Стеновая панель

Область техники
Полезная модель относится к области строительства, в частности к строительству многоэтажных панельных зданий. Стеновую панель используют в области панельного домостроения, в качестве внутренних стен и, если климат области расположения сооружения достаточно благоприятный, то и в качестве наружных стен.
Уровень техники
Известны разнообразные строительные решения, целью которых является упрощение строительства многоэтажных панельных зданий. В их числе интегрирование основных узлов с системами поставки услуг ЖКХ и упрощение монтажа на месте стройки.
Известно устройство - стеновая панель с установленным оконным блоком (патент RU2642745, дата публикации 25.01.2018). Эта панель состоит из пары горизонтальных поперечин, нескольких вертикальных рёбер и плиты, выполненных заодно. Рёбра и поперечины находятся с одной стороны от плиты. Между парой центральных рёбер и центральных поперечин, в оконном проёме с зазором закреплён оконный блок. В оставшихся пространствах между рёбрами и поперечинами расположен первый слой утеплителя. Второй слой утеплителя закрывает первый слой утеплителя и расположен от края до края стеновой панели. Во втором слое утеплителя сделан вырез в форме оконного проёма, расположенный на месте оконного проёма. Второй слой утеплителя около границы оконного проёма и на ней покрыт третьим слоем утеплителя с внешней стороны помещения, образуемого при строительстве с использованием данной стеновой панели. Третий слой утеплителя крепится длинным крепёжным элементом, проходящим сквозь него и второй слой утеплителя Третий слой предназначен для удержания всех трёх слоёв утеплителя в плотную к стеновой панели. Также третий слой утеплителя препятствует возникновению воздушных потоков в пространстве между оконным блоком и оконным проёмом. Пространство между оконным блоком и оконным проёмом заполняется первым утеплителем, который с внутренней и с внешней стороны от панели закрыт тонким слоем гибкой ленты, обычно предназначенной для пароизоляции.
Недостатком известного технического решения является его низкая функциональность, обусловленная отсутствием каких-либо интегрированных узлов сообщения с системами водоснабжения или электроснабжения.
Наиболее близким техническим решением (прототип) является стеновая панель со встроенными трубами отопления (http://service-teplo.ru/?page_id=793, дата обращения 24.05.2018). Она представляет собой конструкцию, состоящую из плиты, нескольких рёбер и нескольких поперечин. Все перечисленные элементы выполнены заодно. Пространство между парами соседних рёбер заполнено наполнителем. Внутри такой панели горизонтально и/или вертикально размещены трубы. Эти трубы предназначены для пропуска теплоносителя, который, в частности, передаёт тепловую энергию внутрь помещения. Известное техническое решение изготавливают в соответствии с требованиями ГОСТ 12504-2015 "Панели стеновые внутренние бетонные и железобетонные для жилых и общественных зданий. Общие технические условия".
Недостатком известного технического решения является его недостаточная надёжность, обусловленная ухудшением прочностных характеристик бетона, которая вызвана попеременным изменением температуры труб отопления, разрушением околотрубного слоя бетона и потерей связи трубы и бетона в процессе эксплуатации.
Техническим результатом предлагаемой полезной модели является повышение надёжности стеновой панели при сохранении её габаритных характеристик.
Указанный технический результат достигается за счёт того, что в стеновой панели, содержащей плиту, рёбра, две поперечины, наполнитель, канализационную трубу, трубу горячего водоснабжения, трубу холодного водоснабжения, вентиляционную трубу и электротехнический канал, причём поперечины расположены по противоположным краям плиты параллельно друг другу, одна поперечина снабжена первой поверхностью, а другая поперечина снабжена второй поверхностью, при этом первая поверхность и вторая поверхность расположены с противоположных друг другу сторон поперечин, рёбра расположены от одной поперечины до другой поперечины перпендикулярно им с образованием между ними межрёберного пространства, заполненного наполнителем, плита, поперечины и рёбра выполнены из материла, содержащего бетон, и заодно друг с другом, в одном из межрёберных пространств выполнена ниша, расположенная от уровня первой поверхности до уровня второй поверхности и вдоль ближайших к ней рёбер, в нише расположены канализационная труба, труба горячего водоснабжения, труба холодного водоснабжения, электротехнический канал проходит сквозь рёбра и наполнители перпендикулярно рёбрам, с противоположной стороны от канализационной трубы, трубы горячего водоснабжения, трубы холодного водоснабжения, вентиляционной трубы по отношению к плите.
Краткое описание чертежей
Полезная модель поясняется чертежом (фиг. 1,2), где на фиг.1 представлен общий вид устройства, а на фиг. 2 изображён вид сверху.
Раскрытие полезной модели
На чертежах обозначены: первая поверхность 1, передняя грань 2, вентиляционная труба 3, ниша 4, труба горячего водоснабжения 5, труба холодного водоснабжения 6, канализационная труба 7, контактная поверхность 8, внутренняя поверхность 9, плита 10, крепёжный элемент 11, боковая грань 12, ребро 13, электротехнический канал 14, вторая поверхность 15, сквозное отверстие 16, подрозетник 17, межрёберное пространство 18, поперечина 19, наполнитель 20.
Основными элементами устройства являются: плита 10, две поперечины 19, рёбра 13 и наполнитель 20.
Плита 10 представляет из себя элемент формы толстостенной пластины. Одна из двух наибольших граней плиты 10 названа далее внутренней поверхностью 9. Внутренняя поверхность 9 имеет форму прямоугольника 9. Плита 10 выполнена из армированного бетона.
Каждая из поперечин 19 представляет из себя параллелепипед или многогранник, форма которого имеет незначительные отличия от формы параллелепипеда. У каждой из поперечин 19 один из линейных размеров значительно больше двух других. Поперечины 19 расположены параллельно друг другу. Поперечины 19 расположены со стороны внутренней поверхности 9 плиты 10. Каждая поперечина 19 одной из своих более длинных граней примыкает к плите 10. Поперечины выполнены заодно с плитой 10, причём заподлицо с меньшими гранями плиты 10. Грань одной из поперечин 19, расположенную с противоположной от рёбер 13 стороны далее будем называть первой поверхностью 1, а грань другой поперечины 19, расположенную с противоположной от рёбер 13 стороны, будем называть второй поверхностью 15. Меньшая грань одной поперечины 19, меньшая грань другой поперечины 19, расположенные с одной их стороны, и прилежащая к ним грань плиты 10 образуют соответствующую им контактную поверхность 8 с соответствующей им стороны плиты 10. Поперечины 19 выполнены из армированного бетона.
Каждое из рёбер 13 представляет из себя в целом параллелепипед или многогранник, форма которого имеет незначительные отличия от формы параллелепипеда. У каждого из рёбер 13 один из линейных размеров значительно больше двух других. Одной из своих длинных граней рёбра 13 примыкают к внутренней поверхности 9 плиты 10. Передняя грань 2, т.е. грань, обращённая в противоположную сторону от плиты 10 (в сторону внутреннего помещения, образуемого при строительстве с использованием предлагаемого технического решения), выполнена заподлицо с поперечинами 19. Рёбра 13 расположены между поперечинами 19, перпендикулярно им и параллельно друг другу. При этом рёбра 13 размещены на некотором расстоянии друг от друга или, в частности, на одинаковом расстоянии. Рёбра 13 обращены друг к другу соответствующими боковыми гранями 12. Ближайшие к контактным поверхностям 8 рёбра 13 отстоят от контактных поверхностей 8 на некоторое расстояние, их боковые грани 12, обращённые в противоположную сторону от других рёбер 13, обращены в сторону соответствующей контактной поверхности 8. Каждое ребро 13 снабжено сквозным отверстием 16, цилиндрической (обычно кругло-цилиндрической) формы. Отверстия расположены от одной боковой грани 12 каждого ребра 13 до другой. Отверстия расположены соосно или с незначительным отклонением от такого расположения. Ось каждого отверстия ортогональна соответствующему ребру 13 или незначительно отклонена от этого положения. Рёбра 13 выполнены из бетона, в частности, армированного. Рёбра 13, поперечины 19 и плиты 10 выполнены заодно.
Наполнители 20 – конструктивные элементы, расположенные (и заполняющие это пространство полностью) каждый в соответствующем ему межрёберном пространстве 18, т.е. между парой соседних рёбер 13, соответствующей им частью поперечин 19, соответствующей им частью внутренней поверхности 9, ограниченном при этом уровнем передней грани 2 данных рёбер 13. Каждый из наполнителей 20 представляет из себя элемент, который в целом имеет форму параллелепипеда или близкую к нему. Наполнитель 20 выполнен из материала с меньшей плотностью чем у материала, из которого изготовлены рёбра 13, плита 10 и поперечины 19. В частности, он может быть выполнен из полистиролбетона.
Техническое решение снабжено нишей 4, расположенной между парой соседних рёбер 13. При этом ниша 4 выполнена вытянутой и расположена вдоль рёбер 13, в основном параллельно рёбрам 13 или может иметь незначительные отклонения от этого положения. Со стороны первой поверхности 1 нишу 4 ограничивает соответствующая часть плоскости, которой принадлежит первая поверхность 1. Со стороны второй поверхности 15 нишу 4 ограничивает соответствующая часть плоскости, которой принадлежит вторая поверхность 15.
Труба горячего водоснабжения 5 и труба холодного водоснабжения 6, каждая по отдельности представляет из себя пустотелое изделие, преимущественно постоянного кольцевого сечения и длиной, значительно превышающей его диаметр (в соответствии с определением, данным в Большой политехнической энциклопедии, https://polytechnic_dictionary.academic.ru/2814, дата обращения 11.05.2018). Конкретные размеры трубы горячего водоснабжения 5 и трубы холодного водоснабжения 6 могут быть выполнены в соответствии с пунктом 1 ГОСТ 3262-75 "Трубы стальные водогазопроводные. Технические условия".
Канализационная труба 7, аналогично, представляет из себя пустотелое изделие, преимущественно постоянного кольцевого сечения и длиной, значительно превышающей его диаметр, служащее для перемещения жидких, газообразных и реже, твёрдых тел. Конкретные размеры канализационной трубы 7 могут быть выполнены в соответствии с пунктом 4.1 ГОСТ 6942-98 "Трубы чугунные канализационные и фасонные части к ним. Технические условия", либо в соответствии с пунктом 4.1 ГОСТ 22689-2014 "Трубы и фасонные части из полиэтилена для систем внутренней канализации. Технические условия". Все трубы из указанных с концов могут быть снабжены соединительными элементами и расположены в нише 4. Трубы выполнены с возможностью их герметичного соединения по концам с аналогичными трубами других стеновых панелей, смежных с данной. Трубы расположены таким образом, чтобы обеспечивать возможность беспрепятственного или почти беспрепятственного прохождения потоков соответствующих веществ через образованную таким образом систему труб. В качестве материала труб чаще всего используют различные металлы, их сплавы, полимерные материалы, композитные материалы на основе полимеров, металлов и/или их сплавов и другие.
Для крепления труб к плите 10 использованы крепёжные элементы 11. Они представляют собой твёрдые, возможно составные тела, предназначенные для удержания труб в неподвижном положении. Одна часть крепёжного элемента 11 заделана в плиту 10. Противоположная часть охватывает трубу, прилегая к ней вплотную. Крепёжный элемент 11 ограничивает движение соответствующего, охватываемого им сечения трубы во всех направлениях. Конкретные размеры могут быть выполнены в соответствии с ГОСТ 24137-80. "Детали крепления трубопроводов. Хомуты. Конструкция и размеры". Крепёжные элементы 11 могут быть выполнены из различных металлов, их сплавов, полимеров, а также композиций металлов, их сплавов и полимеров.
Вентиляционная труба 3 представляет собой в целом призматическую или цилиндрическую оболочку. Вентиляционная труба 3 размещена между парой соседних рёбер 13. Вентиляционная труба 3 параллельна рёбрам 13, или расположена в небольшом отклонении от такого положения. Вентиляционная труба 3 расположена от первой поверхности 1 до второй поверхности 15. Вентиляционная труба 3 выполнена с возможностью её герметичного соединения по концам с соответствующими вентиляционными трубами 3 других стеновых панелей, смежных с данной. Вентиляционная труба 3 расположена таким образом, чтобы обеспечивать возможность беспрепятственного или почти беспрепятственного прохождения потоков по всей системе воздухоснабжения. Вентиляционная труба 3 может быть выполнена, например, в соответствии с пунктом 5 ГОСТ Р 54772-2011 "Трубы вентиляционные гибкие шахтные и фасонные части к ним. Общие технические требования и методы испытаний". В качестве материала трубы могут выступать различные металлы, их сплавы, полимеры, композитные материалы на основе металлов, их сплавов и полимеров, а также другие материалы.
Электротехнический канал 14 представляет собой в целом цилиндрическую (обычно кругло-цилиндрическую) оболочку, предназначенную для закладывания (протяжки) электрических проводов или кабелей. Стенка электротехнического канала 14 может быть относительно гладкой или, например, гофрированной, т.е. образованной рядом параллельных, поперечных и волнообразных складок по всей длине. Также, электротехнический канал 14 выполняет функцию защиты его содержимого от механических воздействий. Электротехнический канал 14 проходит сквозь все рёбра 13, через указанные выше сквозные отверстия 16 и через все наполнители 20. Концы электротехнического канала 14, расположены на незначительном расстоянии (по сравнению с продольным размером трубы) от наиболее удалённых друг от друга боковых граней 12. С концов электротехнический канал 14 выполнен с возможностью его соединения с аналогичными электротехническими каналами 14 смежных плит 10 и возможностью размещения проводов и кабелей во внутренней области каналов. Электротехнический канал 14 расположен перед трубой горячего водоснабжения 5, трубой холодного водоснабжения 6, канализационной трубой 7 и вентиляционной трубой 3, при взгляде со стороны передней грани 2. Электротехнический канал 14 может быть выполнен из металлов, их сплавов, полимеров, а также других материалов.
Подрозетник 17 представляет собой крепёжный элемент 11, предназначенный для размещения внутри него соответствующей части других элементов электрической сети, например, электрических розеток, выключателей. Подрозетник 17 расположен в одном из межрёберных пространств 18, со стороны передней грани 2. Он расположен по высоте на уровне электротехнического канала 14 или на незначительном удалении от этого уровня. Подрозетник 17 частично или полностью размещён внутри межрёберного пространства 18. Он расположен таким образом, чтобы было возможно осуществить соединение между элементом электрической сети, частично или полностью размещённым внутри него, и проводами, размещёнными в электротехническом канале 14, без значительного нарушения целостности близлежащего наполнителя 20. Разные части подрозетника 17 могут быть выполнены из полимеров, различных металлов, металлических сплавов, а также с совмещением указанных материалов.
Осуществление полезной модели
В случае использования указанных выше элементов и средств, полезная модель реализуется следующим образом (представленное описание объекта иллюстрирует частный случай его исполнения, возможны и иные реализации с использованием признаков данного технического решения).
Предварительно изготавливают форму для отливки монолитной конструкции, состоящей из плиты 10, поперечин 19 и рёбер 13. Форму изготавливают с учётом конфигурации плиты 10, поперечин 19 и рёбер 13, которая указана выше. Затем изготавливают форму для ниши 4, имеющую конфигурацию ниши 4, описанную выше и размещают её так, чтобы ниша 4 после заливки оказалась в указанном выше положении. В случае исполнения армированным бетоном внутри формы, на некотором расстоянии друг от друга размещают стержни арматуры. В форме размещают электротехнический канал 14 и вентиляционную трубу 3, так как это описывалось выше. Так же внутрь формы могут быть заложены и другие элементы, например, элементы для соединения данной стеновой панели (далее упоминаемой как панель) со смежными, и элементы для закрепления труб. После этого в форму заливают бетонный раствор. После застывания бетонного раствора полученную конструкцию извлекают из формы и располагают таким образом, чтобы панель была обращена передней гранью 2 в верх или в незначительном отклонении от такого положения. Здесь и далее слова верх, низ, и им подобные даны исходя из действия вектора силы тяжести.
После этого изготавливают полистирол-бетон и закладывают его в соответствующие межрёберные пространства 18. При этом перед заливкой форму для ниши 4 повторно размещают в полученной конструкции в соответствующем месте, и размещают подрозетник 17 в том положении, которое описано выше (или размещают его позднее на стадии монтажа плиты 10). После того как полистирол-бетон затвердел, вынимают форму для ниши 4 и производят монтаж трубы горячего водоснабжения 5, трубы холодного водоснабжения 6, а также канализационной трубы 7 внутри ниши 4 в соответствующем положении, которое было указано выше.
После этого панель доставляют на место монтажа и монтируют его таким образом, чтобы панель была обращена первой поверхностью 1 вверх, а передние грани 2 - внутрь помещения, образованного плитой 10. Между собой плиты 10 соединяют крепёжными элементами 11, например, при помощи их сварки, если они выполнены из стали. Концы примыкающих друг к другу труб (труб горячего водоснабжения 5, труб холодного водоснабжения 6, канализационных труб 7) соединяют при помощи сварки, если они выполнены из стали или при помощи пайки, если они выполнены из полимеров или иным способом, обеспечивающим герметичность соединения. Концы вентиляционных труб 3 двух смежных панелей могут быть соединены различными способами, например, сварным если трубы выполнены из металла. Электротехнические каналы 14 двух смежных плит 10 могут быть соединены при помощи пайки, сварки, других способов или могут быть не соединены. Места стыка плит 10 маскируют при помощи отделочных материалов, таких как штукатурка.
После этого, со стороны передней грани 2 панель покрывают отделочными материалами, например, слоем гипсокартона, слоем шпатлёвки и краской. Затем закрепляют элементы электрической сети и элементы декора.
Таким образом, выполнение электротехнического канала 14 перед трубами при взгляде со стороны передней грани 2 обеспечивает повышение уровня надёжности панели, надёжности крепления труб к ней. Это обеспечено за счёт того, что при расположении канала указанным образом трубы расположены на минимально возможном расстоянии от плиты 10. Это обеспечивает максимальное уменьшение изгибающего момента в самом опасном сечении крепёжного элемента 11. За счёт этого запас прочности крепёжного элемента 11 значительно повышается. Так же, в результате реализации данного технического решения, панель в местах заделок крепёжных элементов 11 принимает от крепёжных элементов 11 меньшую нагрузку в силу того, что плечо силы давления трубы на крепёжный элемент 11 уменьшилось и, как следствие, уменьшилась изгибающая нагрузка, передаваемая крепёжным элементом 11 на плиту 10. Кроме того, такое крепление обладает долговременной стабильностью поскольку исключена возможность разрушения околотрубного слоя в процессе эксплуатации, обусловленная ухудшением прочностных характеристик бетона из-за попеременных изменений температуры труб отопления и других, потерей связи трубы и бетона.