МНОГОСЛОЙНАЯ СТРОИТЕЛЬНАЯ ПАНЕЛЬ
MULTILAYER CONSTRUCTION PANEL

Изобретение относится к области строительства и может найти свое применение при возведении одно и многоэтажных зданий жилого, общественного, хозяйственного, социального, культурно-бытового и промышленного назначения с каркасной, стеновой, панельной, каркасно-стеновой и комбинированной конструктивной системой из любого конструкционного материала (стали, железобетона, сталефибробетона, пористых конструкционных бетонов, дерева, кирпича и т.д.) или их сочетаний.
Известна многослойная стеновая теплоизолирующая панель с вентилируемым фасадом заводской готовности «Рослав», содержащая сэндвич панель, включающую каркас, заполненный утеплителем, при этом она снабжена несущими элементами - вертикальными профилями, закрепленными на каркасе таким образом, что они выступают за верхний торец сэндвич панели, и фасадными плитами, закрепленными на профилях (патент №102646, МПК E04F 13/07, публикация 2011 г.).
Недостатком данной панели является ограниченность использования панели только на консолях железобетонного перекрытия, а также крупные габариты, усложняющие монтаж и транспортировку панелей. Не все элементы крепления панелей защищены огнестойкими материалами.
Известна многослойная строительная панель, содержащая внутренний каркас в виде разборной рамы, состоящий из горизонтальных и вертикальных ребер, выполненных из П-образного перфорированного термопрофиля, неконструкционный утеплитель, внешнюю и внутреннюю листовую обшивку, и характеризующаяся тем, что П-образные термопанели имеют углубления под саморезы и соединены посредством крепежных элементов (самонарезающих винтов), а наружная и внутренняя обшивки дополнительно отделены от неконструкционного утеплителя парогидроизоляционными мембранами (патент № 102027, МПК Е04С 2/26, публикация 2011 г.).
Недостаток - пониженная прочность и жесткость панелей из-за использования в качестве ребер жесткости П-образного профиля. Не все элементы крепления панели защищены огнестойкими материалами. Крепление элементов фасадной системы через внешнюю листовую обшивку осложнено отсутствием возможности обнаружения и проверки места крепления к профилю и может быть произведено только по предварительной разметке. При этом прослойка из материала внешней обшивки между крепежными элементами фасадной системы и несущим П-образным термопрофилем не обеспечивает достаточной прочности и жесткости крепления при долговременном воздействии на них динамических нагрузок, вызванных ветровыми и термическими взаимодействиями. Подобные варианты крепления не предусмотрены ни одной крепежной системой из-за огромной разницы в твердостях сопрягаемых материалов и связаны с большими рисками сдвига и обрушения фасадной системы. Крепление же фасадной системы непосредственно к материалу внешней обшивки еще менее прочно.
Наиболее близкой к заявляемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату, выбранной в качестве прототипа, является многослойная строительная панель, защищенная патентом РФ на ПМ №55393, МПК Е04С 2/26, опубл. 10.08.2006 г.
Известная многослойная строительная панель содержит внутренний каркас, выполненный в виде разборной рамы, неконструкционный утеплитель и листовую обшивку. Рама изготовлена из оцинкованных перфорированных термопрофилей и содержит нижние и верхние направляющие П-образного профиля с отгибами кромок, выполненными в одну сторону. Между ними установлены вертикальные ребра С-образного профиля, расположенные в ряд на равных расстояниях друг от друга в продольном направлении направляющих и жестко связанные с ними посредством крепежных элементов. Перфорация термопрофилей выполнена в виде удлиненных отверстий, расположенных в продольном направлении профилей. В качестве материала внутренней обшивки применены двойные гипсоволокнистые листы, в качестве наружной обшивки - плиты фиброцементные, в качестве материала неконструкционного утеплителя - плиты теплоизоляционные, минераловатные или вата теплоизоляционная целлюлозная.
Недостатком является отсутствие движения водяных паров от центра панели в окружающую среду, что снижает эксплуатационные качества неконструкционного утеплителя из-за постоянно накапливающегося внутри панели конденсата, вызванного перепадами температур, заметно сокращая срок его службы. Отсутствие в термопрофиле посадочных мест под крепежные элементы не обеспечивает точности сборки и герметичности панели за счет возможности возникновения зазоров при сборке панели, что снижает ее теплозащитные свойства, а также увеличивает трудоемкость сборки каркаса в условиях стройки. В качестве материала внешней и внутренней обшивок использованы горючие материалы, что не соответствует противопожарным требованиям для высотных зданий.
Задачей создания изобретения явилось повышение эксплуатационных возможностей за счет улучшения экологичности, путем перемещения конвекционных потоков из внутреннего пространства панели в окружающую среду, увеличения огнестойкости, герметичности, теплотехнических свойств панели, снижения трудоемкости сборки, повышения прочности, надежности, долговечности и универсальности.
Это достигается тем, что в многослойной строительной панели, содержащей внутренний каркас, выполненный в виде разборной рамы, изготовленной из оцинкованных перфорированных термопрофилей, состоящей из нижних и верхних направляющих П-образного профиля с отгибами кромок, выполненными в одну сторону, между которыми установлены вертикальные ребра С-образного профиля, расположенные в ряд на расстоянии друг от друга в продольном направлении направляющих и жестко связанные с ними посредством крепежных элементов, а также содержит листовую обшивку, а во внутренней полости размещен неконструкционный утеплитель, согласно изобретению наружная обшивка поверхности панели выполнена в виде размещенного по ее внешней стороне огнестойкого воздухопроницаемого материала, примыкающего к вертикальным ребрам С-образного профиля, и поджатого обрешеткой, состоящей из вертикального -образного профиля, жестко соединенного с горизонтальным -образным профилем, при этом обрешетка выполнена заподлицо с контуром панели или выступающей, с жестко закрепленной на ней отделочным фасадным слоем по всей внешней поверхности панели, причем направляющие П-образного профиля и ребра С-образного профиля выполнены с формованными углублениями, размещенными друг против друга в местах их пересечения, а в формованных углублениях направляющих П-образного профиля выполнены одно или несколько сквозных отверстий, при этом внутренняя обшивка панели содержит один или несколько слоев листового материала с расположенной под первым слоем листового материала с внутренней стороны панели пароизоляционной пленкой, а по верхней и/или боковым сторонам по контуру панели установлены элементы пожаробезопасного крепления, выполненные в виде Г-образных уголков, каждый из которых расположен за внутренней обшивкой, и при этом одна полка уголка жестко закреплена на С-образном или П-образном профиле, а вторая полка развернута вовнутрь панели и предназначена для анкерного крепления. Нижний П-образный профиль также предназначен для анкерного крепления.
В панели выполнены оконные и/или дверные проемы, образованные П-образными и С-образными профилями.
Выступающая часть обрешетки соединена со стыковочным уголком.
По нижней стороне панели расположена уплотнительная прокладка.
По верхней и/или боковым сторонам панели расположена компенсирующая прокладка.
Нижние и верхние направляющие и вертикальные ребра имеют заводскую маркировку.
В качестве крепежных элементов для профилей применены оцинкованные самонарезающие винты и/или болтовые соединения.
В качестве крепежных элементов для обрешетки применены оцинкованные самонарезающие винты.
В качестве огнестойкого воздухопроницаемого материала применены негорючий материал из стекловолокна типа «Изолтекс-НГ», или «Тенд-КМО», или фиброцементные плиты.
В качестве огнестойкого воздухопроницаемого материала применены цементно-магниевые плиты с перфорацией или стальные листы с антикоррозионным покрытием с перфорацией.
В качестве внутренней листовой обшивки применены огнестойкие и/или влагостойкие гипсокартонные листы, или стекломагнезитовые листы, или стальные профилированные листы.
В качестве материала неконструкционного утеплителя применен утеплитель на основе базальтового волокна.
Технический результат от выполнения наружной обшивки в виде размещенного по внешней стороне поверхности панели огнестойкого воздухопроницаемого материала пористой структуры или с перфорацией, жестко поджатого взаимно пересекающимися горизонтальным и вертикальным -образными профилями обрешетки, заключается в осуществлении конвекционного воздухообмена между неконструкционным утеплителем, расположенным внутри панели под воздухопроницаемым материалом и внешней атмосферой, доступ к которой осуществляется через вентилируемый зазор, образуемый прогонами -образных профилей обрешетки и элементами фасадной отделки. За счет этого из неконструкционного утеплителя постоянно выводится влага, что значительно улучшает теплоизоляционные свойства панели. При возрастании влажности утеплителя на 2% коэффициент теплопроводности увеличивается на 20% и более. Также уменьшение влажности неконструкционного утеплителя позволяет вынести «точку росы» максимально близко к внешней поверхности панели, что в свою очередь исключает намокание неконструкционного утеплителя и внутренней обшивки, образование плесени и грибков во внутренних помещениях здания, уменьшает возможность проседания неконструкционного утеплителя и образования «мостиков холода», дает возможность использования утеплителя меньшей плотности в условиях больших ветровых воздействий в многоэтажном строительстве, значительно повышает долговечность всей конструкции. Применение огнестойких воздухопроницаемых материалов пористой структуры из стекловолокна «Изолтекс-НГ», или «ТЕНД-КМО», или фиброцементных плит, или цементо-магниевых плит с перфорацией, или стальных листов с антикоррозионным покрытием с перфорацией позволяет избежать распространения пожаров по внешней поверхности зданий, что делает ее пожароустойчивой и повышает надежность конструкции.
Технический результат от выполнения обрешетки заподлицо с контуром каждой панели обеспечивает возможность установки панели между конструктивными элементами перекрытий, обеспечивая при этом установку панели как вровень с внешним контуром перекрытия, так и утопленной или выступающей относительно края перекрытия, что позволяет повысить универсальность ее применения и дает возможность установки ее, в том числе, в панелях между помещениями и балконом, ограждениях балконов, лоджий и пр.
Технический результат от выполнения верхней части обрешетки выступающей, а именно ее вертикального -образного профиля, соединенного со стыковочным уголком, позволяет осуществить надежное соединение с соседними панелями здания без передачи нагрузки от верхних панелей на нижние.
Технический результат от применения формованных углублений с круглым основанием в направляющих и ребрах со сквозными отверстиями только у П-образных направляющих позволяет врезать крепежный элемент в стенку без отверстия, образовывать при этом глубокие канавки, повышающие прочность соединения, а взаимно ответные формованные углубления увеличивают прочность соединения профилей на сдвиг, позволяют скрыть головки крепежных элементов в теле панели, повышают точность позиционирования элементов конструкции рамы, обеспечивают плотное примыкание слоев обшивки к элементам рамы и, как следствие, снижение трудозатрат, времени на монтаж многослойных строительных панелей и увеличение герметичности.
Технический результат от установки внутренней листовой обшивки в виде огнестойких гипсокартонных и/или влагостойких гипсокартонных листов, или стекломагнезитовых листов, или стальных профилированных листов с пароизоляционной пленкой под первым слоем с внутренней стороны панели позволяет предотвратить попадание влаги из помещения на неконструкционный утеплитель, что увеличивает его долговечность.
Технический результат от размещения по верхней и/или боковым сторонам панели Г-образных уголков, расположенных за огнестойкой внутренней обшивкой, позволяет скрыть их внутрь панели. При возникновении пожароопасной ситуации они не подвергнутся горению, что позволит избежать обрушения каркаса и повысит надежность конструкции.
Технический результат от установки неконструкционного утеплителя в виде жестких минераловатных плит базальтового волокна, установленных в распор, препятствует преждевременному переуплотнению и потере его геометрической формы, а значит увеличивает его долговечность.
Технический результат от установки компенсирующей прокладки заключается в обеспечении плотного примыкания панели к элементам несущих конструкций.
Технический результат от установки уплотнительной прокладки состоит в защите от проникновения наружного воздуха внутрь панели, что повышает ее герметичность.
Достоинством предложенной многослойной строительной панели является то, что ее конструкция позволяет разделить процессы изготовления элементов панели и сборки. За счет сокращения сборочных единиц и обеспечения высокой точности элементов панели уменьшаются трудозатраты на сборку панели.
Сущность изобретения поясняется чертежами.
На фиг.1 - общий вид панели с внешней стороны.
На фиг.2 - аксонометрическое изображение панели.
На фиг.3 - аксонометрическое изображение панели с выступающей обрешеткой.
Многослойная строительная панель состоит из каркаса в виде разъемной рамы, содержащей нижние 1 и верхние 2 направляющие П-образного профиля с отгибами 3 кромок, выполненными в одну сторону. Между направляющими 1 и 2 установлены вертикальные ребра 4 С-образного профиля, расположенные в ряд на расстоянии друг от друга в продольном направлении оцинкованных направляющих 1 и 2. Направляющие 1, 2 и вертикальные ребра 4 выполнены с формованными углублениями 5, размещенными против друг друга в местах их пересечения. Только в формованных углублениях 5 направляющих 1, 2 выполнено одно или несколько сквозных отверстий 6. Вертикальные ребра 4 и направляющие 1, 2 соединены посредством оцинкованных самонарезающих винтов 7 и/или болтовых соединений. Направляющие 1, 2 и вертикальные ребра 4 выполнены из оцинкованных термопрофилей с перфорацией 8 в виде удлиненных отверстий, расположенных вдоль профилей. Рама вместе с направляющими 1, 2 и ребрами 4 образует внутренний каркас панели. Внутренняя полость заполнена неконструкционным утеплителем 9 в виде жестких минераловатных плит базальтового волокна, установленных враспор. К внутреннему каркасу прикреплены листы внутренней обшивки, состоящей из одного или нескольких слоев листового материала 10 в виде огнестойких и/или влагостойких гипсокартонных листов, или стекломагнезитовых листов, или стальных профилированных листов. Под первым слоем листового материала с внутренней стороны панели расположена пароизоляционная пленка 11. Наружная обшивка состоит из огнестойкого воздухопроницаемого материала 12 пористой структуры, например, фиброцементных плит, или негорючего материала из стекловолокна «Изолтекс-НГ», или «Тенд-КМО», или цементно-магниевых плит с перфорацией 13, или перфорированных стальных листов с антикоррозионным покрытием. Перфорация 13 позволяет осуществлять воздухообмен. Огнестойкий воздухопроницаемый материал 12 примыкает к вертикальным ребрам 4 и жестко поджат обрешеткой. Обрешетка выполнена в виде горизонтального 14 -образного профиля, жестко соединенного с вертикальными ребрами 4, заклепками и/или оцинкованными самонарезающими винтами 15 и вертикального 16 -образного профиля, жестко соединенного заклепками и/или оцинкованными самонарезающими винтами 15 с горизонтальным профилем 14. К вертикальным 16 -образным профилям жестко крепится отделочный фасадный слой 17 панели. Между воздухопроницаемым материалом 12 и отделочным фасадным слоем 17, благодаря использованию в качестве проставки между ними взаимно пересекающихся профилей 14, 16 образуется вентилируемый зазор, позволяющий внутренней полости панели сообщаться с внешней средой через огнестойкий воздухопроницаемый материал 12. Обрешетка может быть выполнена или заподлицо с контуром панели, или с выступающей частью 18 над корпусом. В этом случае ее выступающая часть 18 соединена со стыковочным уголком 19, жестко закрепленным на верхней направляющей 2. По верхней 20 и/или боковым сторонам 21 контура панели за внутренней огнестойкой обшивкой установлены Г-образные уголки 22, одна полка 23 которого жестко закреплена на направляющих 1, 2 или ребрах 4, а вторая полка 24 развернута вовнутрь панели. На ней установлено анкерное крепление 25. На нижнем 1 П-образном профиле установлено анкерное крепление 25. По нижней стороне 26 панели расположена уплотнительная прокладка 27. По верхней стороне 20 и/или боковым сторонам 21 панели установлена компенсирующая прокладка 28. Нижние и верхние направляющие 1, 2 и вертикальные ребра 4 выполнены с заводской маркировкой. В панели выполнены оконные 29 и/или дверные проемы, образованные 1, 2 П-образными и 4 С-образными профилями.
Предложенная панель изготавливается следующим образом. Профили доставляются к месту строительства в виде разделенных по назначению компактных пакетов. На месте строительства монтируется каркас, в направляющие 1, 2 профили устанавливаются вертикальные ребра 4, которые жестко крепятся к направляющим 1, 2 профиля посредством оцинкованных самонарезающих винтов 7 и/или болтовых соединений. На собранный каркас крепятся внутренняя и наружная обшивки с обрешеткой. Пространство между внутренней и внешней обшивками заполняется неконструкционным утеплителем 9. Панель может доставляться на строительную площадку с разной степенью заводской готовности от отдельных элементов до полносборной панели с обрешеткой. Установка такой панели не требует больших временных и трудозатрат. Причем все элементы крепления панели расположены таким образом, чтобы исключить необходимость их специальной защиты огнестойкими материалами, все эти элементы защищены в составе панели ее листовой обшивкой. Уплотнительные 27 и компенсирующие 28 прокладки различной толщины и плотности, применяемые при возведении фасадной системы, обеспечивают плотное примыкание панели к элементам несущих конструкций, предотвращая излишнюю инфильтрацию (т.е. проникновение наружного воздуха в замкнутое помещение) и энергетические потери, одновременно обеспечивая возможность небольших температурных деформаций металлокаркаса. Отделочный фасадный слой 17 навешивается с помощью кляммеров непосредственно на вертикальный 16 -образный профиль обрешетки панели. Панель может быть установлена на консольной части перекрытия, в том числе отделяя внутренние помещения балкона или лоджии, с полным опиранием нижней направляющей 1 на перекрытие или балку, с незначительной модификацией крепления вертикального профиля 16.
Предложенное изобретение найдет свое применение при строительстве малоэтажных и высотных зданий промышленного и гражданского назначений.