Технология производства окон из многослойной клееной древесины.

1. Почему и как в дереве появляются трещины?
При сушке леса или изменении влажности древесины размеры дерева изменяются. Рассмотрим ствол дерева.
В стволе есть три разных направления — продольное, радиальное, кольцевое.
А) Вдоль ствола — "продольное" направление — при изменении влажности практически не меняется. Никак не влияет на появление трещин.
Б) От центра к коре — "радиальное" направление — при изменении влажности изменяется незначительно. Мало влияет на появление трещин. Проще говоря, изменения в "продольном" и "радиальном" направлениях можно не учитывать при производстве и эксплуатации изделий из дерева.
В) Вдоль годовых колец — "кольцевое" направление. Это направление рассмотрим подробнее. Длина окружности L = 2·p·R » 6.28·R. Средний радиус используемой древесины R ~ 20 см следовательно длина окружности вдоль годовых колец L ~ 6.28·20 ~ 125 см. При сушке происходит изменение размеров дерева ~ на 5%, что приводит к изменению размеров годовых колец на несколько см. Конечно эти изменения нельзя вычислить простой формулой. Но в первом приближении эти сантиметры и есть трещины. Дерево при высушивании сжимается вдоль годовых колец. Из практики известно, что трещины могут появиться в брусе или доске, если длина годовых колец превышает 15 см. Следовательно, бревно перед сушкой необходимо распилить. Желательно специальным способом, чтобы получить максимальное количество досок с радиальным и полурадиальным распилом. Длина годовых колец в таких досках не превышает 4 см. Напряжение в такой доске в 30 раз меньше, чем в целом стволе и не способно привести к образованию трещин, такие доски не ведет, их мы и используем для производства клееного бруса.

2. Что такое ЛАМЕЛИ С РАДИАЛЬНЫМ и СМЕШАННЫМ распилом?
Ламель — это обрезная доска, из которых в дальнейшем делается клееный брус.
А) Доска с радиальным распилом (годовые кольца почти перпендикулярны поверхности доски).
В доске с радиальным распилом поверхность более однородная, межкольцевые размеры минимальны, проще говоря, лучше внешний вид. При увеличении влажности древесины происходит увеличение размеров ламели А1 = А + dА, В1 = В + dВ, но прямоугольник остаётся прямоугольником. Эти изменения столь малы, что глазом их заметить нельзя.
Б) Доска со смешанным распилом (годовые кольца под углом к поверхности доски).
При сильном изменении влажности прямоугольник начнет превращаться в параллелограмм, еле заметный. Поэтому при изготовлении клееного бруса необходимо подбирать ламели со встречным направлением. Возникающие изменения в разных ламелях будут компенсироваться.

3. Почему при производстве деревянных окон необходимо использовать клееный брус и нельзя сделать окно, имеющее толстый профиль, из цельного бруса?

1. Профиль придётся изготовить из бруса 100*100 мм. При высушивании в таком брусе появятся трещины.
2. Найти брус 100*100*2300 мм без сучков в промышленных объёмах невозможно.
3. В цельном брусе возникают напряжения, которые скручивают его винтом.
4. Сердцевина бревна имеет рыхлую структуру и для производства качественных окон не используется.

Чтобы изготовить клееный брус необходимо сделать следующие операции:

1. Распилить бревно на доски желательно специальным способом, что бы получить максимальное количество досок с радиальным распилом.
2. Распилить доски на ламели нужной ширины (сердцевина просто выбрасывается).
3. Высушить ламели при мягком (длительном) режиме сушки, что бы в дереве не появились трещины.
4. Высушенный лес должен 14 дней пролежать в цеху "вылежаться" и набрать рабочую влажность.
5. Ламели калибруются (обрабатываются на четырехстороннем станке).
6. Ламели торцуются (выпиливаются сучки).
7. Ламели сортируются на те, которые необходимо сращивать, и на те которые будут использоваться цельными.
8. Ламели сращивают на минишип (делают минишип, наносят клей, склеивают под большим давлением).
9. Срощенные ламели обрабатывают в нужный размер на четырехстороннем станке.
10. Из ламелей склеивают брус.
11. Готовый брус обрабатывают в нужный размер на четырёхстороннем станке.

В готовом клееном брусе каждый его погонный метр проходит через станки 20-30 раз.

4. Последовательность технологических операций, применяемых при производстве окон.

1. Шипование (фрезеровка пазов для угловых соединений).
2. Профилирование (получение необходимого профиля из клееного бруса).
3. Сборка коробок, створок.
4. Шлифовка.
5. Пропитка окон антисептиком (первая стадия покраски).
6. Покрытие окон тонирующим антисептиком (вторая стадия покраски).
7. Шлифовка перед покрытием лаком.
8. Покрытие тонирующим лаком (третья стадия покраски).
9. Шлифовка окончательная
10. Покрытие тонирующим лаком (четвёртая стадия покраски).
11. Врезка фурнитуры, вставка и герметизация стеклопакетов, установка уплотнителей, регулировка.

5. О стеклопакетах (далее СП).

1. Срок службы СП 50 лет. На протяжении всего срока службы СП должен оставаться герметичным. Воздух внутри СП осушен или заполнен инертным газом аргоном. Внутри СП замкнутое пространство (камера). Если в замкнутой камере начать нагревать газ, что происходит летом на солнце, давление внутри камеры начнёт расти. Если в замкнутой камере начать охлаждать газ, что происходит зимой, давление внутри камеры начинает подать. Кроме того, давление на улице постоянно меняется, поэтому давление внутри СП и на улице всегда разное. Если произойдет, минимальная разгерметизация СП, внутрь СП как насосом накачается влажный воздух, и внутри СП зимой будет выпадать роса. Чтобы обеспечить герметичность, при производстве СП используется алюминиевая дистанционная рамка и два контура герметизации. Алюминий, как и все металлы, хороший проводник тепла, и по периметру СП он создаёт "мостик холода". Существуют дистанционные рамки с тепловым разрывом, и другие теплые дистанционные рамки, но они дорого стоят и поэтому практически не используются. Проводились эксперименты с пластиковыми и резиновыми рамками, но со временем такие СП теряли герметичность.
2. Коэффициент сопротивления теплопередаче СП почти линейно растёт с увеличением расстояния между стеклами в СП. Основная площадь в окне это СП, поэтому, чем толще СП, тем теплее окно.
3. Теплозащитное покрытие в СП — это тонкая плёнка, которая пропускает видимый свет и отражает (как зеркало) инфракрасное (тепловое) излучение. Источниками теплового излучения являются все теплые предметы внутри помещения. Теплозащитное покрытие существенно повышает коэффициент сопротивления теплопередаче.