Многослойная строительная панель
MULTILAYERED BUILDING PANEL

[01] Область техники
[02] Изобретение относится к области строительства, а именно к строительным панелям, и может быть использовано для строительства зданий и сооружений, ограждений, шумозащитных экранов, мобильных конструкций.
[03] Уровень техники
[04] Традиционная конструкция строительной шумозащитной панели представляет собой каркас, в который вставлена каменная вата, по бокам обшитый металлическими листами.
[05] Применение строительных панелей с несущим слоем из легких бетонов является оправданным и экономически выгодным, поскольку легкий бетон, с одной стороны, обладает хорошими звукоизолирующими, теплосберегающими и несущими свойствами, а с другой стороны является более дешевым материалом, чем, например, каменная вата. Таким образом, применение легких бетонов позволяет использовать более тонкий слой ваты или отказаться от её использования, уменьшая стоимость изделия при сохранении эксплуатационных свойств. При этом указанная панель обладает лучшими прочностными характеристиками, что позволяет исключить из конструкции усиливающие элементы, каркасы и дополнительные внутренние перегородки и дает возможность использовать панель не только при строительстве шумозащитных экранов.
[06] Наиболее близким аналогом заявленного изобретения является многослойная строительная панель, раскрытая в публикации заявки Китая CN205035932, 17.02.2016. Указанная панель включает последовательно размещенные слои: несущий слой из газобетона, утепляющий слой из минеральной ваты, и один внешний слой из FRP стеклопластика, состоящего из стеклоткани залитой смолой. Эти слои склеены посредством адгезива.
[07] Недостатком указанного аналога является то, что панель обладает низкими характеристиками звукопоглощения, т.к. звук отражается от внешнего слоя стеклопластика вместо поглощения. Существенным недостатком так же является то, что газобетон не защищен от влаги, скапливающейся в каменной вате под воздействием внешней среды. Накапливание воды в газобетоне приводит к его разрушению.
[08] Раскрытие сущности изобретения
[09] Основной технической проблемой, на решение которой направлено заявленное изобретение, является разработка недорогой строительной панели на основе легкого бетона с улучшенными акустическими свойствами, прочностными характеристиками и большим сроком службы.
[010] Технический результат изобретения заключается в повышении акустических свойств панели без увеличения ее геометрических размеров, улучшении прочностных характеристик, упрощении конструкции, повышении эксплуатационной надежности панелей и срока службы.
[011] Указанный технический результат достигается в изобретении за счёт того, что многослойная строительная панель содержит несущий слой из легкого бетона и последовательно размещенные с одной стороны относительно несущего, звукопоглощающий слой из волокнистого материала, защитный слой из акустически прозрачного материала и первый внешний слой, при этом первый внешний слой выполнен перфорированным, между несущим слоем и звукопоглощающим слоем размещен внутренний изоляционный слой, а с другой стороны несущего слоя панели размещен второй внешний слой.
[012] Кроме того, для достижения технического результата предусмотрены частные варианты реализации изобретения, согласно которым:
[013] -  несущий слой имеет армирование,
[014] - внутренний изоляционный слой выполнен из металла и/или полимера, и/или композита,
[015] - полимер внутреннего изоляционного слоя представляет собой пластик или пленку из полиэтилена или поливинилхлорида, или полиэфира или полипропилена, или целлофана;
[016] - звукопоглощающий слой выполнен из минерального волокна в виде каменной ваты или стекловаты, или базальтовой ваты,
[017] - защитный слой выполнен из тканного или нетканого полотна,
[018] - первый и второй внешние слои выполнены из металла или полимера, или композита,
[019] - слои панели скреплены посредством адгезионных прослоек.
[020] - первый внешний слой и второй внешний слой объединены в замкнутый полый контур, внутри которого находятся все слои панели, и этот контур обеспечивает плотное соединение всех слоев панели,
[021] - на торцевых частях панели размещены крепежные элементы в виде шипа и паза для соединения панелей друг с другом, при этом шип и паз имеют форму прямоугольника, или треугольника, или многоугольника, или части окружности или комбинации этих форм;
[022] - внешние слои панели профилированы и/или гофрированы, и/или имеют рёбра жёсткости, и/или имеют выступающие элементы уходящие в глубь панели.
[023] В отличие от ближайшего аналога, в рассматриваемой конструкции:
[024] 1) внешний слой со стороны звукопоглощающего слоя выполнен перфорированным, что наделяет панель звукопоглощающими свойствами, т.к. позволяет акустическим волнам попадать на звукопоглощающий слой и там поглощаться.
[025] 2) в панели имеется защитный слой, не позволяющий звукопоглощающему слою деформироваться через перфорационные отверстия, и защищающий минеральную вату от внешней среды, но пропускающий звуковые волны.
[026] 3) в панели предусмотрен внутренний изоляционный слой для защиты несущего слоя бетона от попадания в него влаги из звукопоглощающего слоя.
[027] 4) с другой стороны несущий слой бетона защищен вторым внешним слоем, что обеспечивает улучшение прочностных характеристик, повышение эксплуатационной надежности панелей и срока их службы.
[028] Краткое описание чертежей
[029] Изобретение поясняется чертежами, где:
На фигуре 1 схематично показана структура заявленной панели;
На фигуре 2 показан первый предпочтительный вариант реализации конструкции;
На фигуре 3 показан второй предпочтительный вариант реализации конструкции;
[030] Элементы конструкции и другие объекты обозначены на фигурах следующими позициями:
1 – несущий слой
2 – внутренний изоляционный слой
3 – звукопоглощающий слой;
4 – защитный слой;
5 – первый внешний слой;
6 – второй внешний слой;
7 – шип;
8 – паз.
[031] Осуществление изобретения
[032] Многослойная строительная панель включает несущий слой (1) с одной стороны относительно которого последовательно размещены: внутренний изоляционный слой (2), звукопоглощающий слой (3), защитный слой (4) и первый внешний слой (5), а с другой стороны размещен второй внешний слой (6).
3
[033] Несущий слой (1) является основой строительной панели. Слой выполнен из легкого бетона плотностью от 100 до 2000 кг/м. В частности, применяется ячеистый бетон, например, пенобетон, газобетон или бетон с вариотропной структурой. При необходимости, этот слой (1) может быть армирован. Также слой (1) может быть обернут в полимерную пленку, в частности, в полиэтиленовую, целлофановую или поливинилхлоридную пленку.
[034] Внутренний изоляционный слой (2) контактирует с несущим слоем и предназначен для его защиты от попадания влаги. Слой (2) может изготавливаться из металла, полимера, в частности пластика (пластмассы), термопластика, полиэтилена, целлофана, или композита, в частности, стеклопластика, или реактопластика.
[035] Звукопоглощающий слой (3) контактирует с внутренним изоляционным слоем (2) и выполняется из волокнистого материала, в частности из минеральной ваты, каменной ваты, стекловаты, базальтовой ваты.
[036] Защитный слой (4) контактирует со звукопоглощающим слоем и предохраняет его от повреждений, а также препятствует его деформации через перфорацию внешнего слоя (5). Защитный слой (4) выполняется из акустически прозрачного тканного или нетканого материала. В качестве материала могут использоваться полотна из полимерной, базальтовой или стеклянной нити, а также из полиэфирных, полипропиленовых, или полиэтиленовых волокон, например, геотекстиль.
[037]  Первый внешний слой (5) контактирует с защитным слоем (4) и предназначен для облицовки панели. Для улучшения звукопоглощающих свойств первый внешний слой (5) перфорирован.
[038] Второй внешний слой (6) размещен с другой стороны относительно несущего слоя (1) и контактирует с ним. Первый и второй внешние слои (5) и (6) панели изготавливаются из металла, полимера, в частности пластика (термопластика или реактопластика), поливинилхлорида (ПВХ), или композита, в частности стеклопластика, FRP (армированный стекловолокном пластик).
[039] Согласно первому варианту реализации (фиг. 2) слои (1), (2), (3), (4), (5) и (6) панели соединены с помощью адгезионных прослоек. При этом на кромках внешних слоев (5) и (6) панели сформированы на противоположных сторонах панели два шипа (7) и два паза (8) позволяющие стыковать панели между собой.
[040] В случае невозможности использования адгезионных прослоек, соединение слоев панели между собой может осуществляться за счет объединения внешних слоев (5) и (6) в единый контур, охватывающий как боковые, так и торцевые стороны панели (фиг. 3).  Таким образом, обеспечивают по меньшей мере два дополнительных внешних слоя, расположенных перпендикулярно несущему слою (1), которые изготавливаются единым профилем или собираются в единый профиль из нескольких частей. Этот профиль удерживает все внутренние слои (1,2,3,4) вместе. При этом на торцевых сторонах профиля имеются выступ в виде шипа (7) и впадина в виде паза (8) для обеспечения замкового соединения панелей между собой. Профиль соединения шип-паз может иметь форму прямоугольника, треугольника, части окружности, многоугольника, комбинации этих форм и т.д.
[041] Внешние слои (5,6) панели могут быть профилированы, гофрированы, иметь ребра жесткости или выступы, углубляющиеся во внутренние слои.
[042] Панель может быть изготовлена известными специалисту способами. В частности, внешние слои (5) и (6) производят методом пултрузии (для стеклопластика), экструзии (для пластика), или холодной прокаткой (для металла) с возможным нанесением полимерного покрытия. Первый внешний слой (5) перед сборкой перфорируют. В случае сборки панели по первому варианту конструкции (фиг.2) слои (1,2,3,4,5) последовательно склеивают с помощью адгезива. При сборке панели по второму варианту конструкции (фиг.3) внешние слои собирают в единый полый профиль на замковых соединениях или сразу изготавливают единый полый профиль панели. Внутрь профиля устанавливают слои (2), (3) и (4). Затем в профиль заливают легкий бетон. После застывания бетона (1) производят заделку торцов.
[043] Пример.1
[044] Изготавливали звукопоглощающую панель согласно заявленному изобретению, которая включает последовательно размещенные слои: второй внешний слой (6) из оцинкованного металла толщиной 0,8 мм, несущий слой (1) из газобетона толщиной 100 мм, внутренний изоляционный слой (2) из оцинкованного металла толщиной 0,5 мм,  звукопоглощающий слой (3) из каменной ваты толщиной 40 мм, защитный слой (4) из геотекстиля толщиной 0,4 мм и первый и второй внешние слои (5,6) из оцинкованного металла толщиной 0,8 мм с полимерным покрытием. Такая панель толщиной 145 мм показала индекс звукоизоляции 48 дБ.
[045] Пример 2.
[046] Изготавливали звукопоглощающую панель согласно заявленному изобретению, которая включает последовательно размещенные слои: второй внешний слой (6) из пластика толщиной 3мм, несущий слой (1) из пенобетона толщиной 70мм, внутренний изоляционный слой (2) из пластика толщиной 3мм, звукопоглощающий слой (3) из каменной ваты толщиной 40мм, защитный слой (4) из геотекстиля толщиной 0,4мм и первый и второй внешние слои (5,6) из пластика толщиной 3мм. Такая панель толщиной 120 мм показала индекс звукоизоляции 46 дБ.
[047] Пример 3
[048] Изготавливали звукопоглощающую панель согласно заявленному изобретению, которая включает последовательно размещенные слои: второй внешний слой (6) из стеклопластика толщиной 3мм, несущий слой (1) из пенобетона толщиной 78мм, внутренний изоляционный слой (2) из стеклопластика толщиной 1мм, звукопоглощающий слой (3) из каменной ваты толщиной 25 мм, защитный слой (4) из стеклоткани толщиной 0,3мм и первый и второй внешние слой (5,6) из стеклопластика толщиной 3мм. Такая панель толщиной 110 мм показала индекс звукоизоляции 42 дБ. Аналогичная традиционная панель толщиной 120мм имеет показатель звукоизоляции 28-34дБ, что почти на треть меньше.
[049] Таким образом, заявленная конструкция панели имеет следующие преимущества:
[050] – Панель обладает улучшенными акустическими характеристиками.
[051] – Панель обладает улучшенной прочностью, жесткостью и несущей способностью по сравнению с конструкциями на основе минеральной ваты, имеющими каркас
[052] – Несущий слой из бетона не подвержен усадке, в отличии от каменной ваты.
[053] – Предложенная комбинация слоев позволяет упростить конструкцию и отказаться от применения усиливающих элементов, внутренних перегородок, каркасов, резьбовых соединений и стыков.
[054] – Конструкция позволяет снизить толщину слоя из дорогостоящего волокнистого материала, заменив его более дешёвым материалом, что уменьшает стоимость панели,
[055] – Конструкция защищена от коррозионного воздействия внешней среды, в том числе от разрушения несущего слоя при попадании влаги.
[056] – С учетом приведенных преимуществ панель обладает увеличенным сроком службы и большей эксплуатационной надежностью.