Изобретение относится к элементам строительных конструкций и строительным конструкциям, в частности к строительным системам, использующим прессованные блоки из волокнистого материала в соединении с каркасом для формирования, строительных конструкций зданий и сооружений.

Известны строительные панели [1], состоящие из деревянного каркаса, множества спрессованны блоков из волокнистого материала, уложенных в каркасе, и натяжны и стабилизирующих элементов. Строительные панели содержат средства, позволяющие соединять панели друг с другом, и представляют собой крупногабаритные модули для возведения зданий.

Недостатками данных строительных панелей являются их большие габариты и вес, что влечет за собой большую трудоемкость при перевозке и погрузочно-разгрузочны работах и необходимость использовать грузогюдъемную технику. Формат таких строительных панелей накладывает существенные ограничения на архитектуру и конструкцию сооружений.

Известны строительный элемент и строительная конструкция [2], в которой строительный элемент состоит из соломенного блока и пары формообразующих элементов _» расположенных на противоположных горизонтальных гранях соломенного блока, при этом формообразующие элементы могут соединять соседние соломенные блоки. Строительные элементы укладываются в строительной конструкции друг на друга рядами перевязью, при этом формообразующие элементы формируют пояса строительной фермы. Строительная ферма также содержит ряд вертикальных стягивающих стержней.

Недостатками данного решения являются ограничения в конструкции дома по этажности, форме и размера крыши, ограничения в конструкции стропильной системы и в силовой схеме передачи нагрузок на стены.

Прототипом предлагаемого технического решения является строительный элемент из волокнистого материала и строительная конструкция [3], где строительный элемент состоит из блока из волокнистого материала и пары формообразующих элементов, расположенных на противоположных поверхностях указанного блока, которые представляют собой каркасные рамки с внешним периметром, равным периметру внешней поверхности указанного блока. Каркасные рамки одного строительного элемента соединены между собой, по крайней мере, одной поперечной связью, образуя каркас, и стянуты с блоком ^" из волокнистого материала в единую конструкцию посредством крепежа.

Недостатком данного технического решения является недостаточная прочность, экономичность и тепловое сопротивление получаемых строений, а также определенная сложность монтажа.

Задачей настоящего изобретения является создание универсального строительного элемента, отвечающего более высоким требованиям экологичноети, экономичности и энергоэффективности получаемых из него строений, по сравнению с прототипом, обладающий одновременно конструктивной прочностью и большим тепловым сопротивлением, не подвергающийся усадке, простой в монтаже строительной конструкции и технологичный в производстве, не требующем значительных ресурсозатрат.

Для решения поставленных задач предлагается строительный элемент, состоящий из блок 2 из волокнистого материала, формообразующих элементов, расположенных на поверхностях блока и состоящих из пары каркасных рамок 3, скрепленны между собой, по крайней мере, одной поперечной связью 4, образуя единую конструкцию. Строительный элемент также содержит формообразующую сетку 5, расположенную между блоком 2 из волокнистого материала и каркасными рамками 3 поверх поперечных связей 4, соединяющих каркасные рамки 3, наружную и внутреншою стенки 6, закрепленные с внешних сторон каркасных рамок 3, и мембраны 7, расположенные между стенками 6 и каркасными рамками 3, а внешний контур каркасных рамок 3 представляет собой криволинейные замки иазлового типа.

В предпочтительном варианте исполнения изобретения на торцах вертикальных сторон каркасных рамок 3 выполнены прорези 9 для фиксирующих силовых полос 10,

Предпочтительно мембраны 7 выполнены выступающими за края внешней и внутренней стено 6.

Предпочтительно блок 2 выполнен из волокнистого материала, обработанного дезинфицирующим раствором или электромагнитным излучением.

В одном из вариантов исполнения каркасные рамки 3 скреплены между собой, по крайней мере, одной поперечной связью 4 посредством крепежа.

В еще одном варианте исполнения каркасные рамки 3 скреплены между собой, по крайней мере, одной поперечной связью 4 посредством замкового соединения. В другом варианте исполнения каркасные рамки 3 с, по крайней мере, одной поперечной связью 4 выполнены в виде единой конструкции, посредством щтамповки, литья или ЗД печати.

В одном из вариантов исполнени стенки 6 снабжены дистанционными проставками со стороны мембран 7.

В одном из вариантов исполнения стенки 6 выполнены в виде двойных стенок, между которыми расположены дистанционные проставки.

Изобретение также относится к строительной конструкции, состоящей из заявленных строительных элементов, причем строительные элементы соединены друг с другом внешними гранями каркасных рамок 3 встык посредством криволинейных замков пазловог типа и фиксирующих силовых полос 10, причем элементы располагаются в ряд и один над другим, образуя единую пространственную конструкцию.

Более подробно предпочтительный вариант исполнения данного технического решения представлен на чертежах.

Фиг. 1 - вид спереди строительного элемента.

Фиг. 2 - вид сбоку строительного элемента.

Фиг. 3 - вид сверху строительного элемента.

Фиг. 4 - увеличенный вид части А фиг. 3.

Фиг. 5— фрагмент фронтального вида строительной конструкции из 2-х рядов Строительных элементов.

Строительный элемент 1 (фиг. 1-3) состоит из блока 2 из волокнистого материала, который может быть обработан дезинфицирующим раствором или электромагнитным излучением. На поверхностях блока 2 расположены формообразующие элементы, состоящие из нары каркасных рамок 3, внешний контур которых представляет собой криволинейные замки пазлового типа, и которые скреплены между собой поперечными связями 4, образуя единую конструкцию. Формообразующая сетка 5 расположена между блоком 2 и каркасными рамками 3 поверх поперечных связей 4. Наружная и внутренняя стенки 6 закреплены с внешних сторон каркасных рамок 3. Мембраны 7 расположены между стенками 6 и каркасными рамками 3 и выполнены выступающими за края наружной и внутренней стенок 6.

На торцах вертикальных сторон каркасных рамок 3 выполнены прорези 9 для фиксирующих силовых полос 10 (фиг. 4). Каркасные рамки 3 могут быть скреплены между собой, по крайней мере, одной поперечной связью 4 посредством крепежа или замкового соединения, либо выполнены в виде единой конструкции посредством штамповки, литья или ЗД печати.

Стенки 6 могут быть снабжены дистанционными проставками со стороны мембран 7 или могут быть выполнены в виде двойных стенок, между которыми расположены дистанционные проставки. (на чертежах не показано).

Строительная конструкция (фиг, 5) состоит из строительных элементов 1 , которые соединены друг с другом внешними гранями каркасных рамок 3 встык посредством криволинейных замков пазлового типа и фиксирующих силовых полос 10. Строительные элементы 1 расположены в ряд и один над другим, образуя единую пространственную конструкцию.

Строительные элементы 1 изготавливают следующим образом. Из сухого (естественной влажности) волокнистого материала, например, солома ржи, пшеницы, овса, других трав и злаковых, костра, шелуха подсолнечника и т.п. подготавливают материал для изготовления блока 2, предпочтительно дезинфицируют ( растворами, тазами, парами, электромагнитным излучением) и, при необходимости, механически измельчают до размера фракции, требуемой дл применяемой технологии. Блок 2 может быть изготовлен двумя способами. Первый способ; под определённьщ давлением и при необходимости, с добавками связующих (скрепляющих, склеивающих) веществ формуют блок 2 нужной формы плотностью 5.0-140 кг/мЗ. Второй способ: задувка, всасывание, засыпка, шнекова запрессовка внутрь формообразующих элементов.

Изготавливают силовой каркас строительных элементов 1. Каркасные рамки 3 выполняют из любого листового материала, отвечающего условиям несущей способности и устойчивости: фанера, (варианты: пластик, керамика, бетон, стекло, металл). Каркасные рамки 3 имеют сложную конфигурацию их выполняют с большой точностью (0,1-0,2 мм) на станках ЧПУ, (варианты: штамповкой, отливкой, ЗО-печатыо). Внешний контур представляет собой криволинейные замки пазлового типа, на торца вертикальных сторон каркасных рамок 3 выполняют прорези 9 для фиксирующих силовых полос 10.

При изготовлении блока 2 первым способом последовательность сборки строительного элемента 1 следующая. Поперечные связи 4 соединяют с одной из каркасных рамок 3, затем вставляют в сформованный блок 2. С другой стороны блока 2 поперечные связи 4 соединяют со второй каркасной рамкой 3. Соединение осуществляют крепежом (скобы, гвозди, шурупы, клей, крючки, проволока, защёлки и др.) или посредством специально выполненных замковых соединений. Поперечные связи 4 изготавливают из тех же материалов что и каркасные рамки 3 или их комбинаций. Поперечные связи 4 и каркасные рамки 3 могу быть выполнены в виде единой конструкции посредством штамповки, литья или ЗД печати. Поперечные стяжки придают элементу - строительному блоку необходимую прочность и жёсткость.

Далее поверх поперечных стяжек и между каркасными рамками натягивается формообразующая сетка 5 (пластик, металл, природные волокна). Затем поверх каркасных рамок 3 располагают мембраны 7, после на них накладывают и закрепляют крепежом (скобы, шурупы, гвозди, защёлки, клей) наружную и внутреннюю стенки 6. Они могут быть из различных материалов, различной фактуры и цвета, более того, для создания внешнего и внутреннег о декора стен на разны строительных элементах могут быть применены разные материалы. Требование паро и газопроницаемости стенок 6 может быть минимизировано, если между мембраной 7 и стенкой 6 осуществить воздушный зазор 30- 50 мм с помощь дистанционных проставок либо стенки 6 могут быть выполнены в виде двойных стенок, между которыми расположены дистанционные проставки (вариант вентилируемого фасада).

При изготовлении блока 2 вторым способом последовательность сборки строительного элемента 1 следующая. При изготовлении силового каркаса элемента, поперечные связи 4 соединяют с обеими каркасными рамками 3. Далее, как и в первом способе, поверх поперечных стяжек и между каркасными рамками натягивают формообразующую сетку 5. Зате поверх каркасных рамок 3 располагают мембраны 7, после на них накладывают и закрепляют наружную и внутреннюю стенки 6.

Далее, в образованную полость строительного элемента 1 , между каркасными рамками 3, скреплёнными поперечными связями 4 и обтянутыми формообразующей сеткой 5, а так же закреплёнными мембранами 7 со стенками 6, помещают подготовленный сухой (естественной влажности) измельченный до требуемого размера фракций волокнистый материал, В зависимости от применяемой технологии (задувка, всасывание, засыпка, шнековая запрессовка) процесс заполнения производится через временный технологический разрез в формообразующей сетке 5 или через щель между формообразующей сеткой 5 к каркасными рамками 3.

Данный способ изготовления блока 2 строительного элемента 1 является более предпочтительным в сравнении с использование заранее сформованного блока 2, так как позволяет уменьшить плотность блока 2, и как следствие, его теплопроводность, что повышает теплоизолирующие свойства строительной конструкции, использующей такие блоки, снижает её вес, уменьшает расход волокнистого материала. Плотность блока 2 при изготовлении данным способом может быть снижена до 50-70 г/мЗ, что является оптимальным значением для остановки внутри строительной конструкции конвекционных процессов переноса тепла. При этом данная величина плотности не позволит волокнистому материалу подвергнуться естественной усадке, благодаря небольшому весу его в малом по высоте строительном элементе 1. Процессу усадки волокнистого материала, препятствуют также и формообразующие сетки 5, играющие в данном случае роль перепонок, разделяющих волокнистый материал на отдельные массы, в которы гравитационная усадка разделена равномерно по всей высоте строительной конструкций, что предотвращает появление не заполненных полостей и щелей. Предотвращению появления незаполненных полостей и щелей также препятствуе заполнение блока 2 строительного элемента 1 волокнистым материалом до появления выпуклой поверхности формообразующих сеток 5. В дальнейшем, при монтаже строительной конструкции строительные элементы 1 внутри стены стыкуются именно этими образованными выпуклостями - упругими «подушками», уменьшая продуваемость, что также улучшает тепловые характеристики конструкции.

Монта строительной конструкции.

Строительные элементы располагают в ряд и один над другим. Соседние строительные элементы соединяют друг с другом внешними гранями каркасных рамок 3 встык посредством криволинейных замков иаздового типа. При помощи фиксирующих силовых полос 10, которые устанавливают вертикально в прорези 9 каркасных рамок 3 образуют единую пространственную конструкцию стены без какого-либо дополнительного крепежа.

Внутренний контур каркасных рамок 3 образует сквозное окно, обеспечивающее диффузию газов и паров через мембраны 7 для которых используют наро и газо

проницаемые нетканые материалы, тканые материалы, прессованные природные листовые материалы и т. п. Наружные и внутренние стенки 6 имеют паро и газопроницаемые поверхности, стойкие к внешним климатическим условиям, функциональные для внутреннего применения в жилище и отвечающие требованию эко логичности, например, фибролитовые плиты из древесной стружки с малым объёмом цементного связующего (GreenBoard). В случае исполнения стенок 6 двойными с вентиляционным зазором между ними в виде проставок они могут быть выполнены из материалов с различными

полезными свойствами, как по газопроницаемости и декору внутри, так и по стойкости, прочности и декору снаружи.

Конфигурации и размеры строительных элементов по предлагаемому техническому решению можно стандартизировать. Наличие стандартизованного размерного ряда различных конфигураций строительных элементов по предлагаемому техническому решению позволит при проектировании, различных зданий и сооружений точно

просчитывать необходимое количество и типы требуемых строительных элементов, что исключит излишний расход строительных материалов.

Основное применение предлагаемых строительных элементов - в строительных конструкциях и зданиях различного назначения и этажности в комплексе с соответствующими архитектурными и конструкторскими решениями.

Строительный элемент по изобретению позволяет возводить жесткие строительные конструкции любой сложности, конфигурации и достаточной высоты для инлдвидуального малоэтажного строительства, не подвергающиеся усадке.

Использование строительных элементов по изобретению в комплексе с соответствующими архитектурными и конструкторскими решениями, например, в комплексе с усиленными соединительными вертикальными специально спрофилированными элементами или в качестве встроенных строительных элементов в каркасные индустриальные конструкции из железа и бетона, позволит снять любые ограничени по этажности.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ:

1. WO/2009/106793 А1,

2. Патент US 5749199.

3. Патент £ А 021316.