Модуль кинетического фасада

Область техники
Полезная модель относится к области промышленного и гражданского строительства, а именно к конструкциям для облицовки фасадов зданий и сооружений.
Уровень техники
Из уровня техники известен модуль кинетического фасада, состоящий по меньшей мере из одной моторизированной ячейки которая выполнена с возможностью изменения своей конфигурации (см. патент Кореи KR 101402661 В1, опубликованный 06.03.2014 МПК B25J 11/00) данный фасад обладает высокой эстетической привлекательностью, однако достаточно сложен конструктивно и может быть легко поврежден при воздействии внешних сил.
Также из уровня техники известен модуль кинетического фасада, представляющий собой пластину (панель), снабженную подвижными элементами для создания необходимой геометрии фасада (см. заявку на патент Республики Корея KR 1020160012345 А, 03.02.2016 опубликованную 03.02.2016 МПК Е06В 3/92), однако данный модуль также не обладает достаточными прочностными характеристиками своего крепления.
Наиболее близким аналогом предложенного решения является модуль фасадной системы, представляющий собой плоскую панель, установленную на крепежных элементах, и позволяющий снижать негативное воздействие внешней среды (см. заявку полезную модель Германии DE 202013104418 U1 опубликованной 05.12.2013 МПК Е04В 2/88). Недостатком предложенного решения является его конструктивная сложность, ведущая к снижению прочностных характеристик.
Задачей настоящей полезной модели является создания модуля кинетического фасада, обладающего высокими эстетическими свойствами без снижения его характеристик надежности.
Технический результат
Техническим результатом, достигаемым при решении поставленной задачи, является повышение надежности крепления отдельных элементов фасада.
Сущность полезной модели
Для достижения указанного технического результата был разработан модуль кинетического фасада, представляющий собой плоскую пластину, в верхней части которой выполнены по крайне мере два крепежных отверстия, для закрепления на соответствующих крепежных элементах, установленных на фасаде, причем данные отверстия выполнены таким образом, чтобы обеспечивать возможность отклонение пластины от вертикали при внешнем воздействии на пластину. При этом модуль может быть выполнен из металла, кроме того пластина модуля может быть перфорированной. Толщина пластины не должна превышать 3 мм. Пластина может иметь форму прямоугольника или квадрата. Кроме того, пластина может иметь форму любого многоугольника, в том числе и правильного. Угол отклонения пластины от вертикали находится в пределах 5-30 градусов.
Краткое описание чертежей
Фиг. 1 - Схема крепежа модуля кинетического фасада; Фиг. 2 - Чертеж фрагмента кинетического фасада; Фиг. 3 - Чертеж модульного элемента кинетического фасада; Фиг. 4 - Сечение с указанием перемещения модульного элемента кинетического фасада под воздействием силы ветра.
Осуществление полезной модели
Модуль кинетического фасада, представляющий собой плоскую пластину, в верхней части которой выполнены по крайне мере два крепежных отверстия, для закрепления на соответствующих крепежных элементах, установленных на фасаде, причем данные отверстия выполнены таким образом, чтобы обеспечивать возможность отклонение пластины от вертикали при внешнем воздействии на пластину. Технический результат достигается за счет того, что при возникновении внешнего воздействия, например, ветрового или ударного на один из элементов фасада он отклоняется от вертикали тем самым снижая силу возникшего воздействия на элементы крепления модуля к фасаду. Что в свою очередь снижает вероятность его повреждения или разрушения и позволяет сохранить отдельный элемент фасада закрепленным на ограждаемой поверхности. После прекращения воздействия элемент возвращается в исходное положение за счет силы тяжести.
Пластина каждого модуля кинетического фасада выполнена, например, трапецеидальной формы, при этом в случае необходимости форма пластины может представлять собой любой многоугольник, в том числе и неправильный и определяться в зависимости от конструктивных особенностей ограждаемого сооружения, а также в зависимости от необходимого эстетического эффекта. Пластину модуля изготавливают из перфорированного или цельного листа алюминия или иных металлов. Материал модуля выбирают в процессе конструкторских работ в зависимости от требований, предъявляемых к собранному фасаду, климатических условий и т.д. Размеры пластины модуля варьируются в зависимости от формы и типа материала, при этом габариты пластины по каждой стороне 100-250 мм и толщина 1.0 до 3.0 мм. Каждый модуль устанавливают на расстоянии 50-200 мм. от вертикальной поверхности сооружения, на двух кронштейнах цилиндрической формы каждый из которых в диаметре 5-20 мм., на расстоянии 10-500 мм. между смежными элементами. Данные диапазоны значений были получены в результате натурных испытаний модулей и обеспечивают наилучшее достижение технического результата.
В верхней части пластины выполнены два крепежных отверстия. Возможность отклонения единичного элемента фасада реализована любым из известных специалисту способов, например, путем выполнения крепежных отверстий модуля диаметром большим чем диаметр кронштейнов, на которых установлен элемент или, например, за счет того, что внутренние грани отверстий модуля выполнены с фасками позволяющие элементу отклоняться на угол 5-30 градусов от вертикали. Количество крепежных отверстий, а также предельные значения углов отклонения были получены в результате натурных испытаний и обеспечивают наибольшую надежность закрепления отдельного модуля.
Процесс установки кинетического фасада начинается с фиксации стальных стержней кронштейнов к основанию на болтовое или сварное соединение, с последующей фиксацией кожуха на стержне, установкой изолирующих вкладок между с стальным стержнем и модульным элементом кинетического фасада, и с последующей установкой фиксирующих элементов с резьбовым соединением на концы кронштейнов.
Кронштейны для установки модульного элемента представляют собой стальные стержни длинной 50-200 мм, которые помещены в кожухи из пластика или других неметаллических материалов, например, дерево для снижения акустических эффектов возникающих в процессе эксплуатации фасада, и закреплены к основанию посредством жесткого соединения
Кинетический фасад состоит из отдельных модулей, каждый из которых закреплен не зависимо от остальных на вертикальной поверхности, с образованием вертикальных и/или горизонтальных рядов, причем смежные модули расположены таким образом, чтобы соседние элементы не соприкасались между собой как в горизонтальных рядах, так и в вертикальных рядах. В процессе эксплуатации фасада при возникновении внешнего воздействия, на один из элементов последний отклоняется от вертикального положения, тем самым компенсируя силу возникшего воздействия на элементы крепления. После того ка воздействие прекращается элемент возвращается в исходное положение под действием силы тяжести.
Помимо решения основной задачи - создания элемента кинетического фасада обладающего высокой надежностью закрепления на фасаде решается дополнительная задача - создание неповторимого динамического визуального образа фасада и повышения урбанистического значения градостроительной ткани, где размещается объект строительства, а также сопутствующего повышения коммерческой привлекательности объекта для посетителей, покупателей и арендаторов, также возможна оптимизация и стоимости реализации объекта посредством использования фасадов из заявленных модулей, при сохранении качественной эстетики здания.