ЭЛЕМЕНТ МНОГОСЛОЙНОЙ ЛЕГКОЙ СТРОИТЕЛЬНОЙ ПАНЕЛИ И СПОСОБ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ Российский патент 2014 года по МПК E04C2/38 E04B1/02 

Изобретение относится к области наземного строительства, в частности к осаждающим конструкциям зданий и сооружений, а именно к стеновым панелям, панелям покрытий, перекрытий, и может использоваться при возведении многоэтажных зданий с несущим железобетонным, металлическим и деревянным каркасом для массовой и индивидуальной застройки, при реконструкции зданий, надстройках.

Известна конструкция строительной панели с размещенными внутри нее коммуникациями, содержащая последовательно соединенные внутреннюю магнезитовую плиту, пароизоляционную пленку, звукопоглощающую лепту, металлический каркас, включающий U-образные и С-образные профили, выполненные из оцинкованных стальных листов с перфорацией и соединенные с помощью самосверлильных шурупов, заклепок, пайки или сварки, водостойкий слой в виде гидроизоляционной пленки, целлюлозный утеплитель Юнизол, внешнюю магнезитовую плиту, и отделочный слой минеральной фасадной ваты, причем высота строительных панелей составляет до 8 м, а их толщина -150-250 мм /1/.

Однако известная строительная панель содержит паронепроницаемое внешнее покрытие - паронепроницаемый слой минеральной фасадной ваты, что увеличивает влагообразование между паронепроницаемым утеплителем и облицовкой: при таком увлажнении повышается до 7 раз коэффициент теплопроводности изоляции, что подтверждено исследованиями зависимости теплопроводности от влагосодержания теплоизоляции из минеральной ваты /2/. А по данным /3/ увлажнение пенополистирольной теплоизоляции на каждый 1% ведет к повышению теплопроводности на 4%, что, несомненно, ухудшает эксплуатационные качества, долговечность таких панелей и экологическую обстановку в собранных из них домах, а использованная в этой панели минеральная вата не менее чем в 2 раза дороже целлюлозного утеплителя, в ней использованы полимерные связующие волокон на основе фенолформальдегида, что делает эти связи нестойкими и недолговечными, срок эксплуатации минеральной ваты не превышает 25-26 лет /2/, а пары фенолформальдегида негативно влияют на здоровье человека /4/. Наиболее приемлемой для их применения является конструкция вентилируемых стен.

К тому же паронепроницаемая гидроизоляционная пленка не обладает огнестойкостью и долговечностью (до 25 лет при требуемых 50 лет /10/.

Известна конструктивная система для строительства малоэтажных зданий с металлическим каркасом, включающая наружные несущие стены, внутренние несущие стены, перегородки, конструкции междуэтажных и чердачных перекрытий с каркасом из стальных профилей, несущие стропильные фермы или балки, кровельные и стеновые прогоны из стальных профилей, причем указанные конструктивные элементы сформированы на базе рамных каркасов, изготовленных из тонкостенных стальных профилей, соединенных разъемным соединением, тонкостенные профили каркаса наружных стен и чердачных перекрытий имеют перфорированную стенку, а теплозвукоизолирующий материал в стенах и перекрытиях располагается в пределах высоты сечения элементов каркаса и защищается изнутри пароизоляционной пленкой, а снаружи - диффузионной гидроизоляционной пленкой, а рамные каркасы стен, перегородок и перекрытий изнутри обшиты гипсокартонными или гипсоволокнистыми листами. Система дополнительно содержит фундамент, на котором устанавливаются рамные каркасы стен /5/.

Однако специфика работы тонкостенных конструкций такова, что при их реальном загружении вследствие несовпадения центра изгиба и центра приложения результирующей нагрузки происходит так называемое изгибное кручение, ведущее к депланации (нарушению плоскостности) поперечного сечения и появлению дополнительных нормальных и касательных напряжений в полках и стенках стержневых элементов. Гипотеза плоских сечений при расчете таких профилей оказывается неверной. Кроме того, возможна локальная потеря устойчивости стенок профилей, что также необходимо учитывать при проектировании и расчете панелей на основе холодногнутых профилей.

При проектировании таких панелей необходимо более тщательно анализировать напряженно-деформированное состояние элементов и подбирать профили с некоторым заведомым запасом или применять дополнительные усилители как в узлах так и в плоскостях.

Кроме этого, недостаточно защищенные от коррозии легкие стальные тонкостенные конструкции, выполненные из холодногнутых профилей, могут разрушаться со скоростью от 0,004 мм/год (в короткий срок) по причине электромеханической коррозии, которая вызывается водными растворами электролитов и является результатом действия микроэлементов /6/. Также неправильно выполняется перфорация: по финской технологии - перфорация с высеканием и наклепом, что, несомненно, дороже, чем российский аналог перфорирования: протяжка и выдавка с односторонним просеканием выдавливаемых заусенец, что не только больше повреждает защитное оцинкованное покрытие, по и образует формованные неровности, в стенках которых будет скапливаться пыль и влага, что существенно ускоряет процесс коррозии.

Электролитом служит атмосферная влага, содержащая CO₂, но чаще всего другие химические соединения. На металле конденсируется вода, в которой содержится некоторое количество солей. Небольшой слой раствора электролита создает условия, способствующие электрохимической коррозии.

В результате, несмотря на то, что преобладающая часть металлического элемента остается почти нетронутой коррозией, конструкция может быстро разрушиться вследствие возникновения даже в некоторых местах глубоких коррозионных язв. Напряжения от кручения дополнительно увеличивают скорость коррозионного растрескивания на несколько десятков процентов. Кроме этого, тонкостенные стальные элементы не могут соприкасаться со строительными материалами, содержащими гипс, хлорид магния, угольную или коксовую золу, а также коксовый шлак, поскольку они вызывают быструю коррозию стали /6/.

При проектировании таких панелей необходимо более тщательно анализировать напряженно-деформированное состояние элементов и подбирать профили с некоторым заведомым запасом или применять дополнительные усилители как в узлах, так и в плоскостях, что в известном решении не делается.

Кроме того, профили не имеют центровочных отверстий и пуклевок, что снижает точность сборки и долговечность конструкции. Допуски узла соединения профилей составляют 1-3 мм, что приводит к образованию зазоров между соединяемыми профилями и увеличивает риск работы самонарезного винта на срез, существенно сокращая надежность и срок службы изделия. Такие значительные допуски и отсутствие маркировок профилей не позволяют собрать каркас без подбора и подгонки. Технологическая схема, при которой сборка каркаса и стен производится на площадке без жесткого контроля количества самонарезных винтов, четкого соблюдения мест их крепления, усилия завинчивания винта, соблюдения шага завинчивания винтов, что снижает прочность, надежность и долговечность конструкции. В известном решении для облицовки конструктивной системы используют листовые материалы, гипсокартонные листы, а не отдельные детали облицовки.

Известен комплект холодногнутых профилей из оцинкованной стали для быстровозводимого здания «Nordalfa», включающий по меньшей мере один С-образный профиль, сформированный непрерывно связанными между собой стенкой С-образного профиля, ширина которой определяет ширину С-образного профиля, и двумя расположенными симметрично относительно продольной оси профиля и перпендикулярно стенке полками С-образного профиля равной высоты, определяющей высоту С-образного профиля, свободный конец каждой из которых загнут внутрь под углом α навстречу свободному концу противолежащей полки и формирует соответствующее линейное ребро жесткости шириной L_c С-образного профиля, и по меньшей мере один прогонный кровельный профиль, сформированный непрерывно связанными между собой стенкой кровельного профиля и двумя перпендикулярными стенке полками кровельного профиля равной высоты, свободный конец каждой из которых загнут наружу под углом β в противоположном свободному концу противоположной полки направлении и формирует соответствующее Г-образное ребро жесткости кровельного профиля, при этом полка С-образного профиля снабжена по меньшей мере двумя дополнительными продольными ребрами жесткости, каждое из которых выполнено в виде гофра, каждое сопряжение стенки и полки С-образного профиля выполнено скругленным с радиусом кривизны R_с, каждый переход между полкой и ребром жесткости С-образного профиля выполнен скругленным с радиусом кривизны r_c, а каждое сопряжение стенки и полки кровельного профиля выполнено скругленным с радиусом кривизны R_k, каждый переход между полкой и ребром жесткости кровельного профиля выполнен скругленным с радиусом кривизны r_k, причем ребро жесткости кровельного профиля имеет два взаимно перпендикулярных участка, первый из которых определяет ширину, а второй высоту этого ребра жесткости. Толщина каждого профиля составляет от 0,55 до 1,5 мм /7/.

Этот комплект холодногнутых профилей пригоден для создания каркасов зданий, и только для строительства малоэтажных зданий (до 3-х этажей). В этом строительном комплекте три или по меньшей мере два вида профилей - С-образные и кровельные, что увеличивает металлоемкость и количество теплопроводных включений, что ухудшает теплоизоляционные характеристики изделий.. Толщина до 1,5 мм неэффективна для профилей несущей конструкции здания, с точки зрения многодельности технологических операций изготовления несущих опор и балок в виде рам их утепления, особенно рамных элементов фермочного типа с наклонными профилями, и итоговой их стоимости с учетом необходимой огнезащиты по сравнению с рационально подобранными конструктивными решениями конструкций в виде сплошных деревянных, типовых металлических прокатных или железобетонных элементов несущего каркаса. Элементом усиления несущего каркаса являются кровельные профили, это увеличивает металлоемкость и, как следствие, теплопроводность и ухудшает показатель сопротивления теплопередачи.

Известна также многослойная строительная панель, которая принята за прототип заявляемого элемента легкой строительной панели, содержащая внутренний каркас, выполненный в виде разборной рамы, неконструктивный утеплитель и листовую обшивку, причем рама изготовлена из оцинкованных перфорированных термопрофилей и содержит нижние и верхние направляющие П-образного профиля с отгибами кромок, выполненными в одну сторону, между ними установлены вертикальные ребра С-образного профиля, расположенные в ряд на равных расстояниях друг от друга в продольном направлении направляющих и жестко связанные с ними посредством крепежных элементов, а перфорация термопрофилей выполнена в виде удлиненных отверстий, расположенных в продольном направлении профилей, при этом отверстия в различных участках профилей по их ширине расположены взаимно чередующимся образом. В качестве материала внутренней обшивки применены двойные гипсоволокнистые листы, а в качестве материала наружной обшивки применены плиты фиброцементные «Фибрит» или другой отделочный материал. В качестве материала неконструкционного утеплителя применены плиты теплоизоляционные минераловатные или вата теплоизоляционная целлюлозная «Эковата». В качестве крепежных элементов для термопрофилей применены оцинкованные самонарезающие винты. Авторы указывают, что эта строительная панель предназначена для многоэтажного строительства /8/.

На самом деле эта конструкция обладает такими недостатками, которые делают ее опасной и непригодной для многоэтажного строительства.

Расчет термопрофилей прежде всего выражается в уменьшении геометрических характеристик поперечного сечения профилей на длину перфорации, в зависимости от высоты и толщины профиля.

Такая перфорация, ведущая к снижению прочности и существенному уменьшению коэффициента расчетной длины стенки профилей, способствует локальной потере ею устойчивости. Поэтому влияние перфорации стенок термопрофилей учитывается в расчетах уменьшением толщины стенки путем умножения на коэффициент k_r=0,7 при изгибе и сжатии и на коэффициент k_kn=0,45 … 0,65 при срезе. При расчете параметров поперечного сечения перфорированная часть сечения считается во всем объеме единым отверстием. Расчет производят при помощи графиков на основе нормативных нагрузок. Суммарный коэффициент запаса результатов 1,7. Кроме того, очень трудно спрогнозировать, как перфорированная конструкция будет вести себя во времени, каким образом будут проявляться ее пластические и усталостные свойства.

Достоинства перфорации как возможности снижения теплопроводности и устранения так называемого «мостика холода» весьма спорны с точки зрения теоретической физики, ведь большинство свойств металлов, в частности их высокая электро- и теплопроводность обуславливаются, в основном, движением свободных (валентных) электронов. Кроме этого, технология термоперфорации как способ штамповки «термопросечек», принятая в известном решении, не предусматривает покрытия краев сквозных отверстий защитным слоем при перфорировании, как было изначально задумано разработчиком оборудования для перфорации компанией SAMESOR (Финляндия). Вследствие этого недостаточно защищенные от коррозии легкие стальные конструкции, выполненные из холодногнутых профилей, могут разрушаться в короткий срок по причине электромеханической коррозии, вызываемой водными растворами электролитов и являющейся результатом действия микроэлементов.

Таким образом, термопрофили не надежны с точки зрения коррозиостойкости. Применение облицовок с магнезитовыми плитами, без изоляционных прокладок и уплотнителей, защищающих металлический каркас панели от коррозии, а также минераловатных плит, изготовленных из стеклянного волокна или шлаковаты с применением органических связующих негативно влияет на долговечность и надежность, так как хлориды и оксиды магния, а также химические соединения таких утеплителей во взаимодействии с влагой образуют агрессивную среду, ускоряя процесс коррозии.

В этой конструкции строительной панели не предусмотрено поэтажное усиление конструкции, что обязательно с учетом увеличения ветровых нагрузок прямо пропорциональных высоте этажа здания по СНИПам. Не учитывается тот факт, что с повышением этажности здания нужно применять усиленные конструкции. Из описания можно предположить, что усилители вообще не предусмотрены. Соответственно, увеличивается количество деформаций, при которых образуются трещины в оцинкованном покрытии и нарушается коррозионная стойкость.

Используемые для наружной обшивки этой конструкции фиброцементные плиты «Фибрит» тяжелые, что повышает нагрузку на крепежные винты конструкции и приводит к ее неустойчивости и недолговечности, кроме того, эти плиты более твердые и более хрупкие, чем стекломагнезитовые плиты, что также усиливает недолговечность конструкции. В расчетах соединений профилей и облицовок этой панели применены строительные, а не машиностроительные допуски, соблюдение которых могло бы увеличить надежность и долговечность конструкций, а это применимо только для конструкций заводского изготовления.

Кроме того, эта конструкция предназначена для сборки на строительной площадке, при этом возникают отклонения и большая неточность при сборке, так как нет узловых подгибов, центрующих отверстий направляющих пуклевок, ограничивающих влияние «человеческого фактора» на скорость, правильность и точность сборки панелей, что также ухудшает прочность и долговечность здания.

Профили рамы этой конструкции соединены самонарезными винтами в панелях для зданий любой этажности, в то время, как известно, что на верхних этажах высотных зданий могут возникать дополнительные сдвиговые нагрузки, резонансные колебания конструкции от наземных толчков и скорости ветра, с увеличением этажности пропорционально увеличивается и ветровая нагрузка, и прочее воздействие разрушающих факторов. Соответственно крепление профилей на винтах, при допуске соединения панелей от 1 до 3 мм, работающее на срез, не обеспечит необходимую прочность таких ограждающих конструкций здания, то есть налицо явная недолговечность этой конструкции панели.

Кроме того, из-за высокой гигроскопичности эковаты нельзя ее использовать для утепления сплошным слоем без компенсирующих устройств и влагоотводящих вставок, а в описываемой конструкции такие устройства отсутствуют. По этой причине образуется конденсат и увеличивается внутренняя влажность в утеплителе, вследствие этого термопрофили ржавеют, что снижает долговечность конструкции.

Одним из путей совершенствования пористоволокнистых утеплителей слоистых панелей является развитие знаний о структуре этих материалов, их влиянии на процессы сорбции-десорбции в составе ограждающих конструкций, а также разработка соответствующих форм конструкций /9/.

Реальная долговечность описываемой конструкции от 5 лет, что в ограждающих конструкциях недопустимо потому, что для многослойных ограждающих конструкций зданий с эффективным утеплителем расчетный срок службы 50 лет /10/.

Также в этой конструкции не решен вопрос отвода конденсата и техногенных потоков влаги (при аварии), замокший теплоизоляционный слой может промерзнуть зимой, что существенно ухудшит эксплуатационные свойства панелей.

За прототип заявляемого способа изготовления элемента многослойной легкой строительной панели принят способ производства строительных панелей, согласно которому производят профили из тонкостенной листовой оцинкованной стали, перфорируют их, собирают из них каркасы строительных панелей, прошивают узлы самонарезающими шурупами, покрывают каркас теплоизоляционным материалом, защищают его изнутри пароизолирующей пленкой и внутренней плитой, а снаружи - гидроизолирующей пленкой, утеплителем и наружной плитой. При этом для сборки каркаса стеновых панелей на монтажном столе расставляют верхний и нижний U-образные профили, закрепляют их горизонтально, к нижнему U-образному профилю крепят вертикальные стойки из С-образного профиля, к которым крепят короткие перемычки из U-образного профиля для устройства оконных и дверных проемов, прошивают все узлы и соединения самонарезающими шурупами или заклепками, а для сборки каркаса панелей перекрытия на монтажном столе укладывают С-образные профили горизонтально, а U-образные профили - вертикально, объединяя два С-образных профиля в двутавр самосверлильными шурупами и размещая двутавры параллельно друг другу горизонтально, после этого на участке сборки собирают односторонние строительные панели, устанавливая гидроизоляционную пленку, покрывая каркас магнезитовой плитой и соединяя ее с каркасом самосверлильными шурупами, а для сборки двусторонних панелей в готовые односторонние панели на участке монтажа коммуникаций в них вкладывают гофрорукав с внутренним проводом для протягивания на строительной площадке электрокабелей, кабелей связи, труб отопления, после монтажа коммуникаций их перемещают на теплоизоляционный участок, где плотно заполняют пустоты строительной панели целлюлозным утеплителем, затем устанавливают шумопоглощающую ленту, пароизоляционную пленку и магнезитовую плиту, зашивая самосверлильными шурупами, далее односторонние и двусторонние строительные панели перемещают на участок внешней отделки, где их украшают фасадными отделочными материалами. В качестве целлюлозного утеплителя используют Юнизол. Односторонние панели украшают изоляцией Icenin. В качестве фасадных отделочных материалов используют минеральную фасадную вату, акриловую штукатурку, навесные вентилируемые фасады, деревянные брусья, сайдинг, кирпич, камень /11/.

Однако в известном решении недостаточно защищенные от коррозии легкие стальные тонкостенные конструкции, выполненные из холодногнутых профилей, могут разрушаться со скоростью от 0,004 мм/год в короткий срок но причине электромеханической коррозии, вызываемой водными растворами электролитов и являющейся результатом действия микроэлементов.

Электролитом служит атмосферная влага, содержащая CO₂, но чаще всего другие химические соединения. На металле конденсируется вода, в которой содержится некоторое количество солей. Небольшой слой раствора электролита создаст условия, способствующие электрохимической коррозии.

В результате, несмотря на то, что преобладающая часть металлического элемента остается почти нетронутой коррозией, конструкция может быстро разрушиться вследствие возникновения даже в некоторых местах глубоких коррозионных язв. Напряжения от кручения дополнительно увеличивают скорость коррозионного растрескивания на несколько десятков процентов. Кроме этого, тонкостенные стальные элементы не могут соприкасаться со строительными материалами, содержащими гипс, хлорид магния, угольную или коксовую золу, а также коксовый шлак, поскольку они вызывают быструю коррозию стали.

При проектировании таких панелей необходимо более тщательно анализировать напряженно-деформированное состояние элементов и подбирать профили с некоторым заведомым запасом или применять дополнительные усилители как в узлах так и в плоскостях, что в известном решении не делается /6/.

В известном способе применены паронепроницаемые утеплители. Поэтому без компенсирующих устройств и влагоотводящих вставок, а в описываемом решении такие устройства отсутствуют, в них будет накапливаться влага, что приведет к усадке и утрате теплоизолирующих способностей /2/. Образование конденсата и увеличение влажности утеплителя способствуют развитию коррозии, вследствие этого профили ржавеют, что снижает долговечность конструкции. Кроме того, в известном способе не предусмотрено выполнение соединительных элементов, количество технологических переделов больше, профили производят не из рулона, а из листовой стали, что нерационально и менее технологично. Процессы соединения профилей, соединения деталей облицовок с каркасом и нанесения наружного теплоизоляционного слоя неавтоматизированы. Также ни в одном из известных способов не применено компьютерное управление технологическими процессами и компьютерный контроль качества.

Поскольку в известных строительных панелях, способах их изготовления и монтажа основные технологические процессы обременяются увеличенными затратами на ручное перемещение материалов, приспособлений и механизмов по сборочному цеху (или этажу), технологическими паузами, связанными с высыханием нанесенных слоев, неоднократными выравниваниями и шлифованиями, и напрямую зависят от профессионального уровня и квалификации персонала, ускорение таких процессов невозможно без кардинального изменения способа изготовления ограждающих конструкций, позволяющего существенно снизить количество технологических операций, связанных с влажными процессами и их трудоемкость. Кроме этого, применение паронепроницаемых систем утепления увеличивает остаточную влажность, что приводит к ухудшению показателя сопротивления теплопередачи.

Исходя из вышеизложенного, в основу настоящего изобретения была положена задача: предложить элемент многослойной легкой строительной панели, единый для стен, покрытий и перекрытий, - не препятствующий диффузии и паропроницанию, укомплектованный системой отвода конденсирующей и иной жидкости, для снижения показателя остаточной влажности, снабженный системой соединительных элементов, имеющий полноценную внешнюю отделку для всесезонного монтажа элементов панелей, и при этом имеющий уменьшенную толщину, меньший вес, позволяющий существенно снизить трудоемкость и энергоемкость изготовления и монтажа, за счет снижения количества технологических операций, связанных с влажными процессами, машинами и механизмами, дающий возможность сокращения сроков проектирования и строительства, с повышенными показателями огнестойкости, звукоизоляции и теплоизоляции, а также способ изготовления элемента многослойной легкой строительной панели, позволяющий объединить в единый программный продукт проектирование, изготовление с системой контроля и аудита технологичности каждого процесса, анализа соблюдения сроков, качества, эксплуатационных показателей для системного совершенствования, снижения материалоемкости и энергоемкости строительства, создания энергоэффективных зданий и сооружений с возможностью автоматического регулирования микроклимата помещений и решения проблемы естественного обеспечения приточных потоков воздуха, отведения конденсируемой и иной жидкости для снижения показателя остаточной влажности, с учетом требований стандартов так называемого «энергетически пассивного дома» (нем. Passiv haus) и концепцией active house, помогающей функционировать зданиям в гармонии с природой и людям вести в них экологически рациональный образ жизни. Хорошая архитектура, внутренний микроклимат и экологически безопасные конструкции не менее важны, чем снижение потребления энергоресурсов /12, 13/.

Поставленная задача решается в изобретении за счет того, что в элементе многослойной легкой строительной панели, содержащем внутренний каркас, выполненный в виде стальной разборной рамы, содержащей перфорированные горизонтальные нижние и верхние направляющие элементы, между которыми установлены перфорированные вертикальные стоечные элементы, расположенные в ряд в продольном направлении направляющих элементов и жестко связанные с ними посредством крепежных элементов и узловых соединений, а также внутренний теплоизоляционный слой и наружную и внутреннюю облицовки, при этом горизонтальные и вертикальные элементы выполнены в виде стальных профилей, а профили вертикальных элементов имеют С-образное сечение, элементы рамы каркаса представляют собой законченные детали, при этом горизонтальные детали выполнены также в виде профилей С-образного сечения и включают также горизонтальные перемычки, при этом вертикальные и горизонтальные детали соединены и имеют в узлах стыковки дополнительные перпендикулярные отгибы коротких полок трапециевидной формы, перфорация деталей выполнена в виде поперечных и продольных высечек под профильные металлические, листовые или деревянные элементы усиления каркаса, а также в виде технологических просечек и направляющих пуклевок - для усиления стыковочного узла дополнительными ребрами жесткости, внутренний теплоизоляционный слой выполнен трехслойным, в виде двух слоев целлюлозного утеплителя, между которыми расположена внутренняя температурно-влагорегулирующая вставка с внутренними вертикальными воздушными камерами, дренажными каналами и конденсатосборными каналами, соединенными между собой в единую систему, внутренняя и наружная облицовки выполнены сборными, в виде деталей с внутренними накладными стыками и конструкционными узлами крепления, к наружной поверхности наружной облицовки прикреплены наружные накладные стыки и горизонтальные П-образные профили, покрытые наружным теплоизоляционным слоем. Толщина стальных деталей рамы каркаса составляет 0,5-1,2 мм. Детали рамы каркаса могут быть покрыты по меньшей мере одним дополнительным защитным слом. Крепежные элементы узловых соединений выполнены в виде винтовых соединений, а также соединений на заклепках, на основе пайки и сварки или соединений посредством холодной штамповки с образованием геометрического и силового замыкания. Элемент многослойной легкой строительной панели содержит дополнительные усилительные элементы - профильные металлические, деревянные элементы и элементы деталей облицовки - прикрепленные к полкам деталей рамы в виде С-образного профиля с помощью выгнутых и вогнутых «язычков», а также высечек, просечек и направляющих пуклевок деталей рамы. Соединение перфорационных технологических поперечных и продольных высечек («язычков») с усилителями конструкции рамы достигается за счет применения клеевых, винтовых соединений, а для профильных металлических усилителей также за счет пайки, сварки и холодной штамповки с образованием геометрического и силового замыкания. На деталях наружной и внутренней сборных облицовок выполнены узлы крепления с дополнительными фрезеровками и крепежными отверстиями. В узле крепления деталей наружной и внутренней сборной облицовки установлен полый металлический сердечник со шляпкой, в которой выполнено сквозное центральное отверстие. Детали наружной и внутренней сборных облицовок снабжены влагостойкими, огнестойкими и теплоизоляционными уплотнителями. Внутренний теплоизоляционный слой состоит из двух внешних слоев целлюлозного утеплителя, прочно соединенных с внутренней температурно-влагорегулирующей вставкой. Конденсатосборные каналы имеют полосы из паропроницаемого материала с вплетенными в них нитями с металлизированным покрытием. В элементе многослойной легкой строительной панели выполнены узлы примыкания для стыковки с соединительными элементами. Элемент многослойной легкой строительной панели имеет по периметру соединительные пазы под соединительные элементы: вертикальные, горизонтальные, угловые. Узел соединения элемента панели и соединительного элемента образует «лабиринтное уплотнение».

Поставленная задача решается в изобретении также за счет того, что в способе изготовления элемента легкой многослойной строительной панели, согласно которому изготавливают элементы стальной рамы каркаса в виде С-образных профилей, перфорируют их, обрезают по длине, собирают из них каркас элемента строительной панели в виде разборной рамы, соединяют узлы каркаса, внутри каркаса размещают внутренний теплоизоляционный слой, а снаружи - внутреннюю облицовку, а также наружную облицовку, покрытую наружным теплоизоляционным слоем,

в качестве элементов рамы каркаса изготавливают законченные детали в виде С-образных профилей с перфорацией в виде просечек, высечек и пуклевок на одном прокатном стане одним технологическим процессом, управляемым программным комплексом, раму каркаса собирают из горизонтальных деталей (направляющих: верхних и нижних, и перемычек) и вертикальных деталей (стоек), при этом горизонтальные детали и вертикальные детали - стойки в виде С-образных профилей, покрывают снаружи огнестойкими, влагостойкими и теплоизоляционными уплотнителями, затем вертикальные детали пофрагментно скрепляют с горизонтальными деталями (перемычками и направляющими), внутренний теплоизоляционный слой выполняют трехслойным, в виде двух слоев целлюлозного утеплителя, между которыми располагают температурно-влагорегулирующую вставку, в которой выполнены внутренние вертикальные воздушные камеры, дренажные каналы и конденсатосборные каналы, соединенные между собой в единую систему, устанавливают этот теплоизоляционный слой внутри перемычек пофрагментно скрепленных вертикальных деталей - стоек, после чего эти фрагменты соединяют между собой на сборочном столе горизонтальными деталями (направляющими и перемычками) и жестко скрепляют посредством крепежных элементов, узловых соединений по меньшей мере одним автоматизированным технологическим процессом, внутреннюю и наружную облицовки выполняют сборными, при этом детали внутренней облицовки размещают на одной поверхности каркаса, затем прикрепляют их к каркасу по меньшей мере одним автоматизированным технологическим процессом, после чего элемент легкой многослойной строительной панели переворачивают облицованной стороной вниз и прикрепляют через уплотнитель ко второй поверхности каркаса детали наружной облицовки по меньшей мере одним автоматизированным технологическим процессом, на их наружной поверхности горизонтально устанавливают наружные накладные стыки и П-образный профиль, на наружную поверхность наружной облицовки с П-образным профилем наносят с уплотнением внешний теплоизоляционный слой, далее элемент панели перемещают на участок внешней отделки, где производят его окончательную внешнюю отделку. Вертикальные стоечные детали и горизонтальные детали - направляющие и перемычки С-образного профиля выполняют из стали толщиной 0,5-1,2 мм с возможным последующим нанесением по меньшей мере одного дополнительного защитного слоя. На полках горизонтальных деталей - направляющих и перемычек в виде С-образного профиля в узлах стыковки выполняют дополнительные вертикальные отгибы трапециевидной формы. Крепежные элементы узловых соединений выполняют в виде винтовых соединений, а также соединений на заклепках, на основе пайки и сварки или соединений посредством холодной штамповки с образованием геометрического и силового замыкания. На панели устанавливают дополнительные усилительные элементы, прикрепленные к полкам С-образных профилей горизонтальных и вертикальных деталей рамы с помощью выгнутых и вогнутых «язычков» (высечек), а также просечек и направляющих пуклевок С-образных профилей деталей рамы, - профильные металлические, деревянные элементы и элементы деталей облицовки по меньшей мере одним автоматизированным технологическим процессом. Перфорационные технологические поперечные и продольные высечки («язычки») соединяют с дополнительными усилительными элементами рамы за счет применения клеевых, винтовых соединений, а для профильных металлических усилителей также за счет применения пайки, сварки и холодной штамповки с образованием геометрического и силового замыкания. В каркасе элемента строительной панели выполняют сборные посадочные гнезда для стыковки с соединительными элементами. Во внутреннем теплоизоляционном слое прочно соединяют внешние слои целлюлозного утеплителя с внутренней температурно-влагорегулирующей вставкой. На деталях наружной и внутренней сборных облицовок выполняют узлы крепления с дополнительными фрезеровками и крепежными отверстиями. Наружный теплоизоляционный слой выполняют из эковаты и уплотняют плоскостным прессованием по меньшей мере одним безотходным автоматизированным процессом. В узле крепления деталей сборной облицовки устанавливают полый металлический сердечник со шляпкой, в которой выполнено сквозное центральное отверстие. Сборные детали наружной и внутренней сборных облицовок снабжают влагостойкими, огнестойкими и теплоизоляционными уплотнителями. В конденсатосборных каналах выполняют полосы из паропроницаемого материала с вплетенными в них нитями с металлизированным покрытием. На все детали наносят идентификационную маркировку. В сборных узлах примыкания соединительных пазов каркаса элемента строительной панели располагают в соответствии с маркировкой, без подбора и подгонки соединительные элементы, в том числе вертикальные, горизонтальные, угловые. Узел соединения панели и соединительного элемента выполняют с образованием «лабиринтного уплотнения». Проектирование элементов строительных панелей, готовых осаждающих конструкций, изготовление деталей каркаса и деталей облицовок, управление процессом соединения деталей каркаса, крепления деталей облицовок к каркасу, контроль плотности нанесения внутренних и внешних теплоизоляционных слоев и контроль качества всех технологических процессов и операций осуществляют по меньшей мере одним автоматизированным программным комплексом. Сущность изобретения поясняется чертежами.

На фиг.1 изображен элемент многослойной легкой строительной панели, схема соединения сборных деталей.

На фиг.2 - то же, схема элемента многослойной легкой строительной панели в разрезе;

На фиг.3 - то же, схема соединения деталей каркаса;

На фиг.4 - то же, схема крепления деталей облицовки;

На фиг.5 - то же, схема соединения элементов строительных панелей.

Элемент многослойной легкой строительной панели состоит из основной конструкции и наружного защитно-декоративного слоистого покрытия. Основная конструкция - это основа элемента многослойной легкой строительной панели, выполненная в виде разборной рамы 1, которая состоит из горизонтальных нижних направляющих деталей 2 и горизонтальных верхних направляющих деталей 3, между которыми установлены вертикальные стоечные детали 4, расположенные в ряд в продольном направлении, горизонтальных направляющих деталей 2 и 3 и соединенные между собой также горизонтальными перемычками 5, при этом горизонтальные детали 2, 3 и 5 жестко связаны с вертикальными стоечными деталями 4 посредством крепежных элементов 6 и/или узловых соединений 7.

Все эти детали рамы 1 выполнены из стальных перфорированных профилей С-образного сечения с короткими полками 8, на которых в узлах стыков выполнены перпендикулярные к полкам 8 отгибы 9 трапециевидной формы. На горизонтальных деталях в виде С-образного профиля - нижних 2 и верхних 3 направляющих и перемычках 5, а также на вертикальных стоечных деталях 4 в виде С-образного профиля перфорация выполнена в виде технологических отверстий 10, поперечных 11 и продольных 12 высечек («язычков») под профильные металлические 13а, листовые 13б или деревянные элементы 13в усиления каркаса, а также в виде направляющих пуклевок 14 и технологических просечек 15 для усиления узловых соединений 7 дополнительными элементами 13 усиления каркаса, Горизонтальные детали - нижние 2 и верхние 3 направляющие и перемычки 5, а также вертикальные стоечные детали 4 рамы 1 скреплены между собой при помощи стальных заклепок, самонарезных винтов, пайки (сварки) или посредством холодной штамповки с образованием геометрического и силового замыкания 16а круглой и 16б прямоугольной форм.

К деталям 3 и 4 рамы 1 прикреплены монтажные проушины 17.

Элемент многослойной легкой строительной панели может содержать дополнительные элементы 13 усиления конструкции каркаса, прикрепленные к полкам 8 горизонтальных деталей 2, 3, 5 и вертикальных деталей 4 в виде С-образного профиля, а также с помощью выгнутым 11 и вогнутым 12 «язычков» и просечек 15 горизонтальных деталей 2, 3, 5 и вертикальных деталей 4 рамы 1. Эти профильные металлические, деревянные усилительные элементы 13 и элементы 14, 15 деталей рамы 1 и листовые детали 18 соединены с перфорационными технологическими поперечными 11 и продольными 12 высечками («язычками»), а также технологическими отверстиями 10, просечками 15 за счет применения клеевых, винтовых соединений, а для профильных металлических усилительных элементов 13 также за счет пайки, сварки и холодной штамповки с образованием геометрического и силового замыкания 16.

Между короткими полками 8 горизонтальных деталей 2, 3, 5 и вертикальных деталей 4 С-образного профиля рамы 1 расположен внутренний теплоизоляционный слой 19, который выполнен трехслойным, в виде двух слоев 20 целлюлозного утеплителя, между которыми расположена внутренняя температурно-влагорегулирующая вставка 21, прочно соединенная со слоями 20. Вставка 21 имеет внутренние вертикальные воздушные камеры 22, дренажные каналы 23, а также конденсатосборные каналы 24, соединенные между собой в единую систему. Конденсатосборные каналы 24 имеют полосы 25 из паропроницаемого материала с вплетенными в них нитями с металлизированным покрытием.

Внутренняя 26 и наружная 27 облицовки элемента панели выполнены сборными из отдельных деталей 18, которые снабжены влагостойкими, огнестойкими и теплоизоляционными уплотнителями 28 по ГОСТ 481-90,при этом на них выполнены накладные стыки 29 и узлы 30 крепления с дополнительными фрезеровками 31 и крепежными отверстиями 32, в узле 30 крепления деталей наружной 27 и внутренней 26 сборной облицовок установлен полый металлический сердечник 33 со шляпкой 34, в которой выполнено сквозное центральное отверстие 35.

К наружной поверхности сборной наружной облицовки 27 прикреплен горизонтальный П-образный профиль 36 и наружные накладные стыки 37, на которые нанесен наружный теплоизоляционный слой 38, состоящий из утеплителя 39 (эковаты) и системы 40 крепления к листовым деталям 18 и деталям облицовки 27 и (или) подвесной системы 41 для крепления навесных систем 42, в том числе вентилируемых систем, которые прикреплены через листовые детали 18 облицовок 26, 27 к металлическому каркасу рамы 1 согласно проектной документации (архитектурным решениям).

Элемент многослойной легкой строительной панели имеет узлы 43 примыкания, в которых расположены соединительные элементы 44, а также вертикальные соединительные элементы 45, горизонтальные соединительные элементы 46, угловые соединительные элементы 47. По периметру элемент многослойной легкой строительной панели имеет соединительные пазы 48 под соединительные элементы 44, 45, 46 и 47, при этом узел 43 примыкания элемента многослойной легкой строительной панели и соединительного элемента 44 образует «лабиринтное уплотнение»

А также узлы 43 примыкания крепежа основной конструкции элемента многослойной легкой строительной панели служат для формирования технологических пустот 49 для укладки коммуникаций, дополнительного утепления, заполнения легкими бетонами и иными смесями. С внутренней, лицевой стороны элемента многослойной легкой строительной панели под деталями облицовок 26 и 27 устроен слой 50 из полиэтиленовой паронепроницаемой пленки. Лицевые (внутренние) или наружные поверхности этих панелей могут поставляться с нанесенным защитным покрытием, утеплением (фасадным), навесной системой (обрешеткой), а также возможен вариант дополнительного ввода множества анкерных элементов на фасадной и лицевой части элементов строительных панелей наружных стен.

Изготовление деталей рамы 1 в виде холодногнутых С-образных профилей металлического каркаса элемента многослойной легкой строительной панели производят методом прокатки. Как сырье используют рулонную оцинкованную или окрашенную сталь с защитным покрытием или без него. На прокатном стане, дополнительно, методом штамповки на выполненных в виде С-образных профилей горизонтальных деталях 2 и 3 и 5 и вертикальных деталях 4 производят перфорационные технологические отверстия 10, поперечные 11 и продольные 12 высечки («язычки»), просечки 14, направляющие пуклевки 15. Затем детали обрезают по длине. Причем для изготовления стальной разборной рамы 1 каркаса в качестве горизонтальных верхних 2 и нижних 3 направляющих деталей, а также для вертикальных стоечных деталей 4 используют профили только С-образного сечения, на коротких полках 8 которых в процессе прокатки и штамповки формируют перпендикулярные к полкам 8 отгибы 9 трапециевидной формы. Все эти операции производят на одном прокатном стане одним технологическим процессом.

При сборке рамы 1 вертикальные стоечные детали 4 С-образного профиля пофрагментно скрепляют с горизонтальными деталями - перемычками 5 и верхними направляющими деталями 3 из С-образных профилей, эти фрагменты располагают в ряд в продольном направлении нижних направляющих деталей 2 С-образного профиля и жестко скрепляют с ними посредством крепежных элементов 6 и (или) узловых соединений 7.

Перфорационные технологические отверстия 10, поперечные 11 и продольные 12 «язычки» выполняют под профильные металлические, листовые или деревянные элементы 13 усиления каркаса, также как пуклевки 14 и технологические просечки 15 - для усиления узловых соединений 7.

Горизонтальные нижние 2 и верхние 3 направляющие профили и вертикальные стоечные профили 4 рамы 1 скрепляют между собой при помощи стальных заклепок, самонарезных винтов, пайки (сварки) или посредством холодной штамповки с образованием геометрического и силового замыкания 16.

К деталям 3 и 4 рамы 1 прикрепляют монтажные проушины 17.

Элемент многослойной легкой строительной панели снабжают дополнительными усилительными элементами 13 конструкции каркаса, прикрепленными к полкам 8 С-образных профилей, а также к выгнутым 11 и вогнутым 12 «язычкам», и просечекам 15 горизонтальных деталей 2, 3 и 5 и вертикальных деталей 4 в виде С-образных профилей рамы 1. Эти профильные металлические, деревянные усилительные элементы 13 и элементы 14 и 15 деталей рамы 1 и листовых деталей 18 соединяют с перфорационными технологическими поперечными 11 и продольными 12 высечками («язычками»), а также технологическими отверстиями 10 и просечками 15 за счет применения клеевых, винтовых соединений, а профильные металлические усилительные элементы 13 также за счет пайки, сварки и холодной штамповки с образованием геометрического и силового замыкания 16.

Внутренний теплоизоляционный слой 19 выполняют трехслойным, в виде двух наружных слоев 20 ваты целлюлозной теплоизоляционной -эковаты, между которыми располагают внутреннюю температурно-влагорегулирующую вставку 21, выполненную методом экструзии и имеющую внутренние вертикальные воздушные камеры 22, дренажные каналы 23, а также конденсатосборные каналы 24, при этом в конденсатосборных каналах 24 выполняют имеют полосы 25 из паропроницаемого материала с вплетенными в них нитями с металлизированным покрытием. Внутренние вертикальные воздушные камеры 22, дренажные каналы 23 и конденсатосборные каналы 24 соединяют между собой в единую систему. Слои 20 эковаты влажным напылением с уплотнением прочно соединяют с внутренней вставкой 21.

Детали внутренней 26 и наружной 27 облицовок выполняют сборными, снабжают их влагостойкими, огнестойкими и теплоизоляционными уплотнителями 28, при этом на деталях внутренней 26 и наружной 27 облицовок выполняют накладные стыки 29 и узлы 30 крепления с дополнительными фрезеровками 31 и крепежными отверстиями 32, в узле 30 крепления деталей 27 наружной и 26 внутренней сборной облицовок устанавливают полый металлический сердечник 33 со шляпкой 34, в которой выполняют сквозное центральное отверстие 35.

К наружной поверхности наружной облицовки 27 прикрепляют горизонтальные П-образные профили 36 и наружные накладные стыки 37, затем на наружную поверхность наружной облицовки 27 наносят наружный теплоизоляционный слой 38, состоящий из утеплителя 39 и системы 40 крепления к листовым деталям 18, деталям облицовок 26, 27 и/или для крепления навесных систем 42. Крепление производят через листовые детали 18 и детали облицовок 26, 27 к металлическому каркасу рамы 1 согласно проектной документации (архитектурным решениям).

На элементе многослойной легкой строительной панели выполняют узлы примыкания 43, в которых располагают соединительные элементы 44, 45, 46, 47, и по периметру элемента выполняют соединительные пазы 48 под соединительные элементы 44, а также вертикальные соединительные элементы 45, горизонтальные соединительные элементы 46, угловые соединительные элементы 47а и 47б, а узел 43 примыкания элемента многослойной легкой строительной панели и соединительных элементов 44, 45, 46, 47 выполняют с образованием «лабиринтного уплотнения».

А также узлы 43 примыкания крепежа основной конструкции элемента многослойной легкой строительной панели служат для формирования технологических пустот 49 для укладки коммуникаций, дополнительного утепления, заполнения легкими бетонами и иными смесями. С внутренней, лицевой стороны элемента многослойной легкой строительной панели под деталями облицовок 26 и 27 выполняют слой 50 из полиэтиленовой паронепроницаемой пленки.

На все детали элемента панели наносят маркировку для удобства идентификации и сборки.

В соответствии с первым «полуфабрикатным» вариантом предлагаемого в изобретении способа изготовления элемента многослойной легкой строительной панели (основной конструкции и соединительных элементов), детали производят в виде сборочных комплектов. Затем элементы многослойной легкой строительной панели поставляют на стационарные сборочные предприятия и (или) мобильные, развернутые на строительной площадке или непосредственно в районе квартальной застройки, где производится финитная сборка в крупнопанельные элементы ограждающих конструкций для последующей доставки на место строительства, с нанесенным защитно-декоративным слоем (или без него). Таким образом, все основные технологические операции выполняют с применением конвейерного принципа, а операции, связанные с влажными процессами, производят, как правило, в горизонтальном положении при оптимальном для каждого технологического процесса температурном режиме производства, что позволяет в 3 раза снизить общую трудоемкость производства, сократить время изготовления элементов многослойных легких строительных панелей. Наличие типовых узлов крепления и стыковки соединительных элементов, а также технологических каналов для укладки коммуникаций, в том числе гофрорукавов для прокладки внутренних инженерных коммуникаций, дополнительно повышает степень заводской готовности элемента многослойной легкой строительной панели.

Сборочный комплект это комплект сборочных деталей основной конструкции элементов многослойной легкой строительной панели и деталей защитно-декоративного слоя монтажной единицы - одной панели, произведенной согласно проектной документации, в достаточной транспортной упаковке. В комплектацию сборочного комплекта входят соединительные, крепежные, стыковочные и монтажные элементы (угольники, пластины, кронштейны), соединительные элементы с нанесенной па поверхность согласно сборочной схеме поэлементной, подетальной, поузловой маркировкой, собранные и упакованные в транспортный пакет на одном предприятии.

Согласно второму «индустриальному» варианту в сборочном цехе головного предприятия, производящего сборочные комплекты, собирают и отгружают на строительную площадку крупнопанельные элементы ограждающих конструкций - элементы многослойных легких строительных панелей. Их отгружают с наружным защитно-декоративным слоистым покрытием: системой утепления, навесной полносборной системой или нанесенным защитно-декоративным покрытием (или без него).

Радиус доставки при первом варианте неограничен, при втором составляет не более 300 км. Панели строительные легкие в готовом к монтажу состоянии, зафиксированные в герметичной транспортной упаковке (снабженной упаковочным листом): транспортном пакете или многооборотной таре, пригодны для монтажа «с колес».

На строительной площадке транспортные пакеты распаковывают и производят крепление дополнительных навесных элементов, обеспечивающих максимально герметическую стыковку всех горизонтальных и вертикальных элементов, навешивают формованные и навесные элементы фасада. Монтажную схему и технологическую карту строительного монтажа передают строительно-монтажной организации. Готовую к монтажу легкую строительную панель, собранную из элементов многослойной легкой строительной панели, монтируют всесезонно, даже при низких температурах до -15°С, монтаж осуществляют 3-4 монтажника в указанное в монтажной схеме положение до 4 раз быстрее, чем занимает изготовление стеновых конструкций из кирпича или блоков. Такая схема монтажа позволяет снизить трудоемкость фасадной отделки, на площадке только герметизируют места стыковки элементов многослойных легких строительных панелей, навешивают соединительные фасадные элементы, наносят финишный слой покрытия (покраску). Трудоемкость процесса монтажа ограждающих конструкций снижается при этом в 4 раза, а применение тяжелых машин и механизмов в 5 раз, что позволяет ускорить строительный процесс в среднем на 2-3 месяца. Снижение не менее чем в 5 раз веса готовых крупнопанельных изделий (по сравнению с традиционными блоками, ж/б панелями и изделиями из кирпича) позволяет не использовать для транспортировки спецтранспорт (система ДСК, КПД), с ограничениями по весу и количеству (до 6 крупнопанельных единиц). Легкие строительные панели транспортируют обычными грузовыми автомобилями с прицепами и полуприцепами (до 20 крупнопанельных единиц в сборе).

После монтажа ограждающие конструкции из элементов многослойных легких строительных панелей, состыкованные с помощью специальных соединительных элементов, образуют регулируемую систему вентиляции (охлаждения) в летний период и отвода конденсирующей и иной жидкости (образовавшейся или попавшей в систему дренажных каналов) осенью и весной. Эта система предназначена для снижения показателя остаточной влажности и возможности улучшения теплоизоляционных свойств ограждающих конструкций за счет управляемых с помощью специальных заслонок (перекрывающих систему на зимний период эксплуатации) конвективных потоков в зданиях и сооружениях, построенных с применением элементов многослойной легкой строительной панели.

При этом в таких ограждающих конструкциях не используют термопрофили с перфорированной стенкой, исключающей образование мостиков холода, как в одном из аналогов /5/ и «термоперфорацию» в виде удлиненных отверстий по ширине профиля, как в прототипе /8/.

Этажность постройки с применением элемента многослойной легкой строительной ограничена лишь несущей способностью каркаса: стальных каркасов из прокатных, гнутых или сварных профилей, каркасов с деревянными стойками и балками, усиленными металлическими ригелями (для зданий и сооружений до 4-х этажей, железобетонных монолитных или сборных каркасов, а также комбинированных каркасов: с железобетонными стойками и металлическими ригелями, что позволяет этажность зданий сделать неограниченной, что является более рациональным конструктивным решением, чем /5/ и /7/.

Согласно «индустриальному» и «полуфабрикатному» вариантам в качестве облицовки используют детали облицовки, изготовленные из листового материала с фрезерованными крепежными отверстиями. Дополнительно на деталях облицовки могут фрезерованием производиться стыковочные «четверти». В известных решениях используют листовые материалы, а не детали облицовок. Так в аналоге /5/ (используют листы гипсокартонные, двойные гипсоволокнистые листы, а в прототипе /8/ используют дополнительно фиброцементные листы «Фибрит».

Наличие сборочной схемы и нанесенной маркировки на деталях облицовок позволяет ускорить крупноузловую сборку элементов многослойных легких строительных панелей, сделать сборку конвейерной и обеспечить дополнительно возможность конструктивного усиления -воссоздания расчетных и эксплуатационных характеристик элементов многослойных легких строительных панелей и деталей.

Для улучшения звукоизоляционных свойств крупнопанельных элементов ограждающих конструкций заявляемый элемент многослойной легкой строительной панели выполняют слоистым и с внутренними воздушными камерами 22. В качестве внутреннего теплоизоляционного слоя используют 3-слойный теплоизоляционный слой 19, состоящий из двух наружных слоев 20 эковаты, покрывающих внутреннюю температурно-влагорегулирующую вставку 21, используемую для улучшения звукоизоляции и регулирования температурно-влажностного режима, сбора и отвода конденсатных потоков во внутреннюю дренажную систему, как внутренних (давление пара), так и внешних («точка росы»), а также отвода любых аварийных протеканий как изнутри, так и снаружи осаждающих конструкций.

Основная конструкция элемента многослойной легкой строительной панели за счет применения влагостойких, огнестойких и теплоизоляционных уплотнителей 28, 3-слойного теплоизоляционного слоя 19, внутренних воздушных камер 22, эффекта «лабиринтных уплотнений» в узлах стыковки элементов, за счет соединения «шип-паз» соединяемых элементов, деталей облицовок 26 и 27 (стекломагнезитовый лист), позволяют достигнуть показателей сопротивления теплопередачи 3,2 м₂·°С/Вт, индекс изоляции воздушного шума 50 дБ, звукоизоляции 45 дБА при толщине основной конструкции 190 мм.

Для улучшения теплоизоляционных свойств крупнопанельных элементов ограждающих конструкций в слоистой структуре основной конструкции заявляемого элемента многослойной легкой строительной панели выполняют наружный паропроницаемый теплоизоляционный слой 38 толщиной не менее 30 мм, сопротивление теплопередачи стекломагнезитового листа, используемого для деталей облицовок 26 и 27, не более 0,26 Вт/м°С при плотности не менее 900 кг/м³ для изготовления деталей внешней облицовки 27 и не менее 600 кг/м³ для изготовления деталей облицовки 26 лицевых (внутренних) поверхностей.

Детали облицовок 26 и 27 заявляемого элемента многослойной легкой строительной панели выполняют из магнезитового или стекломагниевого (стекломагнезитового) листа (glass magnesium board, доломитоволокнистый лист, ДВЛ, ксилолитоволокнистый лист, КВЛ), как материала, обладающего повышенной влагостойкостью, огнестойкостью, улучшенной эластичностью (гибкостью) и меньшим весом при увеличенной плотности по сравнению с цементно-стружечными плитами и их аналогами, выполненными на основе измельченного растительного материала - «древесно-волокнистого» бетона. Детали облицовок 26 и 27 заявляемого элемента многослойной легкой строительной панели образуют лицевые (внутренние) и наружные поверхности основной конструкции.

Применение в узлах примыкания соединений типа «шип - паз» или «шпунт - гребень» исключает проникновение влаги и образование эффекта «мостиков холода». «Пазы» и «шпунты» образуются наружныеми накладными стыками 37 из полосок стекломагнезитового листа, зафиксированными к деталям облицовки 26, 27 через уплотнитель 28 в детали «паз» (для образования монтажного зазора) между выступом детали облицовки 27 или 26 в виде «шип» и «паз».

В качестве шумопоглощающего, влагостойкого, теплоизоляционного и огнестойкого уплотнителя 28 используются детали, изготовленные из негорючего эластичного материала но ГОСТ 481-90, дополнительно обработанного специальными составами или без обработки, в виде угольника и/или полос, прикрепленных между металлическим каркасом и деталями облицовок с внешней стороны и металлическим каркасом и деталями внутренних облицовок.

Элементы многослойной легкой строительной панели могут поставляться со всеми типами защитно-декоративного покрытия, системами утепления, внешней отделкой (штукатурка, декоративные покрытия, с нанесением защитного покрытия в виде красок). Дополнительно возможно использование дополнительной обрешетки основной конструкции - навесными системами (в том числе «вентилируемыми») как с наружной, так и с внутренней стороны (со стороны помещений), согласно требованиям проектной документации.

Основными преимуществами готового изделия, произведенного согласно данному изобретению, являются экологическая чистота, полная перерабатываемость основных применяемых материалов, существенное уменьшение площади крепления к основанию и плитам перекрытия (полунавесной способ крепления) и толщины стены в 2 и более раз (минимальная толщина с утеплением 190 мм). По сравнению с традиционными мелкоштучными изделиями (от 300 мм без утепления и от 400 мм с утеплением), за счет существенного увеличения коэффициента сопротивления теплопередачи при меньшей толщине, с учетом требований соответствующих стандартов так называемого «энергетически пассивного дома» (нем. Passivhaus).

Толщина основной конструкции элементов легких строительных панелей и собранных из них ограждающих конструкций, а также их габаритные размеры в готовом виде могут варьироваться в зависимости от проектных требований к прочности и теплоизоляционным свойствам огнестойкости и пожарной опасности.

Из предлагаемых в изобретении элементов панелей строительных легких основной конструкции и защитно-декоративного слоистого покрытия путем их сборки могут собираться перегородки, внутренние и наружные стены зданий, самонесущие элементы перекрытий и панели покрытия. Причем лицевые или наружные поверхности этих стен могут поставляться с нанесенным защитным покрытием, утеплением (фасадным), навесной системой (обрешеткой), а также возможен вариант дополнительного ввода множества анкерных элементов на фасадной и лицевой части элементов строительных панелей наружных стен.

Основная конструкция элемента многослойной легкой строительной панели может использоваться в комбинации со всеми типами защитно-декоративного покрытия.

Защитно-декоративное покрытие многослойной полносборной конструкции элемента многослойной легкой строительной панели в виде навесных систем выполняется как навесные внутренние и внешние подсистемы и системы, прикрепляемые к основной конструкции. В качестве защитных, декоративных и технологических слоев используются: «вентилируемые» системы, системы утепления, с наружной и фасадной отделкой: декоративные покрытия, формованные и навесные элементы фасада: гранитно-цементные фасадные изделия, керамогранит, штучный камень, сайдинг (пластиковый и металлический), металлофасад, многослойные панели.

Направляющие пуклевки, центровочные отверстия и нанесенная маркировка позволяют собирать элементы панели без подбора и подгонки (соединение деталей: стойка - перемычка, стойка - направляющая). Все детали в предложенном решении соединены с эффектом посадки - натяжения, что обеспечивает повышенную прочность соединения.

Предложенный способ позволяет выполнить в структуре элемента многослойной легкой строительной панели разделенные внешние и внутренние воздушные камеры. Разность плотностей применяемого материала - наружных и внутренних слоев утеплителя, и воздушные камеры позволяют получить повышенные показатели шумо- и теплоизоляции при уменьшенной толщине внутреннего теплоизоляционного слоя.

Нанесенная на все детали элемента панели маркировка позволяет ускорить процесс сборки по детальным сборочным схемам и без задержек во времени определять место каждой детали по сборочной схеме, а также контролировать правильность сборки методом сканирования.

Снижение трудоемкости и стоимости изготовления за счет использования низкоэнергоемких материалов и технологических процессов, снижение трудоемкости монтажа за счет того, что на строительную площадку поставляются изделия полной заводской готовности, с внешней отделкой и заполненными проемами, а также за счет использования соединительных элементов в угловых вертикальных и горизонтальных узлах стыковки, и сокращение сроков строительства за счет быстрого всесезонного монтажа позволит вывести строительную отрасль па новую технологическую ступень.

Источники информации

1. Патент BY 5130 на полезную модель «Строительная панель», МПК: E04B 1/02.

2. Руденко В.В., Панин А.С., Жолудов B.C. и др. «Тепловая изоляция в промышленности и строительстве. - М.:Издательство "БСГ", 1996.

3. Применение пенополистирола в строительной промышленности. Материалы семинара по вспенивающемуся полистиролу. - С.-Петербург, 1998.

4. Уваров А.С. Слоистые ограждающие конструкции с применением базальтоволокнистых композиционных материалов и технология их производства. - Дис. канд. техн. наук. - М., 1995, 116 с.

5. Патент RU 62128 на полезную модель «Конструктивная система для строительства малоэтажных зданий с металлическим каркасом», МПК: E04B 1/24.

6. Ян Брудка, Мечислав Лубиньски /Под ред. к.т.н. С.С.Кармилова «Легкие стальные конструкции».

7. Патент BY 7651 на полезную модель «Комплект профилей для быстровозводимых малоэтажных зданий", МПК: Е04С 3/07.

8. Патент RU 55393 на полезную модель «Многослойная строительная панель», МПК: Е04С 2/26.

9. Гурьев В.В., Дмитриев А.Н., Романсиков И.Г., Ухова Т.А., Хайнср С.П. Принципы создания эффективных негорючих теплоизоляционных и светопрозрачных материалов и конструкций. Российская архитектурно-строительная энциклопедия. Том V. Наука, материалы и технологии в строительстве России XXI века. - М., ВНИИНТПИ, 1998.

10. Положение об организации и проведении реконструкции, ремонта и технического обслуживания зданий, объектов коммунального и социально-культурного обслуживания. ВСН-58-88(р), Госкомархитектуры. - М.:Стройиздат, 1990.

11. Патент UA 38599 на полезную модель «Способ изготовления строительных панелей», МПК: R04B 2/02.

12. W.Feist Das kostengunstige Passivhaus - Proektbeschreibung/ Arbeitkreis kostengunstige Passivhauscr. Protokolband №r1 Darmstadt 1996. s.9-21/

13. W.Feist Gestaltungsgrundladen Passivhauser/ Verlag das Beispiel, 2001. Passivhauscr/.

Изобретение относится к области наземного строительства, в частности к ограждающим конструкциям зданий и сооружений, а именно к стеновым панелям, панелям покрытий, перекрытий, и может использоваться при возведении многоэтажных зданий с несущим железобетонным, металлическим и деревянным каркасом для массовой и индивидуальной застройки, при реконструкции зданий, надстройках. Технический результат: снижение трудоемкости и энергоемкости изготовления и монтажа за счет снижения количества технологических операций, связанных с влажными процессами, машинами и механизмами, дающего возможность сокращения сроков проектирования и строительства, с повышенными показателями огнестойкости, звукоизоляции и теплоизоляции, снижение материалоемкости и энергоемкости строительства. Элемент многослойной легкой строительной панели содержит внутренний каркас, выполненный в виде стальной разборной рамы, содержащей перфорированные горизонтальные нижние и верхние направляющие элементы, между которыми установлены перфорированные вертикальные стоечные элементы, расположенные в ряд в продольном направлении направляющих элементов и жестко связанные с ними посредством крепежных элементов и узловых соединений, а также внутренний теплоизоляционный слой и наружную и внутреннюю облицовки, при этом горизонтальные и вертикальные элементы выполнены в виде стальных профилей, а профили вертикальных элементов имеют С-образное сечение. Элементы рамы каркаса представляют собой законченные детали, при этом горизонтальные детали выполнены также в виде профилей С-образного сечения и включают также горизонтальные перемычки, вертикальные и горизонтальные детали соединены и имеют в узлах стыковки дополнительные перпендикулярные отгибы полок трапециевидной формы, перфорация деталей выполнена в виде поперечных и продольных высечек под профильные металлические, листовые или деревянные элементы усиления каркаса, а также в виде технологических просечек и направляющих пуклевок для усиления стыковочного узла дополнительными ребрами жесткости. Внутренний теплоизоляционный слой выполнен трехслойным в виде двух слоев целлюлозного утеплителя, между которыми расположена внутренняя температурно-влаго-регулирующая вставка с внутренними вертикальными воздушными камерами, дренажными каналами и конденсатосборными каналами, соединенными между собой в единую систему, внутренняя и наружная облицовки выполнены сборными, в виде деталей с внутренними накладными стыками и конструкционными узлами крепления, к наружной поверхности наружной облицовки прикреплены наружные накладные стыки и горизонтальные П-образные профили, покрытые наружным теплоизоляционным слоем. Также описан способ производства такого элемента. 2 н. и 29 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Элемент многослойной легкой строительной панели, содержащий внутренний каркас, выполненный в виде стальной разборной рамы, содержащей перфорированные горизонтальные нижние и верхние направляющие элементы, между которыми установлены перфорированные вертикальные стоечные элементы, расположенные в ряд в продольном направлении направляющих элементов и жестко связанные с ними посредством крепежных элементов и узловых соединений, а также внутренний теплоизоляционный слой и наружную и внутреннюю облицовки, при этом горизонтальные и вертикальные элементы выполнены в виде стальных профилей, а профили вертикальных элементов имеют С-образное сечение,
отличающийся тем, что элементы рамы каркаса представляют собой законченные детали, при этом горизонтальные детали выполнены также в виде профилей С-образного сечения и включают также горизонтальные перемычки, вертикальные и горизонтальные детали соединены и имеют в узлах стыковки дополнительные перпендикулярные отгибы полок трапециевидной формы, перфорация деталей выполнена в виде поперечных и продольных высечек под профильные металлические, листовые или деревянные элементы усиления каркаса, а также в виде технологических просечек и направляющих пуклевок для усиления стыковочного узла дополнительными ребрами жесткости, внутренний теплоизоляционный слой выполнен трехслойным в виде двух слоев целлюлозного утеплителя, между которыми расположена внутренняя температурно-влагорегулирующая вставка с внутренними вертикальными воздушными камерами, дренажными каналами и конденсатосборными каналами, соединенными между собой в единую систему, внутренняя и наружная облицовки выполнены сборными, в виде деталей с внутренними накладными стыками и конструкционными узлами крепления, к наружной поверхности наружной облицовки прикреплены наружные накладные стыки и горизонтальные П-образные профили, покрытые наружным теплоизоляционным слоем.

2. Элемент многослойной легкой строительной панели по п.1, отличающийся тем, что детали рамы каркаса выполнены из стали толщиной 0,5-1,2 мм.

3. Элемент многослойной легкой строительной панели по любому из пп.1-2, отличающийся тем, что детали рамы каркаса могут быть покрыты по меньшей мере одним дополнительным защитным слоем.

4. Элемент многослойной легкой строительной панели по любому из пп.1-2, отличающийся тем, что крепежные элементы узловых соединений выполнены в виде винтовых соединений, соединений на заклепках, а также на основе пайки и сварки или соединений посредством холодной штамповки с образованием геометрического и силового замыкания.

5. Элемент многослойной легкой строительной панели по пп.1-2, отличающийся тем, что он содержит дополнительные усилительные элементы - профильные металлические, деревянные элементы и элементы деталей облицовки, - прикрепленные к полкам деталей рамы в виде С-образного профиля с помощью выгнутых и вогнутых «язычков», а также высечек, просечек и направляющих пуклевок деталей рамы.

6. Элемент многослойной легкой строительной панели по любому из пп.1-2, отличающийся тем, что соединение перфорационных технологических поперечных и продольных высечек («язычков») с усилителями конструкции рамы достигается за счет применения клеевых, винтовых соединений, а для профильных металлических усилителей также за счет пайки, сварки и холодной штамповки с образованием геометрического и силового замыкания.

7. Элемент многослойной легкой строительной панели по любому из пп.1-2, отличающийся тем, что на деталях наружной и внутренней сборных облицовок выполнены узлы крепления с дополнительными фрезеровками и крепежными отверстиями.

8. Элемент многослойной легкой строительной панели по любому из пп.1-2, отличающийся тем, что в узле крепления деталей наружной и внутренней сборных облицовок установлен полый металлический сердечник со шляпкой, в которой выполнено сквозное центральное отверстие.

9. Элемент многослойной легкой строительной панели по любому из пп.1-2, отличающийся тем, что детали наружной и внутренней сборных облицовок снабжены влагостойкими и огнестойкими уплотнителями.

10. Элемент многослойной легкой строительной панели по любому из пп.1-2, отличающийся тем, что в трехслойном внутреннем теплоизоляционном слое два внешних слоя целлюлозного утеплителя прочно соединены с внутренней температурно-влагорегулирующей вставкой.

11. Элемент многослойной легкой строительной панели по любому из пп.1-2, отличающийся тем, что конденсатосборные каналы имеют полосы из паропроницаемого материала с вплетенными в них нитями с металлизированным покрытием.

12. Элемент многослойной легкой строительной панели по любому из пп.1-2, отличающийся тем, что в нем выполнены посадочные гнезда для стыковки с соединительными элементами.

13. Элемент многослойной легкой строительной панели по любому из пп.1-2, отличающийся тем, что он имеет по периметру соединительные пазы под соединительные элементы: вертикальные, горизонтальные, угловые.

14. Элемент многослойной легкой строительной панели по любому из пп.1-2, отличающийся тем, что узел соединения элемента многослойной легкой панели и соединительного элемента образует «лабиринтное уплотнение».

15. Способ производства элемента многослойной легкой строительной панели, согласно которому изготавливают элементы стальной рамы каркаса в виде С-образных профилей, перфорируют их, обрезают по длине, собирают из них каркас элемента многослойной легкой строительной панели в виде разборной рамы, соединяют узлы каркаса, внутри каркаса размещают внутренний теплоизоляционный слой, а снаружи внутреннюю облицовку, а также наружную облицовку, покрытую наружным теплоизоляционным слоем,
отличающийся тем, что в качестве элементов рамы каркаса изготавливают законченные детали в виде С-образных профилей с перфорацией в виде просечек, высечек и пуклевок на одном прокатном стане одним технологическим процессом, управляемым программным комплексом, раму каркаса собирают из горизонтальных деталей (направляющих: верхних и нижних, и перемычек) и вертикальных деталей (стоек), при этом горизонтальные детали и вертикальные детали - стойки в виде С-образных профилей покрывают снаружи огнестойкими, влагостойкими и теплоизоляционными уплотнителями, затем вертикальные детали пофрагментно скрепляют с горизонтальными деталями (перемычками и направляющими), внутренний теплоизоляционный слой выполняют трехслойным, в виде двух слоев целлюлозного утеплителя, между которыми располагают температурно-влагорегулирующую вставку, в которой выполнены внутренние вертикальные воздушные камеры, дренажные каналы и конденсатосборные каналы, соединенные между собой в единую систему, устанавливают этот теплоизоляционный слой внутри перемычек пофрагментно скрепленных вертикальных деталей - стоек, после чего эти фрагменты соединяют между собой на сборочном столе горизонтальными деталями (направляющими и перемычками) и жестко скрепляют посредством крепежных элементов, узловых соединений по меньшей мере одним автоматизированным технологическим процессом, внутреннюю и наружную облицовки выполняют сборными, при этом детали внутренней облицовки размещают на одной поверхности каркаса и прикрепляют их к каркасу по меньшей мере одним автоматизированным технологическим процессом, после этого элемент легкой многослойной строительной панели переворачивают облицованной стороной вниз и прикрепляют через уплотнитель к другой поверхности каркаса детали наружной облицовки по меньшей мере одним автоматизированным технологическим процессом, на их наружной поверхности горизонтально устанавливают наружные накладные стыки и П-образный профиль, на наружную поверхность наружной облицовки с П-образным профилем наносят с уплотнением внешний теплоизоляционный слой, далее элемент многослойной легкой панели перемещают на участок внешней отделки, где производят его окончательную внешнюю отделку.

16. Способ производства элемента многослойной легкой строительной панели по п.15, отличающийся тем, что вертикальные стоечные детали и горизонтальные детали - направляющие и перемычки С-образного профиля, выполняют из стали толщиной 0,5-1,2 мм с возможным последующим нанесением по меньшей мере одного дополнительного защитного слоя.

17. Способ производства элемента многослойной легкой строительной панели по любому из пп.15-16, отличающийся тем, что на коротких полках горизонтальных деталей - направляющих и перемычек в виде С-образного профиля выполняют дополнительные вертикальные отгибы трапециевидной формы.

18. Способ производства элемента многослойной легкой строительной панели по любому из пп.15-16, отличающийся тем, что крепежные элементы узловых соединений выполняют в виде винтовых соединений, а также соединений на заклепках, на основе пайки и сварки или соединений посредством холодной штамповки с образованием геометрического и силового замыкания.

19. Способ производства элемента многослойной легкой строительной панели по любому из пп.15-16, отличающийся тем, что на элементы каркаса многослойной легкой строительной панели устанавливают дополнительные усилительные элементы, прикрепленные к полкам С-образных профилей горизонтальных и вертикальных деталей рамы с помощью выгнутых и вогнутых «язычков» (высечек), а также просечек и направляющих пуклевок деталей в виде С-образного профиля, - профильные металлические, деревянные элементы и элементы деталей облицовки по меньшей мере одним автоматизированным технологическим процессом.

20. Способ производства элемента многослойной легкой строительной панели по любому из пп.15-16, отличающийся тем, что перфорационные технологические поперечные и продольные высечки («язычки») соединяют с дополнительными усилительными элементами рамы за счет применения клеевых, винтовых соединений, а для профильных металлических усилителей также за счет применения пайки, сварки и холодной штамповки с образованием геометрического и силового замыкания.

21. Способ производства элемента многослойной легкой строительной панели по любому из пп.15-16, отличающийся тем, что в каркасе элемента строительной панели выполняют сборные посадочные гнезда для стыковки с соединительными элементами.

22. Способ производства элемента многослойной легкой строительной панели по любому из пп.15-16, отличающийся тем, что во внутреннем теплоизоляционном слое прочно соединяют внешние слои целлюлозного утеплителя с внутренней температурно-влагорегулирующей вставкой.

23. Способ производства элемента многослойной легкой строительной панели по любому из пп.15-16, отличающийся тем, что на деталях наружной и внутренней сборных облицовок выполняют узлы крепления с дополнительными фрезеровками и крепежными отверстиями.

24. Способ производства элемента многослойной легкой строительной панели по любому из пп.15-16, отличающийся тем, что в узле крепления деталей сборной облицовки устанавливают полый металлический сердечник со шляпкой, в которой выполнено сквозное центральное отверстие.

25. Способ производства элемента многослойной легкой строительной панели по любому из пп.15-16, отличающийся тем, что наружный теплоизоляционный слой выполняют из эковаты и уплотняют плоскостным прессованием по меньшей мере одним безотходным автоматизированным процессом.

26. Способ производства элемента многослойной легкой строительной панели по любому из пп.15-16, отличающийся тем, что сборные детали наружной и внутренней сборных облицовок снабжают влагостойкими и огнестойкими уплотнителями.

27. Способ производства элемента многослойной легкой строительной панели по любому из пп.15-16, отличающийся тем, что в конденсатосборных каналах выполняют полосы из паропроницаемого материала с вплетенными в них нитями с металлизированным покрытием.

28. Способ производства элемента многослойной легкой строительной панели по любому из пп.15-16, отличающийся тем, что на все детали и элементы наносят идентификационную маркировку.

29. Способ производства элемента многослойной легкой строительной панели по любому из пп.15-16, отличающийся тем, что в сборных посадочных гнездах соединительных пазов каркаса элемента многослойной легкой строительной панели располагают в соответствии с маркировкой, без подбора и подгонки соединительные элементы: вертикальные, горизонтальные, угловые, входящие в один комплект поставки с элементами многослойной легкой строительной панели.

30. Способ производства элемента многослойной легкой строительной панели по любому из пп.15-16, отличающийся тем, что узел соединения элемента многослойной легкой строительной панели и соединительного элемента выполняют с образованием «лабиринтного уплотнения».

31. Способ производства элемента многослойной легкой строительной панели по любому из пп.15-16, отличающийся тем, что проектирование элементов многослойной легкой строительных панелей и готовых ограждающих конструкций, изготовление деталей каркаса и деталей облицовок, управление процессом соединения деталей каркаса, крепления деталей облицовок к каркасу, контроль плотности нанесения внутренних и внешних теплоизоляционных слоев, контроль качества всех технологических процессов и операций осуществляют по меньшей мере одним автоматизированным программным комплексом.