ГИБКОЕ КРЕПЕЖНОЕ УСТРОЙСТВО, СЭНДВИЧ-ПАНЕЛЬ И УЧАСТОК СТЕНЫ, ИХ СОДЕРЖАЩИЙ
FLEXIBLE FASTENING DEVICE, SANDWICH PANEL AND PART OF WALL CONTAINING THEM

Предмет изобретения
Предметом изобретения является крепежное устройство, в частности для прикрепления сэндвич-панелей к балкам или соответствующим конструктивным фрагментам.
Предметом изобретения является также сэндвич-панель, содержащая по меньшей мере один изолирующий слой термоизолирующего материала.
Помимо этого, предметом изобретения является участок стены, содержащий по меньшей мере одну сэндвич-панель согласно изобретению, закрепленную на балках или соответствующих конструктивных фрагментах.
Уровень техники
Для того чтобы предотвратить, в особенности на внешних стенах, прогибание многослойных элементов относительно балок или других конструктивных фрагментов по причине изменений температуры и подсоса ветра, сэндвич-панели обычно закрепляют на балках или конструктивных фрагментах посредством монтажных шурупов, проникающих в многослойный элемент. Этот способ, однако, не учитывает кривизну или деформацию пола, вызываемую, например, переменной нагрузкой на пол. Это может привести к деформациям в сэндвич-панели (например, панели из минеральной ваты, имеющей сердцевину из минеральной ваты, расположенную между двумя элементами обшивки из листового металла) и ее обшивке. Кроме того, монтажные шурупы, проникающие в многослойный элемент, привносят с собой риск утечки тепла и могут в то же время нарушать эстетическое впечатление в целом.
Раскрытие изобретения
Для того чтобы избежать описанных выше проблем, присущих уровню техники, крепежное устройство согласно изобретению отличается тем, что оно содержит по меньшей мере одну пластину, имеющую по меньшей мере один паз, причем пластина выполнена с возможностью прикрепления неподвижным образом к поверхности сэндвич-панели, и содержит по меньшей мере один по существу L-образный профильный элемент, имеющий по меньшей мере один фиксатор, входящий в паз пластины, при этом профильный элемент выполнен с возможностью прикрепления неподвижным образом к балкам или соответствующему конструктивному фрагменту, в котором, когда фиксаторы профильного элемента введены в пазы пластины, указанная пластина и указанный профильный элемент обладают взаимной подвижностью относительно друг друга в продольном направлении пазов, при этом их относительное перемещение в направлении, перпендикулярном основной поверхности пластины, ограничено или по существу полностью блокировано.
Пазы на пластине могут быть открытыми или закрытыми.
Под выражением "закрытый паз" или "закрытые пазы" в данном изобретении следует понимать пазы, обеспечивающие возможность извлечения фиксирующего приспособления, помещенного в них, только в своем продольном направлении. Под выражением "открытый паз" или "открытые пазы" в данном изобретении следует понимать пазы, обеспечивающие возможность извлечения фиксирующего приспособления, помещенного в них, не только в своем продольном направлении, но также по меньшей мере в одном направлении в плоскости, перпендикулярной продольному направлению пазов, например, таким образом, что пластина, имеющая открытые пазы, и профильный элемент, параллельные друг другу и перпендикулярные продольному направлению пазов, могут быть в одном направлении поднесены друг к другу и фиксированы между собой, а в противоположном направлении отсоединены друг от друга, когда пластина и профильный элемент не прикреплены к каким-либо другим предметам, например балкам или сэндвич-панелям.
Закрытые пазы предпочтительно представляют собой, например, Т-образные пазы или пазы в форме ласточкиного хвоста. В предпочтительном варианте реализации открытые пазы, а также фиксаторы, имеют в своем продольном направлении по существу L-образное сечение.
В предпочтительном варианте реализации крепежного устройства согласно изобретению пластина со своей тыльной стороны снабжена клеем или двусторонней лентой, защищенной съемным защитным материалом (например, защитной бумагой).
В предпочтительном варианте реализации крепежного устройства согласно изобретению профильный элемент является по существу L-образным. Профильный элемент может также быть по существу J-образным при условии, что его фиксаторы образуют L-образное сечение.
Многослойный элемент согласно изобретению отличается тем, что в верхней части одной поверхности указанной сэндвич-панели прикреплена по меньшей мере одна пластина, имеющая по меньшей мере один паз, причем указанная пластина предназначена для закрепления сэндвич-панели посредством профильного элемента, имеющего по меньшей мере один фиксатор, входящий в паз пластины, при этом профильный элемент выполнен с возможностью прикрепления неподвижным образом к балкам или к соответствующему конструктивному фрагменту посредством шурупов или соответствующих крепежных приспособлений, причем указанная пластина и указанная профильный элемент по существу фиксируют сэндвич-панель в положении, перпендикулярном к поверхности сэндвич-панели, за счет того, что их относительное перемещение перпендикулярно основной поверхности пластины ограничено или по существу полностью блокировано, но обеспечена возможность смещения сэндвич-панели относительно балки или соответствующего конструктивного фрагмента в продольном направлении пазов.
В многослойном элементе согласно изобретению пазы пластины являются закрытыми или открытыми. Закрытые пазы пластины представляют собой предпочтительно Т-образные пазы или, например, пазы в форме ласточкиного хвоста. В предпочтительном варианте реализации открытые пазы, а также фиксаторы имеют в своем продольном направлении по существу L-образное сечение.
В предпочтительном варианте реализации сэндвич-панели согласно изобретению пластина прикреплена к поверхности сэндвич-панели посредством клея или двусторонней ленты. Пластина может дополнительно быть неподвижно присоединена к поверхности сэндвич-панели посредством заклепок или других соответствующих крепежных приспособлений, которые могут проникать в обшивку или поверхностный слой панели. Пазы пластины, например, представляют собой Т-образные пазы или пазы в форме ласточкиного хвоста.
В предпочтительном варианте реализации многослойного элемента согласно изобретению профильный элемент является по существу L-образным. Профильный элемент может также быть по существу J-образным, при условии, что его фиксаторы образуют L-образное сечение.
В предпочтительном варианте реализации многослойного элемента согласно изобретению многослойный элемент содержит только один изолирующий слой термоизолирующего материала. Этот изолирующий слой содержит минеральную вату и помещен между двумя элементами обшивки из листового металла и неподвижно к ним присоединен. Вместо минеральной ваты в качестве термоизолирующего материала в изолирующем слое (слоях) может также быть использован любой другой изолирующий материал, имеющий величину лямбда (λ-величину), например, меньше чем 0.1 W/(m·K).
Участок стены согласно изобретению содержит по меньшей мере одну сэндвич-панель по любому из пп.7-14, причем сэндвич-панель закреплена на балках или соответствующем конструктивном фрагменте, таким образом, что каждая пластина посредством имеющихся в ней пазов присоединена к профильному элементу, имеющему по меньшей мере один фиксатор, входящий в пазы пластины, причем профильный элемент прикреплен к балкам или к соответствующему конструктивному фрагменту, в результате чего указанная пластина и указанный профильный элемент по существу фиксируют сэндвич-панель в положении, перпендикулярном к поверхности сэндвич-панели, за счет того, что их относительное движение перпендикулярно основной поверхности пластины ограничено или по существу полностью блокировано, но обеспечивают возможность смещения сэндвич-панели относительно балок или соответствующего конструктивного фрагмента в продольном направлении пазов.
В предпочтительном варианте реализации участка стены согласно изобретению пазы проходят в своем продольном направлении по существу вертикально и тем самым обеспечивают возможность вертикального смещения конструкции пола относительно участка стены.
Согласно изобретению количество пластин, имеющих пазы, на один многослойный элемент составляет по меньшей мере одну. Если используется только одна пластина, она может проходить подобно ленте поверх одного поверхностного слоя (например, поверхности листового металла) по всей ширине или длине сэндвич-панели. Пластина также может быть значительно более короткой. Когда используют несколько пластин, они могут быть расположены на равных расстояниях друг от друга по линии, проходящей по всей поверхности сэндвич-панели. Пластины могут также быть расположены в группах, например, из трех пластин, таким образом, что расстояние между пластинами в одной группе равно расстоянию между каждой группой, но больше, чем расстояние между пластинами в одной группе. Пазы в пластинах предпочтительно длиннее, чем фиксаторы по существу L-образных профильных элементов, таким образом, что они, в случае вертикального смещения, например, пола, не вывинчиваются из пазов пластин.
2
Как уже упомянуто выше, согласно изобретению предпочтительно, чтобы открытые пазы, а также фиксаторы имели в своем продольном направлении по существу L-образное сечение. Преимущество этого варианта реализации состоит в том, что достигается закрепление сэндвич-панелей, при котором имеется допуск в направлении наружу примерно на 5 мм. Пластина и профильный элемент тем самым фиксируют сэндвич-панель по существу в положении вертикально относительно поверхности сэндвич-панели за счет того, что их относительное движение перпендикулярно основной поверхности пластины ограничено таким образом, что в точках закрепления обеспечено движение сэндвич-панелей примерно на 5 мм наружу относительно несущей конструкции. При строительстве (например, стены или крыши) это означает на практике, что нагрузки, вызываемые деформацией панелей по причине разницы температур между внешней и внутренней сторонами панелей, уменьшаются. Мера этого уменьшения зависит от протяженности (длины панели) и толщины панели. Оно может быть примерно около 1 кН/м на кромку балок, т.е. 100 кг нагрузки на метр. Для элемента это означает, что он либо остается без прогиба (излома), либо прогибается. Следует отметить, что нормальная ветровая нагрузка составляет всего лишь 0,6 кН/м, если здание имеет высоту примерно 10 м в Финляндии и Швеции, следовательно, это обстоятельство является очень важным.
Кроме того, описанный выше вариант реализации обеспечивает возможность изготовления только одного инструмента для пластины, а также для предпочтительно по существу L-образного профильного элемента (который изгибается посредством элемента, соответствующего пластине), а не двух, как при использовании Т-образных пазов или пазов в форме ласточкиного хвоста.
Изобретение позволяет реализовать закрепление сэндвич-панелей, например, сэндвич-панелей, содержащих сердцевину из минеральной ваты между двумя элементами обшивки из листового металла, причем закрепление является гибким в вертикальном направлении, но по существу фиксирует сэндвич-панель в направлении, перпендикулярном к поверхности сэндвич-панели, за счет того, что относительное движение указанной пластины и указанного профильного элемента перпендикулярно основной поверхности пластины ограничено или по существу полностью блокировано (что предотвращает выгибание сэндвич-панели относительно балок или соответствующего конструктивного фрагмента). Закрепление может быть использовано для закрепления однопролетных панелей, а также многопролетных панелей при наличии промежуточных поддерживающих элементов (колонн и брусов) без наличия монтажных шурупов, проникающих в сэндвич-панели.
Под термином "сэндвич-панель" следует в настоящем изобретении понимать, наряду с другими, многослойные крыши и стеновые фасадные панели, а также многослойные потолки и внутренние стеновые панели, содержащие по меньшей мере один слой изолирующего материала. Сэндвич-панели, содержащие сердцевину из минеральной ваты, помещенную внутри и прикрепленную к двум поверхностным слоям или элементам обшивки из тонкого листового металла, могут также быть упомянуты в качестве примеров таких сэндвич-панелей. Компоненты сэндвич-панели предпочтительно связаны друг с другом таким образом, что они образуют поддерживающую композитную панель (композитный элемент). Сэндвич-панель согласно настоящему изобретению должна также удовлетворять определенным минимальным величинам прочности при растяжении и прочности при сжатии, необходимым для того, чтобы избежать отделения в ней различных слоев, тогда как тенденции сэндвич-панели к изгибанию противодействует крепежное устройство согласно изобретению.
Осуществление изобретения
В последующем описании изобретение будет раскрыто более подробно посредством примеров со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:
на фиг.1 представлено схематическое изображение в аксонометрии варианта реализации пластины и профильного элемента крепежного устройства согласно изобретению с закрытыми пазами пластины,
на фиг.2 представлено схематическое изображение в аксонометрии варианта реализации участка стены, согласно изобретению закрепленного на балках,
на фиг.3 представлено схематическое изображение в аксонометрии другого варианта реализации пластины и профильного элемента крепежного устройства согласно изобретению с открытыми пазами пластины,
на фиг.4 представлен схематический вид крепежного устройства согласно фиг.3 на виде снизу,
на фиг.5 представлен схематический вид крепежного устройства по фиг.3 на виде сбоку,
на фиг.6 представлен схематический вид сбоку другого варианта реализации участка стены, согласно изобретению содержащего многопролетную панель, закрепленную в колонне, и
на фиг.7 проиллюстрировано в разрезе на виде сверху, как участок стены фиг.6 закреплен в колонне.
Фиг.7 раскрывает вариант реализации гибкого крепежного устройства, согласно изобретению предназначенного, например, для легкой сэндвич-панели Paroc, причем крепежное устройство использует высокую прочность при растяжении и прочность при сжатии этих панелей (см. таблицу 1 ниже, где приведены примеры минимальных величин). Крепежное устройство содержит пластину 3, имеющую пять идентичных параллельных Т-образных пазов 7, и по существу L-образный профильный элемент 4, снабженный пятью идентичными фиксирующими приспособлениями 8, имеющими в сечении Т-образную форму, с тем, чтобы их можно было вставить в пазы 7 для того, чтобы по существу не допускать какое-либо относительное перемещение пластины 3 и профильного элемента 4, за исключением относительного смещения пластины относительно профильного элемента в продольном направлении пазов 7. В примере на фиг.1 пазы выполнены на равном расстоянии друг от друга, но они могут также быть выполнены на разном расстоянии друг от друга. На фиг.1 по существу L-образный профильный элемент 4 снабжен фиксирующим приспособлением 8 на внешней поверхности как на более короткой, так и на более длинной перекладине L-образного элемента, но, в принципе, достаточно, когда имеется фиксатор на внешней поверхности только одной из перекладин, и, предпочтительно, на более короткой перекладине.
Таблица 1
Примеры минимальных величин прочности при растяжении и прочности при сжатии для сэндвич-панели согласно изобретению
Пример минимальных величин прочности при растяжении, кН/м<sup>2</sup>
Пример минимальных величин прочности при сжатии, кН/м<sup>2</sup>
100
40
На фиг.1 паз 7 пластины 3 имеет Т-образный профиль сечения, но пазы 7 могут представлять собой, например, в альтернативном варианте так называемые пазы в форме ласточкиного хвоста, в результате чего фиксирующее приспособление профильного элемента будет выполнено таким образом, чтобы иметь ответное сечение для того, чтобы по существу не допускать какое-либо относительное перемещение пластины 3 и профильного элемента 4, кроме относительного смещения пластины относительно профильного элемента в продольном направлении пазов 7. На фиг.1 количество пазов 7 в пластине 3 и фиксирующих приспособлений 8 в профильном элементе равно пяти, но количество может, в зависимости от размеров пластины, также быть различным, например 1-10 пазов на одну пластину. Пластина 3 и профильный элемент 4 предпочтительно изготовлены независимым образом, как одна деталь, посредством прессования соответствующего металла, например, стали или алюминия, с получением необходимой формы.
Крепежное устройство по фиг.1 может быть использовано, например, для прикрепления сэндвич-панелей к промежуточным балкам, подвергающимся риску деформации по причине нагрузки. Пластина 3 и профильный элемент 4 крепежного устройства затем устанавливают таким образом, чтобы пазы 7 пластины в ее продольном направлении были вертикальными. В результате достигается закрепление сэндвич-панели, при котором закрепление является вертикально гибким/подвижным, но фиксированным в горизонтальном направлении (предотвращается выгибание сэндвич-панели относительно балок или других конструктивных фрагментов). Пластина 3 с пазами 7 крепежного устройства приклеивается к поверхности панели, фиксаторы 8 профильного элемента 4 вставляют в пазы пластины и прикрепляют к балкам или другим конструктивным фрагментам, например, колонне или брусу. Крепежное устройство может также быть использовано для закрепления многопролетных панелей к промежуточным поддерживающим элементам (колоннам и брускам) без использования проникающих монтажных шурупов. Для того чтобы крепежное устройство выдерживало силы (F) растяжения до 5000 Н, пластина 3 и по существу L-образный профильный элемент 4 из алюминия или стали должны иметь определенную минимальную толщину стенки. Эта минимальная толщина стенки зависит частично от количества пазов, и в примере фиг.1, в котором пять пазов распределены на пластине с равномерными интервалами между ним на длине 300 мм и ширине 200 мм, минимальная толщина стенки составляет 2.5 мм.
Фиг.2 иллюстрирует то, как сэндвич-панель 1 (присоединенная к нижней и верхней сэндвич-панелям посредством шпунтового соединения), содержащая, например, сердцевину из минеральной ваты 13, расположенную между двумя листами 2, 7 металла (например, листами алюминия или стали), закреплена на горизонтальной балке 5 посредством четырех идентичных пластин 3, 3′, 3′′, 3′′′, каждая из которых имеет четыре паза и прикреплена к поверхности "внутреннего" листа 2 металла, расположенного на сэндвич-панели 1, и четырех идентичных по существу L-образных профильных элементов 4, 4′, 4′′, 4′′′, имеющих четыре фиксатора, причем четыре по существу L-образных профильных элемента закреплены на верхней поверхности 6 балки 5 посредством шурупов (и соответствующих отверстий для шурупов, имеющихся по существу в L-образном профильном элементе). В этом примере пазы благодаря своей форме называются пазами в форме ласточкиного хвоста, а фиксаторы, предусмотренные по существу на L-образных профильных элементах 4, 4′, 4′′, 4′′′, имеют ту же форму в сечении. Пластины 3, 3′, 3′′, 3′′′ прикреплены к сэндвич-панели 1 посредством клея или двусторонней ленты с гладкой тыльной стороны пластин (клей/двусторонняя лента не изображены). Кроме того, пластины 3, 3′, 3′′, 3′′′ между пазами могут опционально быть снабжены отверстиями для крепежных приспособлений, например для заклепок или шурупов, которые дополнительно могут усилить соединение пластин с панелью. Этим крепежным приспособлениям не требуется, однако, проникать в панель насквозь, а только напрямую на глубину с внутренней стороны (стороны, расположенной ближе всего к минеральной вате) внутреннего листа 2 металла. Эти крепежные приспособления не являются необходимыми, поскольку клея или двусторонней ленты достаточно для того, чтобы выдержать горизонтальные силы растяжения 5000 Н.
Фиг.3 раскрывает другой вариант реализации крепежного устройства согласно изобретению, в котором пластина 33 имеет открытые пазы 77, сечение которых в продольном направлении пазов является по существу L-образным, имея при этом более короткую и более длинную перекладину. Более длинная "перекладина" L-образного элемента проходит наружу перпендикулярно основной поверхности пластины 33, а более короткая "перекладина" буквы L проходит наружу относительно более длинной перекладины параллельно основной поверхности пластины 33. Фиксатор 8 по существу L-образного профильного элемента 44 имеет форму, за исключением изогнутого участка 11 профильного элемента 44, идентичную пазам 77 пластины 33. Поскольку пазы 77 являются открытыми (имеют форму по существу L-образного профильного элемента), как пластина 33, так и профильный элемент 44 (до придания ему L-образной формы 44) могут быть изготовлены посредством одних и тех же устройств. Пластина 33, а также профильный элемент 44 имеют отверстия 10 и 9 для шурупов, обеспечивающие возможность закрепления посредством шурупов или соответствующих крепежных приспособлений (не изображены) в сэндвич-панели и несущей конструкции, соответственно. На изогнутом участке 11 фиксатора 11 профильного элемента 44 отсутствует более короткая "перекладина" профильного элемента.
На фиг.4 можно видеть, что пазы 77 пластины 33 и фиксаторы 88 профильного элемента 44 фиксированы между собой. Пластина 33 и профильный элемент 44 посредством отверстий 10 и 9 привинчиваются с помощью шурупов к сэндвич-панелям и несущей конструкции соответственно таким образом, что соответствующий паз 77 и соответствующее фиксирующее приспособление 88 входят друг в друга таким образом, что более короткая перекладина L-образного профиля соответствующего фиксатора расположена перпендикулярно более длинной перекладине L-образного профиля соответствующего паза 77 и наоборот. Поскольку пространство между более короткой перекладиной L-образного профиля соответствующего фиксатора 88 и основной поверхностью профильного элемента 44 больше, чем толщина более короткой перекладины L-образного профиля соответствующего паза 77, то имеется свободное пространство (например, 5 мм) для относительного движения пластины 33 и профильного элемента 44 навстречу и в противоположные стороны в плоскости, перпендикулярной основной поверхности пластины 33 и основной поверхности более короткого конца профильного элемента, прикрепленного к пластине 33.
Поскольку пластина 33 прикреплена к закрепленной сэндвич-панели, а профильный элемент 44 прикреплен к закрепленной несущей конструкции, крепежное устройство согласно фиг.3 и 4 не может рассоединиться, даже если пазы 77, а также фиксаторы 88 открыты в одном направлении. В связи с этим крепежное устройство по фиг.3 и 4 обеспечивает возможность того, что, когда фиксаторы профильного элемента введены в пазы пластины, пластина 33 и L-образный профильный элемент 44 обладают только возможностью перемещения относительно друг друга в продольном направлении пазов, при этом их относительное перемещение перпендикулярно основной поверхности пластины ограничено пространством между более короткой перекладиной L-образного профиля соответствующего фиксирующего приспособления 88 и основной поверхностью профильного элемента 44 (участка, параллельного пластине 33).
Фиг.5 раскрывает схематический вид сбоку варианта реализации по фиг.3 и 4. На этой фигуре показано, что L-образный профильный элемент 44 на изогнутом участке 11 имеет скругленное ребро между короткой и длинной перекладинами L-образного элемента 44.
На фиг.6 проиллюстрировано на виде сбоку, как вертикально расположенная так называемая многопролетная панель 1 (в этом случае стеновая панель) закреплена на колонне 55 (имеющей здесь квадратное сечение) посредством крепежного устройства согласно изобретению, в этом случае пластины 33 и L-образного профильного элемента 44, обеспечивающие закрепление без использования монтажных шурупов, проникающих в сэндвич-панель 1. Каждая пластина 33 прикреплена к сэндвич-панели 1 с внутренней ее стороны частично посредством двусторонней ленты (не изображена) с тыльной стороны пластины и частично посредством заклепок (не изображены). Каждый соответствующий L-образный профильный элемент 44 прикреплен таким же образом, что и пластина 33, посредством двусторонней ленты (не изображена) и шурупов 12 к колонне 55. Пластина 33 примыкает к панели 1 таким образом, что указанная пластина и более короткая перекладина L-образного профильного элемента 44 размещены между панелью 1 и колонной 55, при этом более длинные перекладины L-образного профильного элемента 44 расположены на двух противоположных вертикальных стенах колонны 55, причем плоскости поверхности этих стен проходят по существу вертикально и одновременно по существу перпендикулярно к плоскости поверхности больших поверхностей панели. На фиг.6, на которой иллюстрируется только участок сэндвич-панели 1, изображены две пары пластин 33 вместе с L-образным профильным элементом 44. Количество пластин 33 с соответствующими профильными элементами 44, которые должны быть закреплены на одной сэндвич-панели 1, зависит от размеров сэндвич-панели.
На фиг.7 проиллюстрировано в сечении на виде сверху то, как сэндвич-панель 1 в варианте реализации фиг.6 прикреплена посредством крепежного устройства согласно изобретению к колонне 55 со стороны обеих указанных противоположных вертикальных ее стенок по существу на одной и той же высоте.
Однопролетная или многопролетная панель может быть закреплена посредством крепежного устройства согласно изобретению на вертикальной (например, колонне), а также на горизонтальной несущей конструкции (например балке) одновременно.
Описанные выше примеры являются именно примерами и не должны быть интерпретированы как ограничения для приведенной далее формулы изобретения.