CN111406139A - 用于建筑模块的构建系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于建筑模块的构建系统，该构建系统的主要元件由塑料材制成，从而可以非常简单且非常快速地提供坚固的构建物。系统包括一组主梁(1)，其适于端对端组装以形成呈3维矩形框架形状的矩形开放结构。系统还包括：副梁(11)，其适于组装在平行且相对的主梁之间；以及平坦立面元件(3)，它们可在两个相邻的平行梁之间抵靠彼此插入。每个立面元件(3)包括矩形平坦板，该矩形平坦板设置有意图与相邻的平行梁钩连在一起的两个折叠的相对边缘(3A)。每个主梁具有矩形横截面，在其四个侧面上包括平行于该侧面并与该侧面间隔开的突起(21)，从而留出开口以容纳平坦立面元件的折叠边缘。每个副梁(11)至少在两个相对的面上包括至少一个突起，该至少一个突起留出开口以容纳平坦立面元件(3)的折叠边缘。

Description

用于建筑模块的构建系统
技术领域
本发明涉及一种用于建筑模块的构建系统，建筑模块尤其是住宅或车库，其主要元件由塑料材料制成。
背景技术
从产品包装的现有技术中已经知道产生基本上由塑料材料制成的组件。WO0212077描述了一种由模制塑料材料制成的瓶，该瓶具有连接器件，使得该瓶可以通过诸如燕尾榫的连接器件并排连接至另一瓶。瓶也可以被组装在彼此的顶部上，从而允许制成瓶组件。
WO2012045061也是已知的，其描述了这样的装置和容器，这些装置和容器是可扩展的、模块化的、并且可以与其他类似的容器在横向和竖直方向上互锁，以用于各种应用。
还众所周知某些人已经进行并实现了诸如基于塑料瓶的房屋的构建物，并且在大多数情况下，瓶被水平放置。
例如基于砖的传统构建系统也是已知的并且非常普遍，但是，构建成本仍然很高。
此外，申请人已经提交了一种适用于与其他瓶组装以便制造构建物的瓶的专利申请，申请号为CH707115。这些瓶的形状带有凸/凹截头圆锥形部分。
申请人还提交了另一种专利申请，申请号为CH708086，其中瓶的上部部分包括凸柱形双颈部，该凸柱形双颈部包括可以通过旋转被致动的第一机械联接器件。瓶的上部部分包括柱形双颈部，该柱形双颈部包括第二机械联接器件，该第二机械联接器件可以通过旋转来致动并且与所述第一机械致动器件互补。瓶的上部部分可以通凸颈部和凹颈部的双重作用而联接到另一个瓶的上部部分，以使相应的支承表面接触。瓶在其外围具有至少一个纵向凹口，该至少一个纵向凹口允许插入中间杆，所述杆用作彼此相邻布置的两个瓶之间或两个或相邻设置的瓶之间或瓶与具有纵向凹口的另一构建元件之间的连接。
这两个专利申请基于具有特定形状的瓶的组装，以便形成可能具有增加的刚度和改善的密封性的刚性模板。
WO2016016706描述了一种构建系统，该构建系统包括一组附件元件和具有细长形状的一组主体，旨在通过将多个所述主体与附件元件组装在一起来实现构建物。具有细长形状的主体包括平坦且相对的前部面和后部面，平坦且相对的上部面和下部面，以及两个相对的侧面。所述两个侧面中的至少一个侧面具有凹入部分，特别是在其中央部分上具有弯曲部分。每个主体与另一主体可通过以下组装：通过它们之间的侧面和/或一个主体的下部面在另一个主体的上部面上的组装和/或一个主体的侧面与另一主体的前部面或后部面的组装。附件元件是细长部件，其插入面对面组装的两个细长主体的凹入部分之间并与之接触，并且沿着细长主体的高度的全部或大部分延伸。在中空的细长部件的情况下，或者通过这些细长部件与细长主体的面对面的凹入部分的配合，仅细长部件限定位于细长主体的凹入部分之间和中间的中央空间。细长部件还在细长部件的任一侧上在细长主体的凹入部分的侧面之间限定侧向空间。
EP0320745A1和EP1321592A1描述了一种构建系统，其主要元件由塑料材料制成，包括具有形状不同的轮廓的矩形截面梁。
此外，已知由塑料材料制成的部件所组成的构造系统，但其目的是构建小型模型。
发明内容
本发明允许实现用于建筑模块的构建系统，该构建系统的主要元件由塑料材、特别是回收的塑料材料制成，从而可以非常简单且非常快速地制造出坚固的构建物。
根据本发明，该目的由于用于建筑模块、特别是住宅或车库的构建系统而得以实现，该建筑系统的主要元件由塑性材料制成，包括一组挤压的中空型材主梁，具有细长的直线形状、矩形的均匀横截面和足够的长度。这些主梁适于端对端组装以形成呈3维矩形或立方形框架形状的矩形或立方形开放结构。该构建系统还包括：多个中间副梁，其适合于组装在矩形框架的平行和相对的主梁之间；以及多个平坦立面元件，其可抵靠彼此插入在两个相邻平行梁之间，每个外立面元件或内立面元件包括矩形平坦板，该矩形平坦板设置有用于与相邻的平行梁钩连的两个折叠的相对边缘。
在本发明的系统中，每个矩形横截面主梁在其四个侧面上包括突起，突起平行于该侧面并且与朝向其中央部分设置的侧部分间隔开，从而在主梁的每个角部上留出开口，以容纳平坦立面元件的折叠边缘。
每个副梁至少在两个相对的面上包括至少一个突起，该至少一个突起留出开口以容纳平坦的立面元件的折叠边缘。
优选地，在每个主梁的矩形截面的每一侧上的平行突起延伸超过矩形截面的相邻侧。而且，每个主梁优选在每一侧上包括平行于该侧并与其间隔开的两个突起，这两个突起由中央开口分开。
在一个实施例中，副梁包括中央中空芯，优选为正方形，以及在该中空芯的任一侧延伸的突起，以在每一侧上限定用于容纳平坦立面元件的折叠边缘的至少一个开口。优选地，副梁的中空芯的每一侧都包括由两个侧向突起围着的中央突起，在它们之间限定两个开口以容纳平坦立面元件的折叠边缘。在一个实施例中，两个侧向突起在其外端包括相对于中央突起的外端向外折叠并凹入一距离的边缘，该距离对应于平坦立面元件的厚度。可选地，中空芯的其他边缘包括加强轮廓。
在本发明的系统中，可以通过设置在主梁的相邻端之间的角部部件来组装主梁。这些角部部件可以包括正方形横截面杆，其比主梁短，并且可以插入第一主梁的端部中。该杆的一端在方杆的每个面的中央包括纵向凹槽，该纵向凹槽用于容纳可插入第二主梁的端部中的接合元件上的突起，该第二主梁可与第一主梁端对端组装。
每个呈3维矩形框架形状的矩形开放结构可以构成构建模块，该构建模块可以与另一个模块组装在一起，每个模块的侧面长度和宽度在2.5m至4.5m的范围内，高度在2.5m至3.5m的范围内。
可选地，平坦的立面元件在其平坦板中包括用于产生开口的可抽出区域。
在一个实施例中，外部平坦立面元件和内部平坦立面元件包括彼此间隔开以形成模板的两个平坦板。可以将板拧紧、铆接或粘接到主梁和副梁上。
为了获得更大的刚性，每个梁以及可选地每个立面原件的模板填充有用于固化其结构的物质，例如与硬化树脂、水泥、混凝土、土坯或任何其他硬化物质混合的土，或甚至是诸如硬质泡沫的多孔材料。
优选地，并且出于生态方面的考虑，构建系统由回收的塑料材料制成。
本发明的另一方面是一种用于制造系统的挤压方法，其在亚临界循环中在二氧化碳气氛下以或使用硬化器件来进行。
本发明还涉及根据其所有描述的变型从构建系统构建的建筑构建模块的组件，该组件包括：
至少一个构建模块，包括三维矩形或立方形主梁框架，
平行主梁之间的副梁组件，以及
插入两个平行梁之间的平坦立面元件组件，立面元件的折叠边缘插入到所述平行开口中。
在本组件的变型中，副梁竖直地、平行于竖直主梁并在竖直主梁之间布置，并且立面元件在两个竖直平行梁之间放置在彼此的顶部上。
通过这种组件，当将角部组件的元件密封到地面时，平坦立面元件可抵抗至少160kg/m2的风，承受至少224kg/m2的地面负载，并承受模块的上部部分上的至少107kg/m2的负载。
当将第二构建模块布置在第一构建模块上时，第一构建模块的角部组件的元件被密封到地面，平坦立面元件抵抗至少182kg/m2的风，承受至少224kg/m2的地面上的负载，并且第二模块的平坦立面元件承受在所述第二模块的上部部分上的至少107kg/m2的负载。
通过这些组件，可以通过以下使住宅模块的上部部分密封：通过安装平坦立面元件或通过定位防水油布，可在防水油布上施加聚合树脂，从而使该防水油布具有刚性和防水性。
在另一个实施例中，可以通过添加常规的屋顶使住宅模块的上部部分密封。
所述组件通常构成公寓楼的元素，例如车库，房屋。因此，本发明还覆盖一种建筑物，特别是公寓楼，例如房屋或车库，其包括这种组件。
附图说明
通过参考示意性附图，通过阅读以下仅作为示例给出的几个实施例的非限制性描述，本发明的特征将变得更加清楚。
图1表示主梁的局部透视图；
图2表示副梁的局部透视图；
图3表示用于连结主梁的部件的透视图；
图4A是主梁和副梁之间的未组装接合部件的透视图；
图4B表示图4A的组装的透视图；
图5表示立面元件的透视图；
图6表示用于连结例如水平梁的主梁的部件的透视图，以及用于连结例如竖直梁的主梁的另一部件的透视图；
图7示出了精加工元件的透视图，该精整元件可以布置在用于连结主梁的部件上；
图8表示根据本发明的构建模块的组件的局部透视图；
图9表示不具有上部部分的构建模块的透视图；和
图10表示根据本发明的两个住宅模块，它们叠置在彼此的顶部上并设有窗户和门。
具体实施方式
如图9所示的住宅模块，其主要元件由塑料材料制成，包括一组挤压的中空型材主梁1，主梁1具有细长的直线形状、均匀的横截面和合适的长度。这些主梁1适于端对端组装以形成呈3维矩形框架形状的矩形开放结构。多个中间副梁11适合于组装在矩形框架的平行和相对的主梁1之间。该模块包括可在两个相邻的平行梁1、11之间抵靠彼此插入的多个平坦立面元件3，每个立面元件3包括矩形平坦板，该矩形平坦板设有两个折叠的相对边缘3A、3B(图5)，其用于与相邻的平行梁1、11钩连。
如图1所示，每个主梁1具有矩形横截面，在其四个侧面上包括一个或两个突起21，突起21与该侧面平行且与朝向其中央部分设置的侧部分间隔开，朝向主梁1的每个角部留出开口22，以容纳平坦立面元件3(图5)的折叠边缘3A、3B(图5)。每个主梁1的矩形截面的每个侧面上的平行突起21延伸未及矩形截面的相邻侧面。在所示的实施例中，每个主梁1在每个侧面上包括平行于该侧面并与其间隔开的两个突起21，这两个突起21由中央开口30分开。
如图2所示，每个副梁11在两个相对的面上包括突起23，该突起23留出开口24以容纳平坦立面元件3(图5)的折叠边缘3A、3B(图5)。副梁11包括正方形中央中空芯25以及在该中空芯25的任一侧延伸的突起23，以在每一侧上限定用于容纳平坦立面元件的折叠边缘的开口24。副梁11的中空芯的每一侧都包括由两个侧向突起23围着的中央突起，在两个侧向突起和中央突起之间限定两个开口24以容纳平坦立面元件的折叠边缘。在一个实施例中，两个侧向突起23在其外端包括相对于中央突起的外端向外折叠并凹入一距离的边缘，该距离对应于平坦立面元件的厚度。在该实施例中，中空芯的其他边缘包括加强轮廓。
如图3、图4A、图4B、图6和图7所示，角部部件2A、2B、2C、2D允许将主梁彼此组装并且组装至副梁。
例如，如图3所示，角部部件2A是用于通过其他角部部件2C将主梁彼此连接的接合部件(图6)。角部部件2A包括正方形横截面杆4，其比主梁短，并且可以插入第一主梁的端部中。该杆的一端在方杆4的每个面的中央包括纵向凹槽5，该纵向凹槽用于容纳可插入第二主梁的开口5(图3)中的接合元件2C(图6)上的突起，该第二主梁可与第一主梁端对端组装。
在该示例中，该角部部件2A用于竖直定位，并且连接到该角部部件2A的主梁搁置在支撑环6上。
图4A和图4B示出了确保主梁和副梁之间的接合的部件。该接合部件分为三个部分，下部部分7将竖直的主梁连接到中央部分8，中央部分8包括用于插入副梁中的两个突起。最后，在中央部分8和副梁之间布置另一个保持环9。此外，在接合部件2B中形成的空间10特别允许集成电缆或其他管道和通气系统，该通气系统将从副梁的相反侧在同一位置伸出，即在另一接合部件2B的空间10中。
显然，如图9所示的构建模块需要开口才能使用。因此，或者可以例如利用用于将板3邻近开口保持在位的器件来释放板3所占据的全部空间，或者替代地，板3包括可移除区域以形成开口。
如图10所示，两个构建模块相互叠加。在此示例中，当将第一个构建模块的角部处的组装元件密封到地面时，板3抵抗高达182kg/m2的风，下部板3承受高达224kg/m2的地面负载，第二模块的上部板3承受所述第二模块的上部部分上的到达107kg/m2的负载。
上部住宅模块包括充当窗户的四个开口。通过在另一块板3’上切割两个隔室来创建两个小窗口18。例如，通过切出安装在彼此顶部上的另外两个板3上的两个隔室来产生两个大窗口19。下部住宅模块具有用作门的大开口20和用作窗户的两个小开口18。例如，门20是通过在安装在彼此顶部上的另外四个板上切割两个相邻的隔室13而形成的。在该示例中，即使不可见，底部模块和上部模块之间的公共板3也包括两个模块之间的开口。在未示出的另一种形式中，外部楼梯可以提供通向上房屋模块的通道。
由于本发明的系统，可以将模块在彼此的顶部上组合，也可以彼此相邻组合。角部部件2A、2C(图3和图6)和主梁1的组装允许在六个方向上(即，沿着矩形住宅模块的六个面)组装住宅模块，并且这需要最少的部件，因为角部部件2A、2C提供了两个构建模块之间的接合而没有其他中间部件。
为了更加舒适，彼此间隔开的板3形成模板，允许并入绝缘材料。还可以设想将电缆和管道以及附带的储罐集成至其。管道既可以用于将水输送到设置在所述住宅中的水位，又可以用于将废水排放到所述住宅外。
住宅模块的上部部分总是通过板的特定安装来密封，或者在未示出的示例中，通过防水油布的定位来密封，在防水油布上可以施用聚合树脂，使所述防水由布具有刚性和防水性。这种结构是用梁和柱制成的。每个柱和梁包括孔，特别是其中插入螺钉的孔，具有与该孔相对应的横截面的管插入其中。这些管足够长，以构成一种结构，该结构以足以根据所述住宅模块的地理位置调节屋顶的斜度或屋顶悬垂的方式延伸到住宅模块之外。因此，一旦制成了用于屋顶的这种结构，就可以设置并展开一个或多个防水油布，可能是太阳能防水油布，例如，展开透光看板型帐篷。
一旦防水油布被展开和成形，就可在防水油布的内部或外部部分上施用透明或着色的树脂，例如用刷子或喷枪。聚合后，可得到薄但刚性且耐久且易于修复的树脂壳。
在未示出的另一种形式中，居住模块的上部部分可以具有绿色屋顶。
在示出的示例中，构建模块每面包括四个次梁，但是在其他变型中，每个模块可以包括三个或甚至两个次梁。
根据本发明的住宅模块具有易于组装和快速组装的优点，并且坚固耐用，以至于满足承重结构的标准，例如标准EN1991。
在所有实施例中，术语“塑料材料”是指可以回收的任何材料(HDPE，LDPE，PP，PET，PS，ABS等)。当然，完全有可能使用非回收塑料材料。
不管塑料材料是否被回收，住宅模块的元件都将被制造成足以抵抗住特定于住宅的支撑负载。因此，在部件的制造过程中，部件可以包括促进其刚度的特定产品或技术。

Claims (13)

1.一种用于建筑模块的构建系统，所述建筑模块尤其是住宅或车库，所述建筑模块的主要元件由塑料材料制成，所述构建系统包括：
一组挤压的中空型材主梁(1)，具有细长的直线形状、均匀的矩形横截面和合适的长度；
这些主梁(1)适于端对端组装以形成呈3维矩形框架形状的矩形开放结构；
多个中间副梁(11)，适合于组装在矩形框架的平行且相对的主梁(1)之间，
能够在两个相邻的平行梁(1、11)之间抵靠彼此插入的多个平坦立面元件(3)，每个立面元件(3)包括矩形平坦板，该矩形平坦板设有用于与相邻的平行梁(1、11)钩连的两个折叠的相对边缘(3A)，
其特征在于，
每个矩形横截面主梁(1)在其四个侧面上包括突起(21)，所述突起平行于侧面并且与侧面的朝向其中央部分设置的部分间隔开，从而朝向主梁(1)的每个角部留出开口(22)，以容纳平坦立面元件(3)的折叠边缘(3A)，
每个副梁(11)至少在两个相对的面上包括突起(23)，该突起(23)留出开口(24)以容纳平坦立面元件(3)的折叠边缘(3A)，
且在于，
通过设置在主梁(1)的相邻端之间的角部部件(2A、2C)组装主梁(1)，以便能够在六个方向上将构建模块彼此相邻组装和/或组装在彼此上方。
2.根据权利要求1所述的系统，其中，
每个主梁的矩形截面的每个侧面上的平行突起延伸未及矩形截面的相邻侧面。
3.根据权利要求1或2所述的系统，其中，
每个主梁在每个侧面上包括平行于该侧面并与该侧面的朝向其中央部分布置的部分间隔开的两个突起，该两个突起由中央开口分开。
4.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中，
副梁(11)包括中央中空芯，优选为正方形的，以及在该中空芯的任一侧延伸的突起，以在每一侧上限定用于容纳平坦立面元件(3)的折叠边缘(3B)的至少一个开口(24)。
5.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中，
呈3维矩形框架形状的每个矩形开放结构构成构建模块，该构建模块能够与另一个模块组装在一起，每个模块的侧面长度和宽度在2.5m至4.5m的范围内，高度在2.5m至3.5m的范围内。
6.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中，
平坦立面元件(3)在其平坦板中包括用于产生开口的可移除区域。
7.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中，
平坦立面元件(3)包括彼此间隔开以形成模板的两个平坦板。
8.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中，
构建系统由可选地回收的塑料材料制成。
9.一种用于制造根据前述权利要求中任一项所述的系统的挤压方法，其在亚临界循环中在二氧化碳气氛下进行或通过添加硬化产品来进行。
10.一种由根据权利要求1至8中任一项所述构建系统构建的建筑构建模块的组件，所述组件包括：
至少一个构建模块，由主梁(1)的三维矩形框架形成，
平行主梁(1)之间的副梁(11)组件，以及
插入两个平行梁(1、11)之间的平坦立面元件(3)组件，立面元件的折叠边缘插入到所述开口(24)中。
11.根据权利要求10所述的组件，其中，
副梁(11)竖直地、平行于竖直主梁(1)并在竖直主梁(1)之间布置，并且立面元件(3)在两个竖直平行梁(1、11)之间放置在彼此的顶部上。
12.根据权利要求10或11所述的组件，其中：
每个梁(1、11)以及可选地每个立面元件(3)的模板填充有用于增强其结构的物质。
13.一种建筑物，特别是住宅建筑物，例如房屋或车库，包括根据权利要求10至12中任一项所述的组件。
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