Почему окна делают из клееного бруса?

В соответствии с требованиями ГОСТа 30972-2002 изготавливаются деревянные рамочные элементы. Например, в разделе 5.4 ГОСТ 24700-99 изложены основные требования, предъявляемые к древесине, из которой в последствии можно сделать заготовки для оконных блоков.

 

В первую очередь спиливается дерево. Затем обрубаются сучки и верхушки. После этого ствол дерева распиливается на бревна, которые «распускаются» на доски (см. рис. 1). Посмотрите, каждая доска имеет неповторимую, свою собственную структуру. Неодинаковым будет расположение годовых колец (годичных слоев). Оно будет неодинаковым по всей длине доски. А разные доски из одного или разных бревен могут существенно отличаться по рисунку колец.

 

Дело в том, что все деревья растут неравномерно, а толщина и расположение годовых колец зависит от множества факторов: климат во время роста дерева, места произрастания дерева, расположения между другими деревьями. Имеет значение даже сторона света. Так, доска с «северной» стороны одного дерева будет существенно отличаться годичными слоями от доски, расположенной с «южной» стороны. Так происходит потому, что количество полученного тепла и освещение ствола будет варьироваться.

рис. 1. Схематичное изображение получения досок различного распила: 1 – радиальный распил; 2 – полурадиальный распил; 3 – тангенциальный распил

Стоит помнить, что вы никогда не сможете найти двух одинаковых досок. Это значит, что ни одна краска не впитается в разные доски одинаково. К этому также стоит добавить неравномерность цветовой тональности древесины в пределах одного бревна. После этого становится понятно, почему при прозрачной отделке (когда древесина видна сквозь краски) оттенки цвета неизбежны. Конечно, вы можете залить древесину яркой краской. Но в этом случае вы потеряете весь престиж и очарование дерева. Ведь именно благодаря небольшим различиям в цветовых оттенках древесина так высоко ценится.

 

Каким образом изготавливаются деревянные окна?

 

Для того, чтобы изготовить оконные заготовки, используются обрезные доски с полурадиальным и радиальным распилом (по п. 5.3.4 ГОСТ 24700-99 рекомендуется угол наклона годичных слоев не больше 45°). При этом они должны быть выпилены из комлевой части ствола. Эти доски буду однороднее и прочнее. Кроме того, в них будет гораздо меньше сучков.

 

Помните, что неповторимую текстуру имеют доски с тангенциальным распилом. Это позволяет создавать уникальные, очень красивые изделия. Особенно это актуально в работе с элитными породами деревьев, которые используются для изготовления окон в особенных ситуациях, только по предварительному согласованию с заказчиком. 

 

Доски на первом этапе сушат в специальных сушильных камерах. Это необходимо, чтобы добиться минимальной влажности ламелей, чтобы они не начали высыхать в процессе эксплуатации готовых изделий. При этом устанавливается мягкий режим влажности до 8-12 процентов (ГОСТ 24700-99 п. 5.4.2). После этого, чтобы получить одинаковые размеры сечения по всей длине,  уже высушенная доска калибруется на четырехстороннем станке. Это также необходимо для более ясного обнаружения дефектов.

 

Дефекты отмечаются цветными мелками, после чего доска распиливается поперек. Дефекты вырезают и выбрасывают. Дощечки, в которых дефекта не было обнаружено дефектов, сортируют по длинам. Все доски, менее 1 метра и более 180 мм  сращивают (зубчатые микрошипы нарезаются по торцам, промазываются клеем и склеиваются под давлением) в одну ламель (рис. 2). При этом соседние дощечки обязательно подбираются по цветовой гамме, ширине годового прироста и направлению волокон. 

 

Несрощенными ламелями называются бездефектные участки древесины, имеющие длину более метра.

рис. 2. Изготовление ламели

После того, как калибровка (острожка в размер) завершена, ламели склеивают в брус (рис. 3). Как правило, склейку производят на гидравлической вайме. Среднюю ламель промазывают с обеих сторон при помощи специального клея. Затем ее склеивают двумя наружными ламелями. Зажатые в двух плоскостях ламели плотно сдавливаются гидравлическими ваймами. Так их держат до тех пор, пока клей полностью не высохнет.

 

рис.3. Брус трёхслойный клееный из срощенных («а») и несрощенных («б») ламелей

После того, как брус будет изъят из вайм, его еще раз калибруют и удаляют излишки клея. И только после этого можно приступать к изготовлению конкретных деревянных рамочных элементов: коробок, брусков створок и других. Затем срезают все лишнее при помощи фрез, и деталь готова.

← рис.4. Примеры сечений брусковых деталей для оконных и балконных дверных блоков по ГОСТ 24700 (рисунок из ГОСТ 30972-2002). 

Сечения брусковых деталей и исходного бруса могут отличаться у разных производителей. Недопустимо самовольное изменение сечений. Они разрабатываются со строгим соответствием многочисленным требованиям нормативных документов. Так, заказчик не может попросить сделать раму поуже или пошире.

 

Иногда производители слышат многочисленные вопросы о том, для чего нужны такие сложности. Почему бы просто не сделать окно из цельного бруса? Причин для того, чтобы этого не делать, существует множество. Но главной причиной является то, что при сушке (высыхании) цельный брус просто не сможет сохранить свою первоначальную форму. Он «пойдет винтом» и растрескается.

 

Еще одной причиной является то, что внутреннее напряжение присутствует в любой древесине. Внутренние напряжения скомпенсированы в целом бревне друг с другом. Это касается еще растущего дерева. Они стремятся «повести», изогнуть любую деталь после того, как бревно будет распилено. Стоит отметить, что от деформации не застрахован даже клееный брус, при склейке которого применяются специальные мероприятия по снятию этих напряжений. Таким образом, в клееном брусе вероятность изгиба мала, но она все же присутствует.

 

Стоит также отметить, что наиболее устойчива именно «срощенная» древесина, так как смежные заготовки при склейке ламелей имеют встречный угол наклона волокон, а это в свою очередь существенно увеличивает прочность конструкций и снижает уровень деформации. Некоторые производители именно по этой причине всегда делают срощенной среднюю ламель.

 

Уже подготовленные профилированные бруски склеивают (собирают) в створку или в коробку окна. При этом соединение брусков может быть выполнено совершенно разными способами. На рисунке 5 показана схема «шип-проушина», которая позволяет обеспечить достаточно высокую надежность и прочность всей конструкции.

 (рис.5), позволяющей обеспечить высокую прочность и надёжность конструкции.

рис.5. Шип – проушина.