Устройство сборных энергоэффективных ограждающих конструкций со встроенным усилительно-монтажным профилем Российский патент 2024 года по МПК E04C2/08 

Настоящее изобретение относится к области строительства, в частности к производству ограждающий конструкций - строительных панелей с унифицированными параметрами как в размерности, так и в замково-крепежных соединениях, применяемых в качестве ограждающих конструкций для быстровозводимых малоэтажных зданий, несущих и самонесущих в строительстве многоэтажных сооружений. К таким панелям относятся плиты, составляющие стены и перегородки зданий и плиты перекрытий, включая плиты, сочетающие функционал стропильной системы, утепления и кровельного покрытия, формирующие крышу здания.

В настоящее время для быстрого возведения строений используются такие составные материалы, как сендвич-панели, представляющие из себя сочетание внешнего прочного слоя из металла, фанеры или плит из ориентированно-направленной щепы (OSB) и наполнения в виде минеральной ваты или вспененных полимерных материалов. Прочность таких конструкций определяется исключительно толщиной и жесткостью применимых внешних материалов, профилем прокатки металла. Как правило, применение их в качестве кровельного покрытия требует повышенной глубины прокатки профиля для металлоконструкций и повышенной толщины профиля для деревянных, наличие обязательного угла наклона в зависимости от климатических требований, снеговой нагрузки, обязательна установка дополнительных ребер жесткости. Для вертикально устанавливаемых конструкций актуально проседание утеплителя под действием собственного веса и накапливаемой в толще утеплителя влаги, чему способствует сложный профиль поверхности панелей и связанная с этим сложность в герметизации стыков. Самым главным недостатком является низкая конструкционная прочность и необходимость возведения силового каркаса, даже для относительно некрупных сооружений. Цельные строительные конструкции не могут быть возведены без дополнительного силового каркаса, как наружного, так и встраиваемого в тело панелей, что, в последнем случае значительно изменяет теплопроводность на таких участках. Такие сендвич-панели, по сути , являются не самонесущими, а только облицовочными строительными элементами. Для деревянных сандвич-конструкций характерны ограничения по размеру панелей, непрочность и неоднородность стыковых соединений, применяемые в качестве облицовки материалы, как фанера или плита из ориентированно-направленной щепы, используют с составе клеев материалы фенольных групп, в отличие от чистого дерева, неблагоприятно влияющие на экологическую обстановку в помещении.

Существуют так же заливаемые бетонами и пенобетонами несъемно-опалубочные конструкции, применение которых оправдано в масштабных строительных работах и требуется специализированное оборудование и обязательное внутреннее армирование.

Предлагаемые ограждающие конструкции представляют из себя составную, жестко связанную системой замков трехмерную конструкцию, состоящую из связанных замковыми соединениями внешних облицовочных панелей, внутреннего скрепляющего и усиливающего профиля, дополнительных усиливающих элементов и наполнителя из жесткого вспененного конструкционного полимера на основе реактопласта.

Толщина конструкции определяется назначением и климатическими требованиями, для каждого применяемого типа имеет определенную кратную размерность и единый типоразмер замковых соединений, позволяющие сочетать элементы конструкции в широком спектре соединений при монтаже строения. В одном строении возможно применение конструкций с различными кратными размерностями.

Авторам известно о существовании патента № RU 2683446 C2 от 19.06.2015г. - Стеновой блок для стеновой конструкции, описывающий самонесущую стеновую конструкцию, содержащую изоляционный материал, вертикальные несущие перегородки, связывающие продольные стороны стенового блока, по меньшей мере один усиливающий элемент, связывающий стеновые блоки друг с другом посредством сочетания углубленной части с выступающей на другом усилительном элементе, автор не называет это соединение замковым, но по сути оно таковым является, так как предполагает фиксацию частей за счет подпружиненной формы выступающей части, соответствующей вогнуто-расширенной форме приемной, что исключает свободное разъединение соединения и скрепляет всю стеновую конструкцию, собранную из таких блоков. Как и заявленное изобретение, данный патент описывает сборную энергоэффективную усиленную строительную конструкцию, снабженную замковым соединением для связи с подобными ей конструкциями для формирования целостной строительной конструкции, прочность которой определяется количеством поперечных перегородок в блоках, однако, прочность соединения всей конструкции ограничена только прочностью связи замковой пары, находящейся в районе центральной оси блоков, при этом усиливающие элементы сами по себе не являеюся монолитной частью самого блока, а крепятся к нему или на клей или винтами, Автор не раскрыл тему о технологии организации поворотов стены или ее отводов с применением замкового соединения. Такое решение оправдано, применимо и имеет смысл только в организации плоских самонесущих стен, включающих оконные и дверные проемы. Материал исполнения, как фанера, является пожароопасным и подлежит последующей отделке и защите от влияния факторов внешней среды.

Суть изобретения, описание

Основой панели является внутренний усилительно-скрепляющий профиль, (далее - усилительный профиль), задачей которого является связывание внешних облицовочных панелей и дополнительных усиливающих элементов, удержание геометрических размеров образованной внешними элементами опалубки, усиление ее жесткости и устойчивости по всем осям приложения усилий, скрепление с другими элементами конструкции посредством замковых соединений.

Усилительный профиль может иметь различную геометрию, в соответствии с назначением. Линейный профиль, для угловой связи между внешними элементами для широкоформатных облицовочных панелей, Н - образный с наклонными от центральной линии стенками, или или крестовое, как частный случая двутавра без центральной поперечной части, а так же более сложные формы, включающие внутренние квадраты и дополнительные ребра жесткости, узловое соединение, имеющее на окончаниях лучей спаренное, расположенное под 90 градусов друг к другу замковое соединение для сцепления с другими элементами конструкции.

Устройство усилительного профиля на примере Н - образного скрепляющего профиля: Профиль имеет строение, симметричное по внешним габаритам, но несимметричен по внутренней форме, что обеспечивает как высокую технологичность производства изделия методом экструзии, так и различное его применение - вектор прочности изделия отличается при различном расположении в панели в зависимости от ее назначения. Для обеспечения перпендикулярной нагрузочной способности панели, лучи профиля используются в качестве усиливающего двутаврового швеллера, для обеспечения повышенной линейной прочности стеновой панели, профиль закрепляется лучами вдоль поверхности панели и на стыках стеновых элементов образуется сложное пространство, при заливке которого жестким конструкционным вспененным полимером формируется прочный связывающий элемент, работающий на сопротивление разрыву панели.

Для усиления нагрузочной способности, перпендикулярной к поверхности, например, для панелей перекрытия, может применяться асимметричный Н или X - профиль с увеличенной размерностью по одной из осей. При этом, для обеспечения универсальности и совместимости при монтаже, сохраняется размерность по второй оси.

Толщина стенок профиля так же может меняться в зависимости от назначения и предполагаемой нагрузочной способности конструкции.

Усиленный профиль со сложным сечением может применяться как встроенная в стеновую панель опалубка для заливки строительных растворов высокой прочности, как бетонов, геобетонов, полимерных композиций для формирования несущих колонн с большой нагрузочной способностью. Сочетание вертикальных и связанных горизонтальных участков может быть силовой встроенной каркасной основой для многоэтажного строительства при сохранении высоких параметров энергоэффективности ограждающих конструкций.

Материалом исполнения усилительного профиля может быть металл, включая облегченные сплавы, или жесткие полимерные материалы и композиции на их основе, конструкционая прочность которых достаточна для поставленных задач .

Внешние облицовочные панели изготавливаются из металла или как минимум из одного типа полимерного материала, имеющего жесткость, достаточную для сохранения конструкционной прочности, с внешней стороны панели возможно покрытие любым видом отделочного материала, наносимого на панель как непосредственно при производстве, так и по завершению сборки конструкции. Фактура, цвет материала внешней отделки выбирается в зависимости от назначения и дизайна панели. Ширина панели варьируется от единичной, составляющий сумму двойной толщины базовой стеновой панели без учета внешней облицовки и габарит усилительного профиля, т.е. кратную толщине собранной ограждающей конструкции. Максимальная ширина панели, изготовленной их полимерных материалов, ограничивается производительностью экструдеров, естественными процессами деформации материалов и допусками при производстве подобного рода полимерных изделий и составляет на современном этапе 1,2 метра. Применение полимерных материалов , особенно с внутренней стороны здания, предпочтительнее с точки зрения энергоэффективности,

На окончаниях панелей и на внутренней стороне с шагом единичного элемента, соответствующего размеру усилительного профиля, сформированы замковые соединения, обеспечивающие соединение как с замками всех видов применяемого профиля, так и непосредственное между панелями. Применяется три основных типа облицовочных панели, отличающихся окончаниями и формой замочных и ключевых элементов, сочетая которые, можно производить соединения требуемого вида - линейное, поворотное, торцевое. На окончаниях линейных панелей присутствует как замочный, так и ключевой элементы, способные стыковаться друг с другом, на поворотных - только замковые элементы, торцевой элемент предназначен для формирования торцов стен, оканчивающихся замковыми элементами.

Замковые соединения являются самоблокирующимися по всем осям приложения сил, прочность соединений равна или превышает прочность материалов на линейных участках элементов конструкции. Основная часть замковых элементов соединяется по принципу линейного погружения ключевого элемента в замочный по длине профиля, в случаях, когда такое соединение невозможно из за габаритных ограничений в собранных конструкциях, применяются самофиксируемые подпружиненные соединения, позволяющие фиксацию в стык.

Длина панели при производстве методом экструзии безразмерна, панель нарезается по длине согласно проекту.

Дополнительные усиливающие элементы применяются в местах, требующих усиления сцепления, в узлах ответвления стен, на угловых поворотах. Такие профили так же содержат в себе замковые элементы, расположенные под необходимыми углами и обеспечивающие надежное сцепление панелей и усилительного профиля.

Длина усиливающих, поворотных и отводящих элементов при производстве методом экструзии безразмерна, элементы нарезаются по длине согласно проекту.

Все габариты унифицированы, установлен единичный шаг размерности, Все остальные габариты ограждающих конструкций и сопутствующих строительных элементов кратны этой величине, что позволяет монтирование всех строительных элементов любых сочетаниях длины при продольном и перпендикулярном направлении, повороты, ответвления, с гарантированным выходом на точку крепления встречной панели.

Важным элементом конструкции является конструкционный вспениваемый полимерный наполнитель. Он основывается на термореактивных композитных материалах с эпоксидной или полиуретановой основой с усиливающими добавками на основе углеродных волокон и углеродных наночастиц, антипиренов, волоконных связующих добавок. Плотность вспененного материала может колебаться от 20 до 500 кг на м.куб. В зависимости от назначения ограждающей конструкции. Несущие и силовые элементы заполняются конструкционной пеной повышенной плотности, что дает очень высокие показатели нагрузочной способности конструкции, так как усилия равномерно распределяются как по всем элементам из жесткого пластика, так и по конструкционному пенонаполнителю. Опыты показали высокую адгезию вспененных композитов на основе эпоксидных смол и полиуретана к поверхностям на основе как чистого ПВХ, так и ПВХ с добавками волокнистых материалов - древесины, целлюлозы, фибры и крошки на основе минеральных материалов, таких, как мраморная крошка, а так же поверхностей на основе минеральной крошки, связанной полиэтиленом. Проводились опыты по нагрузочной способности и сопротивлению тепловым нагрузкам, перепадам температур и отсутствию расслоения сред. Благодаря относительно равным коэффициентам расширения и высокой пластичности материалов на участках адгезии сред, расслоение не происходит в больших диапазонах как механических деформаций, так и температурных.

Процесс заполнения вспененным полимером является герметизирующим фактором для замковых соединений, так как вспениваемый полимер под давлением проникает в полость замков, заполняет их, полностью устраняет возможные люфты и создает вдоль воздушных каналов широкую интегральную корку с плотной закрытоячеистой, а ближе к внешней части - безъячеистой структурой и крайне низкой степенью впитывания влаги, исключает капиллярный эффект. Все замковые соединения , кроме естественной герметизации вспениваемым полимером, могут обрабатываться герметизирующими и клеевыми составами, одновременно облегчающими сборку крупногабаритных линейных элементов, так и обеспечивающими более высокий уровень водозащиты, особенно в кровельных покрытиях.

Применение в качестве наполнителей термоактивных пластиков типа вспененного полистирола не допускается в связи с низкой адгезионной способностью, низкой конструкционной прочностью, неэкологичностью и пожароопасностью.

Основной отличительной чертой сборной ограждающей конструкции является наличие внутреннего силового каркаса непосредственно в толще ограждающей конструкции. Материал каркаса и его форма гарантируют прочность изделия во всех плоскостях, отсутствие мостиков холода при любом сочетании элементов, полную совместимость для всех стыкуемых элементов, выбор конструктивного решения в зависимости от назначения панели. Применение жестких полимерно-композитных материалов в ребрах жесткости и внешних панелях, в сочетании с заполнением пустот жесткой полимерной пеной с высокой степенью адгезии к используемым материалам обеспечивает как высокие прочностные показатели изделия, так и очень низкую теплоемкость конструкции.

В зависимости от расположения усилительного профиля внутри панели, его толщины и размера панель может использоваться как несущая и самонесущая стеновая, перегородочная, самонесущая кровельная, несущая панель перекрытия.

Ширина ограждающей конструкции может изменяться от единичной размерности, при которой она, при отделке единичными облицовочными панелями, формирует столб квадратного сечения, до любых размеров, определенными проектом при этом конструкция, вместе во всеми ответвлениями и угловыми поворотами будет представлять из себя монолитное, равномерно связанное изделие без слабых точек потенциального разрыва. Прочность конструкции в любой точке обусловлена прочностью замковых соединений, практически равной прочности материала панелей.

Соединение горизонтальных и наклонных ограждающих конструкций - панелей перекрытия, кровельных панелей, производится с применением специализированных монтажных профилей и монтажных блоков.

Монтажный линейный профиль представляет из себя посадочное место для собранных стеновых конструкций, с возможностью крепления винтовым способом к горизонтальным поверхностям, с последующей фиксацией в профиле стеновых элементов.

Применяется монтажный профиль двух видов:

Первый - внешний монтажно-декоративный линейный профиль с удлиненным козырьком, закрывающим внешнюю часть горизонтальных элементов - торцов плит перекрытий, и обеспечивающий влагозащиту и элемента, если это незакрытый панелью торцевой срез, и все нижерасположенные стыки панелей.

Второй - внутренний симметричный монтажный профиль.

Длина профиля определяется длиной стены, выступающие внутренние элементы профиля являются направляющими, в которые вставляется стеновая конструкция, внешний элемент является декорирующим плинтусом, скрывающим неровности реза стеновых панелей. Внутренний объем, созданный между горизонтальными поверхностями и стеновыми панелями в пределах монтажного профиля, может заполняться как вспениваемыми материалами, так и преднапряженными вспененными герметизирующими прокладками для обеспечения герметичности соединений и звуко/теплоизоляции.

Монтажный блок представляет из себя монолитную профильную конструкцию, закрепляемую винтовым соединением в на горизонтальных поверхностях, как самостоятельно, так и пределах монтажного профиля в точках, где требуется обеспечить жесткую связь горизонтальных и вертикальных элементов. Выступающая часть блока имеет полость размерности и геометрии усилительного профиля, и при установке собранной ограждающей конструкции на блок, усилительный профиль плотно фиксируется в этой полости. Окончательная фиксация стеновой панели производится винтовым способом сквозь блок и погруженный в него усилительного профиля. Количество задействованных монтажных блоков зависит от требований прочности сооружения в целом. Монтажные блоки устанавливаются на всех угловых соединениях стен. При строительстве более одного этажа, монтажные блоки устанавливаются в одной точке плиты перекрытия и стягиваются через нее металлическими шпильками.

Применение конструкций для строительства сложных форм

Сборная конструкция, благодаря технологическим допускам замковых профилей и гибкости лучей усилительного профиля, позволяет производить панели с радиальным профилем при условии радиуса, значительно превышающего базовый единичный размер конструкции. Для этого с одной из сторон устанавливаются панели с небольшим уменьшенным или увеличенным шагом замковых креплений. При формировании такой конструкции, она приобретает положительный или отрицательный радиус относительно поверхности с базовой размерностью. Для обрамления и защиты стыков таких радиальных конструкций используется обрезанный по внутреннему выступу с обоих сторон монтажный профиль, имеющий увеличенную гибкость по сравнению со сплошным двойным. Монтаж такого профиля к горизонтальным поверхностям производится по внутренней части между выступами, монтажные блоки закрепляются непосредственно на горизонтальные поверхности по центральной оси устанавливаемой стены. Качество тепло и звукоизоляции соединения не ухудшается.

Благодаря наивысшей прочности замковых соединений для стеновых панелей, высокой степени сопряжения и геометрической точности горизонтальных и вертикальных поверхностей, что обеспечивает конструкционную целостность изделий, из предлагаемых конструкций приоритетно производство транспортируемых модулей, включая полностью готовые к эксплуатации модули с габаритами, допустимыми для транспортировки автомобильным транспортом или контейнерами.

Порядок формирования ограждающей конструкции

Существует 2 способа формирования ограждающих конструкций и изделий из них.

При обоих способах ограждающая конструкция формируется путем сбора из основных элементов с последующей заливкой и фиксацией вспененным полимерным материалом.

Первый способ - сплошное пустотелое формирование всех стеновых элементов, включая повороты, отводы стен, элементов с проемами, с фиксированием их на горизонтальных поверхностях посредством монтажных профилей и блоков с последующей заливкой вспениваемого материала уже в полости возведенного сооружения. Способ применим при сборке малогабаритных, мобильных, транспортируемых конструкций и непосредственно на строительной площадке, доставка материалов к которой сопряжена с транспортными ограничениями, не позволяющими транспортировать крупные изделия.

Второй способ - изготовление элементов конструкций в заводских условиях с формированием готовых к установке и монтажу элементов. Как сборка пустотелых элементов, так и их заливка производится в заводских условиях с применением прессов и ограничителей. Незалитыми остаются только торцевые участки таких элементов, которые фиксируются друг с другом на строительной площадке, непосредственно или с помощью поворотных, отводящих или усиливающих профилей, и только после этого свободные полости заполняются вспененным материалом. Такой способ обеспечивает максимальную скорость и простоту возведения строительных конструкций.

На первом этапе, в соответствии с проектом, усилительные профили, облицовочные панели, угловые, отводящие и усиливающие элементы. нарезаются по длине. Конструкции формируются методом последовательного соединения замков облицовочных панелей и усилительных профилей. Стеновые элементы ограниченной длины, в пределах 4х метров, могут формироваться вертикально под собственным весом или с с вибропогружением по типу соединения шпунтовых конструкций, длинномерные конструкции формируются горизонтально с применением вибропрессов и вибротележек.

Собранное изделие торцуется механическими приспособлениями с учетом требуемых для последующего монтажа торцевых полостей, свободных от пенополимера, под посадку на монтажные профили и блоки и в свободные полости конструкций вводится вспениваемый раствор в расчетном объеме. Расширяемая пена прочно фиксирует между собой все элементы, заполняет и деформирует изнутри замковые соединения, фиксирует и герметизирует их.

При заливке полостей вспениваемыми материалами, при пневмоударе в процессе пенообразования, возможна деформация стенок и конструкции в целом. Для ее исключения в заводских условиях ограждающие конструкции заливаются с использованием пресс-столов и удерживающих конструкций, гарантирующих сохранение геометрии стеновых элементов, а при заливке готовых пустотелых конструкций непосредственно на стройплощадках используются вспениваемые материалы с малым значением пневмоудара и низкой скоростью вспенивания. Заполнение и герметизация соединений, произведенных на строительном участке, производится как стандартными пеноуполиуретановыми составами, так и рекомендуемой конструкционной пеной с усиливающими добавками и антипиренами с применением специализированного оборудования. Внешние элементы облицовки при этом являются усиленной изнутри, прочно связанной по всем осям несъемной опалубкой.

Заливка полостей может проводится вспениваемыми материалами с различными параметрами, более плотной с внутренней стороны стеновой панели, более легкой, с минимальными показателем теплоемкости - с внешней. Расчеты показывают, что для обеспечения достаточной теплоемкости для климата средней полосы при температурах до 20 градусов достаточно 100мм вспененного полиуретана плотностью 20кг/м3. Для обеспечения конструкционной прочности стеновой панели малоэтажного здания, достаточно заливать жесткой конструкционной пеной только участки, ограниченные лучами усилительного профиля, и стенками панелей с внутренней стороны помещения. Так же отдельные блоки со стороны помещений можно оставлять свободными от заливки для проведения в них электрических коммуникаций, трубопроводов, вентиляционных шахт. В связи с высокой степенью гидроизоляции и отсутствии паропроницаемости, система вентилирования, как естественная, так и принудительная, предусматривается проектом и встраивается непосредственно в панели. При условии

Строения, собранные из полимерно-композитных ограждающих конструкций, обладают низким весом, не требуют внешних или встраиваемых усиливающих каркасов, благодаря наличию базовой размерности и универсальности замковых соединений, все элементы сооружений прочно стыкуются, отсутствуют мостики холода. Все связанные между собой стеновые элементы представляют из себя монолитное, трудно разрушаемое изделие, а благодаря высокой плотности и вязкости применяемых материалов и специализированных монтажных блоков, прочность соединения горизонтальных и вертикальных панелей ограничена исключительно прочностью крепежных элементов - винтов и шпилек и количества точек монтажа.

Экологичность

Применяемые термореактивные пластики, такие , как ПВХ со стабилизаторами и добавками, имеют низкий уровень влияния на окружающую среду высокий уровень защиты от разложения в ультрафиолете, допущены к применению в качестве отделочных материалов в строительстве и быту. При применении для панелей состава из минеральных наполнителей типа мраморной крошки, или древесной муки, связанной ПВХ или полиэтиленом, даже допустимый уровень токсичности изделия значительно уменьшается.

В качестве вспениваемого наполнителя используются исключительно материалы с отсутствием или минимальным выбросом токсичных веществ при разложении - компаунды на основе эпоксидных смол и полиуретана, которые, в отличие от вспененного полистирола не воспроизводят при естественном и термическим разложении продуктов фенольных групп, а с течением времени разлагаются исключительно на безопасные компоненты.

Расчетный срок эксплуатации конструкции значительно выше, чем у панелей на металлической и деревянной основе. Неразрушаемый срок жизни ПВХ с комплексом стабилизаторов и комбинированных материалов на основе минеральных наполнителей, связанных ПВХ или полиэтилена, превышает 80 лет, А поверхностей, защищенных минеральной крошкой в случае дополнительной отделки, более 100. При этом обеспечивается естественная, обусловленная конструкцией, монолитность изделия - отсутствие рассыхания, трещинообразования, усадки.

Материал по окончании срока эксплуатации, а так же при необходимости, может быть как переработан для дальнейшего промышленного применения, так и безопасно утилизирован на полигонах ТБО.

Пожаробезорасность

Все применяемые внешние материалы и усиливающие элементы являются пожаробезопасными, имеют группу горючести Г1 - слабогарючие, самозатухающие, Кроме вспененных материалов на основе минеральных сред, почти все полимерные вспениваемые материалы имеют группу горючести Г2 и Г3, но применение антипиренов, углеродных нанодобавок и армирующих минеральных волокон во вспененных термореактивных полимерах, применимых в данных конструкциях, снижает группу горючести до уровня Г1.

По сравнению с энергоэффективными панелями, изготовленными из древесных материалов, данные конструкции имеют значительно большую безопасность.

Дополнительные конструктивные преимущества

В связи с высокой плотностью и вязкостью применяемых в облицовочных панелях пластиков и комбинированных материалов, ими связанных, и жесткой связкой панелей в теле, конструкции пригодны для непосредственного монтажа на них силовых несущих нагруженных как статически, так и динамически устройств без дополнительных укрепляющих приспособлений, как того требуют, например, пористые минеральные материалы - пенобетон, пенокерамика и им подобные, пустотелый кирпич, кладочные и штукатурные растворы на основе мела, гипса, где прочность соединения невозможна на малых площадях опоры. Именно это свойство позволяет обеспечивать очень прочное соединение элементов конструкции посредством дополнительно монтируемых устройств и переходов, таких, как ответвления стен, например, пристройки, перегородки при перепланировке, с помощью винтового соединения к одной из облицовочных панелей. Сквозное винтовое соединение в области замковых утолщений является максимально надежным и применяется в особо нагруженных местах - на стыках с монтажными блоками, колоннами. Такие соединения делают строительные конструкции в целом трудно разрушаемыми.

Описание изображений:

На Фиг. 1 изображено сечение ограждающей конструкции, смонтированной из облицовочных панелей и усилительно-скрепляющих профилей различного типа, без заливки полостей вспененным полимером, где:

Группа обозначений 1 - усилительное-скрепляющий профиль, на данном виде отражено несколько типов профиля:

1а - линейного поперечного типа - упрощенный профиль, применяемый для простых связей облицовочных панелей

1б - линейного диагонального типа, для облегченных стеновых и перегородочных панелей, используемый в сочетании с линейным профилем поперечного типа для связей облицовочных панелей большой площади,

1в - симметрично-крестового Х-типа, применяемый в конструкциях, где требуется равномерное распределение прочностных характеристик

1г - Н-образного типа, имеющий форму, приближенную к двутавру, применяется в конструкциях с повышенными нагрузочными требованиями по определенным осям - стеновые панели, плиты перекрытия. Расположение профиля слева обеспечивает повышенную поперечную прочность панели, справа - продольную.

1д - усиленный профиль с внутренним каналом, который можно применить и в качестве коммуникационного и в качестве опалубки под заливку армпояса

2 - облицовочные панели

3- замковые участки на элементах конструкции

На Фиг. 2 изображена структура построения конструкции при формировании поворотов и отворотов панели, где отображено:

1г - усилительное-скрепляющий профиль Н-образного типа

2 - облицовочные панели различного назначения, с окончаниями для линейного, бокового и торцевого соединения

3 - замковые участки на элементах конструкции

4 - вспененный полимер

5 - усилительный элемент - замковая заглушка, устраняющая дополнительные свободы замкового соединения, применяется на ответственных и нагруженных участках, не требуется в местах соединений Н-профиля на внутренних участках облицовочных панелей большой размерности

6 - поворотный профиль, формирующий соединение на повороте и отводе панели, представляет из себя тройную систему замков

На Фиг. 3 изображен вид панели единичного размера, представляющей из себя монтажную единицу - столб, где на виде А представлено сечение столба со стандартным усиливающим профилем и сплошной заливкой вспененным полимером, а на виде Б - усиленный столб с опоясывающей заливкой вспененным полимером и полостью под коммуникации или дополнительную заливку усиленными растворами.

На обоих видах изображено:

1г - усилительное-скрепляющий профиль Н-образного типа

1д - облицовочные панели различного назначения, для данного конкретного случая с окончаниями для бокового и торцевого соединения.

3 - замковые участки на элементах конструкции

4 - вспененный полимер

На Фиг. 4 изображена аксонометрическая проекция с разрезом участка соединения горизонтальной панели с вертикальной посредством монтажного блока и монтажно-декоративного линейного профиля с удлиненным козырьком. Участок вертикальной панели представлен только вертикальным усилительно-скрепляющим профилем Н-типа. Схематически отображено:

1г- усилительное-скрепляющий Н-профиль

2 - облицовочные панели различного назначения

5 - усилительный элемент - замковая заглушка

7 - монтажный блок

8 - внешний монтажно-декоративный линейный профиль с удлиненным козырьком

На данном виде показано, что на горизонтальную поверхность крепится сначала внешний монтажно-декоративный профиль, в его полость помещается монтажный блок и фиксируется сквозь него к горизонтальной панели. Расположение монтажных отверстий позволяет винтам проходить через толщу материала в области замковых элементов, что значительно усиливает сцепление. Затем на посадочное место монтажного блока насаживается Н-профиль вертикальной панели, причем монтажный профиль так же снабжен замками, которые стыкуются с замками отделочных панелей стеновой конструкции, обеспечивая плотное соединение, дополнительно усиливаемое винтовым соединением и при необходимости свободное пространство заполняется вспениваемым полимером.

Результатом изобретения является создание облегченных самонесущих и несущих ограждающих конструкций с внутренним усиливающим элементом, унифицированными по геометрическим размерами и профилю соединений, с высокими нагрузочными параметрами и теплоэффективностью, пригодных для строительства быстровозводимых, энергоэффективных стационарных и мобильных сооружений повышенной прочности промышленным способом или непосредственно на строительном участке.

Преимущества технологии

Заявленный способ имеет явное преимущество перед широко применяемой технологией производства сооружений из сендвич-панелей. Значительно более высокая прочность конструкций и нагрузочная способность при малом собственном весе, Высокая степень безопасности и экологичность продукта, долговечность, низкая себестоимость массового производства, крайне простая технология строительства на месте, возможность транспортировки промышленно изготовленных элементов сооружений автотранспортом или посредством контейнерных перевозок, доставки собранных, готовых к эксплуатации сооружений в труднодоступные районы. Возможность эксплуатации как самостоятельных строений жилого и технического назначения, так и как элементов модульного масштабного строительства.

Недостатки технологии

При организации промышленного производства требуется модернизация и переоборудование экструзионных мощностей. Требуются значительные площади и оборудование для устройств заливки длинномерных панелей, возведения и хранения готовых сооружений и отдельных элементов ограждающих конструкций.

К недостаткам можно отнести необходимость переработки брака и технологических остатков, представляющих из себя составную конструкцию из жесткого термопластичного и термореактивного пластика со сложностью их разделения.

Но, так как при изготовлении базовых элементов - Н или X -профиля, поворотных, отводных и усиливающих элементов, монтажных блоков, для повышения адгезии не только допустимо, но и желательно введение в состав термопластичных пластиков армирующих материалов, и материалов, деструктурирующих поверхность, возможно вторичное использование образующихся отходов в дробленом виде а так же, подобный составной вторичный материал является хорошей основой для литьевых форм, как монтажные блоки, так и прочие элементы конструкции легкосборных конструкций - плиты ступеней лестничных пролетов, уличные мостовые блоки и т.д.

Изобретение относится к области строительства, в частности к ограждающей конструкции малоэтажных зданий. Технический результат изобретения – повышение жесткости конструкции. Сборная ограждающая конструкция со встроенным усиливающим и скрепляющим профилем состоит из внешних облицовочных панелей, внутреннего скрепляющего и усиливающего профиля, усиливающих поворотных и монтажных элементов, скрепляемых между собой замковыми элементами с заполнением пустот вспененным полимером. Конструкция имеет базовую единичную поперечную размерность. 4 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Сборная энергоэффективная ограждающая конструкция со встроенным усилительно-скрепляющим профилем, состоящая из внешних облицовочных панелей, внутреннего скрепляющего и усиливающего профиля, усиливающих, поворотных и монтажных элементов, скрепляемых между собой замковыми соединениями, с заполнением пустот вспененным полимером, отличающаяся тем, что все элементы имеют поперечную линейную размерность, кратную базовой толщине собранной панели при любой длине элементов.

2. Ограждающая конструкция по п. 1, отличающаяся тем, что все элементы унифицированы по размеру и форме замковых соединений и выполнены с возможностью создания прочного, заблокированного по всем осям соединения при организации линейного, поворотно-углового соединений, ответвлений и отворотов конструкции с сохранением прочности соединений, равной прочности линейных элементов.

3. Ограждающая конструкция по п. 1, отличающаяся тем, что облицовочные, усиливающие, поворотные, монтажные элементы выполнены как минимум из одного типа материала - полимерного, керамики, металла, с добавлением или без минеральных наполнителей, целлюлозы, древесной муки, антипиренов, стабилизаторов УФ или нанодобавок, а заполняющий пустоты вспененный материал состоит из полимера с добавлением или без усиливающих нанопорошков, антипиренов и связующих минеральных волокон.

4. Ограждающая конструкция по п. 1, отличающаяся тем, что усилительно-скрепляющий профиль является одновременно креплением для внешних элементов и силовым и опорным элементом для обеспечения осевой, поперечной и продольной нагрузочной способности конструкции.

5. Ограждающая конструкция по п. 1, отличающаяся тем, что выполнена с возможностью промышленного производства в виде готового, полностью сформированного изделия для последующего монтажа или сборки на строительной площадке в виде пустотелой усиленной опалубки полностью готового строения или его части с последующим заполнением вспененным полимером.