背景技术
在建筑业,墙壁、地板、天花板等等可利用各式各样的技术构造。例如,墙壁可利用通过灰泥保持在一起的传统砖块构造,该灰泥放置在相邻砖块之间以及相邻交替地错开砌砖层之间。然而,这个过程浪费时间、劳动密集、造价高以及在墙壁等形成前经常需要大量准备工作,而在墙壁等形成之后需要大量的精饰。
一种传统砖块的选择方案是无灰泥砖块或者如Building Works公司的第6,189,282号美国专利中公开的无水泥灰砌块的砌块。例如,为了构筑墙壁,该混凝土砌块直接彼此堆放在顶部,而没有交替层,从而贯穿砌块厚度的空腔对齐。每个砌块在每个端部包括一对锁定导槽。相邻砌块和砌块的相邻层通过把锁定元件插入到孔内而固定在一起,而该孔是通过相邻砌块的锁定导槽形成的。混凝土或者其它可固化材料接着可直接灌注到该空腔内来增强该墙壁。钢加强构件可另外经由水平和垂直布置的通道垂直地插入和/或水平地插入到该墙壁结构内。
该系统允许混凝土相对地无约束地经由对齐空腔而通过,因此降低了在未被混凝土占据的空腔内形成空隙的危险。由于砌块可直接在彼此上面对齐,而在相邻砖块之间或者其层之间不需要有灰泥层,因此,该系统还比如上所述的传统砖块和灰泥方法更快捷。然而,仍然不得不在该砌块直接对齐以及把该锁定构件插入到该锁定导槽内上花费时间。此外,该砌块具有与砖块相当的尺寸,因此甚至是完成相当小尺寸的墙壁也需要大量时间。混凝土砌块与传统尺寸砖块相比较还很重,因此利用这种砌块构造墙壁等仍然需要密集性的劳动。现有技术都是利用各种形状的锁定导槽和锁定构件,然而全部共同具有上述的缺点。
可以代替上述用于构造墙壁、地板等的砖块和砌块是建筑面板。许多种建筑面板具有较大的表面积,因此与利用砖块和砌块的施工时间比较,使用建筑面板的一个优点是,墙壁、天花板等等的大面积可在较短时间构造。然而,利用建筑面板而实现的施工时间的任何减少尤其取决于在固定建筑面板前需要的准备程度。
传统地,木框、盒子或者模板必须首先构造成如石膏板、挡风板等等可以某种方式固定的各种类型的板。因此,墙壁、天花板和/或地板等等在该模板在应有的位置上定位前不能进行架设。此外,该模板和面板的固定和定位需要仔细地调整,以允许如煤气、电力和水的设施经过在该模板和面板之间的必要管道。这些因素明显地降低了利用传统建筑面板而节省的任何时间。
在Thermo Cement工程公司的第5,397,516号美国专利中公开了一种利用这种面板的建筑面板和施工方法,其中该专利公开了大概正方形形状的用作墙壁内外层的水泥面板,在墙壁之间布置钢的加固肋的骨架。混凝土于是可灌注在水泥面板之间,因此包住该钢材。
除在第5,397,516号美国专利中公开的有些繁重的面板生产过程以外,形成的面板笨重以及难于在施工环境下操纵,导致在利用面板上即使有时间节省的话也是最小的时间节省。该施工方法的另一个缺点是,由于形成空隙,混凝土浇灌在面板之间空腔内经常不能达到100%充满空腔。实际上,在许多现有技术施工系统中,多达大约30%的空腔没有填满混凝土。
许多现有技术面板系统的其它问题是它们的复杂设计以及因此的高成本,这些系统如American Structural Composites公司的第6,314,704号美国专利中公开的建筑面板和连接系统。许多互锁系统还未能轻易地和/或灵活地相互锁合。在很多情况下,这种系统的使用者必须修改互锁机构,以便用满意的方式把部件嵌入在一起。此外,尽管为墙壁、地板或者天花板等提供结构完整性,但许多面板没有包括内部和/或外部饰面。因此,需要额外的时间和费用来获得精饰、像样的表面。
许多现有技术系统的还一个问题是,它们不防水,因此额外的防水膜是必要的。这种膜经常容易受到刺穿,这就使膜无用,因此需要对膜本身的额外保护。
从而,需要这样一种建筑系统和/或方法,该建筑系统和/或方法考虑上述问题,如果不是所有上述问题的话,则考虑或者至少改善至少一些上述问题。特别是,需要这样一种可用于有效地构造墙壁、地板和/或天花板等的建筑系统和/或方法,这些墙壁、地板和/或天花板等易于操纵和嵌合一起,只需要最低的专门技术。
发明内容
在一种形式中,尽管不需要是唯一的或者实际上最宽的形式,本发明提供的建筑面板包括:
形成多个小室的多个以定距离间隔的隔板;
在所述隔板内的至少一个孔;
一个邻接布置并基本上垂直于所述隔板的基本上平坦的外皮;以及
一个越过所述隔板的至少一个周围部分而延伸的突起。
适当地,所述突起由所述外皮的一部分形成。
这些外皮可以有一个斜坡边。优选的是,该斜坡边设置在该外皮的至少两个相对的边缘上。
适当地,面板可包括一个沿着面板的长度和/或宽度周围部分的槽口,所述槽口的尺寸和形状设计成接纳邻接面板的所述突起。
适当地,所述槽口可沿着面板的长度和/或宽度局部地或者连续地设置。
优选的是,该外皮覆盖与面板相同的面积,但优选的是相对于面板偏移。
优选的是,该小室具有方形截面,不过可适当地为矩形、六边形、圆形或者任何其它需求的形状。
适当地,该隔板和外皮是坚硬的。
优选的是,在该隔板中的孔对齐,同时优选的是,用于便于加强构件、管道、导管、电缆等在其间通过。
适当地,面板可包括周围隔板,该隔板一起限定一个四边形。具体地说,该周围隔板一起限定一个矩形。
建筑面板的另外特征将从以下详细说明中更加显而易见。
在另一种形式中,发明提供一种由多个建筑面板以特别取向构造建筑结构的方法,每个建筑面板包括:
形成多个小室的多个以定距离间隔的隔板;
在每个所述隔板内的至少一个孔;
一个邻接布置并基本上垂直于所述隔板的基本上平坦的外皮;以及
一个越过所述隔板的至少一个周围部分而延伸的突起;
所述方法包括的步骤为:
以所述取向固定一个第一建筑面板;以及
在所述第一建筑面板上邻接一个第二建筑面板,从而该第一建筑面板的突起与第二建筑面板搭接。
适当地,该第一面板的外皮的一个斜坡边紧靠在第二面板外皮的一个斜坡边上。可选择的是,第二面板的槽口容纳第一面板的突起。
优选的是,该第一面板隔板的孔与所述第二面板隔板中对应孔对齐。
该方法可进一步包括利用固定装置把所述第一和第二面板固定在一起的步骤。
该方法可进一步包括把第三以及另外的面板固定到所述第一和/或所述第二面板的步骤。
优选的是,该方法进一步包括穿过所述隔板对齐的孔铺设一个或多个加强构件的步骤。
适当地,该方法还包括用固化材料填充至少一个小室的步骤。
该方法还包括在用固化材料填充该小室前,把一个或多个插入件放置到一个或多个小室内,从而阻止固化材料进入到所述容纳有该插入件的小室内的步骤。
该方法可进一步包括穿过所述隔板对齐的孔铺设一个或多个管道、导管、电缆等的步骤。
在另一种形式中,发明提供一种由多个建筑面板以特别取向构造建筑结构的方法,每个建筑面板包括:
形成多个小室的多个以定距离间隔的隔板;
在每个所述隔板内的至少一个孔;
一个邻接布置并基本上垂直于所述隔板的基本上平坦的外皮;以及
一个越过所述隔板的至少一个周围部分而延伸的突起;
所述方法包括的步骤为:
以所述取向固定第一所述建筑面板;以及
以所述取向与所述第一建筑面板以定距离间隔固定一个第二所述建筑面板。
该方法可进一步包括这样的步骤,即固定所述第二建筑面板,从而所述第二面板的所述多个小室面对所述第一面板的所述多个小室。
该方法可进一步包括利用加强构件把所述第一和第二面板连接在一起的步骤。
本发明方法的另外特征将从以下详细说明中更加显而易见。
具体实施方式
图1中示出了根据本发明的建筑面板2。在第一实施例中,建筑面板包括多个以定距离间隔的隔板4,该隔板布置成形成多个小室或者空腔10。例如,该小室10可在图1和5中的透视图和图4中面板的平面图中清楚地看到。
在图1所示的实施例中,该面板包括基本上平行、以定距离间隔的第一组6隔板,第一组隔板基本上垂直于基本上平行、以定距离间隔的第二组8隔板。在图2中示出了构成第一组6隔板的一个隔板实例。图3中示出了构成第二组8隔板的一个隔板实例。
很明显,本发明不局限于以图1所示方式布置的面板2的隔板4。例如,该隔板不必基本上彼此是垂直布置,而可以某些其它相对角布置,同时保持面板的创造性作用。
此外,该小室10不局限于具有方形截面。如下所述,该小室10可具有允许管道等经由孔容易通过的任何形状。该小室应该还具有一旦固化材料放置时允许该固化材料容纳在小室内的形状。因此,能够把小室设计成矩形、三角形、圆形、六边形或者任何其它需求的形状。
具体如图2和3所示,面板2的隔板4包括多个孔12。优选的是,该孔12为不同的直径,以使如钢加固肋的加强构件以及用于如煤气、电力、水以及空调送达的管道、接线、导管、电缆等通过其中。在包括第一组6的隔板中的孔12彼此对齐,以允许直管等轻易地穿过在第一组隔板中的每个隔板而通过面板2。在包括第二组8的隔板中的孔为了同样的理由也彼此对齐。因此,电缆、管道等可以任何需求的方式经由面板穿过。图4中清楚地示出了隔板4中孔12对齐的实例。
图2和图3示出了两种不同组态的一类孔径。然而,可以理解的是,本发明不局限于所选的孔的直径、每个隔板孔的数目或者该孔的组态。该孔的直径、数目以及组态可根据面板正在使用的具体应用来选择,在下文描述包括不同孔的方案以及组态的面板的第二实施例。然而,该孔径可选择成允许管道、导管等容易经过其中,同时可靠地把管道等保持在适当位置。此外,该孔不局限于是圆形的,而可以根据穿过其中的管道等横截面形状来设计形状。因此,例如,该孔可以是规则或者不规则的多角形或者其它形状,以允许那样形状的管道、导管、加强构件等穿过其中。然而,在第一和第二隔板组中的对应组孔12在不同高度上,以允许加强构件和/或公共事业管道等经由面板穿过,同时没有被例如在垂直方向穿过面板的其它的加强构件和/或公用管道等阻碍。
建筑面板2此外还在面板一个外层上包括基本上平坦的外皮或者平坦的表面14。该外皮14可与周围隔板16封闭的面积相同,但相对于该周围隔板16偏移,从而该外皮14形成越过至少一个周围隔板16延伸的突起15。优选的是,例如,如图1和4所示,该外皮14越过两个周围隔板延伸。该外皮14相对于隔板4定位,从而该外皮密封许多小室10的一侧,其中小室的相对侧敞开。如图4所示,如小室10a的一些小室只局部地由该外皮14在一侧覆盖。
如图在这里随后描述中,在利用面板的墙壁、地板、天花板、围墙等建筑结构中,该外皮14相对于该隔板4的偏移允许多个面板2彼此准确地对齐。在图3中可几乎清楚地看到,通过该外皮14的斜坡边18还容易实现面板精确和整齐的对齐。该斜边可与外皮14的平面成基本上45度角度倾斜,不过其它角度也可以选择。可根据面板使用的应用场合来确定其它角度。该斜坡边18设置在该外皮14的至少两个相对边缘上,从而在该相对的边缘上的该斜坡边18平行。该斜坡边还可设置在该外皮14的其它两个相对的边缘上,在该其它相对边缘上的边缘角度也是平行的。
下面将描述例如利用本发明面板的墙壁的施工。
例如,面板2可嵌入在普通混凝土基础上。第一面板可以需求的角度对准,其中在墙壁结构的情况中,该角度在传统上基本上是垂直的。可选择的是,第一面板可处于对应于最后形成墙壁、地板等需求的取向的任何取向。在本实施例中,第一面板可嵌在较长侧或者垂直的较短侧并且第一面板的选择取向将决定形成墙壁的其它面板的取向。一旦第一面板定位,后来的面板可邻接第一面板定位。如上所述,精确和整齐的对齐可借助于该外皮14的突起15和斜坡边18实现。
参考图5,当两个面板彼此邻接时,第一面板2a的突起15与第二面板2b的外皮14邻接。面板2b隔板的一部分依靠在面板2a的突起15上,该部分如限定小室10a的各隔板的一部分。面板2b的隔板4的一部分与邻接面板2a重叠有助于根据面板而建造的该墙壁、地板等的结构完整性,并为该隔板4形成有效地连续的外皮。
一旦两个邻接的面板被正确地对齐和定位,它们就可用任何传统的固定装置连接在一起,其中该固定装置适用于形成面板的材料,这些将随后在这里讨论。例如,面板可利用任何适当的固定装置粘合、夹牢、栓紧或者旋接一起,其中该固定装置牢固地把面板保持在适当位置,本发明并不局限于所采用的固定装置的类型。
根据具体的应用场合,一旦许多面板被如上所述的固定在适当位置,如图5所示,如钢加固肋20的加强构件可在垂直和/或水平方向穿过面板内适当的孔。管道、导管、电缆等也可以穿过预期的孔。例如,需要这样的孔,该孔根据经由面板的供应设施以及例如供应设施出口在面板中的位置而选择。例如,适用于水管的孔可沿着面板2以100mm间隔而存在。因此,在设施经由每个面板的地方具有较大的挠度,这样,着手解决了了现有技术建筑系统所表现的一个问题。
可选择的是,一旦该加强构件经由面板插入,有关的服务人员可选择不在那时将穿过面板的有关设施管道等穿过面板,而延迟一段时间。在这种情况下,为了避免需求的小室充满混凝土或者其它固化材料,可将如聚苯乙烯或者聚氨酯砌块等插入物插入到那些铺设该设施需要的那些小室中。该插入物能因此随后轻易地去除,因此留下空的小室。
在将导线或者电缆穿过面板的情况下,当同时采用混凝土或者其它固化材料时,用于导线的管道可穿过有关的孔12。导线能因此通过该管道并在后来如果以及必要时容易替换。
当使用混凝土或者其它固化材料时,显示了本发明与现有技术相比具有的另一个优点。面板2的所有小室10在一侧敞开,以允许无拘束接近混凝土等,因此,使产生空隙以及混凝土不完全充满有关小室内的现有技术问题最小化。在该隔板4内的孔12此外还便于穿过面板2进入需求小室10之内的混凝土等的贯通。
本发明的面板可用于单一的或者多个厚度的墙壁、地板、围墙、天花板等。下面参考图6来描述本发明面板在两个厚度墙壁中的应用。
利用本发明的面板,两个单一厚度的墙壁30、32可彼此平行构造,每个墙壁以如上所述用于单一厚度墙壁进行构造。该两个墙壁可构造成每个墙壁的小室10彼此面对,从而每个墙壁表面的外皮14彼此远离。如钢加固肋20的加强构件可因此水平地和/或垂直地穿过该隔板4的孔12。参考图6,如钢加固肋的增强材料的环34可围绕每个墙壁30、32的水平的和/或垂直的加强构件而绕成环,从而把两个墙壁固定在一起,并作为在两个墙壁之间的隔离物。增强材料的环34可如图所示的环绕以阻止环头杆移动。还可使用传统的连接件以阻止环拉开。该方案阻止了两个墙壁相互之间的运动,同时小室开口仍然使混凝土或者其它固化材料进入,这些材料随后灌注在两个墙壁之间,以提供更进一步的增强效果。
可以理解的是,发明不局限于环34围绕而经过的具体的加强构件。参考图6,该环34可选择地或者附加地围绕穿过靠近外皮14的面板的加固肋,该加固肋例如穿过孔36布置的加固肋。在这种情况下,环34进一步延伸到该小室10内。因此,当混凝土等灌注到该小室内时,该环34被嵌入在更大厚度的混凝土内,因此提供了更大的强度。
在图7、8和10中示出了本发明面板的另一个实施例,而在图9中示出了利用根据本发明这些面板的另一个施工方法。同样的标号表示与第一实施例和施工方法的相同特征。
建筑面板2包括多个以定距离间隔的隔板4,这些隔板4布置成形成多个小室或者空腔10。大致平行、以定距离间隔的第一组6隔板基本上垂直于基本上平行、以定距离间隔的第二组8隔板。基本上平坦的外皮或者基本上平坦的表面14相对于该隔板4定位,从而该外皮封闭许多小室10的一侧,而其中该小室的相对侧敞开。如图7所示,如小室10a的一些小室只局部地由该外皮17在一侧覆盖。
面板2的隔板4包括多个孔12。该孔可以是第二隔板组8中孔40的形式,并具有任何需求的形状和/或尺寸,如上所述,以使如钢加固肋的加强构件以及用于如煤气、电力、水以及空调供应的管道、接线、导管、电缆等通过其中。该孔可选择地是在第二隔板组8中孔42的形式,孔42在一端敞开,并大致为U形状。类似形状的孔44也可存在于第一隔板组6中。该U形状孔在图8-10中可最清楚地看到。然而,该孔42、44无疑地不限于基本上形成U形状,而可具有任何需求的形状,以容纳通过面板的该加强构件和/或公共事业管道等等。
在包括第一组6的隔板中的孔12彼此对齐,以允许直管等轻易地穿过在第一组隔板中的每个隔板而通过面板2。在包括第二组8的隔板中的孔为了同样的理由也彼此对齐。因此,电缆、管道等可以任何需求的方式经由面板穿过。
孔40、42、44位于外皮14上面不同高度,以允许加强构件和/或公共事业管道等穿过该面板,同时没有被其它的例如以垂直方向穿过面板的加强构件和/或公共事业管道等阻碍。
形成面板一个外层的基本上平坦的外皮14越过第一隔板6和/或第二隔板8的周围部分延伸。在该实施例中,周围部分为第一隔板6的端部46和第二隔板8的端部48形式。该外皮14可至少在面板的一端越过第一隔板6的周围部分延伸。可选择地或者附加地,外皮14可至少在面板的一端越过第二隔板8的周围部分延伸。
参考图7和8,突起15越过第一隔板6和/或第二隔板8的周围部分延伸。突起15可沿着面板一侧相应的长度或者宽度局部地或者连续地设置。优选的是,如图7所示,突起15分别越过两个第一和第二隔板6、8的周围部分延伸。优选的是,如图7所示,突起15沿着面板的整个长度和整个宽度设置。
参考图7和8,槽口50沿着面板2长度和/或宽度的周围部分形成在面板内。如图8所示,槽口50的大小与形状设置成接纳另一个面板的突起15,以便于邻接的面板嵌合在一起并对齐。槽口50可分别沿着面板的长度和/或宽度局部地或者连续地设置,并对应于突起15的连续或者局部的特征。
参考图10,在面板2a中的槽口50容纳邻接的面板2b的突起15。面板2b的槽口50a容纳面板2a的突起15a。面板2b的凹槽52容纳面板2a的突起15b。
参见图8中的实施例,邻接的面板嵌合在一起,从而在第一隔板6中孔44数目对于每个小室10是相同的。同样地,参考图10,在第二隔板8中孔40、42数目对于每个小室10是相同的。第一隔板6的端部46和第二隔板8的端部48的形状被设计成当两个邻接的面板邻接时,如图8所示,孔44a形成在第一隔板6内,而如图10所示,以及/或者孔42a形成在第二隔板8内,其中两个邻接的面板邻接。第二实施例的面板可通过与如上所述第一实施例的相同装置固定在一起。
图9示出了利用第二实施例的面板的隔板等的施工。在该实例中,第二隔板8的孔40搭接。加强构件和/或公共事业管道等可穿过这些孔。用这样的方式搭接的面板提供了坚固的墙壁等。在这种墙壁中,该墙壁没有占据与一些类似强度的现有技术墙壁同样多体积,因此实现了较大的房间空间。可以理解的是,第二实施例的面板不必用这样的方式搭接来制造墙壁、天花板等。面板可隔开,同时可选择地使用加强环。当然,墙壁、地板等可利用根据第二实施例的单层面板制造。
本发明的面板2可由任何适当的塑料材料形成,根据相关领域技术人员熟知的任何适当的方法,优选的是,该材料为回收塑料。超过600种已知的不同等级塑料可用于面板。可选择的是,如果具体的应用场合需要的话,传统的铝或者其它金属或者金属组合物可用于面板。也可选择的是,面板可由可选择材料形成,例如,用于更重量轻的应用场合中。当由适当的塑料形成时,根据尺寸为600×1200mm的本发明的面板质量只具有大约4-5kg,使面板非常便于操纵。面板也可由阻燃材料制成和/或具有隔音特征,根据制造面板材料来选择每个级别。
面板可制造成通过具体的应用决定的需要尺寸和形状。例如,尽管在图中示出了在形状上基本上为矩形的面板,面板2的周围隔板16可限定正方形、四边形或者任何其它的适合于应用的形状,为面板提供镶嵌花纹并允许轻易地穿过其中铺设如上所述的加强构件、管道等等。
面板的外皮14可制造成任何需求的厚度,该厚度也可根据应用场合来选择。特别是,由于面板的外皮可用作已修整的表面,一旦施工完成露在外面,根据已知的方法,该外皮可防止紫外线,当暴露于日光时可阻碍外皮退化。外皮可包括任何形式的精饰,如包括任何需求的颜色和/或质地的粉末涂料。具体的精饰将取决于应用场合和制造面板的材料。精饰和材料的相容性对于相关领域的技术人员是熟知的。
因此,本发明的面板解决了现有技术的另一个问题。由于该外皮可作为装饰的表面,于是不需要进行另外的工作,或者在该外皮上使用其它材料。该外皮还防水,因此免除了对额外防水膜和相关保护的防水膜。
当面板由例如塑料或者金属形成时,面板不吸收例如来自与面板一起使用的固化材料的水分,这是一些现有技术面板中的问题。因此,固化材料可自然地固化,面板没有从其中提取水分,面板吸收水分可妨害固化材料的强度和完整性。
此外,面板的整齐和精确对准只形成细的、实际上看不见的区别邻接面板的直线,因此形成在美学令人喜爱的表面修饰。面板还可防虫蛀,这是在许多环境中的主要的考虑因素。
由于具有轻型结构和简单的设计,本发明的面板容易操纵并避免了现有技术的对齐和互锁的问题。
根据本发明的两倍厚度墙壁的施工方法也使整个墙壁厚度小于传统的两倍厚度墙壁,实现了较大的内部居室面积。这可借助于以如上所述方式环绕加强构件或者通过对如图9所示的面板的搭接而实现。
面板的强度借助于面板隔板组合、穿过该隔板加强构件的方格以及小室有效充满混凝土或者其它固化材料而实现,这样就使在该混凝土内存在的降低强度的空隙最小化。
本发明面板与许多现有技术相比的另一个优点是它们的简单实用。利用本发明面板可有效地竖立墙壁等,而不需要较高水平的专门技术。因此,根据描述方法利用本发明的面板,申请人估计每天可竖立大约50米的约3米高度的墙壁。
在整个说明书中,目的是描述发明,而不是把发明限制在任何一个的实施例中或者特征的具体集合。相关技术的技术人员可实现从具体的实施例中进行变化,该变化将仍然属于本发明的范围。