Область техники

Настоящее изобретение относится к области строительства, в частности к производству ограждающий конструкций — строительных панелей с унифицированными параметрами как в размерности, так и в замково-крепежных соединениях, применяемых в качестве ограждающих конструкций для быстровозводимых малоэтажных зданий, несущих и самонесущих в строительстве многоэтажных сооружений. К таким панелям относятся плиты, составляющие стены и перегородки зданий и плиты перекрытий, включая плиты, сочетающие функционал стропильной системы, утепления и кровельного покрытия, формирующие крышу здания.

В настоящее время для быстрого возведения строений используются такие составные материалы, как сэндвич-панели, представляющие из себя сочетание внешнего прочного слоя из металла, фанеры или плит из ориентированно-направленной щепы (OSB) и наполнения в виде минеральной ваты или вспененных полимерных материалов. Прочность таких конструкций определяется исключительно толщиной и жесткостью используемых внешних материалов, профилем прокатки металла. Как правило, применение их в качестве кровельного покрытия требует повышенной глубины прокатки профиля для металлоконструкций и повышенной толщины профиля для деревянных конструкций, наличие обязательного угла наклона в зависимости от климатических требований, снеговой нагрузки, обязательна установка дополнительных ребер жесткости. Для вертикально устанавливаемых конструкций актуально проседание утеплителя под действием собственного веса и накапливаемой в толще утеплителя влаги, чему способствует сложный профиль поверхности панелей и связанная с этим сложность в герметизации стыков. Самым главным недостатком является низкая конструкционная прочность и необходимость возведения силового каркаса, даже для относительно некрупных сооружений. Цельные строительные конструкции не могут быть возведены без дополнительного силового каркаса, как наружного, так и встраиваемого в тело панелей, что, в последнем случае значительно изменяет теплопроводность на таких участках. Такие сэндвич-панели, по сути, являются не самонесущими, а только облицовочными строительными элементами. Для деревянных сэндвич-конструкций характерны ограничения по размеру панелей, непрочность и неоднородность стыковых соединений, применяемые в качестве облицовки материалы, такие как фанера или плита из ориентированно-направленной щепы, используют с клеевыми составами, содержащими фенольные группы, в отличие от чистого дерева, неблагоприятно влияющими на экологическую обстановку в помещении.

Существуют также заливаемые бетонами и пенобетонами несъемно-опалубочные конструкции, применение которых оправдано в масштабных строительных работах и требует использования специализированного оборудования и обязательного внутреннего армирования.

Известен стеновой блок для самонесущей стеновой конструкции (изобретение по патенту РФ №2683446, опубл. 28.03.2019), содержащий изоляционный материал, вертикальные несущие перегородки, связывающие продольные стороны стенового блока, по меньшей мере один усиливающий элемент, связывающий стеновые блоки друг с другом посредством сочетания углубленной части с выступающей на другом усилительном элементе. Автор не называет это соединение замковым, но по сути оно таковым является, так как предполагает фиксацию частей за счет подпружиненной формы выступающей части, соответствующей вогнуто-расширенной форме приемной, что исключает свободное разъединение соединения и скрепляет всю стеновую конструкцию, собранную из таких блоков.

Как и заявленное изобретение, данный патент описывает сборную энергоэффективную усиленную строительную конструкцию, снабженную замковым соединением для связи с подобными ей конструкциями для формирования целостной строительной конструкции, прочность которой определяется количеством поперечных перегородок в блоках, однако, прочность соединения всей конструкции ограничена только прочностью связи замковой пары, находящейся в районе центральной оси блоков, при этом усиливающие элементы сами по себе не являются монолитной частью самого блока, а крепятся к нему или на клей или винтами, Автор не раскрыл тему о технологии организации поворотов стены или ее отводов с применением замкового соединения. Такое решение оправдано, применимо и имеет смысл только в организации плоских самонесущих стен, включающих оконные и дверные проемы. Материал исполнения, как фанера, является пожароопасным и подлежит последующей отделке и защите от влияния факторов внешней среды.

Известна ограждающая конструкция (международная заявка WO2018094468, опубл. 31.05.2018), содержащая строительные элементы, включающие: внешние облицовочные панели, на внутренней поверхности которых сформировано множество параллельных ребер с образованием паза, соединительные элементы, имеющие на торце выступы, выполненные с возможностью замкового соединения с указанными пазами. Полости, образованные внешними облицовочными панелями и соединительными элементами, могут быть выполнены полыми или заполнены наполнителем, например, бетоном, легким связующим материалом, вспененным полимерный материалом, изоляционным материалом и т.п.

Недостатком известного решения является высокая стоимость технологического оборудования для производственного процесса.

Раскрытие изобретения

Целью настоящего изобретения является создание строительной модульной конструкции для быстровозводимых малоэтажных зданий, характеризующейся высокой степенью унификации замковых соединений, обеспечивающей возможность простого и быстрого монтажа панелей в произвольном сочетании с обеспечением прочности сборной конструкции.

Технический результат, достигаемый заявляемым изобретением - облегченные самонесущие и несущие ограждающие конструкции с внутренним усиливающим элементом, унифицированными по геометрическим размерам и профилю соединениями, с высокими нагрузочными параметрами и теплоэффективностью, пригодные для строительства быстровозводимых, энергоэффективных стационарных и мобильных сооружений повышенной прочности промышленным способом или непосредственно на строительном участке.

Технический результат достигается тем, что строительный модуль сборной ограждающей конструкции содержит внешние облицовочные панели, снабженные замковыми элементами с внутренней стороны и ключевыми элементами на концах и удлиненные усилительные профили, расположенные между внешними облицовочными панелями с образованием полостей, при этом усилительные профили снабжены по меньшей мере четырьмя фиксирующими элементами, выполненными с возможностью зацепления с замковыми элементами внешних облицовочных панелей.

Также технический результат достигается тем, что сборная ограждающая строительная конструкция, содержит указанные строительные модули; поворотные профили для соединения облицовочных панелей под углом, при этом поворотные профили снабжены замковыми элементами для соединения с ключевыми элементами на концах внешних облицовочных панелей и фиксирующими элементами усилительного профиля; монтажные профили для облицовки незакрытого вертикального торцевого среза горизонтально размещенного строительного модуля и содержащие вертикальный участок и горизонтальный участок, закрепленный к строительному модулю; монтажные блоки для соединения горизонтальных и вертикальных/наклонных строительных модулей, выполненные с возможностью крепления на горизонтальном участке монтажного профиля или строительного модуля и содержащие установочные элементы для крепления торцевой части усилительного профиля.

Предлагаемая ограждающая конструкция представляет из себя составную, жестко связанную системой замков трехмерную конструкцию, состоящую из строительных модулей, включающих внешние облицовочные панели и внутренние усилительные профили.

Полости, образованные внешними облицовочными панелями и соединительными элементами, могут быть выполнены полыми или заполнены конструкционным вспениваемым полимерным наполнителем.

Дополнительно для усиления ограждающая конструкция может содержать заглушки, а для организации поворота - поворотные профили.

Толщина ограждающей строительной конструкции определяется назначением и климатическими требованиями, для каждого применяемого типа имеет определенную кратную размерность и единый типоразмер замковых соединений, позволяющие сочетать элементы конструкции в широком спектре соединений при монтаже строения. В одном строении возможно применение конструкций с различными кратными размерностями.

Краткое описание чертежей

На Фиг. 1 и 2 представлено сечение строительного модуля, смонтированной из внешних облицовочных панелей и внутренних усилительных профилей различного типа.

На Фиг. 3 представлена структура построения ограждающей строительной конструкции при формировании поворотов и отворотов панели.

На Фиг. 4 представлен вид строительного модуля единичного размера, представляющего из себя монтажную единицу — столб со стандартным усиливающим профилем и сплошной заливкой вспененным полимером,

На Фиг. 5 представлен вид строительного модуля единичного размера, представляющего из себя монтажную единицу — усиленный столб с опоясывающей заливкой вспененным полимером и полостью под коммуникации или дополнительную заливку усиленными растворами.

На Фиг. 6 представлена аксонометрическая проекция ограждающей строительной конструкции с разрезом участка соединения горизонтальной панели с вертикальной посредством монтажного блока и монтажно-декоративного линейного профиля с удлиненным козырьком. Участок вертикальной панели схематично представлен только вертикальным усилительным профилем Н-типа.

На чертежах использованы следующие обозначения:

1 внутренний усилительный профиль (1а — симметрично-крестового Х-типа, 1Ь — Н-образного типа, 1с — усиленный профиль с внутренним каналом);

2 внешняя облицовочная панель;

3 фиксирующие элементы внутреннего усилительного профиля;

4 замковые элементы внешней облицовочной панели;

5 ключевые элементы внешней облицовочной панели;

6 заглушка;

7 поворотный профиль;

8 вспененный наполнитель;

9 внешний монтажно-декоративный линейный профиль с удлиненным козырьком;

10 монтажный блок.

Варианты осуществления изобретения

Основой строительного модуля является внутренний усилительный профиль 1, задачей которого является связывание внешних облицовочных панелей, удержание геометрических размеров строительного модуля, усиление его жесткости и устойчивости по всем осям приложения усилий, скрепление с другими элементами конструкции посредством замковых соединений;

Усилительный профиль 1 может иметь различную геометрию в соответствии с назначением и снабжен по меньшей мере четырьмя фиксирующими элементами 3, выполненными с возможностью зацепления с замковыми элементами 4 внешних облицовочных панелей 2, а также заглушками 6 ограждающей конструкции (фиг.1-3). Фиксирующие элементы 3 снабжены по меньшей мере одним выступом. Усилительный профиль 1 может быть выполнен Н - образной формы (1Ь) с наклонными от центральной линии стенками, крестообразной формы (1а), как частный случая двутавра без центральной поперечной части, а также более сложных форм, включающих внутренние квадраты (1с) и дополнительные ребра жесткости, узловое соединение, имеющее на окончаниях лучей спаренное, расположенное под 90° друг к другу замковое соединение для сцепления с другими элементами конструкции.

Устройство усилительного профиля на примере Н — образного усилительного профиля 1Ь (фиг.2): профиль имеет строение, симметричное по внешним габаритам, но несимметричное по внутренней форме, что обеспечивает как высокую технологичность производства изделия методом экструзии, так и различное его применение — вектор прочности изделия отличается при различном расположении в панели в зависимости от ее назначения. Усилительный профиль Н-типа применяется в конструкциях с повышенными нагрузочными требованиями по определенным осям — стеновые панели, плиты перекрытия. Для обеспечения перпендикулярной нагрузочной способности строительного модуля, лучи профиля используются в качестве усиливающего двутаврового швеллера, для обеспечения повышенной линейной прочности стеновой панели, профиль закрепляется лучами вдоль поверхности облицовочной панели и на стыках стеновых элементов образуется сложное пространство, при заливке которого жестким конструкционным вспененным полимером формируется прочный связывающий элемент, работающий на сопротивление разрыву панели.

Для усиления нагрузочной способности, перпендикулярной к поверхности, например, для строительных модулей, используемых для формирования панелей перекрытия, может применяться асимметричный Н или X - профиль с увеличенной размерностью по одной из осей. При этом, для обеспечения универсальности и совместимости при монтаже, сохраняется размерность по второй оси.

Толщина стенок усилительного профиля 1 также может меняться в зависимости от назначения и предполагаемой нагрузочной способности конструкции.

Усилительный профиль с внутренним каналом 1с (фиг.2, фиг.5) можно применить в качестве коммуникационного или в качестве опалубки под заливку армирующего пояса

Усилительный профиль со сложным сечением может применяться как встроенная в стеновую панель опалубка для заливки строительных растворов высокой прочности, таких как бетонов, геобетонов, полимерных композиций для формирования несущих колонн с большой нагрузочной способностью. Сочетание вертикальных и связанных горизонтальных участков может быть силовой встроенной каркасной основой для многоэтажного строительства при сохранении высоких параметров энергоэффективности ограждающих конструкций.

Материалом исполнения усилительного профиля 1 может быть металл, включая облегченные сплавы, или жесткие полимерные материалы и композиции на их основе, конструкционная прочность которых достаточна для поставленных задач.

Длина усилительного профиля при производстве методом экструзии безразмерна, элементы нарезаются по длине согласно проекту.

Внешние облицовочные панели 2 представляют собой панели с замковыми элементами 4, сформированными на внутренних сторонах. Замковые элементы 4 выполнены с шагом единичного элемента, соответствующего размеру усилительного профиля 1 и обеспечивают соединение внешних облицовочных панелей с фиксирующими элементами 3 всех видов применяемых усилительных профилей 1. На концах внешних облицовочных панелей 2 сформированы замковые 4 и/или ключевые элементы 5, обеспечивающие соединение как с фиксирующими элементами 3 всех видов применяемых усилительных профилей 1 , так и непосредственно между облицовочными панелями 2 (фиг.1-5). Замковые элементы 4 содержат по меньшей мере один паз для соединения с фиксирующим элементом 3 или ключевым элементом 5.

Внешние облицовочные панели 2 изготавливаются из металла или как минимум из одного типа полимерного материала, имеющего жесткость, достаточную для сохранения конструкционной прочности, с внешней стороны облицовочной панели 2 возможно покрытие любым видом отделочного материала, наносимого на панель как непосредственно при производстве, так и по завершению сборки конструкции. Фактура, цвет материала внешней отделки выбирается в зависимости от назначения и дизайна строительного модуля.

Применяется три основных типа внешних облицовочных панелей 2, отличающихся окончаниями и формой замковых элементов 4, сочетая которые, можно производить соединения требуемого вида — линейное, поворотное, торцевое. На окончаниях линейных панелей присутствует как замочный, так и ключевой элементы, способные стыковаться друг с другом, на поворотных — только замковые элементы, торцевой элемент предназначен для формирования торцов стен, оканчивающихся замковыми элементами.

Замковые соединения являются самоблокирующимися по всем осям приложения сил, прочность соединений равна или превышает прочность материалов на линейных участках элементов конструкции. Основная часть замковых элементов соединяется по принципу линейного погружения ключевого элемента 5 в замочный 4 по длине строительного модуля, в случаях, когда такое соединение невозможно из-за габаритных ограничений в собранных конструкциях, применяются самофиксируемые подпружиненные соединения, позволяющие фиксацию в стык.

Длина панели при производстве методом экструзии безразмерна, панель нарезается по длине согласно проекту.

Ширина строительного модуля варьируется от единичной, составляющий сумму двойной толщины внешней облицовочной панели без учета внешней отделки и габаритов усилительного профиля, т.е. кратную толщине собранной ограждающей конструкции. Максимальная ширина строительного модуля, изготовленного из полимерных материалов, ограничивается производительностью экструдеров, естественными процессами деформации материалов и допусками при производстве подобного рода полимерных изделий и составляет на современном этапе 1,2 метра. Применение полимерных материалов, особенно с внутренней стороны здания, предпочтительнее с точки зрения энергоэффективности.

Заглушки 6 применяются в местах, требующих усиления сцепления, в узлах ответвления стен, на угловых поворотах и содержат в себе замковые элементы, расположенные под необходимыми углами и обеспечивающие надежное сцепление облицовочных панелей 2 и усилительного профиля 1 (фиг.З).

Поворотные профили 7 также применяются в узлах ответвления стен, на угловых поворотах и содержат в себе замковые элементы, расположенные под необходимыми углами и обеспечивающие надежное сцепление как с ключевыми элементами 5 облицовочных панелей 2, так и с фиксирующими элементами усилительных профилей 1 (фиг.З).

Длина заглушки 6 и поворотного профиля 7 при производстве методом экструзии безразмерна и нарезается по длине согласно проекту.

Габариты всех элементов ограждающей строительной конструкции унифицированы, и кратны установленному единичному шагу размерности, что позволяет монтирование всех строительных элементов в любых сочетаниях длины при продольном и перпендикулярном направлении, повороты, ответвления, с гарантированным выходом на точку крепления встречной панели.

Важным элементом конструкции является конструкционный вспененный полимерный наполнитель 8, представляющий собой термореактивный композитный материал с эпоксидной или полиуретановой основой с усиливающими добавками на основе углеродных волокон и углеродных наночастиц, антипиренов, волоконных связующих добавок. Плотность вспененного материала может колебаться от 20 до 500 кг на м ³ в зависимости от назначения ограждающей конструкции. Полости между усилительным профилем и внешними облицовочными панелями и/или полости, образованные в усилительном профиле, заполняются конструкционной пеной повышенной плотности, что дает очень высокие показатели нагрузочной способности конструкции, так как усилия равномерно распределяются как по всем элементам из жесткого пластика, так и по конструкционному пенонаполнителю. Опыты показали высокую адгезию вспененных композитов на основе эпоксидных смол и полиуретана к поверхностям на основе как чистого ПВХ, так и ПВХ с добавками волокнистых материалов — древесины, целлюлозы, фибры и крошки на основе минеральных материалов, таких, как мраморная крошка, а также поверхностей на основе минеральной крошки, связанной полиэтиленом. Проводились опыты по нагрузочной способности и сопротивлению тепловым нагрузкам, перепадам температур и отсутствию расслоения сред. Благодаря относительно равным коэффициентам расширения и высокой пластичности материалов на участках адгезии сред, расслоение не происходит в больших диапазонах как механических деформаций, так и температурных.

Процесс заполнения вспененным полимером является герметизирующим фактором для замковых соединений, так как вспениваемый полимер под давлением проникает в полость замков, заполняет их, полностью устраняет возможные люфты и создает вдоль воздушных каналов широкую интегральную корку с плотной закрытоячеистой, а ближе к внешней части - безъячеистой структурой и крайне низкой степенью впитывания влаги, исключает капиллярный эффект. Все замковые соединения, кроме естественной герметизации вспениваемым полимером, могут обрабатываться герметизирующими и клеевыми составами, одновременно облегчающими сборку крупногабаритных линейных элементов, так и обеспечивающими более высокий уровень водозащиты, особенно в кровельных покрытиях.

Применение в качестве наполнителей термоактивных пластиков типа вспененного полистирола не допускается в связи с низкой адгезионной способностью, низкой конструкционной прочностью, неэкологичностью и пожароопасностью.

Основной отличительной чертой сборной ограждающей конструкции является наличие внутреннего силового каркаса, образованного усилительным профилем непосредственно в толще ограждающей конструкции. Материал каркаса и его форма гарантируют прочность изделия во всех плоскостях, отсутствие мостиков холода при любом сочетании элементов, полную совместимость для всех стыкуемых элементов, выбор конструктивного решения в зависимости от назначения панели. Применение жестких полимерно-композитных материалов для изготовления усилительных профилей и внешних облицовочных панелей, в сочетании с заполнением пустот жесткой полимерной пеной с высокой степенью адгезии к используемым материалам обеспечивает как высокие прочностные показатели изделия, так и очень низкую теплоемкость конструкции.

В зависимости от расположения усилительного профиля внутри строительного модуля, его толщины и размера ограждающая строительная конструкция может использоваться как несущая и самонесущая стеновая, перегородочная, самонесущая кровельная, несущая панель перекрытия.

Ширина ограждающей строительной конструкции может изменяться от единичной размерности, при которой она, при отделке единичными облицовочными панелями, формирует столб квадратного сечения, до любых размеров, определенными проектом. При этом конструкция, вместе со всеми ответвлениями и угловыми поворотами будет представлять из себя монолитное, равномерно связанное изделие без слабых точек потенциального разрыва. Прочность конструкции в любой точке обусловлена прочностью замковых соединений, практически равной прочности материала облицовочных панелей.

Соединение горизонтальных и наклонных ограждающих конструкций - панелей перекрытия, кровельных панелей, производится с применением специализированных монтажных профилей и монтажных блоков.

Монтажный профиль представляет собой посадочное место для собранных стеновых конструкций, с возможностью крепления винтовым способом к горизонтальным поверхностям, с последующей фиксацией в профиле стеновых элементов.

Применяется монтажный профиль двух видов:

1. внешний монтажно-декоративный линейный профиль 9 с удлиненным козырьком, закрывающим внешнюю часть горизонтальных элементов — торцов плит перекрытий, и обеспечивающий влагозащиту и облицовку незакрытого торцевого среза строительного элемента, и нижерасположенных стыков строительных элементов.

2. внутренний симметричный монтажный профиль.

Длина монтажного линейного профиля определяется длиной стены, выступающие внутренние элементы профиля являются направляющими, в которые вставляется стеновая конструкция, внешний элемент является декорирующим плинтусом, скрывающим неровности реза стеновых панелей. Внутренний объем, созданный между горизонтальными поверхностями и стеновыми панелями в пределах монтажного профиля, может заполняться как вспениваемыми материалами, так и преднапряженными вспененными герметизирующими прокладками для обеспечения герметичности соединений и звуко/теплоизоляции.

Монтажный блок 10 представляет из себя монолитную профильную конструкцию, закрепляемую винтовым соединением на горизонтальных поверхностях, как самостоятельно, так и в пределах монтажного профиля в точках, где требуется обеспечить жесткую связь горизонтальных и вертикальных элементов ограждающей конструкции. Выступающая часть монтажного блока 10 имеет паз размерности и геометрии усилительного профиля и установочные элементы, и при установке собранной ограждающей конструкции на блок, усилительный профиль плотно фиксируется в этой полости. Окончательная фиксация стеновой панели производится винтовым способом сквозь монтажный блок и погруженный в него усилительный профиль. Количество задействованных монтажных блоков 10 зависит от требований прочности сооружения в целом. Монтажные блоки 10 устанавливаются на всех угловых соединениях стен. При строительстве более одного этажа, монтажные блоки 10 устанавливаются в одной точке плиты перекрытия и стягиваются через нее металлическими шпильками.

Также сборная ограждающая строительная конструкция, благодаря технологическим допускам замковых профилей и гибкости лучей усилительного профиля, позволяет производить строительные модули с радиальным профилем при условии радиуса, значительно превышающего базовый единичный размер конструкции. Для этого с одной из сторон устанавливаются внешние облицовочные панели с небольшим уменьшенным или увеличенным шагом замковых элементов. При формировании такой конструкции, она приобретает положительный или отрицательный радиус относительно поверхности с базовой размерностью. Для обрамления и защиты стыков таких радиальных конструкций используется обрезанный по внутреннему выступу с обоих сторон монтажный профиль, имеющий увеличенную гибкость по сравнению со сплошным двойным. Монтаж такого монтажного профиля к горизонтальным поверхностям производится по внутренней части между выступами, монтажные блоки закрепляются непосредственно на горизонтальные поверхности по

И центральной оси устанавливаемой стены. Качество тепло- и звукоизоляции соединения не ухудшаются.

Благодаря наивысшей прочности замковых соединений для стеновых панелей, высокой степени сопряжения и геометрической точности горизонтальных и вертикальных поверхностей, что обеспечивает конструкционную целостность изделий, из предлагаемых конструкций приоритетно производство транспортируемых модулей, включая полностью готовые к эксплуатации модули с габаритами, допустимыми для транспортировки автомобильным транспортом или контейнерами.

Сборка ограждающей строительной конструкции возможна двумя способами:

1. Ограждающая строительная конструкция формируется на месте монтажа в виде пустотелой структуры, содержащей усилительные профили 1 и облицовочные панели 2, включая повороты, отводы стен, элементов с проемами, с последующим фиксированием их на горизонтальных поверхностях посредством монтажных профилей и монтажных блоков и заливкой вспененного наполнителя уже в полости возведенного сооружения. Способ применим при сборке малогабаритных, мобильных, транспортируемых конструкций. Также данный способ применим в случаях необходимости монтажа ограждающей конструкции на площадке, доставка к которой сопряжена с транспортными ограничениями, не позволяющими транспортировать крупногабаритные изделия.

2. Изготовление элементов конструкций в заводских условиях с формированием готовых к установке и монтажу элементов. Как сборка пустотелых элементов, так и их заливка производится в заводских условиях с применением прессов и ограничителей. Незалитыми остаются только торцевые участки таких элементов, которые фиксируются друг с другом на строительной площадке, непосредственно или с помощью поворотных, профилей или заглушек, и только после этого свободные полости заполняются вспененным материалом. Такой способ обеспечивает максимальную скорость и простоту возведения строительных конструкций.

Первоначально осуществляют нарезку усилительных профилей 1, внешних облицовочных панелей 2, заглушек 6, поворотных профилей 7 по длине в соответствии с проектом. Сборочные модули формируют методом последовательного соединения замковых элементов 4 облицовочных панелей 2 и фиксирующих элементов 3 усилительных профилей 1 (фиг.З). Для сборки конструкции по длине осуществляют соединение замковых элементов 4 и ключевых элементов 5, выполненных на концах внешних облицовочных панелей. Стеновые сборочные модули ограниченной длины, в пределах 4-х метров, могут формироваться вертикально под собственным весом или с вибропогружением по типу соединения шпунтовых конструкций, длинномерные конструкции формируются горизонтально с применением вибропрессов и вибротележек.

Для формирования поворотов и ответвлений используют заглушки 6 и поворотные профили 7, соединяемые с внешними облицовочными панелями 2 и усилительными профилями 1 замковыми соединениями.

Собранное изделие торцуют механическими приспособлениями с учетом требуемых для последующего монтажа торцевых полостей, свободных от пенополимера, под посадку на монтажные профили 9 и блоки 10 и в свободные полости конструкций вводят вспениваемый наполнитель в расчетном объеме. Расширяемый вспенениваемый наполнитель 8 прочно фиксирует между собой все элементы, заполняет и деформирует изнутри замковые соединения, фиксирует и герметизирует их.

На фиг.6 проиллюстрировано соединение горизонтально и вертикально расположенных строительных модулей. Для этого на горизонтальную поверхность сначала крепят внешний монтажно-декоративный профиль 9, в его полость помещают монтажный блок 10 и фиксируют сквозь него к горизонтальной облицовочной панели 2. Расположение монтажных отверстий позволяет винтам проходить через толщу материала в области замковых элементов 4, что значительно усиливает сцепление. Затем на посадочное место монтажного блока 10 насаживают Н-профиль 1Ь вертикального строительного модуля, причем монтажный профиль 9 также снабжен замками, которые стыкуются с замковыми элементами 4 отделочных панелей стеновой конструкции, обеспечивая плотное соединение, дополнительно усиливаемое винтовым соединением и при необходимости свободное пространство заполняется вспениваемым полимером.

При заливке полостей вспениваемыми материалами, при пневмоударе в процессе пенообразования, возможна деформация стенок и конструкции в целом. Для ее исключения в заводских условиях ограждающие конструкции заливаются с использованием пресс-столов и удерживающих конструкций, гарантирующих сохранение геометрии стеновых элементов, а при заливке готовых пустотелых конструкций непосредственно на стройплощадках используются вспениваемые материалы с малым значением пневмоудара и низкой скоростью вспенивания. Заполнение и герметизация соединений, произведенных на строительном участке, производится как стандартными пенополиуретановыми составами, так и рекомендуемой конструкционной пеной с усиливающими добавками и антипиренами с применением специализированного оборудования. Внешние облицовочные панели при этом являются усиленной изнутри, прочно связанной по всем осям несъемной опалубкой.

Заливка полостей может проводится вспениваемыми материалами с различными параметрами, более плотной с внутренней стороны стеновой панели, более легкой, с минимальными показателем теплоемкости — с внешней. Расчеты показывают, что для обеспечения достаточной теплоемкости для климата средней полосы при температурах до 20 градусов достаточно 100мм вспененного полиуретана плотностью 20кг/мЗ. Для обеспечения конструкционной прочности стеновой конструкции малоэтажного здания, достаточно заливать жесткой конструкционной пеной только участки, ограниченные лучами усилительного профиля, и стенками внешних облицовочных панелей с внутренней стороны помещения. Так же отдельные блоки со стороны помещений можно оставлять свободными от заливки для проведения в них электрических коммуникаций, трубопроводов, вентиляционных шахт. В связи с высокой степенью гидроизоляции и отсутствии паропроницаемости, система вентилирования, как естественная, так и принудительная, предусматривается проектом и встраивается непосредственно в ограждающую строительную конструкцию.

Преимущества изобретения

Строения, собранные из полимерно-композитных ограждающих конструкций, обладают низким весом, не требуют внешних или встраиваемых усиливающих каркасов, благодаря наличию базовой размерности и универсальности замковых соединений, все элементы сооружений прочно стыкуются, отсутствуют мостики холода. Все связанные между собой стеновые элементы представляют из себя монолитное, трудно разрушаемое изделие, а благодаря высокой плотности и вязкости применяемых материалов и специализированных монтажных блоков, прочность соединения горизонтальных и вертикальных панелей ограничена исключительно прочностью крепежных элементов — винтов и шпилек и количеством точек монтажа.

Применяемые термореактивные пластики, такие, как ПВХ со стабилизаторами и добавками, имеют низкий уровень влияния на окружающую среду высокий уровень защиты от разложения в ультрафиолете, допущены к применению в качестве отделочных материалов в строительстве и быту. При применении для панелей состава из минеральных наполнителей типа мраморной крошки, или древесной муки, связанной ПВХ или полиэтиленом, даже допустимый уровень токсичности изделия значительно уменьшается. В качестве вспениваемого наполнителя используются исключительно материалы с отсутствием или минимальным выбросом токсичных веществ при разложении — компаунды на основе эпоксидных смол и полиуретана, которые, в отличие от вспененного полистирола не воспроизводят при естественном и термическом разложении продуктов фенольных групп, а с течением времени разлагаются исключительно на безопасные компоненты.

Расчетный срок эксплуатации конструкции значительно выше, чем у панелей на металлической и деревянной основе. Неразрушаемый срок жизни ПВХ с комплексом стабилизаторов и комбинированных материалов на основе минеральных наполнителей, связанных ПВХ или полиэтилена, превышает 80 лет, а поверхностей, защищенных минеральной крошкой в случае дополнительной отделки, более 100. При этом обеспечивается естественная, обусловленная конструкцией, монолитность изделия — отсутствие рассыхания, трещинообразования, усадки.

Материал по окончании срока эксплуатации, а также при необходимости, может быть как переработан для дальнейшего промышленного применения, так и безопасно утилизирован на полигонах ТБО.

Все применяемые материалы конструкции являются пожаробезопасными, имеют группу горючести Г1 — слабогорючие, самозатухающие. Кроме вспененных материалов на основе минеральных сред, почти все полимерные вспениваемые материалы имеют группу горючести Г2 и ГЗ, но применение антипиренов, углеродных нанодобавок и армирующих минеральных волокон во вспененных термореактивных полимерах, применимых в данных конструкциях, снижает группу горючести до уровня Г1. По сравнению с энергоэффективными панелями, изготовленными из древесных материалов, данные конструкции имеют значительно большую безопасность.

В связи с высокой плотностью и вязкостью применяемых в облицовочных панелях пластиков и комбинированных материалов, ими связанных, и жесткой связкой панелей в теле, конструкции пригодны для непосредственного монтажа на них силовых несущих нагруженных как статически, так и динамически устройств без дополнительных укрепляющих приспособлений, как того требуют, например, пористые минеральные материалы — пенобетон, пенокерамика и им подобные, пустотелый кирпич, кладочные и штукатурные растворы на основе мела, гипса, где прочность соединения невозможна на малых площадях опоры. Именно это свойство позволяет обеспечивать очень прочное соединение элементов конструкции посредством дополнительно монтируемых устройств и переходов, таких, как ответвления стен, например, пристройки, перегородки при перепланировке, с помощью винтового соединения к одной из облицовочных панелей. Сквозное винтовое соединение в области замковых утолщений является максимально надежным и применяется в особо нагруженных местах — на стыках с монтажными блоками, колоннами. Такие соединения делают строительные конструкции в целом трудно разрушаемыми.

Заявленный способ имеет явное преимущество перед широко применяемой технологией производства сооружений из сэндвич-панелей. Изобретение обеспечивает значительно более высокую прочность конструкций и нагрузочную способность при малом собственном весе. Также обеспечивается высокая степень безопасности и экологичность продукта, долговечность, низкая себестоимость массового производства, крайне простая технология строительства на месте, возможность транспортировки промышленно изготовленных элементов сооружений автотранспортом или посредством контейнерных перевозок, доставки собранных, готовых к эксплуатации сооружений в труднодоступные районы, возможность эксплуатации как самостоятельных строений жилого и технического назначения, так и как элементов модульного масштабного строительства.