CN103562474A

CN103562474A - 屋面梁和具有屋面梁的预制屋面板元件

Info

Publication number: CN103562474A
Application number: CN201280020063.2A
Authority: CN
Inventors: 皮尔·马赛厄斯·奥恩费尔德特·斯文松
Original assignee: Individual
Current assignee: Scandek International Co Ltd
Priority date: 2011-02-25
Filing date: 2012-02-22
Publication date: 2014-02-05
Anticipated expiration: 2032-02-22
Also published as: PL2678491T3; WO2012113406A1; DK2678491T3; CN103562474B; EP2678491B1; EP2678491A1

Abstract

一种屋面梁（12），包括两个基本U形的金属部段（8，10），所述金属部段的下部开放侧和上部开放侧彼此相对，并且所述金属部段设计成具有狭窄的朝外弯曲的边缘（14，16），所述屋面梁（12）在纵向方向上在相对的上部狭窄侧和下部狭窄侧有波纹，其中，所述金属部段（8，10）分别在所述上部开放侧和下部开放侧借助连接板或分隔件（34，38）互连，所述连接板或分隔件以相应的下部和上部金属部段（8，10）的狭窄的朝外弯曲的边缘（14，16）之间存在间距（A）的方式被紧固在所述金属部段（8，10）的基本竖直的侧部上。因此可以借助简单的技术措施实现非常突出的优点，且还显示出能够使建筑物的屋面板的可见部分具有建筑上非常简单且轻质的构造。同时还实现了以简单的方式给本发明的屋面梁提供另外的隔热材料层所需的空间，以便满足提高的隔热要求，即，满足当前对减小的λ值和U值（分别为导热系数和导热率）的建筑物规定的标准。

Description

屋面梁和具有屋面梁的预制屋面板元件

技术领域

本发明涉及如权利要求1的前序部分所述类型的屋面梁/屋顶梁（roofgirder）。

本发明还涉及具有一个或多个根据本发明的屋面梁的预制屋面板元件。

背景技术

预制屋面梁和屋面板元件可由100%的无机材料制成，并且在持久性和维护方面非常有利。此外，非常有利的是所讨论的屋面板元件可具有高达22米的自由跨度，即，单独一个屋面板元件可覆盖约80m²，这对于缩短建造时间来说当然非常重要。

EP2145056A1（WO2008/125109A1）描述了一种预制屋面板元件，包括一个或多个纵向箱形屋面梁，各箱形屋面梁包括两个基本为U形的金属部段，这两个U形金属部段在彼此对向、开放的侧部处沿着狭窄的朝外弯曲的横向边缘互连，屋面梁在沿纵向方向有波纹的上部和下部狭窄的侧部处与沿横向有波纹且具有和屋面板元件基本相同的宽度的金属板连接，屋面梁/支承梁和屋面板元件分别设计成在用于形成屋檐的端部具有减小的高度。

本发明的目的

本发明的目的在于提出如引言所述类型的进一步改进的屋面梁和进一步改进的屋面板元件，该屋面梁和屋面板元件借助简单的技术措施而显示出具有非常突出的优点，且还显示出能够使建筑物的屋面的可见部分具有建筑上非常简单且轻质的构造。此外，同时还实现的是，以简单的方式给根据本发明的屋面梁和屋面板元件提供了满足提高的隔热要求（即，满足当前对减小的λ值和U值（分别为导热系数和导热率）的建筑物规定的标准）所需的空间。

发明内容

根据本发明的屋面梁的特征在于，下部和上部开放侧处的金属部段分别借助紧固在金属部段的基本竖直内侧的连接板或分隔件以相应下部和上部金属部段的狭窄的朝外弯曲的边缘之间存在间距的方式互连。因此可以借助简单的技术手段实现非常突出的优点，且还显示出能够使建筑物的屋面板的可见部分具有建筑上非常简单且轻质的构造。

同时还实现的是，以简单的方式给本发明的屋面梁提供了另外隔热材料层所需的空间以便满足提高的隔热要求，即，满足当前对减小的λ值和U值（分别为导热系数和导热率）的建筑物规定的标准，这特别是归因于以下事实：由于金属部段未彼此直接连接，故有效地抵消了现有技术屋面梁中的热桥。

根据本发明的屋面梁可同时被提供高达超过24米的显著增加的跨度，其原因在于狭窄的朝外弯曲的边缘之间的间距共计50至500mm，优选100至200mm。在这方面应该强调的是，由于上部和下部金属部段彼此之间的间距，与具有相应更高的上部和下部金属部段的现有技术屋面梁相比，可以实现20%到50%之间的显著钢材消耗减少。

根据本发明的屋面梁可有利地设计成使得下部U形金属部段比上部U形金属部段短，并且上部U形部段在突出端部处向下闭合，以便借助配置在上部U形金属部段的内部并被紧固至上部U形金属部段的优选U形的金属部段在屋面板元件中形成屋檐。

在一些情况下，希望有下部伸出部，即下部屋檐，并且在这种情况下下部金属部段比上部金属部段长。

本着进一步简化安装的目的，根据本发明的屋面梁可适当地设计成使得连接板或分隔件由预制单元构成，所述预制单元的宽度与U形金属部段的内部宽度匹配且所述预制单元的高度和长度因屋面梁的高度和屋面梁中的预制单元的实际纵向布局而改变。

在一实施例中，根据本发明的屋面梁可设计成使得预制单元由具有由矿物棉或隔热泡沫构成的芯部的箱形单元构成，其中芯部在相对的外侧通过具有低导热率（U值）的金属板连接，所述金属板优选在外部覆盖有例如所谓的一体式泡沫的隔热层（图7和8）。

在一替代实施例中，根据本发明的屋面梁可设计成使得预制单元由箱形单元构成，所述箱形单元具有由纤维增强的建筑板或复合板组成的外侧部和横向侧部，且所述箱形单元具有由矿物棉或隔热泡沫构成的芯部（图9和10）。

在又一替代实施例中，根据本发明的屋面梁可设计成使得预制单元由箱形单元构成，所述箱形单元具有由纤维增强的建筑板或复合板组成的相对的外侧部和横向侧部，且其具有由矿物棉或隔热泡沫构成的芯部，外侧部还设置有以竖直间距配置的上部和下部金属板（图11和12）。

根据又一实施例，根据本发明的屋面梁可设计成使得连接板或分隔件由具有低导热率（U值）的金属或复合板的连接板构成，所述连接板适合与上部和下部U形金属部段的相对的竖直内侧部连接，且形成了与所述连接板一体的横向连接分隔件。

为了进一步减小导热率并消除真实热桥，还可有利地在具有低导热率的金属或复合板的连接板的外侧部与金属部段的竖直侧的内侧部之间设置一层无纺材料或其它适当的非传导材料的中间层。

本发明还涉及如权利要求9的前序部分所述类型的屋面板元件，该屋面板元件的特征在于，它包括位于纵向屋面梁之间的上部连接件，该连接件包括由无机且不可燃的材料的构造板、梯形钢片或夹层板、耐压隔热层、上部屋面防水层以及由板条和隔热板构成的下侧衬里。

在根据本发明的预制屋面板元件的一替代实施例中，下侧衬里由梯形钢片或轻合金金属片组成，所述片可选地包括适当的隔热材料嵌入物。下侧衬里可替代地包括由不可燃、无机建筑板构成的天花板。

屋面梁和屋面板元件可以制造成具有与跨度和负荷匹配的高度。根据本发明，可以制造在一侧或两侧具有内置坡度的屋面梁和屋面板元件（图23和24），这意味着由于不要在施工现场建立屋面坡度而极大地节省了成本。

此外，根据本发明的屋面梁和屋面板元件全部满足当前对环境可持续性和CO₂节省的标准，这特别是归因于由于无机材料的使用而大大延长的使用寿命。在这方面，还显示出使用钢质部段而不是例如胶合板作为承载元件除增加的跨度以外还提供了大幅增加的使用寿命。

替代的应用可在于，根据本发明的梁和元件可被有利地用作正面覆盖件和具有高达甚至15米的跨度的楼层分隔件。

附图说明

下面参照附图更具体地说明本发明，在附图中：

图1示出了在侧面边缘具有屋檐的根据本发明的屋面板元件的一个实施例的截面的平面图；

图2示出了根据本发明的图1所示的屋面板元件的纵向剖面的平面图；

图3示出了根据本发明的屋面板元件的第二实施例的截面的平面图；

图4示出了根据本发明的图3所示的屋面板元件的局部纵向剖面的平面图；

图5示出了根据本发明的屋面板元件的第三实施例的截面的平面图；

图6示出了根据本发明的图5所示的屋面板元件的局部纵向剖面的平面图；

图7示出了根据本发明的用于屋面梁的连接分隔件的一个实施例的透视图；

图8示出了与图7相比螺接了连接分隔件的根据本发明的屋面梁的最下部钢部段的透视图；

图9示出了根据本发明的用于屋面梁的连接分隔件的第二实施例的透视图；

图10示出了与图9相比螺接了连接分隔件的根据本发明的屋面梁的最下部钢部段的透视图；

图11示出了根据本发明的用于屋面梁的连接分隔件的第三实施例的透视图；

图12示出了与图11相比螺接了连接分隔件的根据本发明的屋面梁的最下部钢部段的透视图；

图13示出了具有组合的连接板和连接分隔件的根据一个实施例的现有技术屋面梁的透视图；

图14示出了具有组合的连接板和连接分隔件的根据本发明的一个实施例的屋面梁的透视图；

图15示出了根据本发明的具有纵向屋檐（悬梁和鞍形切口）的屋面板元件的纵向剖面的平面图；

图16示出了具有替代连接板和连接分隔件的根据本发明的具有纵向屋檐的屋面梁的透视图；

图17示出了箱形、组合的连接板和连接分隔件的一个替代实施例的透视图；

图18示出了贯穿根据本发明的屋面梁的截面的平面图，以图解图17所示的组合的连接板和分隔件的用途；

图19示出了根据本发明的用于屋面梁的组合的连接板和分隔件的一个替代实施例；

图20示出了贯穿替代屋面梁的截面的平面图，其中借助形成用于导热路径的迷宫的侧向狭缝减小了金属部段中的热桥效应；

图21示出了设计有多排椭圆形侧向狭缝的钢板的一部分的平面图；

图22示出了图21所示的侧向狭缝的扩大平面图；

图23示出了根据本发明的具有带坡度的屋面板元件的屋面构造的截面的平面图；

图24示出了根据本发明的具有在两侧有坡度的屋面板元件的屋面构造的截面的平面图；

图25示出了具有设计为桁架梁的屋面梁的屋面板元件的一个替代实施例的透视图；

图26示出了设计为桁架梁的屋面梁的透视图；

图27示出了图26所示的屋面梁的侧部的透视图；

图28示出了与图26所示的根据本发明的屋面梁的端部鱼尾板连接件的透视图；

图29示出了图26所示的屋面梁的板支柱的透视图；

图30示出了从相对侧看的图29中的板支柱的透视图；

图31示出了用于构成屋面梁的实心隔热块的透视图，其中钢片的支柱在隔热块被紧固在上部和下部U形金属部段之间前通过胶合紧固在隔热块的侧部；

图32示出了用于构成屋面梁的实心隔热块的透视图，其中具有朝外弯曲的侧部边缘的钢片的支柱在隔热块中的侧部边缘中通过迫压并通过补充胶合紧固在隔热块的侧部；

图33示出了用于构成屋面梁的实心隔热块的透视图，其中钢片的互相交叉的支柱通过胶合紧固在隔热块的侧部；以及

图34示出了两个屋面板元件之间的接合部的平面图，其中示出了可如何以完全密闭的方式组装防潮层的相互重叠的边缘之间的接合部。

具体实施方式

图1和2示出了根据本发明的屋面板元件2的一个实施例的剖视图，其中由于屋面板元件2的外突出部4具有减小的厚度，在屋面板元件2的一侧建立了侧面屋檐6，所述外突出部借助支承屋面的上部伸出部的插入梁5产生，且其在屋面板元件2的侧部插入并配置在上部倒U形金属部段8与下部U形金属部段10之间的空隙中。

根据本发明，上部金属部段8和下部金属部段10在相互对向的狭窄朝外弯曲的边缘14、16处未互相连接。由于狭窄的朝外弯曲的边缘14、16具有竖直间距A，由此提供了具有增加的高度和由此增加的抗弯刚度的屋面梁12。在实践中，间距A可以在50mm与500mm之间、优选在100mm与200mm之间变化。

此外，在金属部段8、10之间建立的空隙7可供用于例如电气装置穿过设置在空隙7中的管9（图2）。

代替狭窄的朝外弯曲的边缘14、16的到目前为止通过铆接（压接）形成的直接机械连接，上部金属部段8和下部金属部段10的竖直内侧部之间的机械组装借助图7-12、14和16-19所示的组合的连接板和分隔件进行，其中每一者将在下文中单独详细说明。

以简单的方式，提供了另外的隔热材料层所需的空间，以便满足提高的隔热要求，即，满足当前对减小的λ值和U值（分别为导热系数和导热率）的建筑物规定的标准。

图1-6示出了包括一个或多个纵向屋面梁12的预制屋面板元件2，所述屋面梁沿相对的侧部布置且布置在屋面板元件2的相对的侧部之间的中心，屋面板元件2包括位于纵向屋面梁12之间的上部机械连接件18，机械连接件18包括由无机且不可燃的材料构成的建筑板、梯形钢片或夹层板、耐压隔热层20、上部屋面防水层22以及由板条26和隔热板30构成的下侧衬里24。或者，下侧衬里24可由梯形钢片或轻合金金属片32和可能地集成在梯形片中的隔热物组成。

屋面梁12和屋面板元件2的空腔充填有如图1、2、3和5中最清楚地示出的合适的隔热物，假设金属部段8、10之间的纵向间距A可以获得另外的隔热，其作为间距A的厚度可以在50mm与200mm之间变化。

金属部段8、10之间的机械连接在图4、6和15中最清楚地示出，其中金属部段8、10在屋面板元件2的相对端部通过相对宽的连接板34接合，所述连接板提供分别用于金属部段8、10和连接板34中的每一者中的十个螺钉36的空间。此外，示出了较窄的中央连接板36，其具有提供分别用于金属部段8、10和连接板38中的每一者中的四个螺钉36的空间的宽度。

在实践中，对于分别具有24米的跨度的屋面梁12和屋面元件2，情况如下。连接板和/或分隔件将具有提供用于（10-20）×2个螺钉36的空间的长度。在分别从屋面梁12和屋面板元件2的每一端测得的前5米上，在窄连接板和/或分隔件之间将存在约750mm的间距，其中例如存在用于（4-6）×2个螺钉36的空间，而在中间约14米，在窄连接板和/或分隔件之间将存在约2000mm的间距，具有用于（4-6）×2个螺钉36的空间。

应该提到的是，连接板和分隔件通常可借助胶合而与金属型材8、10的竖直内侧部连接，藉此可以进一步减小导热率。

图7示出了具有由矿物棉或隔热泡沫构成的芯部42的箱形连接板和分隔件40，其中芯部42在相对的外侧通过具有低导热率（U值）的金属板44连接，金属板44优选在外部覆盖有例如所谓的一体式泡沫的隔热层46。在图8中示出了连接板和分隔件40已如何借助八个螺钉36安装在下部金属部段10中，所述八个螺钉从金属部段10的外侧并穿过后者拧紧并且紧固在金属板44中。

图9示出了具有由纤维增强的建筑板50组成的相对的外侧部和横向侧部并具有由矿物棉或隔热泡沫构成的芯部52的箱形连接板和分隔件48的第二实施例。

在图10中示出了连接板和分隔件48如何借助八个螺钉36安装在下部金属部段10中，所述八个螺钉从金属部段10的外侧并穿过金属部段10拧紧并且紧固在建筑板50中。

图11示出了具有由纤维增强的建筑板50组成并具有由矿物棉或隔热泡沫构成的芯部52的相对的外侧部和横向侧部的箱形连接板和分隔件54的第三实施例，所述外侧还设置有以竖直间距B配置的上部金属板56和下部金属板58，所述竖直间距B在实践中将对应于金属部段8、10的狭窄的朝外弯曲的边缘14、16之间的间距A。

在图12中示出了连接板和分隔件54如何借助八个螺钉36安装在下部金属部段10中，所述八个螺钉从金属部段10的外侧并穿过金属部段10拧紧并且紧固在建筑板50中。

图13示出了本来就已知的屋面梁，其中金属部段8、10的朝外弯曲的边缘14、16不具有任何竖直间距，并且以前使用的通过铆接（压接）进行的机械连接由借助8×2个螺钉36紧固在每个金属部段8、10上的组合的连接板和分隔件60替代。可能地，为了减小热桥效应，在金属部段8、10的内侧部与组合的连接板和分隔件60的外侧部之间放置有无纺材料。

图14示出了根据本发明的屋面梁12，其中以间距A配置的金属部段8、10之间的机械连接借助由具有适度导热率的金属如不锈钢组成的组合的连接板和分隔件60实现。后者借助8×2个螺钉36紧固在每个金属部段8、10上。这里同样，为了减小热桥效应，在金属部段8、10的内侧部与组合的连接部和分隔件60的外侧部之间放置有无纺材料。

图15示出了具有被支承在高强钢梁11形式的支承件上的屋檐7的屋面板元件2。屋檐7被建立的原因在于，屋面梁12由具有比下部金属部段10大的长度的上部金属部段8组成。

图16示出了具有屋檐7（即，上部金属部段8具有比下部金属型材10大的长度）的根据本发明的屋面梁12，其中以间距A配置的金属部段8、10之间的机械连接借助由具有适度导热率的金属如不锈钢组成的组合的连接板和分隔件61实现。后者借助8×2个螺钉36紧固在每个金属部段8、10上。这里同样，为了减小热桥效应，在金属部段8、10的内侧部与组合的连接板和分隔件60的外侧部之间放置有无纺材料。

图17示出了由于相对的侧板64具有比横向板66大的长度而与图11和12非常相似的组合的连接板和分隔件62的又一替代实施例，其也在图18中示出，图18示出了贯穿屋面梁12的截面，其中侧板64直接抵靠着上部金属部段8和下部金属型材10的相对短边。

图19示出了可通过缩短较长的预先弯曲的金属部段而以简单方式形成的组合的连接板和连接分隔件68的又一实施例。

图20-22示出了减小屋面梁的导热率的一种完全替代方式。图20示出了贯穿屋面梁70的上部的截面，其中上部和下部金属部段的互相对向的朝外弯曲的边缘例如通过铆接以已知方式直接连接。金属部段由具有预制的侧向狭缝72的薄板卷制成，所述侧向狭缝以为了增加通过金属部段的侧部的导热路径而形成一种迷宫这样的图案关于彼此配置，如图22中通过虚线74所示。

图23示出了具有“结合”在所采用的屋面梁78中的单侧坡度（即，倾斜的上部金属部段8与水平的下部金属部段10之间的间距向上增大）的屋面构造76。在底部使用了标准连接板34，而其它连接板或分隔件与金属部段8、10之间增大的间距相适应。

图24示出了在两侧具有也“结合”在所采用的屋面梁82中的坡度的屋面构造80。在相对侧使用了标准连接板34，而其它连接板或分隔件与倾斜的上部金属部段8和水平的下部金属部段10之间变化的间距相适应。

图25-30示出了屋面板元件82的一个替代实施例，其中三个屋面梁84被设计为由两个U形金属部段8、10构成的桁架梁（图26），在金属部段8、10之间安装有端部鱼尾板连接件86（图28）和板状支柱88（图29和30）。

图31示出了用于直接安装在两个U形钢部段8、10之间的隔热材料块90，直接安装的原因在于隔热块90已事先设置有由钢片构成的横拉条92，横拉条92胶合至隔热块90的相对侧部，且其随后借助螺钉与U形金属型材8、10的侧面边缘部连接。

图32示出了对应的隔热材料块90，其中横拉条94由钢片组成，其中相对的侧部边缘96成直角弯曲并且横拉条94通过将侧部边缘96嵌合在所述块中并可能通过补充胶合而被紧固在块90的相对侧部上。

图33示出了又一隔热材料块90，其中交叉的横拉条98在其如上所述被紧固在U形紧固部段8、10之间前通过胶合紧固在块90的相对侧部上。

图34示出了两个屋面板元件100之间的边缘接合部，其中在相应屋面板元件100的相邻侧部边缘102之间建立了防潮层106的重叠侧部边缘104之间的良好密闭连接。

Claims

1.一种屋面梁（12），包括两个基本U形的金属部段（8，10），所述金属部段的下部开放侧和上部开放侧彼此相对，并且所述金属部段设计成具有狭窄的朝外弯曲的边缘（14，16），所述屋面梁（12）在纵向方向上在相对的上部狭窄侧和下部狭窄侧有波纹，其特征在于，所述金属部段（8，10）分别在所述上部开放侧和下部开放侧借助连接板或分隔件（34，38）互连，所述连接板或分隔件以相应的下部和上部金属部段（8，10）的狭窄的朝外弯曲的边缘（14，16）之间存在间距（A）的方式被紧固至所述金属部段（8，10）的基本竖直的内侧。

2.根据权利要求1所述的屋面梁（12），其特征在于，所述狭窄的朝外弯曲的边缘（14，16）之间的间距（A）为50至500mm，优选100至200mm。

3.根据权利要求1所述的屋面梁（12），其特征在于，下部的所述U形金属部段（10）比上部的所述U形金属部段（8）短，并且上部U形部段（8）在突出端部处向下闭合，以便借助配置在所述上部U形金属部段（8）的内部并被紧固至所述上部U形金属部段（8）的优选U形的金属部段在屋面板元件（2）中形成屋檐（7）。

4.根据权利要求1所述的屋面梁（12），其特征在于，所述连接板或分隔件由预制单元构成，所述预制单元的宽度与所述U形金属部段的内部宽度相适应，且所述预制单元的高度和长度因所述屋面梁的高度和所述屋面梁中的所述预制单元的实际纵向布局而改变。

5.根据权利要求1所述的屋面梁，其特征在于，所述预制单元由箱形单元构成，所述箱形单元具有由矿物棉或隔热泡沫构成的芯部，其中所述芯部在相对的外侧部通过具有低导热率（U值）的金属板连接，所述金属板优选地在外部涂覆有例如所谓的一体式泡沫的隔热层（图7和8）。

6.根据权利要求1所述的屋面梁，其特征在于，所述预制单元由箱形单元构成，所述箱形单元具有由纤维增强的建筑板或复合板构成的相对的外侧部和横向侧部，且所述箱形单元具有由矿物棉或隔热泡沫构成的芯部（图9和10）。

7.根据权利要求1所述的屋面梁，其特征在于，所述预制单元由箱形单元构成，所述箱形单元具有由纤维增强的建筑板或复合板构成的相对的外侧部和横向侧部，且所述箱形单元具有由矿物棉或隔热泡沫构成的芯部，所述外侧部还设置有具有竖直间距的上部和下部金属板（图11和12）。

8.根据权利要求1所述的屋面梁，其特征在于，所述连接板或分隔件由具有低导热率（U值）的金属板或复合板的连接板构成，所述连接板适合与所述上部和下部U形金属部段的相对的竖直内侧部连接，且形成了与所述连接板一体的横向连接分隔件。

9.一种预制屋面板元件，包括一个或多个根据权利要求1的纵向的屋面梁，所述屋面梁沿所述屋面板元件的相对的侧部配置且配置在所述屋面板元件的相对的侧部之间，其特征在于，所述屋面板元件包括位于所述纵向的屋面梁之间的上部连接件，所述上部连接件包括由无机且不可燃材料构成的建筑板、梯形钢片或夹层板、耐压隔热层、上部屋面防水层以及由板条和隔热板构成的下侧衬里。

10.根据权利要求9所述的预制屋面板元件，其特征在于，所述下侧衬里包括梯形钢片、轻合金金属片、或无机且不可燃的建筑板。