СТРОИТЕЛЬНАЯ ПАНЕЛЬ

Полезная модель относится к области строительства, а именно к конструкции строительной панели, используемой для межэтажного и/или фундаментного перекрытий при строительстве малоэтажных гражданских зданий и сооружений, преимущественно в коттеджном строительстве.
На практике наиболее используемые плиты перекрытий зданий изготовлены либо из железобетона, либо из дерева. В первом случае для получения нужной прочностной способности часто требуются большие расходы материала (бетон + сталь), что удорожает стоимость строительства. Во втором случае известно, что деревянные перекрытия имеют свои ограничения по их способности держать большие эксплуатационные нагрузки длительное время. Поэтому сегодня нередко используют конструкции различной формы из композиционных материалов или композитов. Достоинствами таких панелей являются высокая удельная прочность, низкая теплопроводность, высокая демпфирующая способность и др.
Известна строительная панель, содержащая наружные плиты из плотного и жесткого материала (металл, пластик и т.п.), связанные между собой слоем из упругого материала (Заборов В.И. и др. Звукоизоляция в жилых и общественных зданиях. М. Стройиздат, 1979, С.23-26).
Известна сэндвич-панель, содержащая две пластины и слой пористого материала между ними. Пористым материалом могут быть тонкие стеклянные, базальтовые или капроновые волокна, вспененный полиуретан. (И.И.Боголюбов, Промышленная звукоизоляция, Л. Судостроение, 1986, С.165, 172). Известные панели характеризуются высокой стоимостью изготовления и недостаточно высокой прочностью.
Известна строительная панель, состоящая из двух металлических, с отформованными в замковые соединения краями, листов и расположенного между ними и приклеенного к ним изнутри низкогорючего утеплителя (патент РФ № 66371 на полезную модель «Сэндвич-панель», МПК E04B 2/00, опубл. 10.09.2007). Недостатком строительной панели является сложность изготовления и большая масса.
Известна строительная панель, содержащая соединенные между собой посредством клеевого слоя утеплитель в виде плиты из экструдированного пенополистирола, его наружную и/или внутреннюю обшивку, в виде слоя изолона, выполненного из вспененного полимерного материала на основе полиэтилена, при этом толщина слоев утеплителя и обшивки выбрана из соотношений 5:1-20:1 соответственно, а толщина клеевого слоя выполнена 5-30 мкм (патент РФ № 93834 на полезную модель «Теплоизолирующая и звукоизолирующая сэндвич-плита», МПК E04B1/84, E04C2/292, опубл. 10.05.2010).  Недостатком известной панели является недостаточно высокая прочность.
Известна строительная панель, состоящая из наружной плиты, внутренней плиты и размещенного между ними теплоизоляционного слоя. В качестве наружной плиты использована ориентированно-стружечная плита, на внешней поверхности которой имеется защитно-декоративное покрытие. Внутренняя плита выполнена из гипсокартона или материала типа магнезитовой плиты. Теплоизоляционный слой выполнен из пенополиуретана (патент РФ № 75205 на полезную модель «Строительная панель "СИПФ", МПК E04C2/16,  опубл. 27.07.2008 г.). Недостатком известной панели также является недостаточно высокая прочность.
Известна наиболее близкая по совокупности существенных признаков и выбранная в качестве прототипа строительная панель, представляющая собой конструкционную теплоизоляционную сэндвич-панель (СИП-панель), содержащую плиту из твердого пористого материала, с двух сторон облицованную плитами из ориентированно-стружечного  материала (плиты ОСП). В качестве твердого пористого материала использован пенополистирол.  Плиты ОСП приклеены к плите из твердого пенополистирола под давлением. Толщина панелей в готовом виде составляет от 124 мм до 214 мм. Толщина верхней рабочей плиты ОСП  равна толщине нижней ограждающей плиты ОСП  и составляет 12 мм, а толщина плиты из твердого пористого материала (пенополистирола) составляет диапазон 100÷200 мм. Конструкционная теплоизоляционная панель (SIP), представленная на сайте компании  Экодомстрой http://www.ecodom.su/tehnologiya-sip/sip-panel.
Известная панель обладает исключительными энергосберегающими свойствами. Однако при использовании известной панели для устройства межэтажного и/или фундаментного перекрытий существует ограничение по вертикальным  нагрузкам. Использование известной панели не предполагает увеличение толщины обкладок (облицовочных плит) для увеличения ее несущей способности т.к. это приведет к увеличении массы СИП-панелей, что в свою очередь, приведет к росту нагрузки на фундамент и стены,  а также повысит стоимость.
Задачей, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, является создание строительной панели для межэтажного и/или фундаментного перекрытий, характеризующейся улучшенными технико-экономическими характеристиками.
Технический результат, достигаемый в результате решения поставленной задачи, заключается в оптимизации весовых и прочностных параметров строительной панели.
Указанный технический результат достигается тем, что строительная панель представляет собой конструкционную теплоизоляционную сэндвич-панель (СИП-панель), содержащую плиту из твердого пористого материала, с двух сторон облицованную плитами из ориентированно-стружечного  материала, при этом толщина верхней (рабочей) облицовочной плиты превышает толщину противоположной нижней (ограждающей) облицовочной плиты.
В предпочтительном варианте выполнения верхняя рабочая и нижняя ограждающая облицовочные плиты из ориентированно-стружечного материала соотносятся между собой по толщине как  1,5-2:1,  при этом толщина большей (верхней)  плиты  составляет диапазон 15-18 мм.
Сопоставительный анализ заявляемого технического решения с прототипом показал, что во всех случаях выполнения оно отличается от известного, наиболее близкого технического решения выполнением толщины верхней (рабочей) плиты, превышающей толщину противоположной нижней (ограждающей) облицовочной плиты.
В предпочтительном случае выполнения, заявляемое техническое решение отличается от известного, наиболее близкого выполнением противоположных облицовочных плит из ориентированно-стружечного материала (верхней рабочей  и нижней ограждающей), соотносящимися между собой  по толщине как  1,5-2:1,  при этом толщина большей плиты составляет диапазон 15-18 мм.
Выполнение строительной панели с толщиной одной из облицовочных плит (нижней ограждающей) меньше толщины противоположной облицовочной плиты (верхней рабочей), позволяет оптимизировать весовые и прочностные параметры строительной панели. Распределение напряжений в композиционных структурах носит более сложный характер по сравнению с изотропными материалами. Существует значительное различие в напряженном состоянии в слоях.   Наибольшее напряжение испытывает верхний слой панели.  В связи с чем увеличение толщины верхнего слоя панели обеспечивает повышение предела прочности к вертикальным нагрузкам (на изгиб) всей панели и позволяет увеличить эксплуатационные нагрузки в межэтажных и фундаментных перекрытиях. При этом нижний слой является ограждающим и испытывает, по сравнению с верхним рабочим слоем, меньшее напряжение. Уменьшение толщины нижнего слоя позволяет снизить массу нижнего слоя, не снижая предела прочности панели  в целом. Таким образом, увеличение толщины верхнего слоя и уменьшение толщины нижнего слоя исключает увеличение массы панели, повышая предел прочности к вертикальным нагрузкам. При этом нагрузка межэтажной панели на фундамент и стены не увеличивается, как не увеличивается  стоимость панели и строительного объекта в целом.
Выполнение противоположных облицовочных плит из ориентированно-стружечного материала (верхней рабочей  и нижней ограждающей), соотносящимися между собой по толщине как  1,5-2:1, а толщины верхней рабочей  плиты, составляющей диапазон 15-18 мм, обеспечивает оптимальные прочностные характеристики и экономические параметры. При выполнении толщины верхней рабочей облицовочной плиты ниже указанного диапазона снижается надежность конструкции, а при выполнении соотношения толщин верхней и нижней облицовочных плит из ориентированно-стружечного материала, выходящими за пределы указанного соотношения при сохранении толщины верхней облицовочной плиты, значительно увеличиться вес панели.
Полезная модель иллюстрируется схемным чертежом строительной панели, представленным на фиг. 1.
2
3
2
3
2
В предпочтительном варианте исполнения строительная панель представляет собой конструкционную теплоизоляционную сэндвич-панель (СИП-панель), содержащую плиту 1 из твердого пористого материала, например из вспененного пенополистирола (или пенополиуретана), с двух сторон облицованную плитами 2 (верхняя рабочая) и 3 (нижняя ограждающая) из ориентированно-стружечного материала. При этом толщина h верхней рабочей облицовочной плиты 2 превышает толщину h противоположной нижней ограждающей облицовочной плиты 3. Предпочтительно, чтобы величины h и h  соотносились между собой, как  1,5÷2:1, при этом толщина hбольшей (верхней рабочей)  плиты  2 составляла диапазон 15÷18 мм.
Полезная модель используется следующим образом.
Между ориентированно-стружечными плитами (ОСП) разной толщины под давлением приклеивается плита из твердого вспененного пенополистирола (пенополиуретана). Толщина  h1 панели из твердого пористого материала  может составлять диапазон 95÷300 мм. Толщина панелей в готовом виде составляет диапазон от 121 (8+95+15) мм до 328 (10+300+18) мм.  Максимальный размер панели составляет 2,8 метра на 1,25 метра. При монтаже фундаментного и/или межэтажные перекрытия строительная панель укладывается вниз стороной с меньшей толщиной облицовочной плиты (нижняя ограждающая плита 3).  В результате основная нагрузки распределяется по верхней поверхности, имеющей большую толщину  облицовочной плиты  (верхняя рабочая плита 2).