<Desc/Clms Page number 1>
Modulair bouwsysteem op basis van kunststofelementen en vlakglas of vlakglas-elementen.
De uitvinding heeft betrekking op een bouwsysteem voor translucide (d. w.z. transparante, doorschijnende en/of doorzichtige) wanden, voor zowel binnen als buitentoepassingen.
Voor het verwezenlijken van translucide wanden worden thans meestal glasbouwstenen gebruikt. Een dergelijk systeem vertoont een aantal inherente nadelen, te weten : - hoog gewicht (een glasbouwsteen van 30/30/10 cm weegt
7 kg - dwz. 75 à 80 kg/m2) - beperkte mogelijkheden van maten, kleuren, motieven,...
- moeilijke verwerkbaarheid (o.a. waterdichtheid, stalen verstevigingen) - koude thermische brug - beperkte warmte-isolatie - bij montage tot gebogen wanden is een constante voegbreedte onmogelijk ; moet de montage tot een prefab-wand gebeuren op een mal Ook bestaat er een systeem met glazen bouwelementen met U- vormige doorsnede en met aluminium randprofielen. Bij dit systeem, bekend onder de benaming "REGLIT", worden de U- vormige glazen bouwstenen telkens om en om geplaatst om een holle wandstructuur met glazen oppervlakken te verwezenlijken.
Een dergelijke systeem vertoont ongeveer dezelfde nadelen als traditionele glasbouwstenen , behalve dat de plaatsing ervan minder kritisch en minder arbeidsintensief is.
Deze uitvinding heeft nu tot doel een nieuw bouwsysteem aan
<Desc/Clms Page number 2>
te bieden voor het verwezenlijken van translucide wanden dat de hierboven aangehaalde nadelen van de bekende systemen vermijdt en dat bovendien zeer flexibel en eenvoudig uitvoerbaar is.
Volgens de uitvinding wordt hiertoe een modulair bouwsysteem verschaft voor het verwezenlijken van overwegend translucide wanden op basis van translucide kunststof bouwelementen en glazen bouwelementen, waarbij gebruik gemaakt wordt van kunststof bouwelementen voor het verwezenlijken van een draagstructuur waartegen vlakglas- elementen worden aangebracht, eventueel in afwisseling met vlakke decoratie-elementen al dan niet van glas.
Voor de kunststof elementen wordt eender welke translucide (d. w.z. transparante, doorschijnende en/of doorzichtige) en thermisch niet of weinig geleidende kunststof gebruikt.
Bij voorkeur wordt polycarbonaat gebruikt.
Voor de vlakke elementen worden overwegend translucide plaatglas elementen gebruikt, mogelijk in afwisseling met decoratieve vlakke panelen van eender welk ander materiaal, zoals hout, keramiek, metaal, kunststof, enz.
Volgens een verder uitverkoren kenmerk van de uitvinding wordt in het modulair bouwsysteem voor het verwezenlijken van de kunststof draagstructuur gebruik gemaakt van een beperkt aantal standaard kunststof bouwelementen.
Volgens een verkozen uitvoeringsvorm van het systeem, wordt als standaard kunststof bouwelement bij voorkeur gebruik gemaakt van één of meer standaard, in lengte te versnijden kunststofprofielen.
Zo kan bijvoorbeeld gebruik gemaakt worden van standaard
<Desc/Clms Page number 3>
kunststofprofielen met bij voorkeur een breedte tussen 5 en 20 cm en een dikte tussen 5 en 30 mm.
Zeer geschikt kunnen dergelijke kunststofprofielen met name een standaard breedte van nagenoeg 90 mm en een standaard dikte van nagenoeg 10 mm hebben.
Volgens een bijzonder geschikt alternatief van deze uitvoeringsvorm van de uitvinding kan voor het standaard kunststof bouwelement ook gebruik gemaakt worden van een stel (bijvoorbeeld 2) in lengte te versnijden en adequaat te assembleren standaard kunstofprofielen, waardoor de gebuiks-flexibiliteit van het systeem ten aanzien van maten nog vergroot wordt. De maten van die standaard profielen worden daarbij zodanig gekozen dat een daaruit geassembleerd "bouwelement"bij voorkeur een afstand tussen de (glazen) afdek-elementen tussen 5 en 20 cm bewerkstelligt, en een steun vormt voor die afdek-elementen met een "dikte" tussen 5 en 30 mm.
Volgens een andere verkozen uitvoeringsvorm van het systeem wordt als standaard kunststof bouwelement gebruik gemaakt van één of meer standaard gespuitgiete vierkante of rechthoekige kunststofkokers met een standaard wanddikte tussen 5 en 10 mm en met standaard koker-ribben tussen 5 en 20 cm.
De vierkante kunststofkokers vertonen zeer geschikt een standaard wanddikte van nagenoeg 6 mm en standaard koker- ribben van nagenoeg 9 cm.
Volgens nog een verder uitverkoren kenmerk van de uitvinding vertonen de randen van de kunststofprofielen of van de kunststofkokers een centraal uitstekende tong en twee daarmee evenwijdige hol afgeronde groeven.
Volgens de uitvinding worden de vlakglas-elementen en
<Desc/Clms Page number 4>
eventuele decoratie-elementen voorts bij voorkeur tegen de kunststof draagstructuur gekleefd, liefst met behulp van een translucide verlijmingsmateriaal, zoals met name een siliconenlijm.
In deze uitvoeringsvorm van het modulair bouwsysteem volgens de uitvinding vormen de uitstekende tong en de daarmee evenwijdige hol afgeronde groeven aan de randen van kunststofprofielen die de draagstructuur vormen, aan de buitenzijden van die draagstructuur een aantal onderscheiden kaders waarin de vlakglas-elementen en eventuele decoratie-elementen gekleefd worden met behulp van in de afgeronde groeven aangebrachte translucide lijm.
Bij voorkeur kunnen bovendien de voegen tussen de vlakglas- elementen en eventuele decoratie-elementen met translucide elastomeer-materiaal afgedicht worden.
Zoals reeds vermeld zijn volgens de uitvinding de standaard kunststof bouwelementen bij voorkeur van polycarbonaat vervaardigd.
Met name in dat geval wordt de kunststof draagstructuur van standaard bouwelementen zeer geschikt verwezenlijkt door de bouwelementen aan elkaar te lijmen, te lassen of te rivetteren, of dergelijke.
De kenmerken en bijzonderheden van de uitvinding, en het gebruik ervan worden hierna nader uiteengezet onder verwijzing naar de bijgesloten tekeningen die een aantal uitverkoren uitvoeringsvormen van de uitvinding weergeven.
Het zij opgemerkt dat de specifieke aspecten van die uitvoeringsvormen enkel worden beschreven als voorkeursvoorbeelden van hetgeen bedoeld wordt in het kader van bovenstaande algemene beschrijving van de uitvinding, en geenszins als een beperking geïnterpreteerd moeten
<Desc/Clms Page number 5>
worden van de draagwijdte van de uitvinding als zodanig en als uitgedrukt in de hiernavolgende conclusies.
In deze tekeningen zijn : Figuur 1 : een zicht in perspectief van een standaard kunststofprofiel voor het verwezenlijken van een draagstructuur volgens een eerste uitvoeringsvorm van het modulair bouwsysteem volgens de uitvinding; Figuur 2 : een zicht in perspectief van een samenstel van standaard kunststofprofielen volgens een alternatief van die eerste uitvoeringsvorm van het modulair bouwsysteem volgens de uitvinding;
Figuur 3 : een doorsnede van een gedeelte van een draagstructuur verwezenlijkt met standaard kunststofprofielen volgens figuur 2 (en figuur 1) ; Figuur 4 : een detail-doorsnede van een afgewerkte translucide wand met een draagstructuur volgens figuur 3; Figuur 5 : een schematische weergave, in doorsnede, van een variant van de uitvoeringsvorm van het systeem volgens figuren 1-4 als een gebogen wandconstructie; Figuur 6 : een illustratie van een standaard kunststofkoker voor het verwezenlijken van een draagstructuur volgens een tweede uitvoeringsvorm van het modulair bouwsysteem volgens de uitvinding; De kunststof bouwelementen volgens de uitvinding worden verwerkt tot een prefab-systeem van modulaire elementen.
Elke module wordt opgebouwd uit :
<Desc/Clms Page number 6>
- een kunststof-structuur - voor en achter wordt een bewerkte glasplaat gemonteerd.
Deze heeft bij voorkeur een dikte groter of gelijk aan
4 mm - afwerkingsmateriaal De kunststof-module is bij voorkeur gemaakt uit polycarbonaat (PC), dat UV-gestabiliseerd is en verkregen wordt, hetzij door een spuitgietproces, hetzij door montage van geëxtrudeerde en daarna verwerkte profielen.
Voordelen van polycarbonaat zijn o.a. : - extreem hoge slagvastheid in een zeer ruim temperatuurgebied : hierdoor kan de bekomen glaswand tevens als balustrade of borstwering en als "inbraakvrij" worden omschreven - hoog temperatuurbereik - mogelijkheid tot inkleuren (van kristalhelder tot zwart) - PC is nagenoeg onbrandbaar - de blauwe vlam is rookvrij en niet giftig - kunststof, dus laag gewicht in vergelijking met glas (ongeveer 1200 kg/m3 in plaats van 2500 kg/m3) De specifieke moeilijkheden bij het gebruik van PC (o.a. verlijmbaarheid met andere materialen, zoals glas, en gevoeligheid voor stress-cracking) worden in het systeem volgens de uitvinding overwonnen.
Het gevaar voor stress-cracking is inderdaad beperkt, gezien het beperkte verlijmingsoppervlakte met glas aan de buitenomtrekken, en de onderlinge verlijming PC-PC.
Figuren 1 - 5 illustreren een uitvoeringsvorm van het modulair bouwsysteem volgens de uitvinding waarbij vertrokken wordt van geëxtrudeerde profielen die tot een prefab-wand of paneel worden verwerkt.
<Desc/Clms Page number 7>
In eerste instantie wordt de hechting van de "blokken" onderling beschreven.
Dit gebeurt in 2 fasen : a) mechanische opbouw van een draagstructuur b) afdichting van de voegen tussen de blokken In tweede instantie wordt de montage van de prefab-wand in een muuropening beschreven.
Essentieel daarbij is dat deze prefab-wand een niet dragend muurelement is.
Door bijvoorbeeld gebruik te maken van geëxtrudeerde geprofileerde platen met een dikte van 10 mm, en een standaardbreedte van 90 mm (conform de traditionele glasbouwsteen) zoals beschreven in figuur 1, of van twee te versnijden en samen te voegen geëxtrudeerde profielen A (met verschillende profielbreedten, dikten en/of vormen, met name een breedte van bijv. 10 mm) en B (met verschillende standaardbreedten, met name een breedte van bijv. 90 mm), zoals beschreven in figuren 2 en 3, worden volgende voordelen bekomen :
- gewichtsreductie tot 60% t. o.v. de traditionele glasbouwsteen - zeer goede thermische onderbreking - zeer hoge transparantie, indien gewenst - lage K-waarde (3 W/m2K bij gebruik van 2 gewone glasplaten) In het voorbeeld volgens figuur 1 is het basisbouwelement voor de onderlinge verbinding van de modules en de mechanische opbouw van een draagstructuur één geëxtrudeerd profiel : - Dit profiel wordt toegepast als verticale ligger en als horizontale ligger.
De verticale liggers worden aan weerszijden voorzien van
<Desc/Clms Page number 8>
een dwarse ingefreesde gleuf van 10 mm breed en 3 mm diep, zodat de horizontale liggers hierin kunnen gepast en verlijmd worden, met speciaal daarvoor geschikte lijm (PC-PC verlijming).
Speciale aandacht zal besteed worden aan de afronding van de hoekjes (vermijden van kerfspanningen) .
De afstand tussen de onderlinge gleuven enerzijds, en de lengte van de horizontale liggers anderzijds, bepalen elke module.
De horizontale liggers worden bekomen door het afzagen op lengte van standaardprofiel.
In het voorbeeld volgens figuur 2 zijn de basisbouwelementen voor de onderlinge verbinding van de modules en de mechanische opbouw van een draagstructuur twee profielen A en B, geëxtrudeerd of bekomen door mechanische bewerking. Profiel A en A' zijn in princiepe identieke profielen. De profielen A bestaan uit een polycarconaat-profiel (3) met een uitstekende tong (4) en langsgroeven (5).
Zoals in figuur 4 geïllustreerd worden op de profielen A en A' vlakke (glas-) elementen verkleefd zodat op deze wijze twee "schaalhelften" (zijnde de binnenzijde en de buitenzijde van de muur) ontstaan. De twee schaalhelften worden door middel van structuur B met elkaar verbonden.
Deze verbinding gebeurt door middel van PC-PC verlijming, eventueel versterkt door een ultrasone las.
De structuur B zorgt voor de nodige stabiliteit van de wand onder belasting en wordt berekend conform de van kracht zijnde normen.
Bij de opbouw van de draagstruktuur wordt profiel A als vertikale ligger toegepast. Profiel A wordt aan weerszijden voorzien van dwarse ingefreesde gleuven met een breedte gelijk aan de breedte van profiel A en een diepte gelijk
<Desc/Clms Page number 9>
aan de aftand tot de tong (4) van het profiel A.
Speciale aandacht zal besteed worden aan de afronding van de hoekjes van de gleuven (vermijden van kerfspanningen).
De vertikale liggers (bestaande uit profielen A) worden met elkaar verbvonden door horizontale liggers, eveneens uit profielen A waarvan ze op maat gezaagd zijn. Door verlijming van de verticale profielen met de horizontale profielen wordt de structuur van één scaalhelft bekomen.
Op identieke wijze wordt een tweede schaalhelft A' gevormd uitgaande van identieke profielen A.
De twee schaalhelften woren verbonden door een structuur van geassembleerde geëxtrudeerde polycarbonaatplaten B.
De dikte en breedte van de platen B vloeit voort uit sterkteberekeningen voor de op te zetten constructie. Het assembleren van structuur B gebeurt door het aanbrengen van corresponderende insnijdingen in de horizontale en vertikale liggers B (waarbij de insnijdingen in de vertikale liggers - die het meest voor de stabiliteit zorgen - het minst diep zijn) en door het onderling verkleven daarvan, en met de strukturen A en A' (zie ook figuur 4).
De hierboven beschreven opbouw voorbeelden geven aanleiding tot : - een quasi onverwoestbare draagstructuur ("honinggraatstructuur"), met hoge slagvastheid en hoge torsieweerstand - een quasi onbeperkte moduleerbaarheid.
Zoals nader geïllustreerd in figuur 4 wordt het glas als plaat met een vlakke kant verlijmd op een groefsysteem.
- Deze groef is zo ontworpen dat : - er voldoende trekkracht ("hechting") tussen glasplaat
<Desc/Clms Page number 10>
en koker overblijft. (cf. Hoge windbelatingen).
- standaard voegbreedte 3 mm is - de glasdikte van ondergeschikt belang is - er een waterkering ontstaat.
Het oppervlak van de groef is ruw uitgevoerd voor een betere lijmhechting.
Op deze wijze kunnen ook afzonderlijke modules (zijnde alternatieve glasbouwstenen) geassembleerd worden.
Voor het verlijmen van het glas aan het polycarbonaat wordt een lijm met zowel een goede hechting als een grote elasticiteit gebruikt (i.v.m. het opvangen van stress- cracking). Met name siliconenlijmen zijn hiervoor zeer geschikt. Als verlijmingsmateriaal wordt bijvoorbeeld gekozen uit één van de volgende varianten : A) HE 1908 (Engineering Chemicals) B) Omnivisc (Omnitech - Hannover) C) Crystallelastomeer (Wacker-Chemie) Deze drie lijmen harden quasi glashelder uit, waarbij varianten A) en B) bovendien de kans op stress-cracking reduceren.
De modules kunnen tenslotte onderling voorzien zijn van enkele minuscule openingen, waardoor een evacuatiesysteem ontstaat voor eventuele overtollige waterdamp.
Deze openingen regelen tevens de druk in de module.
In figuur 3 is de lijm met referentienummer (1) aangeduid, de glasplaat met (2), het polycarbonaat-profiel met (3), de uitstekende tong aan de rand van het profiel met (4) en de groeven voor de lijm met (5).
Zoals ook in figuur 3 geïllustreerd worden de voegen tussen de glasplaten (2) afgedicht als voeg (6), bij voorkeur met behulp van elastomeer zoals bij voorbeeld siliconen van hoge kwaliteit.
<Desc/Clms Page number 11>
De voordelen hiervan zijn .
- vlotte verwerkbaarheid - uitstekende waterkerende eigenschappen - hoge elasticiteit - zeer lange levensduur - uitstekende hechtingseigenschappen, ook (en vooral) glas-glas - prijs - beschikbaarheid in zeer grote reeks kleuren.
Het afdichtings-elastomeer kan uit hetzelfde materiaal bestaan als de lijm voor het verlijmen van het glas en het polycarbonaat. Dit is evenwel niet noodzakelijk.
De groef (5) met de lijm (1) vormen samen met de voeg (6) een dubbel barrièresysteem tegen waterdoorslag (dubbele waterkering).
Zoals in figuur 4 geïllustreerd kunnen de kunststof bouwelementen en de vlakglas elementen van het modulair systeem volgens de uitvinding tot een prefab-paneel of prefab-wand geassembleerd worden geschikt voor zowel binnen- als buitentoepassingen.
Het prefab-element is niet dragend.
De wand zit vervat in een Alu-profiel-systeem, dat thermisch onderbroken is, en waarbij aan tenminste één zijde een gevezen slaglat aanwezig is.
De plaatsing van de prefab-wand komt neer op de plaatsing van een volume glas.
Speciale aandacht zal dan ook worden geschonken aan de ondersteuning en aan de afdichting.
Zoals in figuur 5 geïllustreerd kunnen de kunststof bouwelementen en de vlakglas elementen van het modulair systeem volgens de uitvinding ook tot gebogen wanden met constante voegbreedte geassembleerd worden. Het is zodoende
<Desc/Clms Page number 12>
mogelijk om een gebogen wand te ontwerpen en te produceren, waarbij een relatief grote vrijheid in keuze van de straal aanwezig is.
Essentieel is dat hiervoor geen mal dient gemaakt te worden, waardoor de "wand moet gebogen worden", en dat de voegen aan binnen- en buitenzijde van de wand eenzelfde en constante breedte hebben.
De gebogen wand wordt bekomen door het "trapeziumvormig" verzagen van het horizontale verbindingsprofiel.
Zo onstaat een buiging rond de verticale.
De glasplaten buiten en binnen hebben uiteraard een verschillende afmeting.
De in figuur 6 geïllustreerde uitvoeringsvorm van het systeem volgens de uitvinding berust op het gebruik van gespuitgiete kunststof blokken of kokers. Deze methode wordt toegepast waar assy's van kleine hoeveelheden (vb.
4 bouwstenen) moeten ingepast worden in muuropeningen.
Hierbij wordt de kunststofkoker bekomen door een spuitgietproces.
Nadeel hierbij is de vaste vorm per indrukholte van de matrijs.
Deze blok heeft een wanddikte van 6 mm, maar overige kenmerken (breedte van de module, groeven,...) zijn identiek aan deze bij de geëxtrudeerde profielen, zoals hierboven beschreven.
De mechanische verbinding van de blokken : is bijvoorbeeld gebaseerd op de techniek van de "klinknagelverbinding", wat een zeer rigid geheel oplevert, zonder dat de koker chemisch belast wordt. (geen risico op stress-cracking).
De verbinding komt tot stand door een reeks "puntlassen"
<Desc/Clms Page number 13>
op 16 plaatsen van een centrale blok. Het lassen gebeurt ULTRASOON.
Bij het vormen van de puntlas worden tevens de wanden geperforeerd, waardoor de hierboven vermelde minuscule openingen tussen de blokken onderling worden bekomen.
Het bekomen geheel kan dan met metalen haken, die op de buitenwand van de buitenste blokken gelast werden, ingepast worden in het metselwerk.