ОДНОСТЕННАЯ ПАНЕЛЬ
SINGLE-WALL PANEL

Область техники, к которой относится изобретение
[0001] Настоящее изобретение относится к противопожарным стенам и усилениям стыков панелей для противопожарной стены.
Уровень техники
[0002] Противопожарные стены препятствуют распространению огня с одной стороны противопожарной стены на другую ее сторону. Противопожарная стена предназначена для предотвращения обрушения смежного здания или его части и обусловленных этим ударов, неизбежно вызываемых таким обрушением. Противопожарные стены должны соответствовать определенным стандартам, касающимся официальных норм в отношении огнестойкости, например, в соответствии с Национальным строительным кодексом Финляндии, часть E1. Одним из таких испытаний, установленных в строительных стандартах, является EN 1363-2: 1999. Чтобы пройти это испытание, противопожарные стены в основном сооружают из бетона, что требует прочного фундамента и не позволяет смещать противопожарные стены, например, при изменении эксплуатации или расширении здания. В EP 2 218 841 B1 представлено решение противопожарной стены с относительно легкой структурой, соответствующее официальным нормам. Раскрыта двухслойная противопожарная стена, отличающаяся тем, что основные компоненты, образующие панель, оснащены структурой из гофрированного стального листа, по существу полностью покрывающей отверстие, образованное в середине основного элемента, и частично проходящей внутрь вертикальных профилей, соединяющих горизонтальные верхние и нижние профили. По обе стороны от гофрированного листа монтируют огнестойкие элементы. Эти огнестойкие элементы содержат сердцевину из минеральной ваты и металлические места, прикрепленные к обеим основным поверхностям сердцевины. Хотя эта панель соответствует по меньшей мере классификации EIM-60 Национального строительного кодекса Финляндии, существует потребность в панели, которая относительно легче, чем решение противопожарной стены, предложенное в EP 2 218 841 B1.
[0003] Сэндвич-панель представляет собой сборку из легковесной сердцевины, склеенной между двумя относительно тонкими и прочными облицовочными листами, обычно из металла, фанеры или другого легкого материала. Типичная сэндвич-панель описана в EP2 657 426 A2. Сердцевина обычно содержит пенополистирол, жесткий пенополиуретан, инжектированный пенополиуретан или другие материалы полужестких типов. Сердцевина может также содержать волокно из стекловаты, волокно из каменной ваты и т.п. Сэндвич-панели имеют профилированные стыки, которые входят в зацепление со смежными панелями при сборке, как показано на фиг.1.
[0004] Сэндвич-панель 100 имеет шпунт 102 или выступающую охватываемую часть, сформированную на одном продольном крае панели (например, верхний конец при горизонтальном расположении множества панелей), и паз 101, выполненный на противоположном продольном конце панели (например, нижний конец при горизонтальном расположении множества панелей). При сборке шпунт 102 одной панели входит в зацепление с пазом смежной панели по длине панели. Пример панели может иметь размеры, например, 1200 мм по вертикальному краю и 4000 мм по ее длине.
[0005] В обычных конфигурациях фасада дополнительное усиление стыков и взаимосвязь панелей и взаимодействующих стыков обеспечивают достаточное механическое сопротивление. Однако противопожарные стены имеют большую потребность в дополнительной механической прочности или сопротивлении. Повышение механической прочности или сопротивления обеспечивается посредством сшивания или монтажа панелей противопожарной стены на нижележащую опорную конструкцию с помощью механических креплений, таких как сшивающие шурупы. Сшивающие шурупы вставляют через стык, образованный зацепленными шпунтом и пазами в смежных панелях. Эти сшивающие шурупы прикрепляют сэндвич-панель к нижележащей монтажной раме для монтажа противопожарной стены на соответствующей конструкции. Эти сшивающие шурупы усиливают стык и обеспечивают определенный уровень механической устойчивости. Хотя облицовочные листы сэндвич-панели относительно прочны, толщина стали в такой панели обычно ограничивается примерно 0,7-0,8 мм. Само по себе это не обеспечивает достаточной механической прочности в случаях, когда механические требования, такие как те, которые приводят к пожару, являются высокими, соответственно.
[0006] Поэтому желательно обеспечить улучшенный узел противопожарной стены, который сохраняет аспект легковесности сэндвич-панели, но который обеспечивает повышенную механическую устойчивость и который предпочтительно соответствует по меньшей мере классификации EIM 120.
Раскрытие сущности изобретения
[0007] В одном аспекте настоящее изобретение относится к сэндвич-панели для противопожарной стены, причем сэндвич-панель содержит изоляционную сердцевину, размещенную между первым элементом оболочки и вторым элементом оболочки, причем каждый элемент оболочки содержит шпунт на одном конце панели и паз на противоположном конце панели, при этом шпунт выполнен с возможностью взаимодействия с пазом первой смежной сэндвич-панели для образования первого стыка, а паз выполнен с возможностью взаимодействия со шпунтом второй смежной сэндвич-панели для образования второго стыка, и при этом сэндвич-панель дополнительно содержит: первый усиливающий элемент, зацепленный со шпунтом, и второй усиливающий элемент, зацепленный с пазом на противоположном конце панели, при этом первый и второй усиливающие элементы обеспечивают усиление первого и второго стыков соответственно.
[0008] Конструкция сэндвич-панели обеспечивает однослойную противопожарную стену с повышенными механическими характеристиками.
[0009] Первый элемент оболочки и второй элемент оболочки могут быть выполнены из металла или металлического сплава. Примерами могут являться сталь, медь, алюминий и т.п. Толщина элемента оболочки может находиться в диапазоне от 0,4 мм до 0,9 мм. Таким образом обеспечивается самонесущая сэндвич-панель с металлической облицовкой.
[0010] Первый усиливающий элемент может содержать металлическую пластину, опционально пластину из металла или другого металла или металлического сплава.
[0011 Сэндвич-панель по любому из предыдущих пунктов, в которой второй усиливающий элемент может содержать металлическую пластину, опционально пластину из стали или другого металла или металлического сплава.
[0012] Первый усиливающий элемент может иметь первую часть для зацепления со шпунтом и вторую часть, проходящая на расстояние за пределы шпунта с прохождением в паз взаимодействующего шпунта. Усиливающий элемент может иметь U-образную, J-образную, крючкообразную, Т-образную, Z-образную или S-образную форму поперечного сечения.
[0013] Множество первых усиливающих элементов может входить в зацепление со шпунтом по продольной длине сэндвич-панели.
[0014] Второй усиливающий элемент может быть плоским элементом.
[0015] Второй усиливающий элемент может иметь размеры примерно 20 мм × 2 мм.
[0016] Паз может проходить по длине сэндвич-панели, и при этом второй усиливающий элемент проходит по длине паза.
[0017] Второй усиливающий элемент может содержать один или более усиливающих элементов.
[0018] Шпунт может проходить по длине сэндвич-панели и дополнительно содержать третий усиливающий элемент, причем упомянутый третий усиливающий элемент зацеплен со шпунтом на противоположных продольных концах шпунта. Третий усиливающий элемент обеспечивает дополнительную механическую устойчивость противопожарной стены. Третий усиливающий элемент может заменять по меньшей мере часть первого усиливающего элемента на противоположных продольных концах шпунта. Плоский элемент может быть металлической пластиной. Третий усиливающий элемент может иметь примерную ширину 50 мм, высоту 124 мм и толщину 2 мм.
[0019] Еще один вариант осуществления изобретения включает узел стыка для противопожарной стены, содержащий по меньшей мере две сэндвич-панели, причем каждая сэндвич-панель содержит изоляционную сердцевину, размещенную между первым элементом оболочки и вторым элементом оболочки, причем каждый элемент оболочки содержит шпунт на одном конце панели и паз на противоположном конце панели, при этом узел стыка содержит: первый усиливающий элемент, зацепленный со шпунтом первой из по меньшей мере двух многослойных панелей; второй усиливающий элемент, зацепленный с пазом второго из по меньшей мере двух сэндвича-панелей, а также крепежное средство для сшивания противопожарной стены с опорной конструкцией, при этом крепежное средство выполнено с возможностью зацепления первого элемента и второго усиливающего элемента, шпунта первой из по меньшей мере двух сэндвич-панелей и паза второй из по меньшей мере двух сэндвич-панелей и упомянутой опорной конструкции, при этом первый и второй элементы и крепежное средство усиливают стык, образованный совместным зацеплением шпунта первой из по меньшей мере двух сэндвич-панелей с пазом второй из по меньшей мере двух сэндвич-панелей.
[0020] Крепежное средство может содержать шуруп, болт или другое механическое крепление.
[0021] Вдоль стыка может быть установлено множество крепежных средств. Множество крепежных средств может быть равноудалено вдоль стыка.
[0022] Первый усиливающий элемент может содержать металлическую пластину, опционально стальную пластину.
[0023] Второй усиливающий элемент может содержать металлическую пластину, опционально стальную пластину.
[0024] Первый усиливающий элемент может иметь первую часть для зацепления со шпунтом первой сэндвич-панели и вторую часть, проходящую на расстояние за пределы шпунта с прохождением в паз взаимодействующей второй сэндвич-панели.
[0025] Первый усиливающий элемент может иметь U-образную, J-образную, крючкообразную, Т-образную, Z-образную или S-образную форму поперечного сечения.
[0026] Расстояние, на которое вторая часть проходит за пределы шпунта, может составлять примерно 6 мм.
[0027] Множество первых усиливающих элементов может входить в зацепление со шпунтом по продольной длине сэндвич-панели.
[0028] Второй усиливающий элемент может быть плоским элементом.
[0029] Второй усиливающий элемент может иметь размеры примерно 20 мм × 2 мм.
[0030] Паз проходит по длине сэндвич-панели, и при этом второй усиливающий элемент проходит по длине паза.
[0031] Второй усиливающий элемент может содержать один или более усиливающих элементов.
[0032] Шпунт может проходить по длине сэндвич-панели и может дополнительно содержать третий усиливающий элемент, причем упомянутый третий усиливающий элемент зацеплен со шпунтом на противоположных продольных концах стыка.
[0033] Сбора стыка может дополнительно содержать множество креплений для зацепления с третьим усиливающим элементом.
[0034] Сборка стыка может дополнительно содержать опорную пластину, вставленную между множеством креплений и стыком, смежным с третьим усиливающим элементом.
[0035] Плоский элемент может содержать металлическую пластину.
[0036] Третий усиливающий элемент имеет примерную ширину 50 мм, высоту 124 мм и толщину 2 мм.
[0037] В еще одном варианте осуществления предусмотрена противопожарная стена, содержащая множество сэндвич-панелей, причем каждая сэндвич-панель содержит изоляционную сердцевину, размещенную между первым элементом оболочки и вторым элементом оболочки, причем каждый элемент оболочки содержит шпунт на одном конце панели и паз на противоположном конце панели, причем шпунт выполнен с возможностью зацепления с пазом смежной панели из множества сэндвич-панелей, а паз выполнен с возможностью зацепления со шпунтом второй смежной панели из множества сэндвич-панелей, при этом совместное зацепление шпунтов и пазов образует множество стыков; и при этом противопожарная стена дополнительно содержит множество первых усиливающих элементов, зацепленных со шпунтом каждой из множества сэндвич-панелей;
множество вторых усиливающих элементов, зацепленных с пазом каждой из множества сэндвич-панелей; и
крепежные средства для сшивания множества стыков, причем крепежные средства выполнены с возможностью зацепления каждого первого усиливающего элемента и каждого второго усиливающего элемента с соответствующими стыками из упомянутого множества стыков, при этом первый и второй элементы и крепежные средства усиливают соответствующий стык.
[0038] Противопожарная стена может дополнительно содержать множество третьих усиливающих элементов, при этом каждый третий усиливающий элемент может быть выполнен с возможностью зацепления с каждым из множества стыков на противоположных продольных концах стыка.
[0039] Противопожарная стена может дополнительно содержать множество креплений для крепления третьего усиливающего элемента к панели, смежной со стыком.
[0040] Противопожарная стена может дополнительно содержать множество опорных пластин, зацепленных между множеством креплений и стыком.
[0041] Третий усиливающий элемент может содержать плоский элемент.
[0042] Третий усиливающий элемент может иметь примерную ширину 50 мм, высоту 124 мм и толщину 2 мм.
Краткое описание чертежей
[0043] Со ссылкой на прилагаемые чертежи описаны предпочтительные варианты осуществления изобретения, на которых:
[0044] На фиг.1 показано поперечное сечение стыка двух сэндвич-панелей.
[0045] Фиг. 2 представляет собой поперечное сечение модифицированного стыка панелей с усилением в соответствии с настоящим изобретением.
[0046] Фиг. 3 представляет собой вертикальное сечение горизонтального стыка панелей на продольном конце стыка панелей в соответствии с настоящим изобретением.
[0047] Фиг. 4 представляет собой еще один вид в вертикальном сечении горизонтального стыка панелей на продольном конце стыка панелей в соответствии с настоящим изобретением.
[0048] Фиг. 5 представляет собой частичный вид двух сэндвич-панелей по настоящему изобретению в конфигурации противопожарной стены.
Осуществление изобретения
[0049] Сэндвич-панели, как описано выше, и, в частности, сэндвич-панели для использования в противопожарных стенах, должны обладать дополнительной механической устойчивостью. На сегодняшний день не удалось достичь желаемой дополнительной механической устойчивости с использованием противопожарных стен из одной панели. Сэндвич-панель 100 содержит изоляционную сердцевину, размещенную между первым элементом 103 оболочки и вторым элементом 103 оболочки. Элементы оболочки могут быть выполнены из металла или металлического сплава, например из стали, меди, алюминия или подобного. Изоляционная сердцевина может представлять собой пенополистирол, жесткий пенополиуретан, инжектированный пенополиуретан или другие полужесткие изоляционные материалы. Кроме того, сердцевина может представлять собой стекловолокно, волокна каменной ваты или другой наполнитель из каменной ваты. На одном конце панели каждый элемент оболочки содержит охватываемый шпунт или выступ 102. На противоположном конце панели имеется охватывающее углубление или паз 103. Шпунт одной панели взаимодействует с пазом смежной панели, образуя стык 105. Шпунт и паз проходят по длине панели. Следует понимать, что при взаимодействии шпунта и паза стык проходит по длине панелей. В нормальной установке эти стыки представляют собой горизонтальные стыки, однако шпунт и паз также можно использовать и для вертикальных стыков.
[0050] Сэндвич-панели, как описано и показано на фиг.1, обычно называют самонесущими панелями с металлической облицовкой. Металл может быть сталью, медью или алюминием. В одной из конфигураций в качестве материала оболочки используется сталь. Толщина оболочки обычно находится в диапазоне от 0,4 мм до 0,9 мм, а в одной из конфигураций толщина оболочки составляет 0,6 мм.
[0051] Сэндвич-панели, подобные описанным выше, часто используют в стандартном фасаде или внутренней стене и могут соответствовать классификации EI 60, 90, 120 и 240, однако, когда требуется дополнительная механическая устойчивость (классификация EIM), используют сшивающие шурупы или другие крепления для сшивания стыка с нижележащей опорной конструкцией. Однако для сохранения легкости конструкции толщина стали в сэндвич-панелях ограничена. Для повышения прочности стыка и обеспечения возможности выдерживать механические удары после двухчасового пожара, для усиления стыков 105 используют дополнительные армирующие элементы 107 и 108. При испытании такой устойчивости в одной из конфигураций используется челночный удар массой 200 кг через 144 минуты. Описанная в настоящем документе конфигурация прошла указанное испытание. Эти дополнительные усиливающие элементы или детали усиливают противопожарную стену из сэндвич-панели за счет передачи нагрузки от точки удара, через стыки и к нижележащему строительному опорному каркасу.
[0052] В каждом стыке используются два усиливающих элемента. Первый усиливающий элемент 108 зацеплен со шпунтом сэндвич-панели. Второй усиливающий элемент 107 зацеплен с пазом сэндвич-панели. Первый и второй усиливающие элементы 108 и 107 могут быть предварительно установлены на заводе или могут быть установлены на месте, в точке сборки противопожарной стены. Первый и второй усиливающие элементы могут представлять собой пластину из металла или металлического сплава, например стальную пластину.
[0053] Шпунт сэндвич-панели может быть сформирован перекрытием или загибом, выполненными при формовке элемента оболочки. Первый усиливающий элемент 108 может быть выполнен с возможностью прицеплять или зацеплять иным образом это перекрытие в шпунте 102 сэндвич-панели. В одной из конфигураций первый усиливающий элемент имеет J-образное поперечное сечение в месте, где крюк буквы J входит в зацепление со шпунтом, а вертикальная часть буквы J проходит за пределы шпунта в паз 101 соседней панели. В одной из конфигураций, но не ограниченной как таковой, прохождение за пределы шпунта в направлении паза составляет 6 мм. Хотя это не показано, первый усиливающий элемент может быть плоским элементом, S-образным элементом, Т-образным элементом, Z-образным элементом, U-образным элементом и т.п.
[0054] По длине шпунта может использоваться единственный усиливающий элемент 108. В качестве альтернативы по продольной длине шпунта в стыке может быть вставлено множество отдельных усиливающих элементов. В одной из конфигураций J-образные элементы могут иметь размер, например, 20 × 12 мм, толщину 1,5 мм и длину 235 мм. J-образные элементы могут примыкать друг к другу по длине шпунта или могут быть отделены на некоторое расстоянии друг от друга.
[0055] Второй усиливающий элемент 107, как показано на фиг.2, является плоским элементом. В одной из конфигураций второй усиливающий элемент представляет собой стальную пластину размером 20×2 мм и проходит по всей длине панели/паза. Второй усиливающий элемент может представлять собой одну деталь или множеств деталей, например двумя деталями, вставленными с любого конца панели и соединенными.
[0056] Сшивающие шурупы 106 обеспечивают дополнительную механическую прочность. Сшивающие винты входят в зацепление со вторым усиливающим элементом 107, пазом, взаимодействующим шпунтом и первым усиливающим элементом 108. Комбинация первого и второго усиливающих элементов со стыком, образованным взаимодействующими шпунтом и пазом, и сшивающими шурупами или креплениями, обеспечивает дополнительную механическую прочность, требуемую для достижения более высоких требуемых механических характеристик. Сшивающие шурупы могут быть, например, иметь тип застежки, SFS SX 14/20-S16-5 5×48. Эти сшивающие шурупы скрепляют металлические листы вместе. Сшивающие шурупы могут быть расположены с любым интервалом по длине стыка. В одной из конфигураций реализовано расстояние 120 мм между соседними сшивающими винтами, однако следует понимать, что оно не ограничено этим.
[0057] Как показано на фиг.3, на противоположных продольных концах шпунта, то есть на концах каждой панели, предусмотрена дополнительная опора стыка. На концах панели, опорные пластины 109 соединены сквозным образом с опорной системой. Если в противопожарной стене расположено несколько панелей, эти пластины дополнительной опоры стыка предусмотрены по углам панели. Для дополнительного усиления концов панелей дополнительный усиливающий элемент 111 вставляется в охватываемый шпунт или формируется в виде охватываемого шпунта и вставляется между элементом оболочки панели и материалом сердцевины. Этот третий усиливающий элемент может представлять собой плоский элемент и может представлять собой металлическую пластину или альтернативным профилем. В одной из конфигураций третий усиливающий элемент или деталь имеет примерную ширину 50 мм, высоту 124 мм и толщину 2 мм. Этот вариант осуществления не ограничен таковым, и указанный элемент может проходить по всей высоте панели или любой ее части, как показано на фиг.4. Этот третий усиливающий элемент может называться стальной пластиной опоры стыка. Для соединения третьего усиливающего элемента/стальной пластины опоры стыка, второго усиливающего элемента 107 в охватывающем стыке и опорной пластины 109 предусмотрено множество креплений 110. Крепления входят в зацепление со стальной пластиной 109, вторым усиливающим элементом 107 и третьим усиливающим элементом у стыка. Дополнительные крепления или крепежные элементы входят в зацепление с опорной пластиной 109 и третьим усиливающим элементом, выходящим из стыка 105. Могут быть использованы крепления типа TDBL Т-8, 6×16, однако следует понимать, что другие крепежные элементы могут обеспечить аналогичное функциональные возможности зацепления. Пластины 111 опоры стыка могут быть размещены в каждом углу панели на продольных концах панели, как показано на фиг.5.
[0058] На фиг.5 показан конец панели с пластинами 109 опоры стыка и креплениями, а также усиленный стык со сшивающими шурупами 106. Комбинация первого и второго усиливающих элементов и сшивающих шурупов обеспечивает создание усиленной панели для противопожарной стены, превосходящей характеристики, возможные ранее для однослойных противопожарных стен. В сочетании с указанной опорой стыка, как показано на фиг.3 и 4, достигаются дополнительные характеристики, а также повышается механическая и огневая устойчивость панели.
[0059] Слова «содержит/содержащий» и слова «имеющий/включающий» при использовании в данном документе со ссылкой на настоящее изобретение используются для указания наличия указанных признаков, целых чисел, этапов или компонентов, но не исключают присутствие или добавление одной или нескольких других признаков, целых чисел, этапов, компонентов или их групп.
[0060] Следует понимать, что определенные признаки изобретения, которые для ясности описаны в контексте отдельных вариантов осуществления, также могут быть представлены в комбинации в одном варианте осуществления. Наоборот, различные признаки изобретения, которые для краткости описаны в контексте одного варианта реализации, также могут быть представлены отдельно или в любой подходящей субкомбинации.