УНИВЕРСАЛЬНАЯ МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНАЯ ОГНЕСТОЙКАЯ СТЕНОВАЯ КОНСТРУКЦИЯ ИЗ МОНОЛИТНОГО ПОЛИСТИРОЛБЕТОНА ДЛЯ ВЫСОТНЫХ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ

Полезная модель относится к области строительства, а именно, к способу возведения наружных и внутренних огнестойких стеновых конструкций зданий и сооружений и может быть использована в высотном и малоэтажном каркасном домостроении, при строительстве зданий и сооружений иного назначения.
Универсальность стеновой конструкции определяется ее функциональным назначением - наружная или внутренняя стеновая конструкция для высотных зданий и сооружений.
Многофункциональность стеновой конструкции определяется сочетанием требований по основным параметрам и характеристикам (механическим, теплотехническим, технологическим), по огнестойкости и пожарной опасности и др., на этапах конструкторской и технологической разработки, подготовки производства, контроля качества изделий при изготовлении и приемке.
Существуют два наиболее близких аналога (прототипа) по технической сущности и достигаемому результату к заявляемой полезной модели.
Первым аналогом является: «Здание строительное» (патент РФ на полезную модель №85928 от 12.03.2009 года). Здание строительное, содержит несъемную опалубку, включающую фасадные плитки из керамогранита или тонкого полистиролбетона или фибролита, крепящиеся снаружи к несущему каркасу, изготовленного из металла или дерева, а также плиты из гипсокартона, но уже крепящихся изнутри данного здания, к этому же несущему каркасу, который при этом оказывается расположенным внутри этой несъемной опалубки, заполненную полистиролбетоном, по всей высоте стен здания.
Второй аналог - «Многослойная наружная стена с облицовкой» (патент РФ на полезную модель №97147 от 30.04.2010 года). Многослойная наружная стена с облицовкой, содержащая жесткий каркас, выполненный из вертикальных стоек и горизонтальных профилей, внутреннюю и внешнюю стенки несъемной опалубки, пространство между которыми заполнено монолитным легким бетоном, фасадные облицовочные элементы, крепежные элементы, внутренний лист несъемной опалубки прикреплен к несущим элементам здания, например, посредством направляющих и стоечных профилей.
Существуют недостатки указанных выше технических решений по различным параметрам: по огнестойкости и классу пожарной опасности, по технологическим и стоимостным параметрам.
По огнестойкости и классу пожарной опасности в указанных выше вариантах при использовании несъемной опалубки, изготовленной из листов полистиролбетона или фибролиста, не обеспечиваются требования по огнестойкости конструкции, и такая конструкция не будет соответствовать по классу пожарной опасности К0, поскольку составляющие ее компоненты имеют группу по горючести Г1 (требуется НГ), а применение внутренней несъемной опалубки из гипсокартона изначально не позволяет всей конструкции соответствовать классу К0 поскольку гипсокартон имеет показатель по группе горючести Г1 (требуется НГ). Существующие варианты не позволяют создать огнестойкую конструкцию стены для высотных объектов с параметрами, соответствующими классу пожарной опасности К0. Применяемый, как заполняющий стеновой материал - полистиролбетон также имеет группу горючести Г1, следовательно, вся конструкция такого композитного состава не может применяться в зданиях с классом по пожарной опасности К0.
По технологическим и конструктивным параметрам предлагаемый вариант композитного состава стеновой конструкции может быть использован только для строительства малоэтажного каркасного жилья. Для строительства высотных объектов огнестойкость и класс пожарной опасности используемых сырья, материалов и комплектующих изделий, входящих в состав стеновых конструкций, не соответствуют нормам и требованиям стандартов.
Технической задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является применение материалов и изготовление огнестойких стеновых конструкций для высотных зданий и сооружений, обеспечивающих требования по классу пожарной опасности К0, высокие механические и теплотехнические характеристики.
2
Техническое решение достигается за счет того, что в результате изменения стеновой конструкции и применения при ее изготовлении только негорючих материалов, а также доведение параметров заполняющего межопалубочное пространство полистиролбетона до класса пожарной опасности К0 за счет использования специальных добавок, в целом стеновая конструкция соответствует требованиям по огнестойкости и классу пожарной опасности К0, при этом имеет высокие механические и теплотехнические параметры и характеристики. Помимо этого, сокращается срок возведения наружных и внутренних стен зданий и сооружений, значительно снижаются трудоемкость и затраты, минимизируется потребность в мощном крановом оборудовании на объекте. Техническим результатом, обеспечиваемым заявляемой полезной моделью, является создание огнестойких стеновых конструкций для высотных зданий и сооружений, обеспечивающими требования по огнестойкости и соответствующие классу пожарной опасности К0, с высокими механическими, теплотехническими и технологическими параметрами и характеристиками. Указанная технология и техническое решение позволяют возводить стеновые конструкции для энергоэффективных строительных объектов с коэффициентом сопротивления теплопередачи до 8÷10 ватт час/м, что более чем в два раза превышает существующие нормативные требования.
Предлагаемый вариант применения плоских листов на основе магнезитового цемента, в качестве материала для изготовления наружной и внутренней несъемной опалубки стеновой конструкции, обеспечивает категорию огнестойкости для стен высотных зданий и сооружений с классом пожарной опасности К0, поскольку изделия из магнезитового цемента, цементно-магниевые, стекло-магнезитовые и магнезитовые листы имеют группу горючести НГ. В результате использования указанных выше технических и технологических решений, представленная композитная конструкция становится пригодной для возведения огнестойких наружных и внутренних стеновых конструкций высотных зданий и сооружений, с соответствующими требованиям нормативных документов параметрами и характеристиками по механической прочности, теплоизоляционным свойствам, огнестойкости и соответствует классу пожарной опасности К0.
При изготовлении заполняющего стеновые конструкции полистиролбетона, для обеспечения требований нормативных документов для высотных зданий и сооружений по параметрам и показателям огнестойкости и пожарной опасности, в него вводились специальные воздухововлекающие добавки (смола древесная омыленная) по всему объему полистиролбетона. В результате этого, вокруг заполняющих гранул вспененного полистирола, формируются, равномерно распределенные, мельчайшие пузырьки воздуха, которые препятствуют проникновению огня во внутреннее пространство полистиролбетона и значительно улучшают противопожарные характеристики конструкции, таким образом удается обеспечить группу НГ по горючести для заполняющего пенополистиролбетона.
Способ возведения наружных и внутренних огнестойких стеновых конструкций здания состоит в следующем: предварительно возводится каркас здания или сооружения. После возведения каркаса (выполненного из железобетона, металлоконструкций, комбинированной конструкции из железобетона и металлоконструкций) или в процессе его возведения, по наружному периметру здания на всю его высоту устанавливаются металлические стойки с выносом их за наружную плоскость из колонн и ригелей каркаса здания на 150÷200 мм и закрепляются к закладным элементам в указанном положении, любым из известных способов - электрической либо газовой сваркой, болтовым соединением, с помощью монтажных кляммеров, заклепочным соединением и др. К стойкам, в горизонтальном направлении, закрепляются металлические профили (металлоконструкции), к которым снаружи крепятся листовые панели внешней несъемной опалубки из цементно-магнезитовых цементно-магниевых листов или аналогичных, имеющих показатели НГ по группе горючести. Снаружи к листам внешней несъемной опалубки крепятся плиты из керамогранита или иные огнестойкие фасадные облицовочные изделия или производят покраску по фасадным облицовочным листам красками, не поддерживающими горение.
Таким образом по всему периметру фасада здания формируется специальная защитная оболочка, выступающая за наружную плоскость из колонн и ригелей каркаса здания и являющаяся составным несъемным элементом стеновой конструкции. Внутри здания между ригелями (перекрытиями) каркаса здания устанавливаются металлические профили, к которым крепятся листовые панели внутренней несъемной опалубки из цементно-магнезитовых, цементно-магниевых или стекло-магниевых, магнезитовых листов, имеющих категорию по негорючести НГ. Между наружной и внутренней стенами несъемной опалубки заливается монолитный полистиролбетон марки D400 (D300, D250) по ТУ 5835-062-00884306-2008 с воздухововлекающими добавками. Для получения гомогенной объемной структуры заполняющего полистиролбетона, заливку внутреннего межопалубочного пространства выполняют непрерывно, за один проход, с высотой послойной заливки не более 600 мм, для получения изотропной однородной структуры заполняющего объема, исключения фракционного расслоения и флотации полистирольных заполняющих элементов в объеме заливаемого пространства. Все металлические конструктивные и монтажные закладные элементы (профили, детали и элементы крепления) стеновой конструкции оказываются замоноличенными внутри заполняющего объема полистиролбетона и негорючей несъемной опалубки, что исключает прямое огневое воздействие на металл, поскольку металлические изделия особенно критичны к прямому продолжительному огневому воздействию (более 180 минут, с температурой более 400°С), особенно к импульсному локальному перегреву, при мощных взрывах и\или при интенсивном очаговом горении.
Указанная стеновая конструкция обеспечивает высокие механические и теплотехнические параметры и характеристики, предотвращает образование мостиков холода или секторов локального перегрева, в случае прямого огневого воздействия, особенно в зонах примыкания или минимального расстояния до несущих колонн и ригелей каркаса здания, приобретает высокие огнестойкие и противопожарные свойства и характеристики.
Полезная модель поясняется рисунками и чертежами.
Для большей наглядности, масштабные соотношения для некоторых элементов и деталей, изображенных на рисунках, соблюдены условно.
На фиг.1 изображен разрез стеновой конструкции сбоку.
На фиг.2 изображен разрез стеновой конструкции сверху.
На фиг.3 изображен угол конструкции стены, разрез сверху.
На фиг.4 изображено примыкание оконного блока к стеновой конструкции, разрез сбоку - в нижней части блока.
На фиг.5 изображено примыкание оконного блока к стеновой конструкции, разрез сбоку - в верхней части блока.
На фиг.6, 7 изображено примыкание оконного блока к стеновой конструкции, разрез сверху.
Стеновая конструкция состоит из наружного и внутреннего металлического профилированного Каркаса, несъемной опалубки из цементно-магнезитовых, цементно-магниевых, стекло-магнезитовых листов и конструктивных элементов, заполняющих стеновые проемы (окна, двери).
Металлический каркас наружной части стеновой конструкции состоит из вертикального несущего профиля ПН-1 и горизонтального несущего профиля ПН-2. Вертикальный профиль ПН-1 крепится кронштейнами КН-1 к ригелям железобетонного каркаса (каркаса из металлоконструкций и др.). Горизонтальный профиль ПН-2 крепится к профилю ПН-1 с помощью заклепки КС-1. С наружной стороны стеновой конструкции к горизонтальному профилю ПН-2 крепится несъемная опалубочная панель ОП-1 (листы СМ Л, стекло-магнезитовые листы), ЦМЛ - цементно-магнезитовые (магниевые) листы. Кронштейн КН-1 закрепляется к закладным деталям ригелей (ЗД-1). Металлический каркас внутренней части стеновой конструкции состоит из металлического профиля, который крепится к ригелям.
К несущему каркасу стеновой конструкции с помощью заклепки КС-2 крепятся цементно-магнезитовые, цементно-магниевые, стекло-магнезитовые либо другие стеновые материалы имеющие категорию горючести НГ, на чертеже указаны как ОП-1 (опалубочная панель).
При необходимости, с наружной плоскости стеновой конструкции, через стальную прокладку ПС-1 с помощью заклепки КС-2 устанавливаются кляммеры КМ-Р на которые крепятся плоские облицовочные фасадные материалы (керамогранит и др.), на чертеже указаны как ФП-1.
Внутри опалубочного пространства, до этапа его заливки заполняющим полистиролбетоном, монтируются закладные проходные каналы, выполненные из металлической или полимерной гофротрубы либо коробчатой металлической или полимерной конструкции, для последующего монтажа и разводки электрических кабелей и иных систем линейной коммуникации. Указанная технологическая операция обеспечивает хорошую ремонтопригодность инженерных сетей и систем здания в процессе его эксплуатации. Далее с помощью героторного насоса внутрь опалубочного пространства подается полистиролбетон. В результате, весь металлический несущий каркас оказывается расположенным внутри несъемной негорючей опалубки, заполненной негорючим полистиролбетоном по всей высоте стены здания.
Вынос плоскости наружной стены (составной элемент стеновой конструкции из листов несъемной опалубки) за фронтальную плоскость, образованную из конструкций несущего каркаса здания (ригеля, колонны, перекрытия) составляет 150-200 мм, что исключает образование мостиков холода или секторов локального перегрева, в случае прямого огневого воздействия, применительно для указанной стеновой конструкции.
2
В результате указанных выше изменений и дополнений в технологии изготовления стеновой конструкции и использования только негорючих комплектующих стеновых материалов и изделий, вся стеновая конструкция будет соответствать требованиям по огнестойкости и соответствовать классу пожарной опасности К0. Помимо этого, сокращается срок возведения наружных и внутренних стен зданий и сооружений, значительно снижаются трудоемкость и затраты, минимизируется потребность в мощном грузоподъемном оборудовании на объекте. Указанная технология и техническое решение позволяют возводить стеновые конструкции для энергоэффективных строительных объектов с коэффициентом сопротивления теплопередачи до 8÷10 ватт час/м, что более чем в два раза превышает существующие нормативные требования.
Для внедрения в строительной отрасли региона, улучшения и оптимизации параметров и характеристик стеновых конструкций на основе полистиролбетона, компания «СП РЕКОН» г.Томск, совместно с учеными и специалистами из НИИ СМ ТГАСУ г.Томск, разработала Технические условия «Изделия стеновые из полистиролбетона» (ТУ 5835-062-00884306-2008, код ОКП 583500, группа Ж33, введены в действие с 05.05.2008 года). Указанные ТУ разработаны в соответствии с ГОСТ Р51263-99 для приемки и сертификации уже изготавливаемых изделий, а также для дальнейшего развития и совершенствования технологии, разработки и промышленного производства энергоэффективных огнестойких стеновых конструкций из полистиролбетона. Разработан, защищен и реализуется проект комплексной застройки высотного жилого микрорайона «Мокрушинский» в г.Томске на базе каркасной технологии РЕКОН с использованием перспективных технологий и достижений в отечественной и мировой стройиндустрии. Применение энергосберегающих технологий позволит создать энергоэффективный жилой комплекс для комфортного проживания более чем тридцати тысяч человек.
На описанные выше стеновые конструкции выполнена техническая экспертиза ГБУ НО «Государственная вневедомственная экспертиза Новосибирской области» и выдано положительное заключение №54-1-2-0002-10 от 11 мая 2010 г. Также выдано положительное заключение по указанным конструкциям ОГУ «Томскгосэкспертиза» №70-1-1-4-0131-10 от 01 июля 2010 г.
ДАиГ (Департамент архитектуры и градостроительства администрации города Томска), на основании проведения собственных экспертиз, выдал разрешение на строительство по разработанной и описанной технологии (разрешение № RU 70301000-233-K/10 от 09 июля 2010 г.)
Стеновые конструкции прошли пожарные испытания с положительным результатом, на основании которых был выдан пожарный сертификат № C-RU.ПБ24.B.00757 ТО 0624883 от 18.03.2010 г.
Панели (листы) несъемной опалубки, входящие в состав описанной конструкции, имеют собственный пожарный сертификат № ССПБ.СМ.ОП046.В.00480, зарегистрирован 24 сентября 2008 г.
Стеновая конструкция с воздухововлекающей добавкой в составе заполняющего полистиролбетона прошли полный цикл квалификационных испытаний на огнестойкость и пожарную опасность. Результаты испытаний положительны. В результате испытаний по определению негорючести, полистиролбетон марки D400 Код ОКП 583500 классифицирован в соответствии с требованиями ГОСТ 30244-94 как негорючий СНГ). Уполномоченный федеральный орган по сертификации строительных материалов и изделий «СтройПОЖТЕСТ» г.Ростов-на-Дону по классу пожарной опасности, после проведения испытаний, выдал сертификат соответствия № С-RU.ПБ24.В. 00757 на стеновую конструкцию из полистиролбетона марки D400, толщиной 400 мм, в несъемной опалубке из цементно-магниевых плит, толщиной 12 мм (ТУ 5835-062-00884306-2008). Заключение по требованиям технических регламентов - соответствует классу пожарной опасности КО.