УЗЕЛ СОЕДИНЕНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ ОГРАЖДАЮЩИХ КОНСТРУКЦИЙ (ВАРИАНТЫ)

Полезная модель относится к строительству и производству строительных ограждающих конструкций и изделий, в частности, к средствам их соединения, и может быть использована для монтажа и сборки фасадов, зенитных фонарей, зимних садов, наклонных крыш, т.е. сооружений с большой площадью покрытия, в частности, стеклянного покрытия.
Известны многочисленные узловые соединения ограждающих, в частности, светопрозрачных конструкций, в которых все или большинство входящих в их состав элементов соединяются друг с другом с помощью
большого числа крепежных элементов, образуя при этом недостаточно прочные соединительные узлы. Узловые соединения при сборке ограждающих конструкций, соединяемые панельные элементы которых лежат либо в одной плоскости, либо находятся под углом друг к другу, являются недостатком таких конструкций с точки зрения обеспечения герметичности. При стыковке панелей в местах их соединения выполняется, как правило, множество отверстий для крепежных элементов. Например, известна система застекления зданий для фасадов, крыш, стеклянных ограждений и окон (патент РФ №2144118, опубл. 10.01.2000), в которой узлы крепления светопрозрачных панелей с каркасными элементами включают помимо винтовых соединений, находящихся в резьбовом соединении с гайками, большое число дополнительных промежуточных крепежных элементов, выполненных в виде пластин с выступами. Известен также комплект узлов крепления стеклянных панелей к зданию по заявке на изобретение РФ №2006129697 (опубл. 27.02.2008), который включает достаточно сложные в исполнении и реализации узловые соединения. В известных витражных ограждающих конструкциях (http://proekt.rn) в узлах соединения стеклопакеты крепятся друг к другу с помощью стальных треугольных деталей, обеспечивающих стыковое соединение смежных панелей. В описанных решениях для конструктивного исполнения узловых соединений требуется выполнить большое число отверстий, а для соединения элементов использовать большое количество крепежных элементов: втулок, гаек, стержней с резьбой. Помимо того, что сам процесс сборки таких конструкций является довольно длительным, для сборки узлов требуется обеспечить точное позиционирование соединяемых деталей, что еще больше увеличивает процесс сборки и повышает трудоемкость. Процесс разборки таких конструкций также достаточно сложен, длителен и трудоемок. И, кроме того, наличие дополнительных крепежных элементов приводит к снижению надежности и прочности узловых соединений и строительных
конструкций в целом, к снижению герметичности и, следовательно, к ухудшению теплоизоляционных свойств.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемой полезной модели является набор узлов соединения светопрозрачных конструкций, разработанных фирмой Tremco (http://www.tremco.fi). Узел соединения светопрозрачных конструкций включает профильный опорный элемент, на котором размещены, по меньшей мере, две ограждающие панели. В описанной конструкции в узлах соединения панелей друг с другом и панелей с профильным опорным элементом в целях герметизации используются локально расположенные эластичные уплотнители и изолирующие материалы. Для соединения панелей друг с другом и с опорным элементом используется клеевой материал, в качестве которого применяют герметики: однокомпонентный нейтральный силикон - в качестве конструкционного шва, и двухкомпонентный нейтральный силикон, который используется для приклеивания стекол к конструкциям. Однако, силикон обладает рядом недостатков: он требует довольно тщательной подготовки поверхности; силиконовые швы легко "лопаются" при минимальных повреждениях. Поскольку силикон не имеет адгезии к полимеризованному силикону, швы, выполненные с использованием этого материала, очень сложно отремонтировать и, кроме того, его нельзя окрашивать - тем самым нарушается общий эстетический вид изделия.
Для сборки строительных светопрозрачных конструкций фирмой Tremco используются опорные элементы, выполненные из металлических конструкций. Однако, металлоконструкции, в частности, из алюминия, обладают высокой теплопроводностью, что приводит к нарушению теплоизоляции и значительным потерям тепла. Такое исполнение соединения панелей с опорным элементом не обеспечивает необходимой герметизации образованного узла соединения. Кроме того, известное техническое решение не дает возможности создавать новые варианты строительных конструкций, т.к. количество разновидностей форм узлов соединения ограничено.
Задачей заявляемого технического решения является устранение указанных выше недостатков путем создания узла соединения элементов ограждающих конструкций, который обеспечит достижение технического результата, заключающегося в снижении трудоемкости и времени сборки узлов и ограждающих конструкций в целом, расширении возможности варьирования формами конструкций в целом за счет создания различных конструкций узлов соединения, обеспечивающих заданное положение элементов ограждающих конструкций, и, кроме того, обеспечит соблюдение повышенных требований по герметичности и теплоизоляции.
Поставленная задача решается посредством узла соединения, охарактеризованного в п.1 и п.5 формулы полезной модели.
Поставленная техническая задача с достижением указанного технического результата решена тем, что в известном узле соединения элементов ограждающих конструкций, включающем профильный продольный опорный элемент и две ограждающие панели, смежные края которых образуют межпанельный зазор, который заполнен адгезивным материалом с образованием герметичного шва, а внутренние поверхности панелей соединены, по меньшей мере, с одной ответной поверхностью опорного элемента, в соответствии с заявляемой полезной моделью между соединенными панелями и опорным элементом образована замкнутая полость, в которой установлен стержень, взаимодействующий посредством адгезивного материала с указанными панелями и опорным элементом, опорный элемент выполнен из стеклокомпозита и имеет форму полого коробчатого профиля, внутри которого размещена теплоизолирующая вставка.
Согласно заявляемой полезной модели плоскости расположения ограждающих панелей по отношению друг к другу либо совпадают, либо пересекаются, при этом опорный элемент закреплен с общей для них стороны. Ограждающие панели могут быть одно- или многослойными, например, в виде стеклопакетов.
Для решения поставленной задачи и достижения указанного технического результата стержень имеет поперечное сечение, обеспечивающее необходимый угол расположения ограждающих панелей относительно друг друга. Это позволяет создавать узлы соединения, в которых панели расположены по отношению друг к другу под разными углами, расширяя тем самым возможность варьирования формами ограждающих строительных конструкций.
Целесообразно, чтобы стержень был выполнен из пенополистирола, а в качестве адгезивного материала применен полиуретановый клей-герметик. Использование стержня из пенополистирола позволяет повысить не только теплоизоляционные свойства, но и прочность узлового соединения, а применение в качестве адгезивного материала полиуретанового клея-герметика повышается прочность и жесткость узла за счет прочного сцепления мастики с пористым стержнем, что позволяет получить комбинированный эффект:
- достигается более высокая жесткость узла, поскольку пенополистирол обладает высоким коэффициентом деформации на сжатие и при прилегании к поверхности опорного элемента и кромкам ограждающих панелей обеспечивает высокую механическую прочность конструкции, а использование полиуретанового клея-герметика для сцепления стержня с поверхностями панелей и опорного элемента придает узлу дополнительную прочность,
- достигается более высокая степень герметизации узла, т.к. наряду с пенополистиролом, обладающим высокой влагостойкостью и теплоизоляцией, используется полиуретановый клей-герметик, который имеет очень широкий температурный интервал эксплуатации и абсолютно водостоек. Кроме того, клей, обладающий высокоэластичными свойствами, обеспечивает высокую степень герметизации стыков и при минимальном расходе создает прочный и долговечный шов, обладающий достаточной декоративностью.
Согласно полезной модели опорный элемент имеет форму полого коробчатого профиля, внутри которого размещена теплоизолирующая вставка и, предпочтительно, чтобы он был выполнен из стеклокомпозита.
Таким образом, в узловом соединении используются, по сути дела, унифицированные конструктивные элементы, что упрощает изготовление и повышает удобство сборочно-разборочных работ.
Указанный технический результат для второго варианта осуществления достигается тем, что в узле соединения элементов ограждающих конструкций, включающем профильный продольный опорный элемент и две ограждающие панели, смежные края которых образуют межпанельный зазор, который заполнен адгезивным материалом с образованием герметичного шва, а поверхности панелей соединены с, по меньшей мере, одной ответной поверхностью опорного элемента, в соответствии с заявляемой полезной моделью между соединенными панелями и опорным элементом образована замкнутая полость, в которой установлены, по меньшей мере два стержня, один из которых контактирует с опорным элементом и панелями, а другой связан с адгезивным материалом, герметично перекрывающим с наружной стороны межпанельный зазор между смежными краями панелей, опорный элемент выполнен из стеклокомпозита и имеет форму полого коробчатого профиля, внутри которого размещена теплоизолирующая вставка.
Указанные признаки заявляемой полезной модели являются существенными и взаимосвязанными между собой причинно-следственной связью с образованием совокупности существенных признаков, достаточных для достижения технического результата.
Сущность полезной модели и возможность ее реализации поясняется чертежами:
на фиг.1 - фиг.6 изображено поперечное сечение узлов соединения элементов ограждающих конструкций, в соответствии с п.1 формулы полезной модели;
на фиг.7 и фиг.8 изображено поперечное сечение узлов соединения элементов ограждающих конструкций, в соответствии с п.5 формулы полезной модели.
Идентичные детали на фиг.1 - фиг.8 обозначены одними и теми же цифрами.
Полезная модель поясняется конкретным примером выполнения, который, однако, не является единственно возможным, но наглядно демонстрирует возможность достижения данной совокупностью существенных признаков заданного технического результата.
Предложенный узел соединения элементов ограждающих конструкций содержит
- профильный продольный опорный элемент 1, который выполнен из стеклокомпозита и имеет форму полого коробчатого профиля,
- ограждающую панель 2, которая может быть как однослойной (фиг.5 и фиг.6), так и многослойной (например, двухслойной),
- стержень 3, взаимодействующий посредством адгезивного материала 4 с поверхностями опорного элемента 1 и панелей 2. Внутри опорного элемента 1 размещена теплоизолирующая вставка 5.
В вариантном исполнении (в соответствии с п.5 формулы полезной модели, (фиг.7 и фиг.8)) узел содержит, по меньшей мере, два стержня: 3.1 и 3.2, - при этом, один из них (3.1) контактирует с опорным элементом 1 и панелями 2, а другой (3.2) связан с адгезивным материалом 4, герметично перекрывающим с наружной стороны межпанельный зазор между смежными краями панелей 2.
Сборка узла осуществляется следующим образом.
Отбираются унифицированные конструктивные элементы: опорный элемент 1, который выполнен из стеклопластикового полого профиля (например, в соответствии с ТУ 2296-034-13377864-2004) и ограждающие панели 2, например, одно- или двухслойные светопрозрачные панели. В зависимости от формы, назначения и геометрических размеров конструкции,
которую необходимо получить, ограждающие панели 2, благодаря наличию стержня 3, располагают под требуемым углом. При этом стержень размещают в полости, образованной между ограждающими панелями 2 и опорным элементом 1. Стержень разделяет указанную продольную полость на дополнительные, преимущественно, изолированные объемы, которые, для дополнительной фиксации стержня, заполняют адгезивным материалом, в качестве которого применяют полиуретановый клей-герметик. Однако, указанные объемы можно и не полностью заполнять клеем-герметиком, а использовать его только в местах контакта стержня с панелями и опорным элементом и для герметизации торцевых сторон узла. Тогда в указанных объемах создается дополнительный теплоизолирующий воздушный слой.
Кроме того, полиуретановый клей-герметик использован также для склеивания панелей 2 с опорным элементом 1, и для заполнения межпанельного зазора. При использовании клея-герметика обеспечивается надежная фиксация и соединение панелей в заданном положении, а благодаря его эластичности шов имеет декоративный вид. Во всех технологических операциях может быть применен, например, полиуретановый герметик DINITROL 410UV, причем желательно, чтобы толщина клеевого слоя в местах соединения панелей и опорного элемента не превышала 1 мм, т.к. при большей толщине слоя нарушается жесткость конструкции.
Фигуры 1-3 и фигура 8 показывают, как могут быть устроены узлы соединения при сборке конструкций, содержащих двухслойные светопрозрачные панели. Наружный элемент 6 панели 2 простирается на такое расстояние относительно внутреннего элемента 7 этой панели, чтобы образовался подходящий интервал между двумя наружными элементами панелей для уплотнения межпанельного зазора герметичным шовным составом. Длина перекрывающей части наружного элемента панели будет зависеть от того, какую величину имеет угол, который может быть равным
90° (фиг.1), меньше 90° (фиг.2 и фиг.8) или больше 90°, но меньше 180° (фиг.3).
Полезная модель соответствует условию патентоспособности «промышленная применимость», т.к. ее реализация возможна при использовании существующих средств с применением известных технологических операций.
Использование полезной модели позволяет снизить трудоемкость и время сборки узлов и ограждающих конструкций в целом, обеспечивает соблюдение повышенных требований по теплоизоляции, а проработка узлов позволяет быстро и качественно возводить ограждающие конструкции любой сложности.