Строительная система для модуля здания
CONSTRUCTION SYSTEM FOR BUILDING MODULE

Настоящее изобретение относится к строительной системе для модуля здания, в частности жилого помещения или гаража, главные элементы которой могут быть изготовлены из пластикового материала, в частности переработанного пластикового материала или переработанной древесины.
В документе WO2016016706 описана строительная система, содержащая комплект вспомогательных элементов и комплект корпусов удлиненной формы, предназначенных для изготовления конструкции путем монтажа множества указанных корпусов со вспомогательными элементами. Корпус удлиненной формы содержит переднюю поверхность и заднюю поверхность, которые являются планарными и противоположными, верхнюю поверхность и нижнюю поверхность, которые являются планарными и противоположными, и две противоположные боковые поверхности. По меньшей мере одна из указанных двух боковых поверхностей имеет углубленную часть, в частности, кривизну в своей центральной части. Каждый корпус может быть смонтирован с другим корпусом так, что их боковые поверхности находятся между ними, и/или путем монтажа нижней поверхности одного корпуса с верхней поверхностью другого корпуса, и/или путем монтажа боковой поверхности одного корпуса с передней или задней поверхностью другого корпуса.
В документе СН714202 на имя заявителя, который не был опубликован, описана строительная система для модуля здания, в частности жилого помещения или гаража, главные элементы которой изготовлены из пластикового материала, которая содержит комплект экструдированных главных балок с полым профилем, имеющих удлиненную прямолинейную форму, имеющих постоянное сечение и надлежащую длину. Эти главные балки могут быть смонтированы торец к торцу с образованием прямоугольной решетчатой конструкции в форме трехмерного прямоугольного каркаса. Строительная система дополнительно содержит множество промежуточных второстепенных балок, которые могут быть смонтированы между параллельными и противоположными главными балками прямоугольного каркаса, и множество плоских фасадных элементов, выполненных с возможностью вставки друг против друга между двумя смежными параллельными балками, причем каждый фасадный элемент содержит прямоугольную плоскую плиту, снабженную двумя загнутыми противоположными кромками, которые могут быть зацеплены со смежными параллельными балками.
В документе WO 93/23631 описано соединение между расположенными поверхность к поверхности торцами горизонтальных деревянных элементов, причем это соединение содержит крестообразную деталь, имеющую Т-образные верхние элементы.
В документе GB 1336991 описано крестообразное соединение, имеющее четыре Т-образных выступа для присоединения горизонтальных направляющих.
В документе US 2004/0178704 на фиг. 12 описано устройство для присоединения четырех панелей под прямыми углами, причем соединительное устройство содержит центральную внутреннюю часть в форме плоского креста, торцы которого входят в зацепление в пазы, образованные в деталях на торцах четырех панелей, детали которых сцепляются со смежными деталями при вставке панелей. Это устройство обеспечивает возможность сборки панелей посредством заключения их в кожух в ортогональной конфигурации.
Настоящее изобретение обеспечивает изготовление строительной системы для модуля здания, главные элементы которой могут быть изготовлены из пластикового материала, в частности переработанного пластикового материала или переработанной древесины, обеспечивая прочную конструкцию с использованием уменьшенного количества стандартизированных частей, которые составляют строительные элементы.
Согласно настоящему изобретению цель достигается благодаря системе для создания модуля здания, содержащей центральные строительные элементы и примыкающие строительные элементы, примыкающие к центральным элементам.
Система согласно настоящему изобретению, таким образом, содержит множество центральных строительных элементов, каждый из которых имеет в сечении крест, содержащий два основных плеча равной длины, причем основные плечи пересекаются на середине длины под прямым углом. Каждый центральный строительный элемент имеет плоскость симметрии вокруг осей каждого основного плеча. Основные плечи креста оканчиваются на их торцах поперечными частями, длина которых меньше длины основных плеч.
Система согласно настоящему изобретению также содержит множество примыкающих строительных элементов, примыкающих к центральным элементам, при этом каждый примыкающий элемент состоит из четырех неполных примыкающих деталей, которые смонтированы вокруг центрального элемента в отличие от положений, представленных в документах WO 93723631 и GB 1336991.
Каждая из неполных примыкающих деталей имеет сечение, по существу представляющее собой равнобедренный прямоугольный треугольник, имеющий длинную сторону и две наклонные стороны, которые образуют прямой угол. После монтажа четыре неполные примыкающие детали расположены так, что их длинная сторона обращена наружу, а наклонные стороны, оканчивающиеся прямым углом, обращены внутрь в направлении центра креста центрального элемента. Таким образом, четыре неполные примыкающие детали образуют квадрат, окружающий крест центрального элемента. Также треугольные неполные примыкающие детали содержат отверстия и/или вырезы, которые окружают главные плечи и поперечные части креста центрального элемента.
Центральные строительные элементы представляют собой прямолинейные удлиненные корпусы с крестообразным сечением, которые по их длине окружены примыкающими строительными элементами, что также обеспечивает сборку под прямым углом.
Таким образом, в системе согласно настоящему изобретению в отличие от существующего уровня техники строительство может быть выполнено в 6 направлениях (вверх, вниз, влево, вправо, вперед, назад).
Основные плечи креста центрального элемента оканчиваются на их торцах поперечными выступами. Таким образом, крест центрального элемента представляет собой костыльный крест, основные плечи которого оканчиваются на их торцах Т-образными поперечными выступами.
Как правило, когда крест имеет протяжение L в направлении основных плеч, а боковые выступы имеют длину t, соотношение L:t=2,5-3, предпочтительно 2,6-2,75.
Также, как правило, если основные плечи и Т-образные поперечные части костыльного креста имеют одинаковую толщину е, длина t=(1,5 4)е, предпочтительно (2,5-3,5)е, например t=3е, и протяжение L=(6-10)е, предпочтительно (7-9)е, например L=8е.
В одном варианте осуществления каждый примыкающий элемент состоит из четырех неполных примыкающих частей, которые имеют вырезы на их наклонных сторонах, так что вырезы на двух расположенных бок о бок треугольных неполных примыкающих частях соответствуют основному плечу креста с его поперечными выступами. Таким образом плечи креста расположены по диагоналям квадрата, образованного четырьмя смонтированными неполными примыкающими частями.
Другой вариант осуществления включает примыкающие элементы, каждый из которых состоит из четырех неполных примыкающих частей треугольной формы, каждый из которых имеет внутри каждой треугольной неполной примыкающей части отверстия в форме основного плеча креста, проходящие от прямого угла треугольника с его поперечными выступами спереди длинной стороны треугольника. Таким образом основные плечи креста и необязательные Т-образные части расположены параллельно сторонам квадрата, образованного четырьмя смонтированными неполными примыкающими частями.
Каждый примыкающий элемент может быть выполнен как одна деталь, возможно с отверстиями, или может быть образован посредством монтажа по меньшей мере двух деталей, преимущественно с оставлением промежутков.
Настоящее изобретение также относится к сборке, содержащей центральный элемент, к которому примыкают примыкающие элементы, каждый из которых образован путем монтажа нескольких деталей, причем сборка содержит наружную стену, образованную наружными частями смонтированных деталей, расположенными параллельно, и смежные ряды, проходящие вдоль наружной стены.
Система согласно настоящему изобретению обычно содержит множество центральных строительных элементов и множество примыкающих строительных элементов, примыкающих к центральным элементам, каждый из которых имеет несколько стандартизированных длин.
Система согласно настоящему изобретению предпочтительно содержит множество строительных элементов, образующих соединительные детали, содержащие полый корпус приблизительно прямоугольной формы в сечении. В этом случае одна сторона этого полого корпуса скреплена с треугольной формой, которая соответствует одной из указанных неполных примыкающих частей треугольной формы примыкающих строительных элементов, обеспечивая возможность монтажа этих соединительных деталей вокруг центрального строительного элемента. Сторона полого корпуса соединительной детали, противоположная указанной стороне, скрепленной с треугольной формой, преимущественно снабжена профилем, приспособленным для монтажа панели.
Полые корпусы соединительных деталей, например, предназначены для прокладки кабеля, прокладки труб, изоляции или даже упрочнения посредством заполнения, например, отвердевшей землей или цементом.
Настоящее изобретение также относится к модулю здания, созданному с помощью описанной системы, причем модуль содержит множество центральных строительных элементов, смонтированных с неполными примыкающими частями и соединительными деталями.
Например, один вариант осуществления модуля здания согласно настоящему изобретению имеет вид пространства в форме прямоугольного параллелепипеда, имеющего четыре угла. Каждый угол содержит вертикально расположенный центральный строительный элемент, две поверхности которого, образующие внешний прямой угол на углу, закрыты неполными примыкающими частями примыкающих элементов и две поверхности которого, образующие внутренний прямой угол, смонтированы с соединительными деталями, при этом наружные стороны указанного полого корпуса соединительных деталей, поддерживающих панели, образуют фасад.
Согласно разработке этого варианта осуществления модуля здания, в котором по меньшей мере каждая из двух противоположных сторон пространства в форме прямоугольного параллелепипеда содержит множество n промежуточных центральных строительных элементов, расположенных вертикально между центральными строительными элементами, расположенными на углах, промежуточные центральные строительные элементы поддерживают на двух противоположных поверхностях в плоскости на стороне соединительных деталей, поддерживающих n+1 панелей.
Модуль здания согласно настоящему изобретению предпочтительно содержит панель пола или потолка, содержащую прямоугольный каркас, образованный из горизонтально расположенных удлиненных центральных строительных элементов, закрытых с внешней стороны неполными примыкающими частями и закрытых с внутренней стороны соединительными деталями, поддерживающими пол или потолок.
Благодаря строительной системе согласно настоящему изобретению возможно построить элемент здания, например гараж, дом, с использованием ограниченного количества строительных элементов, изготовленных из переработанных материалов, при этом строительные элементы состоят из стандартизированных деталей, обеспечивая универсальное применение для разных конфигураций.
Признаки настоящего изобретения станут более очевидными после прочтения следующего описания нескольких вариантов осуществления, приведенных лишь в качестве примера, со ссылкой на схематические фигуры, на которых:
- на фиг. 1 представлены вид в разрезе и вид в перспективе строительного элемента;
- на фиг. 2А и 2В представлены виды в перспективе и в разрезе примыкающих строительных элементов, примыкающих к центральным элементам;
- на фиг. 3А и 3В представлены виды в перспективе и в разрезе строительных элементов;
- на фиг. 4А, 4В представлены виды в перспективе строительных элементов, образующих соединительные детали;
- на фиг. 5 представлен частичный вид строительного модуля во время сборки;
- на фиг. 6 представлен вид в перспективе смонтированного строительного модуля; и
- на фиг. 7А и 7В соответственно представлены схематический разрез и вид в перспективе варианта строительного элемента.
В настоящем изобретении предложена система для создания модуля здания, содержащая центральные строительные элементы 1 и примыкающие строительные элементы 2, которые примыкают к центральным элементам.
Система согласно настоящему изобретению, таким образом, содержит множество центральных строительных элементов 1 по фиг. 1, каждый из которых содержит в разрезе крест, содержащий два основных плеча 6 равной длины. Основные плечи 6 пересекаются на середине длины под прямым углом. Каждый центральный строительный элемент 1 имеет плоскость симметрии вокруг осей АА и ВВ каждого основного плеча 6. Основные плечи 6 креста оканчиваются на их торцах поперечными выступами 7, длина которых меньше длины основных плеч 6.
Система согласно настоящему изобретению также содержит множество примыкающих строительных элементов 2, которые примыкают к центральным строительным элементам 1, при этом каждый примыкающий строительный элемент 2 состоит из четырех неполных примыкающих деталей 2А, 2В, 2А', 2В', которые смонтированы вокруг центрального элемента (фиг. 1).
Каждая из неполных примыкающих деталей 2А, 2В, 2А', 2В' имеет сечение, по существу представляющее собой равнобедренный прямоугольный треугольник, имеющий длинную сторону 10 и две наклонные стороны 11, которые образуют прямой угол. После монтажа четыре неполные примыкающие детали 2А, 2В, 2А', 2В' расположены так, что их длинная сторона 10 обращена наружу, а наклонные стороны 11, оканчивающиеся прямым углом, обращены внутрь в направлении центра креста центрального строительного элемента 1. Таким образом, четыре неполные примыкающие детали образуют квадрат, который окружает крест центрального строительного элемента 1 (фиг. 1). Также треугольные неполные примыкающие детали 2А, 2В, 2А', 2В' содержат отверстия 12 (фиг. 2В и 3В) и/или вырезы 13 (фиг. 2А и 3А), которые окружают крест центрального строительного элемента 1.
Основные плечи 6 креста центрального строительного элемента 1 оканчиваются на их торцах поперечными выступами. Крест центрального строительного элемента 1, проиллюстрированный на фиг. 1, представляет собой костыльный крест, основные плечи 6 которого оканчиваются на их торцах Т-образными поперечными выступами 7.
Как правило, когда крест имеет протяжение L в направлении основных плеч 6, а боковые выступы имеют длину t, соотношение L:t=2,5-3, предпочтительно 2,6-2,75.
Также, как правило, если основные плечи 6 и Т-образные поперечные выступы 7 костыльного креста имеют одинаковую толщину е, длина t=(1,5-4)е, предпочтительно (2,5-3,5)е, например t=3е, и протяжение L=(6-10)е, предпочтительно (7-9)е, например L=8е.
В дополнение к форме костыльного креста с Т-образными торцами представлены формы креста например с закругленными, наклонными торцами или торцами треугольной формы. Важным моментом является сохранение симметрии в соответствии с двумя перпендикулярными плоскостями.
В варианте осуществления, проиллюстрированном на фиг. 2А, каждый примыкающий строительный элемент 2 состоит из четырех неполных примыкающих частей 2А, которые имеют вырезы 13 на их наклонных сторонах 11, так что вырезы 13 на двух расположенных бок о бок треугольных неполных примыкающих частях 2А соответствуют основному плечу 6 креста с его необязательными поперечными выступами 7. Таким образом, плечи 6 креста расположены по диагоналям квадрата, образованного четырьмя смонтированными неполными примыкающими частями 2А.
Другой вариант осуществления, проиллюстрированный на фиг. 2В, включает примыкающие строительные элементы 2, каждый из которых состоит из четырех неполных примыкающих деталей 2В треугольной формы, каждый из которых имеет внутри каждой треугольной неполной примыкающей части 2В' отверстия 12 в форме основного плеча 6 креста, проходящие от прямого угла треугольника с его поперечными выступами спереди длинной стороны 10 треугольника. Таким образом, основные плечи 6 креста и Т-образные поперечные выступы 7 расположены параллельно сторонам квадрата, образованного четырьмя смонтированными неполными примыкающими частями 2В.
В варианте осуществления, проиллюстрированном на фиг. 3А, каждый примыкающий строительный элемент 2 состоит из четырех неполных примыкающих деталей 2А', которые имеют вырезы 13 на их наклонных сторонах 11, так что вырезы 13 на двух расположенных бок о бок треугольных неполных примыкающих деталях 2А' соответствуют основному плечу 6 креста с его необязательными поперечными выступами 7. Таким образом, плечи 6 креста расположены по диагоналям квадрата, образованного четырьмя смонтированными неполными примыкающими деталями 2А'.
Другой вариант осуществления, проиллюстрированный на фиг. 3В, включает примыкающие строительные элементы 2, каждый из которых состоит из четырех неполных примыкающих деталей 2В' треугольной формы, каждый из которых имеет внутри каждой треугольной неполной примыкающей части 2В' отверстия 12 в форме основного плеча 6 креста, проходящие от прямого угла треугольника с его поперечными выступами спереди длинной стороны 10 треугольника. Таким образом, основные плечи 6 креста и Т-образные поперечные выступы 7 расположены параллельно сторонам квадрата, образованного четырьмя смонтированными неполными примыкающими деталями 2В.
Разница между примыкающими элементами 2 по фиг. 2А, 2В, 3А и 3В заключается в длине LH, LH' каждой их этих деталей. На самом деле, в примерах, проиллюстрированных на фиг. 2А и 2В, длина LH примыкающих элементов составляет, например, 22 см, тогда как на фиг. 3А и 3В длина LH' примыкающих элементов составляет, например, 100 см.
Как проиллюстрировано на фиг. 2А, 2В, 3А, 3В, наклонные стороны 11 неполных примыкающих деталей 2А, 2В, 2А', 2В' содержат центральные пазы 14, обращенные друг к другу, когда неполные примыкающие детали 2А, 2В, 2А', 2В' смонтированы вокруг центрального строительного элемента 1. Эти центральные пазы 14 выполнены с возможностью вмещения армирующих деталей для закрепления сборки.
Система согласно настоящему изобретению обычно содержит множество центральных строительных элементов 1 и множество примыкающих строительных элементов 2, примыкающих к центральным элементам, каждый из которых имеет стандартную длину или несколько стандартизированных длин.
Как проиллюстрировано на фиг. 2В и 3В, каждый примыкающий элемент 2 состоит из четырех неполных примыкающих деталей 2В, 2В' треугольной формы, которые имеют шпильки 30 на смежных сторонах двух расположенных бок о бок треугольников.
В варианте, который не проиллюстрирован, этих шпилек 30 может быть достаточно для присоединения четырех примыкающих элементов 2В, 2В' без необходимости наличия крестообразной центральной части, что даже может в этой версии способствовать строительству примыкающих элементов в такой мере, что станет возможным строительство примыкающих элементов с отверстиями для центральных частей или без них.
На фиг. 4А, 4В проиллюстрирован строительный элемент, образующий соединительные детали 4А, 4В, содержащие полый корпус 15 приблизительно прямоугольной формы в сечении. В этом случае одна сторона полого корпуса 15 скреплена с треугольной формой 16, которая соответствует одной из указанных неполных примыкающих деталей 2А, 2В треугольной формы примыкающих строительных элементов 2, обеспечивая монтаж этих соединительных деталей 4А, 4В вокруг центрального строительного элемента 1. Наружная сторона 17 полого корпуса 15 соединительной детали 4А, 4В, противоположная указанной стороне, скрепленной с треугольной формой 16, преимущественно оснащена профилем 18, приспособленным для монтажа панели 19 (фиг. 6).
Полый корпус 15 предназначен, например, для вмещения кабеля или труб. Он также может способствовать изоляции или даже упрочнению посредством заполнения, например, отвердевшей землей или цементом.
Настоящее изобретение также относится к модулю здания 9, созданному с помощью описанной системы, причем модуль содержит множество центральных строительных элементов 1, которые смонтированы с неполными примыкающими деталями 2А, 2В, 2А', 2В' и соединительными деталями 4А, 4В.
Например, один вариант осуществления модуля здания 9 согласно настоящему изобретению, проиллюстрированный на фиг. 6, имеет вид пространства в форме прямоугольного параллелепипеда, содержащего четыре угла 20, при этом каждый угол 20 содержит вертикально расположенный центральный строительный элемент 1, две поверхности которого, образующие внешний прямой угол на углу 20, закрыты неполными примыкающими деталями 2А, 2А' примыкающих элементов и две поверхности которого, образующие внутренний прямой угол, смонтированы с соединительными деталями 4А. Наружные стороны 17 указанного полого корпуса соединительных деталей 4А, поддерживающих панели 19, образуют фасад.
Как проиллюстрировано на фиг. 5, модуль 19 жилого помещения смонтирован с большей частью элементов, которые смонтированы друг с другом посредством задвигания одного элемента относительно другого, а также посредством завинчивания с использованием винтов 21, чтобы, например, скрепить неполный примыкающий строительный элемент 2А с примыкающим строительным элементом 2, причем неполный примыкающий строительный элемент 2А расположен перпендикулярно примыкающим строительным элементам 2, на которые они навинчены.
Согласно разработке этого варианта осуществления модуля здания 9 каждая из по меньшей мере двух противоположных сторон пространства в форме прямоугольного параллелепипеда содержит множество n промежуточных центральных строительных элементов 1, расположенных вертикально между центральными строительными элементами 1, расположенными на углах. Промежуточные центральные строительные элементы 1 поддерживают на двух противоположных поверхностях в плоскости на стороне модуля 9 соединительные детали 4А, поддерживающие n+1 панелей 19.
Как изображено на фиг. 6, модуль здания 9 согласно настоящему изобретению предпочтительно содержит панель 19 пола или потолка, содержащую прямоугольный каркас, образованный из горизонтально расположенных удлиненных центральных строительных элементов 1, закрытых с внешней стороны неполными примыкающими частями 2А, 2А' и закрытых с внутренней стороны соединительными деталями 4А, поддерживающими пол или потолок.
Кроме того, в стены модулей 9 могут быть вставлены двери и окна посредством замены панелей 19, удерживаемых соединительными элементами 4А.
3
3
В варианте на фиг. 5 и 6 для увеличения прочности вместо панелей 19 предусмотрено внедрение многослойной структуры, состоящей из пены из PET, размещенной между панелями из PET. Многослойная конструкция увеличивает жесткость и прочность панели относительно листа из PET в первоначальной версии только по фиг. 5 и 6. Пена из PET имеет плотность 70 кг/м-80 кг/м и обеспечивает сдвиг как часть многослойных конструкций. Внутренняя часть из пены может не быть добавлена в сечения стен для установки окон.
Внутреннюю часть из пены приклеивают или приваривают к контактным деталям.
Модуль жилого помещения согласно настоящему изобретению имеет преимущество, состоящее в том, что его монтаж является легким и быстрым, и он является настолько прочным, что он удовлетворяет таким стандартам несущих конструкций, как стандарт EN1991.
На фиг. 7А и 7В соответственно представлены схематический разрез и вид в перспективе варианта строительного элемента, в котором каждый примыкающий элемент образуется посредством монтажа разных деталей.
На фиг. 7А показано, что к центральному строительному элементу 1 в форме костыльного креста примыкают две неполные примыкающие детали, соответственно 22А, 22В, и две неполные примыкающие детали, соответственно 24А, 24В.
Детали 22А имеют профилированные внутренние сечения, которые согласуются с наружной формой детали центрального строительного элемента 1. Детали 22В являются относительно плоскими и имеют профилированные торцы, которые входят в зацепление внутрь деталей 22А по направлению к их торцам для образования проема 23 между деталями 22А, 22В. Торцы детали 22а загнуты и проходят за деталью 22В.
Детали 24А также содержат профилированные внутренние сечения, которые согласуются с наружной формой другой части центрального строительного элемента 1. Детали 24В являются относительно плоскими, имеют центральные пазы на их наружных поверхностях и профилированные торцы, которые входят в зацепление внутрь торцов деталей 24А для образования проема 25 между деталями 24А, 24В. Торцы детали 24А профилированы и расположены заподлицо с наружными поверхностями деталей 22А и 24В.
Расположение неполных примыкающих деталей 22А, 22В и неполных примыкающих деталей 24А, 24В в сборке согласно настоящему изобретению проиллюстрировано на фиг. 7В. Следует отметить, что крестообразный центральный строительный элемент 1 содержит плечи равной длины и одинаковой толщины; форма креста, показанного на фиг. 7 В, является результатом искажения снимка.
В этой сборке примыкающие части проходят вдоль длины центрального строительного элемента 1 с образованием стены 26. Стена 26 образуется снизу вверх из торца детали 22А, поверх которого расположена наружная поверхность детали 24А, поверх которой расположена деталь 24В с наружным пазом в ней, поверх которой расположена другая наружная поверхность детали 24А и поверх которой расположен другой торец другой детали 22А, при этом эта сборка закрыта сверху и снизу внутри стен 26 деталью 22В, расположенной между торцами деталей 22А.
Таким образом, видно, что сборка, содержащая центральный строительный элемент 1, к которому примыкают примыкающие элементы, каждый из которых образован путем монтажа нескольких деталей 22А, 22В; 24А, 24В, содержит наружную стену 26, образованную наружными частями смонтированных деталей, расположенными параллельно, и смежные ряды, проходящие вдоль наружной стены 26.
Этот вариант является особенно преимущественным, поскольку изготовление упрощается и сборка становится более прочной вследствие того, что неполные примыкающие детали с треугольным сечением разрезаны на две части и смонтированы, и вследствие профилирования разных частей и проемов разных форм.
Во всех вариантах осуществления термин «пластиковый материал» означает любой материал, который может быть переработан (HDPE, LDPE, РР, PET, PS, ABS и т.д.). Предпочтительно восстановленные пластиковые детали могут быть измельчены и раздроблены. После дробления пластик промывают и затем высушивают перед подготовкой к операции экструзии. Полимеры плавят под действием тепла, и затем получают однородную пасту. После последовательности обычных этапов получают гранулы. Затем гранулы извлекают из экструдера. Наконец, гранулы могут быть использованы для изготовления строительных элементов согласно настоящему изобретению. Подобным образом, могут быть использованы раздробленная, измельченная и переработанная древесина или переработанные пластиковые/древесные композитные материалы.
Строительные элементы могут быть изготовлены посредством 3D-печати или литья под давлением.