EA012672B1

EA012672B1 - Фасадная панель, содержащая устройство упругого соединения с каркасной рамой

Info

Publication number: EA012672B1
Application number: EA200701437A
Authority: EA
Inventors: Мурат Бингюл
Original assignee: Рефсан Рефрактер Иншаат Ве Иншаат Малз. Сан. Ве Тидж. Лтд. Шти
Priority date: 2006-08-10
Filing date: 2007-08-02
Publication date: 2009-12-30
Also published as: EP1889984A3; EA200701437A3; EP1889984A2; EA200701437A2

Abstract

Панель, содержащая оболочку (11) панели, имеющую материал, по существу, из армированного стекловолокном бетона, каркасную раму (1), предусмотренную для панели, и средство упругого соединения, обеспечивающее упругое смещение каркасной рамы (1) относительно оболочки (11) панели (при необходимости), отличающаяся тем, что указанное средство упругого соединения имеет конструктивное исполнение, позволяющее ему смещаться по меньшей мере в двух направлениях в трехмерном пространстве.

Description

Настоящее изобретение относится к фасадной панели, упруго соединяемой с конструкцией каркасной рамы с возможностью смещения в нескольких направлениях и армированной стекловолокном для обеспечения теплоизоляции.

Предпосылки изобретения

Облицовочные системы из фасадных панелей находят широкое применение благодаря значительным преимуществам, которые они обеспечивают в части избежания процессов конденсации, происходящих на наружных обшивках зданий, и повышения эффективности звуко- и теплоизоляции.

Эффективное обеспечение указанных преимуществ зависит, в основном, как от соединительных конструкций между фасадными панелями и бетонным каркасом здания, так и от состава материала самих фасадных панелей. Данная зависимость объясняется тем, что любые относительные механические смещения между панелями и фасадом, например сейсмические смещения (смещения при распространении сейсмических волн), пагубно влияют на правильное размещение этих панелей на фасаде. Кроме того, в панелях, уже содержащих каркасные рамы, любое напряжение, вызванное тепловым расширением, между панелью и каркасной рамой, способно вызвать растрескивание панели (из-за разностей напряжений).

Состав материала панелей, с другой стороны, выбирается из тех сочетаний материалов, которые обладают характеристиками, обеспечивающими нужную теплоизоляцию. При выборе состава материала панелей важным критерием становится избежание любого значительного увеличения массы панели для удобства транспортировки и предотвращения любой статической перегрузки каркаса здания.

Экспертам в данной области известно большое количество рекомендаций, используемых и на практике, которые касаются вышеуказанных проблем и считаются обеспечивающими нужный результат. Эти рекомендации касаются конструкций панелей, обеспечивающих допустимое относительно упругое смещение между панелью и каркасной рамой и состоящих из относительно легких материалов, обеспечивающих теплоизоляцию.

Например, в документе И8 5032340, допустимый изгиб при любом напряжении, возникающем между армированной стекловолокном панелью и каркасной рамой, обеспечивается посредством упругого стержня, один конец которого соединен с соединительными накладками, выполненными на оболочке панели, а второй конец прикреплен к каркасу. Хотя гибкое соединение, описанное в документе И8 5032340, отчасти позволяет обеспечить необходимое упругое смещение между панелью и каркасом, однако способность свободного смещения ограничивается всего одним направлением и зависит лишь от свойств упругости (коэффициента упругости - модуля Юнга) материала указанного стержня. Иными словами, конструктивная возможность упругого смещения между панелью и каркасом в документе И8 5032340 не обеспечивается. В этом и заключается недостаток, ведущий к напряжениям связи, в панели, каркасе и между ними, особенно при относительно больших размерах панели.

Другая публикация этих предпосылок известна из патентной заявки ТК97/00100. В патентной заявке ТК. 97/00100 описывается панель, внутреннее пространство оболочки которой с целью теплоизоляции заполнено пенобетоном и которая содержит гибкие анкерные стержни. Одним концом они помещены в накладки, предусмотренные на оболочке панели, а другим концом соединены с каркасом с поперечным сечением в виде буквы омега. Конструкция, описанная в ТК 97/00100, функционально идентична конструкции, раскрытой в документе И8 5032340, и поэтому ей в той же степени присущи вышеупомянутые недостатки.

С другой стороны, известно, что для улучшения теплоизоляционных характеристик используемых фасадных панелей применяется большое число теплоизоляционных материалов, таких как пенополиуретан, стиропор, легкие бетонные смеси (пемза, стеклянное зерно, шлак), минеральная вата, ячеистый бетон и пр.

К недостаткам применения пенополиуретана относится то, что он дорог, не огнестойкий, его тепловое расширение не соответствует тепловому расширению оболочки панели, и он обладает коротким сроком службы, поскольку со временем его свойства ухудшаются.

Далее, заполнение вспенивающимся полистиролом (ЕР8 или ХР8 типа) - это трудно осуществимый способ из-за большого числа упругих соединений, связывающих панель с несущим элементом. Кроме того, такие панели обладают слабой огнестойкостью.

Заполнение легкими бетонными смесями (пемза, стеклянная дробь, шлак) обеспечивает эффективную огнестойкость, но из-за высокой плотности материала заполнителей панель становится тяжелой, и из-за высокого коэффициента теплопередачи необходимая теплоизоляция не обеспечивается.

При заполнении ячеистым бетоном недостаток заключается в том, что при поддерживаемой обычно на практике плотности выше 400 кг/м³, коэффициент теплопроводности этого материала становится более высоким. Для того чтобы обеспечить необходимую теплоизоляцию, возникает необходимость в увеличении толщины панели, что повышает ее массу и стоимость. Кроме того, ячеистый бетон имеет внутри много воздушных пор. Теоретически, теплоизоляция обеспечивается за счет пор с неподвижным воздухом, которые находятся в бетоне. В условиях постоянной температуры и нулевой относительной влажности теплопередача очень низка. Однако в условиях, близких к атмосферным, окружающая температура и относительная влажность постоянно меняются. Поскольку величина сопротивления диффузии пара у

- 1 012672 ячеистого бетона низкая, в воздушные пустоты структуры бетона проникает атмосферная влажность. Известно, что молекулы воды в неподвижном воздухе ускоряют теплопередачу. Поэтому коэффициент теплопроводности ячеистого бетона повышается, и обеспечить необходимую теплоизоляцию невозможно.

Краткое описание изобретения

Первоочередной целью настоящего изобретения является исключение потенциального риска износа панели, вызываемого напряжениями (или даже растрескиванием) в соединениях панели с каркасом, путем обеспечения упругого соединения фасадных панелей со сборкой каркасной рамы, допускающего смещение в нескольких направлениях.

Еще одной целью настоящего изобретения является снижение массы фасадных панелей и их стоимости за счет повышения теплоизоляционной эффективности панелей.

Для достижения поставленных целей предлагается панель, содержащая оболочку панели, имеющую материал, по существу, из армированного стекловолокном бетона, каркасную раму, предусмотренную для панели, и средство упругого соединения, обеспечивающее упругое смещение каркасной рамы относительно оболочки панели (при необходимости), причем панель, являющаяся предметом настоящего изобретения, отличается тем, что указанное средство упругого соединения имеет конструктивное исполнение соединения, позволяющее упругим соединениям смещаться по меньшей мере в двух направлениях в трехмерном пространстве.

В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения указанное конструктивное исполнение упругого соединения, обладающего свободой смещения в трехмерном пространстве, содержит первый стержень, опорой которому служат элементы накладок, прикрепленные к оболочке панели и предпочтительно расположенные в соответствии друг с другом, и второй стержень, по существу, перпендикулярный указанному первому стержню и одним из своих концов прикрепленный к каркасной раме. Поскольку опора первого стержня элементами накладок осуществляется с использованием силикона или любого иного действующего аналогично материала, первый стержень и, таким образом, второй стержень, и, следовательно, каркасная рама могут смещаться относительно горизонтали, вертикали и в поперечных направлениях.

В следующем предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения по углам, где выполнены соединения панели с каркасом, к каркасу приварены брусья. Кроме того, для обеспечения устойчивости панели к сейсмическим смещениям к каркасу прикреплены сейсмические соединительные элементы.

Для обеспечения теплоизоляции панели внутренний объем оболочки панели заполнен бетоном на полистироловом зернистом заполнителе, который представляет собой смесь зерен из полистирола, песка и цемента.

Краткое описание фигур

Чтобы понять предлагаемый вариант осуществления и его преимущества, настоящее изобретение необходимо оценивать вместе с прилагаемыми фигурами, краткое описание которых приведено ниже.

Фиг. 1 иллюстрирует известный вариант осуществления панели, каркасной рамы и упругих соединительных элементов.

Фиг. 2 представляет собой вид спереди и сверху предлагаемой панели.

На фиг. 3 представлен общий вид соединения нескольких упругих соединительных элементов для соединения предлагаемой панели с каркасом.

На фиг. 4 представлен общий вид соединения нескольких сейсмических соединительных элементов с каркасом предлагаемой панели.

На фиг. 5 представлен общий вид расположения брусьев в панели в соответствии с предлагаемым вариантом осуществления.

Фиг. 6 представляет собой сечение при виде сбоку конструкции панели в готовом виде.

Позиции на фигурах

1. Каркас

2. Соединительная деталь каркаса

3. Накладка

4. Опорное гнездо

5. Соединительная деталь стержня

6. Приварка соединительной детали

7. Приварка каркаса

8. Первый стержень

9. Второй стержень

10. Сейсмический соединительный элемент

11. Оболочка

12. Бетон на полистироловом зернистом заполнителе

13. Сетка

14. Штукатурка

- 2 012672

15. Брус для соединения панели и фасада.

16. Стальной каркас

17. Элементы связи стального каркаса

Подробное описание изобретения

На фиг. 2 представлены виды спереди и сверху предлагаемой панели. Как показано на этой фигуре, конструктивное исполнение упругого соединения между оболочкой 11 панели и каркасом содержит первый стержень 8, проходящий, по существу, горизонтально относительно фигуры, и второй стержень 9, прикрепленный, по существу, перпендикулярно относительно первого стрежня 8. Опорой указанному первому стержню 8 служат опорные гнезда 4 в элементах накладок 3, расположенных на внутренней верхней поверхности оболочки 11 в соответствии друг с другом, при этом указанный стержень 8 может смещаться в каждом направлении трехмерного пространства. Поскольку опорные гнезда 4 в указанных накладках 3 выполнены большего размера, чем размер первого стержня 8, первый стержень 8 может смещаться на некоторое расстояние по своей оси, по оси второго стержня и по поперечной оси.

Притом, что концы первого стержня 8 поддерживаются накладками 3, опорные/несущие концы или поверхности накладок, для обеспечения опоры, покрыты силиконом или любым иным действующим аналогично материалом - с тем, чтобы создать пружинный эффект. При этом первый стержень 8 имеет свободу смещения вправо-влево, вверх-вниз и в поперечных направлениях, т. е., в трех измерениях.

В одном из наиболее предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения смещение первого стержня 8 в любом направлении может ограничиваться в зависимости от того, как он опирается, и, следовательно, способность свободного смещения указанного стержня может в необходимом случае уменьшаться только до двух направлений.

В другом предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения первый стержень 8 прикреплен ко второму стержню 9, проходящему, по существу, вертикально относительно фигуры посредством соединительной детали 5 стержня. Второй стержень 9 прикреплен к каркасу 1 посредством соединительной детали 2 в точке рядом с другим его концом. Крепление второго стержня 9 к соединительной детали 5 предпочтительно осуществляется посредством сварки 6.

Крепление второго стержня 9 к каркасу 1 предпочтительно осуществляется посредством сварки 7 соединительной детали 2 каркаса. Сварка является предпочтительным способом сборки первого стержня 8, соединительной детали 5 и второго стержня 9.

Сварка не должна рассматриваться как ограничивающая объем настоящего изобретения, поскольку указанные детали могут собираться любыми иными известными способами.

Хотя конструктивное исполнение (например, первый стержень, второй стержень, соединительная деталь и т.д.), обеспечивающее упругое смещение в соответствии с настоящим изобретением, и связанные с ним детали могут изготавливаться из любых материалов, в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения используемым материалом является сталь.

В еще одном предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения первый стержень 8 и второй стержень 9 выполнены как цельные детали; в этом конкретном варианте осуществления соединительную деталь 5 стержня можно исключить.

В еще одном варианте осуществления настоящего изобретения первый стержень 8, проходящий горизонтально на фиг. 2, может быть выполнен в качестве группы из нескольких стержней (2-х, 3-х и т.д.), соединенных между собой. Аналогично, второй стержень 9, проходящий вертикально на фиг. 2, также может быть выполнен в качестве группы из нескольких стержней (2-х, 3-х и т.д.), соединенных между собой.

На фиг. 3 представлено перспективное изображение соединения нескольких упругих соединительных элементов с каркасом в соответствии с настоящим изобретением. Расстояние между упругими соединительными элементами можно регулировать до заданной величины с учетом ветровых нагрузок, которым будет подвергаться панель.

Особенно для повышения стойкости панели к сейсмическим смещениям, между оболочкой 11 панели и каркасом 1 предпочтительно расположить еще один из предлагаемых упругих соединительных элементов, действующий как сейсмический соединительный элемент 10. Соответствующий показательный вариант осуществления представлен на фиг. 4.

Для того чтобы выполнить установку предлагаемой панели на фасаде здания, предпочтительно к четырем углам панели, предпочтительно сваркой, прикрепить брусья 15, как показано на фиг. 5.

Внутреннее пространство предлагаемой панели (т.е. внутреннее пространство оболочки) заполнено бетоном 12 на полистироловом зернистом заполнителе. Бетон на полистироловом зернистом заполнителе 12 предпочтительно представляет собой смесь зерен из полистирола (плотностью 10-15 кг/м³), цемента и песка. В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения смесь обладает плотностью в сухом состоянии 120-500 кг/м³, что позволяет обеспечить целевые значения теплоизоляции (0,050-0,30 лямбда), и готовится после смешивания в бетономешалке.

Зерна из полистирола в бетоне на полистироловом зернистом заполнителе, которым заполняется оболочка панели, имеют закрытые поры с воздухом, причем неподвижный воздух, захваченный в этих закрытых порах, обеспечивает весьма эффективную теплоизоляцию. Учитывая данную особенность зе

- 3 012672 рен полистерола, их смешивают с бетоном надлежащего состава для получения заполняющего материала, который обладает высокой теплоизоляционной способностью и может «дышать», когда зерна из полистирола связаны внутри бетона/с бетоном. При этом предотвращается проникновение влажности из воздуха в поры с неподвижным воздухом внутри зерен.

Как показано на фиг. 6, после того как бетон на полистироловом зернистом заполнителе 12 залит в оболочку 1 панели, поверх расстилается сетка 13, имеющая размер ячеек предпочтительно 10x10 мм, изготовленная из стекловолокна, устойчивая к щелочной среде, которая покрывается верхним облицовочным слоем посредством напыления штукатурки. Альтернативно, указанная сетка 13 может быть другого типа - может изготавливаться из пластмассы, или сетки Рабица, или проволочного коврика с относительно большим размером ячеек. После того как фасадная панель, подготовленная, как описано выше, пройдет стадию выдержки, она готова к монтажу.

В соответствии с альтернативным вариантом осуществления настоящего изобретения, в конструктивном исполнении, обеспечивающем соединение между оболочкой 11 панели и каркасом 1, вместо первого стержня 8, который проходит горизонтально относительно фиг. 2, поддерживаться каркасом 1 может второй стержень 9 с возможностью смещения в трех направлениях в трехмерном пространстве. В соответствии с этим альтернативным вариантом осуществления опорой первому стержню 9, проходящему вертикально относительно фиг. 2, служит опорное гнездо, выполненное на каркасе, главным образом, верхней частью указанного стержня 9, и поскольку размер опорного гнезда будет больше размера второго стержня 9, аналогично конструкции, используемой в предпочтительном варианте осуществления, второй стержень 9 может смещаться на некоторое расстояние по своей оси, по оси первого стержня и по поперечной оси.

В вышеуказанном альтернативном варианте осуществления, можно также одинаково поддерживать оба стержня с таким расчетом, чтобы оба стержня могли смещаться в трех направлениях в дополнение к поддержке только второго стержня 9, как указано выше, с возможностью смещения в трех направлениях.

В еще одном альтернативном варианте осуществления оболочка 11 панели и каркас 1 могут взаимно соединяться и посредством стержня, оборудованного на обоих или одном из своих концов шариковым шарниром. В этом варианте осуществления между шаровыми шарнирами и опорами можно нанести силикон или подобный материал. В таком варианте альтернативного осуществления оболочка 11 панели может смещаться в трех направлениях относительно каркаса.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Панель, содержащая оболочку 11 панели, имеющую материал, по существу, из армированного стекловолокном бетона, каркасную раму 1, предусмотренную для панели, и средство упругого соединения, обеспечивающее упругое смещение каркасной рамы 1 относительно оболочки 11 панели (при необходимости), отличающаяся тем, что указанное средство упругого соединения имеет конструктивное исполнение соединения, содержащее первый стержень 8, опорой которому служит оболочка 11, и второй стержень 9, соединенный с указанным первым стержнем 8, по существу, перпендикулярно, предусмотрены предпочтительно два элемента накладки 3, которые служат опорой указанному первому стержню 8, и размер опорных гнезд 4, выполненных в указанных элементах накладок 3, выполнен больше размера стержней, позволяя упругому соединению смещаться по меньшей мере в двух направлениях в трехмерном пространстве.
2. Панель по п.1, отличающаяся тем, что содержит силикон или любой иной действующий аналогично материал, нанесенный между поддерживаемыми концами указанного первого стержня 8 и опорными гнездами 4.
3. Панель по одному из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что указанный первый стержень 8 соединен с указанным вторым стержнем 9 или эти два стержня 8, 9 соединены посредством соединительной детали 5.
4. Панель по одному из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что содержит соединительную деталь 2, обеспечивающую соединение указанного второго стержня 9 с указанным каркасом 1.
5. Панель по п.1, отличающаяся тем, что указанное конструктивное исполнение соединения содержит несколько первых стержней 8, опорой которым служит указанная оболочка 11 панели, и один или несколько вторых стержней 9, соединенный или соединенные с несколькими первыми стержнями 8.
6. Панель по одному из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что содержит по меньшей мере один сейсмический соединительный элемент 10 для особого повышения стойкости панели к сейсмическим смещениям.
7. Панель по одному из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что содержит брусья 15, расположенные по четырем углам панели для монтажа панели на фасаде.
8. Панель по одному из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что содержит бетон на полистироловом зернистом заполнителе 12, залитый в указанную оболочку 11 панели для обеспечения теплоизоляции.
9. Панель по одному из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что содержит сетку 13, изготов

- 4 012672 ленную из стекловолокна, стойкого к щелочным условиям.
10. Панель по одному из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что содержит штукатурку 14, нанесенную на верхний слой оболочки.
11. Панель по п.1, отличающаяся тем, что размер опорных гнезд, выполненных, чтобы указанный каркас 1 служил опорой указанному второму стержню 9 с обеспечением смещения второго стержня 9 в трех направлениях, больше размера второго стержня 9.
12. Панель по п.1, отличающаяся тем, что указанным конструктивным исполнением соединения является стержень, на одном конце соединенный с указанной оболочкой 11, а на другом конце соединенный с указанным каркасом 1, причем на одном или обоих концах стержень имеет шаровой шарнир (шаровые шарниры).
13. Панель по п.12, отличающаяся тем, что содержит силикон или любой иной аналогично действующий материал, нанесенный между указанными шаровыми шарнирами и их гнездами.
14. Панель, содержащая оболочку 11 панели, имеющую материал, по существу, из армированного стекловолокном бетона, каркасную раму 1, предусмотренную для панели, и средство упругого соединения, обеспечивающего упругое смещение каркасной рамы 1 относительно оболочки 11 панели (при необходимости), отличающаяся тем, что содержит бетон на полистироловом зернистом заполнителе 12, залитый в указанную оболочку 11 панели для обеспечения теплоизоляции.

Сечение