Деревянная строительная панель Российский патент 2025 года по МПК E04C2/38 

Изобретение относится к строительству и может быть использовано при возведении различных малоэтажных объектов, зданий и сооружений.

Из уровня техники известна деревометаллическая панель, выполненная в виде находящихся между двумя обшивками и заполненных теплоизолирующим материалом с гидроизоляцией ячеек деревянного каркаса, образованного из продольных и поперечных досок, обработанных антисептиком и антипиреном и соединенных воедино с помощью металлических соединительных элементов. Металлические соединительные элементы выполнены в виде объемных металлических накладок Г, Т и Х формы из листового материала, а обшивки прикреплены непосредственно к деревянному каркасу (см. Патент RU 86622, опубликован 10.09.2009).

Недостатком данного решения является высокая масса панели из-за использования металлических накладок.

Известна также стеновая панель, содержащая деревянный каркас, выполненный из профилированного клееного бруса с двумя парами симметричных продольных пазов и листовой обшивкой, заполненная теплоизоляционным материалом. Кромка листовой обшивки уложена в продольный паз, выполненный в угловой части грани профилированного клееного бруса, по периметру и с обеих сторон деревянного каркаса (см. Патент RU 92055, опубликован 10.03.2010).

Недостатком данного решения является невысокая жесткость конструкции.

Известна жесткая трехслойная строительная панель, содержащая деревянный каркас, неконструкционный утеплитель и листовые обшивки. Деревянный каркас выполнен из пластин, уложенных в несколько слоев и соединенных клеевыми прослойками, причем пластины каждого последующего слоя перекрывают стыки пластин предыдущего слоя (см. Патент RU 69898, опубликован 10.01.2008).

Недостатком данного решения является высокая масса панели.

Известна стеновая панель, содержащая деревянный каркас, выполненный из параллельных рядов вертикально установленных с зазором относительно друг друга стоек и расположенных с зазором по отношению друг к другу горизонтальных ригелей, закрепленных на стойках между соседними рядами, а также теплоизоляцию, наружную и внутреннюю обшивки. Ригели выполнены длиной не менее ширины панели, деревянный каркас со стороны внутренней обшивки снабжен диагонально размещенными стяжными элементами, закрепленными в узлах пересечения стоек и ригелей, а наружная обшивка выполнена цельнолистовой (см. Патент RU 63823, опубликован 10.06.2007).

Недостатком данного решения является высокая масса панели.

Известна многослойная панель, состоящая из деревянного каркаса, неконструкционного утеплителя и листовой обшивки. Каркас образован вертикальными и горизонтальными элементами жесткости, изготовленными из цельной доски, при этом каркас выполнен с размерами, соответствующими размерам материала внешней обшивки (см. Патент RU 90820, опубликован 20.01.2010).

Недостатком данного решения является высокая масса панели и недостаточная ее жесткость.

Наиболее близкой к предложенному изобретению является строительная панель, состоящая из деревянного каркаса, образованного вертикальными и горизонтальными элементами жесткости, изготовленными из цельной доски, наружной и внутренней листовых обшивок. Использован каркас, с заранее установленной наружной листовой обшивкой, с залитым пенополиуретаном, кроме того, по внешнему периметру каркаса выполнены пазы или шипы трапециевидной формы, причем а:b=1:(2÷4), a h:а=1:(4÷6), где а - ширина нижнего основания трапеции выступа или паза, b - ширина деревянного каркаса, h - высота паза или шипа (см. Патент RU 162491, опубликован 10.06.2016).

Недостатком данного решения является невысокая жесткость конструкции, в том числе при ее изготовлении больших размеров.

Технической проблемой, решаемой предложенным изобретением, является создание такой строительной панели, которая бы имела меньшую материалоемкость и, следовательно, массу и обеспечивала бы необходимую жесткость при любых размерах ее изготовления.

Техническим результатом изобретения является повышение жесткости строительной панели при одновременном снижении ее веса, обеспечение возможности свободной и быстрой укладки тепло и звукоизоляционного материала, а также прокладки инженерных коммуникаций, снижение материалоемкости изделия.

Технический результат изобретения достигается благодаря тому, что строительная панель содержит деревянный каркас, на котором с двух сторон параллельно друг другу закреплены деревянные листовые обшивки. Каркас образован из параллельно расположенных и соединенных друг с другом ребрами жесткости ферм. Каждая ферма включает по меньшей мере два продолговатых элемента, расположенных параллельно друг другу и соединенных между собой поперечными элементами, расположенными последовательно от одного до другого конца продолговатых элементов. Для увеличения жесткости между по меньше мере частью соседних поперечных элементов каждой фермы установлены диагонально расположенные соединительные элементы, при этом по меньше мере часть соседних поперечных элементов соседних ферм соединены указанными ребрами жесткости, а каждая деревянная листовая обшивка выполнена переменного сечения с наибольшим сечением в местах примыкания к продолговатым элементам и ребрам жесткости.

Кроме того, каждый поперечный элемент каждой фермы может быть выполнен в виде пластины, при этом на каждом торце каждого поперечного элемента каждой фермы может быть образован первый паз, проходящий через обе его кромки, в котором может быть расположен соответствующий продолговатый элемент.

Также поперечный элемент каждой фермы может быть выполнен в виде деревянной пластины, при этом на каждом торце каждого поперечного элемента каждой фермы может быть образован второй паз, проходящий через каждую его пласть, в котором может быть расположен один из концов соответствующего ребра жесткости.

По меньшей мере одна деревянная листовая обшивка переменного сечения может быть выполнена из единого листового массива, либо из склеенных друг с другом плоскими поверхностями частей с образованием переменного сечения.

По меньшей мере часть ребер жесткости может иметь переменное поперечное сечение.

Кроме того, один конец каждого соединительного элемента каждой фермы может быть расположен в первом пазу одного конца соответствующего поперечного элемента, а другой конец этого же соединительного элемента может быть расположен в первом пазу противоположного конца соседнего поперечного элемента.

Кроме того, каждое ребро жесткости может быть соединено с внутренней стороной соответствующей деревянной листовой обшивки с помощью клея и/или с помощью крепежного элемента.

На внутренней стороне по меньшей мере одной деревянной листовой обшивки могут быть образованы пазы, в которых расположены кромки соответствующих ребер жесткости.

Кроме того, деревянная листовая обшивка может быть закреплена на каркасе с помощью клея и/или крепежных элементов.

Кроме того, деревянная листовая обшивка может быть закреплена на каркасе с помощью шипового соединения.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 показана предложенная строительная панель; на фиг. 2 показан вид А на фиг. 1; на фиг. 3 показан вид Б на фиг. 1; на фиг. 4 показан разрез В-В на фиг. 1; на фиг. 5 показан разрез Г-Г на фиг. 1; на фиг. 6 показан вариант изготовления стены из соединенных друг с другом нескольких строительных панелей; на фиг. 7 показана листовая обшивка строительной панели (внутренняя сторона); на фиг. 8 показан разрез Д-Д на фиг. 7; на фиг. 9 показана ферма каркаса строительной панели; на фиг. 10-17 показаны варианты соединения листовой обшивки с каркасом строительной панели; на фиг. 18 показано изображение строительной панели; на фиг. 19 показано изображение составных частей строительной панели (вид в разборе).

Предложенная деревянная строительная панель (далее по тексту - панель) является базовым, конструкционным, самонесущим элементом, предназначенным, преимущественно, для малоэтажного строительства, однако она также может применяться и при строительстве многоэтажных зданий и сооружений.

Все элементы (детали) предложенной панели изготавливаются из дерева, за исключением крепежных элементов, которые могут применяться при соединении элементов друг с другом. Панель может быть изготовлена из шпона, фанеры, древесины, элементы которой соединены в единую конструкцию.

Строительная панель содержит деревянный каркас 1, на котором с двух сторон параллельно друг другу закреплены деревянные листовые обшивки 2 и 3.

Каркас 1 образован из параллельно расположенных друг другу деревянных ферм 4, которые соединены друг с другом деревянными ребрами 5 жесткости. Число ферм 4 в каркасе 1 может быть любым от двух и более, в зависимости от размера изготавливаемой панели (одного из направлений панели, то есть ее ширины или в некоторых случаях - длины) и необходимости обеспечения ее жесткости при соответствующем размере панели.

Каждая ферма 4 включает продолговатые элементы 6, которые расположены параллельно друг другу. Каждый продолговатый элемент 6 может быть выполнен, например, в виде продолговатой доски или иного продолговатого элемента, выполненного, например, из фанеры, шпона, древесины или любого иного пиломатериала, или их сочетание. Элементы 6 имеют прямоугольную форму поперечного сечения (одни параллельные стороны меньше других параллельных сторон). Длина элементов 6 может быть любой в зависимости от необходимого выполнения длины фермы 4, которая соответствует размеру одного из направлений панели (например, ее длины, а в некоторых случаях - ширины). Число элементов 6 в ферме 4 может быть любым от двух и более, в зависимости от толщины изготавливаемой панели. Однако, преимущественным вариантом является наличие двух элементов 6 в ферме 4.

Продолговатые элементы 6 соединены между собой поперечными элементами 7, расположенными последовательно от одного конца элементов 6 до другого конца элементов 6. При этом каждый поперечный элемент 7 фермы 4 выполнен в виде продолговатой пластины (например, доски), имеющей прямоугольную форму поперечного сечения. Число поперечных элементов 7 может быть любым (от трех и более), в зависимости от длины фермы 4 и обеспечения ее жесткости при соединении продолговатых элементов 6 между собой.

Для придания большей жесткости ферме 4, а также для снижения ее веса при одновременном обеспечении ее жесткости, на каждом торце каждого поперечного элемента 7 фермы 4 образован первый паз 8, проходящий через обе кромки поперечного элемента 7. Пазы 8 предназначены для расположения в них элементов 6. При этом элементы 6 расположены в пазах 8 так, что внешняя кромка каждого элемента 6 лежит в одной плоскости с соответствующей торцевой поверхностью соответствующего поперечного элемента 7. Возможен вариант, когда внешняя кромка одного из элемента 6, либо внешние кромки обоих элементов 6 расположены выше плоскости, в которой расположены торцевые поверхности соответствующих поперечных элементов 7.

В случае, когда число продолговатых элементов 6 в ферме 4 более двух, (которые расположены между крайними элементами 6, не показано), то поперечные элементы 7 между пазами 8 в своих кромках могут иметь сквозные отверстия (не показаны), имеющие форму поперечного сечения элементов 6 и через которые проходят другие жлементы 6. При расположении элементов 6 в пазах 8 поперечных элементов 7 элементы 6 соединены с поперечными элементами 7 с помощью клея. Для наиболее жесткого и надежного соединения элементов 6 также могут быть соединены с поперечными элементами 7 (с честью поперечных элементов 7 или со всеми) с помощью крепежных элементов 9, в качестве которых могут использоваться гвозди, саморезы, винты, шурупы и т.п.

Для придания наибольшей жесткости ферме 4 между соседними поперечными элементами 7 фермы 4 установлены диагонально расположенные соединительные элементы 10. Соединительные элементы 10 могут быть установлены либо между каждыми соседними поперечными элементами 7 фермы 4, либо между частью соседних элементов 7. Преимущественно, соединительные элементы 7 расположены в ферме 4 так, что они образуют зигзагообразную линию. При этом пазы 8 могут иметь глубину, превышающую ширину элементов 6 и в данном случае соединительные элементы 10 установлены между поперечными элементами так, что один конец каждого соединительного элемента 10 расположен в первом пазу 8 одного конца соответствующего поперечного элемента 7, а другой конец этого же соединительного элемента 10 расположен в первом пазу 8 противоположного конца соседнего поперечного элемента 7. При этом соединительные элементы 10 соединены с поперечными элементами 7 с помощью клея. Соединительные элементы могут быть выполнены в виде пластин (например, досок), которые имеют прямоугольную форму поперечного сечения.

Все элементы (детали) описанной фермы 4 (ферм 4) выполнены простой формы и могут быть выполнены из шпона, фанеры или древесины, либо сочетанием указанных материалов. Все элементы фермы 4 соединены друг с другом с помощью клея, а также могут использоваться для дополнительного соединения крепежные элементы (гвозди, винты, шурупы, саморезы и т.п.). Фермы 4 представляют собой единый несущий элемент, который обеспечивает продольную жесткость предложенной строительной панели.

Соседние фермы 4 каркаса 1 соединены друг с другом ребрами 5 жесткости. При этом ребра 5 жесткости соединяют соседние фермы через поперечные элементы 7. То есть либо часть соседних поперечных элементов 7 соседних ферм 4 может быть соединена ребрами 5 жесткости, либо все соседние поперечные элементы 7 соседних ферм 4 могут быть соединены ребрами 5 жесткости. Ребра 5 жесткости являются соединительным элементами и обеспечивают поперечную жесткость панели.

Для придания наибольшей жесткости каркасу 1 при соединении друг с другом ферм 4, на каждом торце каждого поперечного элемента 7 каждой фермы 4 образован второй паз 11, проходящий через каждую пласть поперечного элемент 7. Пазы 11 предназначены для расположения в них ребер 5 жесткости при соединении ферм 4 друг с другом (при соединении поперечных элементов 7 ферм 4). При этом ребра 5 жесткости расположены в пазах 8 так, что внешняя кромка каждого ребра 5 жесткости лежит в одной плоскости с соответствующей торцевой поверхностью соответствующего поперечного элемента 7. Возможен вариант, когда внешняя кромка части ребер 5 жесткости, либо внешние кромки всех ребер 5 жесткости расположены выше плоскости, в которой расположены торцевые поверхности соответствующих поперечных элементов 7.

При расположении ребер 5 жесткости в пазах 11 поперечных элементов 7, ребра 5 жесткости соединены с поперечными элементами 7 с помощью клея. Для наиболее жесткого и надежного соединения ребра 5 жесткости также могут быть соединены с поперечными элементами 7 (с честью поперечных элементов или со всеми) с помощью крепежных элементов 9, в качестве которых могут использоваться гвозди, саморезы, винты, шурупы и т.п.

Для придания строительной панели меньшего веса, а также для снижения материалоемкости часть ребер 5 жесткости, либо все ребра жесткости могут иметь переменное поперечное сечение. То есть либо часть ребер 5 жесткости, либо все ребра 5 жесткости могут по своей ширине сужаться от одного своего торца к центру и расширяться от центра к другому своему торцу. Такое выполнение ребер 5 жесткости наряду со снижением веса панели также обеспечивает и высокую жесткость панели.

Деревянные листовые обшивки 2 и 3 выполнены из шпона или фанеры. При этом каждая листовая обшивка 2 и 3 выполнена переменного сечения с наибольшим сечением в местах примыкания к продолговатым элементам 6 и ребрам 5 жесткости. Обшивки 2 и 3 могут быть выполнены из единого листового массива, в котором переменное сечение может быть образовано путем, например, фрезерования с получением переменных углублений на внутренней стороне обшивок 2 и 3. Также обшивки 2 и 3 могут быть выполнены из склеенных друг с другом плоскими поверхностями частей с образованием переменного сечения, то есть представлять собой склейку из внешнего монолитного (цельного) слоя со слоями с вырезами, для получения ячеистой структуры. Возможен вариант, когда обе обшивки 2 и 3 выполнены из единого массива, либо обе обшивки 2 и 3 выполнены из склеенных частей. Либо возможен вариант, когда одна из обшивок 2 или 3 выполнена из единого массива, а другая обшивка 2 или 3 выполнена из склеенных частей. Такая конструкция обшивок 2 и 3 (с переменным сечением) обладает лучшим соотношением прочности к массе (меньшей материалоемкостью), по сравнению со сплошным листом одного сечения, обладающим схожими прочностными характеристиками. Такое выполнение обшивок 2 и 3 позволяет снизить массу панели, сохранив ее прочностные характеристики.

Для придания строительной панели меньшего веса, а также для снижения материалоемкости обе листовые обшивки 2 и 3, либо одна из обшивок 2 или 3 могут иметь дополнительные проемы, углубления, отверстия (окна сквозные или глухие отверстия, не показаны).

Обшивки 2 и 3 закреплены на каркасе 1 (на фермах 4 и ребрах 5 жесткости) с помощью клея, либо с помощью крепежных элементов 9, представляющих собой гвозди, или винты, или саморезы, или шурупы и т.п. Возможно крепление обшивок 2 и 3 к каркасу 1 сочетанием как с использованием клея, так и с использованием крепежных элементов 9.

При этом в предложенной панели каждое ребро 5 жесткости (либо часть ребер 5 жесткости) может быть соединено с внутренней стороной соответствующей деревянной листовой обшивки 2, 3 с помощью клея и/или с помощью крепежного элемента 9. Либо одна часть ребер 5 жесткости соединена с обшивками 2, 3 с помощью клея, а другая часть с помощью крепежных элементов 9. Либо часть ребер 5 жесткости соединена с обшивками 2, 3 с помощью клея, часть с помощью крепежных элементов 9, а часть с помощью как клея, так и крепежных элементов 9.

Также в предложенной панели каждый крайняя продолговатый элемент 6 (либо часть элементов 6) может быть соединена с внутренней стороной соответствующей деревянной листовой обшивки 2, 3 с помощью клея и/или с помощью крепежного элемента 9. Либо часть элементов 6 соединена с обшивками 2, 3 с помощью клея, часть с помощью крепежных элементов 9, а часть с помощью как клея, так и крепежных элементов 9.

При соединении обшивок 2 и 3 с каркасом 1, возможны варианты, когда на внутренней стороне одной обшивки 2 или 3, либо на внутренней стороне обеих обшивок 2 и 3 образованы пазы 12, в которых расположены кромки соответствующих ребер 5 жесткости. Такое выполнение возможно, когда внешняя кромка части ребер 5 жесткости, либо внешние кромки всех ребер 5 жесткости расположены выше плоскости, в которой расположены торцевые поверхности соответствующих поперечных элементов 7, как это было описано выше. Выполнение таких пазов 12 и такое расположение ребер 5 в пазах 12 при соединении обшивки 2, 3 с каркасом 1 позволяет снизить вес панели и придать большую жесткость соединения обшивки 2, 3 с каркасом 1.

Также при соединении обшивок 2 и 3 с каркасом 1, возможны варианты, когда на внутренней стороне одной обшивки 2 или 3, либо на внутренней стороне обеих обшивок 2 и 3 образованы пазы, аналогичные пазам 12, в которых расположены кромки соответствующих продолговатых элементов 6. Такое выполнение возможно, когда внешняя кромка одного из элементов 6, либо внешние кромки обоих элементов 6 ферм 4 расположены выше плоскости, в которой расположены торцевые поверхности соответствующих поперечных элементов 7, как это было описано выше. Выполнение таких пазов и такое расположение элементов 6 в пазах при соединении обшивки 2, 3 с каркасом 1 позволяет снизить вес панели и придать большую жесткость соединения обшивки 2, 3 с каркасом 1.

Возможны варианты, когда одна обшивка 2 или 3, либо обе обшивки 2 и 3 закреплены на каркасе с помощью шипового соединения (фиг. 17). В данном случае либо часть ребер 5 жесткости, либо все ребра 5 жесткости, а также в вариантном исполнении либо часть продолговатых элементов 6, либо все элементы 6 на своих кромках, обращенных в сторону соответствующей обшивки 2, 3, имеют выступы, а обшивки 2 и 3 имеют глухие отверстия (углубления), в которых расположены соответствующие указанные выступы ребер 5 жесткости и/или элементов 6. При этом в местах образования шипового соединения обшивки 2, 3 соединены с ребрами 5 жесткости и/или с элементами 6 с помощью клея и/или с помощью крепежных элементов 9. Такое шиповое соединение позволяет обеспечить высокую жесткость соединения обшивки 2, 3 с каркасом 1.

Внутри панели (под обшивками 2, 3) образовано пространство между фермами 4 и между ребрами 5 жесткости. При этом в пространстве внутри панели возможно размещение тепло и/или звукоизоляционных материалов, а также возможна прокладка инженерных коммуникаций, таких как электрическая проводка, сантехническая проводка (трубы и т.п.).

Предложенная строительная панель может быть использована как самостоятельный элемент, так и как базовый элемент в более крупной конструкции путем соединения нескольких самостоятельных панелей друг с другом (фиг. 6). Предложенная панель может быть использована при возведении стен, полов, плит перекрытия (потолков), а также использоваться в качестве обшивки стен зданий. При всем этом благодаря вышеописанному выполнению предложенной панели она имеет малый вес (по отношению к своим габаритным размерам, которые могут быть любыми), имеет высокую жесткость, при изготовлении панели используются экологически чистые материалы, при ее изготовлении существенно снижена материалоемкость, а за счет наличия пространства внутри панели и наличия открытых торцов и кромок самой панели обеспечивается свободная и быстрая укладка (монтаж и демонтаж) тепло и звукоизоляционного материала, а также прокладка и установка инженерных коммуникаций.

Изобретение относится к строительству и может быть использовано при возведении различных малоэтажных объектов, зданий и сооружений. Строительная панель содержит деревянный каркас, на котором с двух сторон параллельно друг другу закреплены деревянные листовые обшивки 2, 3. Каркас образован из параллельно расположенных и соединенных друг с другом ребрами 5 жесткости ферм. Каждая ферма включает по меньшей мере два продолговатых элемента 6, расположенных параллельно друг другу и соединенных между собой поперечными элементами 7, расположенными последовательно от одного до другого конца продолговатых элементов 6. Для увеличения жесткости между по меньше мере частью соседних поперечных элементов 7 каждой фермы установлены диагонально расположенные соединительные элементы 10, при этом по меньше мере часть соседних поперечных элементов 7 соседних ферм соединены указанными ребрами 5 жесткости, а каждая деревянная листовая обшивка 2, 3 выполнена переменного сечения с наибольшим сечением в местах примыкания к продолговатым элементам 6 и ребрам 5 жесткости. Техническим результатом изобретения является повышение жесткости строительной панели при одновременном снижении ее веса, обеспечение возможности свободной и быстрой укладки тепло- и звукоизоляционного материала, а также прокладки инженерных коммуникаций, снижение материалоемкости изделия. 10 з.п. ф-лы, 19 ил.

1. Строительная панель, содержащая деревянный каркас, на котором с двух сторон параллельно друг другу закреплены деревянные листовые обшивки, отличающаяся тем, что каркас образован из параллельно расположенных и соединенных друг с другом ребрами жесткости ферм, каждая ферма включает по меньшей мере два продолговатых элемента, расположенных параллельно друг другу и соединенных между собой поперечными элементами, расположенными последовательно от одного до другого конца продолговатых элементов, а между по меньше мере частью соседних поперечных элементов каждой фермы установлены диагонально расположенные соединительные элементы, при этом по меньше мере часть соседних поперечных элементов соседних ферм соединены указанными ребрами жесткости, а каждая деревянная листовая обшивка выполнена переменного сечения с наибольшим сечением в местах примыкания к продолговатым элементам и ребрам жесткости.

2. Панель по п.1, отличающаяся тем, что каждый поперечный элемент каждой фермы выполнен в виде пластины, при этом на каждом торце каждого поперечного элемента каждой фермы образован первый паз, проходящий через обе его кромки, в котором расположен соответствующий продолговатый элемент.

3. Панель по п.1, отличающаяся тем, что каждый поперечный элемент каждой фермы выполнен в виде пластины, при этом на каждом торце каждого поперечного элемента каждой фермы образован второй паз, проходящий через каждую его пласть, в котором расположен один из концов соответствующего ребра жесткости.

4. Панель по п.1, отличающаяся тем, что по меньшей мере одна деревянная листовая обшивка переменного сечения выполнена из единого листового массива.

5. Панель по п.1, отличающаяся тем, что по меньшей мере одна деревянная листовая обшивка переменного сечения выполнена из склеенных друг с другом плоскими поверхностями частей с образованием переменного сечения.

6. Панель по п.1, отличающаяся тем, что по меньшей мере часть ребер жесткости имеет переменное поперечное сечение.

7. Панель по п.2, отличающаяся тем, что один конец каждого соединительного элемента каждой фермы расположен в первом пазу одного конца соответствующего поперечного элемента, а другой конец этого же соединительного элемента расположен в первом пазу противоположного конца соседнего поперечного элемента.

8. Панель по п.1, отличающаяся тем, что каждое ребро жесткости соединено с внутренней стороной соответствующей деревянной листовой обшивки с помощью клея и/или с помощью крепежного элемента.

9. Панель по п.1, отличающаяся тем, что на внутренней стороне по меньшей мере одной деревянной листовой обшивки образованы пазы, в которых расположены кромки соответствующих ребер жесткости.

10. Панель по п.1, отличающаяся тем, что деревянная листовая обшивка закреплена на каркасе с помощью клея и/или крепежных элементов.

11. Панель по п.1, отличающаяся тем, что деревянная листовая обшивка закреплена на каркасе с помощью шипового соединения.