АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА ИЗ ОБЪЕМНЫХ МОДУЛЕЙ ДЛЯ ВОЗВЕДЕНИЯ ЗДАНИЙ

Полезная модель относится к строительству, в частности жилых и социально-бытовых зданий из объемных блоков заводской готовности.
Известна архитектурно-строительная система многоугольной формы, состоящая из объемных призматических модулей, силовые каркасы которых выполнены в виде трапеций, состыкованных друг с другом при компоновке здания таким образом, что одни из их оснований образуют замкнутое круговое пространство внутри здания, а другие - наружные стены (SU №524897 кл. Е04Н 1/00 1976).
Описанные конструктивные решения имеют ряд недостатков: при разработке их архитектурно-планировочных решений не используется объединение пространственных форм, дающих новое качество - силовые каркасы призматических объемных модулей при их объединении в здание не учитываются в качестве свайных ростверков, что приводит к усложнению и удорожанию конструкции фундаментов под такие дома. Использование традиционных компоновочных форм здания и сооружений, оправданных для кирпичных стен, железобетонных самонесущих панелей, бетонных блоков несет с собой многие старые недостатки: неэффективное расходование материалов, пространства здания, недогруженность элементов конструкции, наличие ненужных для жилья коридоров.
Известна также архитектурно-строительная система из объемных модулей для возведения зданий, включающая объемные модули выполненные в плане в виде четырехугольников, одни боковые стенки которых формируют внутреннее замкнутое пространство здания, а другие образуют его внешние стороны (RU №2107137, Е04Н 1/00, 1996 г.).
Известная архитектурно-строительная система из объемных модулей для возведения зданий относится преимущественно к малоэтажному строительству. Кроме того, она плохо вписывается в рельеф. Кроме того, она не имеет готовой системы пешеходных и транспортных коммуникаций, не масштабируется, не предназначена для включения в нее различных функций и не имеет возможности вертикального роста.
Задачей, на решение которой направлено предлагаемое техническое решение, является расширение функциональных возможностей устройства как на область малоэтажного, так и высотного строительства.
Достигаемым техническим результатом является то, что обеспечивается простота использования: можно в сжатые сроки разработать объемно-пространственное решение здания на основе готовых модулей; широкий спектр применения системы: от малоэтажных до высотных зданий, от жилых до производственных; масштабируемость модулей (размеры модуля, высота этажа, шаг вертикальных опор задаются, либо используются предлагаемые варианты); свободная планировка, с возможностью выбора конструктивной системы, от каркасной системы до структурных плит; высокая мобильность системы: возможно изменение плана системы, последовательный рост системы, изменение внутренней структуры; универсальность, модульность размеров; экономия территории (возможно устройство эксплуатируемых кровель с проездами автомобилей и парковками, не требующими дополнительных участков под эти цели); остекленные пассажи или открытые улицы для движения пешеходов, либо транспорта заложены в плане модуля; адаптируемость к рельефу; ориентированность на сохранение природы (эксплуатируемые кровли с растительным покровом на них, взамен уничтоженного под зданием).
Поставленная задача решается тем, что архитектурно-строительная система из объемных модулей для возведения зданий, включающая объемные модули, выполненные в плане в виде четырехугольников, одни боковые стенки которых формируют внутреннее замкнутое пространство здания, а другие образуют его внешние стороны, отличается тем, что объемному модулю придана в плане форма четырехугольника симметричного относительно большей диагонали, при этом углы, составляющие вершины через которые проходит большая диагональ, равны, соответственно 120° и 60°, а углы, составляющие вершины через которые проходит меньшая диагональ, равны 90°, причем, модули размещены с формированием в качестве планировочной фигуры кольцеобразного равностороннего шестиугольника, кроме того, внешняя стена кольцеобразного здания образована длинными стенками модулей, а внутренняя стена кольцеобразного здания, формирующая его внутренний двор, образована короткими стенками модулей, при этом, каждый модуль контактирует во внутреннем пространстве здания своей второй короткой стороной с первой короткой стороной соседнего с ним модуля, с которым они образуют сторону здания, а своей второй длинной стороной с первой длинной стороной соседнего с ним модуля, составляющего другую сторону здания, кроме того, сетка по которой размещены вертикальные опоры, поддерживающие перекрытие объемного модуля является ортогональной, в пределах его участков разделенных длинной диагональю, при этом, крайние ряды сеток этих участков параллельны стенкам модуля. Кроме того, размеры сетки, по которой размещены вертикальные опоры, поддерживающие перекрытие объемного модуля составляют 6×6 м. При этом, по меньшей мере, один из модулей содержит в своем объеме коммуникационную зону, предпочтительно, занимающую часть его объема и сформированную как пространство между стенками модуля составляющими друг с другом угол 120° и расположенной параллельно им внутренней перегородкой модуля, отделяющей функциональную зону. При этом каждый из модулей содержит в своем объеме функциональную зону.
Кроме того, кольцеобразные равносторонние шестиугольные в плане здания, образованные посредством заявленных объемных модулей, примыкают к соседним аналогичным по форме и размерам зданиям, контактируя с ними по всей длине соответствующих сторон, при этом параметры сетки по которой размещены вертикальные опоры соответствуют параметрам, использованным при формировании одного из зданий, предпочтительно, возведенного первым.
Сравнение признаков заявленного решения с признаками аналогов и прототипа свидетельствует о его соответствии критерию "новизна".
Результаты поиска показали, что заявленная полезная модель не вытекает для специалиста явным образом из известного уровня техники, поскольку из уровня техники, определенного заявителем, не выявлено влияние предусматриваемых существенными признаками заявленной полезной модели преобразований, что обеспечивает положительную реакцию на достижение технического результата - простота использования: можно в сжатые сроки разработать объемно-пространственное решение здания на основе готовых модулей; широкий спектр применения системы: от малоэтажных до высотных зданий, от жилых до производственных; масштабируемость модулей (размеры модуля, высота этажа, шаг вертикальных опор задаются, либо используются предлагаемые варианты); свободная планировка, с возможностью выбора конструктивной системы, от каркасной системы до структурных плит; высокая мобильность системы: возможно изменение плана системы, последовательный рост системы, изменение внутренней структуры; универсальность, модульность размеров; экономия территории (возможно устройство эксплуатируемых кровель с проездами автомобилей и парковками, не требующими дополнительных участков под эти цели); остекленные пассажи, атриумы или открытые улицы для движения пешеходов, либо транспорта заложены в плане модуля; адаптируемость к рельефу; ориентированность на сохранение природы (эксплуатируемые кровли с растительным покровом на них, взамен уничтоженного под зданием).
Полезная модель иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 показан общий вид модуля в плане: на фиг.2 показана сетка колонн с модульной сеткой для компоновки колонн и деление модуля на зоны; на фиг.3 показан общий вид компоновки модулей в здание кольцеобразной формы в плане; на фиг.4 показана сетка колонн для планировочной кольцеобразной фигуры с модульной сеткой для компоновки колонн; на фиг.5 показана схема отработки компоновки формы здания по планировочной сетке.
На чертежах показаны боковые стенки 1, 2 (первая и вторая короткие стороны) 3, 4 (первая и вторая длинные стороны) соответственно, большая диагональ 5, проходящая через вершины 6 и 7, вершины 8 и 9, через которые проходит меньшая диагональ 10, место расположения вертикальных опор 11, коммуникационная 12 и/или функциональная 13 зоны, внутренняя перегородка 14, здание 15 и его внешние 16 и внутренние 17 стороны.
Объемный модуль выполнен в виде четырехугольника с боковыми стенками, где 1 и 2 первая и вторая короткие стороны, 3 и 4 первая и вторая длинные стороны соответственно. Форма модуля в плане (см. фиг.1) симметрична относительно большей диагонали 5, при этом углы, составляющие вершины 6 и 7, через которые проходит большая диагональ 5 равны, соответственно 120° и 60°, а углы, составляющие вершины 8 и 9, через которые проходит меньшая диагональ 10 равны 90°. Поскольку план модуля условно разбит относительно большей диагонали 5 на две равные части - в плане образуются прямоугольные треугольники с катетами (1, 3), (2, 4) и гипотенузой - большей диагональю 5 четырехугольника. Все катеты разделены на семь и четыре частей, соответственно для длинных (2, 4) и коротких (1, 3) катетов (см. фиг.2). Точное соотношение катетов равно 1,73, используется для построения фигуры в плане. При разделении катетов на части используется округленное значение 1,75. При откладывании перпендикуляров от каждого катета из точек полученных делением катетов на семь и четыре частей образуется сетка, ортогональная в пределах его участков разделенных длинной диагональю 5. Всего по 2-м катетам (короткому и длинному) отложено одиннадцать частей, каждую из которых можно назвать модулем шага вертикальных опор (на чертежах точками показаны места расположения вертикальных опор 11). Этот параметр переменный и задается проектировщиком для достижения необходимого размера модуля четырехугольника. Таким образом, достигается масштабируемость модулей четырехугольника. Модуль шага вертикальных опор будет зависеть от необходимого шага вертикальных опор. Примеры стандартного модуля шага вертикальных опор: 6; 7,2; 8; 9 метров. Возможны другие размеры.
Модули выполнены с возможностью выделения в их объеме коммуникационной зоны 12 и/или функциональной зоны 13, первая из которых образована короткими боковыми стенками (1, 2) образующими угол 120° и расположенными параллельно им внутренними перегородками 14, отсекающими функциональную зону 13.
При объединении модулей в плане коммуникационные зоны 12 соседних модулей могут быть объединены торцами. Размеры коммуникационной зоны 12 (ширина, длина), могут быть различными и задаются проектировщиком. Однако, выделение коммуникационной зоны не обязательно.
Объемно-пространственная система из объемных модулей может быть использована для проектирования зданий многоугольной формы в плане из одинаковых объемных модулей по заданной в плане системе. В процессе сооружения зданий известным образом готовят основание сооружения.
При формировании в качестве планировочной фигуры кольцеобразного равностороннего шестиугольника (фиг.3, фиг.4) внешняя стена 16 кольцеобразного здания 15 образована первыми длинными стенками 3 модулей и вторыми длинными стенками 4, а внутренняя стена 17 кольцеобразного здания, формирующая его внутренний двор, образована первыми короткими стенками 1 модулей и вторыми короткими стенками 2, при этом, каждый модуль контактирует во внутреннем пространстве здания своей второй короткой стороной 2 с первой короткой стороной 1 соседнего с ним модуля, с которым они образуют сторону здания, а своей второй длинной стороной 4 с первой длинной стороной 3 соседнего с ним модуля, составляющего другую сторону здания 15, кроме того, сетка по которой размещены вертикальные опоры 11, поддерживающие перекрытие объемного модуля является ортогональной, в пределах его участков разделенных длинной диагональю, при этом, крайние ряды сеток этих участков параллельны стенкам модуля. Кроме того размеры сетки по которой размещены вертикальные опоры 11, поддерживающие перекрытие объемного модуля составляют 6×6 м. При этом, по меньшей мере, один из модулей содержит в своем объеме коммуникационную зону 12, предпочтительно, занимающую часть его объема и сформированную как пространство между стенками 1, 2 модуля составляющими друг с другом угол 120° и расположенной параллельно им внутренней перегородкой 14 модуля, отделяющей функциональную зону 13.
При объединении модуль шага вертикальных опор 11 каждой из сторон модуля-четырехугольника будет соответствовать модулю шага вертикальных опор любой из сторон другого модуля-четырехугольника при одинаковых размерах обоих четырехугольников.
Компоновка модулей по вертикали производится их укладыванием друг на друга. Требование - вертикальные опоры 11 вышележащих уровней (этажей) должны быть расставлены соответственно осей нижележащих уровней в целях оптимизации конструктивной системы. Однако, возможны и другие варианты.
При отработке компоновки формы здания достаточно сложной формы используют модульную сетку (см. фиг.5), представляющую из себя проекции стенок модуля на площадь застройки, при условии компоновки из модулей здания 15 (архитектурного объема) форма которого представлена кольцеобразной в плане фигурой (см. фиг.3), когда проекции внешних стенок одного архитектурного объема являются одновременно проекциями внешних стенок контактирующих с ними других архитектурных объемов. В данном случае сразу обеспечивается возможность определения потребного количества модулей.