трехслойная строительная панель

Формула изобретения

1. Трехслойная строительная панель, содержащая внутренний каркас, неконструкционный утеплитель и листовую обшивку, отличающаяся тем, что внутренний каркас выполнен в виде разборной рамы из металлического уголкового профиля, к полкам которого, обращенным внутрь рамы, прикреплены деревянные брусья, при этом между брусьями противоположных сторон рамы установлены скрепленные с ними внутренние брусья, а между каркасом и листами обшивки дополнительно помещен слой из упругого пароизолирующего материала, например пенополиэтилена.

2. Трехслойная строительная панель по п.1, отличающаяся тем, что деревянные и металлические части панели гидроизолированы друг от друга, например, прокладками или мастикой.

3. Трехслойная строительная панель по п.1, отличающаяся тем, что листы обшивки установлены с зазором по отношению к металлическим деталям рамы.

4. Трехслойная строительная панель по п.1, отличающаяся тем, что стыки листов обшивки расположены посредине внутренних брусьев каркаса.

5. Трехслойная строительная панель по п.1, отличающаяся тем, что в качестве материала обшивки применена цементно-стружечная плита или фанера.

6. Трехслойная строительная панель по п.1, отличающаяся тем, что внутренние брусья каркаса, расположенные на месте стыков листов обшивки, имеют ширину, большую, чем промежуточные внутренние брусья каркаса.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к строительным элементам, точнее к облегченным ограждающим конструкциям, преимущественно для жилых малоэтажных зданий, в частности трехслойным стеновым панелям с жестким внутренним каркасом, листовыми обшивками и утеплителями из эффективных теплоизоляционных материалов.

Известна трехслойная строительная панель, содержащая жесткий внутренний каркас из продольных ребер, изготовленных из стальных тонколистовых профилей, и обшивку из асбестоцементных листов, соединенных с каркасом на клею [1]. Недостатками известной панели является низкая надежность клеевого шва, вынуждающая принимать специальные меры в виде закладки шпона в швы, сравнительно невысокая несущая способность из-за малой прочности каркаса, а также токсичность по асбесту листового материала, примененного в качестве обшивки.

Известна также трехслойная стеновая панель, содержащая сравнительно тонкие внешние обшивки из асбестоцементного листа, внутренний скрытый жесткий каркас из пенополистирола и неконструкционный утеплитель из минераловатных плит, причем обшивки соединены с каркасом на клею [2]. Недостатком известной панели является то, что для организации ее изготовления требуются значительные капитальные затраты на специальное оборудование (камера вспенивания, паровой котел) и ее производство сравнительно энергоемко. Другим недостатком является низкая надежность клеевого соединения, обусловленная тем, что асбестоцементные листы обшивки значительно изменяют свой размер при поглощении влаги или высушивании.

Известна также трехслойная панель с повышенной жесткостью, содержащая образующие каркас закладные неметаллические элементы с пазами на противоположных поверхностях и обшивку в виде листов с выступами на поверхности, обращенной внутрь панели, соединенные по периметру панели стяжными винтами [3]. Недостатком известной панели является то, что ее жесткость обеспечивается применением специальных листов обшивки с выступами, промышленный выпуск которых не освоен. Кроме того, размеры панели не являются стабильными в условиях переменной влажности, и она не оснащена элементами для прочной и точной стыковки панелей между собой или с другими элементами конструкции здания.

Известны также трехслойные стеновые панели, содержащие каркас из деревянных брусьев, к которому с двух сторон на шурупах прикреплены плоские асбестоцементные листы обшивки. Между листами обшивки помещен неконструкционный утеплитель (минеральноватные плиты, пенопласт) [4]. Недостатками известных панелей являются применение токсичных по асбесту листов обшивки, низкая точность их размеров и невысокая механическая прочность, ограничивающая максимально возможные размеры плит величиной, близкой к 3 метрам.

Наиболее близкой к предложенной по технической сущности и достигаемому результату является трехслойная панель ограждения, содержащая неразборную раму из швеллерообразных гнутых стальных профилей с листовыми обшивками и заполнитель, которая для повышения жесткости и прочности снабжена дополнительной рамой с лицевой обшивкой и объединяющими рамы тонколистовыми профилями [5]. Недостатками известной панели является ее техническая сложность, трудоемкость изготовления, а также то, что примененные тонколистовые профили не обеспечивают достаточной прочности угловых и стыковых соединений при использовании панели для наружных стен высоких зданий.

Указанные недостатки устраняются тем, что в известной трехслойной строительной панели, содержащей раму из стальных профилей, жесткий внутренний каркас, неконструкционный утеплитель и листовую обшивку, рама является частью внутреннего каркаса, выполнена разборной из металлического углового профиля с подкреплением из деревянных брусьев, прикрепленных к обращенным внутрь рамы полкам профиля, между брусьями подкрепления двух противоположных сторон рамы закреплены брусья внутреннего каркаса, а между каркасом и листами обшивки дополнительно помещен слой из упругого пароизолирующего материала, например пенополиэтилена.

Кроме того, деревянные и металлические части панели гидроизолированы друг от друга, например, прокладками или мастикой.

Кроме того, листы обшивки установлены с зазором по отношению к металлическим деталям рамы.

Кроме того, стыки листов обшивки расположены посредине брусьев внутреннего каркаса.

Кроме того, в качестве материала листов обшивки используются цементно-стружечные плиты или фанера.

Кроме того, брусья внутреннего каркаса, расположенные на месте стыков листов обшивки, имеют ширину, большую, чем промежуточные брусья внутреннего каркаса.

Технический результат от предложенного решения в целом состоит в повышении точности изготовления панели и в создании возможности доставки панели на место строительства в компактном разобранном виде с последующей сборкой на месте монтажа.

Технический результат от выполнения рамы разборной состоит в возможности пространственного разделения операций изготовления рамы и ее сборки, что позволяет изготавливать раму в заводских условиях, соблюдая высокую точность, а затем перевозить ее в компактном сложенном виде на место строительства.

Технический результат от выполнения рамы из металлического профиля состоит в повышении точности изготовления рамы.

Технический результат от выполнения рамы из углового профиля позволяет использовать серийно выпускаемый широко доступный материал и упрощает обращение с ним при обработке.

Технический результат от применения подкрепления рамы из деревянных брусьев, прикрепленных к обращенным внутрь рамы полкам профиля, состоит в повышения жесткости и точности рамы, а также создает удобство при установке внутреннего каркаса и обшивки, сокращая тем самым трудозатраты.

Технический результат от закрепления брусьев внутреннего каркаса между брусьями подкрепления двух противоположных сторон рамы состоит в сокращении материалоемкости, так как рама при этом становится частью внутреннего каркаса, и в упрощении конструкции каркаса.

Технический результат от помещения между листами обшивки и внутренним каркасом слоя из упругого пароизолирующего материала состоит в повышении качества пароизоляции, упрощении изготовления и повышении прочности панели.

Технический результат от того, что деревянные и металлические части панели гидроизолированы друг от друга, состоит в повышении долговечности панели. Технический результат от того, что листы обшивки установлены с зазором по отношению к металлическим деталям рамы, состоит в повышении долговечности панели и повышении ее прочности.

Технический результат от того, что стыки листов обшивки расположены посредине брусьев внутреннего каркаса, состоит в упрощении процесса сборки панели и повышении ее прочности.

Технический результат от того, что в качестве материала обшивки используются цементно-стружечные плиты или фанера, состоит в том, что этим повышается прочность панели и достигается ее экологическая безопасность.

Технический результат от того, что брусья внутреннего каркаса, расположенные на месте стыков листов обшивки, имеют ширину, большую, чем промежуточные брусья внутреннего каркаса, состоит в сокращении расхода материала и уменьшении массы панели.

Сущность предложения поясняется чертежами.

На фиг.1 изображена панель с частично удаленной обшивкой в плане.

На фиг.2 изображено поперечное сечение панели.

Предложенная трехслойная строительная панель (фиг.1) содержит каркас в виде рамы, каждый из стержней которой состоит из металлического прокатного профиля уголкового сечения 1 и подкрепляющего его деревянного бруса 2, жестко соединенного с профилем 1 посредством болтов или шурупов. Дерево брусьев 2 изолировано от металла профиля 1 слоем гидроизоляции 3 (фиг.2), например пленки или мастики. Брусья 2 шире чем полки металлического профиля 1 и скреплены с ним так, что лицевые плоскости брусьев 2 несколько возвышаются над кромками профилей 1 (фиг.2).

Стержни рамы жестко скреплены между собой с помощью разборного, например болтового, соединения. На фиг.1 в качестве примера представлен вариант исполнения, когда для соединения стержней использованы уголки 4, усиленные косынками 5 (в правом верхнем углу чертежа косынка 5 условно не показана). Уголки 5 образуют неразъемное соединение с профилем 1 одного стержня и разъемное - с профилем 1 примыкающего к нему другого стержня рамы. Такая конструкция обеспечивает точное воспроизведение размеров рамы при повторной сборке.

Между брусьями 2 противоположных сторон рамы установлены жестко скрепленные с ними внутренние брусья 6 и 7 каркаса. Рама вместе с брусьями 6 и 7 образует внутренний каркас трехслойной панели. К внутреннему каркасу с двух сторон прикреплены шурупами 8 листы обшивки 9 так, что стыки смежных листов 9 расположены посередине брусьев 6. Смежные листы 9 установлены с зазором , величина которого находится в пределах 0,05 0,25 от толщины листов t. Промежуточные брусья 7, расположенные между стыками листов 9, для экономии материала и уменьшения массы панели имеют ширину, примерно вдвое меньшую, чем брусья 6. Благодаря возвышению лицевых плоскостей брусьев 2 над кромками профилей 1 исключен контакт листов обшивки 9 с металлом профилей 1. В зависимости от конструкции здания, в котором предполагается использовать предложенные строительные плиты, внешние кромки листов обшивки могут либо совпадать с кромками профилей 1, либо выступать за них. Если кромки листов обшивки выступают за кромки профилей 1, как это показано на фиг.1 и 2, в них еще на заготовительной стадии могут быть проделаны отверстия для болтов крепления панелей. Поскольку предложенная панель предназначена для сборки на месте строительства, ее перевозка не предполагается и риск повреждения выступающих за периметр рамы листов обшивки минимален.

В качестве материала обшивки предпочтительно используются цементно-стружечные плиты или фанера, так как они обладают высокой прочностью, в частности к ударам, гладкой поверхностью, хорошо обрабатываются и не содержат токсичных материалов. Между внутренним каркасом и обшивкой помещен сплошной слой пароизолирующего материала 10. Для обеспечения непрерывного силового контакта между обшивкой и каркасом с целью равномерного распределения нагрузки материал 10 должен обладать упругостью. В качестве такого материала может быть использован пенополиэтилен, известный также под торговым названием “изолон”. Толщина материала должна быть не меньше возможных отклонений элементов каркаса от плоскости.

Внутренние полости предложенной трехслойной плиты заполнены неконструкционным утеплителем 11, например минеральной ватой.

Предложенная панель изготавливается следующим образом.

Вначале изготавливается точно выверенная рама и заготавливаются внутренние брусья каркаса 6 и 7. Этот процесс производится в цеховых условиях при наличии кондукторов и шаблонов, что обеспечивает высокую точность изготовления. Затем стержни рамы и внутренние брусья маркируются, рама разбирается на стержни и упаковывается для перевозки. Плиты доставляются к месту строительства в виде компактных пакетов из стержней, брусьев, листов обшивки с заранее просверленными отверстиями под шурупы и плит (рулонов) утеплителя. Таким образом весь комплект материала для строительства стеновых конструкций двухквартирного жилого дома может быть доставлен за один рейс грузового автомобиля.

На месте строительства листы обшивки 9 укладываются на выверенную поверхность монтажного стола, обеспечивающую доступ к листам снизу, выравниваются по шаблону и накрываются упругим пароизолирующим материалом 10. Затем на них раскладываются в соответствии с маркировкой стержни рамы. Производится затяжка болтовых соединений рамы, укладываются, выравниваются и крепятся к брусьям 2 внутренние брусья каркаса 6 и 7, крепятся к брусьям нижние листы обшивки 9. Далее, промежутки между брусьями каркаса заполняются неконструкционным утеплителем 11, панель покрывается упругим пароизолирующим материалом 10, и на нее укладываются и крепятся верхние листы обшивки 9.

Достоинством предложенной трехслойной строительной панели является то, что ее конструкция позволяет разделить процессы изготовления точных элементов и сборки. Изготовление точных элементов и необходимые заготовительные работы производятся в комфортных цеховых условиях, обеспечивающих необходимую точность и высокую производительность труда, а сборка из готовых элементов производится непосредственно на стройплощадке. Это позволяет не только сократить транспортные расходы за счет доставки элементов панели в компактном виде, но и решает проблему применения крупногабаритных панелей, которые не могут быть доставлены автотранспортом из-за действующих ограничений по габаритам груза. Кроме того, исключается риск деформации или расшатывания панели при доставке по пересеченной местности или бездорожью, обычным для условий сельского строительства. Высокая точность предложенной панели существенно сокращает трудозатраты на подгонку и выверку при ее монтаже.

Указанные достоинства многократно окупают некоторое удорожание панели, связанное с тем, что ее рама содержит металлические элементы.

Источники информации

1. С.С.Пэн. “Составная армированная строительная плита, выполненная из асбестоцементных или подобных листов”, а.с. СССР №147311, кл. Е 04 С 2/34, опубл. в 1964 г.

2. Л.В.Лайхтман и др. “Трехслойная стеновая панель”, а.с. СССР №727786, кл. Е 04 С 2/26, Е 04 В 1/94, опубл. 20.04.80.

3. B.C.Коган и др. “Трехслойная панель”, а.с. СССР №1135877, кл. Е 04 С 2/32, опубл. 23.01.85.

4. Типовые конструкции зданий и сооружений. Серия 1.832-1. Панели стен облегченной конструкции для производственных зданий сельского хозяйства. Вып.1. Панели длиной 3 м на деревянном каркасе с асбоцементными обшивками.

5. П.А.Вязовченко и др. “Ограждение”, а.с. СССР №1236074 А1, кл. Е 04 С 2/26, опубл. 07.06.86.