СОСТАВНОЕ ФАСОННОЕ ИЗДЕЛИЕ И УЗЕЛ СТЫКОВОГО СОЕДИНЕНИЯ ПАНЕЛЕЙ
COMPOSITE SHAPED ARTICLE AND UNIT OF BUTT JOINT OF PANELS

Группа изобретений относится к области строительства, а именно к узлу стыкового соединения трехслойных сэндвич-панелей (ТСП) и используемому в данном узле доборному элементу, выполненному в виде составного фасонного изделия, части которого образуют систему для скрытого крепления ТСП на стыках при монтаже ТСП к несущему каркасу здания. Доборные элементы такого типа выполняют защитные (герметизация стыка панелей), функциональные (соединительное крепление ТСП по линии стыка) и декоративные функции (скрытие крепежных элементов на фасаде).
Известно (демонстрация на выставке «MosBuild», Москва, ЦВК «Экспоцентр», 2015) изготавливаемое ООО Завод легких конструкций «Декор» (Нижегородская обл., г. Бор) составное фасонное изделие, состоящее из черновой планки, декоративного профиля, скрывающего видимые на лицевой поверхности фасада (лицевая поверхность закрепленных на здании ТСП) элементы крепления ТСП к колонне несущей конструкции и элементы крепления черновой планки к лицевой облицовке ТСП, и декоративной планки, скрывающей видимые элементы крепления декоративного профиля с черновой планкой и элементы крепления ТСП к колонне.
Черновая планка представляет собой тонкостенный длинномерный профиль, имеющий постоянное по всей длине симметричное относительно вертикальной оси симметрии профиля поперечное сечение с центральным каналом открытого типа условно перевернутой Π-образной формы с нижней горизонтальной полкой (дно канала), боковыми вертикальными стенками, оканчивающимися отходящими от них в противоположные стороны по направлению от вертикальной оси симметрии профиля верхними горизонтальными полками. Высота черновой планки (глубина канала) составляет не менее высоты выступающей части (глубине канала) декоративного профиля.
Декоративный профиль - тонкостенный длинномерный профиль, постоянное по всей длине поперечное сечение которого представляет собой симметричную относительно вертикальной оси фигуру с центральным каналом открытого типа условно перевернутой Π-образной формы, имеющим вертикальные боковые стенки, продолжением которых являются две отходящие от них в противоположные стороны верхние горизонтальные полки с плавно загнутыми книзу краями. Высота (глубина канала) боковых стенок декоративного профиля превышает (не менее) глубину канала черновой планки на высоту, составляющую не менее высоты выступающих частей (головки с шайбами) крепежных соединений (саморезов), с помощью которых ТСП прикрепляются к колонне.
Декоративная планка повторяет форму канала базового профиля: тонкостенный длинномерный профиль, имеющий постоянное по всей длине симметричное относительно вертикальной оси симметрии профиля Π-образной формы поперечное сечение с боковыми вертикальными стенками.
Материал черновой планки - сталь, материал декоративного профиля и декоративной планки - оцинкованная сталь с полимерным порошковым покрытием.
Монтаж известного составного профиля на фасаде производится следующим образом:
1) нанесение на примыкающие к фасаду (лицевые поверхности ТСП) поверхности полок черновой планки состава для гидроизоляции типа силиконового или полиуретанового герметика или бутилкаучукового шнура;
2) установка черновой планки в зазоре (до установки планки зазор заполняется утеплителем) между ТСП, крепление верхних горизонтальных полок черновой планки к фасаду (наружной (верхней) облицовке ТСП) с помощью саморезов или заклепок;
3) крепление декоративного профиля к черновой планке: совмещаются боковые стенки каналов черновой планки и декоративного профиля, нижние горизонтальные полки каналов скрепляются саморезами или заклепками;
4) установка в канал декоративного профиля декоративной планки, закрывающей саморезы крепления декоративного профиля к черновой планке.
Недостатками известного узла соединения при наличии в составном фасонном изделии дополнительного элемента (черновой планки) являются:
- увеличение стоимости и сложности монтажных работ;
- удорожание несущей конструкции из-за необходимости применения колонн (вертикальный элемент несущей конструкции) с более широкими полками вследствие необходимости увеличения расстояния между рядами крепежных элементов соседних ТСП, где (между рядами) по обе стороны от зазора располагаются ряды крепежных элементов черновой планки к фасаду;
- увеличение зазора между ТСП для установки в него черновой планки и, как следствие, возможное промерзание фасада (уменьшается слой утеплителя);
- недостаточно надежное крепление (в верхнюю облицовку ТСП) черновой планки.
Известны (стр. 14, System of Horizontal Facades, Technical document №17/Version 3/July 2006, http://www.trimo.si/media/system-of-horizontal-facades_6225.pdf) принятые за прототип составное фасонное изделие (фиг. 1), предназначенное для скрытия крепления на стыках ТСП, состоящее из базового (крепится к фасадам ТСП) и декоративного фасонных профилей, а также узел стыкового соединения ТСП (фиг. 2) с использованием этого составного фасонного изделия.
Базовый (крепится к фасаду) профиль составного фасонного изделия представляет собой узкий длинномерный алюминиевый профиль, имеющий постоянное по всей длине, симметричное относительно вертикальной оси симметрии профиля Π-образной формы поперечное сечение. На поверхности горизонтальной полки, вдоль наружных кромок профиля (линии пересечения горизонтальной полки с боковыми продольными вертикальными стенками профиля) выполнены продольные фигурные пазы для установки уплотнителя, при этом, соответственно, с противоположной внутренней стороны профиля вдоль линий пересечения боковых стенок с горизонтальной полкой (внутренние углы) выполнены приливы. Боковые продольные стенки профиля имеют снаружи в верхней части внутренний скос, а их верхние торцы - небольшую горизонтальную полку, направленную внутрь профиля.
Декоративный профиль - длинномерный алюминиевый профиль с поперечным сечением гребенчатой формы, имеющий горизонтальную полку и расположенные на одной из ее сторон равные вертикальные элементы, являющиеся в изделии продольными вертикальными стенками профиля: двумя крайними (наружными) и находящимися между ними - двумя внутренними стенками профиля. Открытый канал между внутренними продольными стенками профиля имеет П-образную в сечении форму.
К недостаткам известного составного фасонного изделия следует отнести:
- сложность производства профилей из алюминия: профили производятся горячим экструдированием с применением сложного оборудования, данный способ является энерго- и трудоемким, требующим специальных мер безопасности;
- сложность конфигурации сечения базового профиля;
- обусловленный сложностью сечения базового профиля выбор уплотнительных лент, ограниченный исключительно EPDM (этилен-пропилен-диен-каучук) материалом.
Узел стыкового соединения панелей содержит две примыкающие торцами друг к другу ТСП и составное фасонное изделие, состоящее из базового и декоративного профилей. Каждая из ТСП состоит из лицевой (наружной) и тыльной (внутренней) облицовок, между которыми располагается слой наполнителя (утеплителя). Крепление ТСП к колонне (опорный элемент несущей конструкции) несущей конструкции осуществляется через их лицевую облицовку с помощью саморезов, располагающихся по краям ТСП, вдоль их линии стыка (заполненная утеплителем полость (зазор) между торцами ТСП).
Монтаж известного составного профиля на фасаде производится следующим образом:
1) в фигурные пазы примыкающей к фасаду ТСП горизонтальной полки базового профиля вставляют уплотнительную ленту;
2) базовый профиль прикрепляют к наружной облицовке ТСП двумя расположенными по разные стороны от линии стыка ТСП параллельными рядами саморезов;
3) декоративный профиль устанавливают (защелкивается) сверху на базовый профиль таким образом, что наружные поверхности базового профиля контактируют с внутренними поверхностями внутренних продольных боковых стенок декоративного профиля; декоративные профили монтируют при этом со смещением 5 см относительно стыков базового профиля.
Недостатки соединения, препятствующие достижению нижеуказанного технического результата:
- высокие требования к точности монтажа как несущего каркаса, так и ТСП, обусловленные тем, что ширина линии стыка (максимальное расстояние между примыкающими торцами ТСП) должна быть менее ширины горизонтальной полки базового профиля;
- низкая надежность крепления базового профиля (в верхнюю облицовку ТСП): узкий П-образный профиль не приспособлен для крепления в колонну, в случае перетягивания его при креплении в колонну он прогибается в сторону облицовки, при этом уменьшится расстояние между его боковыми стенками, на которые прикрепляется декоративный профиль, в результате чего снижается надежность зацепа декоративного профиля.
Задача, решаемая при создании заявленного изобретения, заключается в обеспечении надежного, герметичного и эстетичного стыкового соединения ТСП.
Основной технический результат, который может быть получен при осуществлении группы изобретений, заключается в увеличении надежности узла стыкового соединения ТСП при одновременном повышении технологичности используемого в нем составного фасонного изделия.
Указанный технический результат достигается за счет того, в узле стыкового соединения трехслойных сэндвич-панелей (далее - узел стыкового соединения), включающего две примыкающие друг к другу торцами ТСП, закрепленные каждая через лицевую облицовку с помощью резьбовых крепежных элементов к опорному элементу несущей конструкции здания или сооружения, и предназначенное для сокрытия видимых элементов указанного крепления ТСП составное фасонное изделие, состоящее из базового и декоративного длинномерных профилей, изготовленных из листовой оцинкованной стали путем гибки или проката, при этом базовый профиль имеет постоянное на всей его длине поперечное сечение с центральным каналом открытого типа условно Π-образной формы и с отходящими в противоположные стороны от продольных боковых стенок канала верхними горизонтальными полками, оканчивающимися наклонными по направлению к горизонтальной полке канала крайними продольными боковыми стенками, а длинномерный декоративный профиль имеет постоянное на всей его длине условно Π-образной формы поперечное сечение и установлен враспор в центральный канал базового профиля таким образом, что наружные поверхности продольных боковых стенок декоративного профиля контактируют с внутренними поверхностями продольных боковых стенок центрального канала базового профиля, причем базовый профиль составного фасонного изделия закреплен со стороны наружной облицовки ТСП по линии стыка торцов ТСП с помощью резьбовых крепежных элементов к опорному элементу несущей конструкции.
По сравнению с известным (прототип) составным фасонным изделием профили заявленного составного фасонного изделия имеют более простую исключающую сложные внутренние приливы, скосы и фигурные пазы форму поперечного сечения.
Высота базового профиля (глубина канала профиля или расстояние между горизонтальной полкой канала и верхними горизонтальными полками базового профиля) составного фасонного изделия составляет не менее высоты выступающих над фасадом частей (шайба, головка винта) крепежных элементов, предназначенных для крепления ТСП к опорному элементу несущей конструкции.
Высота декоративного профиля составного фасонного изделия определяется (составляет не менее) высотой выступающих (видимое крепление) над фасадом (дном центрального канала базового профиля) элементов (шайба, головка винта) крепежного соединения, предназначенного для крепления базового профиля через лицевую поверхность ТСП к опорному элементу (например, колонне) несущего каркаса. Однако предпочтительным является такая высота декоративного профиля, при которой наружные (лицевые) поверхности верхних горизонтальных полок базового профиля образуют с наружной (лицевой) поверхностью горизонтальной полки декоративного профиля одноуровневую поверхность составного фасонного изделия.
Предпочтительные углы наклона элементов профилей составного фасонного изделия:
- угол наклона продольных боковых стенок центрального канала базового профиля с внутренней поверхностью горизонтальной полки канала - 85°, при этом угол между каждой из продольных боковых стенок и внутренней поверхностью горизонтальной полки декоративного профиля - 95°;
- угол наклона каждой из крайних продольных боковых стенок базового профиля с внутренней поверхностью соответствующей верхней горизонтальной полки - 135°.
Для исключения повреждения внешней облицовки продольные кромки крайних продольных боковых стенок базового профиля рекомендуется примерно на половину своей высоты загибать внутрь профиля.
При установке декоративного профиля в центральный канал базового профиля продольные кромки продольных боковых стенок декоративного профиля упираются в поверхность горизонтальной полки центрального канала базового профиля. Для исключения повреждения внутренней поверхности горизонтальной полки и увеличения устойчивости декоративного профиля внутри канала базового профиля производят загиб боковых продольных стенок декоративного профиля примерно на 2/3 своей высоты внутрь профиля.
Упрощение конструктивных элементов профилей составного фасонного изделия, а также выбор в качестве материала для них листовой оцинкованной стали позволяет изготавливать их методом гибки или проката, то есть использовать не требующие дорогостоящего оборудования (как для алюминия), менее энерго- и трудоемкие способы производства.
Так как герметизация стыка ТСП осуществляется посредством нанесения жидкого герметика на прилегающую к фасаду тыльную поверхность горизонтальной полки базового профиля составного фасонного изделия, которая является горизонтальной, то расширяется вид герметизирующих материалов, возможных к применению, возможно применение силиконовых, полиуретановых жидких герметиков, бутилкаучукового шнура и др.
Крепление базового профиля составного фасонного изделия к опорному элементу несущей конструкции не только увеличивает надежность соединения, но и позволяет снизить требования к точности монтажа ТСП в месте их стыка: ширина базового профиля и расположение проходящих через него по линии стыка крепежных элементов менее зависимы от расстояния (зазора) между ТСП. Крепежные элементы, с помощью которых базовый профиль составного фасонного изделия крепится к опорному элементу несущей конструкции, располагаются вдоль продольной оси симметрии базового профиля в его центральном канале.
Следует отметить, что в зависимости от расположения ТСП на несущей конструкции монтаж базовых профилей составного фасонного изделия к фасаду возможен как по вертикали (высоте здания), так и по горизонтали (длина здания) стык в стык (торцы примыкают друг к другу), при этом декоративные профили монтируют стык в стык со смещением в 5-10 см относительно стыков базовых профилей.
Для пояснения сущности заявленной группы изобретений представлены следующие графические материалы:
Фиг. 1 - известное (прототип) составное фасонное изделие (поперечный разрез),
Фиг. 2 - известный (прототип) узел стыка (вид спереди)
Фиг. 3 - заявленный узел стыка ТСП Ζ (с видимым (открытым) креплением);
Фиг. 4 - фото составного фасонного изделия;
Фиг. 5 - составное фасонное изделие (поперечный разрез);
Фиг. 6 - базовый профиль составного фасонного изделия;
Фиг. 7 - декоративный профиль составного фасонного изделия.
В качестве доказательства осуществимости заявленной группы изобретений с достижением вышеуказанного технического результата приводится описание узла стыкового соединения ТСП с видимым креплением к несущему каркасу здания (колонне несущей конструкции) с использованием составного фасонного изделия.
Узел стыкового соединения ТСП включает (фиг. 3) колонну (опорный элемент несущей конструкции) 1, две примыкающие друг к другу торцами ТСП 2 и составное фасонное изделие, состоящее из базового 3 и декоративного 4 профилей. Каждая из ТСП 2 состоит из лицевой (наружной) и тыльной (внутренней) облицовок, между которыми располагается слой наполнителя (утеплителя). ТСП 2 крепится через лицевую облицовку к колонне 1 несущей конструкции здания с помощью саморезов 5, располагающихся вблизи продольной кромки ТСП 2, параллельно линии стыка (на чертеже имеет пересекающуюся штриховку) 6 торцов двух ТСП 2. Линия стыка - заполненный минеральной ватой зазор между ТСП - служит для компенсации температурных деформаций, имеет ширину min 10 мм.
Составное фасонное изделие (фиг. 4, 5) состоит из двух погонажных изделий: верхнего (декоративного) 4 П-образного профиля и нижнего (базового) 3 профиля с ответным каналом П-образной формы.
Базовый профиль 3 - длинномерный профиль (фиг. 6), постоянное по всей длине поперечное сечение которого представляет собой симметричную относительно вертикальной оси профиля сложную геометрическую фигуру с центральным каналом открытого типа условно Π-образной формы, боковые стенки 7 которого расположены под углом 85° к нижней горизонтальной полке (ложе/дно канала) 8; с двумя являющимися продолжением боковых стенок 7 и отходящими от них в противоположные стороны по направлению от вертикальной оси симметрии поперечного сечения базового профиля 3 верхними горизонтальными полками 9, оканчивающимися расположенными к ним под углом 135° наклонными к нижней горизонтальной полке 8 боковыми стенками 10. Боковые стенки 10 примерно на 1/2 своей высоты имеют двойную толщину за счет загиба их продольных кромок внутрь профиля. Высота (расстояние по вертикали между нижней 8 и верхними 9 горизонтальными полками) базового профиля (или глубина канала профиля) 3 составляет не менее высоты выступающих элементов (головок с шайбами) саморезов 5.
Декоративный профиль 4 - длинномерный профиль (фиг. 7) - имеет постоянное по всей длине, симметричное относительно вертикальной оси симметрии профиля условно Π-образной формы поперечное сечение с расположенными под углом 95° к его горизонтальной полке 11 боковыми стенками 12, которые примерно на 2/3 своей высоты имеют двойную толщину за счет загиба их продольных кромок внутрь профиля.
Монтаж составного фасонного изделия на фасаде производится следующим образом.
1. Крепление каждого отдельного базового профиля 3 производится к колонне 1 при помощи саморезов 13, которые располагаются при этом по дну центрального канала (лицевая поверхность горизонтальной полки), вдоль продольной оси симметрии базового профиля 3, по линии стыка 6 двух ТСП 2. Выступающие элементы (видимое крепление) саморезов 5, которые используются для крепления ТСП 2 к колонне 1, скрываются под верхними горизонтальными полками 9 базового профиля 3.
Базовые профили 3 монтируются по вертикали (высоте здания) стык в стык (торцы примыкают друг к другу), причем предварительно на примыкающую к фасаду поверхность полки 8 базового профиля 3 наносится силиконовый герметик.
2. Каждый из декоративных профилей 4 (за счет деформации боковых стенок 7 и 12 соответственно базового и декоративного профилей) вставляется враспор в центральный канал базового профиля 3 таким образом, что наружные поверхности боковых стенок 12 декоративного профиля 4 контактируют с внутренними поверхностями боковых стенок 7 базового профиля 3, продольные кромки боковых стенок 12 декоративного профиля упираются в дно центрального канала базового профиля 3, а наружные (лицевые) поверхности верхних горизонтальных полок 9 базового профиля 3 образуют с наружной (лицевой) поверхностью горизонтальной полки 11 декоративного профиля 4 одноуровневую лицевую поверхность составного фасонного изделия. При этом под горизонтальной полкой 11 декоративного профиля 4 скрыты расположенные на дне канала базового профиля 3 головки саморезов 13, с помощью которых со стороны наружной облицовки ТСП 2 к колонне 1 несущей конструкции здания крепится базовый профиль 3. Декоративные профили 4 монтируются стык в стык со смещением относительно стыков базовых профилей 3 в 5-10 см.
Материалом для изготовления профилей составного изделия является тонкая (0,35-1,2 мм) листовая оцинкованная сталь с полимерным порошковым покрытием любой цветовой гаммы.
Составное фасонное изделие может быть изготовлено методом гибки на гибочно-вырубном прессе или методом проката на профилепрокатных станках.