<Desc/Clms Page number 1>
Modulair bouwsysteem op basis van kunststofelementen en vlakglas of vlakglas-elementen.
De uitvinding heeft betrekking op een bouwsysteem voor translucide (d. w.z. transparante, doorschijnende en/of doorzichtige) wanden, voor zowel binnen als buitentoepassingen.
Voor het verwezenlijken van translucide wanden worden thans meestal glasbouwstenen gebruikt. Een dergelijk systeem vertoont een aantal inherente nadelen, te weten : - hoog gewicht (een glasbouwsteen van 30/30/10 cm weegt
7 kg - dwz. 75 à 80 kg/m2) - beperkte mogelijkheden van maten, kleuren, motieven,...
- moeilijke verwerkbaarheid (o.a. waterdichtheid, stalen verstevigingen) - koude thermische brug - beperkte warmte-isolatie - bij montage tot gebogen wanden is een constante voegbreedte onmogelijk ; moet de montage tot een prefab-wand gebeuren op een mal Ook bestaat er een systeem met glazen bouwelementen met U- vormige doorsnede en met aluminium randprofielen. Bij dit systeem, bekend onder de benaming "REGLIT", worden de U- vormige glazen bouwstenen telkens om en om geplaatst om een holle wandstructuur met glazen oppervlakken te verwezenlijken.
Een dergelijke systeem vertoont ongeveer dezelfde nadelen als traditionele glasbouwstenen , behalve dat de plaatsing ervan minder kritisch en minder arbeidsintensief is.
Deze uitvinding heeft nu tot doel een nieuw bouwsysteem aan
<Desc/Clms Page number 2>
te bieden voor het verwezenlijken van translucide wanden dat de hierboven aangehaalde nadelen van de bekende systemen vermijdt en dat bovendien zeer flexibel en eenvoudig uitvoerbaar is.
Volgens de uitvinding wordt hiertoe een modulair bouwsysteem verschaft voor het verwezenlijken van overwegend translucide wanden op basis van translucide kunststof bouwelementen en glazen bouwelementen, waarbij gebruik gemaakt wordt van kunststof bouwelementen voor het verwezenlijken van een draagstructuur waartegen vlakglas- elementen worden aangebracht, eventueel in afwisseling met vlakke decoratie-elementen al dan niet van glas.
Voor de kunststof elementen wordt eender welke translucide (d. w.z. transparante, doorschijnende en/of doorzichtige) en thermisch niet of weinig geleidende kunststof gebruikt.
Bij voorkeur wordt polycarbonaat gebruikt.
Voor de vlakke elementen worden overwegend translucide plaatglas elementen gebruikt, mogelijk in afwisseling met decoratieve vlakke panelen van eender welk ander materiaal, zoals hout, keramiek, metaal, kunststof, enz.
Volgens een verder uitverkoren kenmerk van de uitvinding wordt in het modulair bouwsysteem voor het verwezenlijken van de kunststof draagstructuur gebruik gemaakt van een beperkt aantal standaard kunststof bouwelementen.
Volgens een verkozen uitvoeringsvorm van het systeem, wordt als standaard kunststof bouwelement bij voorkeur gebruik gemaakt van één of meer standaard, in lengte te versnijden kunststofprofielen.
Zo kan bijvoorbeeld gebruik gemaakt worden van standaard
<Desc/Clms Page number 3>
kunststofprofielen met bij voorkeur een breedte tussen 5 en 20 cm en een dikte tussen 5 en 30 mm.
Zeer geschikt kunnen dergelijke kunststofprofielen met name een standaard breedte van nagenoeg 90 mm en een standaard dikte van nagenoeg 10 mm hebben.
Volgens een bijzonder geschikt alternatief van deze uitvoeringsvorm van de uitvinding kan voor het standaard kunststof bouwelement ook gebruik gemaakt worden van een stel (bijvoorbeeld 2) in lengte te versnijden en adequaat te assembleren standaard kunstofprofielen, waardoor de gebuiks-flexibiliteit van het systeem ten aanzien van maten nog vergroot wordt. De maten van die standaard profielen worden daarbij zodanig gekozen dat een daaruit geassembleerd "bouwelement"bij voorkeur een afstand tussen de (glazen) afdek-elementen tussen 5 en 20 cm bewerkstelligt, en een steun vormt voor die afdek-elementen met een "dikte" tussen 5 en 30 mm.
Volgens een andere verkozen uitvoeringsvorm van het systeem wordt als standaard kunststof bouwelement gebruik gemaakt van één of meer standaard gespuitgiete vierkante of rechthoekige kunststofkokers met een standaard wanddikte tussen 5 en 10 mm en met standaard koker-ribben tussen 5 en 20 cm.
De vierkante kunststofkokers vertonen zeer geschikt een standaard wanddikte van nagenoeg 6 mm en standaard koker- ribben van nagenoeg 9 cm.
Volgens nog een verder uitverkoren kenmerk van de uitvinding vertonen de randen van de kunststofprofielen of van de kunststofkokers een centraal uitstekende tong en twee daarmee evenwijdige hol afgeronde groeven.
Volgens de uitvinding worden de vlakglas-elementen en
<Desc/Clms Page number 4>
eventuele decoratie-elementen voorts bij voorkeur tegen de kunststof draagstructuur gekleefd, liefst met behulp van een translucide verlijmingsmateriaal, zoals met name een siliconenlijm.
In deze uitvoeringsvorm van het modulair bouwsysteem volgens de uitvinding vormen de uitstekende tong en de daarmee evenwijdige hol afgeronde groeven aan de randen van kunststofprofielen die de draagstructuur vormen, aan de buitenzijden van die draagstructuur een aantal onderscheiden kaders waarin de vlakglas-elementen en eventuele decoratie-elementen gekleefd worden met behulp van in de afgeronde groeven aangebrachte translucide lijm.
Bij voorkeur kunnen bovendien de voegen tussen de vlakglas- elementen en eventuele decoratie-elementen met translucide elastomeer-materiaal afgedicht worden.
Zoals reeds vermeld zijn volgens de uitvinding de standaard kunststof bouwelementen bij voorkeur van polycarbonaat vervaardigd.
Met name in dat geval wordt de kunststof draagstructuur van standaard bouwelementen zeer geschikt verwezenlijkt door de bouwelementen aan elkaar te lijmen, te lassen of te rivetteren, of dergelijke.
De kenmerken en bijzonderheden van de uitvinding, en het gebruik ervan worden hierna nader uiteengezet onder verwijzing naar de bijgesloten tekeningen die een aantal uitverkoren uitvoeringsvormen van de uitvinding weergeven.
Het zij opgemerkt dat de specifieke aspecten van die uitvoeringsvormen enkel worden beschreven als voorkeursvoorbeelden van hetgeen bedoeld wordt in het kader van bovenstaande algemene beschrijving van de uitvinding, en geenszins als een beperking geïnterpreteerd moeten
<Desc/Clms Page number 5>
worden van de draagwijdte van de uitvinding als zodanig en als uitgedrukt in de hiernavolgende conclusies.
In deze tekeningen zijn : Figuur 1 : een zicht in perspectief van een standaard kunststofprofiel voor het verwezenlijken van een draagstructuur volgens een eerste uitvoeringsvorm van het modulair bouwsysteem volgens de uitvinding; Figuur 2 : een zicht in perspectief van een samenstel van standaard kunststofprofielen volgens een alternatief van die eerste uitvoeringsvorm van het modulair bouwsysteem volgens de uitvinding;
Figuur 3 : een doorsnede van een gedeelte van een draagstructuur verwezenlijkt met standaard kunststofprofielen volgens figuur 2 (en figuur 1) ; Figuur 4 : een detail-doorsnede van een afgewerkte translucide wand met een draagstructuur volgens figuur 3; Figuur 5 : een schematische weergave, in doorsnede, van een variant van de uitvoeringsvorm van het systeem volgens figuren 1-4 als een gebogen wandconstructie; Figuur 6 : een illustratie van een standaard kunststofkoker voor het verwezenlijken van een draagstructuur volgens een tweede uitvoeringsvorm van het modulair bouwsysteem volgens de uitvinding; De kunststof bouwelementen volgens de uitvinding worden verwerkt tot een prefab-systeem van modulaire elementen.
Elke module wordt opgebouwd uit :
<Desc/Clms Page number 6>
- een kunststof-structuur - voor en achter wordt een bewerkte glasplaat gemonteerd.
Deze heeft bij voorkeur een dikte groter of gelijk aan
4 mm - afwerkingsmateriaal De kunststof-module is bij voorkeur gemaakt uit polycarbonaat (PC), dat UV-gestabiliseerd is en verkregen wordt, hetzij door een spuitgietproces, hetzij door montage van geëxtrudeerde en daarna verwerkte profielen.
Voordelen van polycarbonaat zijn o.a. : - extreem hoge slagvastheid in een zeer ruim temperatuurgebied : hierdoor kan de bekomen glaswand tevens als balustrade of borstwering en als "inbraakvrij" worden omschreven - hoog temperatuurbereik - mogelijkheid tot inkleuren (van kristalhelder tot zwart) - PC is nagenoeg onbrandbaar - de blauwe vlam is rookvrij en niet giftig - kunststof, dus laag gewicht in vergelijking met glas (ongeveer 1200 kg/m3 in plaats van 2500 kg/m3) De specifieke moeilijkheden bij het gebruik van PC (o.a. verlijmbaarheid met andere materialen, zoals glas, en gevoeligheid voor stress-cracking) worden in het systeem volgens de uitvinding overwonnen.
Het gevaar voor stress-cracking is inderdaad beperkt, gezien het beperkte verlijmingsoppervlakte met glas aan de buitenomtrekken, en de onderlinge verlijming PC-PC.
Figuren 1 - 5 illustreren een uitvoeringsvorm van het modulair bouwsysteem volgens de uitvinding waarbij vertrokken wordt van geëxtrudeerde profielen die tot een prefab-wand of paneel worden verwerkt.
<Desc/Clms Page number 7>
In eerste instantie wordt de hechting van de "blokken" onderling beschreven.
Dit gebeurt in 2 fasen : a) mechanische opbouw van een draagstructuur b) afdichting van de voegen tussen de blokken In tweede instantie wordt de montage van de prefab-wand in een muuropening beschreven.
Essentieel daarbij is dat deze prefab-wand een niet dragend muurelement is.
Door bijvoorbeeld gebruik te maken van geëxtrudeerde geprofileerde platen met een dikte van 10 mm, en een standaardbreedte van 90 mm (conform de traditionele glasbouwsteen) zoals beschreven in figuur 1, of van twee te versnijden en samen te voegen geëxtrudeerde profielen A (met verschillende profielbreedten, dikten en/of vormen, met name een breedte van bijv. 10 mm) en B (met verschillende standaardbreedten, met name een breedte van bijv. 90 mm), zoals beschreven in figuren 2 en 3, worden volgende voordelen bekomen :
- gewichtsreductie tot 60% t. o.v. de traditionele glasbouwsteen - zeer goede thermische onderbreking - zeer hoge transparantie, indien gewenst - lage K-waarde (3 W/m2K bij gebruik van 2 gewone glasplaten) In het voorbeeld volgens figuur 1 is het basisbouwelement voor de onderlinge verbinding van de modules en de mechanische opbouw van een draagstructuur één geëxtrudeerd profiel : - Dit profiel wordt toegepast als verticale ligger en als horizontale ligger.
De verticale liggers worden aan weerszijden voorzien van
<Desc/Clms Page number 8>
een dwarse ingefreesde gleuf van 10 mm breed en 3 mm diep, zodat de horizontale liggers hierin kunnen gepast en verlijmd worden, met speciaal daarvoor geschikte lijm (PC-PC verlijming).
Speciale aandacht zal besteed worden aan de afronding van de hoekjes (vermijden van kerfspanningen) .
De afstand tussen de onderlinge gleuven enerzijds, en de lengte van de horizontale liggers anderzijds, bepalen elke module.
De horizontale liggers worden bekomen door het afzagen op lengte van standaardprofiel.
In het voorbeeld volgens figuur 2 zijn de basisbouwelementen voor de onderlinge verbinding van de modules en de mechanische opbouw van een draagstructuur twee profielen A en B, geëxtrudeerd of bekomen door mechanische bewerking. Profiel A en A' zijn in princiepe identieke profielen. De profielen A bestaan uit een polycarconaat-profiel (3) met een uitstekende tong (4) en langsgroeven (5).
Zoals in figuur 4 geïllustreerd worden op de profielen A en A' vlakke (glas-) elementen verkleefd zodat op deze wijze twee "schaalhelften" (zijnde de binnenzijde en de buitenzijde van de muur) ontstaan. De twee schaalhelften worden door middel van structuur B met elkaar verbonden.
Deze verbinding gebeurt door middel van PC-PC verlijming, eventueel versterkt door een ultrasone las.
De structuur B zorgt voor de nodige stabiliteit van de wand onder belasting en wordt berekend conform de van kracht zijnde normen.
Bij de opbouw van de draagstruktuur wordt profiel A als vertikale ligger toegepast. Profiel A wordt aan weerszijden voorzien van dwarse ingefreesde gleuven met een breedte gelijk aan de breedte van profiel A en een diepte gelijk
<Desc/Clms Page number 9>
aan de aftand tot de tong (4) van het profiel A.
Speciale aandacht zal besteed worden aan de afronding van de hoekjes van de gleuven (vermijden van kerfspanningen).
De vertikale liggers (bestaande uit profielen A) worden met elkaar verbvonden door horizontale liggers, eveneens uit profielen A waarvan ze op maat gezaagd zijn. Door verlijming van de verticale profielen met de horizontale profielen wordt de structuur van één scaalhelft bekomen.
Op identieke wijze wordt een tweede schaalhelft A' gevormd uitgaande van identieke profielen A.
De twee schaalhelften woren verbonden door een structuur van geassembleerde geëxtrudeerde polycarbonaatplaten B.
De dikte en breedte van de platen B vloeit voort uit sterkteberekeningen voor de op te zetten constructie. Het assembleren van structuur B gebeurt door het aanbrengen van corresponderende insnijdingen in de horizontale en vertikale liggers B (waarbij de insnijdingen in de vertikale liggers - die het meest voor de stabiliteit zorgen - het minst diep zijn) en door het onderling verkleven daarvan, en met de strukturen A en A' (zie ook figuur 4).
De hierboven beschreven opbouw voorbeelden geven aanleiding tot : - een quasi onverwoestbare draagstructuur ("honinggraatstructuur"), met hoge slagvastheid en hoge torsieweerstand - een quasi onbeperkte moduleerbaarheid.
Zoals nader geïllustreerd in figuur 4 wordt het glas als plaat met een vlakke kant verlijmd op een groefsysteem.
- Deze groef is zo ontworpen dat : - er voldoende trekkracht ("hechting") tussen glasplaat
<Desc/Clms Page number 10>
en koker overblijft. (cf. Hoge windbelatingen).
- standaard voegbreedte 3 mm is - de glasdikte van ondergeschikt belang is - er een waterkering ontstaat.
Het oppervlak van de groef is ruw uitgevoerd voor een betere lijmhechting.
Op deze wijze kunnen ook afzonderlijke modules (zijnde alternatieve glasbouwstenen) geassembleerd worden.
Voor het verlijmen van het glas aan het polycarbonaat wordt een lijm met zowel een goede hechting als een grote elasticiteit gebruikt (i.v.m. het opvangen van stress- cracking). Met name siliconenlijmen zijn hiervoor zeer geschikt. Als verlijmingsmateriaal wordt bijvoorbeeld gekozen uit één van de volgende varianten : A) HE 1908 (Engineering Chemicals) B) Omnivisc (Omnitech - Hannover) C) Crystallelastomeer (Wacker-Chemie) Deze drie lijmen harden quasi glashelder uit, waarbij varianten A) en B) bovendien de kans op stress-cracking reduceren.
De modules kunnen tenslotte onderling voorzien zijn van enkele minuscule openingen, waardoor een evacuatiesysteem ontstaat voor eventuele overtollige waterdamp.
Deze openingen regelen tevens de druk in de module.
In figuur 3 is de lijm met referentienummer (1) aangeduid, de glasplaat met (2), het polycarbonaat-profiel met (3), de uitstekende tong aan de rand van het profiel met (4) en de groeven voor de lijm met (5).
Zoals ook in figuur 3 geïllustreerd worden de voegen tussen de glasplaten (2) afgedicht als voeg (6), bij voorkeur met behulp van elastomeer zoals bij voorbeeld siliconen van hoge kwaliteit.
<Desc/Clms Page number 11>
De voordelen hiervan zijn .
- vlotte verwerkbaarheid - uitstekende waterkerende eigenschappen - hoge elasticiteit - zeer lange levensduur - uitstekende hechtingseigenschappen, ook (en vooral) glas-glas - prijs - beschikbaarheid in zeer grote reeks kleuren.
Het afdichtings-elastomeer kan uit hetzelfde materiaal bestaan als de lijm voor het verlijmen van het glas en het polycarbonaat. Dit is evenwel niet noodzakelijk.
De groef (5) met de lijm (1) vormen samen met de voeg (6) een dubbel barrièresysteem tegen waterdoorslag (dubbele waterkering).
Zoals in figuur 4 geïllustreerd kunnen de kunststof bouwelementen en de vlakglas elementen van het modulair systeem volgens de uitvinding tot een prefab-paneel of prefab-wand geassembleerd worden geschikt voor zowel binnen- als buitentoepassingen.
Het prefab-element is niet dragend.
De wand zit vervat in een Alu-profiel-systeem, dat thermisch onderbroken is, en waarbij aan tenminste één zijde een gevezen slaglat aanwezig is.
De plaatsing van de prefab-wand komt neer op de plaatsing van een volume glas.
Speciale aandacht zal dan ook worden geschonken aan de ondersteuning en aan de afdichting.
Zoals in figuur 5 geïllustreerd kunnen de kunststof bouwelementen en de vlakglas elementen van het modulair systeem volgens de uitvinding ook tot gebogen wanden met constante voegbreedte geassembleerd worden. Het is zodoende
<Desc/Clms Page number 12>
mogelijk om een gebogen wand te ontwerpen en te produceren, waarbij een relatief grote vrijheid in keuze van de straal aanwezig is.
Essentieel is dat hiervoor geen mal dient gemaakt te worden, waardoor de "wand moet gebogen worden", en dat de voegen aan binnen- en buitenzijde van de wand eenzelfde en constante breedte hebben.
De gebogen wand wordt bekomen door het "trapeziumvormig" verzagen van het horizontale verbindingsprofiel.
Zo onstaat een buiging rond de verticale.
De glasplaten buiten en binnen hebben uiteraard een verschillende afmeting.
De in figuur 6 geïllustreerde uitvoeringsvorm van het systeem volgens de uitvinding berust op het gebruik van gespuitgiete kunststof blokken of kokers. Deze methode wordt toegepast waar assy's van kleine hoeveelheden (vb.
4 bouwstenen) moeten ingepast worden in muuropeningen.
Hierbij wordt de kunststofkoker bekomen door een spuitgietproces.
Nadeel hierbij is de vaste vorm per indrukholte van de matrijs.
Deze blok heeft een wanddikte van 6 mm, maar overige kenmerken (breedte van de module, groeven,...) zijn identiek aan deze bij de geëxtrudeerde profielen, zoals hierboven beschreven.
De mechanische verbinding van de blokken : is bijvoorbeeld gebaseerd op de techniek van de "klinknagelverbinding", wat een zeer rigid geheel oplevert, zonder dat de koker chemisch belast wordt. (geen risico op stress-cracking).
De verbinding komt tot stand door een reeks "puntlassen"
<Desc/Clms Page number 13>
op 16 plaatsen van een centrale blok. Het lassen gebeurt ULTRASOON.
Bij het vormen van de puntlas worden tevens de wanden geperforeerd, waardoor de hierboven vermelde minuscule openingen tussen de blokken onderling worden bekomen.
Het bekomen geheel kan dan met metalen haken, die op de buitenwand van de buitenste blokken gelast werden, ingepast worden in het metselwerk.
<Desc / Clms Page number 1>
Modular construction system based on plastic elements and flat glass or flat glass elements.
The invention relates to a building system for translucid (i.e., transparent, translucent and / or transparent) walls, for both indoor and outdoor applications.
For the realization of translucent walls, glass building blocks are usually used. Such a system has a number of inherent disadvantages, namely: - high weight (a glass component of 30/30/10 cm weighs
7 kg - ie 75 to 80 kg / m2) - limited options of sizes, colors, designs, ...
- difficult processability (including watertightness, steel reinforcements) - cold thermal bridge - limited heat insulation - a constant joint width is impossible when mounted to curved walls; must be assembled into a prefab wall on a mold. There is also a system with glass components with a U-shaped cross section and with aluminum edge profiles. In this system, known by the name "REGLIT", the U-shaped glass building blocks are placed alternately to realize a hollow wall structure with glass surfaces.
Such a system has about the same disadvantages as traditional glass building blocks, except that its placement is less critical and less labor-intensive.
The present invention has for its object to provide a new building system
<Desc / Clms Page number 2>
for realizing translucent walls that avoids the disadvantages of the known systems mentioned above and which is moreover very flexible and easy to implement.
According to the invention a modular building system is provided for this purpose for realizing predominantly translucent walls on the basis of translucent plastic building elements and glass building elements, wherein use is made of plastic building elements for realizing a bearing structure against which flat glass elements are arranged, possibly in alternation with flat decorative elements, whether or not of glass.
For the plastic elements any translucid (i.e. transparent, translucent and / or transparent) and thermally non-conductive or low-conductive plastic is used.
Polycarbonate is preferably used.
For the flat elements, mainly translucent plate glass elements are used, possibly in alternation with decorative flat panels of any other material, such as wood, ceramics, metal, plastic, etc.
According to a further selected feature of the invention, a limited number of standard plastic building elements is used in the modular building system to realize the plastic support structure.
According to a preferred embodiment of the system, one or more standard lengthwise plastic profiles is preferably used as the standard plastic building element.
For example, use can be made of standard
<Desc / Clms Page number 3>
plastic profiles with preferably a width between 5 and 20 cm and a thickness between 5 and 30 mm.
Such plastic profiles can very suitably have a standard width of approximately 90 mm and a standard thickness of approximately 10 mm.
According to a particularly suitable alternative of this embodiment of the invention, use can also be made for the standard plastic building element of a set (for example 2) to be lengthened and adequately assembled standard plastic profiles, whereby the use flexibility of the system with regard to sizes is increased. The dimensions of those standard profiles are thereby chosen such that a "building element" assembled therefrom preferably establishes a distance between the (glass) cover elements between 5 and 20 cm, and forms a support for those cover elements with a "thickness". between 5 and 30 mm.
According to another preferred embodiment of the system, one or more standard injection-molded square or rectangular plastic tubes with a standard wall thickness between 5 and 10 mm and with standard tube ribs between 5 and 20 cm are used as standard plastic building element.
The square plastic tubes very suitably have a standard wall thickness of almost 6 mm and standard tube ribs of almost 9 cm.
According to yet another preferred feature of the invention, the edges of the plastic profiles or of the plastic sleeves have a centrally protruding tongue and two hollowly rounded grooves parallel therewith.
According to the invention, the flat glass elements and
<Desc / Clms Page number 4>
optional decorative elements, furthermore, preferably adhered to the plastic support structure, preferably with the aid of a translucent bonding material, such as in particular a silicone adhesive.
In this embodiment of the modular building system according to the invention, the protruding tongue and the parallel hollow grooves rounded off at the edges of plastic profiles forming the bearing structure form on the outer sides of said bearing structure a number of distinct frames in which the flat glass elements and any decorative elements. elements are glued with the aid of translucent glue applied in the rounded grooves.
In addition, it is preferable for the joints between the flat glass elements and any decorative elements to be sealed with translucent elastomeric material.
As already mentioned, according to the invention the standard plastic building elements are preferably made of polycarbonate.
Particularly in that case, the plastic support structure of standard building elements is very suitably realized by gluing, welding or riveting the building elements to each other, or the like.
The features and details of the invention, and the use thereof, are explained in more detail below with reference to the accompanying drawings, which show a number of preferred embodiments of the invention.
It should be noted that the specific aspects of those embodiments are only described as preferred examples of what is meant in the context of the above general description of the invention, and should not be construed as limiting in any way
<Desc / Clms Page number 5>
of the scope of the invention as such and as expressed in the following claims.
In these drawings: Figure 1 is a perspective view of a standard plastic profile for realizing a bearing structure according to a first embodiment of the modular building system according to the invention; Figure 2: a perspective view of an assembly of standard plastic profiles according to an alternative of that first embodiment of the modular building system according to the invention;
Figure 3: a cross-section of a part of a bearing structure realized with standard plastic profiles according to figure 2 (and figure 1); Figure 4: a detail section of a finished translucent wall with a support structure according to Figure 3; Figure 5: a schematic representation, in section, of a variant of the embodiment of the system according to figures 1-4 as a curved wall construction; Figure 6: an illustration of a standard plastic tube for realizing a support structure according to a second embodiment of the modular building system according to the invention; The plastic building elements according to the invention are processed into a prefab system of modular elements.
Each module is composed of:
<Desc / Clms Page number 6>
- a plastic structure - a machined glass plate is mounted at the front and rear.
This preferably has a thickness greater than or equal to
4 mm - finishing material The plastic module is preferably made from polycarbonate (PC), which is UV-stabilized and is obtained, either by an injection molding process or by mounting extruded and subsequently processed profiles.
Advantages of polycarbonate include: - extremely high impact resistance in a very wide temperature range: as a result, the obtained glass wall can also be described as a balustrade or parapet and as "burglary-free" - high temperature range - possibility of coloring (from crystal clear to black) - PC is virtually non-flammable - the blue flame is non-smoking and non-toxic - plastic, so low weight compared to glass (around 1200 kg / m3 instead of 2500 kg / m3) The specific difficulties with the use of PC (including gluability with other materials, such as glass, and stress cracking sensitivity) are overcome in the system according to the invention.
The risk of stress cracking is indeed limited, in view of the limited bonding surface with glass on the outer circumferences, and the PC-PC bonding.
Figures 1 - 5 illustrate an embodiment of the modular building system according to the invention, starting from extruded profiles that are processed into a prefab wall or panel.
<Desc / Clms Page number 7>
The adhesion of the "blocks" is described in the first instance.
This is done in 2 phases: a) mechanical construction of a supporting structure b) sealing of the joints between the blocks In the second instance, the mounting of the prefab wall in a wall opening is described.
It is essential here that this prefab wall is a non-load-bearing wall element.
For example, by using extruded profiled sheets with a thickness of 10 mm and a standard width of 90 mm (in accordance with the traditional glass brick) as described in Figure 1, or by two extruded profiles A (with different profile widths) to be cut and joined , thicknesses and / or shapes, in particular a width of e.g. 10 mm) and B (with different standard widths, in particular a width of e.g. 90 mm), as described in figures 2 and 3, the following advantages are obtained:
- weight reduction up to 60% t. o.v. the traditional glass component - very good thermal interruption - very high transparency, if desired - low K value (3 W / m2K when using 2 ordinary glass plates) In the example according to figure 1, the basic component for the interconnection of the modules and the mechanical structure of a supporting structure one extruded profile: - This profile is used as a vertical beam and as a horizontal beam.
The vertical beams are provided with on both sides
<Desc / Clms Page number 8>
a transverse milled groove 10 mm wide and 3 mm deep, so that the horizontal beams can be fitted and glued in, with specially suitable glue (PC-PC glue).
Special attention will be paid to the completion of the corners (avoid stresses).
The distance between the mutual slots on the one hand, and the length of the horizontal beams on the other, determine each module.
The horizontal beams are obtained by sawing to length of standard profile.
In the example according to Figure 2, the basic components for the interconnection of the modules and the mechanical structure of a support structure are two profiles A and B, extruded or obtained by mechanical machining. Profile A and A 'are basically identical profiles. The profiles A consist of a polycarconate profile (3) with a protruding tongue (4) and longitudinal grooves (5).
As illustrated in Figure 4, flat (glass) elements are glued to profiles A and A 'so that two "shell halves" (being the inside and outside of the wall) are created in this way. The two shell halves are connected to each other by means of structure B.
This connection is made by means of PC-PC bonding, possibly reinforced by an ultrasonic weld.
The structure B ensures the necessary stability of the wall under load and is calculated in accordance with the standards in force.
For the structure of the support structure, profile A is used as a vertical beam. Profile A is provided on both sides with transversally milled slots with a width equal to the width of profile A and a depth equal
<Desc / Clms Page number 9>
at the tip to the tongue (4) of profile A.
Special attention will be paid to the rounding of the corners of the slots (avoiding notch stresses).
The vertical beams (consisting of profiles A) are joined together by horizontal beams, also from profiles A of which they are sawn to size. Gluing the vertical profiles with the horizontal profiles results in the structure of one half of the scales.
A second scale half A 'is formed in an identical manner on the basis of identical profiles A.
The two shell halves are joined by a structure of assembled extruded polycarbonate sheets B.
The thickness and width of the plates B results from strength calculations for the construction to be erected. The assembly of structure B is effected by making corresponding incisions in the horizontal and vertical beams B (the incisions in the vertical beams - which provide the most stability - being the least deep) and by sticking them together, and with the structures A and A '(see also figure 4).
The construction examples described above give rise to: - a virtually indestructible support structure ("honeycomb structure"), with high impact resistance and high torsional resistance - a virtually unlimited modularity.
As further illustrated in Figure 4, the glass is glued as a plate with a flat side on a groove system.
- This groove is designed in such a way that: - there is sufficient traction ("adhesion") between the glass plate
<Desc / Clms Page number 10>
and sleeve remains. (cf. High wind loads).
- standard joint width is 3 mm - the glass thickness is of secondary importance - a water barrier is created.
The surface of the groove is rough for better adhesive adhesion.
Individual modules (being alternative glass building blocks) can also be assembled in this way.
For gluing the glass to the polycarbonate, an adhesive with both good adhesion and high elasticity is used (in connection with the collection of stress cracking). Silicone adhesives in particular are very suitable for this. One of the following variants is chosen as the bonding material: A) HE 1908 (Engineering Chemicals) B) Omnivisc (Omnitech - Hanover) C) Crystalline elastomer (Wacker-Chemie) These three adhesives cure almost crystal clear, variants A) and B ) also reduce the risk of stress cracking.
Finally, the modules can be mutually provided with a few miniscule openings, creating an evacuation system for any excess water vapor.
These openings also regulate the pressure in the module.
In figure 3 the glue is indicated with reference number (1), the glass plate with (2), the polycarbonate profile with (3), the protruding tongue on the edge of the profile with (4) and the grooves for the glue with ( 5).
As also illustrated in Figure 3, the joints between the glass plates (2) are sealed as a joint (6), preferably with the aid of elastomer such as, for example, high-quality silicone.
<Desc / Clms Page number 11>
The benefits of this are.
- smooth workability - excellent water-retaining properties - high elasticity - very long service life - excellent adhesion properties, also (and especially) glass-glass - price - availability in very large range of colors.
The sealing elastomer can consist of the same material as the glue for gluing the glass and the polycarbonate. However, this is not necessary.
The groove (5) with the adhesive (1) together with the joint (6) form a double barrier system against water penetration (double water barrier).
As illustrated in Figure 4, the plastic building elements and the flat glass elements of the modular system according to the invention can be assembled into a prefab panel or prefab wall suitable for both indoor and outdoor applications.
The prefab element is not load-bearing.
The wall is contained in an Alu-profile system, which is thermally interrupted, and in which at least one side is a threaded striking lath.
The placement of the prefab wall amounts to the placement of a volume of glass.
Special attention will therefore be given to the support and the seal.
As illustrated in Figure 5, the plastic building elements and the flat glass elements of the modular system according to the invention can also be assembled into curved walls with a constant joint width. It is like this
<Desc / Clms Page number 12>
possible to design and produce a curved wall, whereby there is a relatively large freedom in the choice of radius.
It is essential that no mold has to be made for this, whereby the "wall must be bent", and that the joints on the inside and outside of the wall have the same and constant width.
The curved wall is obtained by "trapezoidal" sawing of the horizontal connection profile.
This creates a bend around the vertical.
The glass plates outside and inside naturally have a different size.
The embodiment of the system according to the invention illustrated in Figure 6 is based on the use of injection-molded plastic blocks or tubes. This method is used where small quantities assies (e.g.
4 building blocks) must fit into wall openings.
The plastic sleeve is hereby obtained by an injection molding process.
The disadvantage here is the fixed form per mold cavity of the mold.
This block has a wall thickness of 6 mm, but other characteristics (width of the module, grooves, ...) are identical to those of the extruded profiles, as described above.
The mechanical connection of the blocks is for example based on the technique of the "rivet connection", which results in a very rigid whole, without the sleeve being chemically loaded. (no risk of stress cracking).
The connection is established by a series of "spot welding"
<Desc / Clms Page number 13>
in 16 places of a central block. The welding is done ULTRASON.
When forming the spot weld, the walls are also perforated, so that the above-mentioned miniscule openings between the blocks are obtained.
The resulting whole can then be fitted into the brickwork with metal hooks that were welded to the outer wall of the outer blocks.