EA015993B1 - Сборная панель для домостроения и способ изготовления такой панели - Google Patents

Abstract

В патенте описана сборная панель (1) для домостроения, имеющая заполненную теплоизоляционным материалом сердцевину (2) в форме плиты, две поверхности которой покрыты равномерным слоем (3А, 3В) бетона и которая имеет первый ряд расположенных вблизи одной поверхности плиты гнезд (4) для элементов (5) арматуры, образующих подкосы при установке панели на основании, и второй ряд расположенных на противолежащей стороне плиты гнезд (7) для элементов (8) арматуры, проходящих между двумя параллельными краями панели (1) и выступающих за эти края, в результате чего, когда упомянутая панель (1) скомпонована с соседними панелями (21, 22), образуется поясной элемент. Также описаны способ изготовления такой панели и ее применение для сооружения наружных стен здания, имеющих очень легкую конструкцию.

Description

Изобретение относится к области домостроения с использованием сборных панелей, более точно, к сборной панели как таковой, конструкции из нескольких панелей и способам изготовления упомянутых панелей, а также к домостроению с использованием этих сборных панелей.

В число особо важных критериев качества строительства входят механическая прочность и теплоизолирующая способность стен, образующих наружную оболочку здания. Эти критерии могут быть соблюдены за счет применения двух материалов с противоположными, но дополняющими друг друга свойствами, которыми являются железобетон и пенополистирол.

С одной стороны, железобетон является недорогим, простым в применении и невоспламеняемым материалом с отличной механической прочностью, но его недостатком является тяжелый вес и слабая теплоизолирующая способность.

В отличие от него, пенополистирол, который также является недорогим материалом, обладает отличной теплоизолирующей способностью и очень малым весом, но его недостатком является воспламеняемость и очень низкая механическая прочность.

Можно упомянуть следующие из числа известных способов одновременного применения двух этих материалов в домостроении.

Известен способ, заключающийся в том, что на строительной площадке монтируют панели из полистирола, окружают эти панели арматурой, затем заливают бетоном каждую из поверхностей панели из полистирола.

Другой известный способ заключается в том, что параллельно друг другу устанавливают две панели из полистирола, которые используют в качестве каркаса, используют поперечные элементы и металлические каркасы, затем заливают бетоном пространство, образованное двумя панелями, после чего покрывают бетоном наружные поверхности панелей из полистирола.

Еще один известный способ заключается в том, что используют блоки из полистирола в форме полых параллелепипедов, помещают металлическую арматуру в углубления полых параллелепипедов и заливают их бетоном, после чего покрывают бетоном весь блок снаружи.

Эти способы имеют следующие основные недостатки. Во-первых, в процессе строительства элементы из полистирола видны, что является серьезным препятствием для развития строительства этого типа, поскольку согласно распространенному мнению пенополистирол является низкокачественным материалом якобы очень низкой прочности. Кроме того, поскольку эти стены изготавливают на месте, их невозможно воспроизвести идентично, в частности, слой бетонного покрытия является неравномерным, и его сложно воспроизвести при сооружении различных стен на различных строительных объектах. Помимо этого, при использовании пенополистирола в качестве опалубки необходимо использовать направляющие элементы для его установки или каркасы и поперечные элементы, порождающие тепловые мосты.

В связи с этим, в основу настоящего изобретения положена задача устранения упомянутых недостатков за счет создания способа строительства, сочетающего применение железобетона и пенополистирола и отличающегося простотой осуществления, за счет чего предотвращается создание тепловых мостов, мешающих тепловой изоляции изготовленных стен.

Другой задачей изобретения является создание способа изготовления стен для сооружения недорогих и полностью воспроизводимых зданий.

С этой целью была разработана сборная панель заводского изготовления, имеющая сердцевину из теплоизоляционного материала типа пенополистирола, которая с двух сторон покрыта слоем бетона.

Такие панели, в частности, описаны в патентах ΌΕ 3242364 или И8 4669240, тем не менее, эти модульные элементы имеют металлические поперечные элементы для фиксации двух наружных стен панели или металлические каркасы, которые связывают эти две стены друг с другом, в результате чего в этих модулях присутствуют тепловые мосты.

В патенте И8 5697189 описан модуль, состоящий из бетонной панели с внутренними полостями, заполненными пенополистиролом, недостатком которого также является то, что соседние поверхности покрывают бетоном.

Эти внутренние связи посредством бетона также порождают нежелательные тепловые мосты.

В связи с этим, другой задачей изобретения является создание сборных панелей и конструкции из этих панелей, не образующих тепловых мостов, обладающих высокой механической прочностью и очень малым весом.

Таким образом, в настоящем изобретении, в первую очередь, предложена сборная панель для домостроения, имеющая заполненную теплоизоляционным материалом сердцевину в форме плиты, две поверхности которой покрыты равномерным слоем бетона, отличающаяся тем, что упомянутая плита, образующая сердцевину, имеет:

первый ряд расположенных вблизи одной фронтальной стороны плиты вертикально протяженных гнезд и размещенные в них вертикальные элементы арматуры, образующих подкосы при установке панели на основании, при этом, по меньшей мере, один из концов каждого вертикального элемента выступает из панели для прикрепления к основанию, и второй ряд горизонтально протяженных гнезд, расположенных вблизи другой фронтальной сторо

- 1 015993 ны плиты, и размещенные в них горизонтальные элементы арматуры, проходящие между двумя боковыми краями панели и выступающие за эти края так, что, когда упомянутая панель скомпонована с соседними панелями, а продольные элементы арматуры скомпонованных панелей соединены, по меньшей мере, друг с другом, образуется горизонтальный арматурный пояс сооружения.

Сборная панель, имеющая элементы для соединения с соседними панелями, позволяет за очень короткое время сооружать здания, стены которых, в частности, наружные стены состоят из таких панелей. При этом обе поверхности плиты из теплоизоляционного материала покрывают на заводе слоем бетона, чтобы скрыть теплоизоляционный слой и сделать его полностью невидимым в процессе строительства. Кроме того, поскольку нанесение бетона может осуществляться непосредственно на заводе, эти слои бетона имеют равномерную толщину и легко воспроизводимы в различных панелях. За счет этого у всех панелей можно обеспечить наличие идентичных свойств с точки зрения, например, механической прочности или теплоизоляционной способности.

Первый ряд гнезд и второй ряд гнезд, выполненных в плите, которая образует сердцевину панели, преимущественно не имеют соединяющего их участка с целью предотвращения образования тепловых мостов. Так, элементы арматуры, расположенные на одной поверхности, отделены от элементов арматуры, расположенных на другой поверхности сердцевины из теплоизоляционного материала. Кроме того, оба наружных слоя бетона также не имеют соединяющего их участка.

Гнезда преимущественно выполнены в виде канавок, продольные оси которых проходят ортогонально друг другу в различных рядах. Эти канавки могут быть выполнены заподлицо с наружной поверхностью плиты из теплоизоляционного материала или выступать над поверхностью этой плиты.

Элементами арматуры предпочтительно являются металлические элементы.

На каждой поверхности или параллельно каждой поверхности плиты, которая образует сердцевину панели, в непосредственной близости от панели может быть установлена предпочтительно металлическая решетка. Элементы арматуры также могут предпочтительно использоваться в качестве опоры для этого каркаса. Размеры этой решетки преимущественно соответствуют площади каждой из поверхностей плиты.

Таким образом, чтобы собрать панели под определенным углом, профили панели преимущественно должны быть, по меньшей мере, частично скошенными для подгонки к соседним панелям путем сборки пазового типа с прерыванием посредством создания свободного углового участка с целью соединения поясных элементов двух соседних панелей. В случае, когда слой бетона покрывает скошенный профиль, с целью предотвращения образования теплового моста посредством бетона может быть выгодным предусмотреть прерывистый скошенный профиль, а именно, пояс из теплоизоляционного материала поперек упомянутого профиля.

Сердцевина предпочтительно изготовлена из пенополистирола высокой плотности или жесткого пенопласта с закрытыми порами.

Поверхности плиты, образующей сердцевину, предпочтительно являются бороздчатыми для обеспечения лучшей адгезии бетона к ним.

Изготовленная таким способом панель является недорогой и обладает хорошей механической прочностью, а также отличной теплоизоляционной способностью. Кроме того, поскольку сердцевина может иметь значительную толщину, эта панель имеет очень малый вес по сравнению с существующими сборными панелями. За счет этого ее можно легко перевозить на строительные площадки. Благодаря уменьшенному весу этих панелей также устраняется ограничение на толщину необходимых фундаментов в качестве опоры для таких панелей.

Настоящее изобретение также относится к конструкции из описанных выше сборных панелей для домостроения, в которой элементы арматуры, проходящей между двумя параллельными краями панелей помещают в горизонтальные канавки, выполненные в сердцевине панели на ее поверхности, обращенной наружу здания, таким образом, что после соединения выступающих концов элементов арматуры соседних панелей образуется горизонтальный каркас сооружения в виде конструкции самонесущего типа. Такая конструкция является устойчивой, жесткой и недеформируемой.

Настоящее изобретение также относится к способу изготовления описанной выше сборной панели, включающему следующие последовательные стадии, на которых на одной поверхности плиты выполняют первый ряд параллельных друг другу проходящих в вертикальном направлении гнезд в виде канавок, а на другой поверхности плиты выполняют второй ряд параллельных друг другу проходящие в горизонтальном направлении гнезд в виде канавок таким образом, что продольные оси канавок различных рядов проходят ортогонально друг другу, а канавки первого и второго рядов образуют соответственно вертикально и горизонтально ориентированные гнезда, выполняют боковые края, по меньшей мере, плиты с частично скошенными частями, вставляют вертикальные и горизонтальные элементы арматуры в их соответствующие проходящие в вертикальном и горизонтальном направлении гнезда таким образом, чтобы их концы выступали за края плиты, закрепляют соответственно первую и вторую предпочтительно металлические решетки на каждой

- 2 015993 из двух поверхностей плиты путем зацепления упомянутых решеток за вертикальные и горизонтальные элементыарматуры с образованием армированной плиты, покрывают одну поверхность упомянутой армированной плиты равномерным слоем самосглаживающегося бетона и затем подвергают бетон отверждению, покрывают другую поверхность упомянутой армированной плиты равномерным слоем самосглаживающегося бетона и затем подвергают бетон отверждению.

Этот очень простой способ можно легко осуществлять на заводе.

Настоящее изобретение также относится к способу домостроения с использованием таких сборных панелей, включающему описанный способ изготовления, а также при осуществлении которого:

(а) вертикально устанавливают каждую панель, сдвигая и соединяя встык скошенные части соседних панелей, и прикрепляют к основанию выступающие из панелей концы элементов арматуры с образованием вертикальных подкосов, (б) соединяют выступающие из боковых краев соседних панелей, концы горизонтальных элементов арматуры на свободных угловых участках между соседними панелями с образованием арматурного пояса, проходящего внутри панелей вокруг всего сооружения.

На свободном угловом участке между двумя соседними панелями преимущественно устанавливают предпочтительно вертикальный металлический каркас, с которым объединены выступающие концы горизонтальных элементов арматуры.

Кроме того, вокруг свободного углового участка между двумя соседними панелями может быть предусмотрена опалубка для заливки бетона.

Таким образом, этот способ строительства является очень простым и быстрым в осуществлении. Построенное таким способом сооружение, помимо механической прочности и теплоизоляционной способности, также является очень недорогим.

На сооруженные таким способом стены могут быть установлены стандартные крыши (каркасы и кровля), и их можно легко покрывать стандартными отделочными покрытиями.

В упомянутой панели предусмотрены проемы, такие как дверные и оконные проемы, которые могут изготавливаться на заводе. Кроме того, плита, состоящая из теплоизоляционного материала и образующая сердцевину, также может быть прорезана или механически обработана таким образом, чтобы предусмотреть оболочку для электрических кабелей или труб. Единственное, что остается сделать на строительной площадке, это изготовить соединения для этих кабелей или труб.

Верхние концы вертикальных элементов арматуры могут выступать за верхние края панели, образуя крюки (например, для тяговых цепей) для погрузки-разгрузки и транспортировки панели на заводе или на строительной площадке. Эти выступающие концы также позволяют присоединять или прикреплять к панели различные другие строительные элементы, в частности, элементы кровли.

Настоящее изобретение также относится к зданию, которое сооружено описанным способом, отличающемуся тем, что его наружные стены представляют собой конструкцию из описанных сборных панелей.

Другие частные признаки и преимущества раскрыты в следующем далее описании не ограничивающего примера осуществления изобретения со ссылкой на приложенные чертежи, на которых на фиг. 1 показан продольный вид сверху панели согласно настоящему изобретению, на фиг. 2 показан частичный вид сверху конструкции из трех соседних панелей согласно настоящему изобретению, на фиг. 3 показан вид спереди проиллюстрированной на фиг. 2 конструкции.

Как показано на фиг. 1, панель согласно настоящему изобретению имеет сердцевину 2, предпочтительно из пенополистирола, которая помещается между двумя слоями ЗА (наружный слой) и 3В (внутренний слой) бетона. Сердцевина 2 образует плиту, которая в свою очередь может представлять собой конструкцию из склеенных друг с другом блоков полистирола, как это показано на фиг. 1 и 3 позициями 2а, 2Ь, 2с, 2й ... (признаки внутренний и наружный по всему тексту относятся к расположению поверхностей панели в процессе строительства здания).

Вблизи внутренней поверхности плиты, образующей сердцевину 2, выполнены параллельные друг другу гнезда 4 в виде канавок (вертикальных, когда панель установлена на основании). В эти гнезда 4, показанные в данном случае на фиг. 1 в виде отверстий на внутренней поверхности сердцевины 2, вставляют металлическую арматуру 5, которую закрепляют в них клиньями (не показаны). К этим вертикальным элементам 4 прикреплена внутренняя решетка 6, распложенная параллельно внутренней поверхности сердцевины 2. В процессе нанесения самосглаживающегося бетона на внутреннюю поверхность сердцевины 2 образуется внутренний слой ЗВ бетона, который также заполняет образующие гнезда 4 канавки, армируя каркас 6 и вертикальные элементы 4.

На наружной поверхности сердцевины 2 выполнены гнезда 7 (горизонтальные, когда панель установлена на основании), в которые вставляют горизонтальные элементы 8 арматуры. Параллельно наружной поверхности плиты, образующей сердцевину 2, расположена наружная решетка 9. Эта решетка множеством соединений 10 соединена с горизонтальными элементами 8 арматуры, которые удерживают ее на месте, в частности, в процессе заливки бетона, и отделяют ее (небольшим зазором) от наружной по

- 3 015993 верхности сердцевины 2.

Когда наружную поверхность сердцевины 2 покрывают слоем ЗА бетона, он также заполняет отверстия, остающиеся в гнездах 7 вокруг элементов 8 арматуры, и покрывает элементы 8 арматуры и наружную решетку 9.

Зазор между внутренней решеткой 6 и наружной решеткой 9 соответствующих поверхностей плиты из полистирола также может быть обеспечен с использованием ребер или выступов на поверхности плиты, за счет чего бетон почти целиком покрывает решетку.

Канавки, используемые в качестве гнезд для металлической арматуры 5 и 8, могут иметь различную форму, например, И-образную, Т-образную, ласточкина хвоста и т.д., и их также используют в качестве форм для заливаемого бетона.

Для заполнения упомянутых гнезд и образования слоев, которые покрывают каждую поверхность сердцевины 2, предпочтительно используют самосглаживающийся бетон, который наносят за один или несколько приемов; в последнем случае можно использовать бетоны с различными свойствами.

Элементами 5 и 8 арматуры могут являться простые стрежни или профили или преимущественно, как в примере, проиллюстрированном на фиг. 1 и 2, конструкции из нескольких стержней (в данном случае четырех), соединенных друг с другом поперечными элементами, например, зигзагом, как это обычно принято при строительстве с использованием железобетона.

Вертикальные профили панели 1 имеют частично скошенную форму 11, в данном случае под углом 45°. За счет этой скошенной формы 11 панель 1 может быть соединена с двумя соседними панелями 21 или 22, как это показано на фиг. 2. Остающийся свободным угловой участок 12, между двумя соседними панелями, служит пространством, позволяющим сочленить горизонтальные элементы арматуры двух соседних панелей и соединить их, например, сваркой друг с другом и/или с вертикально расположенным каркасом 13, как это показано на фиг. 2. За счет такого соединения двух соседних панелей значительно повышается прочность конструкции.

После сборки двух соседних предложенных в изобретении панелей вокруг углового участка 12 может быть установлена опалубка 14 для заливки в нее бетона.

Наконец, на заводе или в конце строительства слои ЗА и ЗВ бетона могут быть покрыты отделочным покрытием 15А и 15В.

Как показано на фиг. 3, во всей панели могут быть предусмотрены проемы 16, 17 для установки на заводе или на месте, соответственно, окон или дверей.

Изготовленную таким способом панель можно легко крепить на основании 15, в частности, с использованием нижних выступающих концов 18 элементов 5 арматуры, образующих вертикальные подкосы для соединениям со строительными элементами, такими как кровля, с помощью верхних выступающих концов 19 этих же элементов 5 арматуры, которые также используют для зацепления панели крюком во время ее погрузки-разгрузки и транспортировки. При наличии проемов для окон или дверей по обе стороны от этих проемов в вертикальном направлении проходят горизонтальные элементы 8 арматуры, которые образуют пояс сооружения.

Каждая панель в отдельности способна образовывать целую стену здания; конструкция из четырех предложенных в изобретении панелей позволяет получить, например, четыре наружные стены дома, тем самым убыстряя его сооружение.

Наконец, с целью обеспечения лучшей посадки и устойчивости панели в процессе строительства могут быть предусмотрены продольные гнезда, выполненные в верхнем и нижнем горизонтальных профилях панели 1 и служащие для установки балок, например, из бетона.

Такая компоновка может оказаться особо полезной, если панели должны выдерживать перекрытия большого веса.

Claims (14)

1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

   1. Сборная панель (1) для домостроения, имеющая заполненную теплоизоляционным материалом сердцевину (2) в форме плиты, две фронтальные поверхности которой покрыты равномерным слоем (ЗА, 3 В) бетона, отличающаяся тем, что упомянутая плита образует сердцевину (2) панели (1) и имеет первый ряд расположенных вблизи одной фронтальной стороны плиты (2) вертикально протяженных гнезд (4) и размещенные в них вертикальные элементы (5) арматуры, образующие подкосы при установке панели на основании, при этом по меньшей мере один из концов (18) каждого вертикального элемента (5) выступает из панели для прикрепления к основанию, и второй ряд горизонтально протяженных гнезд (7), расположенных вблизи другой фронтальной стороны плиты (2), и размещенные в них горизонтальные элементы (8) арматуры, проходящие между двумя боковыми краями панели (1) и выступающие за эти края так, что, когда упомянутая панель (1) скомпонована с соседними панелями (21, 22), а продольные элементы (8) арматуры скомпонованных панелей (1,21, 22) соединены, по меньшей мере, друг с другом, образуется горизонтальный арматурный пояс сооружения.
2. 2. Панель по п.1, в которой первый ряд вертикально протяженных гнезд (4) и второй ряд горизон

   - 4 015993 тально протяженных гнезд (7) не имеют соединяющих их участков для предотвращения образования тепловых мостов.
3. 3. Панель по п.1 или 2, в которой вертикальные и горизонтальные гнезда (4, 7) выполнены в виде канавок, продольные оси которых проходят ортогонально друг другу в различных рядах.
4. 4. Панель по любому из предшествующих пунктов, в которой элементы (5, 8) арматуры выполнены из металла.
5. 5. Панель по любому из предшествующих пунктов, которая снабжена первой и второй предпочтительно металлическими решетками (6, 9), расположенными в непосредственной близости соответственно от каждой из двух фронтальных поверхностей плиты (2) и параллельно им и соединенными соответственно с вертикальными и горизонтальными элементами арматуры (5, 8).
6. 6. Панель по любому из предшествующих пунктов, в которой ее боковые края имеют, по меньшей мере, частично скошенные части (11) для создания при стыковке соседних панелей (21, 22) свободного углового участка (12) между каждой парой соседних панелей в собранном виде и для соединения друг с другом горизонтальных элементов (8) арматуры всех соседних панелей для образования горизонтального арматурного пояса сооружения.
7. 7. Панель по любому из предшествующих пунктов, в которой плита (2) изготовлена предпочтительно из пенополистирола высокой плотности.
8. 8. Панель по любому из предшествующих пунктов, в которой поверхности плиты (2) имеют борозды для обеспечения лучшей адгезии бетона к ним.
9. 9. Конструкция из сборных панелей для домостроения по любому из предшествующих пунктов, в которой горизонтальные элементы (8) арматуры, проходящие между двумя параллельными краями панели (1), входят в проходящие в горизонтальном направлении канавки (7), выполненные в плите (2) панели на ее поверхности, которая обращена наружу сооружения таким образом, что после соединения выступающих концов горизонтальных элементов арматуры (8) всех соседних панелей (1, 21, 22) формируется горизонтальный арматурный пояс сооружения с образованием конструкции самонесущего типа.
10. 10. Способ изготовления сборной панели по любому из пп.1-8, включающий следующие последовательные стадии, на которых на одной поверхности плиты (2) выполняют первый ряд параллельных друг другу проходящих в вертикальном направлении гнезд (4) в виде канавок, а на другой поверхности плиты (2) выполняют второй ряд параллельных друг другу, проходящих в горизонтальном направлении гнезд (7) в виде канавок таким образом, что продольные оси канавок различных рядов проходят ортогонально друг другу, а канавки первого и второго рядов образуют соответственно вертикально и горизонтально ориентированные гнезда (4, 7), выполняют боковые края, по меньшей мере, плиты с частично скошенными частями (11), вставляют вертикальные (5) и горизонтальные (8) элементы арматуры в их соответствующие проходящие в вертикальном и горизонтальном направлении гнезда (4, 7) таким образом, чтобы их концы выступали за края плиты (2), закрепляют соответственно первую и вторую предпочтительно металлические решетки (6, 9) на каждой из двух поверхностей плиты (2) путем зацепления упомянутых решеток за вертикальные и горизонтальные элементы (5, 8) арматуры с образованием армированной плиты (6), покрывают одну поверхность упомянутой армированной плиты равномерным слоем самосглаживающегося бетона и затем подвергают бетон отверждению, покрывают другую поверхность упомянутой армированной плиты равномерным слоем самосглаживающегося бетона и затем подвергают бетон отверждению.
11. 11. Способ домостроения с использованием сборных панелей по любому из пп.1-8, включающий следующие стадии, на которых:

    (а) вертикально устанавливают каждую панель, сдвигая и соединяя встык скошенные части (11) соседних панелей (1, 21, 22), и прикрепляют к основанию выступающие из панелей концы (18) элементов (5) арматуры с образованием вертикальных подкосов, (б) соединяют выступающие из боковых краев соседних панелей (1,21, 22) концы горизонтальных элементов (8) арматуры на свободных угловых участках (12) между соседними панелями (1, 21, 22) с образованием арматурного пояса, проходящего внутри панелей вокруг всего сооружения.
12. 12. Способ по п.11, в котором на каждом свободном угловом участке (12) между двумя соседними панелями (1, 21, 22) вертикально устанавливают предпочтительно металлический каркас (13), с которым соединены выступающие концы горизонтальных элементов (8) арматуры.
13. 13. Способ по п.11 или 12, в котором вокруг каждого свободного углового участка (12) между двумя соседними панелями устанавливают опалубку (14) и заливают в нее бетон.
14. 14. Здание, сооруженное способом по любому из пп.11-13, наружные стены которого представляют собой конструкцию из сборных панелей (1, 21, 22) по п.9.