Строительная система для строительства жилого модуля
BUILDING SYSTEM FOR BUILDING A HOUSING MODULE

Настоящее изобретение относится к строительной системе для модуля здания, главные элементы которого изготовлены из пластикового материала.
В известном уровне техники уже известна упаковка продукта для выполнения сборок по существу из пластикового материала. В документе WO 0212077 описана бутылка из формованного пластикового материала, содержащая средство соединения, так что бутылку можно присоединять в ряд к другой бутылке с помощью средства для соединения, такого как, например, соединение «ласточкин хвост». Бутылки могут быть собраны вместе, что позволяет создавать сборки бутылок.
Также известен документ WO 2012045061, в котором описаны устройства и контейнеры, которые являются удлиняемыми, модульными и могут сцепляться в боковом направлении и вертикально с другими подобными контейнерами для различных применений.
Также известны лица, приступившие и реализовавшие конструкции, такие как дома, на основе пластиковых бутылок, и чаще всего бутылки располагали горизонтально.
Также известны и очень распространены традиционные строительные системы, основанные, например, на кирпиче, но, тем не менее, стоимость строительства остается высокой.
Кроме того, заявитель подал заявку на патент № СН 707115, связанную с бутылкой, которая может быть объединена с другими с целью создания конструкции. Эти бутылки имеют форму с охватываемой/охватывающей деталью в форме усеченного конуса.
Заявитель также подал другую заявку на патент № СН 708086, связанную с бутылкой, содержащей в ее верхней части двойное охватываемое цилиндрическое горлышко, содержащее первое механическое соединительное средство, которое можно приводить в действие путем вращения. Нижняя часть бутылки содержит двойное цилиндрическое горлышко, содержащее второе механическое соединительное средство, которое можно приводить в действие путем вращения и которое является ответным по отношению к указанному первому механическому средству для приведения в действие. Верхнюю часть бутылки можно соединять с нижней частью другой бутылки за счет двойного действия охватываемого и охватывающего горлышек с целью приведения в контакт соответствующих упорных поверхностей. Бутылка имеет по ее периферии по меньшей мере одно продольное охватывающее отверстие, позволяющее вставлять промежуточный стержень, при этом указанный стержень служит в качестве соединения между двумя бутылками, размещенными рядом друг с другом, или бутылкой и другим элементом конструкции с продольным охватывающим отверстием.
Вышеуказанные две заявки на патент основаны на сборке бутылок определенной формы с целью создания жесткой структуры, где применимо, с повышенной жесткостью и улучшенным уплотнением.
В документе WO 2016016706 описана строительная система, включающая комплект вспомогательных элементов и комплект корпусов удлиненной формы, предназначенных для создания конструкции путем сборки множества указанных корпусов со вспомогательными элементами. Корпус удлиненной формы содержит переднюю поверхность и заднюю поверхность, которые являются плоскими и противоположными, верхнюю поверхность и нижнюю поверхность, которые являются плоскими и противоположными, и две противоположные боковые поверхности. По меньшей мере одна из указанных двух боковых поверхностей имеет углубленную часть, в частности изгиб внутрь в ее центральной части. Каждый корпус объединяют с другим корпусом так, что их боковые поверхности находятся между ними, и/или путем объединения нижней поверхности одного корпуса с верхней поверхностью другого корпуса и/или путем объединения боковой поверхности одного корпуса с передней или задней поверхностью другого корпуса. Вспомогательные элементы представляют собой удлиненные части, которые вставляются между углубленными частями двух удлиненных корпусов и в контакте с ними при сборке торец к торцу и проходят по всей высоте удлиненных корпусов или ее значительной части. Удлиненные части образуют отдельно в случае с полыми удлиненными частями или за счет взаимодействия этих удлиненных частей с противолежащими углубленными частями удлиненных корпусов центральное пространство, расположенное между и в середине углубленных частей удлиненных корпусов. Удлиненные корпуса дополнительно образуют боковые пространства между боковыми поверхностями углубленных частей удлиненных корпусов по обе стороны от удлиненных частей.
Также известны строительные системы, состоящие из частей пластикового материала, хотя они предназначены для построения моделей в масштабе.
Настоящее изобретение позволяет создать строительную систему для модуля здания, главные элементы которого изготовлены из пластикового материала, в частности переработанного пластикового материала, обеспечивающую прочную конструкцию очень просто и очень быстро.
Согласно настоящему изобретению эта цель достигается благодаря строительной системе для модуля здания, главные элементы которого изготовлены из пластикового материала, при этом строительная система содержит:
- комплект полых профильных балок удлиненной прямолинейной формы типа 1 и типа 2, при этом балки содержат на каждом конце поперечный проходной проем таким образом, что поперечный проходной проем балки типа 1 вставляется в поперечный проходной проем балки типа 2 при сборке двух балок встык под прямым углом, оставляя проходной проем между двумя концами балок таким образом, что две балки типа 1 могут быть объединены с двумя балками типа 2 с образованием прямоугольного каркаса,
- комплект угловых сборочных элементов, при этом каждый сборочный элемент содержит корпус, предназначенный для прохождения через поперечный проходной проем балок типа 1 и 2,
- комплект плит, которые могут быть установлены между двумя балками типа 1 при сборке или двумя балками типа 2 при сборке с образованием прямоугольного каркаса, и - комплект стоек полого прямоугольного сечения, полые концы которых вставляются поверх углового сборочного элемента прямоугольного каркаса, образованного из балок типа 1 и типа 2, для образования трехмерной каркасной конструкции.
Стойки содержат продольные направляющие или пазы на двух смежных поверхностях для размещения других плит между стойками во время сборки.
При этом каждая полая профильная балка содержит вдоль верхней поверхности расположенные на расстоянии направляющие или пазы, предназначенные для размещения указанных других плит.
В одном варианте осуществления балки типа 1 имеют закрытое квадратное сечение, и балки типа 2 имеют U-образное сечение, предназначенное для размещения указанных плит.
В одном варианте осуществления каждый строительный модуль может быть собран с другим модулем, каждый модуль имеет длину стороны в диапазоне от 2,5 м до 3,5 м и высоту в диапазоне от 2,2 м до 2,8 м.
В предпочтительном варианте осуществления плиты и другие плиты содержат извлекаемые участки для выполнения проемов.
В одном варианте осуществления плиты выполнены с возможностью вставки в балки типа 2 и между пазами или направляющими балок типа 1 и стоек.
В целях улучшения теплоизоляции и звукоизоляции модулей здания другие плиты содержат ячейки для изоляционных элементов, и плиты содержат гнездо на одной из широких поверхностей для изоляционных элементов, гнездо выполнено с возможностью закрытия герметичным покрытием.
Для того, чтобы выдерживать большие нагрузки, балки содержат на каждом конце съемную часть, изготовленную из более жесткого материала, чем балки, например, из металла.
По экологическим соображениям строительная система предпочтительно изготовлена из переработанных пластиковых материалов.
Для большей жесткости каждую балку и каждую плиту наполняют веществом, предназначенным для придания твердости его структуре, например, почвой, смешанной с отверждающейся смолой, цементом, бетоном, суглинком или любым другим придающим твердость веществом, или даже пористым материалом, таким так жесткий пенопласт.
В соответствии с настоящим изобретением возможно создать сборную конструкцию жилого модуля, изготовленного из строительной системы, которая содержит трехмерную каркасную конструкцию, собранную из балок типа 1 и типа 2, образующих горизонтальные прямоугольные каркасы и вертикальные стойки, собранные в углах прямоугольных каркасов, горизонтальные плиты между балками типа 1 и типа 2 и другие вертикальные плиты между стойками, которые расположены поверх профильных балок.
Согласно этому варианту осуществления, когда угловые сборочные элементы закрепляют на грунте, второй строительный модуль может быть соединен с первым модулем, при этом необязательно установлены другие плиты, общие для двух модулей.
Для более прочной сборки каждая балка имеет съемный металлический конец.
В предпочтительном варианте осуществления верхняя часть модуля здания герметизирована либо путем установки плит, либо путем размещения покрытия, на которое может быть нанесена полимеризационная смола, придающая указанному покрытию жесткость и непроницаемость.
Благодаря этой сборной конструкции можно создать элемент здания, в том числе гаража, дома.
Признаки настоящего изобретения станут более очевидными после ознакомления с нижеследующим описанием множества вариантов осуществления, приведенных исключительно в качестве неограничивающего примера со ссылкой на схематические фигуры, на которых:
- на фиг. 1 изображен вид в перспективе двух полых профильных балок, одной типа 1 и другой типа 2;
- на фиг. 2 изображен вид в перспективе балки типа 1 и двух балок типа 2, размещенных для сборки вместе;
- на фиг. 3 изображен вид в перспективе балки типа 1 и двух балок типа 2, собранных на их концах и готовых для размещения угловых сборочных элементов, предназначенных для прохода через поперечный проходной проем в балках типа 1 и 2;
- на фиг. 4 изображен вид в перспективе балки типа 1 и двух балок типа 2, собранных на их концах, и угловых сборочных элементов, проходящих через поперечный проходной проем балок типа 1 и 2 таким образом, чтобы плиты могли быть вставлены в балки типа 2 и между ними;
- на фиг. 5 изображен вид в перспективе сборной конструкции из балок, показанной на фиг.4, и шести плит, размещенных между балками типа 2 вместе с балкой типа 1, предназначенной для сборки с двумя балками типа 2;
- на фиг. 6 изображен вид в перспективе сборной конструкции из двух балок типа 1 и двух балок типа 2 и шести плит, размещенных между балками типа 2 и между двумя балками типа 1;
- на фиг. 7 изображена сборная конструкция, показанная на фиг.6, в которой изоляционные материалы размещены в первой плите и готовы для размещения в каждой из других пяти плит;
- на фиг. 8 изображена сборная конструкция, показанная на фиг. 7, в которой изоляционные материалы размещены в каждой из шести плит, и покрытия выполнены с возможностью покрытия каждой плиты, содержащей изоляционный материал;
- на фиг. 9 изображена сборная конструкция, показанная на фиг. 8, когда покрытия размещены полностью на плитах;
- на фиг. 10 изображена сборная конструкция, показанная на фиг. 9, в которой полая стойка размещена в одном углу прямоугольной сборной конструкции, при этом стойка готова для размещения элемента усиления;
- на фиг. 11 изображены сборная конструкция, показанная на фиг. 10, и другие плиты и изоляционные материалы, готовые для размещения в направляющих на балке и на стойке;
- на фиг. 12 изображена сборная конструкция, показанная на фиг. 11, с готовыми для установки пятью другими плитами и второй стойкой и ее элементом усиления;
- на фиг. 13 изображена сборная конструкция, показанная на фиг. 12, со второй перегородкой пяти других стен, готовой для установки;
- на фиг. 14 изображена сборная конструкция, показанная на фиг. 13, с третьей и четвертой перегородками пяти других стен и четвертой стойкой и ее элементом усиления, готовыми для установки;
- на фиг. 15 изображена сборная конструкция, показанная на фиг. 14, с балкой типа 1 и двумя балками типа 2, размещенными с возможностью сборки вместе поверх указанной сборной конструкции;
- на фиг. 16 изображены балка типа 1 и две балки типа 2, собранные поверх указанной сборной конструкции, показанной на фиг. 15, с их концами и угловыми сборочными элементами, проходящими через поперечный проходной проем балок типа 1 и 2 таким образом, чтобы шесть плит могли быть вставлены между балками типа 2;
- на фиг. 17 изображена сборная конструкция, показанная на фиг.16, когда шесть плит вставлены между балками типа 2, и изоляционные материалы готовы для размещения в гнездах в каждой из шести плит;
- на фиг. 18 изображены сборная конструкция, показанная на фиг.17, когда изоляционные материалы размещены в гнездах в каждой из шести плит, и покрытия, выполненные с возможностью покрытия каждой плиты, содержащей изоляционный материал;
- на фиг. 19 изображена сборная конструкция, показанная на фиг. 18, в полностью собранном состоянии;
- на фиг. 20 изображена часть балки типа 2, в которой конец состоит из металлической части, готовой для вставки в проемы в балке типа 2;
- на фиг. 21 изображены два модуля здания согласно настоящему изобретению, расположенных один над другим и обеспеченных окнами и дверью;
- на фиг. 22 изображен вид в продольном разрезе другой стены; и
- на фиг. 23 изображена каркасная конструкция, изготовленная с помощью балок типа 1 и типа 2 и угловых сборочных элементов.
Модуль здания, показанный на фиг. 19 или на фиг. 21, и главные элементы которого изготовлены из пластикового материала, содержит комплект балок 1, 1' (см. фиг. 1 и фиг. 2), полые профильные балки удлиненной прямолинейной формы типа 1 и типа 2. Балки 1 типа 1 имеют закрытое квадратное сечение, и балки 1' типа 2 имеют U-образное сечение, предназначенное для размещения указанных плит 3. Как показано на фиг. 1 и фиг. 2, балки 1, 1' содержат на каждом конце 5, 5' поперечный проходной проем 6, 6' таким образом, что поперечный проходной проем 6 балки 1 типа 1 вставляется в поперечный проходной проем 6' балки 1' типа 2 при сборке двух балок 1, 1' встык под прямым углом, оставляя проходной проем 6, 6' между двумя концами 5, 5' балок 1, 1'. Таким путем две балки 1 типа 1 могут быть собраны с двумя балками 1' типа 2 с образованием прямоугольного каркаса, как показано в частности на фиг. 6.
Как показано на фиг. 3, два угловых сборочных элемента 2 выполнены с возможностью прохождения через поперечный проходной проем 6, 6' балок 1, 1' типа 1 и 2. Угловые сборочные элементы содержат прямоугольную первую часть, содержащую отверстия для размещения болтов, и удерживающий фланец прямоугольной формы, который предназначен для поддержания структуры, когда первую сборочную часть 2 вставляют в поперечный проем. Как показано на фиг. 20, и для большей прочности балки 1, 1' содержат на каждом конце 5, 5'съемную металлическую часть 15.
Как показано на фиг. 4, балку 1 типа 1 и две балки 1' типа 2 собирают на их концах 5, 5'. Два угловых сборочных элемента 2 проходят через поперечный проходной проем 6, 6' балок 1, 1' типа 1 и 2 таким образом, чтобы плиты 3 могли быть вставлены в балки 1' типа 2 и между ними. Угловые сборочные элементы 2 удерживаются в определенном положении с балками 1, 1' с помощью болтов 17. Также в этом примере сборная конструкция из балок 1, 1' опирается на одной стороне на два угловых сборочных элемента 2 и на другой стороне на подъемные/опорные средства 16, такие как домкрат. Когда шесть плит 3 размещены между балками 1' типа 2, выполняют сборку балки типа 1 с двумя балками 1' типа 2 (см. фиг. 5). Таким образом, комплект плит 3, собранных между двумя балками 1 типа 1 при сборке или двумя балками 1' типа 2 при сборке, образует прямоугольный каркас, как показано на фиг. 6.
Как показано на фиг. 7, после того, как эта первая прямоугольная структура собрана, изоляционные материалы 9 размещают в гнездах 14 каждой из шести плит 3. Затем покрытия 10 размещают на каждой из шести плит 3, как показано на фиг. 8 и фиг. 9. Угловые сборочные элементы содержат вторую прямоугольную часть 2', содержащую отверстия для размещения болтов и удерживающий фланец прямоугольной формы, который служит в качестве опоры для стойки. Вторая прямоугольная часть 2' является полой на одной стороне, чтобы вставляться в первую часть углового сборочного элемента 2.
Как показано на фиг. 10, когда этот прямоугольный каркас, образованный из балок 1, 1' типа 1 и типа 2, собран, в угловом сборочном элементе 2' размещаются полые концы стойки 11 прямоугольной полой секции прямоугольного каркаса, образованного из балок 1, 1' типа 1 и типа 2, для образования трехмерной каркасной конструкции. Стойки 11 содержат продольные направляющие или пазы 8 на двух смежных поверхностях для размещения других плит 3' между стойками 11 во время сборки. В этом примере элемент 12 усиления вставляют в стойку 11 для того, чтобы сделать ее более прочной.
Верхняя поверхность каждой балки 1, 1' и каждая стойка 11 содержат расположенные на расстоянии направляющие 8, предназначенные для размещения указанных других плит 3'. В другом показанном примере другие плиты 3' тоньше, чем плиты 3, но они, разумеется, могут быть одного и того же размера.
Как показано на фиг. 11 и фиг. 12, другие плиты 3' выполнены с возможностью вставки между направляющими 8 балок 1 типа 1 и типа 2 и стоек 11. Другие плиты 3' содержат ячейки 13 для размещения изоляционных элементов 9. Как можно увидеть на фиг. 11 в частности, другая плита 3' содержит две противоположные широкие поверхности 3А, 3В, проходящие между двумя боковыми поверхностями 3L и торцевыми поверхностями 3Е. Другие плиты 3' выполнены с возможностью образования стенок указанной каркасной конструкции 7.
Как показано на фиг. 12, полную стену собирают путем сборки пяти других плит 3', размещенных в направляющих 8 на балке 1' и на стойках 11. В каждой из стоек 11 элемент 12 усиления предназначен для придания твердости структуре.
На фиг. 13-19 показаны различные этапы строительства модуля здания согласно настоящему изобретению. Стены собирают одна за другой по одинаковому принципу с первой стеной, показанной на фиг. 12, с помощью других плит 3', стоек 11, их элементов 12 усиления, угловых сборочных элементов 2, 2' и изоляционных элементов. Структуру, служащую в качестве потолка, собирают в соответствии с тем же самым принципом, что и наземную часть, посредством балок 1, 1', угловых сборочных элементов 2, плит 3, изоляционных элементов 9 и покрытий 10.
2
2
2
Как показано на фиг. 19, когда угловые сборочные элементы 2 закрепляют на грунте, строительный модуль, собранный с помощью комплекта балок 1, 1', комплекта угловых сборочных элементов 2, 2' и плит 3, 3', имеет преимущество, заключающееся в том, что он имеет другие плиты 3', которые выдерживают ветровые нагрузки до 160 кг/м, нижние плиты 3, которые выдерживают нагрузки грунта до 224 кг/м и верхние плиты 3, которые выдерживают нагрузки на верхнюю часть модуля до 107 кг/м. Модуль, как показано, имеет длину стороны 3 м и высоту порядка 2,5 м.
Для того, чтобы быть способной выдерживать такие условия и такие нагрузки, каждая балка 1, 1' весит от 50 кг до 150 кг, каждая плита 3, 3' весит от 40 кг до 120 кг, и каждый угловой сборочный элемент 2, 2' весит от 5 кг до 30 кг.
Очевидно, что использование строительного модуля, как показано на фиг. 19, требует отверстий. Плиты 3 и другие плиты 3' поэтому содержат извлекаемые участки для выполнения проемов.
В этом примере проемы в других стенах 3' выполняют путем удаления, например, резки или выпиливания, одной ячейки 13 из пяти ячеек каждой из других стенок 3', как показано на фиг. 23, где изображен вид в продольном разрезе другой стенки 3' с ячейками.
2
2
2
Как показано на фиг. 21, два строительных модуля устанавливают друг на друге. В этом примере, когда угловые сборочные элементы 2, 2' первого строительного модуля закрепляют на грунте, другие плиты 3' выдерживают ветровые нагрузки до 182 кг/м, нижние плиты 3 выдерживают нагрузки грунта до 224 кг/м, и верхние плиты 3 второго модуля выдерживают нагрузки на верхнюю часть указанного второго модуля до 107 кг/м.
Верхний модуль здания содержит четыре проема, служащие в качестве окон. Два небольших окна 18 выполняют путем вырезания двух ячеек другой плиты 3'. Два больших окна 19 выполняют путем вырезания двух ячеек на двух других плитах 3', устанавливаемых одна поверх другой. Нижний модуль здания содержит большой проем 20, служащий в качестве двери, и два небольших проема 18, служащих в качестве окон. Дверь 20 выполняют путем вырезания двух смежных ячеек 13 четырех других плит, устанавливаемых одна поверх другой. В этом примере, даже если являются невидимыми, плиты 3, общие для нижнего модуля и верхнего модуля, также содержат проемы между двумя модулями. В другой версии, которая не показана, наружная лестница может обеспечивать доступ к верхнему модулю здания.
В другом примере, который не показан, когда угловые сборочные элементы 2, 2' закрепляют на грунте, и второй строительный модуль соединен с первым модулем посредством боковой части, другие плиты 3', общие для двух модулей, необязательно устанавливают с использованием измененной формы стоек 11.
Для большего удобства, хотя ранее отмечалось, что ячейки 13 и гнезда 14 плит 3, 3' позволяют включить изоляционный материал, также предусмотрена прокладка электрических кабелей и труб. Трубы предназначены как для транспортировки воды до пункта водоснабжения, расположенного в указанном здании, так и для отвода сточной воды наружу указанного здания. Фактически плиты 3, 3' содержат ячейки 13 и гнезда 14 толщиной несколько сантиметров, например, не менее 15 сантиметров, тем самым позволяя размещать изоляционный материал с одной стороны и трубы и кабели с другой стороны.
Верхняя часть модуля здания всегда герметизируется либо путем установки плит 3, 3' определенным образом, либо в примере, который не показан, путем размещения покрытия, на который может быть нанесена полимеризационная смола, придающая указанному покрытию жесткость и непроницаемость. Структуру такого рода создают с использованием балок и стоек. Каждая стойка и балка содержит отверстия, в частности те, в которые вставляют болты, в которые входят трубки с резьбой, имеющие сечение, соответствующее отверстиям. Эти трубки имеют достаточную длину для того, чтобы образовывать структуру, которая будет выступать из модуля здания в достаточной степени для корректировки уклона крыши или свеса крыши в зависимости от географического положения указанного модуля здания. После того, как эта структура для крыши создана, одно или несколько покрытий, возможно солнечных панелей, могут быть размещены и натянуты таким образом, чтобы, например, был натянут капитель.
После того, как натянуто покрытие и ему придана форма, необходимо приступить к нанесению прозрачной или цветной смолы на внутреннюю и наружную часть покрытия, например, посредством щетки или пистолета-распылителя. Затем после полимеризации получают тонкую, но жесткую и прочную тонкую оболочку из смолы, которая легко поддается ремонту.
В другой версии, которая не показана, верхняя часть модуля здания может быть с насаждениями.
Модуль здания согласно настоящему изобретению имеет преимущество, состоящее в том, что его сборка является легкой и быстрой, и он является таким прочным, что он соответствует стандартам поддерживающих конструкций, таким как стандарт EN1991.
Во всех вариантах осуществления под пластиковым материалом следует понимать любой материал, который может быть переработан (PEHD, PEBD, РР, PET, PS, ABS…). Восстановленные пластиковые части предпочтительно поддаются шлифованию и обтесыванию. После обтесывания пластик промывают и затем высушивают прежде, чем подготовить для операции по экструзии. Полимеры плавят путем нагрева, и затем получают однородную пасту. После ряда обычных этапов получают гранулы. Затем гранулы извлекают из экструдера. В заключение, гранулы могут быть предназначены для создания элементов конструкции согласно настоящему изобретению.
Обозначения
1: балка типа 1
1': балка типа 2
2, 2': угловые сборочные элементы
3: плита
3': другая плита
3А: передняя поверхность другой плиты
3В: задняя поверхность другой плиты
3L: боковые поверхности другой плиты
3Е: торцевые поверхности другой плиты
4: боковые поверхности балки
5, 5': торцевые поверхности балки
6: проходной проем для балки
7: каркасная конструкция
8: направляющие, пазы
9: изоляция
10: покрытие
11: стойка
12: элемент усиления стойки
13: ячейка
14: гнездо
15: съемная часть балки
16: подъемное средство
17: болт
18: небольшое окно
19: большое окно
20: дверь