壁元件、所述元件的壁节段及其建造方法与流程

本发明涉及壁元件，包括所述壁元件的壁节段和用于建造所述壁节段的方法。

背景

长期以来，不同类型和尺寸的房屋和建筑物用于诸如住房、商业物业和仓储等不同目的。

所述房屋和建筑物可以根据不同地理区域的材料的可用性而使用不同的材料建造。在瑞典和许多其它森林丰富的国家，许多房屋都采用不同种类的木制框架，由合适的面料材料覆盖，并被隔热，以减少与建筑物的供热有关的能源消耗。这些建筑物或者根据松散的木材房屋的原理建造，这意味着一个或多个建筑工人使用合适尺寸的木材建造木框架，然后框架被期望的内外覆盖物以及中间隔层覆盖，或通过预制元件建造，预制元件在一个位置制造并运输到建筑物的现场，在建筑物的现场，大的节段，例如混凝土板，通过移动式起重机或其它提升起重机提升到预先准备的地面结构或地基。不幸的是，利用松散的木材房屋的方法的建筑物非常耗时，这导致在施工期间的建筑物在很长一段时间内会受到风和天气的影响，这增加了由于潮湿而造成的损坏风险和与模板等有关的将来的问题。该方法还是昂贵的。预制建筑物可能被迅速提升到位，但是需要昂贵的设备和房屋的节段的昂贵的运输。

因此，本领域存在对便于建造和减少直到建筑物的外表面完工的时间的建筑元件和方法的需求，由此建筑物不受外界因素(如，风和天气)的损害。

发明概述

如由权利要求1所定义的本发明涉及旨在用于构建不同类型建筑物的壁元件。

根据本发明的壁元件包括上边缘、下边缘、第一侧和第二侧以及外侧和内侧，下边缘大致平行于上边缘，第一侧和第二侧大致平行并在上边缘和下边缘之间延伸。壁元件包括：上元件，其沿着上边缘延伸；下元件，其沿下边缘延伸；第一侧元件，其包括大致矩形的横截面，侧元件沿着第一侧在上元件与下元件之间延伸；第二侧元件，其包括大致矩形的横截面，侧元件沿着第二侧在上元件与下元件之间延伸；以及大致矩形的板件，其布置在所述外侧上并附接到上元件、下元件和第一元件。上元件和下元件包括与第一侧重合的第一边缘和与第二侧重合的第二边缘。第一边缘和第二边缘布置成相对于垂直于外表面的平面p成一定角度α，角度α在20°至45°的区间内。第一侧元件和第二侧元件平行于垂直于板(板件)的平面p延伸，并且在平面p中具有对应于上元件和下元件在平面p中的延伸量的总延伸量，其中第一侧元件抵靠板，且第二侧元件从壁元件的内部延伸。

上面定义的壁元件有利于不同类型的建筑物的建造，因为壁元件可以预制成合适的尺寸，例如大约2.5米的高度和1.2米的宽度，这允许在没有诸如移动式起重机等的起重辅助设备的情况下处理这些元件。壁元件的数量适合于建筑物的期望尺寸，并且并排设置在准备的地基上，使得壁元件中的一个的第一侧抵靠另一个壁元件的第二侧。

分别结合第一侧元件和第二侧元件的设计和放置，分别与上元件和下元件的成角度的边缘，大大有助于壁元件彼此之间的安装和固定，因为成角度的表面将壁元件引导到相对于彼此所需的相对位置。当相邻的壁元件相对于彼此正确地放置时，壁元件中的一个的第一侧元件被布置在与属于另一个壁元件的第二侧元件相同的平面中，使得它们可以通过合适的紧固装置容易地结合在一起，合适的紧固装置穿过第一侧元件和第二侧元件大致垂直于该板件延伸。通常，紧固装置从壁元件的内部插入。

上元件和下元件的成角度边缘与第一侧元件和第二侧元件的组装消除了壁中的热桥，这对于降低建筑物的能量消耗是非常重要的，并且确保建筑物中愉悦的室内气候。

第一侧元件和第二侧元件的横截面的形状分别意味着相邻的壁元件的侧元件将被装配在一起，并且第一元件和第二元件将在垂直于壁元件的外侧的相同的平面中延伸。

在一个实施方案中，所述上元件、所述下元件和所述第一侧元件和第二侧元件由诸如木材或纸张的纤维素基材料制成。这些材料产生了一种在将来可能被回收的非常环保的壁元件。这些材料还意味着在壁元件的制造和壁节段的组装期间的健康的工作环境。

在一个实施方案中，第一侧元件和第二侧元件的中心分别与第一边缘和第二边缘的中心重合。该实施方案是有利的，因为它将产生相邻的壁元件之间非常稳定的连接。

在壁元件的一个实施方案中，板件由隔热材料制成，并且具有范围在30mm至80mm内的厚度。因此，当安装壁元件时，外表板件(fagadeboard)处于合适的位置，并且降低了建筑物建造所需的总时间。

在一个实施方案中，第一侧元件在垂直于壁元件的平面中的延伸量相当于上元件和下元件在垂直于壁元件的平面中的延伸量的2/3，并因此第二侧元件在垂直于壁元件的平面中的延伸量相当于上元件和下元件在垂直于壁元件的平面中的延伸量的1/3。相邻的第一壁元件和第二壁元件之间的接触表面的布置产生对在壁中的潜在热桥的有效的破坏。

壁元件的一个实施方案包括中心元件，该中心元件相对于所述第一侧元件和第二侧元件平行延伸并且布置在第一侧元件和第二侧元件之间。中心元件包括对应于所述上元件和下元件的长度。中心元件提高了壁元件的稳定性和扭转刚度，这有助于壁元件的处理和壁元件彼此的配合。还增加了壁元件的垂直承载能力。

在壁元件的一个实施方案中，隔热材料布置在所述侧元件之间，以便降低壁元件的能量消耗。

在壁元件的一个实施方案中，布置在壁元件的外侧上的板件在壁元件的外侧上在第一侧元件的中心和第二侧元件的中心之间延伸，这是非常有利的，因为在壁元件的外侧上的板件可以通过合适的螺纹联接附接到靠近该板件的边缘的承载结构。

本发明还涉及一种壁节段，该壁节段包括至少两个根据上面定义中任一种的壁元件，壁节段布置成使得壁元件的外侧上的板件被布置成面向相同的方向并且使得壁元件中的一个的第一边缘抵靠另一个壁元件的第二边缘，其中由壁元件中的一个所包括的第一侧元件和由另一个壁元件所包括的第二侧元件彼此抵靠。

壁节段的一个实施方案的特征在于，两个壁元件通过结合装置结合在一起，该结合装置将属于壁元件中的一个的所述第一侧元件和属于另一个壁元件的第二侧元件结合，结合装置大致平行于与壁节段的外侧垂直的平面。这种结合提供了壁元件之间的强健的互连。

在本发明的一个实施方案中，两个壁元件通过螺纹联接装置结合，该螺纹联接装置将属于壁元件中的一个的所述上元件和下元件与所述另一个壁元件的所述上元件和下元件结合，所述螺纹联接装置与相对于垂直于壁元件的外侧的平面图p斜线地延伸。这种固定有利于所包括的不同的壁元件的定位。

本发明还涉及一种用于便于建筑物的建造和减少建筑时间的方法。该方法包括以下步骤：

a)将第一壁元件布置在期望的位置；

b)布置第二壁元件，使得壁元件的外侧上的板面向相同的方向，并且使得第一壁元件的第一边缘抵靠第二壁元件的第一边缘，其中属于第一壁元件的第一侧元件和属于第二壁元件的第二侧元件彼此抵靠；

c)将两个壁元件彼此紧固。

在一个实施方案中，步骤c包括通过紧固装置来紧固壁元件，该紧固装置将属于壁元件中的一个的所述第一侧元件和属于另一个壁元件的所述第二侧元件结合，该紧固装置大致平行于与壁元件的外侧垂直的表面p。

在一个实施方案中，步骤c包括通过螺纹联接装置紧固壁元件，该螺纹联接装置将属于壁元件中的一个的所述第一侧元件和属于另一个壁元件的第二侧元件结合，所述螺纹联接装置相对于垂直于壁元件的外侧的平面p斜线地延伸。

附图简述

参考附图，本发明的上述信息以及另外目标、特征和优点将通过本发明的优选实施方案的下列说明性且非限制性的详细描述得到更好理解，其中：

图1a示出了从上方或下方观察的壁节段，其中两个壁元件结合在一起并且第三壁元件即将被安装；

图1b是图1a的壁节段的透视图。

图2a示出了图1a和图1b的壁节段的组装件；

图2b以透视图示出了图1a和图1b的壁节段的组装件；

图3a和3b示出了设置有内部结构壁的图1和图2的壁节段；

图4示出了结构壁与壁节段的固定。

所有附图是示意性的，不一定按比例绘制，并且通常仅显示为了阐明本发明所必需的部分，其中其它部分可以被省略或仅仅被提及。

具体实施方式

如前所述的本发明涉及一种壁元件10，壁元件10通过其设计可以与设计相同的其它壁元件10结合在一起以形成长形的壁节段30。

通常，壁元件10是大致矩形的平坦元件，其垂直布置在诸如模制地基板的稳定地面上。然而，壁元件还可以被制造成弯曲或成角度的形状。

壁元件10包括上边缘11和下边缘12，这些边缘基本上平行，并且在壁元件被正确地安装时，基本上水平地布置。第一边缘13和第二边缘14在上边缘11和下边缘12之间基本上平行地延伸，并且基本上垂直于上边缘11和下边缘12之间延伸。在组装之后，壁元件10的一侧将形成壁节段的外侧或外部侧，并且相对侧将形成内侧或内部侧16。

壁元件10的第一实施方案包括下面指定和描述的各种元件。

下长形元件21沿壁元件10的所述上边缘11延伸。在本领域中称为顶板的上元件21具有矩形横截面并且以卧式位置(lyingposition)被布置，使得在水平方向上的延伸大于垂直方向上的延伸。在组装之后，上元件21支撑顶部结构，该顶部结构放置在壁元件10的顶部上，或者替代地，放置在一个或多个壁元件10的顶部上以达到期望的更高的总壁高度。

下长形元件22沿壁元件10的所述下边缘12延伸。在本领域中被称为底梁(sill)的下元件具有与上元件21具有相同尺寸的矩形横截面，并且与上元件21类似地被布置成使得在水平方向上的延伸量大于垂直方向上的延伸量。下元件同样地以卧式位置布置并且在组装之后承载在地基板上，或者替代地在下层壁元件的上侧上。通常，下元件和板之间布置有某种毛细管断层(capillarybreakinglayer)，以避免由于湿气带来的损害。这在附图中未被示出。

上元件21和下元件22包括第一边缘23和第二边缘24，第一边缘23布置成与壁元件10的第一侧123相关，第二边缘24布置成与壁元件的第二侧14相关。第一边缘23和第二边缘24相对于垂直于所述外侧15的平面p成角度α，如图1a中所示。第一边缘23和第二边缘24通常相对于壁元件的平面以相同的角度α布置。角度α通常在20°至45°之间的范围内，因为该区间中的角度有利于相邻壁元件的组装。由于接触表面的面积增大，接触表面之间(即相邻的壁元件的边缘)的摩擦力增大，这又使安装变得复杂。此外，通过壁元件的成角度的第一边缘23和第二边缘24，避免了壁节段中所谓的热桥，这降低了建筑物的能量消耗并改善了室内气候。优选地，角度α在25°和35°之间，当相邻的壁元件结合在一起时，这些角度产生有效的组装和稳定的壁节段。

第一侧元件15沿着壁元件10的所述第一侧13在所述上元件21和下元件22之间延伸。在本领域中被称为立柱(stud)的第一侧元件25具有大致矩形的横截面并且在其端部处牢固地附接到上元件21和下元件22。第一侧元件在垂直于壁元件的平面p中具有比所述上部21和下元件22更小的延伸量，并且被布置成从上元件21和下元件22的外侧15相对于所述外侧15垂直地延伸。

同样包括大致矩形的横截面的第二侧元件26沿着壁元件10的第二侧14在上元件21和下元件22之间延伸。侧元件26附接到上元件21和下元件22，但是与第一侧元件25不同，侧元件26布置成从壁元件的内部(即，上元件21和下元件22的内边缘)朝向壁元件10的外侧垂直延伸。

第一侧元件25和第二侧元件26的布置被选择成使得当根据本发明的两个壁元件10彼此正确地安装时，一个壁元件10的第一侧元件25被布置在与另一壁元件10的第二侧元件26大致相同的平面中。第一侧元件25和第二侧面元件26的尺寸使得它们在壁元件的平面中具有大致相同的延伸量，并且在垂直于壁元件的平面的平面中的总延伸量对应于上部壁元件21和下部壁元件22在垂直于壁元件的平面中的延伸量。

第一侧元件25和第二侧元件26分别沿着壁元件的侧面13、14布置，使得当相邻的壁元件10相对于彼此正确地布置时，第一侧元件25和第二侧元件26的接触表面的中心重合。

第一侧元件25和第二侧元件26的分别的布置安排进一步被选择成使得侧元件的一部分(一个角部)延伸超过上元件21和下元件22的斜线边缘21，从而便于使壁元件在组装期间相对于彼此定位。此外，上元件21和下元件22的斜线边缘23、34通过结合的第一侧元件25和第二侧元件26的中心。对于壁元件的大部分尺寸，这种布置意味着第一侧元件和第二侧元件将被放置成从上元件和下元件的在内侧和成角度的边缘或者外侧和成角度的边缘之间的角部稍微缩回。

壁元件的承载结构(loadbearingstructure)，即上元件21和下元件22以及侧元件25、26，在外侧通过附接至所述上元件21、下元件22和第一元件25的板件27(即所谓的前板件)覆盖。板件27由合适的隔热材料制成，且具有在30-80mm的范围内的厚度。在板件的外侧，壁元件27可以被任何期望的外表材料(facadematerial)28覆盖，例如附接到壁元件的承载结构的木镶板。如果需要，承载结构可以通过水平框架进行补充，以安装前面板。

板件27的尺寸被选择成使得该板件在第一板件25和第二板件26的中心之间延伸。该尺寸是非常有利的，因为板件27将沿着壁元件的第二侧面14突出并与相邻壁元件10的第一侧元件25重叠。因此，板件27也可以被锚定到第二壁元件10，从而增加组装的壁节段的稳定性并且防止在壁中形成热桥。

在壁元件10的优选的实施方案中，上元件21和下元件22的宽度的大约2/3构成第一侧元件25在垂直于壁元件的平面中的延伸量，并且第二侧面元件26在垂直于壁元件的平面中的延伸量相当于上元件21和下元件22的宽度的1/3。该比率在壁中产生有利的温度梯度。

如果壁元件10的水平长度超过60cm，则需要进一步加固壁元件。通过为壁元件提供一个或多个中心元件29(也被称为横梁)来恰当地实现另外的加固，中心元件29布置在第一元件26和第二元件26之间并平行于所述第一元件25和第二元件26延伸。中心元件29在上元件21和下元件22之间延伸，并且在垂直于壁元件的平面中具有对应于上元件21和下元件22的延伸量。中心元件29增加了壁元件的承载能力和在运输和组装期间的稳定性。

壁元件的一个有利的实施方案还包括布置在第一侧元件和第二侧元件或者隔热体之间的中心元件。根据所需的隔热水平，隔热体的厚度适宜地在17-220mm之间。此外，隔热体的厚度应对应于上元件21和下部22元件在垂直于壁元件的平面中的延伸量，以获得可能最佳的隔热效果。

如上所述，两个或多个壁元件10结合在一起以形成较长的壁节段30。壁元件10布置成使得壁元件的外侧上的板件27面向相同的方向，并且一个壁元件的第一边缘13抵靠另一壁元件10的第二边缘14，使得属于一个壁元件的第一侧元件25和属于另一壁元件的第二侧元件26彼此抵靠。

当相邻的壁元件10相对于彼此正确地布置时，两个壁元件10通过紧固装置31(例如螺钉或钉子)连接在一起，紧固装置31延伸穿过属于一个壁元件10的第一侧元件25和属于第二壁元件10的第二壁元件26，基本上与垂直于壁元件的外侧的平面平行。紧固装置通常从壁元件的内部插入。

为了进一步提高壁部的稳定性，壁元件还通过螺纹联接装置32结合在一起，螺纹联接装置32延伸穿过属于壁元件10之一的所述上元件21和下元件22以及属于另一个壁元件10的所述上元件21和下元件22。因此，如图2a和2b所示，螺纹联接装置32相对于垂直于壁节段的外侧的位置斜线地延伸。

如本说明书中定义的本发明还涉及一种用于构建上述壁节段30的方法。该方法包括以下步骤：

1.将第一壁元件10放置在所制备的地基上的期望位置；

2.放置第二壁元件10使得在壁元件的外侧上的板件27面向相同的方向，并且使得第一壁元件的第一边缘13抵靠第二壁元件10的第二边缘14，其中属于第一壁元件10的第一侧元件25和属于第二壁元件10的第二侧元件26彼此抵靠；

3.将两个壁元件10彼此紧固。

当要结合多个壁元件10时，重复步骤2和3，直到壁节段30达到期望的长度。

壁元件还可以被设计成包括用于窗和门的开口。根据开口的尺寸和位置，壁元件可以适当地适应。例如，通过将窗开口放置在侧元件之间，使得侧元件不受开口的影响，并且通过在开口周围提供合适的增强件(例如，布置在开口的任一侧上的中心元件)，使得元件可以支撑布置在开口中的窗或门，并且可能提供在中心元件之间延伸的横向元件和/或在开口上方和/或下方的侧元件。

在组装完成之后，壁节段可以由包括内壁元件的内部结构壁补充。该内壁元件可以容纳用于电线等的管道，并且也可以被预制，以完成的节段点对点地递送到施工现场。

结构壁的内壁元件40具有与上面详细描述的壁元件相似的设计，并且如图3a、图3b和图4中所示。结构壁具有与壁节段30相同的高度，并且适当地具有类似的宽度，使得壁节段30和结构壁的元件的数量相似。

内壁元件40包括上边缘41和下边缘42，上边缘41和下边缘42大致平行。第一侧43和第二侧44在上边缘41和下边缘42之间基本上平行地竖直延伸，并且在上边缘11和下边缘12之间垂直。在组装之后，内壁元件的一侧将抵靠壁节段30的内侧。

结构壁包括承载结构，承载结构包括上横梁51和下横梁52，上横梁51和下横梁52在组装之后沿着壁节段的上元件和下元件基本上水平布置。在组装之后，下横梁52将抵靠地基板，或者抵靠下层的壁元件的上侧。

类似于壁元件10，上横梁51和下横梁52包括第一边缘53和第二边缘54，第一边缘53布置成与内壁元件40的第一侧53相关，第二边缘54布置成与第二侧54相关。类似于之前描述的，第一边缘53和第二边缘54相对于垂直于壁元件的平面的平面p成角度β。角度β通常在20°至45°之间的区间内，因为该区间内的角度通过类似于上面已经描述的方式便于安装相邻的内壁元件。优选地，角度β在25°至35°之间，因为这些角度产生有效的组装和稳定的结构壁。

第一侧件55和第二侧件56在内壁节段的相应侧面上在上横梁和下横梁之间延伸。侧件55和56通过类似于上面参照壁元件10所描述的方式具有垂直于内壁元件的较小的延伸量，使得一个内壁元件的第一侧件对应于相邻的内壁元件的第二侧件。第一侧件和第二侧件的放置被选择成使得当根据本发明的两个内壁元件40彼此正确地安装时，一个壁元件的第一侧件55将被布置成与第二内壁元件的第二侧件基本上相同的平面中。第一侧元件55和第二侧元件56的尺寸使得它们在内壁元件的平面中具有基本上相同的延伸量，并且在垂直于该延伸的平面中(在垂直于内壁元件的平面的平面中)的总延伸量对应于上横梁51和下横杆52的延伸量。侧件沿着内壁元件的侧面布置，使得当相邻的内壁元件相对于彼此沿着壁节段的内侧被正确放置时，侧件的接触表面的中心重合，其中内壁元件通过合适的螺钉60或钉子联接以与壁节段30中相同的方式结合在一起。

塑料膜50或其它合适的防汽层(vapourbarrier)可适当地布置在壁节段30和结构壁40之间。该塑料膜或扩散屏障可以在递送附接到内壁元件，或者在组装期间附接到承载结构。

为了获得完成的壁的有效隔热，非常有利的是，在壁被密封之前，通过诸如石膏或木镶板的合适的墙覆盖物，内壁元件内的体积也被填充有隔热材料。隔热体可以在壁元件的制造期间布置，或者当元件安装到壁节段的内侧时可以在现场进行布置。

在附图中，示出了根据权利要求的壁元件和壁节段的一个实施方案。然而，在不脱离由所附权利要求限定的本发明的保护范围的情况下，壁元件的多个结构部件可以以多种方式进行修改。