Строительная система для модуля здания
CONSTRUCTION SYSTEM FOR BUILDING MODULE

Настоящее изобретение относится к строительной системе для модуля здания, в частности, жилого помещения или гаража, главные элементы которой изготовлены из пластикового материала.
Из предшествующего уровня техники уже известна упаковка продуктов для создания сборок, изготовленных по существу из пластикового материала. В документе WO 0212077 описана бутылка, изготовленная из формованного пластикового материала, содержащая соединительное средство, так что бутылку можно соединять бок о бок с другой бутылкой при помощи такого соединительного средства, как, например, соединение «ласточкин хвост». Бутылки также можно монтировать поверх друг друга, что, таким образом, позволяет изготавливать сборки из бутылок.
Также известен документ WO 2012045061, в котором описаны устройства и контейнеры, которые являются удлиняемыми, модульными и которые могут быть сцеплены в боковом и вертикальном направлениях с другими подобными контейнерами для различных применений.
Также известны лица, предпринявшие и осуществившие строительство таких конструкций, как дома, на основе пластиковых бутылок, и в большинстве случаев бутылки размещали горизонтально.
Также известны и очень распространены традиционные строительные системы, основанные, например, на кирпичах, однако стоимость строительства остается значительной.
Более того, заявитель подал заявку на патент № СН 707115, связанную с бутылкой, приспособленной для монтажа с другими бутылками с целью изготовления конструкции. Эти бутылки имеют форму с охватываемой/охватывающей частью в форме усеченного конуса.
Заявитель также подал другую заявку на патент № СН 708086, связанную с бутылкой, содержащей в ее верхней части охватываемое цилиндрическое двойное горлышко, содержащее первое механическое стыковое средство, которое можно приводить в действие путем вращения. Нижняя часть бутылки содержит цилиндрическое двойное горлышко, содержащее второе механическое стыковое средство, которое можно приводить в действие путем вращения и которое является взаимодополняющим по отношению к указанному первому механическому средству для приведения в действие. Верхнюю часть бутылки можно стыковать с нижней частью другой бутылки за счет двойного действия охватываемого и охватывающего горлышек с целью приведения в контакт соответствующих упорных поверхностей. Бутылка имеет на своей периферии по меньшей мере одно продольное охватывающее отверстие, позволяющее вставлять промежуточный стержень, причем указанный стержень служит в качестве звена между двумя бутылками, размещенными рядом друг с другом, или между бутылкой и другим элементом конструкции с продольным охватывающим отверстием.
Эти две заявки на патенты основаны на монтаже бутылок конкретной формы с целью образования жесткой опалубки, возможно, с повышенной жесткостью и улучшенным уплотнением.
В документе WO 2016016706 описана строительная система, содержащая комплект вспомогательных элементов и комплект корпусов удлиненной формы, предназначенных для изготовления конструкции путем монтажа множества указанных корпусов со вспомогательными элементами. Корпус удлиненной формы содержит переднюю поверхность и заднюю поверхность, которые являются планарными и противоположными, верхнюю поверхность и нижнюю поверхность, которые являются планарными и противоположными, и две противоположные боковые поверхности. По меньшей мере одна из указанных двух боковых поверхностей содержит углубленную часть, в частности, кривизну в своей центральной части. Каждый корпус может быть смонтирован с другим корпусом так, что их боковые поверхности находятся между ними, и/или путем монтажа нижней поверхности одного корпуса с верхней поверхностью другого корпуса, и/или путем монтажа боковой поверхности одного корпуса с передней или задней поверхностью другого корпуса. Вспомогательные элементы представляют собой удлиненные детали, которые вставляются между и в контакте с углубленными частями двух удлиненных корпусов, смонтированными поверхность к поверхности, и которые проходят по всей высоте удлиненных корпусов или по ее значительной части. В случае полых удлиненных деталей или при взаимодействии этих удлиненных деталей со смонтированными поверхность к поверхности углубленными деталями удлиненных корпусов, удлиненные детали сами по себе определяют центральное пространство, расположенное между углубленными деталями удлиненных корпусов и в середине них. Удлиненные детали дополнительно определяют боковые пространства между боковыми поверхностями углубленных деталей удлиненных корпусов по обе стороны от удлиненных деталей.
В документах ЕР 0320745 А1 и ЕР 1321592 А1 описаны строительные системы, главные элементы которых изготовлены из пластиковых материалов, содержащие балки с прямоугольным поперечным сечением с профилями разных форм.
Более того, известны строительные системы, состоящие из деталей, изготовленных из пластиковых материалов, но которые предназначены для строительства малогабаритных моделей.
Настоящее изобретение позволяет изготовить строительную систему для модуля здания, главные элементы которой изготовлены из пластикового материала, в частности, переработанного пластикового материала, обеспечивающую очень простое и очень быстрое производство прочной конструкции.
В соответствии с настоящим изобретением эта цель достигается благодаря строительной системе для модуля здания, в частности, жилого помещения или гаража, главные элементы которой изготовлены из пластикового материала, содержащей комплект экструдированных главных балок с полым профилем, имеющих удлиненную прямолинейную форму, имеющих прямоугольное постоянное поперечное сечение и имеющих надлежащую длину. Эти главные балки приспособлены для монтажа торец к торцу с образованием прямоугольной или кубической решетчатой конструкции в форме трехмерного прямоугольного или кубического каркаса. Строительная система дополнительно содержит множество промежуточных второстепенных балок, приспособленных для монтажа между параллельными и противоположными главными балками прямоугольного каркаса, и множество плоских фасадных элементов, выполненных с возможностью вставки друг на друга между двумя смежными параллельными балками, причем каждый наружный или внутренний фасадный элемент содержит прямоугольную плоскую плиту, снабженную двумя загнутыми противоположными кромками, предназначенными для зацепления со смежными параллельными балками.
В системе согласно настоящему изобретению каждая главная балка с прямоугольным поперечным сечением содержит на своих четырех сторонах выступ, параллельный стороне и отстоящий от части стороны, расположенной в направлении ее центральной части, оставляющий отверстие в направлении каждого угла главной балки для вмещения загнутой кромки плоского фасадного элемента.
Каждая второстепенная балка содержит по меньшей мере на двух противоположных поверхностях по меньшей мере один выступ, оставляющий отверстие для вмещения загнутой кромки плоского фасадного элемента.
Предпочтительно параллельные выступы на каждой стороне прямоугольного сечения каждой главной балки проходят за смежную сторону прямоугольного сечения. Также каждая главная балка предпочтительно содержит на каждой стороне два выступа, параллельных стороне и расположенных на расстоянии от нее, причем два выступа разделены центральным отверстием.
В одном варианте осуществления второстепенные балки содержат центральную полую внутреннюю часть, предпочтительно квадратную, и выступы, проходящие по обе стороны от этой полой внутренней части, для определения на каждой стороне по меньшей мере одного отверстия для вмещения загнутой кромки плоского фасадного элемента. Предпочтительно каждая сторона полой внутренней части второстепенной балки содержит центральный выступ, ограниченный двумя боковыми выступами, определяя между ними два отверстия для вмещения загнутой кромки плоского фасадного элемента. В одном варианте осуществления два боковых выступа содержат на своем наружном торце кромку, которая загнута наружу и углублена относительно наружного торца центрального выступа на расстояние, которое соответствует толщине плоского фасадного элемента. Необязательно наружные кромки полой внутренней части содержат армирующие профили.
В системе согласно настоящему изобретению главные балки могут быть смонтированы при помощи угловых деталей, расположенных между смежными торцами главных балок. Эти угловые детали могут содержать стержень с квадратным сечением, который короче, чем главные балки, и который выполнен с возможностью вставки в торец первой главной балки. Один торец этого стержня содержит продольный паз, находящийся в центре каждой поверхности квадратного стержня и предназначенный для вмещения выступа на переходном элементе, выполненном с возможностью вставки в торец второй главной балки, которая может быть смонтирована торец к торцу с первой.
Каждая прямоугольная решетчатая конструкция в форме трехмерного прямоугольного каркаса может составлять строительный модуль, который может быть смонтирован с другим модулем, причем размеры каждого модуля составляют от 2,5 м до 4,5 м по длине и ширине стороны и от 2,5 м до 3,5 м по высоте.
Необязательно плоские фасадные элементы содержат в своих плоских плитах извлекаемые участки для создания отверстий.
В одном варианте осуществления наружный и внутренний плоские фасадные элементы содержат две плоские плиты, расположенные на расстоянии друг от друга с образованием опалубки. Плиты могут быть привинчены, прикреплены заклепками или приклеены на главные балки и второстепенные балки.
Для большей жесткости каждую балку и необязательно опалубку каждого фасадного элемента заполняют веществом, предназначенным для укрепления их конструкции, например, почвой, смешанной с придающими твердость смолой, цементом, бетоном, суглинком или любым другим веществом, придающим твердость, или даже пористым материалом, таким так жесткий пенопласт.
Предпочтительно и по экологическим соображениям строительная система изготовлена из переработанных пластиковых материалов.
Еще один аспект настоящего изобретения представляет собой способ экструзии для изготовления системы в атмосфере диоксида углерода в субкритическом цикле или с применением средства, придающего твердость.
Настоящее изобретение также относится к сборке строительного модуля здания, построенного из строительной системы согласно всем описанным ее вариантам, причем сборка содержит:
a. по меньшей мере один строительный модуль, состоящий из трехмерного прямоугольного или кубического каркаса из главных балок,
b. сборку второстепенных балок между параллельными главными балками и
c. сборку плоских фасадных элементов, вставленных между двумя параллельными балками, причем загнутые кромки фасадных элементов вставлены в указанные параллельные отверстия.
В варианте осуществления настоящей сборки второстепенные балки расположены вертикально, параллельно вертикальным главным балкам и между ними, и фасадные элементы размещены поверх друг друга между двумя вертикальными параллельными балками.
2
2
2
В такой сборке, когда элементы угловых сборок уплотнены на грунте, плоские фасадные элементы имеют стойкость к ветровой нагрузке, составляющей по меньшей мере 160 кг/м, выдерживают нагрузки на грунт, составляющие по меньшей мере 224 кг/м, и выдерживают нагрузки на верхнюю часть модуля, составляющие по меньшей мере 107 кг/м.
2
2
2
Когда второй строительный модуль размещен на первом строительном модуле, элементы угловой сборки первого строительного модуля уплотнены на грунте, плоские фасадные элементы имеют стойкость к ветровой нагрузке, составляющей по меньшей мере 182 кг/м, выдерживают нагрузки на грунт, составляющие по меньшей мере 224 кг/м, и плоские фасадные элементы второго модуля выдерживают нагрузки на верхнюю часть указанного второго модуля, составляющие по меньшей мере 107 кг/м.
В этих сборках верхняя часть модуля жилого помещения может быть сделана герметичной либо путем установки плоских фасадных элементов, либо путем размещения брезента, на который может быть нанесена полимеризационная смола, придающая указанному брезенту жесткость и водонепроницаемость.
В другом варианте осуществления верхняя часть модуля жилого помещения может быть сделана герметичной путем добавления традиционной крыши.
Указанная сборка обычно составляет элемент жилой застройки, например, гаража, дома. Поэтому настоящее изобретение также охватывает здание, в частности, жилую застройку, например, дом или гараж, содержащее такую сборку.
Признаки настоящего изобретения станут более очевидными после прочтения следующего неограничивающего описания нескольких вариантов осуществления, приведенных лишь в качестве примера, со ссылкой на схематические фигуры, на которых:
- на фиг. 1 представлен частичный перспективный вид главной балки;
- на фиг. 2 представлен частичный перспективный вид второстепенной балки;
- на фиг. 3 представлен перспективный вид детали для объединения главных балок;
- на фиг. 4А представлен перспективный вид несобранной переходной детали между главной балкой и второстепенной балкой;
- на фиг. 4В представлен перспективный вид по фиг. 4А в сборе;
- на фиг. 5 представлен перспективный вид фасадного элемента;
- на фиг. 6 представлен перспективный вид детали для объединения главной балки, например, горизонтальной балки, и другой детали для объединения главной балки, например, вертикальной балки;
- на фиг. 7 представлен перспективный вид отделочного элемента, который может быть расположен на детали для объединения главных балок;
- на фиг. 8 представлен частичный перспективный вид сборки строительного модуля согласно настоящему изобретению;
- на фиг. 9 представлен перспективный вид строительного модуля без верхней части; и
- на фиг. 10 представлены два модуля жилого помещения согласно настоящему изобретению, которые расположены поверх друг друга и снабжены окнами и дверью.
Модуль жилого помещения, изображенный на фиг. 9, главные элементы которого изготовлены из пластикового материала, содержит комплект экструдированных главных балок 1 с полым профилем, имеющих удлиненную прямолинейную форму, имеющих постоянное поперечное сечение и имеющих надлежащую длину. Эти главные балки 1 приспособлены для монтажа торец к торцу с образованием прямоугольной решетчатой конструкции в форме трехмерного прямоугольного каркаса. Множество промежуточных второстепенных балок 11, которые приспособлены для монтажа между параллельными и противоположными главными балками 1 прямоугольного каркаса. Модуль содержит множество плоских фасадных элементов 3, выполненных с возможностью вставки друг на друга между двумя смежными параллельными балками 1, 11, причем каждый фасадный элемент 3 содержит прямоугольную плоскую плиту, снабженную двумя загнутыми противоположными кромками 3А, 3В (фиг. 5), которые подлежат зацеплению со смежными параллельными балками 1, 11.
Как изображено на фиг. 1, каждая главная балка 1 имеет прямоугольное поперечное сечение, содержащее на своих четырех сторонах один или два выступа 21, параллельных стороне и расположенных на расстоянии от части стороны, расположенной в направлении ее центральной части, оставляющих в направлении каждого угла главной балки 1 отверстие 22 для вмещения загнутой кромки 3А, 3В (фиг. 5) плоского фасадного элемента 3 (фиг. 5). Параллельные выступы 21 на каждой стороне прямоугольного сечения каждой главной балки 1 проходят за смежную сторону прямоугольного сечения. В изображенном варианте осуществления каждая главная балка 1 содержит на каждой стороне два выступа 21, параллельных стороне и расположенных на расстоянии от нее, причем два выступа 21 разделены центральным отверстием 30.
Как изображено на фиг. 2, каждая второстепенная балка 11 содержит на двух противоположных поверхностях выступы 23, оставляющие отверстие 24 для вмещения загнутой кромки 3А, 3В (фиг. 5) плоского фасадного элемента 3 (фиг. 5). Второстепенные балки 11 содержат квадратную центральную полую внутреннюю часть 25 и выступы 23, проходящие по обе стороны от этой полой внутренней части 25, для определения на каждой стороне отверстия 24 для вмещения загнутой кромки плоского фасадного элемента. Каждая сторона полой внутренней части второстепенной балки 11 содержит центральный выступ, ограниченный двумя боковыми выступами 23, определяя между ними два отверстия 24 для вмещения загнутой кромки плоского фасадного элемента. В одном варианте осуществления два боковых выступа 23 содержат на своем наружном торце кромку, которая загнута наружу и углублена относительно наружного торца центрального выступа на расстояние, которое соответствует толщине плоского фасадного элемента. В этом варианте осуществления наружные кромки полой внутренней части содержат армирующие профили.
Как изображено на фиг. 3, фиг. 4А, фиг. 4В, фиг. 6 и фиг. 7, возможность монтажа главных балок друг с другом и с второстепенными балками обеспечивают угловые детали 2А, 2В, 2С, 2D.
Например, как изображено на фиг. 3, угловая деталь 2А представляет собой переходную деталь, используемую для соединения главных балок друг с другом при помощи других угловых деталей 2С (фиг. 6). Угловая деталь 2А содержит стержень 4 с квадратным поперечным сечением, который короче, чем главные балки, и который выполнен с возможностью вставки в торец первой главной балки. Один торец этого стержня содержит продольный паз 5 в центре каждой поверхности квадратного стержня 4, предназначенный для вмещения выступа на переходном элементе 2С (фиг. 6), выполненном с возможностью вставки в отверстие 5 (фиг. 3) второй главной балки, которая может быть смонтирована торец к торцу с первой.
В этом примере эта угловая деталь 2А предназначена для вертикального расположения, и главные балки, которые соединены с этой угловой деталью 2А, опираются на поддерживающее кольцо 6.
На фиг. 4А и фиг. 4В изображены детали, гарантирующие переход между главной балкой и второстепенной балкой. Эта переходная деталь разбита на три части: нижнюю часть 7, которая соединяет вертикальную главную балку с центральной частью 8, которая содержит два выступа, предназначенных для вставки во второстепенную балку. Наконец, еще одно удерживающее кольцо 9 расположено между центральной частью 8 и второстепенной балкой. Кроме того, пространство 10, созданное в этой переходной детали 2В, обеспечивает, в частности, возможность встраивания электрических кабелей или других трубопроводов в дополнение к системе вентиляции, которая будет выступать из противоположной стороны второстепенной балки в том же месте, а именно в пространстве 10 другой переходной детали 2В.
Очевидно, что строительный модуль, изображенный на фиг. 9, требует наличия отверстий для использования. Таким образом, либо можно оставить свободным все пространство, занятое плитой 3, например, с использованием средства для удерживания на месте плит 3, смежных с отверстием, либо альтернативно плита 3 содержит удаляемые участки для создания отверстий.
2
2
2
Как изображено на фиг. 10, два строительных модуля расположены поверх друг друга. В этом примере, когда сборочные элементы на углу первого строительного модуля уплотнены на грунте, плиты 3 имеют стойкость к ветровой нагрузке, составляющей вплоть до 182 кг/м, нижние плиты 3 выдерживают нагрузки на грунт, составляющие вплоть до 224 кг/м, и верхние плиты 3 второго модуля выдерживают нагрузки на верхнюю часть указанного второго модуля, составляющие вплоть до 107 кг/м.
Верхний модуль жилого помещения содержит четыре отверстия, которые выполняют функцию окон. Два малых окна 18 созданы путем вырезания двух ячеек на другой плите 3'. Два больших окна 19 созданы, например, путем вырезания двух ячеек на двух других плитах 3, установленных поверх друг друга. Нижний модуль жилого помещения имеет большое отверстие 20, служащее в качестве двери, и два малых отверстия 18, служащих в качестве окон. Дверь 20 создают, например, путем вырезания двух смежных ячеек 13 на четырех других плитах, установленных поверх друг друга. В этом примере, даже если этого не видно, общие плиты 3 между нижним модулем и верхним модулем также содержат отверстия между двумя модулями. В другой модификации, которая не изображена, доступ к верхнему модулю помещения может обеспечивать наружная лестница.
Благодаря системе согласно настоящему изобретению, можно комбинировать модули поверх друг друга, а также рядом друг с другом. Сборка угловых деталей 2А, 2С (фиг. 3 и фиг. 6) и главных балок 1 позволяет монтировать модули жилого помещения в шести направлениях, т.е. вдоль шести поверхностей прямоугольного модуля жилого помещения, и делать это с минимальным количеством деталей, поскольку угловые детали 2А, 2С обеспечивают переход между двумя строительными модулями без других промежуточных деталей.
Для большего удобства плиты 3, расположенные на расстоянии друг от друга, образуют опалубку, обеспечивающую возможность введения изоляционного материала. Также предусматривается встраивание в них электрических кабелей, и трубопровода, и второстепенно резервуара. Трубопровод можно использовать как для транспортировки воды в водораспределительный пункт, расположенный в указанном жилом помещении, так и для сброса сточных вод из указанного жилого помещения.
Верхняя часть модуля жилого помещения всегда уплотняется либо путем конкретной установки плит, либо в примере, который не изображен, путем размещения брезента, на который может быть нанесена полимеризационная смола, придающая указанному брезенту жесткость и водонепроницаемость. Такую конструкцию изготавливают с использованием балок и колонн. Каждая стойка и балка содержит отверстия, в частности, те, в которые вставляют винты, в которые вставляют трубки с поперечным сечением, соответствующим отверстиям. Эти трубки имеют достаточную длину, чтобы составлять конструкцию, которая проходит за модуль жилого помещения в достаточной степени для корректировки уклона крыши или свеса крыши в зависимости от географического положения указанного модуля жилого помещения. Таким образом, после изготовления этой конструкции для крыши один или несколько брезентов, возможно солнечных, могут быть размещены и натянуты, чтобы, например, был натянут тент навесного типа.
После натягивания брезента и придания ему формы необходимо выполнить нанесение прозрачной или окрашенной смолы, например, при помощи кисти или пульверизатора, на внутреннюю или наружную часть брезента. После полимеризации далее получается тонкая, но жесткая, и стойкая, и легко поддающаяся ремонту резиновая оболочка.
В другой модификации, которая не изображена, верхняя часть модуля жилого помещения может иметь зеленую крышу.
В изображенном примере строительный модуль содержит четыре второстепенные балки на одну поверхность, но в других модификациях каждый модуль может содержать три или даже две второстепенные балки.
Модуль жилого помещения согласно настоящему изобретению имеет преимущество, состоящее в том, что его монтаж является легким и быстрым, и он является настолько прочным, что он удовлетворяет таким стандартам несущих конструкций, как стандарт EN1991.
Во всех вариантах осуществления термин «пластиковый материал» означает любой материал, который может быть переработан (HDPE, LDPE, РР, PET, PS, ABS…). Разумеется, вполне возможно использование непереработанного пластикового материала.
Независимо от того, является ли пластиковый материал переработанным или нет, элементы модулей жилых помещений будут изготавливаться так, чтобы они обладали достаточной стойкостью для выдерживания нагрузок, характерных для жилых помещений. Таким образом, во время их изготовления детали могут предусматривать конкретные продукты или методики, способствующие их жесткости.