставляется горизонтально. В некоторых конструктивных решениях четыре каркаса 710, 720, 730 и 740 образуют четырехсторонний крест. Описанный метод выполнения столярки может также использоваться для построения угольников, тройников, четырехсторонних крестов, плоских решеток, шестисторонних крестов и пространственных решеток (не показано). На контактной поверхности 755 один конструктивный элемент в одном одноосном каркасе соединяется с парой конструктивных элементов в другом одноосном каркасе. Любой из передних лицевых одноосных каркасов и любой из задних лицевых каркасов в раме 700 могут быть сплошными, как показано на Рис. 6Н путем преобразования каркаса 425 в сплошной массив древесины 425', как показано на Рис. 61. Несмотря на то, что полученное решение больше не является конструктивно изолированным непосредственно через массивные детали древесины, внутренние одноосные каркасы по-прежнему конструктивно изолируют оставшуюся часть рамы 700.

Двухосные каркасы 710, 720, 730 и 740 также могут иметь молдинг или защитное покрытие на наружных передних нормальных поверхностях. Защитное покрытие может быть таким же, как и боковое. Указанное защитное покрытие видно при установке и может служить для украшения. Предпочтительным вариантом для получения отличных изоляционных характеристик является защитное покрытие. В варианте конструктивной реализации боковой молдинг 760 включает в себя два вертикальных компонента 761, 763 и два горизонтальных компонента 762, 764. В варианте конструктивной реализации 765 передний молдинг формируется вокруг всех четырех сторон фронтальной стороны 700' оконной рамы 700, а задний молдинг 765' (рис. 12D) формируется вокруг всех четырех сторон задней стороны 700'' оконной рамы 700. На рис. 12С и 12D показана оконная рама 700 с противоположной стороны. На рис. 12D изображен вариант конструктивной реализации рамы 700 с защитным покрытием.

На рис. 12Е показана рама 780, которая представляет собой одноосный вариант трехосной рамы 700, выполняющая роль конструктивной изоляции в нормальном направлении z, совпадающем с поперечным z направлением на рисунке. Каркас 780 состоит из трех тонких рам 781, 783 и 785, которые уложены в поперечном z направлении. Первая тонкая рама 781 представляет собой комбинацию конструктивных элементов 781', 781'', 781'' и 781''''. Варианты конструктивной реализации рамы 780 могут иметь вид любого из вариантов, упомянутых для открывающейся рамы 699. Например, рама 780 может иметь защитное покрытие. Разделяя любое полное вращение вокруг внутреннего угла на N дискретных углов, которые не обязательно равномерно распределены, можно концептуально создать каркас в виде N-образного многоугольника или любой части N-образного многоугольника. Например, при четырехшаговом вращении конструктивного элемента вдоль угла наклона 781' создаются элементы 781'', 781''' и 781'''' и весь каркас 781 движется как единая часть, а не набор из четырех частей, показанный на рис. 12Е. Например, четырехшаговое вращение под углом поворота конструктивных элементов 781', 782', 783', 784', 785' создает функциональный эквивалент всей рамы 780 в виде одной детали, а не набора из 20 деталей. Можно построить тот же каркас окна 780, применяя четырехступенчатое вращение под углом поворота элементов конструкции 781', 783' и 785', помещая элементы решетки фермы 782', 782'', 782''', 782'''' между эталонными рамами 781 и 783 с предпочтительным равномерным расстоянием между ними, а затем, размещая элементы решетки фермы 784', 784'', 784''', 784'''' между эталонными рамами 783 и 785, так что они будут смещены относительно элементов решетки фермы 782', 782'', 782''', 782'''' с предпочтительным смещением в сторону углов поворота посредине между элементами решетки фермы 782', 782'', 782''', 782''''. Дополнительные ограничения, такие как конструктивная целостность в местах соединений и эстетический дизайн, могут изменить предпочитаемый угол поворота элементов решетки фермы. Другой вариант конструктивной реализации каркаса 780 имеет восьмиугольную форму, полученную в результате восьмиступенчатого вращения конструктивных частей 781', 782', 783', 784', и 785'. Этот же концептуальный процесс применим к любому варианту конструктивной реализации, а не только к каркасу 780. Можно начать с двухосного каркаса, подобного двухосному каркасу 730. Например, четырехступенчатое вращение под углом поворота орбиты двухосного каркаса 730 приводит к созданию многоосного каркаса 700. Условия соединения концов каркаса 730 под углом 45 градусов придают каркасу другую эстетику, отличную от той, которую имеют концы каркасов 780, не имеющие соединения под таким углом. При конкретном варианте конструктивной реализации можно сделать вывод о том, сколько дискретных шагов в угловом направлении используется для вращения. Для вращения конструктивных элементов можно применить N ступеней, а для вращения элементов решетки фермы можно применить другое число ступеней - М. Смещение применяется к элементам решетки фермы в одной из двух соседних ферм.

На рис. 12F раскрывается конструкция оконной рамы 780' с применением первого, второго, третьего, четвертого, пятого и шестого листов изоляционного материала под номерами 791, 792, 793, 794 и 795 по внутреннему периметру оконной рамы 780. Каждый лист заметно снижает конвективную передачу тепла между крайними листами, которыми являются листы 791 и 796 для варианта конструктивной реализации, показанного на рис. 12F. Любой лист, встроенный в оконную раму 780' или оконную раму 700, может представлять собой несколько более тонких листов, спрессованных вместе. Другие варианты конструктивной реализации имеют менее шести листов. Например, окно 2963, изготовленное для испытаний, имеет пять листов в виде стеклянных панелей. Другие варианты конструктивной реализации имеют в своем составе более шести листов, более трех конструктивных элементов и более двух поясов ферм, составленных из элементов решетки фермы. Варианты конструктивной реализации оконной рамы 780' могут включать в себя любой из вариантов, упомянутых для оконной рамы 700. Например, оконная рама 780' может также служить оконной створкой, створкой для створчатого окна и т.п. Любые варианты, упомянутые здесь, также относятся к окнам 700 и 840'. В вариантах конструктивной реализации окон 700, 780 и 840' пространство между каждой парой листов заполняется изолирующим газом. В вариантах конструктивной реализации окон 700, 780' и 840', предпочтительных с точки зрения достижения энергоэффективности, пространство между каждой парой листов заполняется изолирующим газом с молекулярной массой, превышающей массу воздуха, чтобы замедлить конвективный поток тепла между листами 751, 753, 755, 791, 792, 793, 794, 795, 796, 851, 852, 853, 854. В вариантах конструктивной реализации окон 700, 780' и 840', предпочтительных для уменьшения конвекции, уменьшения теплопотерь и усиления излучения через окно, пространство между каждой парой листов заполняется парниковым газом с молекулярной массой, превышающей молекулярную массу воздуха. В качестве парникового газа выступает, например, двуокись углерода, метан или любой другой газ, поглощающий солнечное излучение. Газ, вызывающий парниковый эффект, работает на поглощение входящей радиации, а затем излучает энергию во всех направлениях, при этом примерно 50% падающей радиации в той или иной степени возвращается назад по отношению к направлению, в соответствии с которым падала радиация. В отопительный сезон парниковый газ работает так, чтобы предотвратить потерю тепла из здания, в котором установлено окно, поглощая и излучая падающую радиацию обратно в здание. В отопительный период парниковый газ работает так, чтобы активно отражать инфракрасное и видимое излучение, производимое солнцем и окружающими предметами. Вместо него можно использовать любой другой газ с большим молекулярным весом и/или линией поглощения в видимом или инфракрасном спектре. Экспериментальное окно 2963, показанное на рис. 36G, было заполнено углекислым газом с использованием сухого льда, и процесс сублимации ускорялся для получения углекислого газа. В экспериментальном окне 2963 использовалась оконная рама 708'. Газ, создающий парниковый эффект, может также служить наполнителем для другого варианта конструктивной реализации настоящего изобретения. Кроме того, газ, вызывающий парниковый эффект, может также использоваться для наполнения конструкций, не имеющих изолирующего и изоляционного каркаса, например, теплоизоляционного стеклопакета, окна, стенной полости или другого типа герметизированного каркаса.

На рис. 11А, 11В и 11С изображен вариант конструктивной реализации, включающий четыре одноосные каркаса и другой метод соединения четырех одноосных каркасов вместе в прямоугольную раму. На рис. 11В показан метод соединения четырех одноосных каркасов путем соединения каждого конструктивного элемента в одном каркасе с другим конструктивным элементом в аналогичном слое другого каркаса. Вместо того чтобы присоединять отдельные конструктивные элементы, можно присоединить пару конструктивных элементов в одном каркасе к одному конструктивному элементу в другом каркасе, как показано на рис. 11А на поверхности раздела 755. Метод соединения столярных изделий, проиллюстрированный на рис. 11А и 11В, позволяет создать единую структуру с таким же коэффициентом конструктивной изоляции, как и каркасы компонентов, с измерением по наиболее прямому измеримому пути в направлении, перпендикулярном этим конструктивным элементам. На рис. 11В изображен вариант конструктивной реализации для соединения одноосных каркасов. Метод соединения столярных изделий, показанный на рис. 11В, позволяет создать единую конструкцию с меньшим значением коэффициента конструктивной изоляции, чем у компонентных каркасов, измеренным по наиболее прямому измеримому пути в направлении, перпендикулярном указанным конструктивным элементам. Тем не менее, этот метод соединения столярных изделий может быть предпочтительным в качестве неограничивающего примера.

На рис. 12F и 12G показана конструктивно изолирующая рама 840 и конструктивно изолирующее окно 840', каждое из которых включает в себя четыре одноосных каркаса 831, 832, 833, 834. Каждый из одноосных каркасов 831, 832, 833, 834 включает в себя два пояса фермы 841 и 843, соединенных между собой решеткой диагональных элементов фермы, служащих типичным примером для диагональных элементов решетки фермы 842. Эти элементы решетки фермы могут иметь любой угол наклона от 0° до ±90° относительно одного из поясов фермы 841. Показанные элементы решетки фермы имеют угол наклона 15° с переменным положительным и отрицательным знаком. В других вариантах конструктивной реализации (не показанных) элементы решетки фермы 842 являются элементами соединительной арматуры с полигональными или круглыми сечениями. Фиксаторы, которые являются типичными вариантами фиксаторов 844, образуют собой скобу для фиксации диагональных элементов решетки фермы 842, которые заканчиваются на концах каркаса 831, 832, 833 или 834. В некоторых вариантах конструктивной реализации конструктивно изолирующий каркас 840 повернут на 90° вокруг своей центральной оси, проходящей в поперечном z направлении относительно фигуры каркаса таким образом, чтобы нижний каркас 833 поддерживал каркасы 832 и 834. В этой конфигурации каркасы 832 и 834 могут функционировать как стойки, а каркасы 831 и 833 могут функционировать как верхняя и нижняя плита или наоборот. В текущей конфигурации каркасы 831 и 833 могут функционировать как стойки, а каркасы 832 и 834 -как поперечные скобы. На рис. 12G показано вид с частичным вырезом, где одноосный каркас 831 опущен для более четкого отображения краев стеклянных панелей 851, 852, 853 и 854, которые включены в каркас 840 для создания конструктивно изолирующего окна 840'. Все варианты, упомянутые для окон 700 и 780', относятся и к окну 840'.

На рис. 13А показана конструкция 800, которая является конструктивно изолирующей в трех направлениях. В частности, на рисунке показано, как одноосные/1D каркасы и двухосные/2D каркасы могут сочетаться друг с другом, образуя раму, которая является конструктивно изолирующей в трех направлениях в данном случае (1) вверх и вниз через каркас фундамента в вертикальном направлении у13, (2) внутрь и наружу через каркас фундамента по оси север/юг, поперечной z13, и (3) внутрь и наружу через каркас фундамента по западной/восточной оси, и горизонтальной оси х13. Четыре каркаса, соединенные под прямым углом и отображенные на примере двухосного каркаса 825 на рис. 13 А, образуют каркас, который служит изоляционным и изолирующим фундаментом для стен здания. На рис. 13А также раскрывается способ строительства стены с одноосными/1D каркасами, которые служат стойками, на примере одноосного каркаса 812, и одноосными/1D каркасами, которые служат верхними плитами, показанный на примере одноосного каркаса 816, и нижними плитами, показанными на примере одноосного каркаса 818. Вариант конструктивной реализации стоечного одноосного каркаса 812, показанный на рис. 13А, и представляющий собой каждую из стоек, имеет элементы решетки фермы, которые (1) имеют ту же толщину и ширину, что и конструктивные элементы, и (2) расположены вдоль продольного направления у812 с теми же интервалами, что и элементы решетки фермы одноосного каркаса 816, имеющего схему конструкции верхней плиты. Одноосный каркас 812, имеющий схему конструкции стойки, получает прочность за счет того, что элементы решетки фермы являются короткими по отношению к их пролету в нормальном направлении z812, так что приложенные усилия имеют рычаг малой длины, на котором они могут оказывать свое действие. Обратите внимание, что любой двухосный каркас выгодно собирать методом сборки столярных изделий, показанным на рис. 12G и 12Н. Любое количество плавающих соединительных зубцов между элементом решетки фермы и соседними элементами конструкции может укрепить каркас против воздействия поперечных сил, действующих в продольном направлении. Обратите внимание, что в углах каркаса фундамента могут появиться термические мосты, так как скобы в соседних слоях не смещены. Однако, в отличие от каркаса, показанного на рисунках 12A-12D, этот каркас имеет только один край, который подвергается воздействию среды внутри помещения. Вся поверхность каркаса не подвергается воздействию этой среды, как в случае оконной рамы, показанной на рисунках 12A-12D. Таким образом, те элементы решетки фермы в смежных слоях, которые не смещены, не являются тепловым мостом. Они представляют собой чисто механический стыкующий элемент, увеличивающий прочность в углу стыка. На рис. 6Н показаны одноосные каркасы 415 и 425, которые являются самыми внешними одноосными компонентами двухосного каркаса 410. Двухосный каркас 810 имеет одноосный каркас 815 с нормальной осью z, ориентированной по вертикали у, аналогичной каркасу 415, и одноосный каркас 825, аналогичный каркасу 425, с нормальной осью z, ориентированной по поперечному z направлению. В варианте конструктивной реализации (не показан) вертикальный одноосный каркас 815 представляет собой сплошную панель с теми же габаритными размерами, что и каркас 815, для обеспечения дополнительной прочности и функционирования в качестве стыкового элемента вдоль обода конструкции при монтаже других конструкций, например, пола. В другом варианте конструктивной реализации (не показан) горизонтальный одноосный каркас 825 - это сплошная плита с теми же габаритными размерами, что и каркас 815, с целью обеспечения дополнительной прочности и функционирования в качестве опорной плиты для крепления к подоконной плите, крючковым болтам, или в качестве аналогичных способов соединения каркаса 810 с любой дополнительной частью фундамента, которая может включать в себя, в качестве неограничительного примера, кладку, бетонную стену, бетонную плиту, систему простенков, массивный деревянный каркас. В других вариантах (не показанных) вертикальный одноосный каркас 815 и горизонтальный одноосный каркас 825 являются массивными плитами, сконфигурированными, как в двух предыдущих вариантах по аналогии с рис. 1, на котором показаны каркасы 415 и 425 в качестве массивных плит с теми же габаритными размерами, что и каркасы 415 и 425.

На рис. 13А нижняя часть 805 конструкции 800 образована из (в общей сложности) четырех сегментов двухосного каркаса, подобно двухосному каркасу 810, соединенных в форме прямоугольника, которые сопротивляются тепловому потоку в направлениях, не параллельных длине поясов ферм. Каждый из четырех сегментов двухосной конструкции включает три одноосных конструкции и по три конструктивных элемента на один одноосевой каркас для в общей сложности девяти конструктивных элементов. В юго-восточном углу нижней части фундамента 800 находится нижняя часть каркаса 805. Другой вариант конструктивной реализации включает в себя одноосные каркасы, подобные одноосным каркасам 820, идущим в горизонтальном направлении между двумя противоположными двухосными каркасами нижней части 805, которые функционируют как конструктивно изолирующие балки в вариантах реализации конструкции типа 800. Вертикальная часть 827 конструкции типа 800 образуется из семи 1×3 одноосных сегментов каркаса 812, которые противостоят тепловому потоку в направлении z13, перпендикулярному плоскости части каркаса 827 и функционируют как стойки в вариантах реализации конструкции 800. Эти семь сегментов типа 812 соединены через свои нижние оконечные части с одноосным каркасом 818, который служит нижней пластиной для стены, и соединены сверху с одноосным каркасом 816, который служит верхней пластиной через свои верхние оконечные части. В одном варианте конструктивной реализации строительного метода вся вертикальная часть 827 собирается лежащей на горизонтальной поверхности и затем вставляется на свое место, как это часто делается в обычном каркасе типа брус или стойка. Снижение веса, обеспечиваемое полостной конструкцией каждого каркаса в вертикальной части 827, имеет преимущество (а) снижения нагрузки и травматизма у рабочих, (б) облегчения процесса поднятия вертикальной части 827 в требуемое положение, и (в) позволяет строить более крупные стеновые секции, когда общий вес вертикальной части 827 сравним с общим весом обычного стенового каркаса. В другом варианте (не показанном) защитная оболочка, обертывающий материал или другие средства, определяющие наружную поверхность, применяются к внутренней и внешней поверхности конструкции 800 для создания полностью закрытых полостей, которые заполняются изолирующим материалом для блокирования конвективного потока газа, захваченного в закрытых полостях, и вызванного, например, разницей температур по всей поверхности стены или распространением тепла от пожара, а также блокирования теплопроводящего потока через закрытые полости, включая полости элементов каркаса. Три пояса фермы каждого одноосного сегмента каркаса 812 повышают конструктивную надежность, например, за счет (1) предотвращения внезапного выхода из строя, если любой из трех поясов ферм подвергается воздействию огня, химикатов, удара снаряда, ударной волны, землетрясения, урагана или другого неблагоприятного воздействия, и (2) увеличения времени до выхода из строя при устойчивых условиях неблагоприятного воздействия в вышеуказанных сценариях по сравнению с вариантами конструктивной реализации в виде двухпоясной фермы. Еще одно преимущество заключается в том, что двоичные связи между каждым элементом решетки фермы и каждым конструктивным элементом означают, что структура является определяющей для инженерно-строительного анализа. Другой вариант конструктивной реализации включает решетку или горизонтальные элементы решетки фермы, которые соединяют смежные одноосные сегменты конструкции 812 в решетку, подобную той, что показана на рис. 35А. Этот вариант конструктивной реализации может еще больше увеличить время до разрушения во время пожара, особенно, если конструкция изолирована с помощью огнеупорного изоляционного наполнителя, такого как минеральная вата или изоляция из борированной целлюлозы, такого, что огонь горит по самому прямому измеримому пути.

На рис. 13 В крупным планом показан юго-восточный угол конструкции 800, показанный на рис. 13А. Этот каркас представляет собой меньший двухосный каркас, который вставляется в большой двухосный каркас 825 для увеличения прочности углового стыка.

На рис. 14 показана цилиндрическая трубчатая трехосная структура 910, включающая в себя первый, второй и третий круговые каркасы 913, 915, 917 из концентрических, коаксиальных первого, второго и третьего круговых поясов ферм 930, 932 и 934, при этом каждый круговой каркас расположен вертикально относительно одних каркасов по общей вертикальной оси и параллелен другим. Круглые конструктивные элементы и элемент решетки каркаса между ними неразрывно связаны друг с другом. В других вариантах конструктивной реализации элементы решетки фермы и круговые конструктивные элементы разделяют между собой наборы соединенных совместно конструктивных частей. Эта конфигурация выполняет конструктивную изоляцию вдоль (а) осевого направления цилиндрического каркаса и (b) радиального направления, которое охватывает как горизонтальное, так и поперечное направления. Подводя итог, можно сказать, что трехосевая структура 910 выполняет конструктивную изоляцию в направлении вдоль любого перпендикуляра к поясам ферм. Это разновидность того, что изображено на рис. 6А. Конфигурация может быть изменена с целью включения (а) меньшего количества концентрических поясов ферм, или (б) дополнительных концентрических поясов ферм, и/или (в) меньшего количества вертикально расположенных круговых каркасов, и/или (г) дополнительных вертикально расположенных поясов фермовых наборов. В варианте исполнения, показанном на рис. 14, между концентрическими поясами ферм имеется расстояние, аналогичное толщине отдельных поясов фермы, однако другие варианты (не показанные на рисунке) имеют меньшее относительное расстояние и большую относительную толщину отдельных поясов фермы. В качестве неограничительного примера, расстояние между первым и вторым поясами фермы может быть таким же или отличаться от расстояния между третьими и четвертыми поясами фермы. В варианте конструктивной реализации, показанном на рис. 14, расстояние между вертикально расположенными наборами поясов ферм примерно в 4-5 раз превышает толщину отдельных поясов фермы, что обеспечивает значительно ненулевую непрямолинейность вдоль пролета в вертикальном направлении и лучше иллюстрирует внутреннюю структуру круговых каркасов. Тем не менее, можно использовать меньшее или большее расстояние. Меньшее расстояние между поясами ферм дает большую непрямолинейность по пролету и более высокие значения коэффициентов конструктивной изоляции в вертикальном и радиальном направлении. В варианте конструктивной реализации, показанном на рис. 14, горизонтально расширяющиеся элементы решетки каркаса 936 расположены так, что между соседними парами на концентрических поясах фермах на заданной высоте находятся четыре горизонтально расширяющихся элемента решетки каркаса. Соответствующие расстояния между элементами решетки каркаса можно вывести путем масштабирования размерных параметров, приведенных в таблице 2, и их последующего использования в качестве длин дуг по окружности круглого конструктивного элемента. Расстояние между дугами можно также рассчитать с помощью уравнений из таблицы 2 и, действуя в обратном направлении, от целевого коэффициента конструктивной изоляции F_target, скорректированного на влияние неизотропного сопротивления вдоль измеримых путей в целевом направлении, определить расстояние, которое относится к длине вдоль измеримого пути. Например, используя ссылку на измеримый путь, изображенный на рис. 2AI для каркаса из трех поясов ферм, показанного на рис. 2АН, расстояние приблизительно равно где L равно F_target⋅S. В этом случае интервал - соответствует не линейной длине, а длине по дуге. Чтобы понять эту идею, заключите одноосный каркас 1000, показанный на рис. 2АН, в круг. В качестве варианта, представьте себе вырезание одного из круговых конструктивных элементов и его выпрямление. Наконец, можно переработать уравнения в таблице 2 для длины кривой и сделать вычисления непосредственно в цилиндрических координатах. Аналогичные идеи лежат в основе вычисления расстояния между элементами решетки каркаса в вертикальных направлениях (осевом направлении). В варианте конструктивной реализации, показанном на рис. 14, вертикально расширяющиеся элементы решетки фермы 938 расположены так, что между соседними наборами крайних поясов ферм находятся четыре вертикально расширяющихся элемента решетки фермы, а между соседними наборами крайних поясов ферм - четыре вертикально расширяющихся элемента решетки фермы. В других вариантах конструктивной реализации также имеются вертикально расширяющиеся элементы решетки фермы, расположенные между соседними промежуточными поясами фермы по аналогии с двухосным каркасом, показанным на рис. 6Е. В других вариантах, по аналогии с двухосным каркасом, показанным на рис. 6 J, между соседними промежуточными поясами фермы располагаются вертикально расширяющиеся элементы решетки каркаса, расположенные только между соседними промежуточными поясами фермы. Вариант конструктивной реализации каркаса 910, показанный на рис. 14, соответствует изгибу чуть более длинного варианта конструкции двухосного каркаса, показанного на рис. 7, с дополнительными элементами решетки каркаса вокруг оси наклона таким образом, что концы двухосного каркаса охватывают и соединяются друг с другом торцами. Другие варианты конструктивной реализации трехосных каркасов могут быть созданы путем изгиба любого двухосного каркаса, как показано на рис. 6A-6J и рис. 7, по оси поворота, оси наклона или любой другой оси, что позволяет конструктивным элементам охватывать и соединяться друг с другом торцами. Каркас 910 на рис. 14 представляет собой вариант конструктивной реализации ~20-шагового вращения по углу наклона конструктивных элементов и 4-шагового вращения по углу наклона элементов решетки каркаса. Смещение на 45° применяется к вращению по углу наклона для крайней решетки каждого одноосного каркаса. Этот рисунок практически иллюстрирует непрерывное вращение бесконечно коротких конструктивных элементов, но не точно иллюстрирует непрерывное вращение сечения конструктивных элементов, так как программа 3D CAD не способна моделировать непрерывные кривые, т.е. недискретные кривые. Непрерывное вращение вдоль первой оси вращения спин-симметричного массива поперечных элементов конструкции создает концентрические конструктивные оболочки. Эти конструктивные оболочки могут быть конструктивно изолированными путем дискретно-шагового вращения вокруг той же оси вращения и с тем же углом вращения поперечных сечений элементов решетки фермы, при этом элементы решетки фермы относятся к соседним решеткам и с различным угловым смещением. Дальнейшее непрерывное спиновое вращение массива элементов конструкции вдоль ортогонального направления вращения создает полностью закрытые концентрические конструктивные ячейки. Эти конструктивные оболочки могут быть конструктивно изолированы дискретным орбитальным вращением вдоль ортогонального направления вращения с поперечными сечениями элементов решетки фермы, при этом элементы решетки фермы находятся в соседних решетках с различным угловым смещением. Все элементы решетки фермы для внешнего соединения могут быть сплошными цилиндрами, но показаны здесь так, чтобы (а) раскрыть внутреннюю конструкцию (b) обеспечить конструктивную изоляцию вдоль осевого направления и (с) создать трехосный каркас.

На рис. 15 изображен вариант конструктивной реализации многоразмерной двухосной конструкции типа 1500. В этом варианте конструктивной реализации пояса ферм 1501, 1503 и 1505 изготавливаются каждая из вертикального ряда каркасов 1510, а каждый элемент решетки фермы 1502 изготавливается из вертикального ряда каркасов 1512. Точнее, в варианте, показанном на иллюстрации, каждый пояс фермы изготавливается из вертикального ряда, содержащего около 50-60 каркасов, а каждый элемент решетки фермы изготавливается из вертикального ряда, содержащего около 5 каркасов. В вертикальном ряду можно использовать большее или меньшее количество каркасов в зависимости от желаемого размера и прочности многоразмерного двухосевого каркаса 1500. Многоразмерная двухосная конструкция 1500 выполняет конструктивную изоляцию в продольном направлении (вертикальное направление у на рис. 15) и в нормальном направлении (горизонтальное направление х на рис. 15). В варианте, показанном на рис. 15, каркасы в вертикальном ряду поясов ферм растягиваются по горизонтали, а каркасы в вертикальном ряду элементов решетки фермы растягиваются по вертикали.

На рис. 16 показан трехосный каркас 1600, изготовленный из трех выровненных друг относительно друга каркасов 1601, 1602 и 1603. Элементы решетки фермы 1602 расположены в шахматном порядке относительно элементов решетки фермы 1604. В обоих наборах элементов 1602 и 1604 каждый элемент решетки фермы простирается на два из трех выровненных каркасов. Трехосевый каркас 1600 - это многоразмерный каркас, созданный с использованием элементов решетки фермы и поясов фермы, которые сами по себе являются небольшими каркасами. Можно создать вариант конструктивной реализации с любым произвольным количеством размеров, превратив конструктивные части любого размера в малые каркасы сами по себе. Точно так же можно создать вариант конструктивной реализации с любым произвольным количеством размеров, делая конструктивные части в большей конструктивно изолирующей структуре. Трехосевой каркас 1600 выполняет конструктивную изоляцию во всех трех направлениях, т.е. в продольном направлении вдоль длинной оси каркаса (поперечное направление z на рисунке), в нормальном направлении (горизонтальное направление х на рисунке) и в поперечном направлении (вертикальное направление у на рисунке). Этот каркас уменьшает поток энергии в вертикальном направлении схожим образом с геометрией, сходной с геометрией каркаса, показанной на рисунке 17. Фронтальный слой из трех структур, похожих на распорки или раскосы, и фронтальный слой из четырех элементов решетки фермы 1602 образуют однослойный двухосный каркас, который подавляет поток энергии вдоль поперечного направления z на рисунке и вертикального направления у на рис. 16. В другом варианте, показанном на рис. 26 Временной патентной заявки США №62/720,808, общая форма поперечного сечения поясов ферм является квадратной, а не прямоугольной.

На рис. 17А изображен вариант конструктивной реализации вытянутого в стороны каркаса с конструктивными образованиями в виде строительной панели 1206 с вертикальными стоечными каркасами 1210. Каркасная панель 1206 также включает в себя жесткую плоскостную сплошную плиту 1270 и горизонтальную обвязку 1272. Изолируемая каркасная панель 1206 выполняет задачу конструктивной изоляции в поперечном направлении z 17, перпендикулярно плоскости доски 1270. Каркасная панель 1206 содержит три конструктивных образования 1270, 1211 и 1212. Конструктивным образованием 1270 является плита 1270. Конструктивные образования 1211, 1212 включают в себя три пояса ферм, которые не соединены между собой напрямую и расположены друг от друга в горизонтальном направлении на расстоянии х, как показано на рис. 17В. Ветви ведущей линии, обозначенные 1211, соответствуют отдельным поясам ферм в конструктивном образовании 1211. Ветви ведущей линии, обозначенные 1212, соответствуют отдельным поясам ферм в конструктивном образовании 1212. Каждая пара конструктивных образований взаимосвязана с одной из формаций решетки 1214, 1213. Каждая из формаций решетки 1213, 1214 содержит 3 решетки фермы. Каждая из 3-х решеток в каждом из образований в форме решетки 1213, 1214 содержит шесть элементов решетки фермы. Каждая из трех ведущих ветвей, обозначенных 1213 на рис. 17В, указывает на первый элемент решетки фермы в каждой из трех решеток, составляющих образование в форме решетки 1213. Каждая из трех ветвей линии 1214, обозначенной на рис. 17В, указывает на первый элемент решетки фермы в каждом из трех звеньев, образующих решетку 1214. В других вариантах конструктивной реализации (не показанных) каждый пояс фермы представляет собой массив конструктивных элементов, таких как группа шпоновых лент, заламинированных воедино. В других вариантах конструктивной реализации (не показано) каждое конструктивное образование представляет собой массив конструктивных образований, таких как множество каркасных панелей, соединенных вместе либо с помощью описанных выше методов, либо без их использования. В качестве неограничительного примера, использование настоящих методов для соединения такого массива панелей каркаса может обеспечить защиту от бокового распространения огня между панелями каркаса, соединенными конструктивно, которые образуют изоляционное и изолирующее устройство каркаса стены.

На рис. 18 изображен вариант конструктивной реализации изоляционной и изолирующей панели здания 1800, состоящей из решетчатого каркаса 1812 между двумя листами 1815 и 1817, который служит защитным покрытием для размещения изоляционного материала, а также блоком конвективного и излучательного переноса в нормальном направлении (вертикальное направление у показано на рисунке). Ряд вариантов конструктивной реализации листов 1815, 1817 являются жесткими, в то время как другие - гибкими. Различные варианты конструктивной реализации двух листов 1815, 1817 представляют собой несущую конструкцию, в то время как другие таковой не являются. Различные варианты конструктивной реализации двух листов 1815-1817 являются прозрачными, в то время как другие полупрозрачными или непрозрачными. Два слоя конструктивных элементов 1836 идут в поперечном направлении по оси z, показанной на рисунке. Конструктивные элементы 1836 в разных слоях смещены в горизонтальном направлении х, как показано на рисунке. Элементы решетки фермы 1834 в разных слоях смещены в поперечном направлении z, как показано на рисунке. Два слоя элементов решетки фермы 1834 идут по горизонтали х в направлении фигуры и соединяются с конструктивными элементами для создания каркаса решетки 1812. Каркас 1812 выполняет конструктивную изоляцию по своей нормальной оси параллельно вертикальному направлению у. Для осуществления теплопроводящего потока от нижнего листа 1815 в конструктивный элемент 1836, а затем в верхний лист 1817 по вертикали у, энергия должна дополнительно течь в поперечном направлении z, затем в горизонтальном направлении х, а затем снова в поперечном направлении z по всему указанному пути. Для осуществления теплопроводящего потока из нижнего листа 1815 в элемент решетки фермы 1834, а затем в верхний лист 1817 по вертикали у энергия должна дополнительно течь в горизонтальном направлении х, затем в поперечном направлении z, а затем снова в горизонтальном направлении х по всему указанному пути. Верхний слой защитной оболочки 1817 условно частично отрезан, чтобы лучше показать подстилающую конструкцию. Из показа можно опустить один или оба слоя оболочки.

На рис. 19 иллюстрируется один из вариантов конструктивной реализации каркаса в виде изоляционной панели 1900, состоящей из трех и более листов 1912, 1914 и 1916 из материала с двумя и более слоями распорных ребер 1918, расположенных в шахматном порядке по отношению к соседним слоям. В некоторых вариантах конструктивной реализации панели 1900 листы выполнены из прозрачного материала и функционируют совместно как двухкамерный стеклопакет 1900 с соединением в косой замок. На иллюстрации показано смещение одного листа материала относительно другого. Такая конструкция позволяет стыковать друг с другом несколько панелей по принципу соединения в косой замок и сохранять их полную изоляционную способность. На рисунке материал показан прозрачным, что позволяет лучше рассмотреть эту конструкцию.

На рис. 20А иллюстрируется вариант конструктивной реализации каркаса, демонстрирующий, как выполнить и использовать соединение в косой замок для продольного соединения двухосных каркасов 1612, показанных отдельно на рис. 20 В, и 1614, показанных отдельно на рис. 20С. В представленном варианте каждая рама имеет номинальные внешние размеры 100 мм х 200 мм вдоль осей, отличных от продольных. Этот рисунок также иллюстрирует требуемую конфигурацию концов поясов ферм. В некоторых случаях эти каркасы изготавливаются из дерева. Рабочий может склеить эти каркасы прямо на месте сборки. Выступающие блоки, которые являются типичными вариантами блока 1616 на рис. 20С, фиксируют обе конструкции вместе по их нормальной и боковым осям. С помощью отверстий, просверленных в перекрытиях отрезков каркасов и заполненных штифтами из деревянных дюбелей или любого другого материала, можно дополнительно скрепить друг с другом оба каркаса вдоль их продольных осей. Гвозди или шурупы, вкручиваемые через отрезки каркасов внахлестку, могут служить для той же цели. Этот же метод работает и для одноосных каркасов. Рис. 20А также иллюстрирует эту концепцию. Например, набор поясов ферм, показанный на переднем плане и элементы решетки фермы 1622, 1624, скрепленные с половинками деталей 1612 и 1614, соответственно, составляют одноосные каркасы и показывают, как их можно соединить в косой замок. На рис. 32 и 34 показаны другие варианта конструктивной реализации временной патентной заявки США №62/720,808 для сращенных в косой замок двухосных каркасов.

На рис. 21 показана вертикальная проекция одноосного каркаса 1712, который выполняет конструктивную изоляцию вдоль своей нормальной оси (с ориентации относительно рисунка по направлению в и наружу страницы по диагонали с наклоном вниз слева направо относительно страницы) и измеримых сквозных проходов, имеющих наименьшее отклонение от прямой для деталей 1721 и 1723 из двух разных пучков измеримых проходов с пролетом в нормальном направлении.

На рис. 22А изображен один из вариантов конструктивной реализации расширяющегося в вертикальном направлении одноосного каркаса, заполненного теплоизоляционным материалом. Каркас имеет выступы, обеспечивающие пространство, типичное для полостей 5а и 56, с целью изоляции между ближайшим элементом типа пояса фермы и внутренней облицовочной поверхностью любого взаимоувязанного объекта, совместно действующего с окружающими объектами прикрепленного к их выступам. Один из примеров выступов содержит точки, обозначенные 5 с и 5d на рис. 2А. Точки 5 с и 5d являются исходными для двух наиболее прямых измеримых сквозных путей из двух разных пучков измеримых путей с пролетом в нормальном направлении. Выступы также значительно увеличивают длину двух самых прямых измеримых проходов, показанных в сравнении с тем, какими они были бы при отсутствии выступов.

На рис. 22В увеличена область пунктирной линии рис. 22А и показаны промежуточные точки 6b, 6а', а также конечная точка 5 с' для пути, начинающегося в точке 5 с. На рис. 22В также показаны промежуточные точки 7b, 7а', а также конечная точка 5d' для пути, начинающегося в точке 5d. Длина пути каждого пути вычисляется как суммарная длина всех сегментов пути между начальной точкой, промежуточными точками и конечной точкой.

На рис. 23А и 23В показаны две различные конфигурации стойки и пластины, соединенные между собой винтом и гвоздем. На рис. 23А элемент решетки фермы 2304 пластинчатоподобной рамы 2314 расширяется внутрь полости, образованной парой конструктивных элементов в стоечноподобной раме 2311, лежащей так же, как это было бы, например, при прикреплении рамочной конструкции к стенке. На рис. 23А показан винт, закрученный через пару конструктивных элементов и элемент решетки фермы 2304. Однако вместо винта можно использовать дюбель, гвоздь или любой другой подходящий крепеж. Этот тип соединения предпочтительнее по прочности, чем другой вид соединения, показанный на рис. 23А, в котором гвоздь забивается через пояс фермы 2301 пластинчатой рамы 2314 в соседний пояс фермы стоечной рамы 2311. Элемент решетки фермы 2302 показан пунктирной линией, чтобы отобразить, что он не находится в той же плоскости, что и элемент решетки фермы 2304. Это соглашение используется и на других рисунках. Таким образом, элементы решетки каркаса 2302 и 2304 смещены и не обеспечивают прямого пути для потока проводящей энергии между поясами фермы 2305 и 2301 через пояс фермы 2303 каркаса 2300. Кроме того, чем больше смещение между элементами решетки фермы 2302 и 2304, тем более отклоненным от прямого становится наиболее прямой из измеримых путей через них, что увеличивает коэффициент изоляции конструкции. На рис. 23В элемент решетки фермы 2314 каркаса 23В простирается в полость, созданную поясами ферм 2305 и 2303 каркаса 2300. Затем каркасы 2300 и 2310 закрепляются вместе с помощью винта, закручиваемого через пояса ферм 2305 и 2303 и элемент решетки фермы 2314.

На рис. 24А и 24В <.F040, стр. 22, оригинальный рисунок 40 на стр. 35.> показан одноосный каркас 2400, состоящий из многослойных силовых элементов 2410, 2411, 2412 и 2413. Каркас 2400 повернут на рис. 24В по отношению к каркасу на рис. 24А, чтобы показать его противоположную сторону, как указано на метке оси у2400. Многослойные силовые элементы 2410 и 2412 образуют пояса ферм. Многослойные силовые элементы 2412 проходят по всей длине каркаса 2400. Дополнительные многослойные силовые элементы, такие как многослойный силовой элемент 2412, могут быть добавлены для создания поперечного сечения двутавровой балки и укрепления каркаса в целом. Многослойный силовой элемент 2410 проходит между похожими на элемент решетки фермы многослойными элементами, похожими на решетку 2411. Многослойный силовой элемент 2413, похожий на элемент решетки фермы, проходит между многослойными силовыми элементами 2412, похожими на пояс фермы. Для изготовления каркаса 2400 можно собрать многослойные силовые элементы в форму с ориентацией каркаса, показанной на рис. 21. Затем многослойные силовые элементы можно сжать вместе для получения единого спрессованного узла. Тепло может подаваться к конструкции проводящим способом через форму и поверхности пресса. Тепловое излучение также может подаваться через радиационный нагрев микроволнами или с помощью другой подходящей формы излучения. В других вариантах конструктивной реализации используется изготовление многослойных силовых элементов, характерное для пиломатериалов с ориентированным волокном, клееной многослойной древесины с перекрестным расположением слоев, пиломатериалов с параллельными волокнами или пиломатериалов с многослойным расположением волокон. Многослойные силовые элементы 2410, 2411, 2412 и 2413, показанные на рис. 24, характерны для многослойных пиломатериалов. Многослойные силовые элементы могут быть предварительно спрессованы с использованием нагрева или без него, прежде чем они будут полностью спрессованы вместе в окончательную форму. Каркасы могут также склеиваться в конфигурации, показанные на рис. 6, в соответствии с Предварительной заявкой на патент №62/720,808 США. Каркасы можно изготовить, создавая широкий каркас, как показано на рис. 6 в соответствии с Предварительной заявкой на патент №62/720,808 США, а затем нарезая широкий каркас на более узкие каркасы.

На рис. 25A-25D <.F044, стр. 23.> показаны различные варианты конструктивной реализации и вид конструктивно-изоляционного каркаса балки 2512 с прямыми сквозными скобами в форме элемента решетки фермы и без них. На этом наборе рисунков показана конструкция, которая является балансируемой, изолирующей и изоляционной, при этом ее часть имеет два конструктивных элемента и диагональные элементы решетки фермы. Предпочтительный вариант конструктивной реализации, показанный на рисунке 25D, не имеет прямолинейных сквозных скоб для прикрепления силовых рамных конструкций к брусу, изолированному по всей его длине.

На рис. 26 показан другой вариант конструктивной реализации конструктивно изолированного каркаса балки с прямолинейными сквозными скобами/элементами решетки фермы. Структура, показанная на рис. 26А, может быть предпочтительнее, когда балка должна быть только конструктивно изолированной на ее концах. В этом случае прямые элементы решетки фермы не ухудшают тепловых характеристик и обеспечивают пространство, например, для прокладки инженерных коммуникаций. На рисунках 25А, 25В и 25С показаны различные возможные профили (а) верхнего и нижнего поясов фермы номинального размера 2 на 2 дюйма (с) верхнего и нижнего поясов фермы номинального размера 2 на 4 дюйма (е) верхнего и нижнего поясов фермы номинального размера 2 на 3 дюйма, для конструкций на продольном виде 25D.

На рис. 27А показан вид сбоку на заранее сформированные вставки из каркасов 2211, включающие в себя три параллельных пояса фермы 2230, 2232 и 2234, при этом первый непрерывный элемент решетки фермы 2237 простирался по длине заранее сформированной конструктивной вставки 2211 между первым и вторым поясами фермы 2230, 2232, а второй непрерывный элемент решетки фермы 2239 простирался по длине заранее сформированной конструктивной вставки 2211 между вторым и третьим поясами фермы 2232, 2234. На рис. 27В показан конечный вид конструкции, показывающий, что элементы решетки каркаса 2237, 2239 тоньше поясов фермы. Отверстия могут быть вырезаны в элементах решетки фермы 2237 и 2239 для создания непрямых путей в вертикальном направлении, показанных на странице между первым поясом фермы 2230 и третьим поясом фермы 2234 с целью формирования готовой конструкции.

Рис. 28А иллюстрирует вид с торца одного варианта конструктивной реализации кровельной рамы 2306. Каждый торец кровельной рамы 2306 включает в себя пару наклонных балок 2353 и 2354, которые соединяются в перевернутой V-образной конфигурации для формирования вершины фронтона. Вертикальная опора 2357 обеспечивает усиление балок 2353, 2354, воспринимая часть нагрузки от кровельного материала. Основная горизонтальная стяжка 2310 формируется из первого, второго и третьего поясов ферм 2331, 2333, 2335, соответственно, с элементами решетки фермы 2332, расположенными между первым и вторым поясами ферм 2331, 2333, и элементами решетки фермы 2334, расположенными между вторым и третьим поясами ферм 2333, 2335. Малые вертикальные каркасы 2313 и 2315 поддерживают противоположный конец главной горизонтальной опоры 2310. Каждый из вертикальных каркасов выполнен из трех поясов фермы и двух элементов решетки фермы. Диагональные балки 2355 и 2356 обеспечивают усиление к центру главной горизонтальной стяжной балки 2310. Каркас крыши имеет основное горизонтальное устройство, включающее в себя три конструктивных элемента. Каждый конструктивный элемент имеет горизонтальную соединительную балку и вертикальную опорную часть конструкции. Три конструктивных элемента соединены между собой двумя промежуточными решетчатыми перегородками. Каждая из этих решеточных конструкций имеет множество скоб. Вместо того, чтобы соединять конструктивные элементы и скобы, можно разрезать отверстия на глубину одной опоры конструкции, чтобы создать одинаковые непрямые пути для трех таких опор, соединенных скобами. В этом варианте конструктивной реализации различные элементы ферм соединяются вместе с металлическими пластинами ферм, которые можно штамповать, чтобы сформировать необходимое количество встроенных гвоздей.

На рис. 28В изображена кровельная рама 2306', аналогичная раме на рис. 28А, с клиньями 2386, 2388, 2390, 2392, 2394 и 2396 для соединения воедино элементов каркаса. Клинья могут быть приклеены, прибиты гвоздями или прикреплены другим подходящим способом. Эти клинья не изменяют минимальную кусочную непрямолинейность основного элемента горизонтальной связки. Ломаная линия 2397 будет представлять собой решетчатую конструкцию в форме буквы "W", которая может заменить единственную вертикальную опору, поднимающуюся до вершины фронтона.

На рис. 29 показан вид с торца со стороны конструкции 2410, которая включает в себя раму крыши 2306", аналогичную раме на рис. 28А, установленной на какой-либо конструкции типа 2411, например, на здании. Две показанные на рисунке конструкции 2412, 2414, 2416 и 2418 могут быть одноосными каркасами, каждый из которых состоит из матрицы конструктивных элементов 3x1, или двухосными каркасами, состоящими из матрицы конструктивных элементов 3x3, или могут иметь другие размеры в зависимости от размеров здания и требований к нагрузке. Для удобства понимания на показанном рисунке варианта конструктивной реализации показаны каркасы с матрицей 3х1. В конструкции предложенного здесь здания противоположный конец здания будет иметь аналогичную структуру, а четыре горизонтальных каркаса будут соединять два противоположных конца каркаса здания. Два поперечно ориентированных одноосных каркаса 2413 и 2415 с верхней плитой установлены на верху каждой стены и связывают друг с другом каркасы стоечного типа на их верхних концах. Поперечно ориентированные одноосные каркасы типа нижней пластины и изолированной пластины установлены в основании каждой стены и связывают друг с другом нижние концы каркасов типа стоек. Одноосный каркас 2416 - это каркас типа "балки пола".

На рис. 30А-30Е<.F050A, F050B, F050C, F050D, стр. 26 и рис. 51.> схематически иллюстрируются различные уложенные в вертикальный ряд и вращающиеся варианты конструктивной реализации каркаса, где конструктивные элементы и элементы решетки фермы бесшовно соединены таким образом, что они превращаются в единое целое, с характеристиками конструктивных элементов и элементов решетки фермы, а отдельные элементы соединений у них отсутствуют. На рис. 30А показан первый блок 2522, имеющий на иллюстрации вертикальные пояса. На рис. 30В изображен второй блок 2524. Второй блок 2524 такой же, как и первый 2522, за исключением того, что он был повернут на 180° вокруг своей продольной оси, а для целей иллюстрации на нем были расположены горизонтальные пояса ферм. На рис. 30С изображен первый блок 2522, уложенный на второй блок 2524, и третий блок 2526, который идентичен второму блоку 2524. Второй блок 2524 уложен под ним и слева, а третий блок 2526 - под ним и справа. Первый блок 2522 нарисован на прозрачном фоне для иллюстрации позиционной связи первого блока со вторым и третьим. Левая половина 2527 закрытой полости 2528 первого блока 2522 совпадает с правой открытой полостью 2532 второго блока 2524. Правая половина 2531 закрытой полости 2528 в первом блоке 2522 выровнена относительно левой открытой полости 2535 третьего блока 2526. Правая половина 2533 закрытой полости 2534 во втором блоке 2524 выровнена относительно левой открытой полости 2535 с левой стороны третьего блока 2526. Левая половина 2536 закрытой полости 2537 третьего блока 2526 выровнена относительно открытой полости 2538 справа от первого блока 2522. Эта особенность означает, что первый блок 2522 может образовывать "бегущую связку" с копиями самого себя, как показано на рис. 30D. Бегущие связки важны для достижения прочности при настенном монтаже. На рис. 30D внутренние кромки 2550, 2552 нижних узлов 2551, 2553 в конфигурации "бегущей связки" смещены соответствующим образом, по сути, на половине длины между внутренней кромкой 2554 и верхним узлом 2556. Зазоры между блоками обеспечивают пространство для заполнения веществом, связывающего блоки друг с другом. Варианты конструктивной реализации каркасов 2522, 2524, 2612 и 2614 принимают форму кирпичей, стеновых камней, кладочных блоков и других элементов кладки. Варианты конструктивной реализации каркасов 2522, 2524, 2612 и 2614 могут быть изготовлены из любого материала, но обычно в качестве материалов для кирпича, кладочных блоков и стеновых блоков используются керамика, бетон, необожженный кирпич, кирпичные блоки и стеновые каменные блоки. На рис. 31Е показан кирпичный каркас с конструктивно не изолирующей полостью 2563. Полость 2563 можно рассматривать как конструктивно не изолирующую полость, так как ни один измеримый путь не пересекает полость 2563. Также возможны конструктивно неизолирующие элементы решетки фермы и конструктивные элементы, если их не пересекает ни один измеримый путь. Полость 2563 в некоторой степени вносит свой вклад в изоляционный аспект кирпича. Предпочтительными по причине их теплоизолирующих аспектов могут быть варианты конструктивной реализации в виде конструктивно неизолирующих полостей. Варианты конструктивной реализации, предпочтительные с точки зрения их прочности, имеют от нескольких конструктивно неизолирующих полостей до полного их отсутствия. Характеристики вариантов 2564 и 2565 являются неэффективными, так как наличие конструктивных вариантов 2564, 2565 не изменяет изоляционные характеристики общей конструкции более чем на 10%. Аналогом с точки зрения их неэффективных свойств в случае каркаса, состоящего из конструктивных элементов, являются неэффективные элементы решетки фермы и другие конструктивные элементы, присутствие которых не изменяет изоляционные характеристики общей конструкции более чем на 10%.

На рис. 31A-31D схематично показаны различные варианты конструктивной реализации каркаса, сложенные в вертикальный ряд и повернутые в том или ином направлении. На этих рисунках показаны варианты конструктивной реализации, где пояса ферм и элементы решетки фермы бесшовно соединены таким образом, что они становятся единым целым с элементами, подобными конструкционным элементам, а также скобами без стыков, подобным элементам решетки фермы. На рис. 31А показан первый набор элементов конструкции 2611 из двух поставленных уступами и боковыми частями друг к другу блоков 2612 (показано с применением горизонтальных поясов). На рис. 31 В показан второй набор элементов конструкции 2613 из двух поставленных уступами и боковыми частями друг к другу блоков 2614. Второй комплект блоков является копией первого, за исключением того, что он повернут на 180° вокруг своей продольной оси и оснащен вертикальными полосами для целей иллюстрации. На рис. 31С показан первый блок 2611, уложенный частично поверх второго блока 2613. Такое расположение обеспечивает такую же функциональность, как и "бегущее соединение", при этом передняя часть комплекта выглядит как "соединение в вертикальный ряд" с обеих сторон стены. На рис. 31D показано, как выглядит передняя половина первого комплекта (выделена жирной линией): на переднем плане она имеет вид как ""соединение в вертикальный ряд".

На рис. 32A-32J схематично показаны различные варианты конструктивной реализации каркаса с кривыми, изгибами, скручиваниями, выпуклостями и другими искажениями. На каждом рисунке показана конфигурация из 5 поясов фермы (хотя каждая из них может быть сформирована как цельный компонент, а не путем соединения 5 отдельных поясов фермы с отдельными элементами решетки фермы). На рис. 32А показан S-образный каркас 2612 с, в целом, равномерной толщиной вдоль длины. На рис. 32В изображен каркас 2614, который шире в середине, чем на концах. Дополнительную ширину можно занять, делая полости различной ширины и/или используя пояса фермы неравномерной ширины. На рис. 32С изображен прямой каркас 2618 с, в целом, равномерной толщиной и диагонально удлиняющимися элементами решетки каркаса 2636. Конструкция на рис. 32D аналогична конструкции на рис. 32С за исключением того, что схема элементов решетки фермы 2638 отличается. Каркас 2622 на рис. 32Е имеет более широкие элементы решетки фермы 2640, чем элементы решетки фермы на рис. 32D. На рис. 32F, 32G и 32Н показаны каркасы 2624, 2626 и 2628 с неравномерными толщинами по длине. Каркас 2630 на рис. 321 имеет изогнутые продольные концы 2642, 2644.

На рис. 33 иллюстрируется один из вариантов конструктивной реализации каркаса 2712 с радиальной формой для элементов решетки каркаса 2736 и выступами на поверхности элемента решетки каркаса 2737. Удаляя один или несколько выступов, можно создать другие варианты конструктивной реализации раскрываемого устройства.

На рис. 34 показана фотография одного из вариантов конструктивной реализации каркаса с трехпоясной фермой, каркаса 2812, и самого прямого измеримого пути 2819 между крайними поясами ферм в каркасе 2812.

На рис. 35А-35С изображены варианты конструктивной реализации каркаса с прямоугольной рамой и изоляционным материалом и без него в соответствии с Примером 5. На рис. 35 А изображена изоляционная панель 2910, изготовленная из пяти каркасов 2912, 2914, 2916, 2918 и 2920. Вертикальные каркасы 2912 и 2914 и комбинация с горизонтальными каркасами 2916 и 2918 образуют коробчатые конструкции. Вертикальный каркас 2920 выступает в качестве единой центральной стойки. Поперечные скобы 2926, 2928 и 2930 образуют стойку, упомянутую в предыдущем параграфе.

На рис. 36А показана обычная каркасная стена 3602 и изоляционная каркасная стена 3601, соответствующие описанному здесь варианту реализации конструкции в соответствии с примером 6. Традиционная каркасная стена 3602 имеет снаружи сплошной слой пенопласта со значением R, равным 2,5 (°F кв.фут.час/БТЕ) и оценочным общим номинальным значением R, равным 20 (°F кв.фут.час/БТЕ). В таблице 3 приведены значения, использованные при оценке. Оценочное общее номинальное значение R-значения обычной стойки 3602 не включает эффект теплового моста.

На рис. 36В представлено тепловое изображение стенок шпилек 3601 и 3602. На момент съемки температура наружного воздуха составляла 34°F, а внутреннего воздуха составила 72°F. Нижняя температура на изоляционной стоечной стенке 3601 составила 68°F, в то время как нижняя температура на обычной стоечной стенке 3602 составила 57°F.

На рис. 36С изображен вариант конструктивной реализации прямоугольного одноосного каркаса 359, лежащего так, как он мог бы быть смонтирован при установке каркасной рамы на платформе, например, при его продольном направлении уз59, выровненным относительно оси поперечного сечения z, отображенной на странице рисунка. Этот вариант конструктивной реализации каркаса 359 имеет два одноосных конструктивно изолирующих стоечных каркаса 370, 370' и три одноосных конструктивно изолирующих и монтируемых на поперечных распорках каркаса 361, 361', 361''. Каждый из монтируемых на поперечных распорках каркасов имеет две решетки фермы с двумя элементами решетки фермы в первой решетке, что типично для элементов решетки фермы 362, 362', и один элемент решетки фермы во второй решетке, что типично для элементов решетки фермы 364. Элементы решетки фермы в каждой решетке соединяют пару конструктивных элементов, как показано на примере соединения конструктивных элементов 361 и 362 элементами решетки фермы 362, 362', а также на примере соединения конструктивных элементов 362 и 363 элементами решетки фермы 364 в монтируемом на поперечных распорках каркасе 360. Каркас 370', смонтированный из деталей типа стойка состоит из трех конструктивных элементов 371, 373 и 375. Конструктивные элементы 371 и 373 соединены между собой элементами решетки фермы 372, 372', 372'', а конструктивные элементы 373 и 375 соединены между собой элементами решетки фермы 374, 374', 374''. Например, каждый из элементов решетки фермы составляет 1,5 на 1,5 дюйма в продольном у и поперечном х направлениях и 0,7 дюйма в глубину в нормальном направлении. Каждый из элементов конструкции имеет глубину 0,7 дюйма в нормальном направлении. Элементы решетки фермы внутри самой решетки фермы расположены друг от друга на расстоянии 13,75 дюйма во всех стоечных каркасах и всех каркасах, имеющих тип скобы. Элементы решетки фермы в соседних решетках смещены на 6,125 дюйма относительно друг друга. Каждый из стоечных каркасов 370, 370' имеет продольную длину 32 дюйма, поперечную ширину 1,5 дюйма и нормальную глубину 3,5 дюйма. Каждый из поперечных каркасов длиной 360, 360', 360" имеет размер 16,75 дюймов в продольном направлении, 1,5 дюйма в поперечном направлении и 3,5 дюйма нормальной глубины. Таким образом, размер одноосного каркаса 359 составляет 19,75 дюйма на 32 дюйма на 3,5 дюйма Эти ключевые параметры определяют, что наиболее прямой измеримый путь между самыми внешними элементами конструкции любого каркаса имеет длину около 0,7+0,7+6,125+0,7+0,7 дюйма или 8,925 дюйма, пролет 3,5 дюйма, непрямолинейность по пролету 155% и коэффициент конструктивной изоляции 2,55. Самый длинный прямой измеримый путь между крайними элементами конструкции любого каркаса имеет длину около 0,7+0,7+12,25+0,7+0,7 дюйма или 15,05 дюйма, пролет 3,5 дюйма, непрямолинейность по пролету 330% и коэффициент конструктивной изоляции 4,3. Средний коэффициент непрямолинейности по пролету составляет 242%, средний коэффициент конструктивной изоляции - 3,42. Средний коэффициент конструктивной изоляции удовлетворяет среднему условию нулевого теплового перекрытия, которое заключается в том, что средний коэффициент конструктивной изоляции равен соотношению сопротивлений изоляционного материала в полостях межреберного каркаса и конструкционного материала. В качестве изоляционного материала при испытании использовалась целлюлозная изоляция с удельным сопротивлением 3,7°F⋅кв.фут / (БТЕ*ч дюйм) {или 25,6 К⋅м/Вт}. Конструкционным материалом была древесина с удельным сопротивлением 1°F кв.фут / (БТЕ*ч дюйм) {6,9 К м/Вт}. Средний коэффициент конструктивной изоляции составлял 3,42, что находится в пределах отклонения 10% от 3,7, т.е. отношение удельного сопротивления изоляционного материала в полости каркаса между стойками и удельного сопротивления конструкционного материала. Это вариант конструктивной реализации был реализован в виде реальной конструкции как прототип для термических испытаний. Другой вариант конструктивной реализации этого каркаса имеет вид листов из прозрачного материала, похожего на преобразование конструкции каркаса 780 в оконный каркас 780', проиллюстрированный на рис. 12Е, 12F.

На рис. 36D показан каркас 359 с кубическими кусочками жесткой пенопластовой изоляции типа 3661, 3662, 3671, 3761, 3762, 3771, 3772 и 3773, вставленных в каждую из внутрикаркасных полостей, размеры которых были определены конструктивными элементами и элементами решетки фермы. Сопротивление жесткой пенопластовой изоляции составляло 6,6°F кв.фут / (БТЕ*ч дюйм) при общем значении R, равном 12°F кв.фут / БТЕ*ч на увеличенном в 1,4 раза совокупном расстоянии между полостями и включая 2,1 дюйма древесины при общем значении R, равном 2,1°F кв.фут /БТЕ*ч, которое также находится в пределах 10% от целевого значения R, равного 13°F кв.фут / БТЕ*ч. В других вариантах конструктивной реализации вместо элементов 3661, 3662, 3671, 3761, 3762, 3771, 3772 и 3773 используются элементы любой жесткой изоляции, которые, как показано на рисунке, выходят за пределы крайних боковых облицовочных поверхностей и не выходят за пределы крайних боковых облицовочных поверхностей каркаса. Куски изоляции, выходящие за крайние боковые облицовочные поверхности каркаса, помогают заблокировать прямые пути теплового потока по крайним боковым облицовочным поверхностям каркаса. Полости между каркасами 370 и 370' и между каркасами 360, 360' и 360" заполняются целлюлозной изоляцией, заключенной в два куска оболочки на противоположных сторонах получившейся теплоизоляционной панели.

На рис. 36Е и 36F показаны результаты, полученные с применением тепловидения. В таблице 3 приведены параметры обычной стоечной стенки 3795 и параметры изоляционного модуля стоечной стенки 359. На рис. 36Е показано, что обычная стоечная стенка 3795 имеет тепловой мост в том смысле, что участки стены над стойками 3795 являются более холодными по отношению к окружающим участкам стены. Модуль 37491 изоляции стоечной стены не имеет тепловых перемычек, так как участки стены над стоечными и поперечными перемычками имеют такую же температуру, как и окружающие участки стены. Традиционная стоечная стена 3602 имеет более высокое номинальное значение R, чем изоляционный модуль стоечной стенки 37491. Поэтому был проведен второй тип контрольного эксперимента для сравнения изолирующего модуля стоечной стены 37491 с имитирующим изоляционным модулем стоечной стены 38001, который был точно таким же, как и упомянутый модуль, за исключением сплошного пенопласта в районе решеток и отсутствия конструктивных элементов решетки фермы. Из рис. 36F видно, что оба модуля одинаково хорошо работают, так как оба имеют одинаковый равномерный температурный профиль по всей внутренней поверхности. Немного более темная граница 38002 вокруг имитирующего изоляционного модуля стоечной стены 38001 соответствует области, в которой окружающая изоляция была заправлена под защитное покрытие на краю изолирующего модуля стоечной стены 37491, создавая область границы с немного меньшей величиной R-значения.

На рис. 36G-36I показаны результаты испытаний окна прототипа как одного из вариантов. Окно прототипа дает значительно более высокую температуру, чем стандартное окно с двойным остеклением. Температура наружного воздуха в день испытаний составляла 27°F. Радиационное охлаждение со стороны холодного неба сделало окружающие здания и поверхности холоднее, чем температура окружающего воздуха. Окно прототипа 2963 имеет раму, подобную той, которая изображена на рис. 12Е, и пять панелей стекол без покрытия. Его энергоэффективность эквивалентна энергоэффективности окружающей теплоизоляции 2966 со значением R 15,6 (°F кв. фут час / БТЕ), как поясняется в следующих параграфах. Окно 2963 сохраняет тепло с теплой стороны, как показано на рис. 36G, а с холодной стороны оно поддерживает стабильность низкой температуры, как показано на рис. 36Н. Эксплуатационные характеристики окна могут быть улучшены (1) заполнением окна изоляционным газом и/или (2) нанесением низкоэмиссионного покрытия на одно или несколько стекол, особенно на внешнее стекло. Из рис. 36G видно, что конвективный поток тепла между стеклами окна делает верхнюю часть окна немного теплее, чем нижнюю, а нижнюю часть окна холоднее, чем верхнюю. Нижняя часть окна выдерживает температурный перепад 75°F (от 64°F до -11°F), что равно разнице температур 75°F (от 66°F до -9°F), поддерживаемой пенопластовой изоляцией 266. Таким образом, значение R в нижней части окна 2963 равно значению для пеноизоляции 266. Верхняя часть окна 2963 выдерживает температурный перепад 77°F (от 66°F до -11°F), который превышает температурный перепад 75°F, поддерживаемый пенополистиролом 266. Окружающая изоляция (четыре слоя пенополистирола XPS толщиной 0,7 дюйма) имеет удельное значение R на дюйм, равное 5,6 (°F кв.фут.час/БТЕ), толщину 2,8 дюйма, и общее значение R на дюйм 15,6 (°F кв.фут.час/БТЕ) при средней температуре 25°F. Фактическое значение R выше, так как воздушные пленки между 4 слоями пенопласта XPS увеличивают эффективное значение R на дюйм каждого слоя пены.

На рис. 36Н показано, что внешняя поверхность окна 2970 холоднее, чем изоляция, поскольку стекло имеет более высокую излучательную способность (0,92), чем изоляция (0,6). Поэтому оконное стекло имеет относительно высокое значение излучательного охлаждения в сторону неба. На рис. 361 показано, что небо 2983 имеет чрезвычайно холодную температуру -40°F. Обратите внимание, что поверхности здания могут охлаждаться ниже температуры окружающего воздуха (27°F в день получения изображения) благодаря такому же эффекту радиационного охлаждения в сторону неба. Этот эффект аналогичен нагреву поверхностей здания выше температуры окружающего воздуха за счет излучаемого солнцем тепла.

На рис. 37 изображен один тип соединения, используемый между каркасными структурами, а именно пальцевое соединение (именуемое также соединение в замок, шиповое соединение, зубчатое соединение деревянных деталей, клиновидное соединение, соединение на зубчатый шип). Другие подходящие для этого случая типы соединений описаны ниже.

На рис. 38А-38С приведены различные неограничительные примеры методики соединения каркасов. На рис. 38D показана конструкция 3210', которая может быть выполнена в общем виде, описанном выше в предыдущем пункте, из первых каркасов 3240', вторых каркасов 3242' и третьих каркасов 3244'. На рис. 38Е показана конструкция 3210'', которая может быть выполнена в общем виде, описанном выше, из первых каркасов 3240'', вторых каркасов 3242'' третьих каркасов 3244''. На рис. 38F показана конструкция 3210''', которая может быть выполнена описанным выше общим способом из первых каркасов 3240''', вторых каркасов 3242''' и третьих каркасов 3244'''.

На рис. 39А показаны три варианта конструктивной реализации каркасов 3930, 3940 и 3950 с двумя поясами ферм каждый, на примере первого пояса фермы 3930 и второго пояса фермы 3932, и с диагональными элементами решетки фермы на примере диагонального элемента решетки фермы 3932, а также модифицируемые концевые прямолинейные элементы решетки фермы 3934, 3944,3954. Приведены неограничительные примеры размеров для толщины пояса фермы, ширины пояса фермы, ширины элемента решетки фермы, угла элемента решетки фермы и т.д.

На рис. 39В показаны каркасы 3930, 3940 и 3950 с модифицируемыми концевыми прямыми элементами решетки фермы 3934, 3944, 3954, модифицированными в удерживающие элементы 3934', 3944', 3954'. Другие варианты конструктивной реализации каркасов 3930, 3940, 3950 имеют меньшее количество, возможно нулевое, съемных элементов решетки фермы. Другие варианты конструктивной реализации систем 3930, 3940, 3950 имеют более двух съемных элементов решетки фермы и не имеют удерживающих элементов.

На рис. 40 показан измеримый путь через устройство с неправильной формой проходов, полостей, выступов, краев и границ устройства (показано утолщенными линиями). Линия 4107 представляет собой аппроксимацию для измеримого пути из точки А в точку В, построенного из 10 отрезков пути, каждый из которых представляет собой прямую. Приблизительная длина измеримого пути от точки А до точки В - сумма длин всех 10 отрезков пути. Протяженность этого измеримого пути представляет собой расстояние по прямой между точками А и В. из-за нерегулярности направленности границ пролет должен быть рассчитан методом, описанным в определении пролета. Окружность 4110, нарисованная пунктирной линией, является примером одной из многих окружностей, нарисованных для определения линии ближайшего приближения между первой точкой, точкой С в данном примере, на самой верхней границе предмета и на самой нижней границей предмета. Окружность 4110 имеет центр на верхней границе и рисуется так, что ее размеры соприкасаются с самой нижней границей, причем никакая другая окружность, размеры которой соприкасаются с самой нижней границей, не будет иметь меньшего радиуса. Окружность 4110 - это касающаяся окружность с наименьшим радиусом. Отрезок пунктирной линии 4108 - это линия ближайшего приближения между точкой С на самой верхней границе и самой нижней границей. Линия ближайшего приближения проходит от точки С, центра окружности 4110, т.е. касающейся окружности наименьшего радиуса, до точки D, т.е. до точки, где касающаяся окружность наименьшего радиуса касается самой нижней границы. Линия ближайшего приближения служит в качестве линии направления для определения пролета в соответствии с его определением. Метод, показанный на рис. 41, является лишь одним из нескольких методов определения линий наиболее близкого приближения между противоположными поверхностями объекта. Метод определения линий наиболее близкого приближения между противоположными поверхностями для всех возможных вариантов выбора точки С на одной из противоположных поверхностей или их репрезентативного множества также служит для определения набора прямых путей между противоположными поверхностями объекта. Метод определения линии наименьшего приближения в трех измерениях использует касающуюся сферу наименьшего радиуса, имеющую центр в точке С, и дает линию, проходящую от центра касающейся сферы наименьшего радиуса до точки, в которой касающаяся сфера наименьшего радиуса касается противоположной границы объекта. Обычно для этого требуется проведение трехмерного анализа, если только объект не имеет плоской конструкции, которая может быть использована для двухмерного анализа.

На рис. 41А, 41В, 42А, 42В<.Предварительный рисунок №110.> показаны различные варианты конструктивной реализации устройства с единым каркасом с сечением простой (плоскопараллельной) или двутавровой формы. На рис. 41А показан каркас длиной 93.5", глубиной 11", с двумя фланцами шириной 1.5', толщиной 2.5', тремя решетками каркаса шириной 3.5', смещенными на 12' и 1.25', которые могут служить балкой, стойкой, стропилом или аналогичным строительным элементом. На рис. 41В показано поперечное сечение каркаса, показанного на рис. 41А с двутавровой формой балки, созданной верхним и нижним фланцем шириной 2,5", а между ними - пояса фермы шириной 1,5" и элементы решетки фермы. На рис. 42А показан каркас, отображенный на рис. 41А, в котором элементы решетки фермы в каждой отдельной решетке смещены относительно элементов решетки фермы во всех остальных решетках. На рис. 42В изображен поперечный разрез каркаса, отображенный на рис. 41А, с поясами фермы и элементами решетки фермы шириной 2,5".

ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ СВОЙСТВА КОНСТРУКЦИЙ

Можно комбинировать каркасы различными способами, которые в основном следуют тому же образцу, что и технологии создания деревянного каркаса путем стыковки компонентов конструкции методами, принятыми в столярной технологии. Можно использовать соединение в косой замок, пальцевые соединения, соединение "косым зубом", врезные соединения и соединения на шип, угловые соединения со скосом 45 градусов, скрытые угловые соединения со скосом 45 градусов, соединения типа "ласточкин хвост", соединения японского типа, простые соединения внахлестку - это лишь некоторые из них. Схемы расположения швов могут задаваться в продольном, нормальном и поперечном направлениях, чтобы зафиксировать каркасы вместе. Для крепления каркасов друг к другу и к другим конструктивным элементам можно использовать такие крепежные элементы, как стропильные пластины, полосовые накладки, тросы, цепи, канаты, струны, проволочные скрутки, ремни, стяжки, хомуты, шурупы, гвозди и дюбели. Открытая архитектура каркасов позволяет использовать заклепки, заклепочные гайки, зажимные гвозди, гайки и болты с аналогичным эффектом и дает преимущество перед цельными элементами каркаса в использовании этих видов крепежа. Можно закрепить крепеж под углом в зависимости от способа применения. Можно добавить такие элементы, как приводные механизмы, клей, отверстия, подшипники, втулки, кнопки, застежки, кабелепроводы, шнуры, кривошипные рукоятки, съемные рамы, циферблаты, электрическую проволоку, электронные элементы, пленку, фланцы, мигающие узлы, прокладки, направляющие, ручки, подвесные механизмы, элементы фурнитуры для дверей, элементы фурнитуры для окон, петли, отверстия, шланги, зубцы, индикаторы, изоляционные стеллажи, пинцеты, ручки, лампы, замки, смазка, металлические детали, зеркала, литье, стеллажи, уплотнительные кольца, трубы, карманы, выступы, шпунты, втягиваемые шнуры, натяжители ремней, экраны, герметик, уплотнения, датчики, щиты, защитные оболочки, растворители, пружины, прозрачные материалы, окантовка, трубы, клапаны, герметизирующие прокладки, колеса, проволоку. Другим примером является добавление вогнутой кривизны к крайним поясам стропильной фермы, чтобы сгладить швы между гипсокартонными деталями, которые попадают на стоечный каркас. Другой пример - нарезание каркасов на более мелкие фрагменты, чтобы получились обрешетки, рейки под облицовку и подпорки для кусков гипсокартона, плавающих по высоте, которые не попадают на стоечный каркас. Другим примером является нанесение клеев, огнезащитных и других покрытий на каркасы и покрытия с низким уровнем излучения (в частности, оконные стекла). Лучистый барьер можно наносить во внутрикаркасные и межкаркасные полости, и на поверхности каркаса. Идеи поперечно-многослойного бруса, шпоночно-многослойного бруса, многослойного бруса с шипами, конструктивно-композитного пиломатериала, бруса из многослойной фанеры, клееных пиломатериалов из стружки, клееных пиломатериалов из ориентированной стружки могут быть применены ко многим современным вариантам конструктивной реализации теплоизолирующих изделий. Разницу во влажности можно использовать при использовании дюбелей или плавающих соединительных зубцов для создания внутрикаркасных и межкаркасных соединений. Можно фрезеровать, изготавливать плоскости, выполнять маршрутизацию прокладки различных труб и проводов и разрезать материал, чтобы настроить форму выпускаемых каркасов под нужды проекта. Можно настроить размеры и форму каркаса на месте, отрезав кусок от одного каркаса и прикрепив его к другому. Цитируемые ссылки, которые мы приводим в документе, представляют собой образцы многих идей, которые можно комбинировать с представленными здесь вариантами конструктивной реализации и создать широкий спектр других конструктивных вариантов. Обычно любая вариация, описанная здесь для одной конструкции, может быть применена к любой другой структуре.

УНИВЕРСАЛЬНЫЕ ВОЗМОЖНОСТИ

Оси каркаса х, у и z могут иметь любое произвольное выравнивание относительно набора фиксированных опорных осей х, у и z. Каркас может иметь любой произвольный угол поворота, наклона или крена и любой произвольный орбитальный угол поворота, наклона или крена. Например, конструктивно изолирующая стойка является вариантом конструктивной реализации изолирующего и изолируемого каркаса с осью у, ориентированной параллельно вертикальному направлению у, определяемому силой тяжести. При этом каркас, ориентированный по оси у перпендикулярно вертикальному направлению у, определяемому силой тяжести, становится верхней или нижней пластиной. При повороте каркаса на 90° этот каркас превращается в брус. Варианты конструктивной реализации могут соединяться друг с другом. Представляющая самую высокую прочность ось Y материала, который состоит из элемента решетки фермы, может идти параллельно продольному направлению элемента решетки фермы у, часто повышая при этом прочность материала, или в значительной степени не параллельно или даже перпендикулярно продольному направлению элемента решетки фермы, часто повышая при этом изоляционное сопротивление. Подводя итог, можно сказать, что ось Y наибольшей прочности материала может быть ориентирована в любом направлении относительно продольного направления элемента решетки каркаса или любой другой конструктивной части. Конструктивные элементы могут быть фланцевыми. Боковая ширина конструктивных элементов может быть большей, чем у элементов решетки фермы или наоборот. Все ключевые геометрические параметры для любой данной конструктивной части можно настроить относительно всех других конструктивных частей. Ключевыми геометрическими параметрами являются боковая ширина, нормальная глубина, продольная длина, качества поверхности, конструкция соединения, форма, скручивание, зубчатость, изогнутость, изгиб, гладкость, округлость, прямоугольность, кривизна, плоскостность, деформация в плане, плотность древесины может быть выше в определенных местах. Физические параметры, такие как плотность, могут быть настроены для любой конкретной конструктивной части. Например, одна деталь может иметь более высокую плотность или содержание влаги. Более высокая плотность материала на стыках между конструктивными элементами представляет собой один из способов повышения прочности стыка и конструкции в целом на растяжение. Конструктивно изолирующее сопротивление любого материала можно повысить, выборочно устранив связи между соседними удлиненными конструктивными элементами. Химическое соединение может быть создано для селективного связывания в определенных местах и/или сопротивления связыванию в других местах таким образом, что материал естественным образом собирается в вариант конструктивной реализации настоящего изобретения.

Раскрытые здесь варианты конструктивной реализации могут быть изготовлены доступными способами производства и способами, которые будут предложены в будущем. Раскрытые варианты конструктивной реализации могут быть изготовлены из доступных в настоящее время материалов и материалов, разработанных в будущем. Неисчерпывающий перечень материалов включает в себя: металл, керамику, углеродные соединения, углеродные нанотрубки, графен, графит, древесное волокно, наноматериал, нанокристаллы, древесину, искусственную древесину, композиционные материалы, древесно-пластиковый композиционный материал, древесные материалы, FRP, армированный волокнами пластик (FRP), пластик, углеродное волокно, кевлар, стекловолокно, конструктивный композит, композитный пластик, стекло, полимер, автоклавный газобетон, бетон, камень, кирпич, сжатый грунт, минералы, кристаллические материалы, природные материалы, коллоидные материалы, прозрачные материалы, текстиль, биоматериалы, металлы, сплавы металлов, полупроводниковые материалы, конструкционные материалы, жесткую изоляцию, пенопласт, элементы, химикаты, химические соединения, изоляцию. Раскрытые варианты конструктивной реализации могут быть спроектированы и изготовлены для всех форм энергии. Неограничительный перечень методов изготовления изоляционных каркасных устройств включает в себя: 3D-печать, 3D-печать накачанным бетоном, аддитивное производство, плотницкое дело, резьбу, литье, химическое осаждение, обработка на станках с ЧПУ, покрытие, резка, направленную экструзию, стыковое изготовление многослойных силовых элементов, формирование электронным лучом, травление, экструзию, крепление деталей гвоздями, крепление деталей винтами, крепление деталей фермами, ковку, формовку, сварку трением, будущие производственные процессы, склеивание, столярные технологии, технологии соединения, изготовление многослойных силовых элементов с помощью склеивания, изготовление многослойных силовых элементов, лазерную абляцию, лазерное травление, шлифовку, станочную обработку, кладку, микроволновое прессование, фрезерование, литье, изготовление многослойных силовых элементов с применением крепления гвоздями, постоянный зажим и склеивание слоев, плазменную резку, гальванизацию, технологии спекания керамики, предварительный нагрев и прессование, прессование, пултрузию (получение одноосно ориентированного волокнистого пластика), роботизированную сборку, фрезерование, винтовое изготовление многослойных силовых элементов, выборочное удаление уже существующего материала для формирования нового материала с большим коэффициентом конструктивной изоляции, самосборку, спекание, пайку, напыление, штамповку, паронагнетательное прессование, субтракционное производство, временный зажим и склеивание, токарную обработку, гидроабразивную резку, плетение и сварку.

ПАРАМЕТРЫ И ДИАПАЗОНЫ

В вариантах конструктивной реализации, когда изготавливаемым устройством является строительный элемент, выбранный из группы, которая включает в себя: стойки, брусья, стропила, домкрат, подстропильную балку, оконный замок, дверной замок, окна, двери, минимальная кусочно-опосредованная непрямолинейность между внутренней и внешней поверхностью строительного элемента является ненулевой. Общая минимальная пролетная непрямолинейность между внутренней и внешней поверхностью строительного элемента составляет более 0%. Это означает, что устройство не обеспечивает прямого пути для теплопроводящего потока энергии между внутренней и внешней поверхностью здания. Равномерность распределения общей непрямолинейности между ее первым и вторым значением равно примерно от 0.074 до 0.962, или примерно от 0.222 до примерно 0.814, или примерно от 0.370 до примерно 0.666.

В вариантах конструктивной реализации, когда изготавливаемым устройством является строительный элемент, выбранный из группы, которая включает в себя: стойки, брусья, стропила, домкрат, подстропильную балку, оконный блок, дверной блок, окно и двери, минимальная кусочно-опосредованная непрямолинейность между первым и вторым предметом является ненулевой. Минимальное общее сопротивление перемещению между первым и вторым элементом имеет значение примерно около 3,5 при 72°F кв. фута на БТЕ ч на дюйм, или примерно около 4,5 при 22°F кв. фута на БТЕ*ч на дюйм, или примерно около 5,0 при 12°F кв. фута на БТЕ*ч на дюйм.

В вариантах конструктивной реализации, когда строительным элементом является стропильная ферма с глобальной минимальной непрямолинейностью по пролету больше 0 (0%) между верхней поверхностью слоя утеплителя на полу верхнего этажа, созданного стропильной фермой, и нижним поясом стропильной фермы, максимальная и минимальная непрямолинейность имеют значения: примерно равные 200% отклонения от прямолинейности, или примерно от 10% до 150% отклонения от прямолинейности, или примерно от 25% до 100% отклонения от прямолинейности, или примерно от 50% до 75% отклонения от прямолинейности.

МЕТОДЫ

Метод 1 (проектирование/создание изоляционного и изолирующего каркасного устройства)

1. Оптимизация длины самого прямого измеримого пути, т.е. самого прямого пути через один только конструкционный материал, исключая окружающее пространство и материал, отличный от конструкционного.

2. Оптимизация совокупного расстояния между конструктивными элементами, встречающимися по наиболее прямому измеримому пути.

3. Итерация пп. 1 и 2 путем регулировки количества и геометрии конструктивных частей до достижения удовлетворительных результатов

Примечание: идентичность самого прямого измеримого пути и самого длинного прямого пути может измениться в ходе процесса, где критериями оптимизации являются:

1. прочность каркасного устройства

2. наименьшее сопротивление Ra на любом пути через каркасное устройство, где Ra -это меньшее из значений R1 и R2, как указано в определениях ниже. <как определено ниже [1]>

3. дополнительные ограничения, такие как: конструктивная прочность, экономическая эффективность, уровень теплового моста, сопротивление по самому прямому измеримому пути, сопротивление по самому длинному прямому пути, сопротивление по самому короткому прямому пути, сопротивление по самому короткому или самому длинному прямому пути в той же связке, что и самый прямой измеримый путь, уровень конструктивной избыточности (для сопротивления огню, коррозийным химикатам, землетрясениям, ураганам, низовому пожару, баллистическому удару, военному нападению и т.д.) и регулировка геометрии включает в себя, но не ограничивается:

1. изменение относительного положения конструктивных элементов

2. изменение размеров конструктивных элементов

3. изменение формы поперечного сечения конструктивных частей (круглых, прямоугольных, трапециевидных, треугольных)

4. изменение формы поперечного сечения полостей (круглые, эллипсоидальные, округло-угловые прямоугольные, прямоугольные, овальные, трапециевидные, треугольные)

Метод 2 (проектирование/создание теплоизолированных барьеров, таких как каркасы, панели, стены, крыши, полы и т.д.)

То же, что и метод 1 с одним дополнительным критерием

4. целевое сопротивление Ro для всего барьера

Метод 3

так же, как и метод 2, в котором целевое сопротивление Ro - это сопротивление Rb по самому длинному прямому пути через неперемежающийся материал внутри барьера.

Метод 4

Метод 4 аналогичен методу 2, в котором целевое сопротивление является минимально необходимым значением Rci.

Метод 5

Для достижения минимального R-значения согласно требованиям норм [1] для двухпоясной фермы, трехпоясной фермы или любой N-поясной фермы

Метод 6

Практически устранить тепловой мост для двухпоясной фермы с диагональными решетками каркаса:

1. наклон диагональных элементов решетки в ферме должен быть примерно равен r2/rb.

Метод 7

Практически устранить термический мост для трехпоясной фермы с диагональными решетками каркаса:

1. наклон отрезка самой короткой линии через средний пояс трехпоясной фермы каркаса между элементами решетки фермы, прикрепленными к противоположным сторонам среднего пояса фермы, должен быть примерно равен r2/rb

3. Вариации в методах 1-7

1. Вместо самого прямого измеримого пути используйте самый медиальный измеримый путь, т.е. самый медиальный измеримый путь в той же связке, что и самый прямой измеримый путь.

2. Вместо самого прямого измеримого пути используйте самый длинный измеримый путь, т.е. самый длинный измеримый путь в той же связке, что и самый прямой измеримый путь.

3. Вместо самой прямой измеримой длины пути используйте сопротивление самого прямого измеримого пути.

4. Вместо самой прямой измеримой длины пути используйте наиболее медиальное измеримое сопротивление пути.

5. Вместо самой прямой измеримой длины пути используйте сопротивление самого длинного измеримого пути.

6. Вместо кумулятивного расстояния между конструктивными элементами, встречающимися вдоль самого прямого измеримого пути, используйте кумулятивную толщину конструктивного материала, пересекаемого самым длинным прямым путем.

7. Вместо кумулятивного расстояния между конструктивными элементами решетки фермы, встречающимися по наиболее прямому измеримому пути, используйте кумулятивную толщину элементов решетки фермы, встречающихся по наиболее прямому измеримому пути.

7. Вместо кумулятивного расстояния между конструктивными элементами решетки фермы, встречающимися по наиболее прямому измеримому пути, используйте кумулятивную толщину элементов решетки фермы, встречающихся по интересующему измеримому пути.

8. Вместо кумулятивного расстояния между конструктивными элементами, встречающимися по наиболее прямому измеримому пути, используйте сопротивление самого длинного прямого пути.

9. Аналогичные изменения приводят к изменениям в измеримых размерах.

Определения, связанные с Методами 1-7

• Ra: меньшее из значений R1 и R2.

• R1: сопротивление по самому длинному прямому пути через конструкционный материал каркаса и любой вмешивающийся материал.

• R2: сопротивление по самому длинному прямому пути через конструкционный материал.

• Rb: (в контексте прямого пути через каркасное устройство, установленное в теплозащитном барьере) сопротивление по самому длинному прямому пути через невзаимодействующий материал внутри барьера (изоляция полости барьера)

• Rn: 1. R-значение непрерывной изоляции, требуемое строительными нормами и правилами ICC, такими как "13" в стандарте "13+5" или "20" в стандарте "20+5" [2].

• Rci: 1. значение R для сплошной изоляции, требуемое строительными нормами и правилами ICC, такими как "+5" в стандарте "13+5" или "+10" в стандарте "13+10" [2].

• Rextra: 1. Rtotal - Ra, 2. R-значение для дополнительного материала за пределами каркаса, пересекаемого самым длинным прямым путем между внешней поверхностью и внутренней поверхностью барьера, который перекрывает самый прямой измеримый путь.

• Rtotal: 1. R-значение вдоль самого длинного прямого пути между внешней поверхностью и внутренней поверхностью барьера, который перекрывает самый прямой измеримый путь.

• Минимальное R-значение согласно требованиям норм: 1. Rn+Rci, где Rn - 13, a Rci -10, например, в стандарте 13+10.

• Rstd: 1. стандартное значение R, связанное с соответствующим элементом каркаса, для минимального значения R согласно требованиям норм, например, 3,5" °F кв.фут / (БТЕ*ч), связанное с деревянной стойкой глубиной 3,5" дюйма в соответствии со стандартом 13+5 [2], 2. rstd, умноженное на глубину соответствующего элемента каркаса, ассоциирующегося со стандартным минимальным значением согласно требованиям норм, например, с деревянной стойкой глубиной 3,5 дюйма в соответствии со стандартом 13+5 [2].

• rstd: 1. стандартное значение теплового сопротивления, связанное с соответствующим элементом каркаса и равное минимальному значению согласно требованиям норм, например, 1°F кв. фут на БТЕ*ч на дюйм, связанное с деревянной стойкой 2x4 в соответствии со стандартом 13+5 [2].

• r1: R1 делится на L1

• r2: R2 делится на L2

• та: га, разделенное на La

• rb: Rb, разделенное на Lb

• L1: длина самого длинного прямого пути через конструктивный материал каркаса и любой вмешивающийся материал.

• L2: длина самого прямого измеримого пути

• La: длина пути, связанного с Ra

• Lb: длина самого длинного прямого пути через невзаимодействующий материал внутри барьера (изоляция полости барьера)

• М: наклон диагональных элементов решетки фермы в двухпоясной ферме

• совокупное расстояние между элементами конструкции: 1. (в контексте измеримого пути) сумма расстояний между каждой парой конструктивных элементов, измеренных вдоль измеримого пути.

• прямолинейность: (в контексте измеримого пути с длиной и пролетом) пролет, разделенный на длину

• прямой путь: 1. путь через конструктивный материал каркаса и любой вмешивающийся материал со значением прямолинейности, равным 1.

• самый прямой измеримый путь: 1. путь через конструктивный материал каркаса, имеющий наименьшее значение прямолинейности, 2. путь через конструктивный материал каркаса, имеющий наименьшее отношение пролета к длине.

• самый прямой измеримый путь: 1. самый прямой путь через конструкционный материал каркаса в обход любого вмешивающегося материала, 2. путь через конструкционный материал каркаса в обход любого вмешивающегося материала с наименьшим значением прямолинейности.

• самый прямой путь: 1. путь через конструктивный материал каркаса и любой вмешивающийся материал, имеющий наименьшее значение прямолинейности

• самый длинный прямой путь: самый длинный прямой путь через конструктивный материал каркаса и любой вмешивающийся материал

• сопротивление: 1. поверхностное термическое сопротивление, 2. величина R, измеренная в единицах британской системы °F кв. фут на БТЕ*ч и измеримых единицах Кельвина на кв.м. Ватт, 3. поверхностное сопротивление, связанное с любой формой передачи энергии

• Разрешение: 1. (в контексте измеримого пути) протяженность измеримого пути, разделенная на длину подпути через конструктивную часть с наименьшей длиной, измеренной вдоль измеримого пути.

• Путь: 1. (в контексте указанного разрешения) путь, определенный в соответствии с указанным разрешением, 2. (в контексте разрешения, которое не указано явно) путь, определенный в соответствии с разрешением 1000, 3. (в контексте разрешения, которое явно не указано, но выводимо из контекста) путь, определенный в соответствии с разрешением, выводимым из контекста.

• Отношение пролета к длине: (в контексте пути с пролетом и длиной пути) длина пути, деленная на длину пролета.

• Ах: (в контексте трехпоясной фермы с решеткой) расстояние между решеткой, прикрепленной к противоположным сторонам среднего пояса фермы.

[2] https://codes.iccsafe.org/content/iecc2018/chapter-4-re-residential-energy-efficiency?site type=public

Метод 8 - это метод изготовления и/или использования устройства с улучшенным значением минимальной непрямолинейности по пролету для по крайней мере одного измеримого пути между первым и вторым вариантом относительно строительного компонента предшествующего уровня техники. Метод предусматривает уменьшение термического моста за счет увеличения кусочной непрямолинейности, контроль над термическим мостом за счет контроля над кусочной непрямолинейностью, увеличение непрямолинейности в пролете и/или контроль над непрямолинейностью в пролете. В различных вариантах конструктивной реализации метод подразумевает увеличение непрямолинейности в пролете по измеримым путям и выравнивание непрямолинейности в пролете по измеримым подпутям. В некоторых случаях метод включает в себя контроль над непрямолинейностью по пролету по измеримым путям и выравнивание непрямолинейности по пролету по измеримым подпутям.

Метод 9 - это метод изготовления описанного здесь устройства путем пультрузии (получение одноосно ориентированного волокнистого пластика) и прерывистого введения и удаления по крайней мере одного барьера во время процесса пультрузии с целью создания пустот. В некоторых случаях устройство изготавливается путем экструзии и периодического ввода и удаления по крайней мере одного барьера во время процесса экструзии с целью создания полостей.

Метод 10 - это метод строительства домов с использованием перекрещивающихся реек и описанных здесь устройств таким образом, чтобы получить ненулевую пролетную непрямолинейность между внутренней и внешней частью дома.

Метод 11 - это метод проектирования зданий путем расчета непрямолинейности для минимизированных путей и минимизированных подпутей, проходящих через каркас здания;

Метод 12 - это способ изготовления описанного здесь устройства, при котором конструктивные элементы с работающими совместно пальцевыми соединениями стыкуются для формирования всего устройства. В предлагаемых вариантах конструктивной реализации конструктивные элементы с работающими совместно пальцевыми соединениями стыкуют в единое целое, при этом пальцевые соединения разрезают пилой; и/или конструктивные элементы с работающими совместно пальцевыми соединениями стыкуют в единое целое, при этом пальцевые соединения штампуют с применением штамповочного инструмента с использованием формы дополнительного пространства для пальцевых соединений. Волокна пиломатериалов укладываются в мат, имеющий форму требуемого устройства, и затем запрессовываются в конструктивный элемент, и/или шпон пиломатериалов запрессовывается с образованием мата, имеющий форму требуемого устройства, и затем запрессовывается в конструктивный элемент.

Метод 13 - это метод вычисления пролетной не прямолинейности для одного или нескольких измеримых путей, проходящих через каркас здания.

Метод 14 - это метод вычисления кусочной непрямолинейности для одного или нескольких измеримых путей, проходящих через каркас здания.

Метод 15 - это метод одновременной максимизации адиабатической одномерной модели эффективного сопротивления в сочетании с максимизацией непрямолинейности по пролету, рассчитанной с помощью описанных здесь методов.

Метод 16 - это метод одновременной максимизации адиабатической одномерной модели эффективного сопротивления в сочетании с максимизацией кусочной непрямолинейности, рассчитанной с помощью описанных здесь методов.

ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ РАСКРЫТЫЕ В ДАННОМ ДОКУМЕНТЕ ВАРИАНТЫ

Вариант конструктивной реализации А - это устройство, состоящее из: матрицы конструктивных массивов (матрицы конструкции), матрицы массивов решеточных конструкций (матрицы массивов решеточных конструкций), матрицы конструкции, состоящей из одного или нескольких конструктивных массивов (конструктивные массивы) и матрицы массивов решеточных конструкций, состоящей из одного или нескольких массивов решеточных конструкций (массивы решеточных конструкций). Каждый из массивов решеточных конструкций состоит из одной или нескольких решеточных конструкций (решетки фермы), каждого из конструктивных массивов, состоящих из трех или более конструктивных элементов, и каждой решеточной конструкции, состоящей из одного или более элементов решетки фермы. Каждые два последовательных конструктивных элемента в каждом массиве конструкции образуют сдвоенный массив из первого и второго конструктивных элементов и промежуточную полость. Каждые три последовательных конструктивных элемента в каждом массиве конструкции образуют тройной массив из первого, второго и третьего конструктивных элементов. Матрица решеточных конструкций конфигурируется таким образом, чтобы давать ненулевую кусочную непрямолинейность для потока энергии между первым и третьим конструктивными элементами решетки фермы хотя бы одного триплетного массива, содержащего только конструктивные элементы из первого конструктивного массива матрицы конструкции. В предлагаемых вариантах конструктивной реализации решетчатая матрица конфигурируется таким образом, чтобы кусочная непрямолинейность потока энергии между первым и третьим конструктивными элементами решетки фермы хотя бы одного триплетного массива, содержащего только конструктивные элементы из первого конструктивного массива матрицы конструкции, была ненулевой. Вариант конструктивной реализации В - это устройство, состоящее из: каркасного массива, конструктивной матрицы и решетчатых конструкций матрицы. Массив каркасов состоит из одного или нескольких каркасов, и каждый из каркасов состоит из одного или нескольких конструктивных массивов. Конструктивная матрица состоит из одного или нескольких конструктивных массивов, решетчатая конструкция матрицы состоит из одного или нескольких конструктивных массивов, а каждый из конструктивных массивов состоит из одной или нескольких решетчатых конструкций (решетки ферм). Каждый из массивов конструкции состоит из трех или более конструктивных элементов, и каждая из решетчатых конструкций состоит из одного или более элементов решетки фермы. Каждые два последовательных конструктивных элемента в каждом массиве конструкции образуют сдвоенный массив и промежуточную полость из первого и второго конструктивных элементов, а каждые три последовательных конструктивных элемента в каждом массиве конструкции образуют триплетный массив из первого, второго и третьего конструктивных элементов.

В некоторых случаях решетчатая матрица конфигурируется таким образом, чтобы обеспечить ненулевую кусочную непрямолинейность потоку энергии между первым и третьим конструктивными элементами решетки фермы хотя бы одного триплетного массива, содержащего только конструктивные элементы из первого конструктивного массива матрицы конструкции. В предлагаемых вариантах конструктивной реализации решетчатая матрица конфигурируется таким образом, чтобы кусочная непрямолинейность потока энергии между первым и третьим конструктивными элементами хотя бы одного триплетного массива, содержащая конструкционный элемент из двух разных конструктивных массивов, была ненулевой. Этот вариант конструктивной реализации включает в себя массив конструкционных элементов, первый массив, массив решеточной конструкции, второй массив, кардинальность первого массива, показатель которой равен трем или более, кардинальность второго массива, показатель которой равен двум и более, каждый массив решеток, состоящий из одного и более элементов решетки фермы, отстоящие друг от друга конструктивные элементы первого массива; каждые два соседних конструктивных элемента в первом массиве образуют смежную пару; каждый конструктивный элемент первого массива, прилегающий к любой смежной паре образует смежное трио, каждая смежная пара образует промежуточную полость, причем каждая решетка вносит свой вклад в повышение кусочной непрямолинейности.

Вариант конструктивной реализации С (см. рис. 38А, 38В, 38С, 38D, 38Е, 38F) представляет собой по существу устройство двухосного каркаса. Минимум три конструктивных элемента в варианте конструктивной реализации С с минимум 1 каркасом представляют собой устройство, состоящее из конструктивных частей и матрицы с внутрикаркасными полостями, каждая внутрикаркасная полость определяется парой конструктивных частей; конструктивные части состоят из массива (1) каркасов, массив каркасов состоит, по крайней мере, из одного каркаса (1а); каждый каркас состоит из массива конструктивных элементов (2) и массива решетчатых конструкций (3), - массив конструктивных элементов в каждой структуре состоит из одного или нескольких конструктивных элементов (2а), а массив конструктивных элементов в пределах как минимум одного каркаса состоит из трех или более конструктивных элементов. <.существует аналогичный вариант конструктивной реализации, в котором хотя бы одна конструкция состоит из двух или более конструктивных элементов.> Каждые два смежных конструктивных элемента в каждом каркасе образуют пару конструктивных элементов (4) из первого и второго конструктивных элемента, а каждые два смежных каркаса образуют пару (5) из первого и второго каркаса. Каждые три соседних конструктивных элемента в составе каркаса образуют тройку конструктивных элементов из первого, второго и третьего конструктивного элемента, и каждые три соседних каркаса составляют каркасную тройку из первого, второго и третьего каркаса. Каждый массив решетчатых конструкций состоит из одной решетчатой конструкции для соединений внутри решетки (3а) для каждой пары конструктивных элементов и одной решетчатой конструкции для соединений между решетками (3b) для каждой пары каркасов. Каждая решетчатая конструкция для соединений внутри решетки для определенной пары конструктивных элементов состоит из одного или нескольких элементов решетки фермы для соединений внутри решетки. Элементы решетки фермы для соединений внутри решетчатых конструкций соединяют первый и второй конструктивные элементы в указанной паре конструктивных элементов. Каждая решетчатая конструкция для внешних соединений между решетками для указанной пары каркасов состоит из одного или нескольких элементов решетки фермы для внешних соединений между решетками, эти элементы решетки фермы соединяют первый и второй каркасы указанной пары каркасов. Решеточные конструкции для соединения внутри решетки конфигурируются таким образом, чтобы обеспечить минимальную кусочную непрямолинейность в пределах статистического диапазона значений для потока энергии между первым и третьим конструктивными элементами одной или нескольких троек конструктивных элементов, статистический диапазон выбирается из следующей группы значений: более нуля и до 50%, более 50%, но менее 100%, более 100%, но менее 120%, более 120%, но менее 140%, более 140%, но менее 160%, более 160%, но менее 180%, более 180%, но менее 200%, более 200%, но менее 250%, более 250%, но менее 300%, более 300%, но менее 400%, более 400%, но менее 500%, более 500%.

В других вариантах конструктивной реализации для внешнего соединения решетчатые конструкции настраиваются таким образом, чтобы в пределах статистического диапазона значений для потока энергии между первым и третьим каркасами одного или нескольких троек каркасов обеспечить минимальную кусочную непрямолинейность, статистический диапазон значений выбирается из группы, в которую они входят: от нуля и до 50%, более 50%, но менее 100%, более 100%, но менее 120%, более 120%, но менее 140%, более 140%, но менее 160%, более 160%, но менее 180%, более 180%, но менее 200%, более 200%, но менее 250%, более 250%, но менее 300%, более 300%, но менее 400%, более 400%, но менее 500%, более 500%.

Вариант конструктивной реализации D - устройство 2D каркаса типа «сэндвич» - См. рис. 6F

Вариант конструктивной реализации D - это устройство, состоящее из массива (1) каркасов и матрицы полостей, матрица полостей, которая в силу самого факта своей конструкции формируется массивом каркасов, массив каркасов, состоящий из одного или нескольких каркасов (1а), каждый каркас состоит из массива конструктивных элементов (2) и массива решетчатых конструкций (3), массив конструктивных элементов внутри каждого каркаса состоит из одного или нескольких конструктивных элементов (2а). Массив конструктивных элементов в составе хотя бы одной конструкции состоит из трех или более конструктивных элементов, каждые два соседних конструктивных элемента в каждом каркасе образуют пару конструктивных элементов (4) из первого и второго конструктивных элемента, и каждые два соседних каркаса формируют пару (5) из первого и второго каркаса. Каждые три соседних конструктивных элемента в составе каркаса образуют тройку из первого, второго и третьего конструктивных элементов, и каждые три соседних каркаса образуют каркасную тройку из первого, второго и третьего каркаса. Каждый массив решетчатых конструкций состоит из одной решетчатой конструкции для соединения внутри решетки (3а) для каждой пары конструктивных элементов. Каждая решетчатая конструкция для определенной пары конструктивных элементов состоит из одного или нескольких элементов решетки фермы для формирования решетчатой конструкции. Каждый элемент решетки фермы для формирования решетчатой конструкции соединяет первый и второй конструктивные элементы в указанной паре конструктивных элементов, и каждый элемент решетки фермы для формирования решетчатой конструкции соединяет первый и второй каркасы указанной пары каркасов. Массив сетей настраивается таким образом, чтобы обеспечить максимальную кусочную непрямолинейность в пределах статистического диапазона значений потока энергии между первым и третьим конструктивными элементами одного или нескольких из указанной тройки конструктивных элементов. В вариантах конструктивной реализации статистический диапазон значений соответствует описанному выше в варианте конструктивной реализации С.

Вариант конструктивной реализации Е - Устройство решетки 2D каркаса - см. рис. 17 В<.F002>. Вариант конструктивной реализации Е - это устройство, состоящее из массива (1) каркасов и матрицы полостей. Матрица полостей образуется массивом каркасов сама по себе в силу конструкции. Массив каркасов состоит из одного или нескольких каркасов (1а). Каждый каркас состоит из массива конструктивных форм и массива решетчатых конструкций (3), массив конструктивных форм в каждом каркасе состоит из одной или нескольких конструктивных форм. Массив конструктивных форм в пределах, по крайней мере, одного каркаса состоит из трех или более конструктивных форм, причем каждая конструктивная форма включает в себя один или более массивов конструктивных элементов (2а). Каждый массив конструктивных элементов состоит из одного или нескольких конструктивных элементов. Каждые две соседние конструктивные формы в каждом каркасе образуют пару из (4) первой и второй конструктивных форм, а каждые два соседних каркаса образуют пару (5) из первого и второго каркасов. Каждые три соседние конструктивные формы в пределах одного каркаса образуют тройку конструктивных элементов из первой, второй и третьей конструктивной формы, а каждые три соседних каркаса образуют каркасную тройку из первого, второго и третьего каркасов. Каждый массив решетчатых конструкций состоит из одной решетчатой конструкции для внутрирешеточного соединения (3а) для каждой пары конструктивных форм и одной решетчатой конструкции для внешнего соединения между решетками (3b) для каждой пары каркасов. Каждая решетчатая конструкция для внутрирешеточного соединения для определенной пары конструктивных форм состоит из одного или нескольких элементов решетчатой фермы для внутрирешеточного соединения, при этом элементы решетчатой фермы для внутрирешеточного соединения соединяют все конструктивные элементы первой и второй конструктивных форм в указанной паре конструктивных форм. Каждая решетчатая конструкция для внешнего соединения между решетками для указанной пары каркасов состоит из одного или нескольких элементов решетчатой фермы для внешнего соединения между решетками. Элементы решетчатой фермы для внешнего соединения между решетками соединяют первый и второй каркасы указанной каркасной пары. Решеточные конструкции для внутрирешеточного соединения конфигурируются таким образом, чтобы давать максимальную кусочную непрямолинейность в пределах статистического диапазона значений для потока энергии через одну или несколько троек конструктивных форм между любым конструктивным элементом в первой конструктивной форме и любым конструктивным элементом в третьей конструктивной форме. В вариантах конструктивной реализации статистический диапазон значений соответствует описанному выше в Варианте конструктивной реализации С.

В вариантах конструктивной реализации С, D, Е и F с тремя и более каркасами в массиве каркасов, решетчатые конструкции для внешнего соединения между решетками можно сконфигурировать таким образом, чтобы они давали максимальную кусочную непрямолинейность в пределах статистического диапазона значений потока энергии между первым и третьим каркасами одной или нескольких троек каркасов, статистический диапазон значений выбирается из группы, в которую они входят: более 0%, но менее 1%, более 1%, но менее 10%, более 10%, но менее 20%, более 20%, но менее 40%, более 40%, но менее 60%, более 60%, но менее 80%, более 80%, но менее 100%, более 100%, но менее 120%, более 120%, но менее 140%, более 140%, но менее 160%, более 160%, но менее 180%, более 180%, но менее 200%, более 200%, но менее 250%, более 250%, но менее 300%, более 300%> но менее 400%, более 400%, но менее 500%, а также более 500%.

В вариантах конструктивной реализации С, D, Е и F с тремя и более каркасами в массиве каркасов можно сконфигурировать решетчатые конструкции для внешнего соединения между решетками таким образом, чтобы они давали минимальную кусочную непрямолинейность в пределах статистического диапазона значений для потока энергии между первым и третьим каркасами одной или нескольких троек каркасов, статистический диапазон значений выбирается из группы, состоящей из таких показателей: более 0%, но менее 1%, более 1%, но менее 10%, более 10%, но менее 20%, более 20%, но менее 40%, более 40%, но менее 60%, более 60%, но менее 80%, более 80%, но менее 100%, более 100%, но менее 120%, более 120%, но менее 140%, более 140%, но менее 160%, более 160%, но менее 180%, более 180%, но менее 200%, более 200%, но менее 250%, более 250%, но менее 300%, более 300% но менее 400%, более 400% но менее 500%, более 500%

В вариантах конструктивной реализации С, D, Е и F с одним каркасом в массиве каркасов, решетчатые конструкции для внутрирешеточного соединения конфигурируется таким образом, чтобы обеспечить максимальную кусочную непрямолинейность в пределах статистического диапазона значений потока энергии между первым и третьим конструктивными элементами одной или из нескольких троек конструктивных элементов, статистический диапазон значений выбирается из группы, состоящей из следующих диапазонов: более 0%, но менее 1%, более 1%, но менее 10%, более 10%, но менее 20%, более 20%, но менее 40%, более 40%, но менее 60%, более 60%, но менее 80%, более 80%, но менее 100%, более 100%, но менее 120%, более 120%, но менее 1407о, более 140%, но менее 160%, более 160%, но менее 180%, более 180%, но менее 200%, более 200%, но менее 250%, более 250%, но менее 300%, более 300%, но менее 400%, более 400%, но менее 500%, более 500%.

В вариантах конструктивной реализации С, D, Е и F с одним каркасом в массиве каркасов, решетчатая конструкция конфигурируется таким образом, чтобы обеспечить минимальную кусочную непрямолинейность в пределах статистического диапазона значений для потока энергии между первым и третьим конструктивными элементами решетки фермы одного или нескольких конструктивно- членских тройку, статистический диапазон значений выбирается из группы, в которую входит: более 0%, но менее 1%, более 1%, но менее 10%, более 10%, но менее 20%, более 20%, но менее 40%, более 40%, но менее 607о, более 60%, но менее 80%, более 80%, но менее 100%, более 100%, но менее 120%, более 120%, но менее 140%, более 140%, но менее 160%, более 160%, но менее 180%, более 180%, но менее 200%, более 200%, но менее 250%, более 250%, но менее 300%, более 300%, но менее 400%, более 400%, но менее 500%, более 500%.

В вариантах конструктивной реализации С, D, Е и F с одним каркасом в массиве каркасов, внутрисетевая сеть конфигурируется так, чтобы обеспечить максимальную непрямолинейность по пролету в пределах статистического диапазона значений для потока энергии между первым и третьим конструктивными элементами одной или нескольких троек конструктивных элементов, статистический диапазон значений выбирается из группы, состоящей из следующих значений: более 0%, но менее 1%, более 1%, но менее 10%, более 10%, но менее 20%, более 20%, но менее 40%, более 40%, но менее 60%, более 60%, но менее 80%, более 80%, но менее 100%, более 100%, но менее 120%, более 120%, но менее 140%, более 140%, но менее 160%, более 160%, но менее 180%, более 180%, но менее 200%, более 200%, но менее 250%, более 250%, но менее 300%, более 300%, но менее 400%, более 400%, но менее 500%, более 500%.

В вариантах конструктивной реализации С, D, Е и F с одним каркасом в массиве каркасов, внутрисетевая сеть конфигурируется так, чтобы обеспечить минимальную непрямолинейность по пролету в пределах статистического диапазона значений для потока энергии между первым и третьим конструктивными элементами одной или нескольких троек конструктивных элементов, статистический диапазон значений выбирается из группы, состоящей из следующих значений: более 0%, но менее 1%, более 1%, но менее 10%, более 10%, но менее 20%, более 20%, но менее 40%, более 40%, но менее 60%, более 60%, но менее 80%, более 80%, но менее 100%, более 100%, но менее 120%, более 120%, но менее 140%, более 140%, но менее 160%, более 160%, но менее 180%, более 180%, но менее 200%, более 200%, но менее 250%, более 250%, но менее 300%, более 300%, но менее 400%, более 400%, но менее 500%, более 500%.

Вариант конструктивной реализации F - минимум два конструктивных элемента как минимум в 1 каркасе.

Вариант конструктивной реализации F - это устройство, состоящее из массива (1) каркасов и матрицы полостей; матрица полостей формируется сама по себе за счет массива каркасов ipso facto. Массив каркасов состоит из одного или нескольких каркасов (1а), причем каждый каркас состоит из массива (2) конструктивных элементов и массива (3) решетчатых конструкций. Массив конструктивных элементов в каждом каркасе состоит из одного или нескольких конструктивных элементов (2а). Массив конструктивных элементов в пределах как минимум одного каркаса состоит из двух или более конструктивных элементов. Каждые два соседних конструктивных элемента в каждом каркасе образуют пару из (4) первого и второго конструктивных элемента, а каждые два соседних каркаса образуют пару (5) из первого и второго каркасов. Каждые три соседних конструктивных элемента в каркасе образуют тройку из первого, второго и третьего конструктивных элементов и каждые три смежных каркаса образуют тройку из первого, второго и третьего каркасов. Каждый массив решетчатых конструкций состоит из одной решетчатой конструкции для внутреннего соединения (3а) для каждой пары конструктивных элементов и одной решетчатой конструкции для внешнего соединения решеток (3b) для каждой пары каркасов, каждая решетчатая конструкция для внутреннего соединения предназначена для определенной пары конструктивных элементов, состоящей из одного или нескольких элементов фермы решетки для внутренних соединений. Элементы фермы решетки для внутренних соединений соединяют первый и второй конструктивные элементы в указанной паре конструктивных элементов. Каждая решетчатая конструкция для внешних соединений для указанной пары каркасов состоит из одного или нескольких элементов фермы решетки для внешних соединений решетчатых конструкций. Элементы фермы решетки для внешних соединений решетчатых конструкций соединяют первый и второй каркасы указанной пары каркасов. Решетчатые конструкции для внутренних соединений конфигурируются таким образом, чтобы обеспечить максимальную кусочную непрямолинейность в пределах статистического диапазона значений для потока энергии между первым и вторым конструктивными элементами одной или нескольких пар конструктивных элементов. В вариантах конструктивной реализации статистический диапазон значений соответствует описанному выше для варианта С.

Вариант конструктивной реализации G для каркасного 2D устройства тип сэндвич

Вариант конструктивной реализации G - это устройство, состоящее из массива (1) каркасов и матрицы полостей, при этом матрица полостей ipso facto (в силу факта) формируется массивом каркасов сама по себе, массив каркасов состоит из одного или нескольких каркасов (1а), каждый каркас состоит из массива конструктивных элементов (2) и массива решетчатых конструкций (3), массив конструктивных элементов внутри каждого каркаса состоит из одного или нескольких конструктивных элементов (2а). Массив конструктивных элементов в хотя бы одном каркасе состоит из двух или более конструктивных элементов. Каждые два соседних конструктивных элемента в каждом каркасе образуют пару (4) из первого и второго конструктивных элементов, а каждые два соседних каркаса образуют пару (5) из первого и второго каркасов. Каждые три соседних конструктивных элемента в каркасе образуют тройку из первого, второго и третьего конструктивных элементов и каждые три смежных каркаса образуют каркасную тройку из первого, второго и третьего каркасов. Каждый массив решетчатых конструкций состоит из одной решетчатой конструкций для внутреннего соединения (3а) для каждой пары конструктивных элементов. Каждая решетчатая конструкция для внутреннего соединения в массиве решетчатых конструкций дополнительно может быть решетчатой конструкцией для внешнего соединения решеток между собой. Каждая решетка для определенной пары конструктивных элементов состоит из одного или нескольких элементов решетки фермы для создания общей решетки. Каждый из элементов решетки фермы для создания общей решетки соединяет первый и второй конструктивные элементы в указанной паре конструктивных элементов. Каждый из элементов решетки фермы для создания общей решетки соединяет первый и второй каркасы указанной пары каркасов. Массив решетчатых конструкций конфигурируется таким образом, чтобы обеспечить максимальную кусочную непрямолинейность в пределах статистического диапазона значений потока энергии между первым и третьим конструктивными элементами одного или нескольких троек конструктивных элементов. В вариантах конструктивной реализации статистический диапазон значений соответствует описанному выше для варианта конструктивной реализации С.

Вариант конструктивной реализации Н - Решетчатое 2D каркасное устройство

Вариант конструктивной реализации Н - это устройство, состоящее из массива (1) каркасов и матрицы полостей, причем эта матрица полостей образуется массивом каркасов сама по себе ipso facto (в силу факта). Массив каркасов, состоит из одного или нескольких каркасов (1а), каждый каркас состоит из массива конструктивных форм и массива решетчатых конструкций (3), массив конструктивных форм в каждом каркасе состоит из одной или нескольких конструктивных форм. Массив конструктивных форм в пределах одного каркаса состоит как минимум из двух или более конструктивных форм. Каждая конструктивная форма состоит из одного или нескольких массивов конструктивных форм (2а). Каждый массив состоит из одного или нескольких конструктивных элементов, каждые две соседних конструктивных формы в каждом каркасе образуют пару (4) первой и второй конструктивной формы, а каждые два соседних каркаса образуют пару (5) первого и второго каркасов. Каждые три смежные конструктивные формы в пределах одного каркаса образуют тройку конструктивных элементов из первой, второй и третьей конструктивной формы, а каждые три смежных каркаса образуют каркасную тройку из первого, второго и третьего каркаса. Каждый массив решетчатых конструкций состоит из одной решетчатой конструкции для внутреннего соединения решеток (3а) для каждой пары конструктивных форм и одной решетчатой конструкции для внешнего соединения между решетками (3b) для каждой пары каркасов. Каждая решетчатая конструкция для внутреннего соединения решеток, предназначенная для определенной пары конструктивных форм, состоит из одного или нескольких элементов решеток ферм для внутреннего соединения решеток, элементы решеток ферм для внутреннего соединения решеток соединяют все конструктивные элементы первой и второй конструктивных форм в пределах указанной пары конструктивных форм. Каждая решетчатая конструкция для внешнего соединения между решетками для указанной пары каркасов состоит из одного или нескольких элементов решеток ферм для внешнего соединения между решетками, элементы решеток ферм соединяют первый и второй каркасы указанной пары каркасов. Решетчатые конструкции для внутреннего соединения решеток конфигурируются таким образом, чтобы обеспечить максимальную кусочную непрямолинейность в пределах статистического диапазона значений для потока энергии через одну или несколько троек конструктивных форм между любым конструктивным элементом в первой конструктивной форме и любым конструктивным элементом в третьей конструктивной форме. В вариантах конструктивной реализации статистический диапазон значений соответствует описанному выше в варианте конструктивной реализации С.Диапазоны непрямолинейности соответствуют описанному в варианте конструктивной реализации Е.

В описанных в данном документе вариантах конструктивной реализации одним или несколькими элементами каркаса является элемент, выбранный из группы, состоящей из набора волокон, набора пучков волокон, набора нитей, набора ламелей, набора слоев шпона. В некоторых случаях каркас представляет собой цельную строительную форму с серией смежных туннелей.

Вариант конструктивной реализации I - Явно одноосные и неявно многоосные каркасные устройства. Вариант конструктивной реализации I - это устройство, состоящее из двух или более полостей, представляющее собой некоторый корпус и набор элементов корпуса, корпус имеет набор измеримых путей и первое подмножество измеримых путей. Набор элементов корпуса состоит из трех или более конструктивных элементов, включая первый, второй и третий конструктивные элементы, расположенные отдельно на некотором расстоянии друг от друга, двух или более элементов решетки фермы, включая первый и второй элементы решетки фермы, каждый из которых соединяет по крайней мере один из трех или более конструктивные элементы с соседним конструктивным элементом в фиксированном позиционном соотношении в условиях самонагружения, и совместно обеспечивают, чтобы каждый из трех или более конструктивных элементов был соединен с устройством. Устройство включает две или более решеточных конструкции, в том числе первую и вторую решеточные конструкции, каждая из которых состоит из одного или более элементов решетки фермы, более конкретно, первая решеточная конструкция состоит из первого элемента решетки фермы, каждый элемент решетки фермы в первой решеточной конструкции по крайней мере соединяет первый и второй конструктивные элементы, более конкретно, вторая решеточная конструкция состоит из второго элемента решетки фермы, второй элемент решетки фермы во второй, каждый элемент этой решетки фермы по крайней мере соединяет второй и третий конструктивный элементы. Каждый измеримый путь в первом подмножестве измеримых путей определяется кратчайшим путем, по которому энергия может течь через корпус между первой конечной точкой, т.е. любой точкой на первом конструктивном элементе, и второй конечной точкой, т.е. любой точкой на третьем конструктивном элементе, и этот путь представлен набором отрезков пути с достаточно большим показателем кардинальности. Каждый измеримый путь характеризуется диапазоном, длиной пути и кусочной непрямолинейностью, равной длине пути, деленной на диапазон минус единица. Первое подмножество измеримых путей характеризуется максимальной кусочной непрямолинейностью первого подмножества, равной максимальному значению кусочной непрямолинейности для каждого пути в нем. Первая и вторая решеточные конструкции конфигурируются таким образом, чтобы обеспечить максимальную кусочную непрямолинейность первого подмножества, большую нуля. Первая и вторая решеточные конструкции конфигурируются таким образом, чтобы обеспечить величину, большую нуля, для статистической величины, выбранной из группы, состоящее из: максимального значения кусочной непрямолинейности, минимального значения кусочной непрямолинейности, максимального значения непрямолинейности по пролету и минимального значения непрямолинейности по пролету.

Вариант конструктивной реализации J - явно одноосные и неявно многоосные каркасные устройства

Вариант конструктивной реализации J - это устройство, состоящее из: корпуса с пятью или большим количеством элементов корпуса; первого подмножества из пяти или более элементов корпуса; трех или более конструктивных элементов, каждый из которых является одним из пяти или более элементов корпуса; двух или более измеримых путей; первого подмножества из двух или более измеримых путей; двух или более пар соседних конструктивных элементов, состоящих из первого парного элемента из трех или более конструктивных элементов и второго парного элемента из трех или более конструктивных элементов, примыкающего к первому парному элементу. Далее, устройство включает два или более элементов решетки фермы, каждый из которых является одним из пяти или более элементов корпуса и соединяет пару из набора, состоящего из двух или более пар смежных конструктивных элементов, находящихся вместе в фиксированном позиционном соотношении в условиях самонагружения таким образом, что первый парный элемент не касается второго парного элемента, и две или более решетки фермы, каждая из которых состоит из одного, двух или более элементов решетки фермы. У устройства существует две или более линии, которые могут быть вариантом линии направления пролета, первое подмножество из двух или более линий, которые могут быть вариантом линии направления пролета, две или более линии направления пролета, первое подмножество из двух или более линий направления пролета, два или более набора статистических данных и первое подмножество двух или более наборов статистических данных. Первое подмножество из пяти или более элементов корпуса состоит из: первого конструктивного элемента из трех или более конструктивных элементов, второго конструктивного элемента из трех или более конструктивных элементов, который выходит из внутренней части первого конструктивного элемента, третьего конструктивного элемента из трех или более конструктивных элементов, который выходит из внутренней части первого конструктивного элемента в большей степени, чем второй конструктивный элемент, первый элемент решетки фермы из двух или более элементов решетки фермы, который соединяет первый конструктивный элемент со вторым конструктивным элементом, и второй элемент решетки фермы, который соединяет второй конструктивный элемент с третьим конструктивным элементом, первая из двух или более решетчатых конструкций, которая состоит из одного или нескольких (двух или более) элементов решетки фермы, включая первый элемент решетки фермы, каждый из которых соединяет первый конструктивный элемент со вторым конструктивным элементом, вторая из двух или более решетчатых конструкций, которая состоит из одного или нескольких (двух или более) элементов решетки фермы, включая второй элемент решетки фермы, каждый из которых соединяет второй конструктивный элемент с третьим конструктивным элементом, при этом в наборе из двух или более измеримых путей, первого подмножества двух или более измеримых путей, набора из двух или более вариантов пролета, первого подмножества из двух или более вариантов пролета, набор двух или более вариантов пролета, и первое подмножество из двух или более вариантов пролета имеют кардинальность, достаточную для достижения любой требуемой точности при расчете любых зависимых величин.

Каждый вариант в первом подмножестве из двух или более линий направления пролета представляет собой линию, проходящую через начальную точку, т.е. любую точку на поверхности первого конструктивного элемента, и точку отражения, т.е. точку наибольшего сближения между начальной точкой и третьим конструктивным элементом, где каждая линия направления пролета в первом подмножестве из двух или более линий направления пролета представляет собой линию, основанную на варианте в первом подмножестве двух или более линий направления пролета, и проходящую через начальную точку, т.е. точку наибольшего сближения точки отражения указанного варианта и первым конструктивным элементом, и точки окончания, т.е. точки наибольшего сближения между начальной точкой и третьим конструктивным элементом.

Каждый путь в первом подмножестве двух или более измеримых путей является кратчайшим, то есть полностью ограничен частью корпуса между первой конечной точкой, то есть одной начальной точкой из первого подмножества двух и более линий направления пролета, и второй конечной точкой, то есть одной конечной точкой из первого подмножества из двух и более линий направления пролета, и аппроксимируется набором отрезков пути с кардинальностью, достаточной для достижения любой требуемой точности при вычислении любой зависимой величины. Каждый путь представляет собой диапазон, определяемый как расстояние между первой конечной точкой и второй конечной точкой; длину пути, которая аппроксимируется как сумма общей длины каждого сегмента для набора сегментов пути; кусочная непрямолинейность равна разнице, т.е. длине пути минус диапазон, деленной на диапазон, при этом первое подмножество статистических данных включает в себя значение кусочной непрямолинейности первого подмножества, равного максимальному значению каждой кусочной непрямолинейности первого подмножества двух или более измеримых путей, так что максимальная кусочная непрямолинейность первого подмножества превышает нулевую величину.

Вариант конструктивной реализации К - явно одноосное и неявно многоосное каркасные устройства, минимум трех конструктивных элемента, триплеты

Вариант конструктивной реализации К - это устройство, состоящее из следующих частей: две или более полостей, первый, второй и третий конструктивные элементы, расположенные отдельно на расстоянии друг от друга, первая и вторая решетчатая конструкции, каждый слой состоит из одного или нескольких конструктивных элементов, первая и вторая решетчатые конструкции, каждая из которых состоит из одного или нескольких элементов решетки фермы, каждый элемент решетки фермы в первой решетчатой конструкции соединяет один или более конструктивный элемент в первом слое с одним или более конструктивными элементами решетки фермы во втором слое, каждый элемент решетки фермы во второй решетчатой конструкции соединяет один или более конструктивный элемент во втором слое с одним или более конструктивными элементами в третьем слое. Каждый элемент решетки фермы в первой и второй решетчатой конструкции конфигурируется таким образом, чтобы обеспечить размерное ограничение, выбранное из группы, состоящей из: более чем 0 значение максимальной кусочной неопределенности, более чем 0 значение минимальной кусочной неопределенности, более чем 0 значение максимальной неопределенности по пролету и более 0 значение минимальной неопределенности по пролету, для потока энергии по связанным измеримым путям между любой точкой на стыке первого конструктивного элемента с первым или более элементами решетки фермы и любой точкой на третьем конструктивном элементе решетки фермы.

Варианты конструктивной реализации L, М N О и Р - одноосные, с минимум тремя конструктивными элементами в 1D каркасе

Вариант конструктивной реализации L - это устройство, состоящее из следующих частей: первого, второго и третьего конструктивных элементов, расположенных отдельно на расстоянии друг от друга; первый элемент решетки фермы, соединительный первый конструктивный элемент со вторым конструктивным элементом; второй элемент решетки фермы, соединительный второй конструктивный элемент с третьим конструктивным элементом; первый и второй элементы решетки фермы конфигурируются таким образом, чтобы обеспечить максимальную кусочную непрямолинейность, превышающую нулевую для потока энергии между любой точкой на первом конструктивном элементе и любой точкой на третьем конструктивном элементе.

Вариант конструктивной реализации М - это устройство, состоящее из следующих частей: первого, второго и третьего конструктивных элементов, расположенных отдельно друг от друга, первый элемент решетки фермы или несколько элементов решетки фермы, соединительных первый конструктивный элемент со вторым конструктивным элементом, второй элемент решетки фермы или нескольких элементов решетки фермы, соединительных второй конструктивный элемент с третьим конструктивным элементом, первый элемент решетки фермы или несколько элементов решетки фермы и второй элемент решетки фермы или несколько элементов решетки фермы конфигурируются таким образом, чтобы обеспечить максимальную кусочную непрямолинейность, превышающую нулевую, для потока энергии между любой точкой на первом конструктивном элементе и любой точкой на третьем конструктивном элементе.

Вариант конструктивной реализации N - это устройство, состоящее из первого, второго и третьего конструктивных элементов, расположенных отдельно на расстоянии друг от друга, первого элемента решетки фермы или нескольких элементов решетки фермы, соединительных первый конструктивный элемент со вторым конструктивным элементом, второго элемента решетки фермы или нескольких элементов решетки фермы, соединительных второй конструктивный элемент с третьим конструктивным элементом; первый элемент решетки фермы или несколько элементов решетки фермы и второй элемент решетки фермы или несколько элементов решетки фермы конфигурируются таким образом, чтобы обеспечить минимальную кусочную непрямолинейность, большую нуля, для потока энергии между любой точкой на первом конструктивном элементе и любой точкой на третьем конструктивном элементе.

Вариант конструктивной реализации О - это устройство, состоящее из следующих частей: первого, второго и третьего конструктивных элементов, расположенных отдельно на расстоянии друг от друга, один (первый) или несколько первых элементов решетки фермы, соединительных первый конструктивный элемент со вторым конструктивным элементом, второй или нескольких вторых элементов решетки фермы, соединительных второй конструктивный элемент с третьим конструктивным элементом, первый или несколько первых элементов решетки фермы и второй или нескольких вторых элементов решетки фермы конфигурируются таким образом, чтобы обеспечить максимальную кусочную непрямолинейность, большую нуля для потока энергии между любой точкой на стыке первого конструктивного элемента с первым или несколькими элементами решетки фермы сети и любой точкой на третьем конструктивном элементе.

Вариант конструктивной реализации Р - это устройство, состоящее из трех или более конструктивных элементов, двух или более решетчатых конструкций и двух или более элементов решетки фермы, каждый из двух или большего количества решетчатых конструкций состоит, по крайней мере, из одного из двух или более элементов решетки фермы и соединяет смежную пару из трех или более конструктивных элементов, т.е. первого конструктивного элемента и смежного конструктивного элемент, ровно одна из двух или более решетчатых конструкций соединяет первый конструктивный элемент со смежным конструктивным элементом каждой пары конструктивных элементов.

Варианты конструктивной реализации Q, R S и Т - явно одноосные и неявно многоосные дублеты минимум из двух конструктивных элемента,

Вариант конструктивной реализации Q1 - это устройство, состоящее из следующих частей: первого и второго конструктивных элементов, расположенных отдельно на расстоянии друг от друга, первого элемента решетки фермы, соединяющего первый конструктивный элемент со вторым конструктивным элементом, при этом первый элемент решетки фермы конфигурируется таким образом, чтобы обеспечить максимальную кусочную непрямолинейность, превышающую нулевую, для потока энергии между любой точкой на стыке первого элемента решетки фермы с первым конструктивным элементом, и любой точкой на втором конструктивном элементе.

Вариант конструктивной реализации Q2 - это устройство, состоящее из следующих частей: первого и второго конструктивных элементов, расположенных отдельно друг от друга, первого элемента решетки фермы, соединяющего первый конструктивный элемент со вторым конструктивным элементом; первый элемент решетки фермы конфигурируется таким образом, чтобы обеспечить минимальную кусочную непрямолинейность, превышающую нулевую, для потока энергии между любой точкой на стыке первого элемента решетки фермы с первым конструктивным элементом, и любой точкой на втором конструктивном элементе.

Вариант конструктивной реализации R - это устройство, состоящее из первого и второго конструктивных элементов, расположенных отдельно на расстоянии друг от друга, первого элемента решетки фермы, соединяющего первый конструктивный элемент со вторым конструктивным элементом, причем первый и второй элементы решетки фермы конфигурируются таким образом, чтобы обеспечить минимальную кусочную непрямолинейность, превышающую нулевую, для потока энергии между любой точкой на первом конструктивном элементе и любой точкой на втором конструктивном элементе. В варианте конструктивной реализации "минимальная непрямолинейность по пролету и" больше или равна 150%±50%, 250%±50%, 350%±50%, 450%±50%, 550%±50% или 650%±50%.

Вариант конструктивной реализации S - это устройство, состоящее из следующих частей: первого и второго конструктивных элементов, расположенных на расстоянии отдельно друг от друга, первого элемента решетки фермы, соединяющего первый конструктивный элемент со вторым конструктивным элементом, первого и второго элементов решетки фермы, конфигурируемых таким образом, чтобы обеспечить нормализованное распространение непрямолинейности по пролету, которая меньше или равна 50% для потока энергии между любой точкой на первом конструктивном элементе и любой точкой на втором конструктивном элементе.

Вариант конструктивной реализации Т - это устройство, состоящее из следующих частей: первого и второго конструктивных элементов, расположенных на расстоянии отдельно друг от друга, первого элемента решетки фермы, соединяющего первый конструктивный элемент со вторым конструктивным элементом, первого и второго элемента решетки фермы, конфигурируемых таким образом, чтобы обеспечить однородность непрямолинейности по пролету меньшей или равной 50% для потока энергии между любой точкой на первом конструктивном элементе и любой точкой на втором конструктивном элементе.

Вариант конструктивной реализации U это трехосевое устройство, представляющее собой сэндвич-каркас

Вариант конструктивной реализации U - это устройство, состоящее из первого устройства - варианта конструктивной реализации L, а также из одного специального дополнительного слоя, одного или нескольких дополнительных слоев, двух или нескольких специальных дополнительных конструктивных элементов, одного или нескольких дополнительных конструктивных элементов, одной или нескольких дополнительных решетчатых конструкций и одного или нескольких дополнительных элементов решеток ферм, причем специальный дополнительный слой состоит из трех или более специальных дополнительных конструктивных элементов, каждый из нескольких дополнительных слоев (минимум один) состоит из одного или нескольких дополнительных конструктивных элементов, каждая из нескольких дополнительных решетчатых конструкций (минимум одна) состоит из одного или нескольких дополнительных элементов решеток ферм; специальный дополнительный слой имеет нулевой индекс, каждый из нескольких дополнительных слоев (минимум один) имеет индекс больше нуля, каждый индекс является целым числом между нулем и числом одного или нескольких дополнительных слоев, каждый индекс, который представляет собой величину больше единицы, образует пару смежных индексов, состоящую из первого индекса и второго индекса, который равен первому индексу минус один, и каждая пара смежных индексов образует пару смежных слоев между первым слоем, одним из нескольких дополнительных слоев (минимум один) с индексом, равным первому индексу в паре смежных индексов, и вторым слоем, одним из нескольких дополнительных слоев (минимум один) с индексом, равным второму индексу в паре смежных индексов. В результате каждая из двух или более решетчатых конструкций в первом наборе первого устройства соединяется с двумя из нескольких специальных дополнительных конструктивных элементов (минимум один), каждая из одной или нескольких дополнительных решетчатых конструкций соединяется с каждым из нескольких (минимум один) дополнительных слоев с третьим устройством, а каждый из одного или нескольких дополнительных элементов решеток ферм соединяет два дополнительных конструктивных элемента в первом слое в паре смежных слоев со вторым слоем в паре смежных слоев.

Вариант конструктивной реализации V1-цельнотельное сплошное устройство

Вариант конструктивной реализации V1 - это устройство, в котором материал устройства заполняет каждый шов на границе стыков между элементами устройства, в котором элементы устройства являются конструктивными элементами и элементами решетки фермы, образуя сплошной корпус со структурообразующими конструктивными элементами и деталями, похожими на элементы решетки фермы.

Вариант конструктивной реализации V2 - это устройство, в котором материал устройства заполняет один или несколько швов, максимум на один шов меньше, чем все швы, на стыках между элементами устройства, где элементами устройства являются конструктивные элементы и элементы решетки фермы.

Вариант конструктивной реализации W это цельный сплошной корпус

Вариант конструктивной реализации W - это оконная рама, образованная путем добавления сквозной полости к каркасу, описанному в варианте конструктивной реализации L, в направлении пролета. В вариантах конструктивной реализации один или несколько элементов устройства имеют разную длину по сравнению с другими, в которых элементы устройства - это конструктивные элементы и элементы решетки фермы.

Вариант конструктивной реализации X - это описанный выше каркас, который встраивается в оконный проем, дверной проем, проем, круговой проем, портал, изоляционную полость, комнату, камеру, вдавливание, открытую полость, закрытую полость, закрытую ячейку, капсулу, микроскопическую полость, наноскопическую полость, а также другую незначительную полость.

Вариант конструктивной реализации Y аналогичен варианту конструктивной реализации L и включает в себя один специальный дополнительный слой, один или несколько дополнительных слоев, два или несколько специальных дополнительных конструктивных элемента, один или несколько дополнительных конструктивных элемента, одну или несколько дополнительных решетчатых конструкций и один или несколько дополнительных элементов решетки фермы, причем специальный дополнительный слой состоит из трех или более специальных дополнительных конструктивных элемента, каждый из которых состоит из одного или нескольких дополнительных конструктивных элемента, каждая из одной или нескольких дополнительных решетчатых конструкций состоит из одного или нескольких дополнительных элементов решетки фермы. В вариантах конструктивной реализации специальный дополнительный слой имеет нулевой индекс, каждый из одного или нескольких дополнительных слоев имеет индекс больше нуля, каждый индекс является целым числом между нулем и номером одного или нескольких дополнительных слоев, каждый индекс больше одного образует пару смежных индексов, состоящих из первого индекса и второго индекса, который равен первому индексу минус один, и каждая пара смежных индексов образует пару смежных слоев между первым слоем, одним из нескольких (минимум один) дополнительных слоев с индексом, равным первому индексу в паре смежных индексов, и вторым слоем, одним из нескольких (минимум один) дополнительных слоев с индексом, равным второму индексу в паре смежных индексов.

В результате каждая из двух или более решетчатых конструкций в первом наборе первого устройства соединяется с двумя из нескольких (минимум один) специальных дополнительных конструктивных элемента, каждая из нескольких (минимум одна) дополнительных решетчатых конструкций соединяется в каждом из нескольких (минимум один) дополнительных слоев с третьим устройством, и каждый из нескольких (минимум один) дополнительных элементов решетки фермы соединяется с двумя дополнительными конструктивными элементами в первом слое в паре смежных слоев со вторым слоем в паре смежных слоев. В этом варианте конструктивной реализации первым характерным признаком является самый дальний конструктивный элемент по первой оси, второй признак - самый ближний конструктивный элемент по первой оси, третий признак - самый дальний конструктивный элемент по второй оси, четвертый признак - самый ближний конструктивный элемент по второй оси, и вторая ось проходит под углом по отношению к первой оси.

Вариант конструктивной реализации Z

Вариант конструктивной реализации Z - это временная опалубка, которая содержит стационарно установленные автоклавные газобетонные блоки, уложенные в полости для опалубки бетонного каркаса путем заливки бетона в указанную опалубку таким образом, чтобы бетонный каркас имел минимальную непрямолинейность по пролету - 0.25 (25%) для по крайней мере одного минимального пролета между поверхностями бетонного каркаса, которые противостоят друг другу в глубинном направлении.

Вариант конструктивной реализации АВ - это оконный каркас, как описано выше, который включает в себя клапан для сброса давления из пространства между по крайней мере двумя оконными стеклами при открытом клапане и для повторной герметизации этого пространства таким образом, чтобы сохранить низкое давление внутри при закрытом клапане. Бытовой пылесос, ручной насос или другое всасывающее устройство могут разгерметизировать пространство с помощью соответствующей арматуры, которая подходит к отверстию оконного клапана. В некоторых случаях этот вариант конструктивной реализации состоит из каркаса, включающего три слоя смещенных герметизированных ячеек. В некоторых случаях фрагменты каркаса образуются из трех стоек, соединенных двумя решетчатыми конструкциями.

Вариант конструктивной реализации АС - это устройство, описанное в последнем параграфе Краткого изложения и в пунктах 16 и 17, дополнительно включающее любое количество дополнительных конструктивных элементов для общего количества в N_sm конструктивных элементов, маркированных как один массив конструктивных элементов, а также любое количество дополнительных решетчатых конструкций для общего количества в N_w решетчатых конструкций, маркированных как один массив решетчатых конструкций,

первая решетчатая конструкция дополнительно включает в себя любое количество дополнительных элементов решетки фермы общим количеством N_wm элементов решетки фермы в первой решетчатой конструкции,

вторая решетчатая конструкция дополнительно включает в себя любое количество дополнительных элементов решетки фермы общим количеством N_wm элементов решетки фермы во второй решетчатой конструкции, массив конструктивных элементов, проиндексированный с помощью индекса l_sm, который находится в диапазоне от 1 до N_sm,

первый конструктивный элемент, проиндексированный с помощью индекса l_sm, равного 1,

второй конструктивный элемент, проиндексированный с помощью индекса l_sm, равного 2,

третий конструктивный элемент, проиндексированный с помощью индекса l_sm, равного 3,

l_sm-й конструктивный элемент, расположенный между (l_sm-1)-M и (l_sm+1)-м элементами для l_sm, изменяющегося от 2 до N_sm-1,

массив решетчатых конструкций, индексируемый с помощью индекса, l_w, который находится в диапазоне от 1 до N_sm-1,

первая решетчатая конструкция, проиндексированная с помощью индекса l_w, равного 1, вторая решетчатая конструкция, проиндексированная с помощью индекса l_w, равного 2,

l_w-я решетчатая конструкция, состоящая из количества элементов решетки фермы, равного l_w - N_wm решетчатых конструкций, варьирующегося от 1 до любого положительного целого числа, большего нуля,

l_w-я решетчатая конструкция, проиндексированная с помощью индекса l_w-l_wm решетчатых конструкций, который находится в диапазоне от 1 до l_w-й- N_wm решетчатой конструкции,

первая решетчатая конструкция, состоящая из первого элемента решетки фермы, вторая решетчатая конструкция, состоящая из второго элемента решетки фермы,

первый элемент решетки фермы, проиндексированный первым значением для решетчатых конструкций N_wm, равным 1,

второй элемент решетки фермы, проиндексированный вторым значением для решетчатых конструкций N_wm, равным 1,

каждый элемент решетки фермы в l_w-й решетчатой конструкции, соединительный l_w-й конструктивный элемент с (1_w+1)-m конструктивным элементом в разнесенном по интервалу соотношении для l_w, идущего от 1 до l_w N_wm,

конструктивные части, дополнительно включающие в себя дополнительные конструктивные элементы и дополнительные решетчатые конструкции и образующие одноосный каркас,

Вариант конструктивной реализации AD - это комбинация варианта конструктивной реализации АВ с хотя бы одним дополнительным каркасом для достижения общего количества N_f каркасов, а также N_f-1 массивов решетчатых конструкций для внешнего соединения, при этом номера каркасов обозначены согласно нумерации массива каркасов,

массив каркасов, проиндексированный индексом, l_f,

индекс, l-f, изменяется в диапазоне от 1 до N_f,

массив решетчатых конструкций для внешнего соединения, обозначенный в соответствии с матрицей для массива решетчатых конструкций для внешнего соединения, матрица для массива решетчатых конструкций для внешнего соединения состоит из номеров, N_iwa, для массива решетчатых конструкций для внешнего соединения

номер, N_iwa, может быть равен минимум единице,

матрица для массива решетчатых конструкций для внешнего соединения, проиндексированная с помощью индекса, l_iwa, который определяет l_iwa-й массив решетчатых конструкций для внешнего соединения,

I_iwa, меняется в диапазоне от 1 до N_f-1,

l_iwa-й массив решетчатых конструкций для внешнего соединения имеет номера, l_iwa N_iw, решетчатых конструкций для внешнего соединения,

значение l_iwa N_iw, может быть равен минимум единице,

l_iwa-й массив решетчатых конструкций для внешнего соединения, индексируется с помощью индекса, l_iwa I_iw, который определяет l_iwa-й l_iw-й массив для внешнего соединения решетчатых конструкций,

l_iwa l_iw изменяется между 1 и l_iwa N_iw,

l_iwa-я l_iw-я решетчатая конструкция для внешнего соединения, имеет номер, l_iwa-я l_iw-я N_iwm, элементов решеток фермы для внешнего соединения,

l_iwa-я l_iw-я N_iwm - равно по крайней мере единице,

l_iwa-й l_iw-я решетчатая конструкция для внешнего соединения индексируется с помощью индекса, l_iwa-й l_iw-й l_iwm, который определяет l_iwa-й l_iw-й l_iwm-й для элемента решетки фермы для внешнего соединения,

l_iwa-й l_iw-й l_iwm изменяется в диапазоне между 1 и l_iwa-й l_iwlh N_iwm,

l_iwa-й l_iwa-й решетчатая конструкция для внешнего соединения соединяет l_iwa-й каркас с (l_iwa+1) каркасом для l_iwa, который изменяется в диапазоне от 1 до N_f-1,

l_iwa-й l_iw-й решетчатая конструкция для внешнего соединения состоит, по крайней мере, из одного элемента решетки фермы для внешнего соединения, который соединяется, по крайней мере, с одним конструктивным элементом в l_iwa-й каркас с, по крайней мере, одним конструктивным элементом в (l_iwa+l)-й каркас,

конструктивные части дополнительно включают в себя массивы решетчатых конструкций для внешнего соединения и дополнительные каркасы,

конструктивные части, составляющие многоосевой каркас,

Вариант конструктивной реализации АЕ - это вариант конструктивной реализации АС, в котором конструктивные части имеют размеры и расположены таким образом, чтобы включать по крайней мере один из (А) наиболее прямых вторых путей через одноосные каркасы, начиная с первого конструктивного элемента, который, по крайней мере, в 1.5 раза длиннее, чем длина самого прямого их вторых путей через одноосные каркасы, начинающиеся от первого элемента-конструктора, или (В) самого прямого из вторых путей через одноосные конструкции, начиная от первого конструктивного элемента, который как минимум в 2 раза длиннее, чем длина самого прямого из вторых путей через одноосные конструкции, начинающиеся от первого конструктивного элемента, или (С) самого прямого из вторых путей через одноосные конструкции, начинающиеся от первого конструктивного элемента, как минимум в 2 раза длиннее, чем длина самого прямого из вторых путей через одноосные конструкции, начинающиеся от первого конструктивного элемента, или (С) самого прямого из вторых путей через одноосные конструкции, начинающиеся от первого конструктивного элемента, который как минимум в 2,5 раза длиннее, чем длина самого прямого из вторых путей через одноосные конструкции от первого конструктивного элемента или (D) на самом прямом втором пути через одноосные конструкции от первого конструктивного элемента как минимум в 3 раза дольше, чем длина самого прямого из вторых путей через одноосные конструкции от первого конструктивного элемента. В некоторых случаях каждый элемент решетки фермы представляет собой кусок жесткой изоляции.

Вариант конструктивной реализации AF - это устройство, состоящее как минимум из массива конструктивных форм, каждая конструктивная форма состоит из массива конструктивных элементов, каждый конструктивный элемент состоит из массива конструктивных суб-элементов и массива решетчатых конструкций, каждая решетчатая конструкция состоит из массива элементов решетки фермы, каждая решетчатая конструкция, состоит как минимум из одного из следующего: (а) решетчатой конструкции между формами, в которой элементы решетчатой конструкции между формами конфигурируются таким образом, чтобы обеспечивать непрямолинейность по пролету более 100% для получения кратчайшего измеримого пути между первой и последней формами в массиве конструктивных форм.

Вариант конструктивной реализации AF: (Предпочтительный вариант конструктивной реализации) для установки в барьере с совместной внутренней и внешней поверхностью - устройство, состоящее из каркаса с более чем одним конструктивным элементом и глобальной решетчатой конструкции, состоящей из более чем нулевого числа элементов глобальной решетки фермы, в котором элементы глобальной решетки фермы сконфигурированы таким образом, чтобы обеспечить (1) первый измеримый путь между внутренней и внешней поверхностью с первой длиной L₁, первым пролетом S₁, первым значением непрямолинейности по пролету h={L₁/S₁}-1 большим 100% (изоляционный аспект), эквивалентным первому коэффициенту конструктивной изоляции F₁=L₁/S₁ большим 2, в котором первый измеримый путь короче, чем любой другой измеримый путь между внутренней и внешней поверхностью, (2) первый прямой путь между внутренней и внешней поверхностью со вторым значением пролета и первым совокупным расстоянием между конструктивными частями равен (а) более чем {(9%±1%), умноженным на значение второго пролета} (изолируемый аспект) и (b) менее чем {80% от второго пролета} (не настолько изолируемая, чтобы конструкция становилась непрочной), где первое совокупное расстояние между конструктивными частями меньше любого другого совокупного расстояния между конструктивными частями для любого другого прямого пути между внутренней и внешней поверхностью, (3) длина первого пути менее чем в 85 раз меньше первого совокупного расстояния между конструктивными частями (баланс между изолируемыми и изоляционными аспектами), где конструктивные части включают в себя каждый конструктивный элемент и глобальную решетчатую конструкцию.

Вариант конструктивной реализации AG: Вариант конструктивной реализации AF, в котором те же самые правила применяются в направлении, перпендикулярном конструктивным элементам.

В другом варианте конструктивной реализации настоящего изобретения, панельная конструкция 500, показанная на рис. 43, включает в себя разнесенные в пространстве первую плоскостную панель 502, вторую плоскостную панель 504 и множество разнесенных в пространстве конструктивных элементов 510А, 510 В, 510С, 510D соединительных облицовочных поверхностей первой панели 502 и второй панели 504. Как показано на рис. 44, каждый из конструктивных элементов 510А, 510 В, 510С, 510D включает в себя первый элемент рамы 520, контактирующий с первой плоскостной панелью 502 в продольном направлении, второй элемент рамы 530, контактирующий со второй плоскостной панелью 504 в продольном направлении, при этом второй элемент рамы 530 находится на расстоянии и в значительной степени параллелен первому элементу рамы 520, а соединительный элемент рамы 540 находится между первым элементом рамы 520 и вторым элементом рамы 530, соединительный элемент рамы 540 находится между первым элементом рамы 520 и вторым элементом рамы 530 во множестве первых мест 525 и вторым элементом рамы 530 во множестве вторых мест 550; первый и второй элементы рамы 520, 530 имеют свободные внутренние поверхности 521, 531 между первым и вторым местами 525, 550. Соединительный элемент рамы 540 не обеспечивает прямого пути кондуктивного теплового потока в направлении, перпендикулярном продольному, между внутренними поверхностями 521, 531 первого и второго элементов рамы 520, 530. Конструктивные элементы 510А, 510 В, 510С, 510D могут быть изготовлены из дерева или композита. Расстояние между первыми местами 525 не менее чем в 2 раза превышает расстояние между первым и вторым элементами рамы 520, 530. Расстояние между вторыми местами 550 не менее чем в 2 раза больше расстояния между первым и вторым элементами рамы 520, 530. Соединительный элемент рамы 540 состоит из центрального элемента рамы 540А, в значительной степени параллельного первому и второму элементам рамы 520, 530 и множеству соединительных элементов рамы 540 В, 540С, перпендикулярных центральным элементам рамы 540А, находящимся в контакте с первым и вторым элементами рамы 520, 540 в первом и втором местах установки 525, 550. В качестве варианта, соединительный элемент рамы 540 состоит из центрального соединительного элемента рамы 540А, в значительной степени параллельного первому и второму соединительному элементам рамы 520, 540, и множества первых соединительных элементов 540 В, соединительных первую поверхность 550 центрального элемента рамы 540А с первым элементом рамы 530, и множества вторых соединительных элементов 540С, соединительных вторую поверхность центрального элемента рамы 540А, находящегося напротив первой поверхности центрального элемента рамы 540А для крепления ко второму элементу рамы 520, при этом ни один из первых соединительных элементов 540 В не находится прямо напротив ни одного из вторых соединительных элементов 540С. Как показано на рис. 44, соединительный элемент рамы 540 состоит из центрального элемента рамы 540А, который в значительной степени параллелен первому и второму элементам рамы 520, 530, и множества соединительных элементов 540 В, 540С, каждый из которых закреплен либо по диагонали между первым элементом 530 и центральным элементом 540А, либо по диагонали между вторым элементом 520 и центральным элементом 540А. Панельная конструкция 500 может включать в себя вторичные соединительные элементы, соединительные один из разделенных между собой конструктивных элементов, по крайней мере, с одним из других разделенных конструктивных элементов. Вторичные соединительные элементы могут соединять один из разделенных конструктивных элементов как минимум с другим разделенным элементом конструкции, когда вторичные соединительные элементы не обеспечивают прямого пути для кондуктивного теплового потока в направлении, перпендикулярном продольному направлению, между разделенными конструктивными элементами.

Другой аспект настоящего изобретения направлен на разработку способа изготовления панельной конструкции 500, представленной на рис. 45, облицовочные поверхности первой и второй панелей соединяются с помощью конструктивных элементов 510А, 510В, 510С, 510D, при этом соединительный элемент рамы 540 не обеспечивает прямого пути кондуктивного теплового потока в направлении, перпендикулярном продольному, между внутренними облицовочными поверхностями первого и второго элементов рамы 520, 530.

В качестве альтернативы, метод изготовления панельной конструкции 500 может включать в себя множество расположенных на расстоянии друг от друга конструктивных элементов 510А, 510В, 510С, 510D, соединительных облицовочные поверхности первой и второй панелей 502, 504, в которых расположенные на расстоянии друг от друга элементы конструкции 510А, 510В, 510С, 510D не обеспечивают прямого пути кондуктивного теплового потока в направлении, перпендикулярном продольному направлению, между внутренними облицовочными поверхностями первой и второй панелей 502, 504.

Другой аспект настоящего изобретения направлен на разработку конструктивных элементов 510А, 510В, 510С, 510D, которые соединяют первую и вторую панели 502, 504 для создания панельной конструкции 500. Конструктивные элементы 510А, 510В, 510С, 510D включают в себя первый удлиненный элемент рамы 520, второй удлиненный элемент рамы 530, расположенный на расстоянии от первого удлиненного элемента рамы 520 и в значительной степени параллельный ему, а также соединительный элемент рамы 540, расположенный между первым и вторым элементами рамы 520, 530 и соединительный их, соединительный элемент рамы 540, контактирующий с первым элементом рамы 530 по множеству первых мест 550 и контактирующий со вторым элементом рамы 520 по множеству вторых мест 525, первый и второй элементы рамы 520, 530 со свободными внутренними поверхностями между первым и вторым местами 550, 525. Соединительный элемент рамы 540 не обеспечивает прямого пути кондуктивного теплового потока в направлении, перпендикулярном продольному, между внутренними поверхностями первого и второго элементов рамы 520, 530.

Другой аспект настоящего изобретения, показанный на рис. 46, направлен на изоляционный конструктивный элемент 610, включающий первый удлиненный элемент рамы 620, имеющий первую длину, и второй удлиненный элемент рамы 630, расположенный на расстоянии от первого удлиненного элемента рамы 620 и в значительной степени параллельный ему, второй удлиненный элемент рамы 630, имеющий вторую длину, в значительной степени такую же, как и первый элемент рамы. В состав изоляционного элемента 610 входит центральный удлиненный элемент рамы 640, расположенный между первым и вторым элементом рамы 620, 630, и третий элемент рамы 640, имеющий длину, в значительной степени равную длине первого элемента рамы. Изоляционный элемент 610 включает в себя множество первых соединительных элементов 650, которые соединяют первый удлиненный элемент 620 с одной поверхностью центрального элемента рамы 640, причем первые соединительные элементы 650 имеют длину соединения меньшую, чем первая длина. Изоляционный конструктивный элемент 610 включает в себя множество вторых соединительных элементов 660, присоединяющих второй удлиненный элемент 630 к противоположной поверхности центрального элемента 640, при этом второй соединительный элемент 660 имеет длину соединения значительно меньшую, чем первая длина. Конструктивный элемент 610 не обеспечивает прямого пути кондуктивного теплового потока в направлении, перпендикулярном первой длине. Длина соединения множества первых соединительных элементов 650 и множества вторых соединительных элементов 660 может составлять менее 20% от первой длины первого удлиненного элемента рамы 620 и дополнительно может составлять менее 10% от первой длины первого удлиненного элемента рамы. Первый, второй и центральный удлиненные элементы 620, 630, 640 могут составлять множество удлиненных многослойных элементов 601, как показано на рис. 46, а первый и второй соединительные элементы 650, 660 составляют множество многослойных соединительных элементов 602.

Соединительные многослойные элементы из числа первых соединительных элементов 650 могут быть переплетены с удлиненными многослойными элементами первого и центрального удлиненного элементов 620, 640, а соединительные многослойные элементы из числа вторых соединительных элементов 660 могут быть переплетены с удлиненными многослойными элементами второго и центрального удлиненных элементов 630, 640. Первый и второй соединительные элементы 650, 660 могут быть зафиксированы по диагонали между соответствующими первым или вторым удлиненными элементами рамы 620, 630 и центральным элементом рамы 640. Первый и второй соединительные элементы могут быть сконфигурированы таким образом, чтобы первый измеримый путь между внешней поверхностью первого удлиненного элемента рамы и противоположной внешней поверхностью второго удлиненного элемента рамы имел первое значение длины L1, первое значение непрямолинейности по пролету S1 такое, что I1={L1/S1}-1 больше 100% (изоляционный аспект), что эквивалентно первому геометрическому коэффициенту изоляции F1=L1/S1 большему 2, при этом первый измеримый путь короче любого другого измеримого пути между внутренней и внешней поверхностью. Первый и второй соединительные элементы могут быть сконфигурированы таким образом, чтобы первый прямой путь между внешней поверхностью первого удлиненного элемента рамы и противоположной внешней поверхностью второго удлиненного элемента рамы со вторым пролетом и первым совокупным расстоянием между элементами конструкции было (а) больше, чем {(9%±1%) от значения для второго пролета} (изоляционный аспект) и (b) менее чем {80% от значения для второго пролета} (не настолько изолируемая, чтобы конструкция становилась непрочной), где первое совокупное расстояние между конструктивными частями меньше любого другого совокупного расстояния между конструктивными частями для любого другого прямого пути между внутренней и внешней поверхностью. Первая и вторая соединительные части могут быть сконфигурированы таким образом, чтобы обеспечить длину первого пути, которая меньше, чем коэффициент 85, умноженный на первое совокупное расстояние между конструктивными частями (баланс между изолирующим и изоляционным аспектами). В этом случае в состав конструктивных частей входит каждый конструктивный элемент, а также первая и вторая соединительные части.

Таким образом, настоящее изобретение обеспечивает одно или несколько следующих преимуществ. Настоящее изобретение предоставляет пользователю конструктивный элемент, обладающий изоляционными свойствами, а также конструктивный элемент, дополняющий изоляционные материалы, используемые вместе с данным конструктивным элементом. Настоящее изобретение представляет конструктивный элемент для расположения несущих панелей на противоположных сторонах этого конструктивного элемента, который сопротивляется теплопередаче между противоположными панелями и представляет собой панельную конструкцию с расположенными на расстоянии друг от друга на первой и второй плоскости панелями, которые обеспечивают конструктивную целостность и сопротивление теплопередаче.

Хотя настоящее изобретение было в частности описано в связи с одним или более конкретными вариантами его осуществления, очевидно, что многие его альтернативы, изменения и варианты будут очевидны специалистам в данной области в свете вышеизложенного описания. Поэтому предполагается, что прилагаемые пункты формулы будут охватывать любые такие альтернативы, изменения и варианты, которые подпадают под действительный объем и дух настоящего изобретения.

Группа изобретений относится к области строительства, а именно к изоляционным конструктивным элементам, способу их изготовления и применения. Технический результат - повышение изоляционных свойств. Предложен изоляционный конструктивный элемент, включающий первый удлиненный элемент рамы, имеющий первую длину, и второй удлиненный элемент рамы, расположенный на расстоянии от первого удлиненного элемента рамы и параллельный ему; второй удлиненный элемент рамы имеет вторую длину, такую же, как и у первого элемента рамы. Изоляционный конструктивный элемент включает в себя центральный удлиненный элемент рамы, расположенный между первым и вторым элементами рамы и параллельный им; центральный элемент рамы имеет третью длину, такую же, как и первая длина, и множество первых элементов рамы, присоединяющих первый удлиненный элемент рамы к одной из поверхностей центрального элемента рамы; первые элементы рамы имеют длину соединения, которая меньше первой длины. Изоляционный конструктивный элемент включает в себя множество вторых соединительных элементов, присоединяющих второй удлиненный элемент к противоположной поверхности центрального элемента рамы, причем второй соединительный элемент имеет длину соединения, значительно меньшую, чем первая длина. 6 н. и 26 з.п. ф-лы, 46 ил.

1. Панельная конструкция, содержащая:

расположенные на расстоянии друг от друга первую и вторую плоскостные панели,

и

множество расположенных на расстоянии друг от друга конструктивных элементов, соединяющих облицованные поверхности первой и второй панелей,

причем каждый конструктивный элемент содержит:

первый элемент рамы, соприкасающийся с первой плоскостной панелью в продольном направлении,

второй элемент рамы, соприкасающийся со второй плоскостной панелью в продольном направлении, при этом второй элемент рамы находится на расстоянии от первого элемента рамы и по существу параллелен ему, и

соединительный элемент рамы, расположенный между первым и вторым элементами рамы и контактирующий с ними,

причем этот соединительный элемент рамы контактирует с первым элементом рамы по множеству первых мест и контактирует со вторым элементом рамы по множеству вторых мест, при этом первый и второй элементы рамы имеют свободные обращенные внутрь поверхности между первым и вторым местами,

причем соединительный элемент рамы не обеспечивает прямого пути кондуктивного теплового потока в направлении, перпендикулярном продольному направлению, между обращенными внутрь поверхностями первого и второго элементов рамы,

при этом каждый конструктивный элемент представляет собой конструктивную часть, основная цель которой состоит в том, чтобы нести приложенные конструктивные нагрузки, и которая является частью, частично или полностью составляющей каркас, образованный панельной конструкцией, обладающей значительной конструкционной прочностью по сравнению с другими частями каркаса и вносящей значительный вклад в его конструкционную прочность, причем конструкционная прочность представляет собой силу, приходящуюся на единицу площади и измеренную в метрических единицах N/м², которую способен выдержать конструктивный элемент без разрушения или пластической деформации.

2. Панельная конструкция по п. 1, в которой конструктивные элементы изготовлены из дерева или композита.

3. Панельная конструкция по п. 1, в которой расстояние между первыми точками по меньшей мере в 2 раза превышает расстояние между первыми и вторыми точками, а расстояние между вторыми точками по меньшей мере в 2 раза превышает расстояние между первыми и вторыми точками.

4. Панельная конструкция по п. 1, в которой соединительный элемент рамы содержит центральный элемент рамы, по существу параллельный первому и второму элементам рамы, и множество связывающих элементов, перпендикулярных центральным элементам рамы и контактирующих с первым и вторым элементами рамы в местах расположения первого и второго.

5. Панельная конструкция по п. 1, в которой соединительный элемент рамы содержит центральный элемент рамы, по существу параллельный первому и второму элементам рамы, и множество первых связывающих элементов, соединяющих первую поверхность центрального элемента рамы с первым элементом рамы, и множество вторых связывающих элементов, соединяющих вторую поверхность центрального элемента рамы напротив первой поверхности центрального элемента рамы со вторым элементом рамы.

6. Панельная конструкция по п. 5, в которой ни один из первых связывающих элементов не находится прямо напротив ни одного из вторых связывающих элементов.

7. Панельная конструкция по п. 1, в которой соединительный элемент рамы содержит центральный элемент рамы, по существу параллельный первому и второму элементам рамы, и множество связывающих элементов, каждый из которых закреплен либо по диагонали между первым элементом рамы и центральным элементом рамы, либо по диагонали между вторым элементом рамы и центральным элементом рамы.

8. Панельная конструкция по п. 1, содержащая вторичные связывающие элементы, соединяющие один из разнесенных конструктивных элементов с по меньшей мере еще одним разнесенным конструктивным элементом.

9. Панельная конструкция по п. 8, в которой вторичные связывающие элементы, соединяющие один из размещенных на расстоянии друг от друга конструктивных элементов с по меньшей мере еще одним разнесенным конструктивным элементом, не обеспечивают прямого пути для кондуктивного теплового потока в направлении, перпендикулярном продольному направлению, между размещенными на расстоянии конструктивными элементами.

10. Способ изготовления панельной конструкции, включающий:

предоставление первой и второй плоскостных панелей,

предоставление множества расположенных на расстоянии друг от друга конструктивных элементов, содержащих первый элемент рамы, контактирующий с первой плоскостной панелью в продольном направлении, второй элемент рамы, контактирующий со второй плоскостной панелью в продольном направлении и расположенный на расстоянии от первого элемента рамы и по существу параллельный ему, и

соединительный элемент рамы, расположенный между первым и вторым элементами рамы и контактирующий с ними, причем соединительный элемент рамы контактирует с первым элементом рамы во множестве первых мест и контактирует со вторым элементом рамы во множестве вторых мест,

при этом первый и второй элементы рамы имеют свободные обращенные внутрь поверхности между первым и вторым местами расположения, и соединение обращенных друг к другу поверхностей первой и второй панелей с помощью конструктивных элементов,

при этом соединительный элемент рамы не обеспечивает прямого пути кондуктивного теплового потока в направлении, перпендикулярном продольному, между обращенными внутрь поверхностями первого и второго элементов рамы,

при этом каждый конструктивный элемент представляет собой конструктивную часть, основная цель которой состоит в том, чтобы нести приложенные конструктивные нагрузки, и которая является частью, частично или полностью составляющей каркас, образованный панельной конструкцией, обладающей значительной конструкционной прочностью по сравнению с другими частями каркаса и вносящей значительный вклад в его конструкционную прочность, причем конструкционная прочность представляет собой силу, приходящуюся на единицу площади и измеренную в метрических единицах N/м², которую способен выдержать конструктивный элемент без разрушения или пластической деформации.

11. Способ по п. 10, в котором конструктивные элементы изготовлены из древесины или ее композита.

12. Способ по п. 10, в котором расстояние между первыми и вторыми местами по меньшей мере в 2 раза превышает расстояние между первым и вторым элементами рамы.

13. Способ по п. 10, в котором соединительный элемент рамы содержит центральный элемент рамы, по существу параллельный первому и второму элементам рамы, и множество связывающих элементов, перпендикулярных центральным элементам рамы, находящихся в контакте с первым и вторым элементами рамы в первом и втором местах.

14. Конструктивный элемент, предназначенный для соединения первой и второй панели для создания конструкции панели, при этом конструктивный элемент содержит:

первый удлинённый элемент рамы,

второй удлиненный элемент рамы, расположенный от первого удлиненного элемента рамы на некотором расстоянии и по существу параллельный ему, и

соединительный элемент рамы, расположенный между первым и вторым элементами рамы и контактирующий с ними, причем соединительный элемент рамы контактирует с первым элементом рамы по множеству первых мест и контактирует со вторым элементом рамы по множеству вторых мест,

при этом первый и второй элементы рамы имеют свободные обращенные внутрь поверхности между первыми и вторыми местами,

при этом соединительный элемент рамы не обеспечивает прямого пути для кондуктивного теплового потока в направлении, перпендикулярном продольному, между обращенными внутрь поверхностями первого и второго элементов рамы,

при этом каждый конструктивный элемент представляет собой конструктивную часть, основная цель которой состоит в том, чтобы нести приложенные конструктивные нагрузки, и которая является частью, частично или полностью составляющей каркас, образованный панельной конструкцией, обладающей значительной конструкционной прочностью по сравнению с другими частями каркаса и вносящей значительный вклад в его конструкционную прочность, причем конструкционная прочность представляет собой силу, приходящуюся на единицу площади и измеренную в метрических единицах N/м², которую способен выдержать конструктивный элемент без разрушения или пластической деформации.

15. Изоляционный конструктивный элемент, содержащий:

первый удлиненный элемент рамы, имеющий первую длину,

второй удлиненный элемент рамы, расположенный на расстоянии от первого удлиненного элемента рамы и по существу параллельный ему, причем второй удлиненный элемент рамы имеет вторую длину, по существу такую же, как и первая длина, центральный удлиненный элемент рамы, расположенный между первым и вторым элементами рамы и параллельный им,

причем центральный элемент рамы имеет третью длину, практически такую же, как и первая длина,

множество первых соединительных элементов, соединяющих первый удлиненный элемент рамы с одной из поверхностей центрального элемента рамы, причем длина соединения у первых соединительных элементов короче первой длины, и множество вторых соединительных элементов, соединяющих второй удлиненный элемент рамы с противоположной поверхностью центрального элемента рамы,

причем длина соединения у вторых соединительных элементов по существу меньше, чем первая длина,

при этом изоляционный конструктивный элемент не обеспечивает прямого пути для кондуктивного теплового потока в направлении, перпендикулярном первой длине.

16. Изоляционный конструктивный элемент по п. 15, в котором длина соединения множества первых соединительных элементов и множества вторых соединительных элементов составляет менее 20% от первой длины первого удлиненного элемента рамы.

17. Изоляционный конструктивный элемент по п. 15, в котором длина соединения множества первых соединительных элементов и множества вторых соединительных элементов составляет менее 10% от первой длины первого удлиненного элемента рамы.

18. Изоляционный конструктивный элемент по п. 15, в котором каждый из первого, второго и центрального удлиненных элементов содержит множество многослойных удлиненных элементов, прикрепленных к соседним многослойным удлиненным элементам,

причем первый и второй соединительные элементы содержат множество многослойных соединительных элементов, прикрепленных к соседним соединительным многослойным элементам.

19. Изоляционный конструктивный элемент по п. 18, в котором многослойные соединительные элементы первого соединительного элемента переплетены с удлиненными многослойными элементами первого и центрального удлиненных элементов, а многослойные соединительные элементы второго соединительного элемента переплетены с многослойными удлиненными элементами второго и центрального удлиненного элемента.

20. Изоляционный конструктивный элемент по п. 15, в котором первый и второй соединительные элементы прикреплены по диагонали между соответствующим первым или вторым удлиненным элементом рамы и центральным элементом рамы.

21. Изоляционный конструктивный элемент по п. 15, в котором первый и второй соединительные элементы выполнены с обеспечением первого измеримого пути между внешней поверхностью первого удлиненного элемента рамы и противоположной внешней поверхностью второго удлиненного элемента рамы с первой длиной L1, первым пролетом S1, первой непрямолинейностью по пролету I1={L1/S1}-1, большей 100% - изоляционный аспект, эквивалентной первому геометрическому коэффициенту изоляции F1=L1/S1, большему 2, причем первый измеримый путь короче, чем любой другой измеримый путь между внутренней и внешней поверхностями.

22. Изоляционный конструктивный элемент по п. 15, в котором первый и второй соединительные элементы выполнены с обеспечением первого прямого пути между внешней поверхностью первого удлиненного элемента рамы и противоположной внешней поверхностью второго удлиненного элемента рамы со вторым пролетом и первым совокупным расстоянием между конструктивными элементами (a), которое больше второго пролета более чем на {(9%±1%)} - изоляционный аспект, и (b) меньше чем {80% от второго пролета} - не настолько изолирующая, чтобы конструкция становилась непрочной, причем первое совокупное расстояние между конструктивными частями меньше любого другого совокупного расстояния между конструктивными частями для любого другого прямого пути между внутренней и внешней поверхностями.

23. Изоляционный конструктивный элемент по п. 15, в котором первый и второй соединительные элементы выполнены с обеспечением длины первого пути, которая меньше в 85 раз первого совокупного расстояния между конструктивными частями - баланс между изоляционным и изолирующим аспектами, причем конструктивные части включают в себя каждый конструктивный элемент, а также первый и второй соединительные элементы.

24. Изоляционная конструктивная панель, имеющая переднюю и заднюю поверхности и содержащая:

пару разнесенных конструктивных элементов, имеющих первую длину, глубину, простирающуюся между передней и задней поверхностями, ширину, простирающуюся перпендикулярно глубине, и разнесенных по ширине и отстоящих друг от друга, причем каждый разнесенный конструктивный элемент содержит:

первый удлиненный элемент рамы, расположенный вдоль задней поверхности и вытянутый в направлении длины отстоящего конструктивного элемента,

второй удлиненный элемент рамы, расположенный вдоль передней поверхности, расположенной на расстоянии от первого удлиненного элемента рамы и по существу параллельный ему,

причем второй удлиненный элемент рамы имеет вторую длину, по существу такую же, как и первая длина, центральный удлиненный элемент рамы, расположенный между первым и вторым элементами рамы и параллельный им,

причем центральный элемент рамы имеет третью длину, по существу такую же, как и первая длина, множество первых соединительных элементов, соединяющих первый удлиненный элемент с одной из поверхностей центрального элемента рамы,

причем первые соединительные элементы имеют длину соединения, которая короче первой длины, и множество вторых соединительных элементов, соединяющих второй удлиненный элемент с противоположной поверхностью центрального элемента рамы,

причем вторые соединительные элементы имеют длину соединения, которая по существу меньше, чем первая длина,

причем разнесенный конструктивный элемент не обеспечивает прямого пути для кондуктивного теплового потока в направлении, перпендикулярном первой длине, и

упрочняемый изоляционный материал расположен между передней и задней поверхностью в направлении глубины, между каждыми из расположенных на расстоянии друг от друга конструктивными элементами в направлении ширины, и по существу во всем пространстве между первым и вторым элементами рамы.

25. Изоляционная конструктивная панель по п. 24, содержащая по меньшей мере один дополнительный разнесенный конструктивный элемент, расположенный параллельно указанной паре разнесенных конструктивных элементов.

26. Изоляционная конструктивная панель по п. 24, содержащая по меньшей мере один дополнительный разнесенный конструктивный элемент, расположенный перпендикулярно указанной паре разнесенных конструктивных элементов.

27. Изоляционная конструктивная панель по п. 26, в которой указанный по меньшей мере один дополнительный разнесенный конструктивный элемент прикреплен на каждом конце к одному из пары концов разнесенного конструктивного элемента.

28. Изоляционная конструктивная панель по п. 24, содержащая фольгированный теплоизлучающий барьер, прикрепленный по меньшей мере к одной из передней или задней поверхностей.

29. Изоляционная конструктивная панель по п. 24, в которой отверждаемый изоляционный материал является жестким полиуретановым пенопластом с закрытыми порами.

30. Изоляционная оконная рама для установки окна с периметром, содержащая:

множество конструктивных элементов, соединенных по периметру окна, причем каждый конструктивный элемент содержит:

первый элемент рамы, расположенный по краю окна с одной его стороны, второй элемент рамы, расположенный вдоль края окна на противоположной стороне окна и расположенный на расстоянии от первого элемента рамы и по существу параллельный ему, и соединительный элемент окна, расположенный между первым и вторым элементами рамы и соприкасающийся с ними, причем соединительный элемент окна соприкасается с первым элементом рамы по множеству первых мест и соприкасается со вторым элементом рамы по множеству вторых мест,

при этом первый и второй элементы рамы имеют свободные обращенные внутрь поверхности между первым и вторым местами,

причем соединительный элемент окна не обеспечивает прямого пути для кондуктивного теплового потока в направлении, перпендикулярном продольному, между первым и вторым элементами рамы.

31. Изоляционная оконная рама по п. 30, в которой соединительный элемент окна проходит по диагонали между первым элементом рамы и вторым элементом рамы.

32. Изоляционная оконная рама по п. 30, в которой соединительный элемент окна содержит центральный элемент рамы, по существу параллельный первому и второму элементам рамы, и множество первых соединительных элементов, соединяющих первую поверхность центрального элемента рамы с первым элементом рамы, и множество вторых соединительных элементов, соединяющих вторую поверхность центрального элемента рамы напротив первой поверхности центрального элемента рамы со вторым элементом рамы.