RU165965U1 - MULTI-LAYERED GLUED WALL BEAM - Google Patents

MULTI-LAYERED GLUED WALL BEAM Download PDF

Info

Publication number
RU165965U1
RU165965U1 RU2016123590/03U RU2016123590U RU165965U1 RU 165965 U1 RU165965 U1 RU 165965U1 RU 2016123590/03 U RU2016123590/03 U RU 2016123590/03U RU 2016123590 U RU2016123590 U RU 2016123590U RU 165965 U1 RU165965 U1 RU 165965U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
layers
heat
wood
pine
larch
Prior art date
Application number
RU2016123590/03U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Николаевич Макаров
Павел Николаевич Муреев
Виталий Геннадьевич Котлов
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Поволжский государственный технологический университет"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Поволжский государственный технологический университет" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Поволжский государственный технологический университет"
Priority to RU2016123590/03U priority Critical patent/RU165965U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU165965U1 publication Critical patent/RU165965U1/en

Links

Images

Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04C—STRUCTURAL ELEMENTS; BUILDING MATERIALS
    • E04C3/00—Structural elongated elements designed for load-supporting
    • E04C3/02—Joists; Girders, trusses, or trusslike structures, e.g. prefabricated; Lintels; Transoms; Braces
    • E04C3/12—Joists; Girders, trusses, or trusslike structures, e.g. prefabricated; Lintels; Transoms; Braces of wood, e.g. with reinforcements, with tensioning members
    • E04C3/14—Joists; Girders, trusses, or trusslike structures, e.g. prefabricated; Lintels; Transoms; Braces of wood, e.g. with reinforcements, with tensioning members with substantially solid, i.e. unapertured, web

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Building Environments (AREA)

Abstract

Многослойный клееный стеновой брус, состоящий из трех склеенных между собой слоев древесины, выполненных из лиственницы, сосны и ели, отличающийся тем, что толщина слоев определяется требуемыми расчетными прочностными и теплофизическими характеристиками по нагрузкам и характеристикам климатического района строительства, слои в брусе располагаются таким образом, чтобы значения плотности и коэффициента теплопроводности убывали по направлению от внутреннего, максимально плотного слоя к наружному с наименьшей плотностью, при этом обеспечивая нормальный процесс тепломассопереноса и требуемые расчетные значения сопротивления теплопередачи.A multilayer glued wall beam, consisting of three layers of wood glued together made of larch, pine and spruce, characterized in that the thickness of the layers is determined by the required design strength and thermophysical characteristics according to the loads and characteristics of the climatic region of construction, the layers are arranged in such a way so that the values of the density and coefficient of thermal conductivity decrease in the direction from the inner, most dense layer to the outer with the lowest density, while echivaya normal process of heat and mass transfer and the required calculated values of heat resistance.

Description

Полезная модель относится к строительству, в частности к деревянным конструкциям, которые могут быть использованы в качестве сборных несущих элементов в деревянном домостроении для ограждающих конструкций.The utility model relates to construction, in particular to wooden structures, which can be used as prefabricated load-bearing elements in wooden housing for walling.

Известен клееный деревянный брус (патент RU №2266376, 23.03.2004, Е04С 3/12), состоящий из пакета склеенных между собой досок и продольных вставок с образованием n пустотных камер, расположенных между параллельными досками пакета, где n>2, внутренние доски пакета выполнены с продольным опорным выступом и продольным установочным пазом, расположенными на узких сторонах этих досок, продольные вставки вклеены между досками пакета по их краям, при этом вставки, расположенные между крайними в пакете досками и соседними с ними внутренними досками пакета, выполнены в виде брусков с прямоугольным сечением, а другие продольные вставки, расположенные между внутренними досками пакета, выполнены в виде брусков с продольным опорным выступом или установочным пазом, расположенными на внешних сторонах указанных вставок, причем брус выполнен со следующим отношением суммарной площади пустотных камер в сечении бруса к площади сечения бруса: Sn.кам/Sбр=0,20-0,35. Таким образом, предлагаемый клееный деревянный брус обеспечивает снижение веса и расхода древесины при заданных прочностных характеристиках, обеспечение хорошей тепло- и звукоизоляции, расширение функциональных возможностей за счет обеспечения возможности размещения в полостях электропроводки, кабелей связи, труб и др.Known glued wooden beam (patent RU No. 2266376, 03.23.2004, Е04С 3/12), consisting of a package of boards glued together and longitudinal inserts with the formation of n hollow chambers located between parallel boards of the package, where n> 2, the inner boards of the package made with a longitudinal supporting protrusion and a longitudinal mounting groove located on the narrow sides of these boards, longitudinal inserts are glued between the boards of the package along their edges, while the inserts located between the boards in the package and the inner boards of the package adjacent to them, flax in the form of bars with a rectangular cross-section, and other longitudinal inserts located between the inner boards of the package, made in the form of bars with a longitudinal support ledge or mounting groove located on the outer sides of these inserts, and the bar is made with the following ratio of the total area of the hollow chambers in cross section timber to the cross-sectional area of the timber: S n.kam / S br = 0.20-0.35. Thus, the proposed glued wooden beam provides a reduction in the weight and consumption of wood for a given strength characteristics, providing good heat and sound insulation, expanding functionality by providing the possibility of placement in the cavities of electrical wiring, communication cables, pipes, etc.

Известен клееный деревянный брус (Патент RU №2344247), включающий пластины, клеевые прослойки между пластинами и армирующие прокладки из сетки, размещенные в клеевых прослойках. Армирующие прокладки размещены непрерывно по всей длине бруса, а их края выступают из клеевых прослоек, по меньшей мере, по одному из кантов бруса.Known glued wooden beam (Patent RU No. 2344247), including plates, adhesive layers between the plates and reinforcing pads made of mesh, placed in the adhesive layers. Reinforcing gaskets are placed continuously along the entire length of the beam, and their edges protrude from the adhesive layers of at least one of the edging of the beam.

Известен комбинированный брус (патент RU №2261964, 30.12.2003, Е04С 3/12), выполненный в виде короба, состоящего из двух вертикальных и двух горизонтальных деревянных стенок. Стенки скреплены между собой посредством выступов и выемок. Внутренняя полость бруса заполнена термоизолятором. На наружной поверхности горизонтальных стенок параллельно продольной оси симметрии по всей длине комбинированного бруса выполнены пазы, в которых размещены вставки из теплоизоляционного материала. На вертикальных стенках изнутри закреплены ребра жесткости. На поверхностях ребер жесткости, обращенных к вертикальным стенкам, вмонтированы пластины из теплоизоляционного материала. В качестве теплоизоляционного материала для вставок и пластин используется фольгированный порилекс. Термоизолятор выполнен в виде бруска из вспененного вермикулита.Known combined beam (patent RU No. 2261964, 30.12.2003, Е04С 3/12), made in the form of a box, consisting of two vertical and two horizontal wooden walls. The walls are fastened together by means of protrusions and recesses. The internal cavity of the beam is filled with a thermal insulator. On the outer surface of the horizontal walls parallel to the longitudinal axis of symmetry along the entire length of the combined beam, grooves are made in which inserts of heat-insulating material are placed. On the vertical walls from the inside, stiffeners are fixed. On the surfaces of the stiffeners facing the vertical walls, plates of heat-insulating material are mounted. As a heat-insulating material for inserts and plates, foil-coated Porileks is used. The thermal insulator is made in the form of a bar of foamed vermiculite.

Наиболее близким аналогом заявленному техническому решению является клееный деревянный элемент (патент RU №2168594, 29.12.1999, Е04С 3/14) Элемент включает пластины, волокна которых ориентированы вдоль продольной оси элемента, соединенные между собой по пластам клеевыми прослойками. Наружные пластины выполнены из древесины, например, лиственница, дуб, ясень, а внутренняя (внутренние) пластина (пластины) из пород низкой плотности, например, сосна, ель, пихта, при этом суммарная толщина наружных пластин составляет 0,04-0,7 толщины элемента, а толщина каждой в отдельности не менее 5 мм.The closest analogue to the claimed technical solution is a glued wooden element (patent RU No. 2168594, 12.29.1999, Е04С 3/14). The element includes plates, the fibers of which are oriented along the longitudinal axis of the element, interconnected by layers of adhesive layers. The outer plates are made of wood, for example, larch, oak, ash, and the inner (inner) plate (plates) of low density rocks, for example, pine, spruce, fir, with the total thickness of the outer plates being 0.04-0.7 the thickness of the element, and the thickness of each individually at least 5 mm.

Недостаток известного клееного элемента состоит в высокой стоимости, обусловленной применением дорогих труднообрабатываемых пород древесины для наружных пластин, а также не учитываются основные законы тепломассопереносаA disadvantage of the known glued element is the high cost due to the use of expensive hard-to-process wood species for the outer plates, and the basic laws of heat and mass transfer are not taken into account

Современное понимание законов тепломассопереноса, а также технологии склейки древесины позволяют улучшить теплозащитные качества клееного бруса, используя для склейки различные породы древесины, обладающие различными коэффициентами теплопроводности. Необходимость в повышении теплозащитных качеств наружного стенового ограждения связана с общим требованием повышения сопротивления теплопередачи наружной стены. Эти требования заставляют проектировщика при конструировании наружной стены использовать дополнительно теплоизоляционные материалы в виде минераловатных плит, пенополистирола и др. В результате получается многослойная конструкция, где утеплитель зачастую используют изнутри с целью не портить эстетику внешней наружной стены, что приводит к ряду теплофизических проблем, связанных с тепломассопереносом в холодный период эксплуатации здания.A modern understanding of the laws of heat and mass transfer, as well as the technology of gluing wood, can improve the heat-shielding qualities of glued beams using different types of wood with different thermal conductivity for gluing. The need to improve the heat-shielding qualities of the outer wall fence is associated with the general requirement of increasing the heat transfer resistance of the outer wall. These requirements force the designer to use additional heat-insulating materials in the form of mineral wool boards, expanded polystyrene, etc. when designing the external wall. As a result, a multilayer structure is obtained, where the insulation is often used from the inside in order not to spoil the aesthetics of the external external wall, which leads to a number of thermal problems associated with heat and mass transfer during the cold period of operation of the building.

Основным недостатком используемых многослойных конструкций наружных стен в деревянном домостроении является нарушение однородности конструкции наружной стены, что неизбежно приводит к нарушению комфортного для наружной стены тепломассопереноса, в результате чего возможно накопление в утеплителе парообразной влаги.The main disadvantage of the used multilayer structures of external walls in wooden housing construction is a violation of the homogeneity of the external wall design, which inevitably leads to a violation of heat and mass transfer that is comfortable for the external wall, as a result of which vaporous moisture can accumulate in the insulation.

Технический результат - повышение прочности и обеспечении улучшенных теплозащитных качеств клееного стенового бруса при использовать менее ценных пород древесины.The technical result is an increase in strength and providing improved heat-shielding qualities of glued wall timber with the use of less valuable wood species.

Технический результат достигается тем, что многослойный клееный стеновой брус, состоящий из трех склеенных между собой слоев древесины, выполненных из лиственницы, сосны и ели, согласно полезной модели толщина слоев определяется требуемыми расчетными прочностными и теплофизическими характеристиками по нагрузкам и характеристикам климатического района строительства, слои в брусе располагаются таким образом, чтобы значения плотности и коэффициента теплопроводности убывали по направлению от внутреннего, максимально плотного слоя к наружному с наименьшей плотностью при этом обеспечивая нормальный процесс тепломассопереноса и требуемые расчетные значения сопротивления теплопередачи.The technical result is achieved by the fact that a multilayer glued wall beam, consisting of three layers of wood glued together made of larch, pine and spruce, according to a utility model, the thickness of the layers is determined by the required design strength and thermophysical characteristics for loads and characteristics of the climatic region of construction, layers in beams are arranged so that the values of the density and thermal conductivity coefficient decrease in the direction from the inner, most dense layer to n ruzhnomu lowest density while ensuring a normal process, and heat and mass transfer required heat resistance calculated values.

На чертеже представлена конструкция многослойного клееного стенового бруса с улучшенными характеристиками.The drawing shows the design of a laminated glued wall timber with improved characteristics.

На чертеже указаны слои бруса, выполненных из лиственницы, сосны, ели с коэффициентами теплопроводности λ1, λ2, λ3, соответственно и полученные расчетными данными толщина δ1, δ2, δ3 каждого слоя бруса.The drawing shows the layers of timber made of larch, pine, spruce with thermal conductivity coefficients λ 1 , λ 2 , λ 3 , respectively, and the thickness δ 1 , δ 2 , δ 3 of each layer of timber obtained by the calculated data.

Обеспечение ненакопления парообразной влаги в ограждении является необходимым условием проектирования теплозащиты. Это условие можно обеспечить если оперировать величиной паропроницаемости слоя Gi.Ensuring non-accumulation of vaporous moisture in the fence is a prerequisite for the design of thermal protection. This condition can be achieved if you operate with the vapor permeability of the layer G i .

Figure 00000002
Figure 00000002

µi - коэффициент паропроницания слояµ i - vapor permeability coefficient of the layer

δi - толщина слояδi - layer thickness

Величина паропроницаемости слоя Gi представляет собой не количество влаги, которая проходит через отдельный слой ограждения, а «пропускную способность» этого слоя. Таким образом, если отдельные слои в многослойном ограждении располагать в порядке возрастания «пропускной способности» от внутренней поверхности ограждения к наружной, то парообразная влага, проникшая в ограждение через внутренний слой GB с возрастающей легкостью будет проходить через отдельные слои в силу увеличения их «пропускной способности».The vapor permeability of the layer G i is not the amount of moisture that passes through a separate fence layer, but the “throughput” of this layer. Thus, if the individual layers in the multilayer fence are arranged in increasing order of “throughput” from the inner surface of the fence to the outer, then the vaporous moisture that penetrates the fence through the inner layer G B with increasing ease will pass through the individual layers due to the increase in their “throughput” abilities. "

GB<G1<G2<…<GH G B <G 1 <G 2 <... <G H

При условии выполнения неравенства выполняется закон тепломассопереноса, то есть конструкция стены отвечает всем требованиям по естественному удалению влаги, что в свою очередь делает ее долговечной и эффективной. Но в многослойных конструкциях это не всегда соблюдается.Under the condition of inequality, the law of heat and mass transfer is satisfied, that is, the wall design meets all the requirements for the natural removal of moisture, which in turn makes it durable and efficient. But in multilayer constructions this is not always respected.

Коэффициенты теплопроводности различных пород древесины могут значительно отличаться. Например, дуб имеет λ=200·10-3 Вт/м·°К, а кедр λ=95·10-3 Вт/м·°К.The thermal conductivity coefficients of different types of wood can vary significantly. For example, oak has λ = 200 · 10 -3 W / m · ° K, and cedar λ = 95 · 10 -3 W / m · ° K.

Здесь необходимо объяснить влияние коэффициента теплопроводности λ на теплозащитные качества наружной стены. Основным показателем, характеризующим теплозащитные качества наружной стены, является термическое сопротивление R, связанное с λ отношениемHere it is necessary to explain the influence of the thermal conductivity coefficient λ on the heat-shielding qualities of the outer wall. The main indicator characterizing the heat-shielding qualities of the outer wall is the thermal resistance R associated with the λ ratio

Figure 00000003
Figure 00000003

Видим, что в формуле [1] λ стоит в знаменателе, отсюда чем меньше λ, тем больше R, то есть лучше теплозащитные качества стены.We see that in the formula [1] λ is in the denominator, hence the less λ, the greater R, that is, the better the heat-shielding qualities of the wall.

В нашем случае если стеновой брус изготовлять из кедра, то его теплозащитные качества будут значительно лучше, чем из дуба, но кедр и дуб являются ценными породами древесины, поэтому необходимо использовать менее ценные породы.In our case, if a wall beam is made of cedar, its heat-shielding qualities will be much better than that of oak, but cedar and oak are valuable species of wood, so it is necessary to use less valuable species.

Для того чтобы обеспечить в наружной стене более комфортный процесс тепломассопереноса, необходимо древесину, обладающую большей плотностью, располагать к внутренней поверхности и далее по убывающей у наружной поверхности стены.In order to provide a more comfortable process of heat and mass transfer in the outer wall, it is necessary to have wood with a higher density, position it on the inner surface and then along the wall decreasing at the outer surface.

Например, у лиственницы твердость по шкале Янка 1200, у сосны - 400 при влажности древесины 15%. Поэтому более плотный слой из лиственницы следует располагать у поверхности стены, обращенной внутрь помещения. В то же время твердость сосны может варьироваться от 380 до 1240, поэтому слой из сосны следует располагать следующим после лиственницы и затем ель, имеющую твердость 660. При таком расположении улучшаются качественные характеристики бруса по прочности и теплозащите. Древесина ели имеет значение коэффициента теплопроводности при использовании древесины поперек волокон λ=0,1, сосны - λ=0,15, лиственницы - λ=0,13.For example, larch hardness is 1200 according to the Yank scale, and pine has 400 hardness with a wood moisture content of 15%. Therefore, a denser layer of larch should be located at the wall surface facing the inside of the room. At the same time, the pine hardness can vary from 380 to 1240, so the pine layer should be placed next to the larch and then the spruce having a hardness of 660. With this arrangement, the qualitative characteristics of the timber in terms of strength and heat protection are improved. Spruce wood has a thermal conductivity coefficient when using wood across the fibers λ = 0.1, pine - λ = 0.15, larch - λ = 0.13.

Варьируя толщиной слоя из лиственницы, сосны, ели, можем получить различные значения R - термического сопротивления бруса.Varying the thickness of the layer of larch, pine, spruce, we can get different values of R - thermal resistance of the beam.

При кажущихся незначительными различиях в коэффициенте λ от 0,11 до 0,15 необходимо отметить, что толщина слоя из сосны в 100 мм эквивалентна по теплопроводности стене из кирпичной кладки толщиной 580 мм. При снижении λ до 0,11 получим эквивалентную толщину кирпичной кладки 425 мм.With seemingly insignificant differences in the coefficient λ from 0.11 to 0.15, it should be noted that the thickness of the pine layer of 100 mm is equivalent in thermal conductivity to a 580 mm thick brick wall. With a decrease in λ to 0.11, we obtain the equivalent thickness of the masonry 425 mm.

Данная конструкция обеспечивает нормальный процесс тепломассопереноса и требуемые расчетные значения сопротивления теплопередачи.This design provides a normal heat and mass transfer process and the required design values of heat transfer resistance.

Claims (1)

Многослойный клееный стеновой брус, состоящий из трех склеенных между собой слоев древесины, выполненных из лиственницы, сосны и ели, отличающийся тем, что толщина слоев определяется требуемыми расчетными прочностными и теплофизическими характеристиками по нагрузкам и характеристикам климатического района строительства, слои в брусе располагаются таким образом, чтобы значения плотности и коэффициента теплопроводности убывали по направлению от внутреннего, максимально плотного слоя к наружному с наименьшей плотностью, при этом обеспечивая нормальный процесс тепломассопереноса и требуемые расчетные значения сопротивления теплопередачи.
Figure 00000001
A multilayer glued wall beam, consisting of three layers of wood glued together made of larch, pine and spruce, characterized in that the thickness of the layers is determined by the required design strength and thermophysical characteristics according to the loads and characteristics of the climatic region of construction, the layers are arranged in such a way so that the values of the density and coefficient of thermal conductivity decrease in the direction from the inner, most dense layer to the outer with the lowest density, while echivaya normal process of heat and mass transfer and the required calculated values of heat resistance.
Figure 00000001
RU2016123590/03U 2016-06-14 2016-06-14 MULTI-LAYERED GLUED WALL BEAM RU165965U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016123590/03U RU165965U1 (en) 2016-06-14 2016-06-14 MULTI-LAYERED GLUED WALL BEAM

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016123590/03U RU165965U1 (en) 2016-06-14 2016-06-14 MULTI-LAYERED GLUED WALL BEAM

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU165965U1 true RU165965U1 (en) 2016-11-10

Family

ID=57280354

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016123590/03U RU165965U1 (en) 2016-06-14 2016-06-14 MULTI-LAYERED GLUED WALL BEAM

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU165965U1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU207019U1 (en) * 2021-06-07 2021-10-06 Нурби Хусинович Кятов MULTI-LAYER GAS CONCRETE BLOCK

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU207019U1 (en) * 2021-06-07 2021-10-06 Нурби Хусинович Кятов MULTI-LAYER GAS CONCRETE BLOCK

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN201180325Y (en) Bidirectional framework structure wall
AU2006308471A1 (en) Building panel or the like, and production and use thereof
EA016598B1 (en) Composite structure for modular construction
EA030818B1 (en) Insulating wall, a column assembly for the insulating wall and method of constructing the insulating wall
RU2758813C2 (en) Separation wall
RU165965U1 (en) MULTI-LAYERED GLUED WALL BEAM
De Geetere et al. A new building acoustical concept for lightweight timber frame constructions
ITBZ20070046A1 (en) &#34;GEBAUDEWANDELEMENT&#34;
EA013023B1 (en) Facing insulating panel
Lipták-Váradi Equivalent thermal conductivity of steel girders with slotted web
RU59096U1 (en) SANDWICH PANEL FOR THE SHIELD HOUSING HOUSE
KR100585459B1 (en) Wall construction for use of divding room
RU2339770C2 (en) Partition element with fibre filler
US1739754A (en) Building construction
ITBZ20130028A1 (en) CONSTRUCTION FORM FOR THE FORMATION OF WALLS.
KR101927987B1 (en) Construction hollow block wall
KR20090132717A (en) Partition board for a wall and construction method for it
RU166518U1 (en) PROFILED WARMED BAR WITH HIGHER STRENGTH
RU2261964C2 (en) Composite timber
RU69536U1 (en) BUILDING PANEL
RU189188U9 (en) Construction panel
RU2715943C1 (en) Multilayered building panel
RU179875U1 (en) PROFILED GLUED BEAM
US4490955A (en) Residential wall construction
FI58380C (en) LJUDISOLERANDE VAEGG ELLER DOERR

Legal Events

Date Code Title Description
MM9K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20170615