CN102066672A - 用于建筑结构的隔离建筑系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种隔离建筑系统，包括具有至少一个框架型材、多个结合型材和隔离板的组件，其中所述隔离板被保持在结合型材之间。

Description

用于建筑结构的隔离建筑系统
技术领域
本发明涉及一种用于例如墙或屋顶的外部建筑结构或者如隔断墙或天花板结构的内部建筑结构的建筑系统。
背景技术
在WO 00/26483中，描述了一种用于连接建筑砌块的方法和型材(profile)，从而形成建筑系统中的墙。根据这种方法，两个构造砌块通过一种型材沿着彼此邻接的每一砌块的边缘面结合，该型材具有腹板和两个在每一侧部上的翼板，并在这两个翼板的末端处具有垂直延伸的翼片(flap)。这些翼片被插入到构造砌块中的凹槽中，借此将这些砌块保持在一起。
该方法是有益的，因为可以在建筑工地之外提供预制的构造砌块，并将它们与其它材料一起运输到建筑工地，并可以在建筑工地组装它们。然而，如果矩形框架受到扭力，则啮合的翼板可能会滑出隔离板中的狭槽，使得整个建筑系统不稳定。
发明内容
通过本发明会认识到，可以通过对内部和外部的建筑结构都使用这种连接方法来提供一种建筑结构。
因此，提供了一种用于如墙或屋顶的外部建筑结构或者如墙或天花板或地面结构的内部建筑结构的隔离建筑系统，所述系统包括：具有第一侧部和与所述第一侧部相对的第二侧部的组件，其中所述建筑组件包括至少一个框架型材，如在建筑结构的外围彼此相对地布置的两个框架型材，如顶部和/或底部型材；在所述至少一个框架型材之间和/或从所述至少一个框架型材延伸的多个结合型材，所述结合型材具有第一和第二结合型材侧表面，该第一和第二结合型材侧表面在所述结合型材的每一侧分别被相邻的隔离板的第一和第二接触侧部所邻接，其中隔离板的相对的型材接触侧部被分别提供有与第一和第二型材侧部表面相匹配的形状，以便在两个型材之间保持隔离板。
在隔离建筑系统的一个实施例中，隔离板的总厚度大于结合型材的高度。隔离板的总厚度可以是单个隔离板的厚度，或者在提供有双层或者多层隔离板时，可以是多个所提供的隔离板的厚度的总和。优选的是，结合型材的高度沿着与测量隔离板的厚度的方向平行的方向来测量；并且优选的是，结合型材的高度作为从结合型材的第一翼板部分的外侧到结合型材的第二翼板部分的外侧的距离，沿着平行于结合型材的中央主体部分的方向来测量。
在隔离建筑系统的第二实施例中，在两个相邻的结合型材之间提供多个隔离板，所述隔离板具有与所述两个相邻的结合型材之间的轴向距离相对应的宽度。此外，在另一实施例中，在两个相邻的结合型材之间提供至少一个隔离板，所述隔离板具有与所述两个相邻的结合型材之间的轴向距离相对应的宽度以及与所述结合型材的长度相对应的长度。
结合型材可以由金属板制成，比如镀锌钢，优选地具有0.8-2mm的厚度。所述金属板可以被弯曲，或者被形成为预定形状。由此，将结合型材的热传导率保持得很低。还可以通过在位于两个隔离板之间的型材的主体部分中设置洞来进一步降低热传导率。
更优选的是，结合型材和/或外围框架型材的金属板可以具有0.5-2mm的厚度，更优选的是0.7-1.5mm的厚度，更为优选的是0.75mm，特别是0.6mm、0.8mm、1mm或1.2mm的厚度。
在本发明的一个实施例中，隔离板的接触侧部的型材邻接部分适于接触大体I形或者H形的结合型材的中央主体部分。
根据本发明的一个实施例，结合型材由木材制成。由此，由于该材料的低的热传导率而降低了热传导率。在本发明的另一实施例中，结合型材由塑料制成，优选地是强化塑料材料。
在一较佳实施例中，以从400mm到1800mm、优选地是500-1500mm、更优选地是900-1200mm的范围的相互距离来平行地安装结合型材。由此，显著地减少了建筑结构的热传导率。已发现，可以在墙结构中的纵列型材之间提供这种额外的宽度距离(通常是大约600mm)，因为隔离板提供给了自承重(self-supporting)墙结构。如果需要额外的承载强度，当然可认识到，可以以400至800mm的相互距离平行地安装型材。这对于与地面或者屋顶结构相关的情况很有益。通过本发明，还可以认识到，可以保持型材之间的例如介于400-700mm之间、更优选地介于450-600mm之间的通常较小的距离，并改为提供更薄的结合型材，由此也减少了热传导率。这变得很有益，因为隔离板支撑薄的结合型材。
优选的是，在该组件的第一侧部上提供第一覆盖结构，而在其所述第二侧部上提供第二覆盖结构。
在一个实施例中，第一覆盖结构是板覆盖物，如胶合板或者石膏板覆盖结构。在另一实施例中，第二覆盖结构可以是气候屏蔽罩覆盖物，如隔离的外墙系统。由此，在将根据本发明的系统用于外部建筑结构时，提供了具有高隔热属性的低能量方案。
在另一实施例中，该系统包括用于在隔离建筑系统的框架构造中的如I型型材或H型型材的结合型材之间装配的至少一个隔离板，该隔离建筑系统用于如墙或屋顶的外部建筑结构或者如墙或天花板或地面结构的内部建筑结构，所述板包括基本平行的第一和第二主表面，在所述主表面之间具有基本平行并相对设置的第一和第二结合型材接触侧部、以及基本平行并相对设置的第三和第四侧部，其中所述第一和第二结合型材接触侧部被设置有基本平行于第一主表面并与之相距预定距离的纵向狭槽，从而使得所述第一和第二结合型材接触侧部被提供有结合型材邻接部分和结合型材覆盖部分。
在该隔离板的一个实施例中，型材覆盖部分延伸超出隔离板的至少一个侧部边缘的邻接部分。
隔离板可以用于建筑结构中的用于内部或外部的墙、地面、天花板或屋顶的自承重系统。在根据本发明的竖直布局的建筑结构中，已发现，通过在结合型材之间提供预成形的隔离板，防止了结合型材由于压缩载荷而压屈，这是因为隔离板不仅仅被保持在与相邻的结合型材邻接的第一组的相对的侧部处，而且还被框架型材保持在其它的外围侧部处。通过根据本发明的系统，利用如矿物纤维隔离材料的隔离板的形状稳定性，来防止建筑结构中的移位。
通过根据本发明的系统，可以认识到，可以实现在建筑工地的快速安装时间。而且，它是成本有效且简单的方案，具有高度的灵活性，因为根据本发明的系统可用于不同的建筑应用。
隔离板优选地由矿物纤维棉材料制成，该材料的密度介于30-150kg/m3之间，优选地介于50-125kg/m3之间，最优选地介于60-100kg/m3之间。如岩棉纤维板的矿物纤维棉是有益的，因为由此提供了不可燃的建筑系统。然而，应认识到，也可以使用其它材料，如聚苯乙烯泡沫或类似物。
通过本发明，已发现，隔离板可以具有范围从75mm到500mm的总厚度。由此，利用根据本发明的建筑系统也能够满足民用房屋的现代隔离要求。在一个实施例中，每一隔离板由一个隔离板坯(slab)构成。然而，在一个实施例中，本发明可以用于具有双层或者多层隔离板坯的布置，例如每一隔离板可以包括以堆叠和/或层叠构造提供的两个或更多个隔离板坯，由此，隔离板的总厚度变为大致是所提供的隔离板坯的厚度的总和，这对于大隔离厚度特别适用。此外，对于大隔离厚度，型材可以包括固定装置，如卡爪或者夹具，该固定装置可以从型材的主体部分中弯出，以固定不同的隔离层。
在本发明的一个实施例中，隔离板可以具有双密度结构，使得两个接触侧部的型材覆盖部分之间的隔离板的密度高于两个接触侧部的型材邻接部分之间的隔离板的密度。此外，隔离板可以具有至少500kPa的压缩弹性模数，优选地是在平行于隔离板的宽度测量的时候，其中隔离板的宽度典型地大致等于结合型材之间的距离。
压缩弹性模数E优选地根据欧洲标准EN 826：1996进行计算，其涉及用于建筑应用的隔热产品。根据该标准的8.3部分，压缩弹性模数E以kPa为单位使用公式E＝sigma*(d0/Xe)和sigma＝(10^3)*(Fe/A0)进行计算，其中Fe是以牛顿为单位的在传统弹性区域(力-位移曲线的明显直线部分)的端部的力；Xe是以毫米为单位的Fe处的位移；A0是以平方毫米为单位的样本的初始横截面面积；而d0是以毫米为单位的样本的(所测量的)初始厚度。
在隔离板的一个实施例中，接触侧部的至少型材邻接部分被提供有用于粘附到型材的粘合层。在一个实施例中，所提供的粘合层包括胶粘。只要粘合层可以产生抵抗剪切力的额外的强度，就可以防止隔离板或结合型材的弯曲，并可以促进内部支持和稳定性。此外，隔离板可以在顶部和/或底部的侧部边缘中提供有狭槽，用于接收建筑结构中的顶部和/或底部的框架型材的翼板，用于在其中保持隔离板。
优选地，结合型材的侧部表面和隔离板上相应的接触表面的形状被设置为提供隔离板的保持。具体来说，结合型材有利地在隔断组件的第一和第二侧部处都被提供有保持型材部件，并且优选地结合型材的至少一个保持型材部件适于后续安装。在一具体实施例中，该结合型材是大体I形或者H形的。尽管由于翼板相对于主体的比例，在实践中会区分这两种型材，然而当旋转时，I形和H形的型材类似。通过型材的这种适当的形状，隔离板被容纳在型材框架结构中，并防止隔离板例如由于框架结构的扭曲而发生移位。通过本发明，可认识到，也可使用其它适当的形状，如C形、H形或Z形的型材。
附图说明
下文下面参照附图对本发明做进一步解释，其中：
图1是根据现有技术的隔断墙的示意图；
图2是根据本发明的隔断墙的示意图；
图3是安装有隔离板的结合型材的水平剖面示意图；
图4-5是结合型材的截面示意图；
图6是结合型材的另一实施例的截面示意图；
图7-8是隔离建筑系统的竖直剖面示意图；
图9-10是具有和不具有侧向支撑的弯曲的图示；
图11-12是支撑外部建筑元件的隔离建筑系统的水平剖面示意图；
图13是用于生产隔离板的设备的透视示意图；和
图14是隔离板的边缘细节的剖面示意图。
具体实施方式
参考图1和2，可以通过用结合型材2来组装多个隔离板1并将组装后的板1框在顶部和底部框架型材3中，来制成隔离建筑隔断墙(partitioning wall)的内部隔断结构4。结合型材2被设置有间隔距离d。在图1中，该距离大约是600mm，而在图2中，该距离d可以是900至1200mm。框架型材3优选的是U形或C形的型材，具有用于在其中接收隔离板的凹腔。
在一个实施例中，框架型材包括U形或者C形的底部型材、以及倒U形或倒C形的顶部型材。
参考图3，结合型材2与隔离板1安装在一起。隔离板1具有弯曲区5，通过该弯曲区5紧挨着结合型材2实现了紧密的板-板接合。紧密的板-板接合可以减少热桥和声桥。减少热桥可以减少热耗散，并可以在火灾或类似情况下保护型材。此外，紧密接合还可以支持加强的外部包覆或支撑。在示出的实施例中，隔离板的总厚度t大于结合型材的高度。
弯曲区/柔性区是隔离板的一部分，其在制造期间例如通过将辊压在该区并沿着边缘移动它们的方式，而被制造得刚性较小。这具有如下益处，该区域是可压缩的，并可以被压缩以便提供紧密的板-板接合或者以便装配在建筑结构的椽和梁之间。此外，通过使用包括沿着隔离板的一侧的柔性部分的柔性区，降低了对板的不同规格的需求。
弯曲区可以通过在制造期间对边缘部分进行挤压或者拉伸来软化各个侧部而提供，并由此减少了柔性部分中的纤维粘合(fibre bonding)。由此，纤维粘合被破坏，使得纤维隔离元件变得柔性，而不会减少密度，也不会显著影响隔热属性。
参考图4-6，在三个实施例中示出具有高度h的结合型材。在一个实施例中，见图4，结合型材以一体式的金属板弯曲形成。在另一实施例中，见图5，结合型材由三个弯曲的金属板的元件构成，这些元件通过焊缝8而连接。结合型材具有中央主体部分6和第一和第二翼板部分7。在一优选实施例中，见图6，结合型材包括从翼板部分7延伸出的至少一个稳定部分9，其优选地基本平行于中央主体部分6。优选的是，型材由一体式的金属板弯曲形成，而翼板部分7被弯曲一次以上，从而使得它们包括部分地延伸超出型材的翼板和主体部分的共同拐角的稳定部分9。这种专门的设计导致了对竖直载荷的极高的抵抗力，并能够在主体部分6的中央/主要部分中使用小的厚度。所提供的弯曲的结合型材不同于已知的型钢，已知型钢是常规挤压成型的，并可能包括几乎是相应主体部分的厚度的两倍的翼板厚度。
参考图7和8，以竖直剖面图示出了结合型材2与隔离板安装在一起，并受到在图中由竖直箭头表示的自上向下的力。图7中示出具有低的棉密度(wool density)的隔离板10的建筑系统。由于棉密度低，因此结合型材易受到弯曲影响。在图8中示出具有高的棉密度的隔离板11的建筑系统。由于高棉密度，更强的侧向力支撑结合型材2，使得结合型材2比较不易受弯曲影响。
参考图9和10，以概念图示出由自上向下的力所引起的结合型材的弯曲。图10中的结合型材的弯曲幅度u2小于图9中的结合型材的弯曲幅度u1，因为图10中的结合型材被侧向力稳定。另外，在结合型材被侧向力稳定时，压屈长度(buckling length)更小。
参考图11和12，图11中示出了具有高棉密度隔离板11的隔离建筑系统的水平剖面图，图12中示出了具有低棉密度隔离板10的相应的建筑系统。高棉密度建筑系统中的结合型材2可以例如通过钉子13或螺钉接合来支撑额外的建筑元件12，而不会弯曲；而低棉密度建筑系统中的结合型材在进行对额外的建筑元件的支持时易于弯曲，因为与高棉密度隔离板11所提供的支撑相比，低棉密度隔离板10对于结合型材提供更少的支撑。
参考图13和14，示出用于生产隔离板的设备的实施例的示意图，以及通过这种设备生产出的隔离板的边缘细节。参见图13，设备具有平坦的工作表面14和用于接收隔离板的引导凸缘15，隔离板在表面14上沿着引导凸缘15可滑动。设备被提供有第一切削装置16，如旋转切刀或者圆锯，用于在隔离板的侧部中提供狭槽17，该狭槽可以与结合型材的翼板的一部分装配在一起。此外，提供了第二切削装置18，如用于从隔离板上去除材料19的磨削工具。例如，可以从隔离板的接触侧部的邻接部分去除隔离材料。此外，提供处理装置20，如压辊(compression roller)或者刀鼓(knife drum)，用于压缩或者拉伸型材覆盖部分，以在所述部分中提供弯曲区5。在一个实施例中，设备适于修改标准尺寸的隔离板，以便制造具有特定尺寸的修改后的隔离板，从而使得该修改后的隔离板可以装配到特定的建筑结构中。可证实，这对于标准尺寸的隔离板容易被送到的建设工地而言是有益的。
上文描述了目前被认为是有益的一些实施例。例如，本发明是参考用于建筑结构的建筑系统描述的，如例如墙或类似物的竖直建筑系统。然而，可认识到，可以提供这些实施例的变型，而不会脱离上文说明的本发明的原理。此外，通过本发明，可认识到，可以提供其它有益的实施例，而不会脱离如在所附权利要求中阐述的本发明的范围。例如，上述实施例中示出的任何结构可以用于不同的方位，竖直地、水平地或倾斜地，并也可以用作建筑物中的内部或者外部的隔断建筑结构。

Claims (18)

1.一种用于如墙或屋顶的外部建筑结构或者如墙或天花板或地面结构的内部建筑结构的隔离建筑系统，所述系统包括：
具有第一侧部和与所述第一侧部相对的第二侧部的组件，其中所述建筑组件包括
至少一个框架型材，如在建筑结构的外围彼此相对地布置的两个框架型材，如顶部和/或底部型材；
多个结合型材，在所述至少一个框架型材之间和/或从所述至少一个框架型材延伸，
所述结合型材具有第一和第二侧表面，在所述结合型材的每一侧，该第一和第二侧表面分别通过相邻的隔离板的第一和第二接触侧部而邻接，其中该隔离板的相对的型材接触侧部被提供有分别与该第一和第二型材侧表面相匹配的形状，使得该隔离板保持在两个型材之间。
2.根据权利要求1所述的系统，其中每一隔离板的总厚度大于该型材的高度。
3.根据权利要求1或2中任一项所述的系统，其中该结合型材是大体I形或H形的，并且其中该隔离板的接触侧部的型材邻接部分适于接触该大体I形的型材的中央主体部分。
4.根据前述权利要求的任一项所述的系统，其中该框架型材是U形或C形的。
5.根据前述权利要求的任一项所述的系统，其中该结合型材由如镀锌钢的金属板制成，优选地具有0.8-2mm的厚度。
6.根据权利要求5所述的系统，其中该金属板具有大约0.5-2mm的厚度，更优选地是0.7-1.5mm的厚度，特别是0.6mm、0.75mm、0.8mm、1mm或者1.2mm的厚度。
7.根据前述权利要求的任一项所述的系统，其中该结合型材由塑料制成，优选地由强化塑料材料制成。
8.根据权利要求1到7中任一项所述的系统，其中该结合型材被平行地安装为具有从400mm到1800mm、优选地是500-1500mm、更优选地是900-1200mm的相互距离。
9.根据权利要求1到7中任一项所述的系统，其中该结合型材被平行地安装为具有400-800mm的相互距离。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的系统，其中在两个相邻的结合型材之间提供有多个隔离板，所述隔离板具有与所述两个相邻的结合型材之间的轴向距离相对应的宽度。
11.根据权利要求1至9中任一项所述的系统，其中在两个相邻的结合型材之间提供有至少一个隔离板，所述隔离板具有与所述两个相邻的结合型材之间的轴向距离相对应的宽度以及与所述结合型材的长度相对应的长度。
12.根据前述权利要求的任一项所述的系统，包括至少一个隔离板，用于装配在隔离建筑系统的框架构造中的如I型或H型型材的结合型材之间，该隔离建筑系统用于如墙或屋顶的外部建筑结构或者如墙或天花板或地面结构的内部建筑结构，所述板包括基本平行的第一和第二主表面，在所述主表面之间具有基本平行并相对设置的第一和第二结合型材接触侧部以及基本平行并相对设置的第三和第四侧部，其中所述第一和第二结合型材接触侧部被提供有基本平行于该第一主表面并与之相距预定距离的纵向狭槽，使得所述第一和第二结合型材接触侧部被提供有结合型材邻接部分和结合型材覆盖部分。
13.根据前述权利要求的任一项所述的系统，其中至少一个隔离板由矿物纤维棉材料制成，该材料具有介于30-150kg/m3之间、优选地介于50-125kg/m3之间、最优选地介于60-100kg/m3之间的密度。
14.根据前述权利要求的任一项所述的系统，其中至少一个隔离板被提供有双密度结构，使得两个接触侧部的型材覆盖部分之间的隔离板的密度高于两个接触侧部的型材邻接部分之间的隔离板的密度。
15.根据前述权利要求的任一项所述的系统，其中至少一个隔离板具有至少500kPa的压缩弹性模数，优选地是在平行于所述隔离板的宽度测量的时候。
16.根据前述权利要求的任一项所述的系统，其中至少一个隔离板具有介于75和500mm之间的总厚度。
17.根据前述权利要求的任一项所述的系统，包括至少一个隔离板，其中该接触侧部的至少该型材邻接部分被提供有用于粘附到该型材的粘合层。
18.根据前述权利要求的任一项所述的系统，包括至少一个隔离板，其中还在顶部和/或底部侧部边缘中提供了狭槽，用于接收建筑结构中的顶部和/或底部框架型材的翼板，用于在其中保持隔离板。
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