RU2777582C2

RU2777582C2 - Finished insulated construction panel with at least one cured cement layer fixed to insulation

Info

Publication number: RU2777582C2
Application number: RU2020129960A
Authority: RU
Inventors: Майкл Энтони ДОМБОВСКИ; Бенедикт Джон ДОМБОВСКИ
Original assignee: Нэксии Билдинг Солюшнз Инк.
Priority date: 2018-02-13
Filing date: 2019-02-13
Publication date: 2022-08-08

Abstract

FIELD: building materials.

SUBSTANCE: invention relates, in general, to finished insulated construction panels with at least one cured cement layer, which can be assembled to form walls, floors and roofs of buildings, and in particular to the specified panels having channels for liquid output and a pair of cured cement layers fixed to opposite surfaces of insulation material. A finished insulated construction panel contains a sheet of rigid heat insulation material, an inner structural layer fixed to one surface of insulation material, and an outer layer of cured composite cement material fixed to the opposite second surface of rigid insulation material, having a thickness that makes it possible to maintain the cured composite cement layer on insulation material by the action of adhesion to it. The panel also contains channels in a contact zone between the composite cement outer layer and insulation material, formed by grooves on the second surface of insulation material, passing to the periphery of the panel. These channels provide the panel with pressure equalization and moisture drainage capabilities. In addition, the inner structural layer contains a layer of cured composite cement material bonded to insulation material, which has a relatively thickened edge part along the periphery of the panel to strengthen the panel.

EFFECT: obtaining a finished insulation construction panel.

20 cl, 9 dwg

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ. К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕFIELD OF TECHNOLOGY. TO WHICH THE INVENTION RELATES

Настоящее изобретение относится в целом к готовым изолированным строительным панелям с по меньшей мере одним отвержденным цементным слоем, которые могут собирать для формирования стен, полов и крыш зданий, и в частности к указанным панелям, имеющим каналы для вывода жидкости и пару отвержденных цементных слоев, прикрепленных к противоположным поверхностям изоляционного материала.The present invention relates generally to finished insulated building panels with at least one hardened cement layer that can be assembled to form the walls, floors and roofs of buildings, and in particular to said panels having fluid outlets and a pair of hardened cement layers attached to opposite surfaces of the insulating material.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИBACKGROUND OF THE INVENTION

Структурные изолированные панели (SIP - англ.: Structural insulated panels) прочно закрепились в строительной отрасли. Этот тип готовой панели заводского изготовления обычно содержит толстый изоляционный материал с закрытыми порами, такой как пенополистирол (EPS - англ.: expanded polystyrene), и сцепленную с ним структурную оболочку. В настоящее время, обычно используются два типа структурной оболочки, сцепленной с EPS посредством клея, например, деревянная листовая обшивка из ориентированно-стружечных плит (OSB - oriented strand board) или стекломагниевая плита, также известная в отрасли как бетонная плита.Structural insulated panels (SIP - eng.: Structural insulated panels) are firmly entrenched in the construction industry. This type of prefabricated panel typically contains a thick closed cell insulating material such as expanded polystyrene (EPS) and an adherent structural shell thereto. At present, two types of structural shell bonded to EPS by means of an adhesive are commonly used, such as oriented strand board (OSB) wood sheeting or magnesium glass board, also known as concrete board in the industry.

Недостатком строительных систем, в которых применяются SIP, является размер панелей, который в целом ограничивается размером деревянных или бетонных плит серийного производства. В результате стена, пол или крыша выполняются из множества SIP-панелей со множеством швов. Кроме того, панели из предшествующего уровня техники обычно требуют крепления дополнительного наружного слоя к SIP для защиты от погодных воздействий и орнаментации, то есть, на то, что в ином случае представляет собой наружную поверхность деревянного или бетонного листа. Кроме того, на внутри здания, сформированного из SIP, обычно требуется наносить слой гипсокартона и краски для его внутренней отделки. На текущий момент, несущая способность SIP из OSB ограничивается двумя этажами.A disadvantage of building systems that use SIPs is the size of the panels, which is generally limited by the size of mass-produced wood or concrete slabs. As a result, a wall, floor or roof is made from multiple SIP panels with multiple seams. In addition, prior art panels typically require an additional skin layer to be attached to the SIP for weather protection and ornamentation, ie, what is otherwise the outer surface of the wood or concrete sheet. In addition, the inside of a SIP-formed building usually requires a coat of drywall and interior paint. Currently, the bearing capacity of OSB SIP is limited to two floors.

Сборная бетонная сэндвич-панель устраняет ограничения SIP, имея подходящую наружную отделку, большую несущую способность и обычно больший размер, позволяющий использовать меньше швов при сборке с другими схожими панелями по сравнению с SIP. Недостатком этого типа панели, однако, является чрезмерный вес по сравнению с SIP. Несмотря на недостатки, связанные с увеличенным весом, сборные бетонные сэндвич-панели обеспечивают улучшенную несущую способность и противопожарные характеристики по сравнению с SIP.Precast Concrete Sandwich Panel eliminates the limitations of SIP by having a suitable exterior finish, greater load-bearing capacity, and typically a larger size allowing fewer joints to be used when assembled with other similar panels compared to SIP. The disadvantage of this type of panel, however, is the excessive weight compared to SIP. Despite the disadvantages associated with increased weight, precast concrete sandwich panels provide improved load-bearing capacity and fire performance compared to SIP.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯSUMMARY OF THE INVENTION

В соответствии с аспектом изобретения предлагается готовая изолированная строительная панель, содержащая:According to an aspect of the invention, a finished insulated building panel is provided comprising:

лист жесткого изоляционного материала, имеющий противоположные первую и вторую стороны и противоположные первый и второй торцы, в совокупности ограничивающие первую поверхность и вторую поверхность листа, обращенные в противоположных направлениях и в совокупности определяющие периферию листа жесткого изоляционного материала;a sheet of rigid insulating material having opposite first and second sides and opposite first and second ends collectively defining a first surface and a second surface of the sheet facing in opposite directions and collectively defining a periphery of the rigid insulating material sheet;

внутренний структурный слой, подсоединенный к первой поверхности жесткого изоляционного материала;an inner structural layer connected to the first surface of the rigid insulating material;

жесткий изоляционный материал, определяющий на своей второй поверхности множество пазов, дно каждого из которых углублено относительно второй поверхности жесткого изоляционного материала;a rigid insulating material defining on its second surface a plurality of grooves, the bottom of each of which is recessed relative to the second surface of the rigid insulating material;

каждый из пазов проходит от некоторого местоположения на второй поверхности жесткого изоляционного материала к периферии листа таким образом, чтобы быть открытым на конце соответствующего паза, который заделывается на периферии листа;each of the slots extends from a location on the second surface of the rigid insulating material to the periphery of the sheet so as to be open at the end of the corresponding slot which is sealed at the periphery of the sheet;

композитный цементный материал, сцепленный со второй поверхностью жесткого изоляционного материала для предоставления отвержденному цементному внешнему слою толщины, измеряемой от второй поверхности жесткого изоляционного материала до внешней поверхности внешнего слоя, таким образом, чтобы отвержденный цементный слой поддерживался на второй поверхности жесткого изоляционного материала посредством действия сцепления с жестким изоляционным материалом;a composite cementitious material bonded to the second surface of the rigid insulating material to provide the cured cementitious outer layer with a thickness measured from the second surface of the rigid insulating material to the outer surface of the outer layer, such that the cured cementitious layer is supported on the second surface of the rigid insulating material by the bonding action with rigid insulating material;

композитный цементный материал, покрывающий пазы таким образом, чтобы определять замкнутые по окружности каналы, которые закрыты напротив дна пазов, для определения путей для потока жидкости из некоторых местоположений внутри периферии панели к наружной части панели.a composite cementitious material covering the slots so as to define circumferentially closed channels that are closed against the bottom of the slots to define paths for fluid flow from some locations within the periphery of the panel to the outside of the panel.

В соответствии с другим аспектом изобретения предлагается готовая изолированная строительная панель, содержащая:In accordance with another aspect of the invention, a finished insulated building panel is provided, comprising:

внутренний структурный слой, содержащий композитный цементный материал, сцепленный с первой поверхностью жесткого изоляционного материала для предоставления отвержденного цементного внутреннего слоя толщиной, измеряемой от первой поверхности жесткого изоляционного материала до внешней поверхности внутреннего слоя, таким образом, чтобы отвержденный цементный слой поддерживался на первой поверхности жесткого изоляционного материала посредством действия сцепления с жестким изоляционным материалом;an inner structural layer containing a composite cement material bonded to the first surface of the rigid insulating material to provide a hardened cementitious inner layer with a thickness measured from the first surface of the rigid insulating material to the outer surface of the inner layer, so that the cured cement layer is supported on the first surface of the rigid insulating material material through the action of adhesion with a rigid insulating material;

композитный цементный материал, сцепленный со второй поверхностью жесткого изоляционного материала для предоставления отвержденного цементного внешнего слоя толщиной, измеряемой от второй поверхности жесткого изоляционного материала до внешней поверхности внешнего слоя, при этом отвержденный цементный слой поддерживается на второй поверхности жесткого изоляционного материала посредством действия сцепления с жестким изоляционным материалом;a composite cementitious material bonded to the second surface of the rigid insulating material to provide a cured cementitious outer layer with a thickness measured from the second surface of the rigid insulating material to the outer surface of the outer layer, wherein the cured cementitious layer is supported on the second surface of the rigid insulating material by the action of bonding to the rigid insulating material material;

по меньшей мере одну из (i) первой и второй сторон или (ii) первого и второго торцов жесткого изоляционного материала, формирующие пару противоположных фланцев, выступающих наружу таким образом, чтобы определять поверхности уступов по периферии жесткого изоляционного материала, которые сориентированы в целом параллельно первой поверхности жесткого изоляционного материала, но углублены относительно нее таким образом, чтобы каждая поверхность уступа взаимно соединялась с первой поверхностью посредством переходной поверхности, сориентированной поперечно к соответствующей поверхности уступа и первой поверхности;at least one of (i) first and second sides, or (ii) first and second ends of the rigid insulating material, forming a pair of opposite flanges projecting outwardly so as to define ledge surfaces around the periphery of the rigid insulating material that are oriented generally parallel to the first the surface of the rigid insulating material, but deepened relative to it so that each surface of the ledge is mutually connected to the first surface by means of a transition surface oriented transversely to the corresponding surface of the ledge and the first surface;

отвержденный цементный внутренний слой, обволакивающий края, сформированные между первой поверхностью жесткого изоляционного материала и переходными поверхностями, и пролегающий до поверхностей уступов;a cured cementitious inner layer enveloping the edges formed between the first surface of the rigid insulating material and the transition surfaces and extending to the shoulder surfaces;

отвержденный цементный слой, сцепленный с поверхностями уступов;a cured cement layer bonded to the bench surfaces;

отвержденный цементный слой, сплошной и пролегающий от одной из поверхностей уступов, через первую поверхность жесткого изоляционного материала до другой из поверхностей уступов;a cured cement layer, continuous and extending from one of the bench surfaces, through the first surface of the rigid insulating material to the other of the bench surfaces;

толщину отвержденного цементного внутреннего слоя от поверхностей уступов до внешней поверхности внутреннего слоя, превышающую толщины отвержденного цементного внутреннего слоя на первой поверхности жесткого изоляционного материала.the thickness of the hardened cement inner layer from the surfaces of the ledges to the outer surface of the inner layer, exceeding the thickness of the hardened cement inner layer on the first surface of the rigid insulating material.

Таким образом действие сцепления, создаваемое в ходе отверждения, композитного цементного материала с жестким изоляционным материалом способно самостоятельно нести вес предусмотренной толщины отвержденного цементного слоя без прямого анкерного крепления цементного слоя к внутреннему структурному слою, например, посредством крепежных элементов, пропускаемых через толщину изоляционного материала.Thus, the cohesive action created during the curing of the composite cementitious material with the rigid insulating material is able to independently bear the weight of the intended thickness of the cured cementitious layer without direct anchoring of the cementitious layer to the inner structural layer, for example, by means of fasteners passed through the thickness of the insulating material.

В таких конфигурациях, в которых цементный внешний слой не крепится посредством прямого анкерного крепления к внутреннему структурному слою, вследствие чего отсутствуют теплопроводные элементы, такие как крепежные приспособления, проходящие через полную толщину изоляционного материала для прикрепления композитного цементного материала к внутреннему структурному слою, следовательно, отсутствуют тепловые мосты, вдоль которых тепловая энергия может нежелательным образом проходить по направлению толщины панели. Следовательно, посредством соответствующей панели формируется сплошной изоляционный покров.In those configurations where the cementitious outer layer is not directly anchored to the inner structural layer, whereby there are no thermally conductive elements, such as fasteners, extending through the full thickness of the insulating material to attach the composite cementitious material to the inner structural layer, therefore, there are no thermal bridges, along which thermal energy can undesirably pass in the thickness direction of the panel. Therefore, a continuous insulating cover is formed by means of the respective panel.

Кроме того, создание тонких отвержденных цементных слоев уменьшает вес панели, упрощая работу с ней, включающей в себя транспортировку и установку на место для формирования частей здания, например, посредством крана.In addition, the creation of thin cured cementitious layers reduces the weight of the panel, making it easier to handle, including transportation and setting into place to form parts of the building, for example, by means of a crane.

Утолщенные края по периметру панели далее придают жесткость панели по направлению между каждой противоположной парой утолщенных краев, таким образом, что даже относительно тонкие отвержденные цементные слои достаточно прочны, чтобы сохранять свою форму и исходное состояние без изгибания или без растрескивания отвержденных цементных слоев в ходе производства, поставки и установки.Thickened perimeter edges of the panel further stiffen the panel in a direction between each opposing pair of thickened edges such that even relatively thin cured cementitious layers are strong enough to retain their shape and original condition without bending or cracking the cured cementitious layers during manufacture. deliveries and installations.

Таким образом, большие панели могут изготовляться на заводе для сокращения числа панелей, используемых для цельного формирования единой части сооружаемого здания, например, пола или стены, или шахты лифта, тем самым сокращая число швов в ней и, соответственно, трудозатраты на сборку на стройплощадке.Thus, large panels can be prefabricated to reduce the number of panels used to integrally form a single part of a building being constructed, such as a floor or a wall or an elevator shaft, thereby reducing the number of seams in it and, accordingly, labor costs for assembly on a construction site.

Кроме того, панели могут быть по существу выполнены с отделкой, включающей в себя любую отделку наружных и внутренних сторон панелей.In addition, the panels may be substantially provided with finishes including any finish on the outside and inside of the panels.

Кроме того, каналы, сформированные и расположенные в зоне контакта между цементным внешним слоем и жестким изоляционным материалом обеспечивают функциональную возможность вывода нагоняемой ветром влаги, которая проникает во внешний слой, когда панель, используемая при формировании стены, подвергается воздействию окружающей среды и атмосферных условий, самотеком к наружной части панели. Каналы обеспечивают для стенной панели воздушное пространство между наружным «дождевым экраном» и жестким изоляционным материалом, что позволяет панели «выравнивать давление», что в случае воздействия сильного ветра и атмосферных осадков предотвращает втягивание влаги в здание.In addition, the channels formed and located in the contact zone between the cement outer layer and the rigid insulating material provide the functionality of venting windblown moisture that penetrates into the outer layer when the panel used in the formation of the wall is exposed to the environment and atmospheric conditions, by gravity. to the outside of the panel. The channels provide an air space for the wall panel between the outer "rain shield" and the rigid insulation material, allowing the panel to "equalize pressure" which, in the event of strong winds and precipitation, prevents moisture from being drawn into the building.

Кроме того, при использовании при формировании пола каналы определяют проходы для прокладки трубопроводов, таких как водопроводы и трубы лучистого отопления, расположенные под полом.In addition, when used in floor formation, the channels define conduit passages such as plumbing and radiant heating pipes located under the floor.

Кроме того, при использовании при формировании крыши или потолка каналы определяют проходы для прокладки линий пожарных спринклеров, водопроводов и электропроводки.In addition, when used to form a roof or ceiling, the channels define passages for laying fire sprinkler lines, plumbing, and electrical wiring.

При изготовлении, когда цементный внешний слой формируется посредством помещения частично сформированной панели, включающей в себя жесткий изоляционный материал с пазами, в несхватившийся композитный цементный материал, удерживаемый посредством формы на горизонтальном литейном стенде, эти пазы позволяют захваченным карманам воздуха выходить вдоль пазов к наружной части панели. Таким образом, сцепление происходит по всей поверхности жесткого изоляционного материала, который вступает в контакт с несхватившимся композитным цементным материалом.In manufacture, when a cementitious outer layer is formed by placing a partially formed panel including a slotted rigid insulating material into an unset composite cementitious material held by a mold on a horizontal casting bed, these slots allow trapped air pockets to escape along the slots to the outside of the panel. . Thus, bonding occurs over the entire surface of the rigid insulating material that comes into contact with the unset composite cementitious material.

«Композитный цементный материал» в контексте использования в настоящем раскрытии относится к материалу, содержащему множество составляющих материалов, включающих в себя цемент, который при отверждении формирует твердый прочный материал. Примеры композитных цементных материалов включают в себя бетон и цементное покрытие на основе смолы."Composite cement material" as used in the present disclosure refers to a material containing a plurality of constituent materials, including cement, which, when cured, forms a hard, durable material. Examples of composite cement materials include concrete and resin-based cement coating.

Предпочтительно, композитный цементный материал обволакивает внешние края пазов, сформированных между второй поверхностью жесткого изоляционного материала и боковыми стенками пазов, которые проходят от второй поверхности к соответствующему дну, таким образом, чтобы композитный цементный материал входил в пазы таким образом, что каждый из каналов в совокупности определяется композитным цементным материалом, пролегающим от одной из боковых стенок соответствующего паза до другой, дна паза и части каждой из боковых стенок паза. Такое вхождение композитного цементного материала в пазы и крепление к их боковым стенкам обеспечивает более прочное сцепление отвержденного цементного слоя с изоляционным материалом.Preferably, the cementitious composite wraps around the outer edges of the slots formed between the second surface of the rigid insulating material and the sidewalls of the slots that extend from the second surface to the corresponding bottom, such that the composite cementitious material engages in the slots such that each of the channels collectively is defined by the composite cement material extending from one of the respective slot side walls to the other, the bottom of the slot, and part of each of the side walls of the slot. This entry of the composite cement material into the grooves and fastening to their side walls provides a stronger adhesion of the cured cement layer to the insulating material.

Обычно пазы имеют конфигурацию с пересекающимся расположением, таким образом, чтобы по меньшей мере один из пазов проходил через другой паз. Таким образом, стандартизированная схема расположения пазов функционально подходит для любого применения панели, будь то в качестве панели стены, крыши или пола.Typically, the slots are configured in an intersecting arrangement such that at least one of the slots extends through the other slot. Thus, the standardized slot pattern is functionally suitable for any application of the panel, whether as a wall, roof or floor panel.

В такой конфигурации пазы обычно формируют сетку, при этом пазы из первого набора пазов проходят параллельно друг другу в направлении от одной стороны или торца изоляционного материала к другой стороне или торцу, а пазы из второго набора пазов проходят параллельно друг другу и поперечно к первому набору в направлении от одной стороны или торца изоляционного материала к другой стороне или торцу.In this configuration, the slots typically form a grid, with the slots from the first set of slots running parallel to each other in the direction from one side or end of the insulating material to the other side or end, and the slots from the second set of slots running parallel to each other and transverse to the first set in direction from one side or end of the insulating material to the other side or end.

Предпочтительно, глубина каждого из пазов, измеренная от второй поверхности изоляционного материала, до дна соответствующего паза, составляет меньше половины толщины изоляционного материала, измеренной от первой поверхности до второй поверхности. Это оставляет достаточное количество изоляционного материала между каналами и внутренним структурным слоем для обеспечения по существу схожих теплоизоляционных свойств, как если бы такие каналы отсутствовали.Preferably, the depth of each of the grooves, measured from the second surface of the insulating material to the bottom of the corresponding groove, is less than half the thickness of the insulating material, measured from the first surface to the second surface. This leaves enough insulating material between the channels and the inner structural layer to provide substantially the same thermal insulation properties as if such channels were not present.

Предпочтительно, внутренний структурный слой содержит композитный цементный материал, сцепленный с первой поверхностью жесткого изоляционного материала для предоставления отвержденного цементного внутреннего слоя толщиной, измеряемой от первой поверхности жесткого изоляционного материала до внешней поверхности внутреннего слоя, таким образом, чтобы отвержденный цементный слой поддерживался на первой поверхности жесткого изоляционного материала посредством действия сцепления с жестким изоляционным материалом.Preferably, the inner structural layer comprises a cementitious composite bonded to the first surface of the rigid insulating material to provide a cured cementitious inner layer with a thickness measured from the first surface of the rigid insulating material to the outer surface of the inner layer, such that the cured cementitious layer is supported on the first surface of the rigid insulating material. insulating material through the action of adhesion to the rigid insulating material.

Предпочтительно, внутренний структурный слой и отвержденный цементный внешний слой отделены друг от друга толщиной жесткого изоляционного материала.Preferably, the inner structural layer and the cured cementitious outer layer are separated from each other by a thickness of rigid insulating material.

Обычно поверхность второй поверхности жесткого изоляционного материала является плоской.Typically, the surface of the second surface of the rigid insulating material is flat.

Обычно поверхность первой поверхности жесткого изоляционного материала является плоской.Typically, the surface of the first surface of the rigid insulating material is flat.

Предпочтительно, толщина жесткого изоляционного материала, измеренная от первой поверхности до второй поверхности, приблизительно в 3-30 раз превышает толщину отвержденного цементного внешнего слоя.Preferably, the thickness of the rigid insulating material, measured from the first surface to the second surface, is approximately 3 to 30 times the thickness of the cured cementitious outer layer.

Предпочтительно, толщина каждого отвержденного цементного внутреннего слоя на первой поверхности жесткого изоляционного материала и отвержденного цементного внешнего слоя на второй поверхности жесткого изоляционного материала составляет от 0,25 дюймов (0,64 см) до 1,5 дюймов (3,8 см).Preferably, the thickness of each cured cement inner layer on the first surface of the rigid insulating material and the cured cement outer layer on the second surface of the rigid insulating material is from 0.25 inches (0.64 cm) to 1.5 inches (3.8 cm).

Обычно фланцы располагаются заподлицо со второй поверхностью жесткого изоляционного материала, таким образом, чтобы площадь поверхности второй поверхности была больше первой поверхности, и отвержденный цементный внешний слой, который покрывает по существу всю вторую поверхность жесткого изоляционного материала отделен от отвержденного цементного внутреннего слоя толщиной жесткого изоляционного материала на фланцах.Typically, the flanges are flush with the second surface of the rigid insulating material such that the surface area of the second surface is greater than the first surface, and the cured cementitious outer layer, which covers substantially the entire second surface of the rigid insulating material, is separated from the cured cementitious inner layer by the thickness of the rigid insulating material. on the flanges.

Предпочтительно, как (i) первые и вторые стороны, так и (ii) первые и вторые торцы жесткого изоляционного материала соответственно формируют противоположные поверхности уступов, таким образом, чтобы отвержденный цементный внутренний слой утолщался по всей периферии листа жесткого изоляционного материала.Preferably, both (i) the first and second sides and (ii) the first and second ends of the rigid insulating material respectively form opposite shoulder surfaces such that the cured cementitious core is thickened around the entire periphery of the rigid insulating material sheet.

В одной конфигурации, отвержденный цементный внутренний слой содержит сплошную заделанную арматурную основу, проходящую от одного из противоположных фланцев до другого.In one configuration, the cured cementitious core comprises a continuous, embedded reinforcement matrix extending from one of the opposing flanges to the other.

В соответствии с еще одним аспектом изобретения предлагается готовая изолированная строительная панель, содержащая:In accordance with yet another aspect of the invention, a finished insulated building panel is provided, comprising:

лист жесткого теплоизоляционного материала, имеющий противоположные первую и вторую стороны и противоположные первый и второй торцы, в совокупности ограничивающие первую поверхность и вторую поверхность листа, обращенные в противоположных направлениях и в совокупности определяющие периферию листа жесткого изоляционного материала;a sheet of rigid insulating material having opposite first and second sides and opposite first and second ends collectively defining a first surface and a second surface of the sheet facing in opposite directions and collectively defining a periphery of the rigid insulating material sheet;

внутренний структурный слой, подсоединенный к первой поверхности жесткого теплоизоляционного материала для несения нагрузки, воздействующей на панель;an inner structural layer connected to the first surface of the rigid thermal insulation material to carry a load acting on the panel;

жесткий теплоизоляционный материал, определяющий на своей второй поверхности множество пазов, дно каждого из которых углублено относительно второй поверхности жесткого теплоизоляционного материала;a rigid thermal insulation material defining on its second surface a plurality of grooves, the bottom of each of which is recessed relative to the second surface of the rigid thermal insulation material;

каждый из пазов проходит от некоторого местоположения на второй поверхности жесткого теплоизоляционного материала к периферии листа таким образом, чтобы быть открытым на конце соответствующего паза, который заделывается на периферии листа;each of the slots extends from a location on the second surface of the rigid thermal insulation material to the periphery of the sheet so as to be open at the end of the respective slot which is sealed at the periphery of the sheet;

композитный цементный материал, сцепленный со второй поверхностью жесткого теплоизоляционного материала для предоставления отвержденного цементного внешнего слоя толщиной, измеряемой от второй поверхности жесткого теплоизоляционного материала до внешней поверхности внешнего слоя, таким образом, чтобы отвержденный цементный слой поддерживался на второй поверхности жесткого теплоизоляционного материала посредством действия сцепления с жестким изоляционным материалом;a composite cementitious material bonded to the second surface of the rigid thermal insulation material to provide a hardened cementitious outer layer with a thickness measured from the second surface of the rigid thermal insulation material to the outer surface of the outer layer, such that the cured cementitious layer is supported on the second surface of the rigid thermal insulation material by an adhesion action with rigid insulating material;

композитный цементный материал, покрывающий пазы таким образом, чтобы определять замкнутые по окружности каналы, которые закрыты напротив дна пазов, для определения путей для потока жидкости из некоторых местоположений внутри периферии панели к наружной части панели; иa composite cement material covering the slots so as to define circumferentially closed channels that are closed against the bottom of the slots to define fluid flow paths from some locations within the periphery of the panel to the outside of the panel; and

композитный цементный материал, обволакивающий внешние края пазов, сформированных между второй поверхностью жесткого теплоизоляционного материала и боковыми стенками пазов, которые проходят от второй поверхности к соответствующему дну, таким образом, чтобы композитный цементный материал входил в пазы таким образом, что каждый из каналов в совокупности определяется композитным цементным материалом, пролегающим от одной из боковых стенок соответствующего паза до другой, дна паза и части каждой из боковых стенок паза.composite cement material enveloping the outer edges of the grooves formed between the second surface of the rigid thermal insulation material and the side walls of the grooves that extend from the second surface to the corresponding bottom, so that the composite cement material enters the grooves in such a way that each of the channels is collectively defined composite cement material extending from one of the side walls of the corresponding slot to the other, the bottom of the slot and part of each of the side walls of the slot.

лист жесткого теплоизоляционного материала, имеющий противоположные первую и вторую стороны и противоположные первый и второй торцы, в совокупности ограничивающие первую поверхность и вторую поверхность листа, которые обращены в противоположных направлениях и в совокупности определяющие периферию листа жесткого теплоизоляционного материала;a sheet of rigid thermal insulation material having opposite first and second sides and opposite first and second ends collectively defining a first surface and a second surface of the sheet that face in opposite directions and collectively defining a periphery of the rigid thermal insulation material sheet;

по меньшей мере одну из (i) первой и второй сторон или (ii) первого и второго торцов жесткого теплоизоляционного материала, формирующие пару противоположных фланцев, выступающих наружу таким образом, чтобы определять поверхности уступов по периферии жесткого теплоизоляционного материала, которые сориентированы в целом параллельно первой поверхности жесткого теплоизоляционного материала, но углублены относительно нее таким образом, чтобы каждая поверхность уступа взаимно соединялась с первой поверхностью посредством переходной поверхности, сориентированной поперечно к соответствующей поверхности уступа и первой поверхности;at least one of (i) first and second sides, or (ii) first and second ends of the rigid thermal insulation material, forming a pair of opposite flanges projecting outwardly so as to define ledge surfaces around the periphery of the rigid thermal insulation material that are oriented generally parallel to the first the surface of the rigid heat-insulating material, but deepened relative to it so that each surface of the ledge is mutually connected to the first surface by means of a transition surface oriented transversely to the corresponding surface of the ledge and the first surface;

композитный цементный материал, сцепленный с первой поверхностью, поверхностями уступов и переходными поверхностями жесткого теплоизоляционного материала для создания первого сплошного отвержденного цементного слоя, пролегающего от одной из поверхностей уступов, через первую поверхность жесткого теплоизоляционного материала до другой из поверхностей уступов, при этом первый отвержденный цементный слой имеет толщину, измеренную от первой поверхности жесткого теплоизоляционного материала до внешней поверхности первого отвержденного цементного слоя, которая противоположна упомянутой первой поверхности и поверхностям уступов;a composite cement material bonded to the first surface, step surfaces, and transition surfaces of the rigid thermal insulation material to create a first continuous hardened cement layer extending from one of the shoulder surfaces, through the first surface of the rigid thermal insulation material to another of the shoulder surfaces, wherein the first hardened cement layer has a thickness measured from the first surface of the rigid thermal insulation material to the outer surface of the first cured cement layer, which is opposite to said first surface and the surfaces of the ledges;

композитный цементный материал, сцепленный со второй поверхностью теплоизоляционного материала для создания второго отвержденного цементного слоя толщиной, измеряемой от второй поверхности жесткого теплоизоляционного материала до внешней поверхности противоположного ему второго отвержденного цементного слоя; иa composite cement material bonded to the second surface of the thermal insulation material to create a second cured cement layer with a thickness measured from the second surface of the rigid thermal insulation material to an outer surface of the opposite second cured cement layer; and

первый и второй отвержденные цементные слои, имеющие такую толщину между их внешней поверхностью и соответствующей первой и второй поверхностями жесткого теплоизоляционного материала, чтобы удерживаться на соответствующей первой и второй поверхностях жесткого теплоизоляционного материала посредством действия сцепления с ним.first and second cured cementitious layers having such a thickness between their outer surface and the respective first and second surfaces of the rigid thermal insulation material to be held on the respective first and second surfaces of the rigid thermal insulation material by an adhesion action with it.

Предпочтительно толщина первого и второго отвержденных цементных слоев между их внешней поверхностью и соответствующей первой и второй поверхностями жесткого теплоизоляционного материала составляет от 0,25 дюймов до 1,5 дюймов.Preferably, the thickness of the first and second cured cementitious layers between their outer surface and the corresponding first and second surfaces of the rigid thermal insulation material is between 0.25 inches and 1.5 inches.

В одной конфигурации фланцы располагаются заподлицо со второй поверхностью жесткого теплоизоляционного материала, таким образом, чтобы площадь поверхности второй поверхности была больше площади поверхности первой поверхности, и отвержденный цементный внешний слой, который покрывает по существу всю вторую поверхность жесткого теплоизоляционного материала, отделен от отвержденного цементного внутреннего слоя толщиной жесткого теплоизоляционного материала на фланцах.In one configuration, the flanges are flush with the second surface of the rigid thermal insulation material such that the surface area of the second surface is greater than the surface area of the first surface, and the cured cementitious outer layer, which covers substantially the entire second surface of the rigid thermal insulation material, is separated from the cured cementitious inner layer. thick layer of rigid heat-insulating material on the flanges.

В одной конфигурации как (i) первые и вторые стороны, так и (ii) первые и вторые торцы жесткого теплоизоляционного материала соответственно формируют противоположные поверхности уступов, таким образом, чтобы первый отвержденный цементный слой утолщался по всей периферии листа жесткого теплоизоляционного материала.In one configuration, both (i) the first and second sides and (ii) the first and second ends of the rigid thermal insulation material respectively form opposite shoulder surfaces such that the first cured cement layer thickens around the entire periphery of the rigid thermal insulation material sheet.

В одной конфигурации, первый отвержденный цементный слой содержит сплошную заделанную арматурную основу, проходящую от одного из противоположных фланцев до другого.In one configuration, the first cured cement layer comprises a continuous, embedded rebar extending from one of the opposing flanges to the other.

В одной конфигурации, первый и второй отвержденные цементные слои не содержат взаимно соединяющих крепежных приспособлений, которые проходят от некоторого местоположения в одном из отвержденных цементных внутренних и внешних слоев через толщину жесткого теплоизоляционного материала к другому из отвержденных цементных внутренних и внешних слоев таким образом, чтобы взаимно соединять первый и второй отвержденные цементные слои.In one configuration, the first and second cured cementitious layers do not comprise interconnecting fasteners that extend from a location in one of the cured cementitious inner and outer layers through the thickness of the rigid thermal insulation material to the other of the cured cementitious inner and outer layers so as to mutually to connect the first and second cured cement layers.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Варианты осуществления настоящего изобретения далее описываются со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:Embodiments of the present invention are further described with reference to the accompanying drawings, in which:

На Фигуре 1 представлен вид в перспективе конфигурации готовой изолированной строительной панели в соответствии с настоящим изобретением, где часть панели представлена в разрезе для представления различных слоев панели;Figure 1 is a perspective view of a configuration of a finished insulated building panel in accordance with the present invention, where part of the panel is cut away to represent the various layers of the panel;

На Фигуре 2 представлен вид сверху конфигурации готовой изолированной строительной панели с Фигуры 1;Figure 2 is a plan view of the finished insulated building panel configuration of Figure 1;

На Фигуре 3 представлен разрез, выполненный вдоль линии 3-3 на Фигуре 1, где для ясности иллюстрации некоторые компоненты не показаны;Figure 3 is a sectional view taken along line 3-3 in Figure 1, with some components omitted for clarity of illustration;

На Фигуре 4 представлен увеличенный частичный вид, обозначенный как I на Фигуре 3;Figure 4 is an enlarged partial view, labeled I in Figure 3;

На Фигуре 5 представлен увеличенный частичный вид, обозначенный как II на Фигуре 3;Figure 5 is an enlarged partial view labeled II in Figure 3;

На Фигуре 6 представлен вид в перспективе другой конфигурации готовой изолированной строительной панели в соответствии с настоящим изобретением, на котором показан только ее жесткий изоляционный материал;Figure 6 is a perspective view of another configuration of a finished insulated building panel according to the present invention, showing only its rigid insulation material;

На Фигуре 7 представлен вид сверху конфигурации с Фигуры 6;Figure 7 is a top view of the configuration of Figure 6;

На Фигуре 8 представлен вид в перспективе дальнейшей конфигурации готовой изолированной строительной панели в соответствии с настоящим изобретением, где часть панели представлена в разрезе для представления различных слоев панели;Figure 8 is a perspective view of a further configuration of a finished insulated building panel according to the present invention, where a portion of the panel is cut away to represent the various layers of the panel;

На Фигуре 9 представлен горизонтальный разрез вдоль линии 9-9 на Фигуре 8.Figure 9 is a horizontal section along line 9-9 in Figure 8.

На чертежах аналогичные ссылочные позиции обозначают соответствующие части на различных фигурах.In the drawings, like reference numerals designate corresponding parts in the various figures.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕDETAILED DESCRIPTION

На прилагаемых фигурах проиллюстрирована готовая изолированная строительная панель, которая может использоваться со схожими панелями для формирования стены, крыши или пола здания.The accompanying figures illustrate a finished insulated building panel that can be used with similar panels to form the wall, roof or floor of a building.

Панель, обозначенная как 10, содержит лист жесткого теплоизоляционного материала 12 с закрытыми порами, такого как полистирол (EPS) (например, EPS типа 2), жесткую минеральную вату, которая также известная в отрасли как жесткий асбест, или жесткий полиуретан или полиинозинат. Лист изоляционного материала 12 по общей форме является прямоугольным и имеет противоположные левую и правую стороны 14, 15, и противоположные верхний и нижний торцы 17, 18, которые в совокупности ограничивают внутреннюю и внешнюю поверхности 19, 20 листа, которые являются плоскими и параллельными друг другу и обращены в противоположных направлениях. Левая и правая стороны 14, 15 и верхний и нижний торцы 17, 18 листа также в совокупности ограничивают периферию листа жесткого изоляционного материала 12. Следует понимать, что именование, например, сторон правой и левой и торцов верхним и нижним не носит ограничивающего характера и используется просто для удобства, так как панель 10 может быть сориентирована различными способами в зависимости от того, как она используется при сооружении здания.The panel, designated 10, contains a sheet of closed cell rigid thermal insulation material 12 such as polystyrene (EPS) (e.g. EPS type 2), rigid mineral wool, which is also known in the industry as rigid asbestos, or rigid polyurethane or polyinosinate. The sheet of insulating material 12 is rectangular in general shape and has opposite left and right sides 14, 15, and opposite top and bottom ends 17, 18, which together define the inner and outer surfaces 19, 20 of the sheet, which are flat and parallel to each other. and facing in opposite directions. The left and right sides 14, 15 and the top and bottom ends 17, 18 of the sheet also collectively define the periphery of the rigid insulating material sheet 12. merely for convenience, since the panel 10 can be oriented in different ways depending on how it is used in the construction of the building.

Внутренний структурный слой 23 панели для несения по меньшей мере части нагрузки, воздействующей на панель, содержит композитный цементный материал 24, который выдерживался, будучи расположенным в контакте с изоляционным материалом 12 таким образом, чтобы отвержденный цементный слой прикреплялся к листу изолирующего материала посредством действия сцепления с внутренней поверхностью 19 листа 12. отвержденный цементный внутренний слой 23 имеет такую толщину, измеренную от внутренней поверхности 19 листа до внешней или дальней поверхности 26 цементного слоя, чтобы вес количества материала, формирующего слой 23, мог поддерживаться прикрепленным к изолирующему материалу одним только действием сцепления.The inner structural layer 23 of the panel, for bearing at least part of the load acting on the panel, comprises a composite cement material 24 which has been held in contact with the insulating material 12 so that the cured cement layer is attached to the sheet of insulating material by an adhesive action with the inner surface 19 of the sheet 12. the cured cementitious inner layer 23 has such a thickness, measured from the inner surface 19 of the sheet to the outer or distal surface 26 of the cement layer, that the weight of the amount of material forming the layer 23 can be maintained attached to the insulating material by the act of adhesion alone.

Композитный цементный материал 24, формирующий отвержденный внутренний слой 23, является безусадочным, быстротвердеющим, высокогибким, самовыравнивающимся, армированным волокнами и не содержит щебня для обеспечения наилучших характеристик, в том числе в ходе процесса изготовления при отливке слоя и при использовании, в контексте прочности панели. Один пример такого материала содержит сульфоалюминат-кальциевый (CSA) цемент.The composite cementitious material 24 forming the cured inner layer 23 is non-shrink, fast setting, highly flexible, self-levelling, fiber-reinforced, and free of crushed stone to provide the best performance, including during the manufacturing process in casting the layer and in use, in the context of panel strength. One example of such a material contains calcium sulfoaluminate (CSA) cement.

Каждая пара латерально разнесенных левых и правых сторон 14, 15 и продольно разнесенных верхних и нижних торцов 17, 18 изоляционного материала 12 формирует пару противоположных выступающих наружу фланцев 28, 29 и 31, 32 с меньшим количеством изоляционного материала, которые имеют толщину, меньшую чем измеренная между внутренней и внешней поверхностями 19, 20. Фланцы 28, 29 и 31, 32 определяют поверхности 34 уступов по всей периферии изоляционного листа 12. Поверхности 34 уступов являются плоскими и сориентированными параллельно внутренней поверхности 19 листа 12, но они углублены относительно внутренней поверхности 19 таким образом, чтобы каждая из поверхностей уступа взаимно соединялась с плоской переходной поверхностью 36, которая сориентирована перпендикулярно поперечно к соответствующей поверхности 34 уступа и внутренней поверхности. Таким образом, переходные поверхности 36 сориентированы под прямым углом как к внутренней поверхности 19, так и к поверхностям 16 уступа. Фланцы формируются как вырезы краевых частей листа 12 на его внутренней поверхности 19, при этом вдоль краев внутренней поверхности 19 изначально полностью прямоугольного листа изоляционного материала удаляются прямоугольные блоки. Сторона соответствующего из фланцев 28, 29 и 31, 32, противоположная поверхности 34 уступа, является плоской и расположенной заподлицо с внешней поверхностью 20 листа 12 таким образом, что площадь поверхности внешней поверхности 20 больше внутренней поверхности 19.Each pair of laterally spaced left and right sides 14, 15 and longitudinally spaced top and bottom ends 17, 18 of insulating material 12 forms a pair of opposing outwardly protruding flanges 28, 29 and 31, 32 with less insulating material that have a thickness less than the measured between the inner and outer surfaces 19, 20. The flanges 28, 29 and 31, 32 define the ledge surfaces 34 around the entire periphery of the insulating sheet 12. The ledge surfaces 34 are flat and oriented parallel to the inner surface 19 of the sheet 12, but they are recessed relative to the inner surface 19 so such that each of the shoulder surfaces is mutually connected to a flat transition surface 36 which is oriented perpendicularly transversely to the respective shoulder surface 34 and the inner surface. Thus, the transition surfaces 36 are oriented at right angles to both the inner surface 19 and the shoulder surfaces 16. The flanges are formed as cut-outs of the edge parts of the sheet 12 on its inner surface 19, with rectangular blocks being removed along the edges of the inner surface 19 of the initially completely rectangular sheet of insulating material. The side of the corresponding of the flanges 28, 29 and 31, 32, opposite the shoulder surface 34, is flat and flush with the outer surface 20 of the sheet 12 so that the surface area of the outer surface 20 is greater than the inner surface 19.

Отвержденный цементный внутренний слой 23 не только полностью покрывает внутреннюю поверхность 19 изоляционного материала 12, но и обволакивает края 38, сформированные между внутренней поверхностью 19 листа и переходными поверхностями 36, и пролегает до поверхностей 34 уступа таким образом, чтобы сцепляться с поверхностями уступа, и сцепляется также с переходными поверхностями 36. Таким образом на каждой противоположной паре поверхностей 34 уступов формируется утолщенная краевая часть 40 отвержденного цементного слоя 23, имеющего толщину отвержденного композитного цементного материала, измеренную от поверхности 34 уступа до внешней поверхности 26 внутреннего слоя 23, превышающую толщину отвержденного цементного внутреннего слоя на внутренней поверхности 19 жесткого изоляционного материала, которая измеряется между внутренней поверхностью 19 и внешней поверхностью 26 внутреннего слоя, отвержденный цементный внутренний слой 23 является сплошным от одной поверхности 34 уступа соответствующей противоположной пары поверхностей уступов по всей внутренней поверхности 19 до другой поверхности 34 уступа такой пары, формируя единый цельный слой материала, который уплотнен по его краям и по всей периферии изоляционного листа таким образом, чтобы придавать жесткость слою отвержденного цементного материала как в латеральном направлении между противоположными сторонами 14, 15, так и в продольном направлении между противоположными торцами 17, 18, минимизируя при этом вес слоя за счет уменьшенной толщины на внутренней поверхности, которая формирует большую часть внутреннего слоя 23. Каждая утолщенная краевая часть 40 внутреннего слоя 23 содержит увеличенную толщину по всей ширине поверхности 34 уступа от ее свободного дальнего конца, противоположного прилегающей смежной переходной поверхности 36, до такой поверхности 36. Ширина краевой части 40, измеренная от переходной поверхности 36 до свободного конца фланца, по существу равна ширине слоя 23, измеренной между внутренней поверхностью 19 и внешней поверхностью 26 цементного слоя. При изготовлении панели внутренний слой 23 отливается как сплошной слой, а внешняя поверхность 26 внутреннего слоя является плоской по всей площади ее поверхности, которая покрывает внутреннюю поверхность 19 изоляции и каждую противоположную пару поверхностей 34 уступов.The cured cementitious inner layer 23 not only completely covers the inner surface 19 of the insulating material 12, but also wraps around the edges 38 formed between the inner surface 19 of the sheet and the transition surfaces 36 and extends to the shoulder surfaces 34 so as to engage with the shoulder surfaces and engages also with transitional surfaces 36. Thus, on each opposite pair of shoulder surfaces 34, a thickened edge portion 40 of the cured cement layer 23 is formed, having a thickness of the cured composite cement material, measured from the shoulder surface 34 to the outer surface 26 of the inner layer 23, exceeding the thickness of the cured cement inner layer on the inner surface 19 of the rigid insulating material, which is measured between the inner surface 19 and the outer surface 26 of the inner layer, the cured cementitious inner layer 23 is continuous from one shoulder surface 34 corresponding to the opposite pair of shoulder surfaces along the entire inner surface 19 to the other shoulder surface 34 of such a pair, forming a single integral layer of material that is compacted along its edges and along the entire periphery of the insulating sheet in such a way as to stiffen the layer of hardened cementitious material both in the lateral direction between opposite sides 14, 15, and longitudinally between opposite ends 17, 18, while minimizing the weight of the layer due to the reduced thickness on the inner surface that forms most of the inner layer 23. Each thickened edge portion 40 of the inner layer 23 contains an increased thickness across the entire width of the shoulder surface 34 from its free distal end opposite the adjacent adjacent transition surface 36 to that surface 36. The width of the edge portion 40, measured from the transition surface 36 to the free end of the flange, is substantially equal to the width of the layer 23 measured between the inner surface styu 19 and the outer surface 26 of the cement layer. In the manufacture of the panel, the inner layer 23 is cast as a continuous layer and the outer surface 26 of the inner layer is flat over its entire surface area which covers the inner insulation surface 19 and each opposite pair of shoulder surfaces 34.

Отвержденный цементный внутренний слой 23 также содержит сплошную арматурную основу 43 в форме гибкой сетки, например стекловолоконной сетки или углеволоконной сетки, которая заделывается в отвержденный цементный материал 24. Арматурная основа 43 проходит от одного фланца до противоположного фланца как в латеральном, так и в продольном направлении панели. Основа 43 заделывается в слой 23 просто посредством наложения основы 43 на внутреннюю поверхность 19 изоляционного листа 12 и свешивания оной поверх краев 38 таким образом, чтобы она свисала вниз к поверхностям уступов, и при заливке несхватившегося композитного цементного материала этот материал обтекает отверстия 45, сформированные в сеточной основе таким образом, что композитный цементный материал выдерживается с заделыванием основы 43 в промежуточном местоположении между изоляционным слоем и обнаженными внешними поверхностями внутреннего слоя 23. Вторичная арматурная основа 46, также в форме сетки, может быть расположена на уплотненных краевых частях 40 в дополнение к арматурной основе 43 проходящей по всей периферии части с уменьшенной шириной изоляционного слоя 12 и сориентированной перпендикулярно поверхностям 34 уступов, и в целом выступающей от поверхностей 34 уступов по направлению к внешней поверхности 26 отвержденного цементного внутреннего слоя 23. Таким образом, две арматурных основы 43, 46 накладываются друг на друга на утолщенных краевых частях.The cured cementitious inner layer 23 also comprises a continuous reinforcement matrix 43 in the form of a flexible mesh, such as fiberglass mesh or carbon fiber mesh, which is embedded in the cured cementitious material 24. The reinforcement matrix 43 extends from one flange to the opposite flange in both the lateral and longitudinal directions. panels. The base 43 is embedded in the layer 23 simply by laying the base 43 on the inner surface 19 of the insulating sheet 12 and hanging it over the edges 38 so that it hangs down to the surfaces of the steps, and when the unset composite cement material is poured, this material flows around the holes 45 formed in mesh backing such that the composite cement material is cured with the backing 43 embedded at an intermediate location between the insulating layer and the exposed outer surfaces of the inner layer 23. base 43 extending along the entire periphery of the part with a reduced width of the insulating layer 12 and oriented perpendicular to the surfaces 34 of the ledges, and generally protruding from the surfaces of the ledges 34 towards the outer surface 26 of the cured cement inner layer 23. Thus, two reinforcement urn bases 43, 46 are superimposed on each other on the thickened edge parts.

Изоляционный материал 12 определяет центральный желоб 47 во внутренней поверхности 19, который принимает по меньшей мере один арматурный стержень 48, пролегающий продольно желобу 47. Желоб 47, который пролегает продольно изоляционному листу и является открытым с каждого конца 17, 18, имеет пару противоположных боковых стенок 51, 52, которые прилегают к внутренней поверхности 19 и проходят от нее ко дну 54 желоба, которое является параллельным, но отдаленным и углубленным относительно внутренней поверхности 19. Дно 54 желоба расположено в одной плоскости с поверхностями 34 уступов, таким образом, чтобы глубина желоба 47 была равна расстоянию по направлению толщины изоляционного слоя, на которое поверхности 34 уступов углублены относительно внутренней поверхности 19. Ширина желоба 47 между противоположными боковыми стенками 51, 52 составляет около 1,5 дюймов. По меньшей мере один арматурный стержень 48 располагается в желобе 47 в отдаленном местоположении от дна 54 желоба и боковых стенок 51, 52 и поддерживается там в ходе изготовления посредством множества традиционных опорных люлек, размещенных в желобе таким образом, что несхватившийся цементный материал течет внутрь желоба и вокруг соответствующего арматурного стержня самотеком. Таким образом, в выдержанном цементном внутреннем слое формируется тавровая балка в традиционном понимании в данной области техники.The insulating material 12 defines a central groove 47 in the inner surface 19 which receives at least one rebar 48 running longitudinally to the groove 47. The groove 47 which runs longitudinally to the insulation sheet and is open at each end 17, 18 has a pair of opposing side walls. 51, 52 which are adjacent to and extend from the inner surface 19 to a trough bottom 54 that is parallel but distant and recessed relative to the inner surface 19. The trough bottom 54 is coplanar with the bench surfaces 34 so that the depth of the 47 was equal to the distance in the thickness direction of the insulating layer that the shoulder surfaces 34 are recessed relative to the inner surface 19. The width of the trough 47 between opposite side walls 51, 52 is about 1.5 inches. At least one rebar 48 is located in the trough 47 at a remote location from the bottom 54 of the trough and the side walls 51, 52, and is supported there during manufacture by a plurality of conventional support cradles placed in the trough such that unset cement material flows into the trough and around the corresponding rebar by gravity. Thus, a tee beam as conventionally understood in the art is formed in the cured cement core.

Жесткий изоляционный материал 12 определяет в своей внешней поверхности 20 множество продолговатых пазов 56, каждый из которых имеет дно 57, углубленное относительно внешней поверхности 20 изоляционного листа 12, и противоположные боковые стенки 59, 60, которые пролегают от дна 57 к внешней поверхности 20 таким образом, чтобы прилегать к краям 62. Дно 57 пазов отдалено от поверхностей 34 уступов таким образом, чтобы оставить изоляционный материал между ними по направлению толщины изоляционного листа 12.The rigid insulating material 12 defines in its outer surface 20 a plurality of elongated grooves 56 each having a bottom 57 recessed relative to the outer surface 20 of the insulating sheet 12 and opposite side walls 59, 60 which extend from the bottom 57 to the outer surface 20 in this way to abut the edges 62. The bottoms 57 of the grooves are spaced from the ledge surfaces 34 so as to leave insulating material between them in the thickness direction of the insulating sheet 12.

Таким образом, глубина каждого из пазов 56 от внешней поверхности 20 изоляционного материала 12 до дна 57 обычно меньше половины толщины изоляционного материала, измеренной между внутренней и внешней поверхностями 19, 20, так как этого достаточно для целей, для которых применяются каналы 44, как описано в настоящем документе. Например, пазы 56 могут иметь толщину 0,75 дюймов и ширину 0,5 дюймов от стороны до стороны 31. Это также оставляет достаточное количество изоляционного материала 12 между дном 57 пазов и внутренней поверхностью 19 изоляционного листа 12 для обеспечения достаточно схожих теплоизоляционных свойств, как если бы такие каналы отсутствовали, как в проиллюстрированной конфигурации, в которой глубина составляет 18,75% от толщины, составляющей 4 дюйма, изоляционного материала между внутренней и внешней поверхностями 19, 20. Кроме того, даже несмотря на уменьшенную толщину изоляционного материала между внешней поверхностью 20 и поверхностями 34 уступов, которые расположены в одной плоскости с дном 54 желоба 47, ширина утолщенных краевых частей 40 и желоба 47 незначительна по сравнению с общей шириной панели 10, при этом конечный изолирующий эффект по-прежнему относительно высок и далее улучшается за счет отсутствия тепловых мостов, как вскоре станет более понятно.Thus, the depth of each of the grooves 56 from the outer surface 20 of the insulating material 12 to the bottom 57 is usually less than half the thickness of the insulating material measured between the inner and outer surfaces 19, 20, as this is sufficient for the purposes for which the channels 44 are used, as described in this document. For example, the grooves 56 may be 0.75 inches thick and 0.5 inches wide from side to side 31. This also leaves enough insulating material 12 between the bottom 57 of the grooves and the inner surface 19 of the insulation sheet 12 to provide sufficiently similar thermal insulation properties as if such channels were not present, as in the illustrated configuration, in which the depth is 18.75% of the 4-inch thickness of the insulating material between the inner and outer surfaces 19, 20. Furthermore, even though the reduced thickness of the insulating material between the outer surface 20 and ledge surfaces 34 which are coplanar with the bottom 54 of the trough 47, the width of the thickened edge portions 40 and the trough 47 is negligible compared to the overall width of the panel 10, while the final insulating effect is still relatively high and is further improved by the absence of thermal bridges, as will soon become clearer.

Пазы 56 в изоляционном материале 12 имеют конфигурацию с пересекающимся расположением, таким образом, чтобы по меньшей мере один из пазов 56А проходил через другой паз 56 В, расположенный поперек него, и так как пересекающееся расположение в проиллюстрированной конфигурации содержит квадратную сетку, каждый паз пересекает множество других пазов, при этом первый набор пазов включает в себя паз 56А, проходящий от одной стороны 14 изоляционного материала к противоположной стороне 15 в латеральном или перпендикулярно поперечном направлении, а второй набор пазов включает в себя паз 56 В, проходящий от одного торца 17 изоляционного материала к противоположному торцу 18 в продольном направлении по панели. Пазы из первого набора параллельны друг другу, а пазы из второго набора параллельны друг другу и перпендикулярно поперечны первому набору пазов.The slots 56 in the insulating material 12 are configured in an intersecting arrangement such that at least one of the slots 56A passes through another slot 56B located across it, and since the intersecting arrangement in the illustrated configuration comprises a square grid, each slot intersects a plurality of other slots, wherein the first set of slots includes a slot 56A extending from one side 14 of the insulating material to the opposite side 15 in a lateral or perpendicular transverse direction, and the second set of slots includes a slot 56B extending from one end 17 of the insulating material to the opposite end 18 in the longitudinal direction along the panel. The slots from the first set are parallel to each other, and the slots from the second set are parallel to each other and perpendicularly transverse to the first set of slots.

Далее, каждый из пазов 56 проходит от некоторого местоположения на внешней поверхности 20 изоляционного материала 12 внутри его периферии к периферии изоляционного материала таким образом, что паз сообщается с наружной частью панели 10. Каждый паз из проиллюстрированного варианта осуществления проходит от периферии с одной стороны или торца изоляционного материала до периферии изоляционного материала на противоположной стороне или поверхности таким образом, что паз является открытым с наружной части панели 10 с обоих концов паза.Further, each of the slots 56 extends from a location on the outer surface 20 of the insulating material 12 within its periphery to the periphery of the insulating material such that the slot communicates with the outside of the panel 10. Each slot of the illustrated embodiment extends from the periphery at one side or end. of the insulating material to the periphery of the insulating material on the opposite side or surface such that the groove is open from the outside of the panel 10 at both ends of the groove.

Пазы 56 покрываются внешним слоем 65 отвержденного композитного цементного материала 66, сцепленного с внешней поверхностью 20 жесткого изоляционного материала 12 и покрывающего всю внешнюю поверхность 20, но отделенного от отвержденного цементного внутреннего слоя 23 толщиной жесткого изоляционного материала 12 на фланцах 28, 29, 31 и 32. Таким образом, формируется множество трубчатых каналов 68, которые являются закрытыми напротив дна 57 пазов, определяя замкнутые по окружности пути для потока жидкости от некоторых местоположений внутри периферии панели к наружной части панели. Композитный цементный материал 66 относится к тому же типу, который формирует внутренний структурный слой 23, а отвержденный цементный внешний слой 65 имеет такую толщину, измеренную от внешней поверхности 20 изоляционного материала до внешней или дальней поверхности 70 цементного слоя, чтобы вес количества материала, формирующего слой 65, мог поддерживаться прикрепленным к изолирующему материалу одним только действием сцепления.The slots 56 are covered with an outer layer 65 of a hardened cementitious composite material 66 bonded to the outer surface 20 of a rigid insulating material 12 and covering the entire outer surface 20, but separated from the hardened cementitious inner layer 23 by a thickness of a rigid insulating material 12 at flanges 28, 29, 31 and 32 Thus, a plurality of tubular channels 68 are formed that are closed against the bottom 57 of the slots, defining circumferentially closed paths for fluid flow from some locations within the periphery of the panel to the outside of the panel. The composite cement material 66 is of the same type that forms the inner structural layer 23, and the cured cement outer layer 65 is of such a thickness, measured from the outer surface 20 of the insulating material to the outer or distal surface 70 of the cement layer, that the weight of the amount of material forming the layer 65 could be kept attached to the insulating material by the engagement action alone.

Толщина каждого из отвержденных цементных слоев 23, 65 по существу равна 0,5 дюйма, но может в целом находиться в первом диапазоне толщины от 0,25 дюймов до 1,5 дюймов или во втором диапазоне толщины от 0,3 дюймов до 1 дюйма.The thickness of each of the set cement layers 23, 65 is substantially 0.5 inches, but may generally be in a first thickness range of 0.25 inches to 1.5 inches, or in a second thickness range of 0.3 inches to 1 inch.

Так как два цементных слоя прикреплены к изоляционному материалу 12 посредством одного только действия сцепления, панель 10 не содержит крепежных приспособлений или анкеров, напрямую крепящих каждый из слоев к изоляционному материалу, как, например, посредством металлических крепежных приспособлений, проходящих от композитного цементного материала через всю толщину изоляционного материала таким образом, чтобы крепиться посредством анкерного крепления к внутреннему структурному слою. В результате изоляционный материал 12 не прерывается никакими такими неизолирующими теплопроводными объектами, создающими мостовое соединение между отвержденным цементным внешним слоем 65 и внутренним структурным слоем 23, проходя изнутри или по меньшей мере прикасаясь к выдержанному цементному слою на его сцепленной поверхности, которая контактирует с внешней поверхностью 20 изоляционного материала, к некоторому местоположению, в котором этот создающий мостовое соединение неизолирующий объект касается внутреннего структурного слоя 23.Since the two cementitious layers are attached to the insulating material 12 by a single engagement action, the panel 10 does not include fasteners or anchors directly attaching each of the layers to the insulating material, such as through metal fasteners extending from the composite cementitious material throughout the thickness of the insulating material so as to be anchored to the inner structural layer. As a result, the insulating material 12 is not interrupted by any such non-insulating thermally conductive objects bridging between the cured cement outer layer 65 and the inner structural layer 23, extending from within or at least touching the cured cement layer at its bonded surface which contacts the outer surface 20. insulating material, to a location where this bridging non-insulating object touches the inner structural layer 23.

Желательно выполнять строительные панели типа, описываемого в настоящем документе, относительно легковесными, как понимается в данной области техники, таким образом, чтобы панелями можно было манипулировать на строительной площадке и посредством соответствующего маневрирования доставлять в желаемое положение. Посредством использования относительно тонкого слоя композитного цементного материала толщина изоляционного материала 12 между его внутренней и внешней поверхностями 19, 20 может увеличиваться по сравнению с используемой в традиционных конфигурациях, улучшая изоляционные характеристики, иными словами меру теплосопротивления, панели 10 по настоящему изобретению при сохранении подходящего веса панели. Таким образом, изоляционный материал 12 может быть в несколько раз толще отвержденного цементного слоя, например, в 3-30 раз превышать толщину композитного цементного материала, формирующего внутренний или внешний слой между поверхностью изоляционного листа 12 и внешней поверхностью такого цементного слоя. В проиллюстрированном варианте осуществления толщина изоляционного материала между внутренней и внешней поверхностью 19, 20 по существу равна 4 дюймам и, таким образом, в 8 раз толще отвержденного цементного слоя, толщина которого составляет 0,5 дюйма. Однако, в целом, в панели 10 толщина изоляционного материала может быть приблизительно в 3-10, 4-8 или 5-30 раз толще отвержденных цементных слоев 23, 65.It is desirable to make building panels of the type described herein relatively lightweight, as understood in the art, so that the panels can be manipulated on the construction site and brought into the desired position by appropriate maneuvering. By using a relatively thin layer of composite cement material, the thickness of the insulating material 12 between its inner and outer surfaces 19, 20 can be increased over that used in conventional configurations, improving the insulating performance, in other words a measure of thermal resistance, of the panel 10 of the present invention while maintaining a suitable panel weight. . Thus, the insulating material 12 may be several times thicker than the cured cement layer, for example, 3 to 30 times the thickness of the composite cement material forming the inner or outer layer between the surface of the insulating sheet 12 and the outer surface of such a cement layer. In the illustrated embodiment, the thickness of the insulating material between the inner and outer surfaces 19, 20 is substantially 4 inches and thus 8 times thicker than the cured cement layer, which is 0.5 inches thick. However, in general, in panel 10, the thickness of the insulation material may be approximately 3-10, 4-8, or 5-30 times thicker than the cured cementitious layers 23, 65.

Композитный цементный материал 66 внешнего слоя 65 не только сцепляется с внешней поверхностью 20 изоляционного материала 12, но также обволакивает края 62, где внешняя поверхность смыкается с боковыми стенками 59, 60 пазов, иными словами, внешними краями пазов 56 таким образом, чтобы входить в пазы 56 и сцепляться с частью боковых стенок 59, 60, дальних относительно дна 57 паза. Это обеспечивает более прочное прикрепление к изоляционному материалу 12 по сравнению со сцеплением только на плоской внешней поверхности 20 изоляционного материала. Кроме того, на Фигуре 1, где изоляционный материал 12 и внутренний слой 23 показаны в разрезе, показано множество пересекающихся гребней 72, определенных на внутренней сцепленной поверхности 73 отвержденного цементного внешнего слоя 65, которые соответствуют пазам 56, которые просто не показаны на Фигуре 1 полностью.The composite cement material 66 of the outer layer 65 not only adheres to the outer surface 20 of the insulating material 12, but also wraps around the edges 62 where the outer surface meets the side walls 59, 60 of the grooves, in other words, the outer edges of the grooves 56 so as to fit into the grooves. 56 and engage with a part of the side walls 59, 60 distal to the bottom 57 of the groove. This provides a stronger attachment to the insulating material 12 compared to adhesion only on the flat outer surface 20 of the insulating material. In addition, Figure 1, where the insulating material 12 and the inner layer 23 is shown in section, shows a lot of intersecting ridges 72, defined on the inner bonded surface 73 of the cured cement outer layer 65, which correspond to the grooves 56, which are simply not shown in Figure 1 in full. .

Таким образом, каждый канал 68 в совокупности определяется композитным цементным материалом, пролегающим от одной боковой стенки 59 паза до другой 60 таким образом, чтобы предоставлять выдержанную цементную поверхность 72А, которая не сцеплена, дном 57 паза и частью 75 каждой из сторон паза, проходящей от дна 57 до некоторого местоположения, отдаленного по направлению внутрь от внешней поверхности 20 изоляционного материала. Обычно цементный материал входит в пазы приблизительно на одну треть глубины пазов 56, оставляя около двух третей глубины пазов пустыми. Таким образом, в целом каждой из каналов в совокупности определяется (i) пазом 30 во внешней поверхности 20 изоляционного материала с дном 57, углубленным относительно внешней поверхности 20, и (ii) композитным цементным материалом 66, пролегающим через паз 56 в некотором местоположении, отдаленном от дна 57 паза, таким образом, чтобы быть закрытым по окружности, но открытым с концов канала, которые расположены на периферии изоляционного материала 12 для жидкостного сообщения с наружной частью панели. Сформированные в результате каналы 68 имеют прямоугольное поперечное сечение.Thus, each channel 68 is collectively defined by a composite cement material extending from one slot sidewall 59 to the other 60 so as to provide a weathered cement surface 72A that is not bonded, a slot bottom 57, and a portion 75 of each side of the slot extending from bottom 57 to some location remote inwardly from the outer surface 20 of the insulating material. Typically, the cement material enters the slots about one third of the depth of the slots 56, leaving about two thirds of the slot depth empty. Thus, in general, each of the channels is collectively defined by (i) a groove 30 in the outer surface 20 of the insulating material with a bottom 57 recessed from the outer surface 20, and (ii) a composite cementitious material 66 extending through the groove 56 at some location distant from the bottom 57 of the groove, so as to be circumferentially closed but open at the ends of the channel, which are located on the periphery of the insulating material 12 for fluid communication with the outside of the panel. The resulting channels 68 have a rectangular cross section.

Каналы 68 обеспечивают панель возможностями уравнивания давления и дренирования влаги, в частности когда отвержденный цементный слой строительной панели 10 определяет наружную поверхность стены здания, при этом панель может выравнивать давление в соответствии с атмосферным давлением, которое повышается при сильном ветре и может нагонять влажный воздух через трещины или отверстия, например, поры в бетоне, в отвержденный цементный внешний слой 65. В таких условиях, любая появляющаяся в результате влага, проходящая через отвержденный цементный слой, спускается самотеком через каналы к нижней части панели и выходит наружу.Channels 68 provide the panel with pressure equalization and moisture drainage capabilities, particularly when the cured cement layer of the building panel 10 defines the exterior surface of a building wall, whereby the panel can equalize pressure to atmospheric pressure, which increases with high winds and can force moist air through cracks. or openings, such as pores in concrete, into the cured cement outer layer 65. Under such conditions, any resulting moisture passing through the cured cement layer flows by gravity through channels to the bottom of the panel and exits.

Отвержденный цементный внешний слой 65 также включает в себя арматурную основу 77 в форме сетки, по существу охватывающей площадь поверхности внешней поверхности 20 изоляционного листа 12.The cured cementitious outer layer 65 also includes a reinforcing matrix 77 in the form of a mesh substantially covering the surface area of the outer surface 20 of the insulating sheet 12.

Способ формирования панели 10 содержит шаг определения местоположения изоляционного материала 12 с пазами 56 посредством опускания внешней поверхности 20 изоляционного материала, обращенного вниз, в массу несхватившегося композитного цементного материала, удерживаемого посредством формы на горизонтальном литейном стенде. По мере опускания изоляционного материала 12 в несхватившийся композитный цементный материал, между изоляционным материалом 12 и несхватившимся композитным цементным материалом в некотором местоположении (местоположениях), отдаленном от периферии изоляционного листа, может захватываться воздух, формируя воздушный карман. Однако обеспечивается возможность выхода этого захваченного воздуха вдоль пазов 56 к наружной части панели. Далее, сеть ходов для жидкости, определенных сеткой пазов 56, предоставляет спускной путь в непосредственной близости практически к любому местоположению на внешней поверхности 20 изоляционного материала, с тем чтобы захваченный воздух мог быть легко спущен наружу панели без приложения значительного (внешнего) давления, воздействующего по направлению вниз на панель для принудительного вывода воздуха. Таким образом, композитный цементный материал можно сцеплять по всей площади поверхности внешней поверхности 20 изоляционного материала.The method of forming the panel 10 comprises the step of locating the insulating material 12 with slots 56 by lowering the outer surface 20 of the insulating material facing downwards into a mass of unset composite cement material held by a mold on a horizontal casting stand. As the insulating material 12 is lowered into the unset composite cement material, air may be entrapped between the insulating material 12 and the unset composite cement material at some location(s) away from the periphery of the insulating sheet, forming an air pocket. However, this entrapped air is allowed to escape along the slots 56 to the outside of the panel. Further, the network of fluid passages defined by the grid of slots 56 provides a bleed path in close proximity to virtually any location on the outer surface 20 of the insulating material so that entrapped air can be easily vented to the outside of the panel without the application of significant (external) pressure acting on the downwards on the panel to force air out. Thus, the composite cementitious material can be bonded over the entire surface area of the outer surface 20 of the insulating material.

После этого и после отверждения композитного цементного материала на внешней поверхности изоляционного материала, литейную форму располагают на противоположной внутренней поверхности 19 изоляционного материала 12, которая обращена вверх, и на нее отливается слой композитного цементного материала. При этой отливке второго цементного слоя на обращенную вверх поверхность несхватившийся композитный цементный материал сначала заливают в желоб 47 и на поверхности 34 уступов и выдерживают, чтобы он сцепился с изоляционным материалом 12. С учетом того, что данные области содержат отвержденный цементный материал, находящийся на одном уровне с внутренней поверхностью 19 изоляционного материала, несхватившийся цементный материал одинаковой толщины наливают по всей площади поверхности внутренней поверхности 19, накрывая ранее отвержденные части поверхностей 34 уступов и желоба 47, таким образом облицовывая панели на внутренней поверхности изоляционного материала.Thereafter, and after the composite cement material has hardened on the outer surface of the insulating material, the mold is placed on the opposite inner surface 19 of the insulating material 12, which faces upward, and a layer of composite cement material is cast onto it. In this casting of the second layer of cement on the upward facing surface, the unset composite cement material is first poured into the trough 47 and on the shoulder surface 34 and allowed to adhere to the insulating material 12. Given that these areas contain the set cement material on one level with the inner surface 19 of the insulating material, an unset cementitious material of equal thickness is poured over the entire surface area of the inner surface 19, covering the previously cured portions of the surfaces 34 of the ledges and the gutter 47, thus lining the panels on the inner surface of the insulating material.

После отверждения композитного цементного материала 66 для сцепления с внешней поверхностью 20 изоляционного материала панель 10 удаляется с литейного стенда посредством подъема панели. Внешнюю поверхность 70 отвержденного цементного внешнего слоя впоследствии могут обрабатывать, например, посредством нанесения краски, акриловой штукатурки, пробковой штукатурки, мозаичной керамической плитки, обшивки и каменной и кирпичной облицовки для орнаментной отделки композитного цементного материала и герметизации имеющихся в нем отверстий. Например, если желательной орнаментной отделкой является акриловая штукатура, на внешнюю поверхность 70 отвержденного цементного слоя наносится подходящая грунтовка под акриловую штукатурку с последующим нанесением акриловой штукатурки.After the composite cement material 66 has cured to adhere to the outer surface 20 of the insulating material, the panel 10 is removed from the casting stand by lifting the panel. The outer surface 70 of the cured cement outer layer may subsequently be treated, for example, by applying paint, acrylic plaster, cork plaster, mosaic tiles, cladding, and stone and brick cladding to decorate and seal holes in the composite cement material. For example, if acrylic stucco is the desired ornamental finish, a suitable acrylic stucco primer is applied to the outer surface 70 of the cured cement layer, followed by acrylic stucco application.

Таким образом, предоставляется готовая изолированная строительная несущая панель, которая изготовляется на заводе таким образом, что дальнейшая сборка для формирования соответствующей панели на стройплощадке не требуется, которая является невозгораемой, имеет наружную отделку и может включать в себя окна, устанавливаемые на заводе, которые вставляются в отверстие 67, формируемое в панели.Thus, a finished insulated building support panel is provided which is factory fabricated such that no further assembly is required to form a matching panel on site, which is non-combustible, has an exterior finish, and may include factory-installed windows that are inserted into hole 67 formed in the panel.

На Фигурах 6 и 7 показано сеточное расположение пазов, при котором пазы проходят линейно в направлении от одной стороны 14 или 15 к ее торцу 17 или 18 таким образом, чтобы располагаться наклонно относительно продольного направления панели (от одного торца 17 к противоположному торцу 18). Например, паз 56Е, указанный на Фигуре 6, проходит между стороной 15 и торцом 17 под наклонным углом к продольному направлению, и паз 56F проходит между стороной 15 и торцом 18 под наклонным углом к продольному направлению. Таким образом, в проиллюстрированной конфигурации каждый паз 56 смыкается с соответствующей стороной или торцом изоляционного материала 20 под наклонным углом в 45 градусов. Следовательно, в частности в случаях, когда в ходе использования панель сориентирована вертикально, как проиллюстрировано на Фигурах 6 и 7, в такой конфигурации пересекающихся пазов отсутствует горизонтальная длина каналов, где может собираться или застаиваться влага, что позволяет самотеком доставлять воду к наружной части соответствующей панели по всей длине каждого паза, независимо от того, какая сторона или торец панели расположен наверху при вертикальном положении панели.Figures 6 and 7 show a grid arrangement of grooves, in which the grooves extend linearly in the direction from one side 14 or 15 to its end 17 or 18 so as to be oblique relative to the longitudinal direction of the panel (from one end 17 to the opposite end 18). For example, the slot 56E shown in Figure 6 extends between side 15 and end 17 at an oblique angle to the longitudinal direction, and the slot 56F extends between side 15 and end 18 at an oblique angle to the longitudinal direction. Thus, in the illustrated configuration, each slot 56 abuts a respective side or end of the insulating material 20 at a 45 degree oblique angle. Therefore, particularly in cases where the panel is vertically oriented during use, as illustrated in Figures 6 and 7, in such a pattern of intersecting slots there is no horizontal length of channels where moisture can collect or stagnate, allowing water to be gravity fed to the exterior of the respective panel. along the entire length of each slot, regardless of which side or end of the panel is at the top when the panel is vertical.

Следует понимать, что в некоторых конфигурациях, в частности в которых панели будут использоваться при формировании стены, пазы и каналы могут достигать только торцов панели и заделываться в некоторых местоположениях, отдаленных от сторон таким образом, чтобы сетка или пересекающееся расположение каналов переносило воду вниз самотеком и создавало сплошные, не прерываемые стороны для улучшенного уплотнения на швах между горизонтально прилегающими панелями.It should be understood that in some configurations, particularly in which the panels will be used to form the wall, the slots and channels may only extend to the ends of the panel and be terminated at some locations away from the sides such that the mesh or intersecting arrangement of channels carries water downward by gravity and created continuous, uninterrupted sides for improved sealing at seams between horizontally adjacent panels.

Следует понимать, что на Фигурах 6 и 7 также показано отверстие 79, сформированное в центре панели 10, подходящее для размещения проходящего через панель элемента, например окна или двери.It should be understood that Figures 6 and 7 also show an opening 79 formed in the center of the panel 10, suitable for receiving a member extending through the panel, such as a window or door.

Панель 10, таким образом, содержит жесткий изоляционный материал 20, который располагается между отвержденными композитными цементными слоями 23 и 65, каждый из которых прикрепляется на поверхности 19, 20 изоляционного материала посредством действия сцепления с ним, и, следовательно, содержит композитный цементный материал толщиной, допускающей оное.The panel 10 thus comprises a rigid insulating material 20 which is sandwiched between the cured composite cement layers 23 and 65, each of which is bonded to the surfaces 19, 20 of the insulating material by its bonding action, and therefore comprises a composite cement material with a thickness allowing it.

Конфигурация панели, описываемая в настоящем документе, предоставляет секционную панель, которая содержит как сборный бетон, так и SIP. Посредством применения композитного цементного материала, такого как бетон сверхвысокого качества, панель может формировать несущие стены, полы, крыши и балконы. С учетом толщины отвержденных цементных слоев эти слои могут «отливаться в жидком виде» и, таким образом, поддерживаться прикрепленными к жесткому изоляционному материалу посредством действия сцепления композитного цементного материала без клеящего материала между отвержденными цементным слоем и изоляционным материалом.The panel configuration described in this document provides a sectional panel that contains both precast concrete and SIP. Through the use of a composite cement material such as ultra-high quality concrete, the panel can form load-bearing walls, floors, roofs and balconies. Given the thickness of the set cement layers, these layers can be "fluid cast" and thus maintained attached to the rigid insulating material by the bonding action of the composite cement material without adhesive between the set cement layer and the insulating material.

В отличие от сборных бетонных сэндвич-панелей из предшествующего уровня техники, конфигурации панелей, описываемые в настоящем документе, которые для удобства можно называть SIP из сборного архитектурного бетона (РАС - англ.: Precast Architectural Concrete), могут не содержать механических стяжек для прикрепления отвержденного цементного слоя к остальным частям панели, включающим в себя жесткий изоляционный материал и компонент панели, так как для этого достаточного одного только действия сцепления.Unlike prior art precast concrete sandwich panels, the panel configurations described herein, which for convenience may be referred to as Precast Architectural Concrete (PAC) SIPs, may not contain mechanical ties for attaching the cured of the cement layer to the remaining parts of the panel, including the rigid insulating material and the panel component, since the bonding action alone is sufficient for this.

Высокие характеристики сжатия и изгибания композитного цементного материала, такого как бетон сверхвысокого качества, обеспечивают возможность установки панелей друг на друга в качестве несущих в многоэтажных зданиях. Кроме того, в связи со своей легкостью, панели могут быть намного крупнее всех предшествующих панелей.The high compressive and flexural characteristics of a composite cementitious material, such as ultra-high quality concrete, allow panels to be stacked as load-bearing in multi-story buildings. In addition, due to their lightness, the panels can be much larger than all previous panels.

Воздушные каналы для уравнивания давления за наружным бетонным слоем позволяют отводить влагу, нагоняемую ветром.Pressure equalization air channels behind the outer concrete layer allow wind-blown moisture to escape.

Включение тавровых балок и листов арматурной основы в отвержденные цементные слои 23, 65 панели обеспечивает дополнительную прочность и увеличивает нагрузку, которую способна нести панель. Конструкции предпочтительно включаются, когда панель предназначена для использования следующим образом:The inclusion of the T-beams and backing sheets in the cured cement layers 23, 65 of the panel provides additional strength and increases the load that the panel is capable of carrying. Designs are preferably included when the panel is intended to be used as follows:

i. Вертикально, как в случае с наружными фундаментными стенами, когда грунт создает экстремальное давление, больше чем стены над землей.i. Vertically, as in the case of external foundation walls, when the ground creates an extreme pressure, more than the walls above the ground.

ii. Вертикальные стены над землей, несущие больше 2 этажей. Чем выше здание, тем больше давление на нижние этажи.ii. Vertical walls above ground, carrying more than 2 floors. The higher the building, the greater the pressure on the lower floors.

iii. Вертикальные панели, используемые в качестве очень высоких стен - более 15 футов.iii. Vertical panels used as very high walls - over 15 feet.

iv. Вертикальные панели, используемые в качестве наружных стен в зонах с экстремальной ветровой нагрузкой.iv. Vertical panels used as exterior walls in areas with extreme wind load.

v. Внутренние несущие смежные стены.v. Internal load-bearing adjacent walls.

vi. Стены шахты лифта.vi. The walls of the elevator shaft.

vii. Горизонтальные панели пола или крыши, несущие повышенную нагрузку промышленных величин или повышенную нагрузку на крышу, создаваемую снегом.vii. Horizontal floor or roof panels carrying increased industrial load or increased roof load from snow.

viii. Горизонтальные панели, используемые в гаражах.viii. Horizontal panels used in garages.

ix. Балконы большой протяженности, включая нагрузку от снега.ix. Large balconies including snow load.

Утолщенные краевые части 40 внутреннего структурного слоя 23 создают подходящие поверхности для соединения смежных панелей с формированием шва между ними. Утолщенные краевые панели 40 также служат для защиты швов в случае пожара.The thickened edge portions 40 of the inner structural layer 23 provide suitable surfaces for joining adjacent panels to form a seam therebetween. The thickened edge panels 40 also serve to protect the seams in the event of a fire.

Каналы 68 могут использоваться для других целей, помимо дренажа влаги, которая проникает во внешний слой 65. Например, в каналах 68 может располагаться электропроводка, проходы для трубопроводов, таких как канализационные трубы и водопроводы, трубы лучистого отопления, расположенные под полом, водопроводы и датчики пожарных спринклеров.Channels 68 may be used for purposes other than drainage of moisture that penetrates outer layer 65. For example, channels 68 may contain electrical wiring, conduit passages such as sewers and plumbing, underfloor radiant heating pipes, plumbing, and sensors. fire sprinklers.

Швы между смежными панелями могут формироваться следующим образом:Seams between adjacent panels can be formed as follows:

a) По периферии панели в выдержанном цементном материале прорезаются пазы краев вертикальных швов шириной 1/8 дюйма и 1/4 дюйма;a) 1/8" and 1/4" wide vertical joint edges are cut into the cured cement material around the periphery of the panel;

b) При установке смежные панели разносятся приблизительно на 3/8 дюйма;b) When installed, adjacent panels are spaced approximately 3/8" apart;

c) Перед установкой второй панели на жесткую изоляцию наносится двусторонняя уплотнительная лента из пеноматериала. При размещении второй панели в смежном местоположении ее прижимают к уплотнительной ленте из пеноматериала. Это делает панель водо- и воздухонепроницаемой;c) Double-sided foam sealing tape is applied to the rigid insulation prior to installing the second panel. When placing the second panel in an adjacent location, it is pressed against the foam sealing tape. This makes the panel waterproof and airtight;

d) С передней стороны панели полосу предварительного прошедшего отделку листового металла опускают с верхней части панели в пазы, которые были прорезаны в бетонной обшивке обеих панелей. Это обеспечивает визуальную цельность и практическую герметизацию от солнца и огня для защиты пенного уплотнения сразу за металлической полосой;d) From the front of the panel, a strip of pre-finished sheet metal is lowered from the top of the panel into grooves that have been cut into the concrete skin of both panels. This provides visual integrity and practical sealing against sun and fire to protect the foam seal just behind the metal strip;

e) Для создания пенного уплотнения внутри шва панели в шов впрыскивается распыляемая пена;e) Spray foam is injected into the joint to create a foam seal inside the panel seam;

f) В шов вдавливается стержень из пеноматериала для сокрытия впрыскиваемой пены и обеспечения однородной глубины для отделки;f) A foam rod is pressed into the seam to conceal the injected foam and provide a uniform depth for finishing;

g) Для завершения уплотнения внутрь содержащего зазоры шва замазывается или вдавливается полиуретан.g) To complete the seal, polyurethane is smeared or pressed into the joint containing the gaps.

На Фигурах 8 и 9 показан вариант ранее описанной панели 10, который обозначен как панель 10', в которой внутренний структурный слой содержит прямоугольную металлическую основную раму 82 вместо отвержденного слоя композитного цементного материала.Figures 8 and 9 show a variant of the previously described panel 10, which is designated as panel 10', in which the inner structural layer contains a rectangular metal base frame 82 instead of a cured layer of composite cementitious material.

Прямоугольная металлическая основная рама 82, сформированная из множества продолговатых металлических элементов 83, включающих в себя элементы 83А, 83В сторон на противоположных сторонах рамы и элементы 83С, 83D торцов на противоположных торцах рамы, формирующие периферию рамы. Эти периферийные элементы рамы являются трубчатыми. Промежуточные металлические элементы 83Е расположены через равные интервалы между сторонами рамы, проходя между элементами 83С, 83D торцов в параллельной ориентации относительно элементов 83А, 83В сторон. Эти внутренние элементы рамы, расположенные внутри периферии рамы, могут иметь С-образную форму поперечного сечения с тремя сторонами и выступающими внутрь фланцевыми частями на противоположных концах четвертой стороны для уменьшения массы рамы. Обычно для формирования рамы, обеспечивающей достаточную прочность для отверждения нагрузок, используются стальные элементы. Рама, таким образом, определяет внутренние и внешние плоские поверхности 87 и 88 вдоль узких поверхностей 89А элементов сторон, промежуточных элементов и элементов торцов рамы, определяющей толщину каждого такого элемента. При использовании при формировании стены рама 82, таким образом, формирует самый внутренний слой готовой панели таким образом, чтобы на одной из поверхностей 87 мог быть установлен лист гипса (гипсокартона) G для создания декоративной наружной поверхности. Металлические элементы рамы могут скрепляться посредством сплавления, то есть сварки, для повышения долговечности и прочности по сравнению со скреплением посредством винтовых крепежных приспособлений.A rectangular metal main frame 82 formed from a plurality of elongated metal members 83 including side members 83A, 83B on opposite sides of the frame and end members 83C, 83D on opposite ends of the frame, forming the periphery of the frame. These peripheral frame members are tubular. The intermediate metal members 83E are spaced at regular intervals between the sides of the frame, extending between the end members 83C, 83D in a parallel orientation with respect to the side members 83A, 83B. These internal frame members located inside the periphery of the frame may have a C-shaped cross section with three sides and inwardly protruding flange portions at opposite ends of the fourth side to reduce the mass of the frame. Typically, steel elements are used to form a frame that provides sufficient strength to cure the loads. The frame thus defines inner and outer planar surfaces 87 and 88 along the narrow surfaces 89A of the side members, intermediate members, and end members of the frame defining the thickness of each such member. When used in forming a wall, the frame 82 thus forms the innermost layer of the finished panel so that a sheet of gypsum (gypsum board) G can be placed on one of the surfaces 87 to create a decorative outer surface. The metal elements of the frame can be fastened by fusion, that is, by welding, to improve durability and strength compared to fastening with screw fasteners.

Жесткий изоляционный материал 12 подсоединяется к металлической раме 82 встык своей внутренней поверхностью 19 с внешней поверхностью 88 рамы.Rigid insulating material 12 is connected to the metal frame 82 butt its inner surface 19 with the outer surface 88 of the frame.

Панель 10' сооружается посредством сборки рамы 82 и прикрепления слоя жесткого изоляционного материала 12 к собранной раме. Жесткий изоляционный материал фиксируется на поверхности 88 рамы посредством винтовых крепежных приспособлений 89, проходящих через толщину изоляционного материала и крепящихся к элементам 13 рамы, с зонтиковыми шайбами 90, расходящимися от головок крепежных элементов 89 для укрепления удержания изоляционного материала на поверхности посредством крепежных элементов до отверждения полиуретанового клея 91, нанесенного на узкие поверхности 89А элементов 83 поверхности, для сцепления внутренней поверхности изоляционного материала с рамой 82. Как шайбы 90, так и головки крепежных приспособлений 89, углублены относительно внешней поверхности 20 жесткого изоляционного материала, с тем чтобы при отливке внешнего цементного слоя они не контактировали с несхватившимся цементным материалом, с тем чтобы предотвратить образование теплового моста в панели.The panel 10' is constructed by assembling the frame 82 and attaching a layer of rigid insulating material 12 to the assembled frame. The rigid insulating material is fixed to the frame surface 88 by means of screw fasteners 89 extending through the thickness of the insulating material and attached to the frame members 13, with umbrella washers 90 radiating from the fastener heads 89 to strengthen the retention of the insulating material on the surface by the fasteners until the polyurethane cures. adhesive 91 applied to the narrow surfaces 89A of the surface members 83 to adhere the inner surface of the insulating material to the frame 82. Both washers 90 and fastener heads 89 are recessed relative to the outer surface 20 of the rigid insulating material so that when the outer cement layer is cast, they did not come into contact with the unset cement material in order to prevent the formation of a thermal bridge in the panel.

Затем частично сформированную панель, включающую в себя раму 82 и изоляционный материал 12, опускают с внешней поверхностью 20 изоляционного материала обращенной вниз в массу несхватившегося композитного цементного материала для формирования внешнего слоя 65 панели.The partially formed panel, including the frame 82 and the insulation material 12, is then lowered with the outer surface 20 of the insulation material facing down into the body of unset composite cementitious material to form the outer layer 65 of the panel.

Объем формулы изобретения не ограничивается предпочтительными вариантами осуществления, изложенными в примерах, но должен интерпретироваться самым широким образом в соответствии с описанием в целом.The scope of the claims is not limited to the preferred embodiments set forth in the examples, but is to be interpreted in the broadest possible manner in accordance with the description as a whole.

Claims

1. A finished insulated building panel, comprising: a sheet of rigid thermal insulation material having opposite first and second sides and opposite first and second ends, collectively limiting the first surface and the second surface of the sheet, facing in opposite directions and collectively defining the periphery of the sheet of rigid insulating material ;

an inner structural layer connected to the first surface of the rigid thermal insulation material to carry a load acting on the panel;

a rigid heat-insulating material defining on its second surface a plurality of grooves, the bottom of each of which is recessed relative to the second surface of the rigid heat-insulating material;

each of the slots extending from a location on the second surface of the rigid thermal insulation material to the periphery of the sheet so as to be open at the end of the corresponding slot that ends at the periphery of the sheet;

a composite cementitious material bonded to the second surface of the rigid thermal insulation material to provide the cured cementitious outer layer with a thickness measured from the second surface of the rigid thermal insulation material to the outer surface of the outer layer, such that the cured cementitious layer is supported on the second surface of the rigid thermal insulation material by an adhesion action with rigid insulating material;

a composite cement material covering the slots so as to define circumferentially closed channels that are closed against the bottom of the slots to define fluid flow paths from some locations within the periphery of the panel to the outside of the panel; and

composite cement material enveloping the outer edges of the grooves formed between the second surface of the rigid thermal insulation material and the side walls of the grooves that extend from the second surface to the corresponding bottom, so that the composite cement material enters the grooves in such a way that each of the channels is collectively defined composite cement material extending from one of the side walls of the corresponding slot to the other, the bottom of the slot and part of each of the side walls of the slot.

2. The finished insulated building panel according to claim 1, characterized in that the slots are configured in an intersecting arrangement such that at least one of the slots passes through the other slot.

3. The finished insulated building panel according to claim. 1 or 2, characterized in that the grooves form a grid, while the grooves from the first set of grooves run parallel to each other in the direction from one side or end of the insulating material to the other side or end, and the grooves from the second set of slots run parallel to each other and transverse to the first set in the direction from one side or end of the insulating material to the other side or end.

4. Finished insulated building panel according to any one of paragraphs. 1-3, characterized in that the depth of each of the grooves, measured from the second surface of the insulating material to the bottom of the corresponding groove, is less than half the thickness of the insulating material, measured from the first surface to the second surface.

5. Finished insulated building panel according to any one of paragraphs. 1-4, characterized in that the inner structural layer contains a composite cement material adhered to the first surface of the rigid thermal insulation material to create a hardened cementitious inner layer with a thickness measured from the first surface of the rigid thermal insulation material to the outer surface of the inner layer, so that the cured cement the layer was supported on the first surface of the rigid thermal insulation material by an engagement action with the rigid thermal insulation material.

6. Finished insulated building panel according to any one of paragraphs. 1-5, characterized in that the inner structural layer and the hardened cement outer layer are separated from each other by a thickness of a rigid heat-insulating material.

7. Finished insulated building panel according to any one of paragraphs. 1-6, characterized in that the surface of the second surface of the rigid heat-insulating material is flat.

8. Finished insulated building panel according to any one of paragraphs. 1-7, characterized in that the surface of the first surface of the rigid heat-insulating material is flat.

9. Finished insulated building panel according to any one of paragraphs. 1-8, characterized in that the thickness of the rigid heat-insulating material, measured from the first surface to the second surface, is approximately 3-10 times the thickness of the cured cement outer layer.

10. Finished insulated building panel according to claim 5, containing:

at least one of (i) first and second sides, or (ii) first and second ends of the rigid thermal insulation material, forming a pair of opposite flanges protruding outward so as to define ledge surfaces around the periphery of the rigid thermal insulation material that are oriented generally parallel to the first the surface of the rigid heat-insulating material, but deepened relative to it so that each surface of the ledge is mutually connected to the first surface by means of a transition surface oriented transversely to the corresponding surface of the ledge and the first surface;

a cured cementitious inner layer enveloping the edges formed between the first surface of the rigid thermal insulation material and the transition surfaces and extending to the shoulder surfaces;

a cured cement layer bonded to the bench surfaces;

a cured cement layer, continuous and extending from one of the bench surfaces, through the first surface of the rigid thermal insulation material to the other of the bench surfaces;

the thickness of the hardened cement inner layer from the surfaces of the ledges to the outer surface of the inner layer, exceeding the thickness of the hardened cement inner layer on the first surface of the rigid heat-insulating material.

11. The finished insulated building panel of claim. 10, characterized in that the thickness of each cured cement inner layer on the first surface of the rigid thermal insulation material and the cured cement outer layer on the second surface of the rigid thermal insulation material is from 0.25 inches (0.64 cm) up to 1.5 inches (3.8 cm).

12. The finished insulated building panel according to claim 10 or 11, characterized in that the flanges are flush with the second surface of the rigid thermal insulation material, so that the surface area of the second surface is greater than the surface area of the first surface, and a cured cementitious outer layer that covers substantially the entire second surface of the rigid thermal insulation material is separated from the cured cementitious inner layer by the thickness of the rigid thermal insulation material at the flanges.

13. Finished insulated building panel according to any one of paragraphs. 10-12, characterized in that both (i) the first and second sides and (ii) the first and second ends of the rigid thermal insulation material, respectively, form opposite surfaces of the ledges, so that the cured cement inner layer thickens along the entire periphery of the rigid thermal insulation sheet. material.

14. Finished insulated building panel according to any one of paragraphs. 10-13, characterized in that the cured cementitious inner layer contains a continuous embedded reinforcement base extending from one of the opposite flanges to the other.

15. Finished insulated building panel, containing:

a sheet of rigid thermal insulation material having opposite first and second sides and opposite first and second ends collectively defining a first surface and a second surface of the sheet that face in opposite directions and collectively defining a periphery of the rigid thermal insulation material sheet;

a composite cement material bonded to the first surface, step surfaces, and transition surfaces of the rigid thermal insulation material to create a first continuous hardened cement layer extending from one of the shoulder surfaces, through the first surface of the rigid thermal insulation material to another of the shoulder surfaces, wherein the first hardened cement layer has a thickness measured from the first surface of the rigid thermal insulation material to the outer surface of the first cured cement layer, which is opposite to said first surface and the surfaces of the ledges;

a composite cement material bonded to the second surface of the thermal insulation material to form a second set cement layer with a thickness measured from the second surface of the rigid thermal insulation material to an outer surface of the opposite second hardened cement layer; and

first and second cured cementitious layers having such a thickness between their outer surface and the respective first and second surfaces of the rigid thermal insulation material to be held on the respective first and second surfaces of the rigid thermal insulation material by an adhesion action with it.

16. The finished insulated building panel according to claim 15, characterized in that the thickness of the first and second cured cement layers between their outer surface and the corresponding first and second surfaces of the rigid thermal insulation material is from 0.25 inches to 1.5 inches.

17. The finished insulated building panel according to claim 15 or 16, characterized in that the flanges are flush with the second surface of the rigid thermal insulation material, while the surface area of the second surface is greater than the surface area of the first surface, and a cured cementitious outer layer that covers essentially the entire the second surface of the rigid thermal insulation material is separated from the cured cement inner layer by the thickness of the rigid thermal insulation material on the flanges.

18. Finished insulated building panel according to any one of paragraphs. 15-17, characterized in that both (i) the first and second sides, and (ii) the first and second ends of the rigid heat-insulating material, respectively, form opposite surfaces of the ledges, while the first hardened cement layer thickens along the entire periphery of the rigid heat-insulating material sheet.

19. Finished insulated building panel according to any one of paragraphs. 1-18, characterized in that the first cured cement layer contains a continuous embedded reinforcement base extending from one of the opposite flanges to the other.

20. Finished insulated building panel according to any one of paragraphs. 15-19, characterized in that the first and second cured cement layers do not contain mutually connecting fasteners that extend from a location in one of the cured cement inner and outer layers through the thickness of the rigid thermal insulation material to another of the cured cement inner and outer layers such so as to interconnect the first and second cured cementitious layers.