СТЕНОВОЙ БЛОК ДЛЯ СТЕНОВОЙ КОНСТРУКЦИИ
WALL BLOCK FOR WALL CONSTRUCTION

Настоящее изобретение относится к стеновому блоку для стеновой конструкции согласно ограничительной части пункта 1 формулы изобретения.
В частности, изобретение относится к стеновым блокам, имеющим самонесущую конструкцию.
ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
При строительстве домов, жилых, промышленных и других зданий все большее внимание уделяется повышению эффективности процесса строительства и уменьшению затрат на него, насколько это возможно.
В настоящее время при строительстве домов используются, среди прочего, комплектные секции, в которых могут быть установлены двери и окна, а также выполнена отделка. Это делает их более тяжелыми, из-за чего для их установки иногда требуются краны. Поскольку эти секции изготавливают на заказ для индивидуального строения, их индивидуальная подгонка на сборочной площадке невозможна.
В последнее время все больше и больше используют так называемые «многослойные элементы», которые обычно крепят к каркасу, например, металлическому или деревянному. Многослойные элементы обычно состоят из изоляционного материала в середине и обшивочных материалов по обеим сторонам.
Существуют многослойные элементы, которые не предназначены для крепления к каркасу, а образуют стенку посредством крепления к другим многослойным элементам, обычно по принципу Lego.
В ЕР 0744507 А1 описан такой многослойный элемент, в изоляции которого, образующей сердцевину стенового элемента, имеются выступы на стороне, обращенной вверх, и углубления на стороне, обращенной вниз, при этом выступы и углубления соответствуют друг другу, так что при установке одного элемента на другой выступы входят в углубления, образуя соединение между элементами.
Подобное решение описано также в WO 12056394, но в нем имеются два выступа на стороне, обращенной вверх, и соответственно два углубления на стороне, обращенной вниз.
В US 006/096214 А1 описана строительная система для возведения зданий, содержащая стены из панельных элементов, изготовленных из материалов, содержащих растительные волокна, главным образом древесную стружку, и имеющих углубления для размещения стоек для несущей конструкции.
Из US 2008/0236081 А1 известен изолированный стеновой блок, состоящий их трех сегментов, из которых первый, бетонный сегмент имеет отверстие во внутренней сердцевине, в котором закрепляется второй сегмент в виде змеевидной изолированной вставки. Изоляционная вставка имеет множество губок, которые соответствуют различным зубчатым выступам на других сегментах в местах вблизи поверхности бетонных сегментов. Изолирующая вставка также содержит клиновидные отверстия, в которые входят клинья, запрессованные в устройство, для сохранения целостности блока. Изоляционная вставка имеет канавки, которые в сочетании с другими сегментами образуют желоб, сообщающийся с дренажными отверстиями, проходящими через изоляционную вставку, благодаря чему конденсат и просочившаяся вода удаляются из блока.
В US 2002/0108336 А1 описан модульный стеновой сегмент для построения стены, содержащий два наружных слоя, имеющих заданные размеры и форму и соединенных с противолежащими сторонами множества расположенных рядом блоков из ячеистого цемента. Торцевые поверхности сегментов могут иметь прорези различной конфигурации для размещения различных крепежных элементов, позволяющих крепить друг к другу множество таких сегментов с образованием модульной конструкции. Другие примеры соответствующих решений описаны в ЕР 0244312, ЕР 2025823, ЕР 2226444, ЕР 2505730, US 4833855 A, US 2014123583, IE S67536 В2, GB 897995 A, BE 1016469 А6, US 2002/0108333 А1 и GB 2135708 А. Например, в некоторых из этих решений описаны литые блоки, т.е. блоки из пенополистирола, содержащие изоляцию и имеющие форму и размеры, как увеличенный блок Lego.
Эти конструктивные решения имеют несколько недостатков. Первый недостаток состоит в том, что элемент сам по себе является самонесущим элементом, но не предназначен для создания несущих нагрузку конструкций для перекрытий, потолка и следующих перекрытий. Второй недостаток состоит в том, что обшивочные материалы соединены с изолирующим слоем, который участвует в образовании несущей нагрузку конструкции, при этом изоляция воспринимает только возможные силы давления в вертикальном направлении. Третий недостаток состоит в том, что эти элементы не могут выдерживать крутящие силы, которые могут возникать. Еще один недостаток состоит в том, что они должны быть сравнительно толстыми, чтобы иметь достаточную прочность. Кроме того, некоторые из этих известных элементов имеют проблему в отношении тепловых мостов.
Еще один недостаток заключается в том, что не предусмотрены решения, позволяющие при сборке легко перемещать эти элементы, соединять их друг другом и отсоединять друг от друга.
Другими словами, известные технические решения лучше подходят для стен, не несущих нагрузку, поскольку эти решения не отвечают требованиям, предъявляемым к современным несущим конструкциям.
ЦЕЛЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Основной целью настоящего изобретения является создание стенового блока для стеновой конструкции, в котором частично или полностью устранены указанные выше недостатки известных блоков.
Другой целью настоящего изобретения является создание стенового блока, имеющего достаточную прочность и жесткость для образования стеновой конструкции, которая может быть несущей для перекрытий и потолков/крыш.
Еще одной целью настоящего изобретения является создание стенового блока, имеющего прочность на кручение.
Целью настоящего изобретения является создание стенового блока, в котором изоляция является частью его несущей конструкции.
Еще одной целью настоящего изобретения является создание стенового блока, несущая конструкция которого образована несущими перегородками (планками), изоляцией и усиливающими элементами.
Следующей целью настоящего изобретения является создание стенового блока с как можно меньшим весом, но в то же время имеющего требуемую прочность.
Другие цели изобретения будут понятны из дальнейшего описания, чертежей и формулы изобретения.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Стеновой блок для образования стеновой конструкции, посредством которого достигаются указанные цели, описан в пункте 1 формулы изобретения. Предпочтительные варианты выполнения стенового блока описаны в остальных пунктах формулы.
Основным предметом настоящего изобретения является стеновой блок, образованный внутренней структурой/сердцевиной, которая образована вертикальными несущими перегородками (планками) и изоляционным материалом, снабженным углублениями для установки несущих перегородок (планок). Эти вертикальные несущие перегородки, которые также можно назвать планками, значительно тоньше традиционных стоек. Внутренняя структура также образована по меньшей мере одним продольным усиливающим элементом, расположенным в углублениях, выполненных в изоляционном материале и в вертикальных перегородках (планках). Вертикальные несущие перегородки, изоляционный материал и по меньшей мере один усиливающий элемент, связывающий вместе вертикальные перегородки (планки), образуют основную несущую конструкцию в стеновом блоке, а наружные сердцевины стеновых блоков, т.е. зоны стенового блока, расположенные снаружи относительно усиливающего элемента (усиливающих элементов) и содержащие изоляционный материал и вертикальные перегородки (планки), обладают дополнительными и усиливающими свойствами. Стеновой блок имеет (обычно) одну внутреннюю сердцевину и по меньшей мере одну наружную сердцевину. Одна наружная сердцевина имеется в специальных стеновых блоках, а обычный стеновой блок содержит две наружные сердцевины, по одной с каждой стороны от внутренней сердцевины.
Изоляционный материал предпочтительно имеет большую прочность на сжатие / может выдерживать большие нагрузки в вертикальном и горизонтальном направлениях.
Во внутренней сердцевине стенового блока нагрузку в горизонтальном направлении несут вертикальные перегородки (планки), при этом несущие перегородки (планки) удерживаются на месте изоляционным материалом внутренней сердцевины и связаны друг с другом усиливающим элементом (усиливающими элементами). Изоляционный материал вместе с несущими перегородками (планками) и усиливающим элементом (усиливающими элементами), (который воспринимает часть горизонтальной нагрузки) образуют стеновой блок, который является самонесущим как сам по себе, будучи отдельным блоком, так и при образовании основания для установленных на нем стеновых блоков.
Изоляционный материал вместе с несущими перегородками (планками) и усиливающим элементом (элементами) образуют конструкцию, несущую нагрузку в вертикальном направлении, и в то же время они вместе с наружной сердцевиной (наружными сердцевинами) образуют несущую конструкцию в отношении крутящих сил в отдельном стеновом блоке или в группе стеновых блоков, собранных в стеновую конструкцию.
Наружные части (наружные сердцевины) стенового блока с наружной частью (наружными частями) вертикальных перегородок (планок) и наружной частью (наружными частями) изоляционного материала, вместе или по отдельности, на каждой стороне внутренней сердцевины обеспечивают устойчивость внутренней сердцевины и дополнительно усиливают ее в отношении кручения и вертикальных сил.
Несущая способность стенового блока в горизонтальном направлении обеспечивается внутренней сердцевиной, в которой несущие перегородки предпочтительно перекрывают одна другую с обеих сторон. При этом внутренние части изоляционного материала и несущих перегородок с одним или несколькими усиливающими элементами, расположенными в углублениях в изоляционном материале и в вертикальных перегородках (планках) и связывающими между собой несущие перегородки (планки), находятся в фиксированном и устойчивом положении вместе с усиливающими элементами.
Вертикальные перегородки (планки) стеновых блоков расположены в такой конфигурации, которую предпочтительно можно разделить пополам. Таким образом, из каждого стенового блока можно получить несколько стеновых блоков, которые можно повернуть так, что каждая из продольных сторон стенового блока может быть использована как внутренняя или наружная часть стены.
Несущие перегородки (планки) могут быть расположены в разных конфигурациях или по разным схемам, при которых несущая способность в отношении горизонтальных сил является определяющей для сборной конструкции, а усиливающий элемент (усиливающие элементы) адаптирован (адаптированы) к внутренней сердцевине, расположенной рядом с наружной сердцевиной (наружными сердцевинами). При этом сборная конструкция имеет характеристики, которые не хуже, чем в решении с несущими перегородками (планками), находящимися в середине стенового блока с такими же наружными сердцевинами.
Обычный стеновой блок имеет четыре, восемь, шестнадцать и т.д. вертикальных перегородок (планок), поэтому его можно разделить, при этом конструкция несущих перегородок (планок) сохраняется вместе со стабилизирующим материалом, которым является изоляционный материал, и усиливающим элементом (усиливающими элементами).
Несущие перегородки (планки) могут быть расположены в изоляционном материале либо в плоскости, перпендикулярной к продольному направлению стенового блока, либо наклонно к этому направлению, образуя требуемую конфигурацию.
Вертикальные несущие перегородки (планки) для всех вариантов осуществления настоящего изобретения проходят в направлении ширины стенового блока на расстояние, меньшее его ширины, так что контакт между боковыми стенками (продольными сторонами) стенового блока отсутствует и исключается возможность возникновения тепловых мостов (холодных мостов). Вертикальные перегородки (планки) обычно расположены по обеим сторонам стенового блока, но для адаптации блоков они могут быть расположены только с одной стороны стенового блока. Как было указано выше, несущие перегородки (планки) проходят не на всю ширину стенового блока и, соответственно, углубления в изоляционном материале не проходят на всю ширину изоляционного материала. Это важно для исключения образования тепловых мостов, так как всегда присутствует изоляция между несущими перегородками и противоположной боковой стенкой (продольной стороной) стенового блока и поэтому в нем всегда есть участок без тепловых мостов/коридора для утечки тепла.
Кроме того, усиливающий элемент (усиливающие элементы) образуют связь между наружной сердцевиной (наружными сердцевинами) стенового блока, благодаря чему стеновая конструкция не теряет устойчивости при пожаре.
Усиливающий элемент (усиливающие элементы) уравновешивает (уравновешивают) сжимающие нагрузки между несущими перегородками (планками) во внутренней сердцевине стенового блока, если происходит смещение стеновых блоков и нарушается выравнивание несущих перегородок (планок) друг относительно друга при сборке блоков в высоту.
Усиливающий элемент (усиливающие элементы) и углубление (углубления) для них могут быть интегрированы в виде верхних лежней, нижних лежней и опорных балок над оконными или дверными зонами.
Так как усиливающие элементы), расположенные в углублениях, выполненных в изоляционном материале, образуют верхний/нижний барьеры для конденсата и конденсированной воды, то в изоляционном материале предпочтительно выполнить дренажный канал (дренажные каналы), чтобы влага не затекала внутрь конструкции, а отводилась через дренажное отверстие (дренажные отверстия), сообщающееся с дренажным каналом (дренажными каналами).
Дренажный канал (дренажные каналы) предпочтительно имеет (имеют) дренажное отверстие на каждой стороне стенового блока, что позволяет его поворачивать, так что одна ветвь дренажного отверстия будет служить для впуска воздуха, а другая для слива из части, обращенной наружу. С противоположной стороны дренажное отверстие может работать для впуска и выпуска воздуха.
Дренажный канал может быть интегрирован в верхние лежни, нижние лежни или опорные балки (вместе с усиливающими элементами и углублениями для них), включающие дренажные отверстия, а боковые части на лежне/балке предпочтительно снабжены уравновешивающими частями изоляционного материала в качестве основного лежня/балки.
В дополнение к вышесказанному, усиливающие элементы действуют как направляющие для стеновых блоков, которые нужно подсоединить к другому стеновому блоку.
Стеновой блок содержит также углубления для усиливающих элементов на верхней стороне и на нижней стороне. Углубления приспособлены к высоте усиливающих элементов, поэтому при установке одного стенового блока на другой углубление на верхней стороне нижнего стенового блока и углубление на нижней стороне верхнего стенового блока будут точно соответствовать высоте усиливающего элемента, т.е. глубина углублений равна половине общей высоты усиливающих элементов.
Усиливающий элемент (усиливающие элементы) может (могут) иметь места крепления для боковых накладок или обшивочных листов, например, в виде защелкивающегося устройства, и тогда усиливающий элемент (элементы) будет несущим элементом для крепления боковых накладок или обшивочных листов. В таком случае боковые накладки или обшивочные листы снабжены крепежными средствами с защелкивающимся устройством, которые могут проходить через сквозные отверстия или трубу в изоляционном материале к усиливающему элементу для соединения с ним. Таким путем достигается надежное крепление боковых накладок или обшивочных листов, когда их частично или полностью прижимают к стеновому блоку. Крепежные средства на боковых накладках или обшивочных листах предпочтительно расположены в конфигурации, позволяющей им перекрывать стеновые блоки разных размеров.
Как альтернатива, боковые накладки или обшивочные листы могут крепиться к стеновым блокам путем приклеивания к несущим перегородкам и изоляционному материалу или путем привинчивания к несущим перегородкам болтами.
Важная особенность настоящего изобретения состоит в том, что боковые накладки или обшивочные листы не несут никакой нагрузки или не подвергаются давлению, в противоположность уровню техники, где боковые накладки или обшивочные листы несут основную нагрузку или давление.
Усиливающий элемент (усиливающие элементы) предпочтительно изготовлен (изготовлены) с наружной поверхностью из нетеплопроводного материала для уменьшения теплового моста, а внутренняя сердцевина может состоять из различных теплопроводных материалов, при этом для крепления усиливающих элементов клей не используется.
Усиливающий элемент (усиливающие элементы) могут состоять из двух частей и образовывать защелкивающееся устройство для крепления к углублениям, расположенным в изоляционном материале и/или в несущих перегородках (планках), с целью размещения и запирания усиливающего элемента с закреплением его в горизонтальном или вертикальном направлении в зависимости от того, какое запирание требуется. Защелкивающееся устройство может быть образовано, например, так, что в углублении в изоляционном материале и в несущих перегородках на одной стороне стенового блока установлена и закреплена охватывающая часть, а охватываемая часть, которая соответствует охватывающей части для надежного крепления в ней, установлена в углублении на соответствующей стороне другого стенового блока, который нужно прикрепить к первому стеновому блоку. Таким образом, усиливающий элемент (усиливающие элементы) действуют как замок, не позволяющий расширяющемуся клею смещать отдельные блоки с места при сборке.
При перекрытии боковыми накладками или обшивочными листами различных стеновых блоков конструкция также улучшается в результате того, что улучшается горизонтальное упрочнение благодаря запиранию усиливающих элементов, а также в результате того, что боковые накладки или обшивочные листы могут быть частью несущей конструкции в отношении вертикальных и горизонтальных сил.
Чтобы стеновой блок был как можно более прочным, несущие перегородки (планки) расположены не беспорядочно и предпочтительно не расположены непосредственно одна против другой, а смещены друг относительно друга в продольном направлении стенового блока, так что они проходят с чередованием к другой стороне стенового блока. Длина несущих перегородок (планок) на одной стороне стенового блока может отличаться от длины несущих перегородок (планок) на другой стороне стенового блока. Благодаря разной длине несущих перегородок (планок) на двух сторонах стенового блока можно сдвигать тепловой мост (точку конденсации), определяемый положением усиливающего элемента, к внутренней стене или к наружной стене, в зависимости от технических условий для стенового блока. В теплых регионах часто требуется, чтобы стеновой блок не пропускал снаружи тепло, и посредством того, что протяженность несущих перегородок (планок) на наружной стороне стены больше, чем на внутренней стороне стены, можно сдвинуть усиливающий элемент и, следовательно, тепловой мост (точку конденсации) к внутренней стороне стены. Наоборот, в холодных регионах часто требуется, чтобы стеновой блок не пропускал наружный холод, что может быть достигнуто посредством того, что длина несущих перегородок (планок) на внутренней стороне стены больше, чем длина несущих перегородок (планок) на наружной стороне стены, так что усиливающий элемент и, соответственно, тепловой мост (точка конденсации) смещаются к наружной стороне стены.
Другими словами, несущие перегородки (планки) образуют группы несущих перегородок (планок), расположенных в заданной конфигурации и связанных между собой усиливающими элементами, Группы могут быть образованы либо несущими перегородками (планками) на одной стороне стенового блока, либо несущими перегородками (планками) на обеих его сторонах.
Как было указано выше, несущие перегородки (планки) могут иметь разную длину, так что образуется несколько рядов групп в дополнение к указанным группам для смещения теплового моста в стеновом блоке в направлении внутрь или наружу.
Стеновые блоки согласно изобретению могут иметь любую ширину, длину и толщину. Кроме того, при необходимости они могут содержать дополнительные продольные усиливающие элементы.
Для различного применения, например, в качестве нижнего блока, основного стенового блока, верхнего блока, концевого блока и, возможно, специального блока для перегородок между перекрытиями, стеновой блок предпочтительно может иметь разную форму.
Нижний блок соответствует описанным выше стеновым блокам, но дополнительно снабжен имеющим больший размер центральным продольным углублением на нижней стороне, приспособленным для размещения нижнего лежня, который используется для крепления стенового блока к фундаментной стене или к бетонной поверхности.
Верхний блок тоже соответствует описанным выше стеновым блокам, но дополнительно снабжен имеющим больший размер центральным продольным углублением на верхней стороне для размещения опорных балок. Верхний блок будет использоваться на обеих сторонах дверей или окон, причем опорные балки могут быть расположены над окнами или дверями и под ними. Благодаря этому конструкция будет прочной и сжимающая нагрузка уравновешивается по дверям и окнам. При установке верхних блоков над всеми дверями и окнами между ними могут быть расположены основные блоки.
Стеновые блоки могут быть выполнены как адаптивные блоки, которые будут использоваться при создании стеновых конструкций между существующими конструкциями. При совмещении с существующими верхними лежнями по достижении верха не будет места для основного стенового блока. Разделяемые пополам адаптивные блоки, либо имеющие углубление для верхнего лежня, либо благодаря тому, что их ширина адаптируется так, что верхний лежень можно разместить между ними, могут быть расположены с обеих сторон возводимой стеновой конструкции и прикреплены к верхнему лежню для завершения стеновой конструкции.
Следует отметить, что углубления для усиливающих элементов и усиливающие элементы и дренажный канал расположены внутри продольных центральных углублений.
Специальные стеновые блоки для перегородок между перекрытиями являются комбинацией верхнего и нижнего блоков, поскольку содержат центральное продольное углубление на верхней стороне и на нижней стороне стенового блока для размещения верхних лежней для окончательной стеновой конструкции и нижнего лежня для следующего перекрытия.
Следует отметить, что в связи с тем, что стеновые блоки адаптируются для лежней или балок, усиливающие элементы и углубления для них, а также дренажный канал интегрированы в виде части лежня или балки и они прикрепляются к стеновому блоку посредством указанного выше защелкивающегося устройства.
Также следует отметить, что нижние блоки соединяются друг с другом и с нижним лежнем посредством указанного выше защелкивающегося устройства и, предпочтительно, в дополнение к этому, слаборасширяющимся клеем. Соответственно, когда стеновые блоки нужно установить поверх других стеновых блоков, используются и защелкивающееся устройство, и слаборасширяющийся клей.
Что касается верхних блоков, то опорные балки крепятся к стеновым блокам с помощью указанного выше защелкивающегося устройства и с использованием слаборасширяющегося клея.
Для специальных стеновых блоков для перегородок между перекрытиями применимо то же, что и для нижнего блока, но дополнительно нижний лежень для следующего перекрытия прикрепляется к верхней стороне стенового блока посредством указанного выше защелкивающегося устройства.
Если усиливающие элементы не использовать с указанным выше защелкивающим устройством, т.е. приклеивать их к предназначенным для них углублениям, то можно применять винты, проходящие через стеновой блок в несущие перегородки стеновых блоков, расположенных ниже, или в расположенные ниже лежни, и слаборасширяющийся клей.
Стеновые блоки предпочтительно изготовлены из материалов, которые легко подгоняются на стройплощадке путем их резки до нужной длины.
Стеновые блоки согласно изобретению можно легко надстроить в двух плоскостях с образованием в месте их соединения угла заданной величины. Можно также представить, что стеновые блоки надстроены в нескольких плоскостях для образования других вариантов.
Как альтернатива этому решению, угол 90 градусов может быть получен посредством разрезания соседних блоков под углом 45 градусов. Для образования других углов блоки могут быть разрезаны под другими углами.
Стеновые блоки согласно изобретению могут быть изготовлены разной толщины и прочности, в зависимости от требований к несущей способности и изоляции. Размеры несущих перегородок (планок) могут быть выбраны в соответствии с потребностями, но в принципе их размеры увеличиваются с увеличением размеров стенового блока.
Если усиливающие элементы не имеют указанного выше защелкивающегося устройства, то, согласно изобретению, могут быть предусмотрены другие крепежные средства для разъемного крепления стеновых блоков между собой. Например, эти средства могут представлять собой специальный запорный элемент, при перемещении которого в одну сторону стеновые блоки скрепляются между собой либо в горизонтальном направлении, либо в вертикальном направлении, либо в обоих направлениях, а при перемещении в противоположном направлении происходит разъединение блоков и таким образом создается соответствующее защелкивающееся устройство, которое используется для усиливающих элементов. Это может достигаться, например, посредством специально выполненных запорного элемента и углублений в верхней и нижней или в боковых стенках стенового блока, предпочтительно в связи с запорными элементами.
Другие предпочтительные признаки и преимущества настоящего изобретения будут понятны из дальнейшего описания примеров его осуществления.
ОПИСАНИЕ ПРИМЕРОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Далее изобретение будет описано подробно со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:
Фиг. 1а изображает общий вид стенового блока согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения.
Фиг. 1b изображает более подробно стеновой блок согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения.
Фиг. 1c изображает усиливающие элементы, образующие защелкивающееся устройство.
Фиг 1d изображает сверху стеновой блок, представленный на фиг. 1.
Фиг 2а-2с изображают несущие перегородки в стеновых блоках, объединенные в группы.
Фиг 3 изображает общий вид стенового блока согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения, снабженного усиливающими элементами на торцевых сторонах.
Фиг 4а-4d изображают различные стеновые конструкции из стеновых блоков, согласно настоящему изобретению, с боковыми накладками/обшивочными листами разных размеров.
Фиг. 5а-5b изображают различные варианты выполнения стенового блока для специального использования.
Фиг. 6 изображает стеновой блок, снабженный углублениями для использования альтернативного запорного механизма соединения стеновых блоков друг с другом.
На фиг. 1а показан стеновой блок 11 согласно первому варианту осуществления изобретения, иллюстрирующему принципы настоящего изобретения, на фиг. 1b стеновой блок согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения показан подробно и фиг. 1d стеновой блок показан сверху. Стеновой блок 11 образован внутренней структурой или сердцевиной 20. Сердцевина образована вертикальными несущими перегородками 21 в виде тонких планок и изоляционным материалом 30, обладающим высокой прочностью на сжатие/способностью выдерживать большую нагрузку в вертикальном и горизонтальном направлении и имеющим углубления 31 для установки несущих перегородок 21, которые обычно приклеиваются слаборасширяющимся клеем или заливаются в изоляционный материал 30, благодаря чему прочно крепятся к нему, и одновременно создается надежное уплотнение вокруг изоляционного материала 30 и несущих перегородок 21. Подходящим изоляционным материалом 30 является, например, XPS (экструдированный полистирол), EPS (пенополистирол) или подобный материал, также известный как Styropool или пенопласт.
Внутренняя структура или сердцевина 20 также содержит по меньшей мере один продольный усиливающий элемент 40, приспособленный для размещения в углублениях 32, выполненных в изоляционном материале 30 и в несущих перегородках 21. В данном примере используются два усиливающих элемента 40 и два углубления 32. Углубления 32 и усиливающие элементы 40 соответствуют друг другу, так что при установке двух стеновых блоков 11 друг на друга углубления 32 соответствуют высоте усиливающих элементов 40. Как показано на фиг. 1а, углубления 32 в изоляционном материале 30 и в несущих перегородках 21 выполнены на верхней и нижней сторонах стенового блока 11. Во внутренней структуре нагрузку в горизонтальном направлении воспринимают несущие перегородки 21 (планки), в то время как изоляционный материал 30 удерживает несущие перегородки (планки) 21 на месте, а продольные усиливающие элементы 40 связывают их между собой, при этом усиливающие элементы 40 несут часть нагрузки в горизонтальном направлении. Таким образом, стеновой блок 11 благодаря изоляционному материалу 30 вместе с несущими перегородками 21 и продольными усиливающими элементами 40 является самонесущим, как будучи отдельным блоком, так и в случае, если он служит основанием для установленных на нем стеновых блоков, что будет описано далее.
В рассматриваемом примере несущие перегородки 21 отходят в основном перпендикулярно от соответствующей продольной стороны 12, 13 стенового блока 11 к противоположной его продольной стороне 12, 13. Размер перегородок 21 в вертикальном направлении соответствует высоте стенового блока 11, а их размер в направлении по ширине стенового блока 11 меньше расстояния между его продольными сторонами 12, 13, чтобы между продольными сторонами 12, 13 всегда находился изоляционный материал 30 во избежание образования теплового моста. Количество несущих перегородок 21 и их размеры выбираются с учетом заданных свойств/заданной прочности стенового блока 11.
Кроме того, стеновой блок 11 содержит по меньшей мере одну наружную структуру или наружную сердцевину 50, в рассматриваемом примере две наружные сердцевины 50, по одной на каждой стороне внутренней сердцевины 20. Наружная структура или наружная сердцевина 50 образована частями несущих перегородок 21 и изоляционного материала, расположенными снаружи от усиливающих элементов 40. Таким образом, наружные части несущих перегородок 21 (планок) и изоляционного материала с каждой стороны от внутренней сердцевины 20 совместно или по отдельности обеспечивают устойчивость внутренней сердцевины 20 и дополнительно усиливают ее способность противостоять скручиванию и вертикальным силам.
Способность стенового блока 11 выдерживать горизонтальные нагрузки обеспечивается внутренней сердцевиной 20 благодаря тому, что несущие перегородки 21 перекрывают друг друга в направлении ширины стенового блока 11, причем внутренние части с усиливающими элементами 40 в углублениях 32, выполненных в изоляционном материале 30 и в вертикальных перегородках 21 (планках), связывают несущие перегородки 21 (планки) друг с другом так, что они находятся в фиксированном устойчивом положении вместе с усиливающими элементами 40.
Расположение несущих перегородок 21 (планок) может иметь различную конфигурацию, при которой несущая способность в отношении горизонтальных сил является решающей для сборного узла, при этом усиливающие элементы 40 адаптируются к внутренней сердцевине 20, а сборная конструкция имеет характеристики, которые не хуже, чем в решении с несущими перегородками 21 (планками), расположенными в середине стенового блока 11 с такими же наружными сердцевинами 50.
На фиг. 2а-с представлены схематичные чертежи, раскрывающие другие признаки настоящего изобретения. Несущие перегородки 21 в изоляционном материале 30 образуют группы по меньшей мере из двух перегородок 21 на одной стороне стенового блока 11 или на обеих его сторонах, что повышает прочность блока. На фиг. 2а показаны пять различных примеров групп (отмечены пунктирными кольцами), хотя таких примеров может быть множество. На фиг. 2b показаны примеры того, как усиливающие элементы 40 участвуют в образовании групп. Продольные усиливающие элементы 40 могут проходить над группой, образованной двумя или несколькими несущими перегородками 21, расположенными на одной и той же стороне стенового блока 11, или проходить над группами несущих перегородок 21, расположенных на обеих сторонах стенового блока 11. Благодаря этому усиливающие элементы 40 изменяют точку приложения давления/нагрузки между несущими перегородками 21, образующими группы. Как показано на фиг. 2b, усиливающие элементы 40 могут проходить по всему стеновому блоку 11, над только одной группой или над несколькими группами. Усиливающий элемент 40 также делает стеновой блок более устойчивым к скручивающим силам. В большинстве случаев стеновой блок 11 имеет по меньшей мере один усиливающий элемент 40, проходящий по всей длине стенового блока 11.
На фиг. 2с показан пример групп, образованных наклонными несущими перегородками 21 с усиливающими элементами 40 и без них. Необходимо отметить, что площадь, занимаемая группами из наклонных несущих перегородок 21, больше площади, которую занимают группы из перегородок 21 на фиг. 2a-b, что делает блок 11 устойчивым в разных направлениях, поскольку группы способны воспринимать силы в двух направлениях, т.е. по горизонтали и вертикали, как показано на последнем рисунке на фиг. 2c.
Расположение несущих перегородок 21, конфигурация групп и использование усиливающих элементов 40 зависит от размера стенового блока 11 и от требований к его прочности.
В варианте осуществления изобретения, показанном на фиг. 1a-b, усиливающие элементы состоят из двух частей - охватывающей части 41 и охватываемой части 42, что хорошо видно на фиг. 1c. Охватывающая часть 41 имеет в основном форму буквы U, которая немного сужается к открытой стороне, а охватываемая часть 42 может входить в охватывающую часть 41. Например, охватываемая часть 42 имеет основание 43, в центре которого расположены два продольных упругих элемента 44. выступающих вверх от основания 43 и вниз (не показано) от основания 43 (в соответствии с охватываемой частью 42 на фиг. 1с, перевернутой на 180°). Эти упругие элементы можно сдвинуть друг к другу при приложении силы с боковой стороны и они имеют внутреннюю силу, которая заставляет их отодвигаться друг от друга и возвращаться в свое исходное положение. Соответственно, охватывающая часть 41 и охватываемая часть 42 могут быть по отдельности установлены и закреплены в углублениях 32, выполненных в изоляционном материале 30 и в несущих перегородках 21, на находящихся друг против друга сторонах стеновых блоков 11, которые нужно установить друг на друга. Например, все стеновые блоки 11 имеют в углублениях 32 на нижней стороне охватываемые части 42, а в углублениях 32 на верхней стороне охватывающие части 41, как показано на фиг. 3. Поэтому стеновой блок 11 может быть установлен на расположенный ниже блок 11, после чего на него можно установить другой блок 11 с таким же защелкивающимся устройством. Таким образом, усиливающий элемент 40, состоящий из двух частей, образует защелкивающееся устройство, позволяющее отсоединять стеновые блоки 11 друг от друга путем вытягивания одного стенового блока из другого в одном направлении и не позволяющее отсоединять стеновые блоки 11 друг от друга в другом направлении. Поэтому охватываемая часть 42 прочно закрепляется в охватывающей части 41 другого стенового блока 11 при их сборке посредством надавливания на упругие элементы 44 в направлении друг к другу. Благодаря стремлению упругих элементов 44 вернуться в их исходное положение они запирают охватываемую часть в охватывающей части 41, не позволяя ей перемещаться в вертикальном направлении. Такой замковый механизм препятствует разъединению блоков 11 в вертикальном направлении, но дает возможность перемещать их в горизонтальном направлении, так что блок 11 можно вытянуть из нижележащего стенового блока 11. В дополнение к этому такое же решение можно предусмотреть для торцевых сторон 14, 15 стенового блока 11, осуществляя запирание и в вертикальном, и в горизонтальном направлениях, так что разборка собранных стеновых блоков 11 становится невозможной. Такое решение показано на фиг. 3, где одна из торцевых сторон 14 стенового блока 11 имеет углубление 32 в изоляционном материале 30 для размещения указанной охватывающей части 41 или охватываемой части 42, что делает возможным крепление стенового блока 11 в вертикальном направлении к другому стеновому блоку 11, содержащему охватываемую часть 42 или охватывающую часть 41.
Альтернативой описанным выше усиливающим элементам 40, состоящим из двух частей, являются по существу прямоугольные усиливающие элементы 40, показанные на фиг. 6, которые приклеиваются в углублениях 32 к изоляционному материалу 30 и к несущим перегородкам 21, и возможно, к изоляционному материалу в углублениях 32 на торцевых сторонах 14, 15 стенового блока 11. Здесь усиливающий элемент 40 будет, например, приклеиваться к верхней стороне стенового блока 11, а нижняя сторона имеет углубления 32 для размещения усиливающих элементов 40, или стеновые блоки 11 имеют углубления 32 на верхней стороне, а в углублениях 32 на нижней стороне установлены усиливающие элементы 40.
На фиг. 1b показана часть стенового блока 11. В связи с тем, что в изоляционном материале 30 и несущих перегородках 21 имеются углубления 32 для усиливающих элементов 40, а усиливающие элементы 40 образуют верхний и нижний барьеры для конденсата и конденсированной воды, предпочтительно выполнить в углублениях 32 продольный дренажный канал 60, чтобы влага не проникала в конструкцию. В показанном примере имеются два продольных дренажных канала 60a-b, по одному на каждой стороне углублений 32. Кроме того, может быть предусмотрено дренажное отверстие или дренажный канал 60 с, соединяющий дренажные каналы 60а-b в углублениях 32. Для отведения влаги из конструкции наружу у дренажного канала 60, 60а-c имеются дренажные отверстия 61а-d. Дренажные каналы 60, 60а-с предпочтительно соединены с дренажными отверстиями 61а-d на каждой стороне стенового блока 11, поэтому стеновой блок 11 можно поворачивать во всех направлениях, при этом одна ветвь дренажных отверстий 61а-d служит для ввода воздуха, а другая сторона 61с-d является сливом/дренажом для части, обращенной наружу. Альтернативой дренажным каналам 60, 60а-с, закрытым усиливающими элементами 40, являются дренажные каналы 60, 60а-с, образованные трубами.
На фиг. 1b показаны элементы крепления обшивочных листов 70 к стеновым блокам 11. Согласно настоящему изобретению, усиливающие элементы 40 содержат крепежные средства (не показаны) для образования мест крепления боковых накладок 70 (обшивочных листов), например, в виде защелкивающегося устройства, и тогда усиливающие элементы 40 становятся несущим элементом для крепления боковых накладок 70. В этом случае боковые накладки 70 снабжены вставным винтом 71 с защелкой на конце, входящем в усиливающий элемент 40 через направляющую трубку 72, расположенную в изоляционном материале 30. Усиливающий элемент 40 снабжен приемным элементом для защелки боковых накладок 70 и переходит в запертое положение при полном или частичном проталкивании боковых накладок. Крепежные вставные винты 71 на боковых накладках 70 расположены в такой конфигурации, что боковые накладки 70 могут перекрывать стеновые блоки 11, имеющие одинаковые или разные размеры, как показано на фиг. 4а-4d.
Как альтернатива, боковые накладки 70 могут крепиться к стеновым блокам посредством приклеивания к несущим перегородкам 21 и изоляционному материалу 30, или крепиться болтами к несущим перегородкам 21.
На фиг. 4b-4d показаны примеры другого варианта осуществления изобретения в виде стеновых блоков 11', расположенных в двух плоскостях, которые соединены с образованием угла требуемой величины. Согласно другой альтернативе, стеновые блоки 11' могут быть расположены более чем в двух плоскостях для образования других вариантов.
На фиг. 4а-4d показан другой вариант осуществления настоящего изобретения, согласно которому верхняя сторона стенового блока 11 или его нижняя сторона или обе его стороны, верхняя и нижняя, снабжены продольным углублением 33 для размещения верхнего лежня или опорной балки или нижнего лежня. В таком варианте углубления 32 для усиливающих элементов 40 находятся внутри углублений 33. В сборной конструкции согласно таким вариантам осуществления изобретения усиливающие элементы 40 могут быть интегрированы с углублениями 32 и дренажным каналом 60, 60а-с и дренажными отверстиями 61а-d в самом лежне, а боковые части лежня содержат уравновешивающие части изоляции в качестве основного лежня. Другими словами, верхний лежень или опорная балка будут иметь охватывающую часть 41 или охватываемую часть 42, как описано выше, и могут использовать защелкивающееся устройство, как описано выше, при креплении к стеновому блоку 11.
Согласно описанным выше вариантам осуществления изобретения, стеновой блок 11 имеет вес настолько малый, насколько это возможно, причем боковые накладки или обшивочные листы 70 могут быть установлены позже и даже могут быть заменены. В то же время стеновой блок образует несущую конструкцию для здания, в противоположность существующим конструкциям, в которых стеновые блоки/стеновые элементы являются несущими для самих себя и в которых несущую конструкцию образуют боковые накладки или обшивочные листы. Кроме того, стеновой блок согласно изобретению является очень прочным в вертикальном и горизонтальном направлениях и устойчивым к крутильным колебаниям. Таким образом, стеновой блок 11, 11' согласно изобретению является устойчивым и прочным и к тому же весит настолько мало, что его может держать один человек.
При возведении стеновой конструкции 100 из стеновых блоков 11, 11' согласно настоящему изобретению предпочтительно установить нижний лежень на бетонную стену или бетонную поверхность, к которым прикрепляется нижний лежень. При использовании описанного стенового блока 11, 11' в качестве нижнего блока гарантируется правильная сборка нижних блоков и, соответственно, других стеновых блоков 11, 11', устанавливаемых на нижние блоки. Здесь также предпочтительно, чтобы усиливающие элементы 40 были интегрированы вместе с углублениями 32, а также с дренажными каналами 60, 60а-с и дренажными отверстиями 61а-d в нижнем лежне и чтобы боковые части нижнего лежня включали в себя уравновешивающие части изоляции в качестве основной балки. Другими словами, нижний лежень может содержать охватывающую часть 41 или охватываемую часть 42, как описано выше, так что он может использовать описанное выше защелкивающееся устройство для крепления к стеновому блоку 11. Тогда нижний блок 11 может быть прикреплен к нижнему лежню посредством описанного выше защелкивающегося устройства, а перед креплением нижнего блока к нижнему лежню предпочтительно использовать слабо расширяющийся клей.
С учетом окон и дверей в здании, предпочтительно, чтобы с каждой стороны окна или двери были установлены стеновые блоки 11 с проходящим по центру углублением 33 на верхней стороне стенового блока 11, так что к стеновым блокам можно прикрепить опорную балку, которая будет проходить, соответственно, над и под дверью/окном. Благодаря этому конструкция становится прочной и сжимающая нагрузка уравновешивается над дверями/окнами и под ними. Глубина углубления 33 предпочтительно равна половине высоты опорных балок. Таким образом, на таких стеновых блоках 11 могут быть установлены стеновые блоки 11 типа нижних блоков, как описано выше и показано на фиг. 4а, которые имеют на нижней стороне углубление, соответствующее половине высоты опорных балок, благодаря чему стеновые блоки 11 будут интегрированы с опорными балками. Опорные балки крепятся посредством описанного выше защелкивающегося устройства и кроме того, предпочтительно, посредством слабо расширяющегося клея.
Как альтернатива, стеновые блоки 11, 11' могут прикрепляться друг к другу или к лежням/балкам с помощью сквозных винтов и слабо расширяющегося клея, если усиливающие элементы 40 / лежни/балки не снабжены защелкивающимся устройством.
На фиг. 5а-b показаны стеновые блоки 11 согласно еще одному варианту осуществления изобретения в виде адаптивных блоков. Адаптивные блоки образованы так же, как описанные выше стеновые блоки 11, но могут быть разделены пополам, благодаря чему их можно легко устанавливать в конце на существующую крышу или каркас, где находится верхний лежень. Благодаря тому, что адаптивные блоки можно разделить пополам, их можно устанавливать с каждой стороны верхнего лежня, и таким образом можно завершить стеновую конструкцию 100. Адаптивные блоки могут быть прикреплены к верхнему лежню винтами, проходящими через продольные стороны 12, 13. Как показано на фиг. 5а, адаптивные блоки могут иметь продольное углубление/желобок 33 для установки рядом с верхним лежнем. На фиг. 5b показано другое решение, согласно которому адаптивный блок не содержит углубления/желобка, но имеет меньшую ширину. Необходимо отметить, что если желательно дополнительно усилить стену, образованную стеновыми блоками согласно изобретению, и повысить ее прочность, то можно в требуемых местах расположить опорные балки, используя указанные выше нижние и верхние блоки.
Другими словами, согласно настоящему изобретению предлагаются стеновые блоки 11, имеющие малый вес, но в то же время прочные и обладающие изоляционными свойствами. Эти стеновые блоки могут быть приспособлены для использования для внутренних и наружных стен, для стен, не несущих нагрузки, и для несущих стен. Когда стеновые блоки 11 собраны вместе, они благодаря наличию внутренних несущих перегородок образуют конструкцию, которая отвечает всем требованиям, предъявляемым к несущим конструкциям для образования крыш, перегородок между перекрытиями и перекрытий, расположенных выше. Блоки являются прочными в отношении вертикальных и горизонтальных сил и устойчивыми к кручению. Благодаря тому, что стеновые блоки могут иметь разную форму, что позволяет легко устанавливать их у нижнего лежня, верхнего лежня и опорных балок, может быть образована строительная система из стеновых блоков, которые можно легко адаптировать на строительной площадке. Благодаря тому, что стеновые блоки могут быть надстроены в нескольких плоскостях, легко получить правильные углы. Другое преимущество настоящего изобретения состоит в том, что можно использовать блоки, адаптированные для последующей установки боковых накладок/обшивочных листов разной высоты или длины, благодаря чему может быть получен различный дизайн или различная форма стены или здания. Стеновой блок можно легко разделить/разрезать для получения требуемой длины, что позволяет легко приспособить его для возможных окон или дверей и завершения других стен.
МОДИФИКАЦИИ
Изоляционный материал 30 стенового блока 11 может состоять из различных слоев, имеющих различные свойства, например, одна его часть может быть огнеупорным материалом или звукоизоляционным материалом или материалом с другими требуемыми свойствами.
Кроме того, изоляционный материал 30 на одной стороне стенового блока может проходить в продольном направлении блока 11 несколько дальше, чем на другой его стороне, для выполнения функции шпунта и паза.
Усиливающие элементы 40, т.е. охватывающая часть и/или охватываемая часть, могут выполнять функцию шпунта и паза.
На фиг. 6 показан альтернативный вариант крепления между собой стеновых блоков с использованием специально адаптированного запорного элемента, который соответствует укороченному варианту описанной выше охватываемой части 42 для защелкивающегося устройства усиливающего элемента 40. Так как углубления 201 расположены на верхней и нижней сторонах стенового блока 11, то при сборке двух стеновых блоков 11 запорный элемент будет скреплять их друг с другом в горизонтальном направлении или в вертикальном направлении или в обоих направлениях. Запорный элемент выполнен так же, как описано выше. Такое решение особенно уместно при использовании усиливающих элементов 40 без защелкивающегося устройства.