МОДУЛЬНАЯ ЯЧЕЙКА ЗДАНИЯ
MODULAR BUILDING CELL

Изобретение относится к области строительства, а именно к способам и конструкциям для быстрого возведения каркасных модульных сооружений [E04B 1/02, E04B 1/10, E04B 1/18, E04B 1/26, E04B 2/14, E04B 2/70, E04B 5/12, E04C 2/10, E04C 2/38, E04C 2/40, E04C 3/02].
Из уровня техники известен МОДУЛЬНАЯ СИСТЕМА ДЛЯ КОНСТРУКЦИИ ДЕРЕВЯННО-КАРКАСНОГО ЗДАНИЯ [US2021189719 (A1), опубл.: 24.06.2021], включающая множество деревянно-каркасных модулей прямоугольного параллелепипедного сечения, состоящих из ряда полноразмерных вертикальных стоек, соединенных попарно не менее чем двумя горизонтальными балками, при этом на по меньшей мере два модуля собираются горизонтально, ограничивая стену между указанными модулями, при этом по меньшей мере два модуля с деревянным каркасом собираются вертикально, причем среди указанных вертикальных стоек предусмотрена по меньшей мере одна стеновая стойка, при этом, по меньшей мере, упомянутые горизонтально смежные стеновые стойки модулей смещены и перекрываются, по меньшей мере, частично друг относительно друга; и стойки верхнего модуля упираются в стойки нижнего модуля прямо или косвенно через слой несжимаемого материала, такого как металлический лист, герметизирующая пленка или любой другой несжимаемый материал, за исключением горизонтальной слой древесины с волокнами.
Также известна МОДУЛЬНАЯ СТРОИТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА [FR2894265 (A1), 08.06.2007], позволяющая осуществлять каркасное строительство путем сборки на месте, отличающаяся тем, что указанная система содержит набор основных габаритных модулей, в состав которого входят - не менее двух конструктивных элементов, расположенных параллельно друг другу и на регулярной основе. интервалы, чтобы достичь ширины указанной конструкции, указанные конструктивные элементы соединены между собой, по меньшей мере, двумя уровнями, каждый из которых состоит, по меньшей мере, из двух боковых элементов, причем указанные боковые элементы сохраняют расстояние между указанными двумя конструктивные элементы, балки перекрытия, размещенные между указанными боковыми элементами каждого уровня для соединения указанных конструктивных элементов, указанные компоненты и указанные боковые элементы ограничивают пустые пространства, в которые вставлены стеновые элементы и элементы прогона крыши.
Недостатками аналогов является незаконченная конструкция модуля, не позволяющая с помощью описания применять упомянутые системы для законченного строительства объекта. Кроме того, для приведения описанных систем к законченному внешне эстетическому виду требуются значительные доработки конструкции. Также недостатком второго приведенного аналога является низкая промышленная применимость, так как согласно описанию, модульная система предполагает под собой сборку на месте строительства.
Наиболее близким по технической сущности является СПОСОБ СТРОИТЕЛЬСТВА [US3862534 (A), опубл.: 28.01.1975], который состоит из этапов:
сборка вне участка центральной модульной части жилища в виде прямоугольного параллелепипеда, имеющего пол, торцевые стены и открытые стороны, и содержащего функциональные помещения, такие как кухня, кладовые, санузел, инженерные коммуникации готового жилища, такие как сантехника , электрические, отопительные и кондиционерные установки, а также розетки для инженерных коммуникаций,
изготовление за пределами участка боковых стен, крыши, пола, колонн и балок, которые необходимы в сочетании с модульной частью для формирования полноценного жилища, сооружение на участке фундамента большего по горизонтальной площади, чем центральная модульная часть,
размещение центральной модульной части на части фундамента, т.е. возведение на других частях фундамента, отстоящих горизонтально относительно центральной модульной части, боковых стенок, изготовленных за пределами площадки,
соединение боковых стен и центральной модульной части балками,
возведение крыши, опирающейся на боковые стены, центральную модульную часть и балки,
устройство пола в пространствах между боковыми стенами и центральной модульной частью, и
ограждение стенами открытых пространств между центральной модульной частью, кровлей и боковыми стенами.
Основной технической проблемой прототипа является отсутствие универсальности, так как для строительства, определенного по количеству модулей здания, требуется индивидуальный подход в расчетах и производству отдельных элементов каркасно-балочной конструкции. Кроме того, соединение модулей по такой технологии трудоемко.
Задачей изобретения является устранение недостатка прототипа.
Технический результат изобретения заключается в обеспечении универсальности строительства и возможности создания законченной и подготовленной к эксплуатации модульной ячейки здания.
Указанный технический результат достигается за счет того, что модульная ячейка здания, содержащая каркасно-балочную и панельную конструкции, отличающаяся тем, что ячейка выполнена в виде сквозного полого строительного модуля в виде прямоугольного параллелепипеда, панельная конструкция модульной ячейки заключена внутрь каркасно-балочной конструкции, панельная конструкция образована плоскостями пола, боковых стен и потолка и выполнена из панелей из листового материала, соединенных между собой в примыкающих плоскостях боковых стен к плоскости пола и потолка замковым соединением, образуя между плоскостями в местах их соединения открытый наружный угловой стык, каркасно-балочная конструкция выполнена из отдельных каркасов основания, потолка и боковых стен, выполненных в виде прямоугольных решетчатых рам, по размеру плоскостей панельной конструкции с учетом выступающих за плоскости и образованных в местах соединения примыкающих друг к другу плоскостей угловых стыков с возможностью монтажа в указанные угловые стыки крайних поперечных балок рам каркасов основания и потолка, а к стыкам и к крайним поперечным балкам рам упомянутых каркасов крайних поперечных балок рам каркасов боковых стен, к каркасам боковых стен  и потолка снаружи смонтированы обрешетки, образованные продольными направляющими и горизонтальными перемычками, при этом наружные углы направляющих обрешеток в местах их стыка выполнены скошенными по дуге с возможностью их плавного сопряжения, к каркасу основания смонтирована подшивка основания, к обрешетке крыши смонтирован подкровельный слой, к обрешеткам стен смонтирована обшивка стен, при этом верхние и нижние торцы обшивки стен выполнены загнутыми по дуге внутрь, с возможностью монтажа и плотного прилегания к сопряженным по дуге обрешеткам стен и крыши с заходом на обрешетку крыши и подшивку основания, с открытых боковых сторон модульной ячейки смонтированы кольца, закрывающие собой пространство модульной ячейки между панелями пола, боковых стен, потолка и подшивки основания, обшивок стен, подкровельного слоя соответственно.
В частности, панели в одной плоскости соединены между собой замковым соединением.
В частности, примыкающие поверхности каркасно-балочной конструкции сопряжены между собой по дуге.
В частности, соединение панелей между собой в одной плоскости и в примыкающих плоскостях выполнено шиповым разъемным соединением.
В частности, в боковых продольных балках каркаса пола и потолка и симметрично в панелях пола и потолка выполнены пазы с возможностью монтажа в эти пазы вертикальных столбов, соединяющих каркасы пола и потолка между собой и фиксации панелей пола и потолка внутри каркасно-балочной конструкции.
В частности, ячейки решетчатых рам каркасов заполнены теплоизоляционным материалом.
В частности, открытые боковые стороны модульной ячейки закрыты перегородкой.
В частности, в стене выполнены проемы.
В частности, открытые боковые стороны модульной ячейки выполнены остекленными.
Краткое описание чертежей.
На фиг.1 показан сборочный чертеж модульной ячейки здания.
На фиг.2 показан общий вид модульной ячейки здания.
На фиг.3 показан общий вид одноэтажного здания из модульных ячеек.
На фигурах обозначено: 1 - подшивка основания, 2 - каркас основания, 3 - панели пола, 4 - панели боковых стен, 5 - панели потолка, 6 - каркас перекрытия, 7 - обрешетка крыши, 8 - подкровельный слой, 9 - столбы, 10 - кольцо внутреннее, 11 - кольцо внешнее, 12 - каркас стены, 13 - обрешетка стены, 14 - обшивки стен, 15 - декоративная рейка.
Осуществление изобретения.
Модульная ячейка здания выполнена в виде сквозного полого строительного модуля в виде прямоугольного параллелепипеда, образованного полом, потолком и двумя противоположными боковыми стенками и представляет собой панельную конструкцию, заключенную внутрь каркасно-балочной конструкции.
Примыкающие поверхности упомянутого модульной ячейки здания сопряжены между собой по дуге.
Панельная конструкция образована плоскостями пола, боковых стен и потолка, выполненные из листовых, преимущественно, древесно-стружечных материалов, например, фанеры, OSB и т.д.
Упомянутые плоскости образованы панелями пола 3, боковых стен 4, потолка 5 (см.Фиг.1) из листового материала, соединенных между собой замковым соединением, как в одной плоскости, так и в примыкающих плоскостях боковых стен к плоскости пола или потолка.
Соединение упомянутых панелей пола 3 или боковых стен 4 или потолка 5 в одной плоскости выполнено шиповым разъемным соединением, например, соединением «ласточкин хвост» или «пазловым» соединением, для чего в примыкающих панелях пола 3 или боковых стен 4 или потолка 5 на смежных друг другу сторонах выполнены соответствующие друг другу чередующиеся пазы и шипы (на фигурах не показаны).
Соединение примыкающих к друг другу панелей пола 3 и панелей боковых стен 4 или панелей боковых стен 4 и потолка 5 выполнено также шиповым соединением, для чего в примыкающих друг к другу торцами панелях, на смежных друг другу сторонах выполнены соответствующие друг другу чередующиеся пазы и шипы, при этом шипы образованы в месте соединения смежных, расположенных в одной плоскости панелей пола 3 и панелей боковых стен 4 или панелей боковых стен 4 и потолка 5 и выполнены выступающими наружу за плоскости упомянутых панелей, образуя между плоскостями в местах их соединения открытый наружный угловой стык.
Каркасно-балочная конструкция представляет собой каркасы основания 2, потолка 6 и боковых стен 12 в виде прямоугольных решетчатых рам (см.Фиг.2), состоящих из продольных и поперечных балок и выполненных по размеру панелей пола 3, потолка 5 и боковых стен 4 соответственно с учетом выступающих за плоскости соединенных между собой панелей пола 3 и панелей боковых стен 4 или панелей боковых стен 4 и потолка 5 шипов, образующих в местах соединения примыкающих друг к другу плоскостей угловых стыков. Рамы каркасов основания и потолка 6 смонтированы таким образом, что их крайние поперечные балки смонтированы в упомянутые выше угловые стыки, образованные выступающими наружу за плоскости панелей 3-5 шипами, а крайние поперечные балки рам каркасов боковых стен 12 смонтированы снизу угловых стыков к шипам и к поперечным балкам каркаса потолка 6 и сверху угловых стыков к шипам и к поперечным балкам каркаса основания 2, образуя прочную устойчивую регулярную конструкцию для дальнейшей сборки модульной ячейки.
Балки каркасов 2, 6, 12 выполнены из профильного, преимущественно, деревянного бруса.
В боковых продольных балках каркаса пола 2 и потолка 6 выполнены пазы, симметрично которым в панелях пола 3 и потолка 4 выполнены аналогичные пазы с возможностью монтажа в эти пазы вертикальных столбов 9 и соединения с помощью этих столбов 9 каркасов пола 2 и потолка 6 между собой и фиксации панелей пола 3 и потолка 4 внутри каркасно-балочной конструкции.
К каркасам боковых стен 12 и потолка 6 снаружи смонтированы, соответственно, обрешетки стен 13 и крыши 7 содержащие продольно расположенные направляющие, с выполненными в одной из их продольных граней пазами, в которые смонтированы выступающие за плоскость упомянутых направляющих горизонтальные перемычки, образуя таким образом объемную решетчатую конструкцию с открытыми торцами. Верхние наружные углы направляющих обрешеток стен 13 и наружные углы направляющих обрешетки крыши 7 выполнены скошенными по дуге к грани, в которой выполнены пазы с возможностью сопряжения при стыке упомянутых направляющих обрешеток крыши 7 и стен 13.  Каркасы 6, 12 выполнены преимущественно из доски.
Снаружи к каркасу основания 2 смонтирована подшивка основания 1, к обрешетке крыши 7 смонтирован подкровельный слой 8, к обрешеткам стен 7 смонтирована обшивки стен 14. Верхние и нижние торцы обшивки стен 14 выполнены загнутыми по дуге внутрь, с возможностью монтажа и плотного прилегания к скошенным по дуге направляющих обрешетки стены 14 и обрешетки крыши 7 с заходом на обрешетку крыши 7 и подшивку основания 1.
Подшивка основания 1 и подкровельный слой 8 выполнены из листовых древесно-стружечных материалов, например, OSB, фанеры и т.д.
Обшивка стены 13 выполнены преимущественно из фанеры.
Ячейки решетчатых рам каркасов основания 2, потолка 6 и боковых стен 12 и/или обрешеток стен 13 и крыши 7 заполнены теплоизоляционным материалом.
С боковых сторон модульной ячейки здания смонтированы внутренние кольца 10, выполненные, преимущественно из LVL-бруса закрывающие собой пространства модульной ячейки между панелями пола 3, боковых стен 4, потолка 5 и подшивки основания 1, обшивок стен 14 и подкровельного слоя 8 соответственно. Форма внутреннего кольца 10 внутри и снаружи повторяют форму модульной ячейки здания внутри и снаружи.
Поверх внутренних колец 10 смонтированы внешние кольца 11, выполненные преимущественно из фанеры 11, повторяющие очертания внутри и снаружи внутреннего кольца 10.
Поверх обшивки стен 14 смонтирована декоративная рейка.
Кроме указанных материалов, и наиболее часто используемого варианта, при котором модульная ячейка здания может быть выполнена преимущественно из деревянных материалов, таких как фанера, профилированные брусья и другие подобные, конструкция модульной ячейки может быть выполнена из любых известных материалов, имеющих требуемые проектные характеристики.
Технический результат - обеспечение универсальности строительства и возможности создания законченной и подготовленной к эксплуатации модульной ячейки здания обеспечивается:
за счет расположения элементов модульной ячейки здания, ее внутренняя поверхность формирует внутреннее пространство здания для его последующей отделки или зонирования дополнительными внутренними стенами и перегородками;
производства в условиях цеха в габаритах стандартного транспорта для доставки к месту возведения здания при использовании в модульном, в том числе многоэтажном, строительстве;
унификации производства за счет создания однотипных панелей, балок и т.д., которые могут производиться в качестве комплектов для последующей доставки и сборки;
установки или сборки на фундаменте или основании любого типа;
варьировании количества модульных ячеек при строительстве здания по желанию покупателя;
широким возможностям использования модульной ячейки как для временного, так и постоянного проживания, в качестве личного загородного дома, для оборудования туристических лагерей и баз отдыха, для оборудования мест проживания вблизи производства, для организации офиса, для организации выставочного или презентационного стенда и любых других нужд.
В одной модульной ячейке здания могут размещаться санитарное оборудование (душ, туалет), кухонная зона, жилая зона и т.д. с учетом зонирования. Открытые боковые стороны модульной ячейки здания могут зашиваться наглухо стеной, при этом в упомянутой стене также могут быть выполнены дверные и/или оконные проемы. Кроме того, упомянутые боковые стороны ячейки могут быть полностью или частично остекленными.