СТРОИТЕЛЬНЫЙ ЭЛЕМЕНТ

Настоящая полезная модель относится к области строительства и касается светодиодных строительных элементов, которые могут найти применение для подсвечивания и/или декоративного оформления различных дорожек, тротуаров, площадок ландшафтного дизайна, автомобильных дорог, взлетно-посадочных полос, а также для отделки внутренних и наружных поверхностей зданий и сооружений, для установки в бассейнах, фонтанах и т.п.
Известны светодиодные строительные элементы, применяющиеся в качестве облицовочных и декоративных покрытий, имеющие тела (корпуса) выполненные из полимерных материалов с различными наполнителями, содержащие светодиоды внутри объема корпуса.
Известна светящаяся строительная деталь, выполненная слоистой из прозрачного полимера на основе эпоксидной или полиэфирной смолы, имеющая верхний наружный слой из полимера, промежуточный слой из полимера, наполненного стеклянной крошкой, нижний защитный слой из полимера и светодиодный источник света, размещенный на уровне слоя, содержащего наполнитель, и закрепленной на металлической рамке (патент RU 147409 U1, дата подачи 03.04.2014 г., опубликовано 10.11.2014 г.).
Недостатком известной строительной детали является сложность изготовления, обусловленная большим количеством используемых компонентов и этапов технологического процесса изготовления единицы продукции.
Известна светящаяся строительная деталь из полимерного материала, содержащая наполнитель, выполненный в виде стеклянной крошки, и, по крайней мере, один светодиод, наружный слой полимера, не содержащего наполнителя, а светодиод размещен на токопроводящей ленте, уложенной внутри полимерной массы по периметру детали на уровне слоя, содержащего наполнитель (патент RU 129517 U1, дата подачи 31.01.2013 г., опубликовано 27.06.2013 г.).
Известна также светящаяся строительная деталь, выполненная из полимера на основе эпоксидной или полиэфирной смолы, имеющая верхний наружный слой из полимера, промежуточный слой из полимера, наполненного стеклянной крошкой, нижний защитный слой из полимера, светодиодный источник света и металлическую рамку (патент RU 2650989 С1, дата подачи 02.05.2017 г., опубликовано 18.04.2018 г.).
К недостаткам известных светящихся деталей можно также отнести невысокие прочностные характеристики и малый срок эксплуатации, связанные с использованием для формирования слоев материалов со значительной разницей теплового линейного расширения или с недостаточным армирующим эффектом, приводящих к образованию немонолитного строительного элемента, неустойчивого к нагрузкам сжатия.
В качестве наиболее близкого технического решения выбран строительный блок с подсветкой, корпус которого образован матрицей на основе светопрозрачного материала, внутри которого размещен светодиодный кластер. При этом в объем матрицы или в материал наружной стороны введены мраморная крошка и/или стеклянная крошка на глубину 1 мкм - 1 см (патент RU 99787 U1, дата подачи 06.04.2010 г., опубликовано 27.11.2010 г.).
Недостатками ближайшего аналога, как и известных светодиодных строительных элементов, является низкая прочность и малый срок эксплуатации, обусловленные непослойным расположением полимерных слоев строительного элемента и неглубоким расположением наполнителей, приводящих к образованию непрочного строительного элемента, неустойчивого к нагрузкам сжатия.
Технической проблемой, решение которой обеспечивается заявляемой полезной моделью, является создание строительного элемента, обеспечивающего высокую надежность и длительный срок эксплуатации строительного элемента.
Технический результат, получаемый при использовании заявляемой полезной модели, заключается в повышении прочностных характеристик, в частности прочности на сжатие.
Технический результат достигается тем, что строительный элемент, сформированный, по меньшей мере, из двух слоев полимерного материала на основе смолы и содержащий светодиодные элементы, при этом один из слоев содержит первый наполнитель из измельченного стекла, один из слоев полимерного материала содержит второй наполнитель в виде измельченного минерального материала, согласно полезной модели один из слоев полимерного материала с вторым наполнителем расположен за одним из слоев с первым наполнителем, а толщина одного из слоев с первым наполнителем 1,2-3 см.
При этом согласно полезной модели в качестве измельченного минерального материала может быть использована мраморная крошка.
При этом согласно полезной модели в качестве измельченного минерального материала может быть использован измельченный сланец.
При этом согласно полезной модели полимерный материал с первым наполнителем выполнен прозрачным.
При этом согласно полезной модели размер частиц первого наполнителя может быть 3-7 мм.
При этом согласно полезной модели размер частиц второго наполнителя может быть 0,3-5 мм.
При этом согласно полезной модели толщина слоя со вторым наполнителем может быть 2-5 см.
При этом согласно полезной модели светодиодные элементы могут быть установлены между слоями с первым и вторым наполнителями.
При этом согласно полезной модели полимерный материал может быть выполнен на основе полиэфирной смолы.
При этом согласно полезной модели полимерный материал может быть выполнен на основе эпоксидной смолы.
При этом согласно полезной модели светодиодные элементы могут быть установлены на пластине, выполненной с отверстиями.
Техническая проблема была решена разработкой слоистого строительного элемента, сформированного из слоев полимерного материала с измельченными стеклянным наполнителем и минеральным наполнителем. Повышении прочностных характеристик, прочности на сжатие и износостойкости обеспечивается за счет применения материалов с небольшой разницей теплового линейного расширения, применения однотипных компаундов и армирующих наполнителей, образующих монолитный элемент, что обеспечивает его прочность, устойчивость к нагрузкам сжатия, гарантируя высокую адгезию склеиваемых слоев строительного элемента и их монолитность.
Настоящая полезная модель поясняется изображениями (фиг. 1-4), пример выполнения строительного элемента на которых, однако, не является единственно возможным, но наглядно демонстрируют возможность достижения заявленного технического результата. При этом приведенные примеры выполнения заявленной полезной модели не ограничивают возможностей ее осуществления, не выходящих за рамки формулы полезной модели, и не являются исчерпывающими. На фиг. 1 представлено схематическое изображение слоев строительного элемента, на фиг. 2 - конструкция светодиодного модуля светящейся плитки (вид сверху), на фиг. 3, 4 - фотографии вариантов готового изделия в виде тротуарной плитки.
Согласно полезной модели строительный элемент сформирован, по меньшей мере, из двух слоев полимерного материала на основе смолы. Полимерный материал может быть выполнен на основе полиэфирной или эпоксидной смолы. На фиг. 1 представлен один из вариантов выполнения строительного элемента, в соответствии с которым он представляет собой корпус 1 из двух слоев 2 и 3 полимерного материал на основе полиэфирной смолы, например, марки 3401А. Слой 2 содержит первый наполнитель из измельченного стекла (фиг. 3, 4). Первый наполнитель дополнительно армирует слой 2. Слой 2 в готовом к эксплуатации строительном элементе является лицевой частью (верхним слоем) строительного элемента. Слой 2 может выполняться прозрачным. Размер частиц стеклянной крошки может быть 3-7 мм. Толщина слоя 2 с первым наполнителем может быть 1,2-3 см с твердостью по Шору - 75-80D, образующего износостойкую, ударостойкую и текстурированную (нескользкую) наружную поверхность. Слой 3 содержит второй наполнитель в виде измельченного минерального материала и расположен за слоем 2 с первым наполнителем. В качестве измельченного минерального материала может быть использована, например, мраморная крошка или другой минеральный наполнитель. Второй наполнитель дополнительно армирует слой 3. При этом согласно полезной модели размер частиц второго наполнителя может быть 0,3-5 мм, а толщина слоя 3 может быть 2-5 см с твердостью по Шору - 75-80D.
2
Строительный элемент содержит также светодиодные элементы 4, расположенные на светодиодной ленте 5 (фиг. 1, 2). Она изготавливается путем последовательного соединения электрическими проводами 6 (например, сечение проводника 0,52 мм, материал проводника - лужёная медь, внешняя оболочка - ПВХ) светодиодных элементов 4 (например SMD 5060, 3528) и установливается на алюминиевую или стеклопластиковую пластину 7. Разрез светодиодной ленты возможен на отрезки кратные, например, 5 см (3 светодиода), то данные отрезки светодиодной ленты 5 расположены таким образом, чтобы максимально распределить световой поток по площади поверхности строительного элемента. Для обеспечения прочностных характеристик изделия и возможности связки слоев полимерной смеси, размер светодиодного модуля по периметру может быть выполнен меньшим на 1-1,5 см, чем размер матричной формы строительного элемента. Вся электрическая схема питается от внешнего источника постоянного напряжения 12/24 В.
Достоинством применяемых светодиодных элементов является использование современных светодиодных лент, в которых заводом-изготовителем уже установлены линейные стабилизаторы тока, что упрощает конструкцию данного светодиодного модуля и исключает необходимость использовать указанные токоограничивающие резисторы как отдельный элемент его конструкции. При изготовлении светодиодного модуля может использоваться основание (алюминиевая или стеклопластиковая пластина), в котором просверлены отверстия 8 диаметром 1-1,5 мм (не менее 4-х), равномерно распределенные по площади (фиг. 2). Данное решение также повышает прочностные характеристики корпуса изделия, позволяя полимерному раствору через данные отверстия связать слои 2 и 3 корпуса плитки, образуя прочное соединение.
2
При заливке слоя 3 плитки на провода питания 6, выходящие из изделия, может одеваться неразрезная гофрированная полипропиленовая труба 9 (например, диаметром 9,8 мм), далее изделие погружается на 1,5-3 см. в слой 3, что после его отверждения позволяет обеспечить гидроизоляцию как встроенного в плитку светодиодного модуля, так и проводов питания 6 (например, сечение проводника 0.84 мм, материал проводника - лужёная медь, внешняя оболочка - ПВХ).
После изготовления светящаяся плитка готова к подключению к источнику питания и к монтажу на любой опорной поверхности, а также к началу ее эксплуатации в любых погодных условиях и в условиях высоких вибрационных и ударных нагрузок.
В процессе введения в хозяйственный оборот различных моделей данного изделия экономически целесообразно ориентироваться на существующие формы обычной тротуарной плитки, камней мощения, брусчатки. Это позволяет легко устанавливать плитку с подсветкой в тротуарное полотно как в процессе укладки основной плитки, так и впоследствии при благоустройстве территории.
Базовой формой при производстве строительных блоков с подсветкой, является "полукирпич" размером 100×100×45(50,60) мм, поскольку аналогичная тротуарная плитка нашла наибольшее распространение.
Возможны дополнительные варианты выполнения полезной модели, в которых предполагается, чтобы основание было выполнено в виде:
- настенной плитки;
- потолочной плитки;
- паркета или паркетной доски;
- плинтуса;
- панно;
- карниза;
- бордюрного полотна.
Функциональные возможности данной светящейся плитки весьма широки и обеспечиваются путем применения либо одноцветных светодиодных лент с простым переключателем (диммером), которым можно вручную включать красный, зеленый, синий, желтый свет, а также регулировать яркость их свечения, либо при применении сведодиодной многоцветной ленты (RGB), подключенной через контроллер RGB, возможно получить десятки цветовых комбинаций, как статически светящихся цветов, так и автоматическое изменение цветов с различной скоростью, причем использование многоцветных светодиодов 4 (фиг. 2), включенных через контроллер, значительно повышает срок службы светодиодного модуля и, соответственно, строительного элемента.
Применение различных светодиодных лент обеспечивают получение световых потоков следующих цветов:
- монохромные ленты: белый теплый 2900-3100K, белый дневной 3800-4200K, белый 5500-6000K, белый (холодный) 8000-12000K, красный, синий, зеленый и желтый цвет;
- многоцветные (RGB) ленты: красный, зеленый, синий, белый, бирюзовый, желтый и малиновый цвет.