具有集成的外墙板的半透明多层复合建筑元件的制作方法和设备

摘要

用作建筑结构等的外墙的隔热导光多层复合结构元件的制作方法，其中，该多层复合结构元件包括至少一层由可固化浇铸化合物制成的层以及至少一层由隔热材料制成的隔热层，并且导光元件穿透所有层，其中：a)在第一步骤中，该导光元件固定于由该隔热层形成的一隔热体中；b)在第二步骤中，将固定在该隔热体中的导光元件插入一由模板板形成的模板空间中；c)在第三步骤中，用可固化的浇铸化合物填充模板空间形成至少一层支持层；其中：b1)第二步骤中使用的所述模板板被用作永久模板元件，其包括具有钻孔或凹孔的模板板，其中，该导光元件的前侧至少部分容纳在该钻孔或凹孔内。

说明书

技术领域

本发明涉及具有集成的外墙板的半透明多层复合建筑元件的制作方法和设备，以及通 过该方法制作的具有集成的外墙板的半透明多层复合建筑元件。

背景技术

EP 1970179A 2公开了半透明多层复合建筑元件的制作方法和设备。本发明对该文件 的全文进行引用，从而使本申请包括了该文件的全部内容。

在前述公开文件中，半透明多层复合建筑元件是通过以下方式制作的：首先将刚性导 光棒插入一隔热体的钻孔中以使导光棒的端部从隔热板的相对的两表面伸出。

此后将以此制成的基体放入一模板中，该模板的模板空间内设有可固化的浇铸化合 物，该可固化的浇铸化合物被用作支撑面且被设计为具有机械弹性。

在下一个步骤中，将剩余的可固化浇铸化合物部分喷在隔热板的顶面上，从而形成一 在两侧均具有支撑层密封的多层复合结构。当将该在两侧均填充有支撑层的多层复合结构 从模板上取下后，则需要在下一个工艺步骤中对该多层复合结构的前后表面进行研磨从而 使两表面与固化的表面层平齐，进而使导光棒的端部暴露出来。

上述制造工艺比较复杂，原因在于需要首先将导光棒手动插入隔热体的钻孔中，并需 要用到一模板，在该模板中将两相对的表面层灌注或喷涂在该隔热体上。

此外，后续的对前后表面的研磨工艺也会大大增加制造这样的复合体的工作量。

上述制造方法的缺点不仅在于其包含过多的生产工序，还在于其并不能将一外墙板集 成在该多层复合结构中。

虽然可以通过所述钻孔将外墙板固定在表面层前方，且在该表面上锚接导光棒。但这 样作的缺点在于，将外墙板上的钻孔与固定在表面层上的各导光棒的前面对齐是很困难 的。此外，后续通过绑定等手段将外墙板与表面层连接在一起也是很困难的。

此外，由于外墙板的厚度例如是在2至5mm之间，因此该加在前面的外墙板的钻孔 不填入导光棒而仅是将其作为导光棒的前侧之前的空钻孔是不利的。首先，因光线需要进 一步通过该空钻孔并在空钻孔内发生散射，因此这会导致不期望的光损。其次，尘土和碎 屑会在空钻孔内聚集也会造成问题，此种多层外墙元件在长时间使用后，会因尘土及碎屑 的聚集而完全遮盖发光棒的发光的前侧。

发明内容

因此，本发明的目的在于提出改进的半透明多层复合建筑元件的制作方法和设备，通 过该方法和设备，可直接将至少一块外墙板集成入该多层复合结构元件中并且可将整个制 作工艺简化且具有成本效益。

本发明的技术问题是通过权利要求1中的方案所解决的。

本发明的基本特征在于，本发明中的多层复合结构元件中集成有至少一块外墙板，该 外墙板以永久模板的形式存在且一直作为该多层复合结构元件上的一块模板板，从而实现 了一物两用。

在一方面，根据本发明，第二步骤中使用的模板板被直接设计为外墙板并一直保留在 该多层复合结构元件上，即便注入或注射模具已经被移除。这样做的有益效果在于，可在 该外墙板上提供用于配合导光元件的前侧的钻孔，该导光元件的前侧填充进入该外墙板的 钻孔内，这样，就无需如现有技术那样提供会带来问题的空孔。这样的结果是，导光元件 的前侧可平齐地集成在模板板的钻孔或凹孔内，从而使得其与模板板的外表面相平齐。

将模板板设计为外墙板的优点在于，可在被设计为模板板的外墙板和整体浇铸成的表 面层或隔热层之间形成一方便的、粘合性的绑定。

为了改进该粘合性绑定，可在模板板，即后外墙板，的后侧上整体浇铸附加的锚固元 件，该锚固元件与该表面层或隔热层相配合。

为了简化描述，下面的说明都假设本发明的多层复合结构元件的对侧（可见侧和不可 见侧）都覆盖有设计为永久的模板板的外墙板。每块外墙板都以前述的方式集成在该多层 复合结构元件中。

然而，在一简化的实施例中，形成在该多层复合结构元件后侧的外墙板的材料与形成 在可见侧的外墙板的材料不同。例如，形成在后侧的外墙板可以由木基材料、廉价的塑料 材料、纸材或硬纸板构成，因此唯一重要的是，形成复合结构元件的后侧的模板板，如设 置在前侧的模板板那样，可承受流入模板空间的浇铸化合物的压力即可。

在本发明的另一改进中，当位于该多层复合结构元件后侧的浇铸化合物固化后，可将 后模板板移除。这样的结果是，基于本发明的多层复合结构元件仅在可见的一侧集成有外 墙板而在后侧则没有外墙板。

因此，本发明请求保护一种多层复合结构元件，其包括至少在可见侧包括一具有钻孔 的外墙板，并且该钻孔中容置导光棒或导光元件的导光端部。

权利要求中用到的术语“导光元件”包括所有类型的刚性导光元件，例如，是具有圆 形、三角形、椭圆形或方形截面的导光棒，或是棒形、碟形或其它任何形状的导光元件， 优选导光元件是由导光塑料材料制成的。

为了简化描述，下面的说明都是基于一种特定的导光元件即导光棒作出的，但应当知 晓，本发明并不仅局限于对该导光棒的使用。

本发明还提供了设置导光棒的多种方式，其中，在第一种实施例中，导光棒是通过一 注模成型步骤注射到一网格垫上的，该网格垫由横梁和纵梁构成，其由导光塑料材料制成。 且导光棒是垂直穿过横梁和纵梁的交叉点注塑的。

导光棒的上端向上突出于网格垫，导光棒的下端向下突出于网格垫。

然而，在一简化的实施例中，导光棒可被设计为一捆，即它们之间没有相互的固定或 绑定，但只有在它们被模压至一隔热体内期望的空间位置后才被固定。

在一第三实施例中，使用了不同的固定元件以使各导光棒保持一定的间距（在进行注 模成型前的临时举措），例如，通过纺织织物、弹性体块等，这种对导光棒的固定方式是 临时的，并且仅在导光棒固定成捆插入第一模板内并在居中区域注射隔热材料时使用。

通过这一步骤，可制成一基本处于中间位置的隔热体，该隔热体优选由隔热材料制成， 例如，聚氨酯泡沫等。导光棒一经临时固定在固化的隔热体中，就无需考虑导光棒的结构 稳定性问题了，因固化后由隔热材料制成的隔热体已经提供了导光棒的结构稳定性。

优选的是，构成包括一可固化混凝土层的表面层或支撑层的浇铸化合物的材料优选包 括自密实混凝土（SCC）。

除了这种SCC材料之外，还可以使用其它的可固化材料，例如，可浇铸且可固化的 木质混合物、塑料材料、合成矿物集合体、矿物铸造化合物、粘土、石灰石以及其它可固 化材料。

重要的是，形成表面层的浇铸化合物具有相对高的承受能力，这样才能将其集成于所 述浇铸化合物形成的一多层复合结构元件作为外墙板，例如以砖块的形式，用于建筑物中， 并且各元件间的结合是借助水泥、可固化塑料或机械链接锚件形成的。

浇铸化合物优选使用可流动的或可固化的混凝土，与可固化的隔热材料不同，其具有 较高的承载能力但隔热能力较低。

然而，本发明并不局限于这样的具有三层核心的多层复合结构元件。

在所述第一种实施例中，该核心包括紧贴可见的外墙板的一具有高机械弹性的浇铸化 合物层，与该层紧贴的由高隔热材料形成的大致居中的隔热体，以及与该隔热体紧贴的另 一具有高机械弹性的浇铸化合物层。该另一具有高机械弹性的浇铸化合物层的后侧则由另 一层外墙板或另一盖板或模板板覆盖，如上所述，可在位于后侧的浇铸化合物形成后移除 该另一模板板。

此外，本发明提供了一实施例，该实施例并不需要将该高弹性浇铸化合物直接设置在 接近可见侧的该可见外墙板的后侧，而是令该可见外墙板的后侧直接邻接并锚接在该隔热 体的前侧。

此外，可在顶部及底部设置额外具有高弹性的浇铸化合物层或隔热层，其设置方法与 前述的实施例中的设置方法相对应。

无论如何，令外墙板包括一隔热层对本发明而言是重要的，然而，如前所述，可将紧 邻可见外墙板的高弹性浇铸化合物层移除。

将隔热体的后侧的高弹性浇铸化合物层移除，从而可令后侧的作为外墙板的模板板直 接邻接该隔热体并锚接于该隔热体上也是可能的。

优选的是，使用由轻金属合金制成的金属板作为外墙板。然而，也可使用其它不同类 型的板材，例如，塑料板，或者覆膜的塑料板、金属板以及木板。

重要的是，设置在可见侧的外墙板还形成建筑物的可见侧，从而形成装饰性的外墙。

为实现此目的，可在铝板上覆盖装饰膜、印花或使用由塑料-金属复合而成的复合板。

使用本方法的有益效果在于：由于外墙板被设为一模板内的一永久的具有干净外侧 （即未来的可见侧）的模板板，且不暴露于任何的尘土，因此无需对该可见外墙板的可 见侧进行清洁。此外，由于浇铸化合物或隔热体均集成或注模成型或锚接在该可见外墙板 的后侧，因此，不会影响该外墙板的前侧。据此，无需对外墙板的可见侧进行繁复的修整， 也无需清理平齐的配合于外墙板的钻孔或凹孔内的导光棒。

本发明的内容不仅包括个单独的权利要求中的技术方案，还包括权利要求中的技术方 案的组合。

本发明的申请文件所公开的内容，包括摘要，尤其包括附图部分表现的空间设计，无 论单独而言还是组合而言，只要相对现有技术是新颖的，就均应理解为构成本发明的重要 因素。

附图说明

下面结合附图对本发明的多种实施方法进行详细说明。本发明的特征和有益效果将通 过附图和后附的具体描述得以体现。

其中：

图1为一种导光垫的立体图；

图2为图1中的导光棒旋转90度后的放大图；

图3为未按照预定的距离固定的多条导光棒的示意图；

图4为在将隔热材料注入模板空间之前制作内隔热材料的第一步工艺；

图5为图4所示的工艺中注入了隔热材料后的示意图；

图6为图5所示的工艺移除了端部的模板板后的示意图；

图7为在注入浇铸化合物前将图6所得到的结构插入一第二模板空间内且当端部的 外墙板作为模板板设置在端部的示意图；

图8为图7得到的完整的多层复合结构的示意图；

图9为图8中的复合结构的一侧视立体图；

图10为导光棒的端部配合入可见外墙板的钻孔内的示意图。

具体实施方式

如图1、2所示，导光棒1可以具有任何外形、组成并可具有任何断面，且各导光棒 是通过附加的固定元件保持它们之间的距离的。

在所示的实施例中，每个导光棒均由导光塑料材料，例如，聚碳酸酯等形成。每条导 光棒1均有一上端部2和一下端部3，且该上端部和下端部可具有任意轮廓。

根据图1、2的实施例显示，导光棒1是注射在一包括相互连接的纵梁5和横梁6的 网格垫4的交叉点上的。

所述纵梁5和横梁6也由导光塑料材料形成，受益于导光的横梁和纵梁产生的良好的 均匀的遍布网格垫4的表面的光分布性，布置在网格垫4上的导管棒1的光的分布性也很 好。导光棒还可注射在一塑料薄膜或塑料垫的上表面或下表面。

图3示出了一不同的实施例，其中，导光棒1可以具有任意的外形和断面形状——也 可以做成碟形或长方形元件，这些元件可以以捆7的形式体现，而所述捆7通过距离保持 装置（未示出）将各导光棒1之间的间距保持在一预定距离。

如图4所示，本发明的一个重要优点在于，无需使用固定装置将单独的导光棒1进行 固定以保持导光棒之间的间距。

为了在不使用固定装置的情况下将导光棒1以特定的间距进行连接，提供了一第一模 板，该第一模板包括两个相对设置的模板板8、9，而每块模板板8、9均包括多个钻孔11， 且不同模板上的钻孔相互对齐，从而使得发光棒可插入。

通过模板板8、9上的这样的钻孔11的类型和布置，可将发光棒1手动或自动插入其 中，从而形成图4中的结构。其中，导光棒1的前端2从模板空间12的一侧伸出，而后 端3从另一侧伸出。

此外，可通过分别设置在模板空间的顶面和底面盖板10将模板空间闭合。

根据图4，通过适当的填充设备将快速固化隔热材料15，例如是PUR泡沫，沿箭头 14的方向注入模板空间内。该隔热材料以图5所示的形式固化并从侧面完全包裹各导光 棒1。这样，导光棒就如图6所示出的那样以一种特别高效的方式被固定起来。

将设置在顶部和底部的模板板9、10移除后，即可得到图6所示的隔热体16，导光 棒1在该隔热体16中固定不会偏移且从各个方向被隔热材料15包裹。

这样，可将所有的导光棒1固定，且无需额外的用于保持间距的固定元件即可将图6 所制得的结构插入图7所示的另一模板中。

为了制成图7所示的模板，重要的是首先要将导光棒1的端部与模板板18、19相连 接，即令导光棒1的端部配合进入模板板18、19的钻孔23中。这样，模板板18、19就 通过导光棒1保持了一定的距离，从而无需额外的固定元件即可将模板板固定到位而形成 一稳固的模板空间。

根据本发明，提供的可能性是至少将该可见的模板板18设计为一外墙板21，从而形 成了针对该模板空间的永久模板。

进一步地，模板空间17是由设置在顶部和底部的盖板20形成的，因此该模板空间是 整体闭合的。

当通过适当的填充设备24沿箭头25的方向注入可固化浇铸化合物26的过程中，相 对较重的浇铸化合物会流入模板空间17内，而由于导光棒1的各端容置在模板板18、19 的钻孔23内而被完美固定以抵抗浇铸化合物流动产生的作用力，从而不会发生偏移或弯 曲。

在本发明的一第一实施例中，根据图7制成的该多层复合结构元件的后模板板19也 被设计为一后外墙板22。

在此，设置在可见侧的外墙板21的材料无需与设置在后侧的外墙板22的材料相对应。

在发明内容部分已经强调过，在将浇铸化合物倒入模板空间17后，就可将后模板板 19完全移除，这样，就可完全移除外墙板22了。

然而，在图8所示的简化的实施例中，可见侧的外墙板21以及后侧的外墙板22均存 在，从而形成了图8中所示的多层复合体。

在图9中，示出了所述多层复合体的一侧视图，从该图可见，快速固化浇铸化合物 26的一第一层28与该可见外墙板21，即模板板18，的后表面相连接。

该第一层28与该隔热体16的前表面形成紧密连接，并且该隔热体16后侧注入形成 有该可固化、且具有高机械弹性浇铸化合物26的一第二层29，且该第二层29的后面附 加有以永久模板板19形式存在的后外墙板22.。

如发明内容部分所已经指出的，外墙元件30不是必需包括28、16和29三层。其中， 层28可以被去除，且可见的外墙板21可直接附加于隔热体16的前面。

在一个不同的实施例中，背面层29可以被去除，且后外墙板22--如果有的话--可直接 附加于隔热体16的背面侧。

如图9所示，一个或多个光源31从后外墙板22的后侧照射，这样，光线由配合在钻 孔23中的导光棒1的前面吸收，并沿箭头32的方向沿导光板1的长轴穿过外墙元件30 传导，从而使得设置在可见外墙板21的前侧（可见侧）上的钻孔23发光，这是由于导光 棒1的端部尽可能地充分填充了钻孔23并与钻孔23保持平齐。

在实施图7所示的工艺时，为了方便导光棒的安装，可如图10所示，在每个导光棒 1的前面提供凸台部33，并令该凸台部22中心定位配合在钻孔23中。

导光棒1的该凸台部33可形成有止动沿34，借助该止动沿可令导光棒抵在外墙板21、 22的后侧。

还可将隔热层35设计为组合件或多层结构。

附图标记

1    导光棒                19    模板板

2    上端                  20    盖板

3    下端                  21    外墙板

4    网格垫                22    外墙板

5    纵梁                  23    钻孔

6    横梁                  24    填充设备

7    捆                    25    箭头

8    模板板                26    浇铸化合物

9    模板板                27    箭头

10   盖板                  28    层

11   钻孔                  29    层

12   模板空间              30    外墙元件

13   填充设备              31    光源

14   箭头                  32    箭头

15   隔热材料              33    凸台部

16   隔热体                34    止动沿

17   模板空间              35    层

18   模板板