La presente invenzione concerne un elemento in laterizio per la costruzione di pannelli modulari per l'edilizia del tipo di quelli, detti anche tavelle, che vengono impiegati da anni per la fabbricazione di pannelli prefabbricati per solai e pareti.
Gli elementi in laterizio noti hanno sempre lo svantaggio di permettere solo un uso limitato o specifico per un determinato scopo, cioè non sono di uso versatile, ciò che ne limita considerevolmente l'impiego e dunque ne fa lievitare i costi, poiché l'esperienza insegna che solo la fabbricazione in grande serie di elementi prefabbricati, come del resto di ogni altro prodotto, permette di realizzare quei risparmi incisivi che rendono il prodotto veramente interessante.
Nel settore edile non esiste oltretutto una vera e propria ricerca sistematica, bensì si procede per tentativi mirati a conservare un certo equilibrio sul mercato tra i diversi modi di costruzione.
La presente invenzione si propone per contro, sulla base di un esame sistematico e dall'analisi approfondita dei sistemi di prefabbricazione oggi conosciuti, di creare una soluzione nuova capace di realizzare i seguenti scopi:
- ridurre i costi di costruzione
- mantenere nelle costruzioni un alto livello qualitativo
- standardizzare i materiali impiegati
- facilitare l'esecuzione della impiantistica necessaria (corrente, acqua, scarichi, ecc.)
- ridurre i tempi di costruzione
- rendere le costruzioni il più possibile tradizionali, usando concetti e materiali naturali (elevata ecologicità delle costruzioni)
- non imporre tipologie abitative, bensì lasciar libere il committente ed il progettista di realizzare le proprie idee
- portare l'abitazione accessibile a tutti.
La presente invenzione non costituisce cioè un semplice miglioramento di concetti preesistenti, bensì vuole essere una nuova tecnica di costruzione che, pur utilizzando materiali noti quali il mattone o la tavella in argilla - materiale altamente qualificato dal punto di vista dell'ecologia - li impiega in modo originale per ciò che concerne la concezione, realizzando una razionalizzazione spinta dei materiali e dei modi di fabbricazione.
Tutti questi scopi vengono raggiunti con un elemento in laterizio avente le caratteristiche citate nella parte caratterizzante della rivendicazione 1.
Le rivendicazioni da 2 a 9 concernono poi ulteriori forme preferite di realizzazione dell'elemento in laterizio i cui vantaggi risulteranno più evidenti dalle descrizioni che seguono. Le rivendicazioni 10 e 11 concernono poi due modi di impiego preferenziale dell'elemento in laterizio, il primo per la fabbricazione di pannelli per solai ad un solo strato ed il secondo per quello di pareti esterne di edifici con funzione isolante e/o portante e costituiti da due strati di elementi in laterizio.
Questi impieghi preferiti dell'elemento in laterizio permettono di realizzare gli ulteriori vantaggi seguenti:
- semplificare la produzione delle strutture in stabilimento attraverso una produzione disciplinata in serie
- ottenere un alto grado di standardizzazione dell'armatura
- ottenere la massima flessibilità nel montaggio con possibilità di creare giunti armati anche a produzione dei pannelli avvenuta
- accostare nella stessa costruzione uno o più sistemi costruttivi
- ottenere costruzioni di alta qualità, il più possibile vicino al tipo di costruzione tradizionale.
L'esperienza ha infatti mostrato che l'elemento in laterizio prodotto nello stabilimento dei laterizi può venir assiemato nello stabilimento per la produzione di pannelli prefabbricati senza particolari attrezzature.
Di semplice aggregazione, gli elementi prodotti vengono montati in cantiere ed, in un tempo limitato di circa 10 giorni, è possibile edificare un edificio che, con tecniche di costruzione normali, richiederebbe fino a 4 mesi. L'elemento in laterizio inventivo permette, come verrà spiegato meglio alla luce degli esempi mostrati, di ottenere molteplici dettagli costruttivi con funzioni statiche o di tamponamento ben definiti, ed in particolare di realizzare murature armate portanti esterne, interne o di controvento, nonché solette e soffitti di ogni genere.
Per ottenere le necessarie caratteristiche di resistenza statica, nella fabbricazione di pannelli con gli elementi in laterizio inventivo si fa naturalmente uso di un'armatura metallica orizzontale e verticale integrata con il calcestruzzo, come verrà mostrato sulla base dei due esempi di realizzazione per solai e pareti esterne.
L'invenzione viene ora descritta più nei dettagli con l'aiuto di alcuni esempi di realizzazione, tanto dell'elemento in laterizio che dei pannelli prefabbricati realizzati con simili elementi, corredati dalle relative figure.
Queste mostrano:
la fig. 1 un elemento in laterizio visto dal lato frontale, per mostrare la sezione dello stesso,
la fig. 2 l'elemento in laterizio della fig. 1 visto in senso longitudinale,
la fig. 3 la stessa vista dell'elemento della fig. 1, tuttavia con una parte dei fori passanti riempiti con materiale isolante onde aumentare il valore K della parete,
la fig. 4 la zona di congiunzione testa a testa di due elementi in laterizio, per mostrare la possibilità di armatura degli stessi nella fabbricazione di un pannello,
la fig. 5 un elemento in laterizio in una rappresentazione assonometrica,
la fig. 6 la rappresentazione assonometrica di due elementi in laterizio accostati,
la fig.
7 una veduta, in una sezione perpendicolare agli elementi in laterizio inventivi, di un pannello ad uno strato di elementi, previsto quale pannello per soffitti,
la fig. 8 una veduta, in una sezione perpendicolare agli elementi in laterizio inventivi, di un pannello con due strati sovrapposti di elementi in laterizio previsto quale pannello per parete esterna di edificio,
la fig. 9 una veduta assonometrica d'assieme del modo di assemblaggio dei pannelli realizzati con l'elemento in laterizio inventivo, che mostra la formazione degli angoli dell'edificio e dei giunti tra le pareti ed il soffitto dell'edificio.
Nelle fig. 1 e 2 è rappresentato un esempio di elemento in laterizio inventivo, visto di fronte, rispettivamente longitudinalmente, che permette di vedere le caratteristiche fondamentali del trovato.
Dalla fig. 1 appare evidente che la sezione dell'elemento in laterizio 1 ha una forma a U con una base 2 e due ali 3 e 4 che si estendono perpendicolarmente dallo stesso lato da ciascuna estremità laterale della base 2.
lnventivamente tanto la base 2 che le due ali 3, 4 della U presentano almeno un foro longitudinale 5, 6, 7 passante su tutta la lunghezza dell'elemento 1.
Nell'esempio mostrato, la base 2 presenta 10 fori passanti 5-5<IX>, mentre l'ala 3 possiede 4 fori passanti 6-6 min min min e, l'ala 4, 5 fori passanti 7-7<IV>. Il numero, la forma e la disposizione di tali fori può venir scelta in base a svariati criteri, quali le esigenze di staticità dell'elemento in laterizio, i problemi di fabbricazione, le necessità di far passare delle armature o delle tubature attraverso gli stessi (per l'impiantistica), l'isolazione termica degli elementi ecc. Nell'ambito della presente invenzione, numero, forma e disposizione di questi fori 5-7 possono però variare notevolmente a seconda delle necessità specifiche della costruzione che si vuole realizzare.
Resta evidente tuttavia che tutti i fori da 5 a 7 devono essere passanti, e ciò per una questione di fabbricazione: gli elementi in laterizio devono poter venir fabbricati per estrusione dell'argilla attraverso una matrice.
Un'altra caratteristica fondamentale dell'elemento in laterizio inventivo è la presenza, sui due lati esterni laterali 8, 9 (vedi la fig. 3) dell'elemento 1, comprendente una parte di base 2 e tutta la lunghezza dell'ala 3, rispettivamente 4, di una protuberanza longitudinale 10, mentre l'altro lato presenta una cavità longitudinale 11 di forme complementari atte a formare, quando due elementi vengono accostati uno all'altro longitudinalmente - vedi la fig. 6 - un incastro 12 su tutta la lunghezza dell'elemento.
Inoltre i due lati frontali 13, 14 (vedi la fig. 2, che mostra l'elemento in laterizio visto longitudinalmente) sono inclinati rispetto al piano perpendico lare alla direzione longitudinale dell'elemento 1 almeno su una parte della loro superficie, rispettivamente su una parte h dell'altezza H dell'elemento 1, nel senso di un raccorciamento della estensione longitudinale delle ali 3, 4 rispetto alla estensione longitudinale della base 2 dell'elemento 1.
Nella fig. 2 si vede che la zona inclinata di ciascun lato frontale 13, 14 si estende su una lunghezza H - h, dove poi h è uguale a circa 1/2 di H, essendo H l'altezza totale dell'elemento in laterizio 1.
Il senso specifico della presenza delle zone inclinate 15, 16 sui lati frontali 13, 14 dell'elemento 1 risulta chiaro dalla fig. 4, nella quale è rappresentata per l'appunto la zona di congiunzione testa a testa di due elementi inventivi. Grazie alle pareti inclinate 16 min , 15 min (fig. 4) si forma, tra i due elementi 1 min e 1 min min accostati, una cavità triangolare isoscele 17 rivolta verso il basso e che si estende su tutta la larghezza della fila di elementi appaiati (si confronti anche con la fig. 9, dove è possibile distinguere una doppia formazione di cavità triangolari tra due pannelli costituiti da doppie file di elementi in laterizio).
In questa cavità è poi facile disporre delle sbarre di ferro d'armatura 18, 18 min che serviranno, dopo il riempimento delle cavità con calcestruzzo 19 (come verrà spiegato più sotto), a conferire la necessaria stabilità al pannello assemblato con gli elementi inventivi 1.
Secondo una forma di realizzazione preferita dell'invenzione, la protuberanza 10 e la cavità 11 longitudinali e di forma complementare, di cui sono provvisti i lati esterni dell'elemento 1, hanno una forma tronco-conica, come mostrato nelle fig. 1, 3, 5, 6 ecc. Questa forma è particolarmente ideale per la costituzione di un incastro 12, poiché non esige precisione di fabbricazione eccessiva e permette di realizzare incastri "privi di gioco".
Secondo un'altra forma preferita di realizzazione dell'invenzione, le parti inclinate 15 e 16 dei lati frontali 13, 14 dell'elemento 1 si estendono su circa la metà dell'altezza H dei lati frontali (dunque h SIMILAR H, vedi la fig. 2).
Inoltre l'angolo di inclinazione alpha dei lati frontali 13, 14 rispetto al piano della base 2 dell'elemento è compreso fra 45 e 75 DEG .
Per quanto concerne le dimensioni ideali dell'elemento in laterizio 1 inventivo, che devono tener conto di alcune esigenze specifiche (possibilità di fabbricazione per quanto concerne soprattutto la lunghezza massima; altezza dei locali da realizzare, che determina il numero di elementi da sovrapporre in fila in un pannello da parete; esigenze legate alla resistenza dei materiali ecc.), l'esperienza ha permesso di constatare che i risultati migliori si ottengono con elementi 1 dotati delle seguenti dimensioni:
- lunghezza I dell'elemento 1 compresa tra 50 e 100 cm, lunghezza ideale circa 80-90 cm,
- larghezza m dell'elemento 1 compresa tra 20 e 40 cm, larghezza ideale 30 cm,
- altezza H dell'elemento 1 compresa tra 10 e 20 cm, dove poi l'altezza ideale è di circa m/2, cioè compresa tra 10 e 20 cm, preferibilmente uguale a circa 15 cm.
Con queste dimensioni si possono fabbricare pannelli di tutti i tipi, come citato nell'introduzione quale scopo finale della presente invenzione.
Un'ulteriore caratteristica preferenziale dell'elemento inventivo è poi che lo spessore o della base 2 (vedi la fig. 3) ed n delle ali 3, 4 dell'elemento 1 è approssimativamente uguale alla metà dell'altezza H dell'elemento 1: vale dunque la relazione
o SIMILAR n SIMILAR H/2
Molto importante è poi una ulteriore caratteristica preferita dell'elemento inventivo, ossia quella che prevede che il o i fori passanti 5, ... 5<IX> di cui è provvista la base 2 vengano riempiti con una schiuma isolante atta ad aumentare il valore di isolazione termica K dell'elemento 1. La schiumatura dei fori passanti può naturalmente, in linea di massima, venire eseguita per tutti i fori passanti dell'elemento 1, cioè anche per quelli delle ali 3, 4.
Tuttavia, siccome gli elementi in laterizio 1 vengono di solito impiegati, quali elementi per pannelli da parete esterna, con la base 2 rivolta verso l'esterno (si veda l'esempio di applicazione della Fig. 8), è sufficiente riempire con isolante i fori 5 ... 5<IX> delle basi, lasciando quelli delle ali 3, 4 liberi per il passaggio dei ferri di armatura e degli altri tubi necessari per le installazioni elettriche, idrauliche ecc. dell'edificio. Nella fig. 3 si vede un elemento in laterizio nel quale i fori della base 2 (e, in questo caso, anche due fori secondari delle ali 3, 4, cioè i fori 6 min min e 7 min min min dell'esempio della fig. 1) sono stati riempiti con materiale isolante (rappresentato a punti nella fig. 3).
L'elemento in laterizio inventivo è caratterizzato dal fatto di essere estremamente versatile nell'impiego. Con lo stesso si possono infatti fabbricare in pratica tutte le componenti a forma di pannello con le quali è possibile realizzare quasi tutti i tipi di costruzione edili, dagli edifici abitativi a quelli pubblici ed amministrativi, e ciò sempre ottenendo un grande risparmio di tempo di costruzione (una villetta può venir eretta in pochi giorni) ed anche di soldi.
A titolo di esempio vogliamo qui ora descrivere due impieghi preferiti dell'elemento in laterizio inventivo, che corrispondono poi a due tipi di applicazione privilegiati, cioè quello per la fabbricazione di pannelli per solai e quello per la fabbricazione di pareti esterne dell'edificio.
Naturalmente si tratta di due esempi scelti tra quelli più usuali, ma sottolineamo che molte altre sono le composizioni di elementi pensabili corrispondenti ad altre specifiche esigenze costruttive.
Anche i raccordi ad angolo tra due pannelli dello stesso tipo o di tipo diverso possono realizzarsi in molti modi, dei quali ne mostreremo un paio a puro titolo di esempio nella fig. 9.
Un primo impiego dell'elemento in laterizio secondo l'invenzione è rappresentato nella fig. 7. Si tratta di un pannello per solai di edifici costituito da un solo strato di elementi accostati.
Vogliamo qui osservare che, nella descrizione che segue di esempi di impiego dell'idea inventiva, per gli stessi elementi delle fig. da 7 a 9 sono stati impiegati gli stessi numeri di riferimento usati nelle figure precedenti.
Nella fig. 7 distinguiamo dunque una fila di elementi in laterizio 1 che sono stati dapprima appaiati longitudinalmente con l'aiuto delle cavità 11 e delle protuberanze 10 longitudinali e così incastrati. Per la fabbricazione, gli elementi 1 vengono disposti in più file (di regola circa 3 o 4 file), con un numero di elementi 1 appaiati per file tale da formare il pannello di dimensioni desiderate, ad esempio 10-15 elementi appaiati, su un pavimento orizzontale.
Dopo di ciò, attraverso uno o più fori passanti di cui sono provviste le basi 2 e le ali 3, 4 degli elementi (nella figura ad esempio attraverso i fori esagonali 20 delle ali 3, 4), si infilano dei ferri di armatura longitudinali 21 aventi una lunghezza pari a, rispettivamente leggermente maggiore della, somma delle altezze delle file di pannelli appaiati.
A questo punto, in ciascuna delle cavità trasversali a forma di V (si veda la fig. 4) che si formano sul retro del pannello (ossia dalla parte delle ali 3, 4 degli elementi) in corrispondenza dei lati frontali inclinati dei singoli elementi 1, si dispone almeno un ferro di armatura 22 trasversale rispetto ai ferri di armatura 21 perpendicolarmente disposti. I ferri di armatura 21 e 22 vengono poi legati nei loro punti di incrocio.
Sul lato posteriore del pannello si posa poi una rete di armatura 23 elettrosaldata. A questo punto il pannello è pronto per eseguire la gettata in calcestruzzo sul suo lato superiore, gettata che annegherà tanto le ali 2 degli elementi in laterizio che tutti i ferri di armatura 21, 22 e la rete di armatura 23. Il calcestruzzo, tramite le aperture a V che si sono formate frontalmente ad ogni lato di ogni elemento in laterizio 1, penetra poi e riempie, totalmente od almeno parzialmente, i fori passanti negli elementi in laterizio, dove poi questa importante operazione agli effetti della resistenza meccanica del pannello viene migliorata avendo cura di vibrare opportunamente la massa di calcestruzzo al momento della colata e scegliendo per la densità dell'impasto un valore non troppo elevato, così da permettere al calcestruzzo di inondare i fori citati.
Naturalmente il calcestruzzo viene inserito nel cassero che contiene lateralmente il pannello fino all'altezza voluta, così da coprire la rete di armatura 23. Una volta essiccato il calcestruzzo, ossia dopo poche ore, il pannello viene sollevato dal cassero e, come nel caso mostrato nella fig. 7, intonacato dal lato della base 2 degli elementi 1 con uno strato di malta 24 o di qualsiasi altro impasto. Il pannello, dal quale fuoriescono sui quattro lati le teste dei ferri di armatura (diritte o ripiegate a seconda della necessità) che permetteranno di eseguire l'ancoraggio ad esempio alle pareti laterali dell'edificio, viene portato sul cantiere e montato in opera.
È evidente che l'impiego dell'elemento inventivo descritto quale pannello per soffitti ad uno strato è stato citato a titolo di esempio e si presta ad una grande varietà di modifiche, sempre restando nella tipologia di lavoro descritta, che è quella di un pannello ad uno strato di elementi ottenuto per gettata del calcestruzzo in posizione orizzontale del pannello.
Un altro esempio di impiego dell'elemento in laterizio, che vogliamo ora descrivere con l'aiuto della fig. 8 che mostra il pannello in sezione, concerne un pannello per parete esterna a due strati di elementi 1 ed è rappresentativo per un'altra tipologia di metodi di fabbricazione, quella cioè nella quale la gettata del calcestruzzo viene eseguita con pannello in posizione verticale.
La prima operazione che si fa, in tal caso, è quella di disporre, sopra un primo strato di elementi appaiati longitudinalmente 1 disposti su un piano orizzontale con le ali 3 rivolte verso l'alto, un secondo strato di elementi 1 min con le ali 3 min rivolte verso il basso.
Mediante dei ferri di armatura 25 e 26 passanti longitudinalmente attraverso fori dello strato inferiore e dello strato superiore di elementi, si uniscono i due strati, realizzando una cosidetta staffatura incrociata. Questi ferri di armatura tengono dunque assieme i due strati di elementi in laterizio 1 e 1 min .
A questo punto, attraverso uno o più fori longitudinali passanti di cui sono provviste le basi 2 e 2 min e le ali 3 e 3 min di ciascuno degli elementi, si infilano (analogamente a quanto descritto in relazione alla fig. 7) dei ferri di armatura longitudinale 27 aventi una lunghezza pari alla somma delle altezze delle file doppie di pannelli appaiati. Dopo di ciò, in ciascuna delle cavità trasversali a forma di rombo - provenienti dalla sovrapposizione di una V con una V rovesciata - che si formano tra i due strati di elementi 1 e 1 min in corrispondenza dei lati frontali inclinati dei singoli elementi, si dispone almeno un ferro di armatura 28, 28 min trasversale rispetto ai ferri di armatura longitudinali 27 passanti attraverso i fori degli elementi 1 e 1 min .
La prossima operazione di fabbricazione consiste nel sollevare i pannelli, nel loro cassero, in posizione verticale in modo che i fori passanti attraverso gli elementi risultino essere disposti verticalmente. Qui si riempiono tutte le cavità longitudinali 29 che si formano tra i due strati di elementi 1, 1 min , nonché tutti i fori passanti disposti negli elementi 1, 1 min stessi, con calcestruzzo di densità opportuna, avendo cura di migliorare la distribuzione del calcestruzzo mediante la sua vibratura.
Anche in questo caso la parete esterna per edifici, che presenta nel caso mostrato un altissimo valore di isolazione K poiché sono stati usati elementi in laterizio isolato nella base per entrambi gli strati di elementi (ma evidentemente si è liberi di adottare elementi in laterizio isolati ad esempio solo per lo strato esterno della parete), viene intonacata su uno o su entrambi i lati e, provvista dei ferri di armatura descritti fuoriuscenti "in testa" da tutti i lati, viene portata sul cantiere e rapidamente ancorata alle strutture dell'edificio in costruzione. Anche qui vogliamo ribadire che l'elemento in laterizio inventivo permette di realizzare numerose variazioni del tipo qui descritto di pannello a doppio strato, sempre restando nell'ambito del tipo di costruzione descritto nella fig. 8.
La fig. 9 mostra, a titolo di mero esempio informativo, il modo con il quale i singoli pannelli prefabbricati, ottenuti con l'impiego dell'elemento in laterizio standardizzato secondo la presente invenzione, possono venir assiemati tra di loro a formare un angolo verticale 30 di un edificio o come un pannello da soffitto 31 può venir ancorato alle pareti verticali 32 e 33 dell'edificio. L'uomo del mestiere riconoscerà, senza necessità di altre spiegazioni, come le giunture vengano realizzate per annegamento delle armature in ferro fuoriuscenti dai singoli pannelli in calcestruzzo, previo impiego di apposite casserature. Anche qui i modi di eseguire l'intreccio dei ferri di armatura sono svariati, approfittando della grande versatilità offerta dagli elementi in laterizio per quanto concerne la disposizione delle armature in ferro.
Grazie a questa grande versatilità di impiego degli elementi in laterizio normalizzati, questi possono venir fabbricati in grandi quantità industriali e venir assemblati in stabilimenti specializzati ad alta automazione, ciò che, unito alla rapidità del lavoro di montaggio dei pannelli in cantiere, permette alla fine di ridurre drasticamente i costi di costruzione degli edifici. Le esperienze realizzate mostrano che i prezzi di costruzione della struttura grezza di un edificio abitativo possono venir ridotti fino al 40-50% circa adottando, quali elementi costruttivi, l'elemento in laterizio oggetto della presente invenzione.
Si tratta dunque di un progresso di grande valore commerciale e sociale.
Elenco degli elementi delle figure
1 Elemento in laterizio
2 Base
3 Ala
4 Ala
5 Foro nelle basi
6 Foro nell'ala 3
7 Foro nell'ala 4
8 Lato esterno dell'elemento
9 Lato esterno dell'elemento
10 Protuberanza longitudinale
11 Cavità longitudinale
12 Incastro
13 Lato frontale
14 Lato frontale
15 Zona inclinata
16 Zona inclinata
17 Cavità triangolare
18,
18 min Ferro d'armatura
19 Calcestruzzo
20 Foro esagonale
21 Ferro di armatura
22 Ferro di armatura trasversale
23 Rete di armatura
24 Strato di malta o intonaco
25 Ferri di armatura
26 Ferri di armatura
27 Ferri di armatura longitudinale
28 Ferri di armatura trasversale
29 Cavità longitudinale
30 Angolo
31 Pannello da solaio
32 Parete verticale
33 Parete verticale
The present invention relates to a brick element for the construction of modular building panels of the type of those, also called tiles, which have been used for years for the manufacture of prefabricated panels for floors and walls.
Known brick elements always have the disadvantage of allowing only limited or specific use for a specific purpose, i.e. they are not of versatile use, which considerably limits their use and therefore increases their costs, since experience teaches that only the mass production of prefabricated elements, like any other product, allows to achieve those incisive savings that make the product truly interesting.
Moreover, in the construction sector there is no real systematic research, but rather attempts are made to maintain a certain balance on the market between the different construction methods.
The present invention, on the other hand, proposes, on the basis of a systematic examination and in-depth analysis of the prefabrication systems known today, to create a new solution capable of achieving the following purposes:
- reduce construction costs
- maintain a high quality level in buildings
- standardize the materials used
- facilitate the execution of the necessary systems (electricity, water, drains, etc.)
- reduce construction times
- make the buildings as traditional as possible, using natural concepts and materials (high environmental friendliness of the buildings)
- do not impose housing typologies, but leave the client and the designer free to implement their own ideas
- bring the home accessible to all.
In other words, the present invention does not constitute a simple improvement of pre-existing concepts, but is intended to be a new construction technique which, although using known materials such as brick or clay tile - a highly qualified material from the ecological point of view - uses them in original way for what concerns the conception, realizing a rationalization pushed of the materials and the ways of manufacture.
All these purposes are achieved with a brick element having the characteristics mentioned in the characterizing part of claim 1.
Claims 2 to 9 then concern further preferred embodiments of the brick element whose advantages will be more evident from the following descriptions. Claims 10 and 11 also concern two preferential ways of using the brick element, the first for the manufacture of panels for single-layer slabs and the second for that of external walls of buildings with insulating and / or load-bearing function and constituted by two layers of brick elements.
These preferred uses of the brick element allow to realize the following further advantages:
- simplify the production of the structures in the factory through disciplined series production
- obtain a high degree of standardization of the reinforcement
- obtain maximum assembly flexibility with the possibility of creating reinforced joints even after the panels have been produced
- combine one or more construction systems in the same building
- obtain high quality constructions, as close as possible to the traditional construction type.
Experience has shown that the brick element produced in the brick factory can be assembled in the factory for the production of prefabricated panels without special equipment.
Of simple aggregation, the elements produced are assembled on site and, in a limited time of about 10 days, it is possible to build a building that, with normal construction techniques, would take up to 4 months. The inventive brick element allows, as will be better explained in the light of the examples shown, to obtain multiple construction details with well-defined static or infill functions, and in particular to create external, internal or bracing load-bearing reinforced walls, as well as slabs and ceilings of all kinds.
To obtain the necessary characteristics of static resistance, in the manufacture of panels with the inventive brick elements, naturally, a horizontal and vertical metal reinforcement integrated with concrete is used, as will be shown on the basis of the two examples of construction for floors and walls exterior.
The invention is now described in more detail with the help of some embodiments, both of the brick element and of the prefabricated panels made with similar elements, accompanied by the relative figures.
These show:
fig. 1 a brick element seen from the front, to show the section of the same,
fig. 2 the brick element of fig. 1 seen in the longitudinal direction,
fig. 3 the same view of the element of fig. 1, however with a part of the through holes filled with insulating material in order to increase the K value of the wall,
fig. 4 the head-to-head connection area of two brick elements, to show the possibility of reinforcing them in the manufacture of a panel,
fig. 5 a brick element in an axonometric representation,
fig. 6 is the axonometric representation of two brick elements placed side by side,
fig.
7 a view, in a section perpendicular to the inventive brick elements, of a panel with a layer of elements, provided as a panel for ceilings,
fig. 8 is a view, in a section perpendicular to the inventive brick elements, of a panel with two superimposed layers of brick elements provided as a panel for the external wall of a building,
fig. 9 is an axonometric view of the assembly method of the panels made with the inventive brick element, which shows the formation of the corners of the building and the joints between the walls and the ceiling of the building.
In figs. 1 and 2 show an example of an inventive brick element, seen from the front, respectively longitudinally, which allows to see the fundamental characteristics of the invention.
From fig. 1 it is evident that the section of the brick element 1 has a U-shape with a base 2 and two wings 3 and 4 which extend perpendicularly on the same side from each lateral end of the base 2.
Invention, both the base 2 and the two wings 3, 4 of the U have at least one longitudinal hole 5, 6, 7 passing along the entire length of the element 1.
In the example shown, the base 2 has 10 through holes 5-5 <IX>, while wing 3 has 4 through holes 6-6 min min min and, wing 4, 5 through holes 7-7 <IV> . The number, shape and arrangement of these holes can be chosen on the basis of various criteria, such as the static requirements of the brick element, the manufacturing problems, the need to pass the reinforcements or pipes through them ( for plant engineering), the thermal insulation of the elements etc. Within the scope of the present invention, the number, shape and arrangement of these holes 5-7 can however vary considerably according to the specific needs of the construction to be made.
However, it remains clear that all the holes 5 to 7 must pass through, and this is a matter of manufacture: the brick elements must be able to be manufactured by extruding the clay through a matrix.
Another fundamental characteristic of the inventive brick element is the presence, on the two external lateral sides 8, 9 (see fig. 3) of the element 1, comprising a base part 2 and the whole length of the wing 3, respectively 4, of a longitudinal protuberance 10, while the other side has a longitudinal cavity 11 of complementary shapes suitable for forming, when two elements are joined one to the other longitudinally - see fig. 6 - a joint 12 along the entire length of the element.
Furthermore, the two front sides 13, 14 (see fig. 2, which shows the brick element viewed longitudinally) are inclined with respect to the plane perpendicular to the longitudinal direction of the element 1 at least on a part of their surface, respectively on a part h of the height H of the element 1, in the sense of a shortening of the longitudinal extension of the wings 3, 4 with respect to the longitudinal extension of the base 2 of the element 1.
In fig. 2 it can be seen that the inclined area of each front side 13, 14 extends over a length H - h, where then h is equal to about 1/2 of H, being H the total height of the brick element 1.
The specific sense of the presence of the inclined areas 15, 16 on the front sides 13, 14 of the element 1 is clear from fig. 4, in which the zone of head-to-head conjunction of two inventive elements is represented. Thanks to the inclined walls 16 min, 15 min (fig. 4), an isosceles triangular cavity 17 faces downwards and extends over the entire width of the row of elements between the two elements 1 min and 1 min min. paired (also compare with fig. 9, where it is possible to distinguish a double formation of triangular cavities between two panels made up of double rows of brick elements).
In this cavity it is then easy to dispose of the reinforcing iron bars 18, 18 min which will serve, after filling the cavities with concrete 19 (as will be explained below), to confer the necessary stability to the panel assembled with the inventive elements 1 .
According to a preferred embodiment of the invention, the longitudinal and complementary protuberance 10 and cavity 11 with which the external sides of the element 1 are provided, have a truncated-conical shape, as shown in figs. 1, 3, 5, 6 etc. This shape is particularly ideal for the construction of a joint 12, since it does not require excessive manufacturing precision and allows to create "play-free" joints.
According to another preferred embodiment of the invention, the inclined parts 15 and 16 of the front sides 13, 14 of the element 1 extend over about half the height H of the front sides (therefore h SIMILAR H, see fig . 2).
Furthermore, the angle of inclination alpha of the front sides 13, 14 with respect to the plane of the base 2 of the element is between 45 and 75 DEG.
As regards the ideal dimensions of the inventive brick element 1, which must take into account some specific needs (manufacturing possibility especially with regard to the maximum length; height of the premises to be built, which determines the number of elements to be superimposed in a row in a wall panel; requirements related to the resistance of the materials, etc.), experience has allowed us to ascertain that the best results are obtained with elements 1 with the following dimensions:
- length I of element 1 between 50 and 100 cm, ideal length about 80-90 cm,
- width m of element 1 between 20 and 40 cm, ideal width 30 cm,
- height H of the element 1 between 10 and 20 cm, where then the ideal height is about m / 2, that is, between 10 and 20 cm, preferably equal to about 15 cm.
Panels of all types can be manufactured with these dimensions, as mentioned in the introduction as the final object of the present invention.
A further preferential feature of the inventive element is then that the thickness o of the base 2 (see fig. 3) and n of the wings 3, 4 of the element 1 is approximately equal to half the height H of the element 1: therefore the relationship is valid
o SIMILAR n SIMILAR H / 2
A further preferred feature of the inventive element is also very important, namely that which provides that the through hole (s) 5, ... 5 <IX> with which the base 2 is provided are filled with an insulating foam capable of increasing the value of thermal insulation K of the element 1. The foaming of the through holes can of course, in principle, be carried out for all the through holes of the element 1, that is, also for those of the wings 3, 4.
However, since the brick elements 1 are usually used, as elements for external wall panels, with the base 2 facing outwards (see the example of application of Fig. 8), it is sufficient to fill with insulation the holes 5 ... 5 <IX> of the bases, leaving those of wings 3, 4 free for the passage of reinforcement rods and other pipes necessary for electrical, hydraulic installations etc. building. In fig. 3 shows a brick element in which the holes of the base 2 (and, in this case, also two secondary holes of the wings 3, 4, i.e. the holes 6 min min and 7 min min min of the example of fig. 1) they have been filled with insulating material (represented in dots in fig. 3).
The inventive brick element is characterized in that it is extremely versatile in use. With the same it is in fact possible to manufacture in practice all the panel-shaped components with which it is possible to carry out almost all types of building construction, from residential buildings to public and administrative buildings, and this always obtaining a great saving of construction time (a house can be erected in a few days) and also of money.
By way of example, we now want to describe two preferred uses of the inventive brick element, which correspond to two privileged types of application, namely that for the manufacture of floor panels and that for the manufacture of external walls of the building.
Of course, these are two examples chosen from among the more usual ones, but we underline that many others are the compositions of thinkable elements corresponding to other specific construction needs.
The corner fittings between two panels of the same or different type can also be made in many ways, of which we will show a couple of them by way of example in fig. 9.
A first use of the brick element according to the invention is shown in fig. 7. This is a panel for building floors consisting of a single layer of elements placed side by side.
We want to observe here that, in the following description of examples of use of the inventive idea, for the same elements of figs. 7 to 9 the same reference numbers used in the previous figures have been used.
In fig. 7, therefore, we distinguish a row of brick elements 1 which were first paired longitudinally with the help of the longitudinal cavities 11 and protrusions 10 and thus embedded. For manufacturing, the elements 1 are arranged in several rows (usually about 3 or 4 rows), with a number of elements 1 paired per file such as to form the panel of desired dimensions, for example 10-15 paired elements, on a horizontal floor.
After this, longitudinal reinforcement rods 21 are inserted through one or more through holes with which the bases 2 and the wings 3, 4 of the elements are provided (in the figure, for example, through the hexagonal holes 20 of the wings 3, 4). having a length equal to, respectively slightly greater than, the sum of the heights of the rows of paired panels.
At this point, in each of the transverse V-shaped cavities (see fig. 4) which are formed on the back of the panel (i.e. on the side of the wings 3, 4 of the elements) in correspondence with the inclined front sides of the individual elements 1 , at least one reinforcing iron 22 is arranged transversely with respect to the reinforcing rods 21 perpendicularly arranged. The reinforcing rods 21 and 22 are then tied at their crossing points.
An electro-welded reinforcing mesh 23 is then placed on the rear side of the panel. At this point the panel is ready to carry out the concrete casting on its upper side, which will drown both the wings 2 of the brick elements and all the reinforcement rods 21, 22 and the reinforcement mesh 23. The concrete, through the V-openings that were formed frontally on each side of each brick element 1, then penetrates and fills, totally or at least partially, the through holes in the brick elements, where then this important operation due to the effects of the mechanical resistance of the panel is improved taking care to properly vibrate the concrete mass at the time of pouring and choosing a not too high value for the density of the mix, so as to allow the concrete to flood the mentioned holes.
Naturally, the concrete is inserted into the formwork which contains the panel to the desired height from the side, so as to cover the reinforcement mesh 23. Once the concrete is dried, that is after a few hours, the panel is lifted from the formwork and, as in the case shown in fig. 7, plastered on the side of the base 2 of the elements 1 with a layer of mortar 24 or any other mixture. The panel, from which the heads of the reinforcement rods (straight or folded according to the need) emerge on all four sides, which will allow anchoring to the side walls of the building, for example, is brought to the construction site and assembled on site.
It is evident that the use of the inventive element described as a one-layer ceiling panel has been cited as an example and lends itself to a great variety of modifications, always remaining in the type of work described, which is that of a panel with a layer of elements obtained by pouring the concrete in a horizontal position of the panel.
Another example of use of the brick element, which we now want to describe with the help of fig. 8 which shows the panel in section, concerns a panel for external wall with two layers of elements 1 and is representative of another type of manufacturing method, that is, in which the pouring of the concrete is carried out with the panel in a vertical position.
In this case, the first operation is to place a second layer of elements 1 min with the wings on a first layer of longitudinally paired elements 1 arranged on a horizontal plane with the wings 3 facing upwards. 3 min facing down.
By means of the reinforcing rods 25 and 26 passing longitudinally through holes of the lower layer and of the upper layer of elements, the two layers are joined, creating a so-called crossed stirrup. These reinforcing rods therefore hold together the two layers of brick elements 1 and 1 min.
At this point, through one or more longitudinal through holes with which the bases 2 and 2 min and the wings 3 and 3 min of each of the elements are provided, insert (similarly to what is described in relation to fig. 7) longitudinal reinforcement 27 having a length equal to the sum of the heights of the double rows of paired panels. After this, in each of the rhombus-shaped transversal cavities - coming from the superimposition of a V with an inverted V - which are formed between the two layers of elements 1 and 1 min at the inclined front sides of the individual elements, we arrange at least one reinforcing rod 28, 28 min transverse to the longitudinal reinforcing rods 27 passing through the holes of the elements 1 and 1 min.
The next manufacturing operation consists in lifting the panels, in their formwork, in a vertical position so that the holes passing through the elements are arranged vertically. Here all the longitudinal cavities 29 that form between the two layers of elements 1, 1 min are filled, as well as all the through holes arranged in the elements 1, 1 min themselves, with concrete of suitable density, taking care to improve the distribution of the concrete through its vibration.
Also in this case the external wall for buildings, which in the case shown has a very high insulation value K since insulated brick elements have been used in the base for both layers of elements (but obviously you are free to adopt insulated brick elements with example only for the external layer of the wall), it is plastered on one or both sides and, provided with the reinforcing rods described protruding "at the top" from all sides, it is brought to the construction site and quickly anchored to the structures of the building in construction. Here too we want to reiterate that the inventive brick element allows to make numerous variations of the type described here of a double-layer panel, always remaining within the scope of the type of construction described in fig. 8.
Fig. 9 shows, by way of mere informative example, the way in which the individual prefabricated panels, obtained with the use of the standardized brick element according to the present invention, can be assembled together to form a vertical angle 30 of a building or as a ceiling panel 31 can be anchored to the vertical walls 32 and 33 of the building. The man of the trade will recognize, without the need for other explanations, how the joints are made by drowning the iron reinforcements protruding from the individual concrete panels, after using appropriate formworks. Here too, the ways of weaving the reinforcement rods are varied, taking advantage of the great versatility offered by the brick elements as regards the arrangement of the iron reinforcements.
Thanks to this great versatility of use of the normalized brick elements, these can be manufactured in large industrial quantities and be assembled in specialized highly automated factories, which, combined with the rapidity of the assembly work of the panels on site, allows at the end of drastically reduce the construction costs of buildings. Experience has shown that the construction prices of the rough structure of a residential building can be reduced by up to 40-50% by adopting the brick element object of the present invention as construction elements.
It is therefore an advance of great commercial and social value.
List of elements of the figures
1 Brick element
2 Base
3 Wing
4 Wing
5 Hole in the bases
6 Hole in wing 3
7 Hole in wing 4
8 External side of the element
9 External side of the element
10 Longitudinal protuberance
11 Longitudinal cavity
12 Interlocking
13 Front side
14 Front side
15 Inclined area
16 Inclined area
17 Triangular cavity
18
18 min Armor iron
19 Concrete
20 Hexagonal hole
21 Armor iron
22 Transverse reinforcement iron
23 Reinforcement mesh
24 Layer of mortar or plaster
25 reinforcement rods
26 reinforcement rods
27 Longitudinal reinforcement rods
28 Cross reinforcement rods
29 Longitudinal cavity
30 Corner
31 Floor panel
32 Vertical wall
33 Vertical wall