ПЛИТКА ЧЕРЕПИЦЫ

Данная конструкция относится к строительству, а точнее к кровельным строительным и облицовочным материалам, и может применяться для устройства водонепроницаемых металлических кровель и внешних покрытий, включая декоративные, преимущественно, при укладке и креплении плиток на гладкие опорные поверхности типа обрешетки.
Известно выполнение кровельных покрытий из плиток типа черепицы, изготовленных в виде различных конструктивных модульных элементов с применением различных материалов, например, глины, цементно-песчаной смеси, асбоцемента, стекла, пластика и металла, с использованием для их крепления и обеспечения водостока разнообразных пазов, замков, желобков, канавок, выступов, шипов, сквозных отверстий, фиксаторов и зацеплений (см., например, патенты РФ NN 20020229 (05.05.1991), 2054102 (20.12.1992), 2261310 (29.08.2002), 2184820 (16.10.2001), патенты WO 83/03864 (1983), WO 96/34161 (1996) - МПК Е04D 1/00, 1/20 и другие).
Применение кровельных покрытий из модульных элементов типа черепицы обеспечивает многообразие форм и архитектурных решений в различных вариантах кровли при ее достаточной надежности, долговечности и пожарной безопасности.
К общим недостаткам такой кровли можно отнести достаточно большой вес, стоимость, сложность крепления, возможность разгерметизации отдельных стыков между элементами и их ломкость.
Данное техническое решение направлено на повышение надежности и герметичности кровли, на уменьшение веса конструкций, на улучшение
технико-художественных и архитектурных форм и характеристик.
С учетом особенностей конструкции и достигаемого технического результата в качестве прототипа может быть рассмотрена металлическая модульная строительная плитка (элемент) кровельного покрытия, типа черепицы, выполненная в виде тонкостенной пластины с ребрами жесткости, образующими основание для крепления на опорную поверхность кровли, и содержащими боковые накрываемые или накрывающие соединительные кромки с выступами, например, в форме фланца, упора, паза или усеченного конуса, а также, включающие элементы крепления, типа замков или соединительных отверстий (см., например, описание к заявке РФ на изобретение N 94014263 от 12.04.1994, патент РФ N 2048019. Е04В 1/00).
Известное техническое решение основано на использовании модульных металлических подкрепленных пластин с аналогичными средствами монтажа и крепления для достижения близкого технического результата. Использование сплавов алюминия позволяет уменьшить вес кровли, обеспечивает технологичность и прочность такой черепицы, позволяет создавать новые оригинальные архитектурные решения и формы.
К недостаткам известного технического решения следует отнести относительную сложность замкового устройства, недостаточную герметичность соединений и надежность трехточечного крепления, например, при значительных ветровых и снежно-дождевых нагрузках, с возможностью перекосов, деформации и выпадения отдельных плиток.
Данное техническое решение направлено на повышение надежности и герметичности кровли в целом и всех соединительных швов в отдельности, на повышение надежности, жесткости и прочности крепления плиток при герметизации кровли, с возможностью снижения веса конструкций и при одновременном улучшении технико-художественных и архитектурных
форм и характеристик создаваемой кровли.
Это достигается тем, что плитка черепицы, выполнена в виде тонкостенной пластины с ребрами жесткости, образующими основание для крепления на опорную поверхность кровли и содержащими боковые накрываемые или накрывающие соединительные кромки с выступами, например, в форме фланца, упора, паза или усеченного конуса, в также, включает элементы крепления, типа замков или соединительных отверстий, что известно из прототипа, а также, тем, что в ней пластина выполнена из металла или пластика, ограничена по периметру боковыми ребрами жесткости, которые образуют ровное основание крепления на опорную поверхность кровли, и имеет каплевидную в плане форму с продольной осью симметрии с вогнутыми сходящимися накрываемыми кромками ребер в верхней ее части и с выпуклой конусообразной или многогранной выступающей и плавно убывающей по высоте накрывающей кромкой ребер жесткости в нижней части пластины, причем внешние контурные обводы которых по форме сходны или аналогичны диагонально расположенным верхним вогнутым кромкам ребер, например, дугообразной или треугольной формы, причем эти верхние кромки накрываемых частей или нижних накрывающих частей снабжены уплотнительными герметизирующими прокладками и в зонах этих прокладок на верхних ребрах жесткости или их кромках предусмотрены симметрично расположенные выступы, в которых выполнено 4 или 5 технологических отверстия для герметизации стыков и винтового крепления плиток к опорной поверхности кровли и между собой при выполнении кровли.
Кроме этого, предполагается, что пластина плитки выполнена с поперечным изгибом в средней ее части, отделяющей верхнюю вогнутую относительно оси симметрии накрываемую часть плитки от нижней
выпуклой накрывающей части.
Кроме этого, в ней возможно выполнение 3-х выступов с технологическими отверстиями крепления, один из которых имеет Т-образную форму и 2 симметричных отверстия в верхней его части, а 2 других выступа выполнены прямоугольными симметричными относительно друг друга, и имеют боковые щелевые прорези в примыкающих ребрах жесткости, а на конусообразной или многогранной выступающей плавно убывающей по высоте накрывающей кромке ребер жесткости в нижней части пластины выполнены симметричные фланцевые выступы, включая замковые выступы для вхождения в щелевые прорези вогнутых ребер.
Также, в конструкции плитки предусмотрено, что верхние кромки накрываемых частей могут быть выполнены с уплотнительными канавками равномерной глубины для размещения в них герметизирующих прокладок.
Применение указанного сочетания вогнутых и выпуклых поверхностей или их многогранных вариантов позволяет увеличить жесткость и прочность конструкции предложенной плитки (черепицы) и кровли в целом, повысить герметичность соединений и жесткость соединений, с учетом использования уплотнений, оптимизировать весовые характеристики. Дугообразные боковые ребра черепицы, в сочетании с их переменной толщиной (высотой ребер), позволяют увеличить продольно-поперечную изгибную жесткость конструкции в силу увеличения момента инерции сечения и обеспечивают более равномерное прижатие и герметизацию стыков при креплении плиток. Этому способствует образование плоской поверхности основания и предложенных элементов крепления, что также повышает технологичность и надежность работы таких покрытий. Как показали эксперименты, указанная форма плиток и многоточечное закрытое их крепление является более оптимальным с
точки зрения надежности и герметичности соединений. Новизна данной конструкции и всей совокупности указанных технических признаков подтверждена в ходе информационных поисков при определении технического уровня, а промышленная применимость подтверждена в ходе экспериментов.
Таким образом, данная совокупность технических признаков и конструктивное выполнение предложенной модульной плитки черепицы, с учетом особенностей ее формы, исполнения элементов уплотнения и крепления, значительно отличается от прототипа и известных разработок и позволяет получить дополнительный технический результат, что соответствует требованиям к полезным моделям.
Предложенное техническое решение иллюстрируется некоторыми примерами реализации, которые достаточно наглядно демонстрируют его особенности.
На фиг.1 показана предложенная каплевидная плитка черепицы с конусообразной кромкой (общий вид сверху на внешнюю лицевую сторону в варианте 1); на фиг.2 показан вид А (фиг.1) на черепицу сбоку; на фиг.3 условно показан поперечный разрез плитки В-В по оси симметрии; на фиг.4 условно показан вид С (выносной элемент фиг.2) на верхнюю накрываемую кромку ребра; на фиг.5 показано сечение D-D (фиг.1) крепления плитки; на фиг.6 та же плитка в варианте 1 показана объемно с 2-х сторон; на фиг.7 объемно показан участок кровли из 4-х скрепленных плиток варианта 1; на фиг.8 показан вид снизу на участок кровли фиг.7 варианта 1;на фиг.9 объемно показан участок кровли из 4-х скрепленных плиток варианта 2 (внешний вид), на фиг.10 объемно с 2-х сторон показана плитка варианта 2 с многогранной кромкой.
Предложенная модульная плитка черепицы выполнена в виде тонкостенной металлической или пластиковой пластины 1, которая имеет в
плане условно каплевидную (или грушевидную) форму с продольной осью симметрии, и ограничена по всему периметру боковыми верхними и нижними ребрами 2 и 3 жесткости (соответственно), преимущественно, конусообразной или многогранной формы. В средней части плитки может быть выполнено поперечное относительно оси симметрии среднее разделительное ребро 4, например, в виде небольшого поперечного изгиба пластины 1 по дуге с радиусом R. При этом, верхние ребра 2, которые при укладке кровли находятся вверху, выполнены вогнутыми сходящимися с накрываемыми верхними кромками 5 ребер, а нижние ребра 3 имеют выпуклую конусообразную или многогранную выступающую и плавно убывающую по высоте накрывающую нижнюю кромку 6 ребер, и их внешние контурные обводы по форме подобны диагонально расположенным верхним вогнутым кромкам 5. Это обеспечивает их достаточно плотное прилегание и контакт при установке с другими плитками кровельного покрытия. Для соблюдения модульности и сборки кровельного покрытия каждая плитка черепицы выполнена взаимозаменяемой симметричной и в ней на накрываемых кромках 5 предусмотрены симметричные выступы 7 (полки) Т-образной формы, преимущественно, с двумя центральными симметричными технологическими отверстиями 8 и симметричные прямоугольные выступы 9 (полки) с одиночными отверстиями 10 для крепления плиток к опорной поверхности кровли и между собой, например, винтами-саморезами (не показаны). То есть, в основном варианте, каждая плитка имеет по 4 симметричных отверстия, которые расположены в виде равнобочной трапеции в верхней (сходящейся) части пластины 1. Высота трапеции L и основание И определяют поперечный и продольный шаг крепления плиток. Возможны варианты и с 5 точками крепления.
Кроме этого, для надежной герметизации стыков каждая плитка снабжена герметизирующими прокладками 11, в основном из морозостойкой резины, которые размещают по периметру пластины 1 по стыку ребер, например, на их плоских поверхностях кромок 5 или 6 или в специальных канавках 12 равномерной глубины, выполненных в этих кромках. Возможен вариант, при котором уплотнительные герметизирующие прокладки 11 располагают в открытых снизу канавках, выполненных в накрывающих выпуклых кромках 6 нижних ребер 3 (не показаны). Для удобства и надежности крепления плиток друг к другу в них верхние ребра 2 имеют боковые щелевые прорези 13, а на конусообразной или многогранной выступающей кромке ребер 3 жесткости в нижней части пластины выполнены симметричные фланцевые выступы 14 для образования соединения по типу замка (не показан) при вхождении в щелевые прорези 13 ребер 2. При этом, для установки плиток на опорную поверхность кровли, например, на обрешетку (фиг.6 и 7), предусмотрено что ребра 2 с кромками 5 и ребра 3 с кромками 6 образуют общую по нижнему периметру плитки плоскую поверхность 15 крепления.
Установку кровли производят следующим путем. Предварительно измеряют размеры и особенности поверхности кровли. Далее с помощью вычислительной техники создают расчетную модель и на основании этой модели рассматривают и оптимизируют различные варианты перекрытия. На основании полученной модели из дерева или металла изготовляют каркас и тщательно выровненную стропильную конструкцию основания кровельного покрытия, например, в виде гладкой сплошной поверхности или, обычно, в виде облегченной ячеистой продольно-поперечной обрешетки, преимущественно с горизонтальным положением основных опорных обрешетин, которые располагают на расстоянии шага черепицы. Так, в стандартном варианте применения металлочерепицы монтаж
производят на шаговую гладкую деревянную обрешетку сечением 30×100 мм, выполненную из хвойных пород дерева с влажностью не более 20%, или рамную конструкцию из стального, преимущественно, П-образного профиля. Шаг обрешетки принимают равным расстоянию между боковыми и верхними крепежными отверстиями. Если кровля содержит ендовы, то до монтажа обрешетки необходимо смонтировать нижние элементы ендовы.
При любых вариантах кровли желательно достигать гладкости обрешетки с допустимым перепадом высот соседних обрешетин не более 2 мм от плоскости. Причем плоскость скатов не должна иметь существенных провалов или выпуклостей.
Монтаж обрешетки ведется снизу-вверх. Нижняя обрешетина закрепляется по краю карнизного свеса, а последующие - параллельно ей с постоянным контролем шага. Монтаж черепицы начинается с установки карнизных листов по всей длине карнизного свеса. Для этого карнизные листы заранее изготовляют с отверстиями для зацепления этих листов между собой и на обрешетке. В этих листах выполняют предварительную разметку, по типу шаблона, для расчетной установки нижнего ряда плиток. Далее, определяя расчетную горизонталь по карнизному свесу, устанавливают вдоль карниза ряд карнизных листов с нанесенной разметкой и по этой разметке устанавливают на листах нижний ряд плиток черепицы, обычно начиная с средней и перемещаясь в обе стороны от нее до расчетных краев кровли. Каждую соседнюю плитку накладывают на соответствующую накрываемую кромку 5 ранее установленной плитки с размещением в зоне стыка герметизирующей прокладки 11, например, в канавках 12, и производят крепление плиток винтами-саморезами, которые устанавливают в технологические отверстия 8 и 10, по возможности начиная с боковых отверстий 10. Так последовательно, заполняя ряд за
рядом, производят укладку и крепление всех плиток, постоянно контролируя точность установки относительно линии карниза и вертикали к ней, а также, качество герметизации образованных стыков. Этому способствует и определенный эффект самовыравнивания плиток, закрепленных по типу маятникового подвеса.
Качественно выполненный монтаж карнизного ряда и первого ряда черепицы в значительной мере определяет точность монтажа всей кровли в целом. Использование предложенных плит черепицы позволяет повышать прочность, герметичность и надежность кровли, так как предложенная конструкция, с учетом формы и метода крепления, обладает большей жесткостью на сдвиг, изгиб и кручение в отношении к произвольным случайным ветровым, дождевым и снеговым нагрузкам, обеспечивая герметичность образованных стыков. При этом упругие герметизирующие прокладки дополнительно уменьшают теплопередачу, распределяют и демпфируют шумовые нагрузки, что позволяет расширить технические возможности и получить дополнительные преимущества в предлагаемых конструкциях кровли, включая оригинальный дизайн.