NO20220939A1 - Bygningselement - Google Patents

Description

BYGNINGSELEMENT

Oppfinnelsens område

Foreliggende oppfinnelse vedrører et bygningselement, nærmere bestemt et bygningselement som skal inngå i bærende vegger i et bygg.

Bakgrunn

Fra tidligere er det kjent å bygge større bygg og konstruksjoner med moduler i form av plater av betong med armering. Slike moduler/elementer brukes i leilighetsbygg (boligblokker), både i vegger og etasjeskiller. Også kommersielle bygg, slik som butikksentre og parkeringshus, omfatter noen ganger elementer av denne typen i deler av konstruksjonen. Dette er store, tunge elementer som leveres ferdig på byggeplassen og løftes på plass med kran.

Bygging av eneboliger, rekkehus og mindre bygg foregår i dag stort sett på gammeldags og konservativt vis. Grunnmur forskales/støpes, alternativt bygges med Leca eller betongstein. Til utvendige vegger benyttes det i all hovedsak stenderverk med bunn og toppsville i tre, isolasjonsmatter, diffusjonssperre, og avslutningsvis med innvendig/utvendig kledning av forskjellig slag. Dette er en svært resurskrevende prosess, og svært lite bærekraftig med hensyn til unødvendig bruk av skogsressurser.

Jacon og Brødrene Sunde har på et vis sett dette og begynt en innovativ utvikling som har resultert i to produkter for støping av grunnmurer.

Jacon sin løsning (Jacon Thermomur) omfatter grunnmursblokker i standard (norsk) størrelse 50x25x25 cm. Hver blokk består av to polystyrenplater som er bundet sammen med plaststeg slik at det dannes et mellomrom mellom platene. Blokkene stables opp som byggeklosser og danner nærmest en forskaling som etterpå fylles opp med betong. Armeringsjern legges mellom hvert skift av blokker.

En videreutviklet løsning produseres av Brødrene Sunde AS (Sundolitt Kub). Her benyttes igjen blokker (også her i standard norsk størrelse) bestående av to polystyrenplater adskilt av plaststeg/avstandsholdere. Blokkene stables opp slik at de danner vegger i en bolig, spesielt for såkalte passivhus.

Plaststegene/avstandsholderne har uttagninger som tillater at armeringsjern legger i hulrommet mellom platene. Hele vegger kan bygges opp med dette systemet, også i to etasjer. Det må legges armeringsjern både i horisontal og vertikal retning. Fordelen med disse produktene er at hver blokk er meget lett (ca. 1 kg) og lett kan håndteres manuelt på byggeplassen og monteres. Imidlertid må veggene rettes opp og avstives nøye før betongen fylles i. Det må også støpes i flere omganger, slik at blokkene fylles opp i 60 – 90 cm i hver runde. Grunnen er at når høyden på betongmassen øker kan det isostatiske trykket nederst til slutt bli så høyt at polystyrenplatene sprenges ut.

Sammenfatning av oppfinnelsen

Det er en hensikt med foreliggende oppfinnelse å frembringe et isolerende bygningselement som er innrettet til å fylles opp med betong etter montering, idet bygningselementet er egnet for å danne i det minste en vesentlig del av en veggflate i et bygg. Bygningelementet er lett i vekt, kan monteres manuelt uten å omfatte mange «byggeklosser», er solid, gir god isolasjon, er enkelt å produsere og enkelt å gjenvinne/resirkulere hvis bygget renoveres eller rives.

Dette oppnås med et bygningelement slik det fremgår av de etterfølgende patentkrav.

Nærmere bestemt omfatter bygningselementet ifølge oppfinnelsen to isolerende plater av polystyren som holdes adskilt av minst ett avstandselement,

idet avstandselementet enten er i form av et flertall stendere eller en profilert avstandsplate som er limt til polystyrenplatene. Det oppstår et hulrom mellom polystyrenplatene som fylles opp med betong når bygningselementet monteres.

Kortfattet beskrivelse av tegningene

Oppfinnelsen skal nå beskrives i detalj med henvisning til de medfølgende tegninger, hvor

Fig. 1 er en tre-dimensjonal skisse av et bygningselement ifølge oppfinnelsen,

Fig. 2A-F er snitt-tegninger, plansnitt, gjennom et bygningselement ifølge oppfinnelsen, ifølge seks forskjellige utførelser,

Fig. 3 er en skisse over mulige utforminger av bygningselementer for oppbygging av en husvegg,

Fig. 4A-D er tre-dimensjonale skisser som viser løsninger for sammenkobling av naboliggende bygningselementer, og

Fig. 5A er en skisse som viser et eget element for å koble sammen bygningselementer i hjørnene på en bygning, mens Fig. 5B viser hvordan hjørneelementet er koblet til et vanlig bygningselement.

Detaljert beskrivelse

Fig. 1 viser et bygningselement ifølge oppfinnelsen omfattende to plater 2 av ekspandert polystyrén. Platene ligger med en avstand fra hverandre slik at det dannes et hulrom mellom platene. Avstanden mellom platene opprettholdes i denne utførelsen av lange U-profiler 1 som er tildannet av metall, fortrinnsvis bukket til av stålplater. U-profilene er limt fast til polystyrenplatene med et lim egnet for formålet, dvs. at det hefter til polystyren og stål, slik som Technicol Mastic Nr. 27.

Hver U-profil er avsluttet et stykke under toppen av hver plate 2, dvs. med avstanden 4, slik at det blir plass til å legge et armeringsjern 5 over endene av U-profilene.

Bygningsmodulene kan leveres ubehandlet eller med én eller begge ytre sider påført en overflatebehandling. I figuren er det vist en overflatebehandling omfattende en duk eller armeringsnett 7 som er limt til platen 2. Armeringsnettet kan være av enhver type egnet for formålet, av metall eller kunststoff (polymer), men i eksempelet er det brukt et nett av kunststoff som markedsføres under navnet Sto Armeringsnett M. Utenpå armeringsnettet er det påført et lag puss 6.

En alternativ løsning er å belegge bygningsmodulen med et plateprodukt, slik som gips og/eller trepanel, som enten limes direkte på polystyrenplaten(e) 2 eller med armeringsnett imellom. Et belegg med gipsplater vil ha brannhemmende egenskaper.

På byggeplassen monteres et antall bygningsmoduler inntil hverandre på en basis, plate eller grunnmur. Hulrommet mellom polystyrenplatene fylles deretter med betong levert fra pumpe.

Fig. 2A-F viser tverrsnitt av seks forskjellige utførelsesformer av bygningselementet, hver med en forskjellig type avstandselement eller -holder mellom polystyrenplatene. Den første utgaven, i Fig. 2A, er slik som vist i Fig. 1, dvs. med U-formede stendere 1 av tynnplate som ligger limt fast mellom polystyrénplatene 2.

Fig. 2B viser en utførelse med stendere 1 laget av tynnplate hulprofiler, dvs. med lukket tverrsnitt.

Fig. 2C viser en utførelse hvor stenderne er av tre, dvs. vanlig konstruksjonsvirke, med eller uten impregnering.

Fig. 2D viser en utførelse hvor avstandselementet er i form av en metallplate 1’ med trapesformede forhøyninger/innpresninger, dvs. med samme form som man finner i enkelte takplater. Avstandsplaten 1’ er limt til polystyrénplatene 2 i hver «topp» på hver side, dvs. i bølgetoppene og -dalene sett i tverrsnitt. Som i forrige eksempel fylles mellomrommet mellom polystyrénplatene med betong.

I Fig. 2E er avstandsplaten 1’ produsert med 90º knekk i «bølgene». På denne måten oppnås det større kontaktflate mellom avstandsplaten og polystyrénplatene, og følgelig større areal på limfugene og større evne til å motstå trykket fra betongen.

Endelig er det i Fig. 2F vist en utgave hvor avstandsplaten 1’ er utført med underkutt for å øke kontaktflaten mellom avstandsplaten og polystyrenplatene ytterligere. Dette vil igjen øke holdfastheten til bygningselementet.

Av produksjonstekniske grunner er det imidlertid langt dyrere å produsere avstandsplatene vist i Fig. 2E og F sammenlignet med utførelsen i Fig. 2D. For tiden er derfor utførelsen ifølge Fig. 2D den foretrukne.

Bygningselementet kan produseres i flere forskjellige størrelser, og kan også danne et helt system for bygging av en bolig. I Fig. 1 og 2 er det vist bygningselementer for stående montering, hvor avstandselementene er montert med vertikale profiler. Etter norsk standard vil det for eksempel kunne produseres bygningselementer i dimensjonene 240X120 cm og 240X60 cm. I Fig. 3 er det vist hvordan en vegg kan bygges opp med horisontalt orienterte bygningselementer. I bunnen er det brukt et skift med bygningselementer 12 som kan være 240X120. Bygningselementene er liggende og avstandsplatenes profiler er lagt på tvers av den lengste siden av bygningselementene, dvs. slik at profilene er orientert vertikalt. Neste skift omfatter bygningselementer med de samme dimensjoner som i første skift, men hvor to bygningselementer er lagt med avstand slik at det dannes en åpning 13 for et vindu. Det tredje, øverste skiftet er lagt med bygningselementer 14 med lavere høyde, for eksempel med dimensjonene 240X30 cm. Alle bygningselementene har den samme vertikale orienteringen av avstandsplatene. Det gjøres oppmerksom på at de angitte dimensjoner bare er å oppfatte som eksempler, men at andre dimensjoner kan være aktuelle, spesielt i land med andre dimensjonsstandarder for bygningsmateriell enn her.

Bygningselementene ifølge oppfinnelsen kan ha så stor strukturell styrke at det er mulig å støpe opp hele veggen i en enkelt omgang.

Fig. 4A viser en mulig løsning for å koble sammen naboliggende bygningselementer. Hensikten er å gjøre det lettere å montere elementene ved at de holdes på plass i forhold til hverandre inntil armering og støp er på plass. For dette formål er det lagt inn to koblingsspiler 9 i slisser i den vertikale siden av bygningselementet, dvs. en spile i hver polystyrénplate 2. Koblingsspilene presses inn i tilhørende slisser i polystyrénplatene og er innrettet til å gripe inn i motsvarende slisser i en tilstøtende polystyrénplate. I eksempelet vist i Fig. 4 er det benyttet finérspiler, men det kan også benyttes spiler av metall eller plast. Figuren viser også hvordan et armeringsjern 10 er lagt inn over avstandsplaten 1. Dette gjøres fortrinnsvis etter at hulrommet mellom polystyrénplatene 2 er fylt opp med betong. Det kan også være aktuelt å sette inn korte stykker av armeringsjern mellom hvert skift i en vegg, siden det er et styrkemessig brudd mellom hvert bygningselement.

Fig. 4B viser en alternativ løsning for sammenkobling av naboliggende bygningselementer. Her er hver polystyrénplate 2 belagt med et plateprodukt 19 på yttersiden. Plateproduktene 19 er forskjøvet i forhold til polystyrénplatene i hver sin retning slik at de stikker ut fra polystyrénplatene på hver sin kant. En av plateproduktene stikker ut fra den underliggende polystyrénplaten på høyre kant, mens plateproduktet som ligger på den andre polystyrénplaten stikker ut fra venstre kant.

Fig. 4C viser en videreutvikling av løsningen i Fig. 4B, hvor plateproduktene 19 er forskjøvet også i vertikal retning, i tillegg til forskyvningene i horisontal retning. Dette gjør at bygningselementet kan kobles til andre bygningselementer som ligger både under og over dette, i tillegg til bygningselementer i samme skift.

Fig. 4D viser en løsning hvor begge plateproduktene 19 er forskjøvet i samme retning i forhold til de underliggende polystyrénplatene 2, både horisontalt og vertikalt. Bygningselementet kan således gripe om naboliggende bygningselementer under monteringen og stabilisere veggen inntil hulrommet mellom polystyrénplatene er fyllt opp med betong og betongen er herdet.

Det er mulig å implementere kombinasjoner av de forskjellige utførelsene i Fig. 4B til 4D, dvs. kombinasjoner i henhold til hvordan plateproduktene er forskjøvet i horisontal og vertikal retning, og forsåvidt også i utførelsen ifølge Fig. 4A, dvs. en kombinasjon av vertikalt eller horisontalt forskjøvne plateprodukter og koblingsspiler.

Fig. 5A er et tverrsnitt gjennom en hjørneløsning med et eget element som binder sammen to bygningselementer som tidligere vist. Hjørneelementet er satt sammen av tre polystyrendeler 2a, 2b, 2c og fire U-profiler 1a, 1b, 1c og 1d. Delene og U-profilene er limt sammen. I to av sidene på hjørneelementet er det anordnet slisser 15 for opptak av koblingsspiler. U-profilene 1b og 1c kan være sveiset sammen i det tilstøtende hjørnet, eller produsert som en egen hel profil. Dette er for å styrke hjørneløsningen.

Fig. 5B viser et hjørneelement 16 som er koblet til et naboliggende bygningselement 17. Det er satt inn en koblingsspile 9 mellom hjørne- og bygningselementet. Videre er det lagt inn et horisontalt armeringsjern 10 og to vertikale armeringsjern 18.

Claims (12)

Patentkrav

1. Bygningselement omfattende to isolerende plater (2) av polystyrén som holdes adskilt av minst ett avstandselement,

karakterisert ved at avstandselementet enten er i form av et flertall stendere (1) eller en profilert avstandsplate (1’) som er limt til polystyrénplatene (2).

2. Bygningselement ifølge krav 1, hvor stenderne (1) omfatter U-profiler av tynnplate, hulprofiler eller trevirke.

3. Bygningselement ifølge krav 1, hvor avstandsplaten (1’) er utformet med langsgående trapesformede utspring.

4. Bygningselement ifølge krav 1, hvor avstandsplaten (1’) er utformet med langsgående rektangulære utspring.

5. Bygningselement ifølge krav 1, hvor avstandsplaten (1’) er utformet med langsgående utspring med underkutt.

6. Bygningselement ifølge et av de foregående krav, hvor nevnte stendere (1) eller avstandsplate (1’) er produsert i metall, hardplast, kompositt eller tre.

7. Bygningselement ifølge krav 6, hvor polystyrénplatene (2) er belagt på yttersidene med et armeringsnett (7) og enten med puss (6) eller et plateprodukt utenpå armeringsnettet (7).

8. Bygningselement ifølge krav 7, hvor armeringsnettet (7) er av metall eller kunststoff.

9. Bygningselement ifølge et av kravene 6 – 8, videre omfattende koblingsspiler (9) innsatt i slisser i polystyrénplatene (2).

10. Bygningselement ifølge krav 9, hvor koblingsspilene (9) er laget av finér, metall eller plast.

11. Bygningselement ifølge et av kravene 6 – 8, hvor hver polystyrénplatene (2) er belagt med et plateprodukt (19), idet plateproduktene (19) er forskjøvet i forhold til de underliggende polystyrénplater (2).

12. Bygningselement ifølge krav 11, hvor plateproduktene (19) er forskjøvet i forhold til hverandre.