МНОГОСЛОЙНАЯ СТЕНОВАЯ ПАНЕЛЬ (ВАРИАНТЫ) Российский патент 2008 года по МПК E04C2/26 

Изобретение относится к строительству и может быть использовано в качестве наружных ограждающих конструкций.

Известна многослойная стеновая панель (авт. свид. СССР №973751, кл. Е04С 2/46), включающая ограждающие железобетонные слои, выполняемые с ребрами жесткости, промежуточный теплоизоляционный слой и влагонепроницаемый слой, помещаемый между ограждающим слоем и теплоизоляционным слоем, при этом теплоизоляционный слой выполнен из насыпного утеплителя. Известная панель имеет высокую материалоемкость, недостаточные прочностные и теплозвукоизоляционные характеристики.

Известна многослойная стеновая панель (патент РФ №2035558, кл. Е04С 2/26, Е04В 1/76), включающая наружный и внутренний бетонные слои и промежуточный слой утеплителя, при этом слой утеплителя выполнен перфорированным, наружный и внутренний слои соединены между собой ребрами, а между наружным слоем и слоем утеплителя размещен воздухонепроницаемый слой. Однако указанная многослойная стеновая панель также имеет высокую материалоемкость, а также недостаточные прочностные и теплозвукоизоляционные характеристики.

Известна также многослойная стеновая панель (патент РФ №2104373, кл. Е04С 2/26, Е04В 1/76), состоящая из наружного и внутреннего бетонных слоев, соединительных ребер жесткости, промежуточного слоя утеплителя, выполненного из цельного листа пенополистирола и листа с перфорациями, а также слоя фольги. Однако данная стеновая панель имеет недостаточные прочностные характеристики.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемой стеновой панели является многослойная панель (патент РФ №2130107, кл. Е04С 2/26), содержащая наружный и внутренний конструктивные слои, изготовленные из бетона, слой пористого утеплителя, составленный из пенополистирольных плит и паронепроницаемый теплоотражающий экран. Однако данная конструкция не обеспечивает достаточной прочности стеновой панели.

Изобретение направлено на решение задачи по повышению теплозащитных свойств и прочностных характеристик многослойной стеновой панели.

Технический результат, который может быть получен при использовании изобретения, заключается в увеличении срока службы строящегося здания, а также улучшению его эксплуатационных характеристик за счет улучшения теплозащитных свойств наружных панелей здания.

Поставленная задача решается за счет того, что в многослойной стеновой панели с одним или двумя оконными проемами, включающей наружный и внутренний слои, выполненные из армированного бетона, расположенные между ними слой теплоизоляционного материала и объединяющие слои элементы, выполненные в виде дискретных железобетонных связей, равномерно размещенных по площади панели, теплоизоляционный материал представляет собой пенополистирол, который размещен между наружным и внутренним слоями с открытым выходом, по крайней мере, на три торцевые стороны панели и состоит из отдельных зафиксированных и уложенных в стык элементов. При этом между внутренним слоем армированного бетона и теплоизоляционным материалом размещен изоляционный слой в виде фольги или полимерной пленки или металлизированной полимерной пленки, а многослойная стеновая панель имеет, по меньшей мере, четыре фиксирующих шпонки, которые расположены по ее краям, указанные дискретные железобетонные связи, объединяющие наружный и внутренний слои армированного бетона, одновременно служат фиксаторами для элементов теплоизоляционного материала и размещены в прорезях, выполненных в изоляционном слое и теплоизоляционном материале, при этом указанные дискретные железобетонные связи имеют прямоугольное поперечное сечение, причем большая сторона указанного прямоугольника, по крайней мере, двух дискретных железобетонных связей ориентирована в направлении, перпендикулярном большей стороне прямоугольника остальных дискретных железобетонных связей и параллельном меньшей стороне многослойной стеновой панели, армирующая часть каждой из указанных дискретных железобетонных связей выполнена в виде каркаса из двух петель, связанных между собой параллельно расположенными стержнями, при этом плоскости, в которых размещены стержни, параллельны соответствующим торцевым поверхностям панели, а сами стержни расположены вдоль указанных торцевых поверхностей.

Целесообразно, чтобы количество дискретных железобетонных связей выбрано из соотношения: одна дискретная железобетонная связь на 1,8-1,9 м² площади указанной многослойной стеновой панели.

Возможно выполнение многослойной стеновой панели, внешняя сторона наружного слоя которой облицована цементно-песчаной плиткой с гидрофобизирующими добавками.

Целесообразно выполнение многослойной стеновой панели, содержащей, по крайней мере, четыре закладные детали, располагаемые во внутреннем слое по углам многослойной стеновой панели.

По второму варианту многослойная стеновая панель представляет собой конструкцию без оконных проемов, но задача, на решение которой направлено изобретение, остается той же, а именно повышение теплозащитных свойств и повышение прочностных характеристик многослойной стеновой панели.

Поставленная задача решается за счет того, что в стеновой прямоугольной панели, включающей наружный и внутренний слои, выполненные из армированного бетона, расположенные между ними слой теплоизоляционного материала и объединяющие слои элементы, выполненные в виде дискретных железобетонных связей, равномерно размещенных по площади панели, с одной стороны панели по ее краям выполнен дополнительно объединяющий слои элемент в виде бетонного ребра, расположенного по краю одной из сторон панели и частично по краям двух смежных сторон. Теплоизоляционный материал представляет собой пенополистирол, размещен между наружным и внутренним слоями с выходом на торцы панели, не перекрытые вышеуказанным бетонным ребром, и состоит из отдельных зафиксированных и уложенных в стык элементов. Между внутренним слоем и теплоизоляционным материалом размещен изоляционный слой в виде фольги или полимерной пленки или металлизированной полимерной пленки. Многослойная стеновая панель имеет, по меньшей мере, четыре фиксирующих шпонки, которые расположены по ее краям, а указанные дискретные железобетонные связи, объединяющие наружный и внутренние слои армированного бетона, одновременно служат в качестве фиксаторов для элементов теплоизоляционного материала и размещены в прорезях, выполненных в изоляционном слое и теплоизоляционном материале, при этом указанные дискретные железобетонные связи имеют прямоугольное поперечное сечение, причем большая сторона указанного прямоугольника, по крайней мере, двух дискретных железобетонных связей ориентирована в направлении, перпендикулярном большей стороне прямоугольника остальных дискретных железобетонных связей и параллельном меньшей стороне многослойной стеновой панели, армирующая часть каждой из указанных дискретных железобетонных связей выполнена в виде каркаса из двух петель, связанных между собой параллельно расположенными стержнями, при этом плоскости, в которых размещены стержни, параллельны соответствующим торцевым поверхностям панели, а сами стержни расположены вдоль указанных торцевых поверхностей.

Целесообразно выполнение многослойной стеновой панели, чтобы количество дискретных железобетонных связей выбиралось из соотношения: одна дискретная железобетонная связь на 1,8-1,9 м² площади указанной многослойной стеновой панели.

Предпочтительно, чтобы многослойная стеновая панель была выполнена, по крайней мере, с шестью закладными деталями, располагаемыми во внутреннем слое по углам и периметру многослойной стеновой панели.

Существо изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 показана многослойная стеновая панель с одним оконным проемом, вид с наружной стороны с планом раскладки элементов теплоизоляционного материала, на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1 многослойной стеновой панели с одним оконным проемом, на фиг.3 - разрез Б-Б на фиг.1 многослойной стеновой панели с одним оконным проемом, на фиг.4 - многослойная стеновая панель с двумя оконными проемами, вид с наружной стороны с планом раскладки элементов теплоизоляционного материала, на фиг.5 - разрез В-В на фиг.4 многослойной стеновой панели с двумя оконными проемами, на фиг.6 - разрез Г-Г на фиг.4 многослойной стеновой панели с двумя оконными проемами, на фиг.7 - многослойная стеновая панель с наружной стороны с планом раскладки элементов теплоизоляционного материала, на фиг.8 - разрез Д-Д на фиг.7 многослойной стеновой панели, на фиг.9 - разрез Е-Е на фиг.7 многослойной стеновой панели.

Многослойная наружная стеновая панель по первому варианту может быть выполнена с одним или двумя оконными проемами. Многослойная стеновая панель состоит из наружного 1 и внутреннего 2 слоев, выполненных из армированного бетона, и расположенного между ними слоя теплоизоляционного материала 3. Теплоизоляционный материал 3 представляет собой пенополистирол, который размещен между наружным 1 и внутренним 2 слоями с открытым выходом, по крайней мере, на три торцевые стороны панели. В зависимости от величины панели и ее конструкции теплоизоляционный материал 3 может иметь открытый выход на три или четыре торцевые стороны панели. Также теплоизоляционный материал 3 может иметь открытый выход не на всю торцевую сторону панели, а только на ее часть. Слой теплоизоляционного материала 3 состоит из отдельных зафиксированных и уложенных в стык элементов. Между внутренним слоем 2 армированного бетона и теплоизоляционным материалом 3 размещен изоляционный слой 4, выполненный из фольги или полимерной пленки или металлизированной полимерной пленки.

Наружный 1 и внутренний 2 слои из армированного бетона объединены между собой посредством дискретных железобетонных связей 5, а также дополнительно посредством фиксирующих шпонок 6. По углам и периметру многослойной стеновой панели во внутреннем слое 2 размещают не менее шести закладных деталей 7, используемых для соединения плит при монтаже дома.

Дискретные железобетонные связи 6, объединяющие наружный 1 и внутренний 2 слои армированного бетона, одновременно служат фиксаторами для элементов теплоизоляционного материала 3 и размещены в прорезях, выполненных в изоляционном слое 4 и теплоизоляционном материале 3. Однако основное назначение дискретных железобетонных связей 5 - воспринимать динамические, статические и температурные нагрузки между внутренним 2 и наружным 1 слоями. В связи с этим дискретные железобетонные связи 5 имеют прямоугольное поперечное сечение, причем большая сторона указанного прямоугольника, по крайней мере, двух дискретных железобетонных связей 6 ориентирована в направлении, перпендикулярном большей стороне прямоугольника остальных дискретных железобетонных связей 5 и параллельном меньшей стороне многослойной стеновой панели. Такое расположение дискретных железобетонных связей 5 предусмотрено для лучшего восприятия возникающих в плите эксплуатационных напряжений от сдвиговых вертикальных и горизонтальных нагрузок. То есть дискретные железобетонные связи 5 расположены таким образом, чтобы воспринимать нагрузки во взаимно перпендикулярных направлениях, совпадающих с направлениями центральных осей плиты.

Армирующая часть каждой из дискретных железобетонных связей 5 выполнена в виде каркаса из двух петель, связанных между собой параллельно расположенными стержнями, при этом плоскости, в которых размещены стержни, параллельны соответствующим торцевым поверхностям панели, а сами стержни расположены вдоль указанных торцевых поверхностей.

Кроме того, стеновая панель имеет, по меньшей мере, четыре фиксирующих шпонки 6, которые расположены по углам и/или краям панели. Конкретное количество фиксирующих шпонок 6 определяется в зависимости от размера плиты, конфигурации, количества монтажных петель, закладных деталей.

Для лучшего восприятия сдвиговых нагрузок, а также качественного выполнения технологических работ при изготовлении плит дискретные железобетонные связи 5 и фиксирующие шпонки 7 изготавливаются из пластичного бетона марки П4 с осадкой конуса 18-20 см.

Учитывая то обстоятельство, что дискретные железобетонные связи 5 должны выдерживать определенные нагрузки, они должны быть распределены по площади панели достаточно равномерно с учетом конфигурации панели и количества оконных проемов. Практика показала, что при условии обеспечения достаточной прочности связи между бетонными слоями 1 и 2 многослойной стеновой панели достаточно, чтобы количество дискретных железобетонных связей было выбрано из соотношения: одна дискретная железобетонная связь на 1,8-1,9 м² площади панели.

Для повышения сопротивляемости панели внешним отрицательным факторам поверхность наружного 1 слоя панели может быть облицована цементно-песчаной плиткой с гидрофобизирующими добавками (на фигуре не показана).

Второй вариант выполнения многослойной стеновой прямоугольной панели относится к панели, не имеющей оконных проемов, но также включающей наружный 1 и внутренний 2 слои, выполненные из армированного бетона, и расположенный между ними слой теплоизоляционного материала 3. Так же, как и в первом варианте, слои 1 и 2 связаны между собой дискретными железобетонными связями 5, размещенными по площади панели. С одной стороны панели по ее краям выполнен дополнительно объединяющий слои элемент в виде бетонного ребра 7, расположенного по краю одной из сторон панели и частично по краям двух смежных сторон. Теплоизоляционный материал 3 так же, как и в первом варианте, представляет собой пенополистирол, размещен между наружным 1 и внутренним 2 слоями с выходом на торцы панели, не перекрытые бетонным ребром 8, и состоит из отдельных зафиксированных и уложенных в стык элементов. Между внутренним 2 слоем и теплоизоляционным материалом 3 размещен изоляционный слой 4, выполненный из металлической фольги или полимерной пленки или металлизированной полимерной пленки. Дискретные железобетонные связи 5 одновременно служат фиксаторами для элементов теплоизоляционного материала 3 и размещены в прорезях, выполненных в изоляционном слое 4 и теплоизоляционном материале 3. Дискретные связи 5 распределены по площади панели на стыках соседних теплоизоляционных элементов и имеют прямоугольное поперечное сечение, причем большая сторона прямоугольника одной части дискретных железобетонных связей ориентирована в направлении, перпендикулярном большей стороне прямоугольника остальных дискретных железобетонных связей, и параллельна меньшей стороне стеновой панели.

Так же, как и в первом варианте выполнения многослойной стеновой панели, все дискретные железобетонные связи 5 расположены таким образом, что их боковые поверхности параллельны соответствующим центральным осям панели для восприятия сдвиговых нагрузок, возникающих между наружным 1 и внутренним 2 слоями.

Армирующая часть каждой из дискретных железобетонных связей 5 выполнена в виде каркаса из двух петель, связанных между собой параллельно расположенными стержнями, при этом плоскости, в которых размещены стержни, параллельны соответствующим торцевым поверхностям панели, а сами стержни расположены вдоль указанных торцевых поверхностей.

Количество дискретных железобетонных связей выбрано из соотношения: одна дискретная железобетонная связь на 1,8-1,9 м² площади панели.

Для повышения прочности панели наружный 1 и внутренний слои 2 из армированного бетона дополнительно связаны между собой фиксирующими шпонками 6, дополнительно обеспечивающими наиболее рациональное сопротивление сдвиговым нагрузкам, возникающим в процессе эксплуатации панели.

Процесс изготовления многослойной стеновой панели по одному из вариантов заключается в следующем. Формование начинают с подготовки металлоформы для производственного цикла, т.е. ее поверхность очищают и смазывают. На дно укладывают облицовочную цементно-песчаную плитку. Плитка имеет водоотталкивающие и паропроницаемые свойства за счет добавления при ее изготовлении в песчано-цементную смесь гидрофобизирующих компонентов в массовой доле не более 5%. При этом наружная поверхность многослойной стеновой панели, отделанная плиткой, кроме высоких эксплуатационных качеств, имеет еще и эстетические достоинства. После укладки облицовочной плитки производят укладку нижнего слоя системы армирования, состоящей из тринадцати разнотипных каркасов, состоящих из плоских и пространственных сеток, четырех стержней и двух анкерных монтажных петель. Затем производят заливку нижнего слоя бетона подвижной смеси марки П4 с осадкой конуса 16-18 см. Бетон указанной марки позволяет получить улучшенное уплотнение между облицовочной плиткой без образования пустот. Таким образом, получается наружный слой 1 многослойной стеновой панели.

После этого укладывают элементы теплоизоляционного материала 3 и изоляционный слой 4 с учетом необходимых для выполнения дискретных железобетонных связей 5 и фиксирующих шпонок 6 в установленных местах. Изоляционный слой 4, выполненный в виде металлизированной полимерной пленки или фольги, служит для отражения лучистой составляющей внутреннего теплового потока. За счет этого резко снижаются потери тепла в здании. В прорезях устанавливают армирующие части дискретных железобетонных связей 5, а по краям многослойной стеновой панели - анкеры закладных деталей и монтажных петель. Затем производят заливку этих вырезов с установленной арматурой пластичным бетоном с невысокой жесткостью марки П4 с осадкой конуса 18-20 см. При этом необходимо отметить, что размер зерна крупной фракции заполнителя (камня, щебня) бетонной смеси этого слоя не должен превышать 3-10 мм. За счет подвижности данной смеси и небольшого размера заполнителя бетона достигается заполнение всех пустот, исключаются непроливы.

Затем укладывают арматуру внутреннего слоя 2 многослойной стеновой панели, состоящую из шести разнотипных каркасов и двух монтажных петель и, как минимум, четырех закладных деталей. После этого заливают верхний слой бетоном марки П1 с осадкой конуса 1-3 см, обладающей высокой жесткостью, позволяющей добиться качественной внутренней поверхности для дальнейшей чистовой обработки. Затем производят уплотнение бетона методом вибраций, а выравнивание внутренней поверхности многослойной стеновой панели производят механизированным способом. Затем производят термообработку для созревания бетона.

После этого производят распалубку металлоформы и вынимают готовую многослойную стеновую панель.

Заявляемая многослойная стеновая панель обладает повышенными эксплуатационными и прочностными характеристиками, а также сниженной материалоемкостью.

Многослойная стеновая панель с одним или двумя оконными проемами включает наружный и внутренний слои, выполненные из армированного бетона, расположенные между ними слой теплоизоляционного материала и объединяющие слои элементы, выполненные в виде дискретных железобетонных связей, равномерно размещенных по площади панели. Теплоизоляционный материал представляет собой пенополистирол, размещенный между наружным и внутренним слоями с открытым выходом, по крайней мере, на три торцевые стороны панели и состоит из отдельных зафиксированных и уложенных в стык элементов. Между внутренним слоем армированного бетона и теплоизоляционным материалом размещен изоляционный слой в виде фольги или полимерной пленки или металлизированной полимерной пленки. Многослойная стеновая панель содержит четыре фиксирующих шпонки, которые расположены по ее краям. Указанные дискретные железобетонные связи, объединяющие наружный и внутренний слои армированного бетона, одновременно служат фиксаторами для элементов теплоизоляционного материала и размещены в прорезях, выполненных в изоляционном слое и теплоизоляционном материале. Дискретные железобетонные связи имеют прямоугольное поперечное сечение, причем большая сторона указанного прямоугольника, по крайней мере, двух дискретных железобетонных связей, ориентирована в направлении, перпендикулярном большей стороне прямоугольника остальных дискретных железобетонных связей и параллельном меньшей стороне многослойной стеновой панели. Армирующая часть каждой из указанных дискретных железобетонных связей выполнена в виде каркаса из двух петель, связанных между собой параллельно расположенными стержнями, при этом плоскости, в которых размещены стержни, параллельны соответствующим торцевым поверхностям панели, а сами стержни расположены вдоль указанных торцевых поверхностей. Охарактеризована стеновая прямоугольная панель. Технический результат: увеличение срока службы и эксплуатационных характеристик. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 9 ил.

1. Многослойная стеновая панель с одним или двумя оконными проемами, включающая наружный и внутренний слои, выполненные из армированного бетона, расположенные между ними слой теплоизоляционного материала и объединяющие слои элементы, выполненные в виде дискретных железобетонных связей, равномерно размещенных по площади панели, отличающаяся тем, что теплоизоляционный материал представляет собой пенополистирол, размещен между наружным и внутренним слоями с открытым выходом, по крайней мере, на три торцевые стороны панели и состоит из отдельных зафиксированных и уложенных в стык элементов, между внутренним слоем армированного бетона и теплоизоляционным материалом размещен изоляционный слой в виде фольги или полимерной пленки или металлизированной полимерной пленки, многослойная стеновая панель имеет, по меньшей мере, четыре фиксирующих шпонки, которые расположены по ее краям, указанные дискретные железобетонные связи, объединяющие наружный и внутренний слои армированного бетона, одновременно служат фиксаторами для элементов теплоизоляционного материала и размещены в прорезях, выполненных в изоляционном слое и теплоизоляционном материале, при этом указанные дискретные железобетонные связи имеют прямоугольное поперечное сечение, причем большая сторона указанного прямоугольника, по крайней мере, двух дискретных железобетонных связей, ориентирована в направлении, перпендикулярном большей стороне прямоугольника остальных дискретных железобетонных связей и параллельном меньшей стороне многослойной стеновой панели, армирующая часть каждой из указанных дискретных железобетонных связей выполнена в виде каркаса из двух петель, связанных между собой параллельно расположенными стержнями, при этом плоскости, в которых размещены стержни параллельны соответствующим торцевым поверхностям панели, а сами стержни расположены вдоль указанных торцевых поверхностей.2. Многослойная стеновая панель по п.1, отличающаяся тем, что количество дискретных железобетонных связей выбрано из соотношения: одна дискретная железобетонная связь на 1,8-1,9 м² площади указанной многослойной стеновой панели.3. Многослойная стеновая панель по п.1, отличающаяся тем, что внешняя сторона наружного слоя облицована цементно-песчаной плиткой с гидрофобизирующими добавками.4. Многослойная стеновая панель по п.1, отличающаяся тем, что она снабжена, по крайней мере, четырьмя закладными деталями, располагаемыми во внутреннем слое по углам многослойной стеновой панели.5. Многослойная стеновая прямоугольная панель, включающая наружный и внутренний слои, выполненные из армированного бетона, расположенные между ними слой теплоизоляционного материала и объединяющие слои элементы, выполненные в виде дискретных железобетонных связей, равномерно размещенных по площади панели, отличающаяся тем, что с одной стороны панели по ее краям выполнен дополнительно объединяющий слои элемент в виде бетонного ребра, расположенного по краю одной из сторон панели и частично по краям двух смежных сторон, теплоизоляционный материал представляет собой пенополистирол, размещен между наружным и внутренним слоями с выходом на торцы панели, неперекрытые вышеуказанным бетонным ребром, и состоит из отдельных зафиксированных и уложенных в стык элементов, между наружным слоем и теплоизоляционным материалом размещен изоляционный слой в виде фольги или полимерной пленки или металлизированной полимерной пленки, многослойная стеновая панель имеет по меньшей мере четыре фиксирующих шпонки, которые расположены по ее краям, указанные дискретные железобетонные связи, объединяющие наружный и внутренние слои армированного бетона, одновременно служат в качестве фиксаторов для элементов теплоизоляционного материала и размещены в прорезях, выполненных в изоляционном слое и теплоизоляционном материале, при этом указанные дискретные железобетонные связи имеют прямоугольное поперечное сечение, причем большая сторона указанного прямоугольника, по крайней мере, двух дискретных железобетонных связей, ориентирована в направлении, перпендикулярном большей стороне прямоугольника остальных дискретных железобетонных связей и параллельном меньшей стороне многослойной стеновой панели, армирующая часть каждой из указанных дискретных железобетонных связей выполнена в виде каркаса из двух петель, связанных между собой параллельно расположенными стержнями, при этом плоскости, в которых размещены стержни, параллельны соответствующим торцевым поверхностям панели, а сами стержни расположены вдоль указанных торцевых поверхностей.6. Многослойная стеновая прямоугольная панель по п.5, отличающаяся тем, что количество дискретных железобетонных связей выбрано из соотношения: одна дискретная железобетонная связь на 1,8-1,9 м² площади указанной многослойной стеновой панели.7. Многослойная стеновая прямоугольная панель по п.5, отличающаяся тем, что она снабжена, по крайней мере, шестью закладными деталями, располагаемыми во внутреннем слое по углам и периметру многослойной стеновой панели.