СПОСОБ СТРОИТЕЛЬСТВА БЫСТРОВОЗВОДИМОГО ЗДАНИЯ
METHOD OF PREFABRICATED BUILDING CONSTRUCTION

Предлагаемое изобретение относится к строительству, а именно к строительству зданий из многослойных панелей, и может быть использовано в панельном домостроении.
Известен способ строительства здания из готовых панелей (заявка на изобретение RU 2012106792, E04B 1/10, опубл. 27.08.2013), в котором изготавливают типовые панели с заданными параметрами: стеновые сплошные, стеновые с дверными и оконными проемами, половые, потолочные, для крыши. Панели содержат каркас из клееного деревянного бруса, имеющий по периметру панели профиль стыка «шип-паз» и внутреннюю обшивку. Возводят коробку здания на заранее подготовленном фундаменте, при этом соединяют панели друг с другом посредством жесткого болтового соединения, заполняют полости внутри каркасных панелей теплоизоляционным материалом, предпочтительно целлюлозной ватой, и выполняют монтаж внешней обшивки панелей.
Указанный способ позволяет возводить здания в короткие сроки. Недостатком этого способа является сложность монтажа конструкции, при этом требуется большое количество ручных операций, что не позволяет существенно уменьшить сроки строительства.
Известен способ монтажа конструкций из многослойных строительных панелей (патент RU 2346125, E04H 1/02, опубл. 10.02.2009), в котором к фундаменту анкерными болтами крепят обвязочный контур из деревянных брусьев, формируют пазы на торцах стеновых панелей, устанавливают стеновые панели так, чтобы паз надевался на брус обвязочного контура, соединяют панели между собой, начиная с угла конструкции, для чего вторую угловую панель соединяют под прямым углом с первой панелью, и ведут монтаж конструкции, последовательно соединяя панели между собой. Панели скрепляют между собой верхним обвязочным брусом. Панели выполняют из пористых материалов пенополиуретана или пенополистирола, облицованных плитами из ориентированно-стружечной плиты.
Указанный способ позволяет возводить здания в короткие сроки. Недостатком этого способа является сложность монтажа конструкции, при этом требуется большое количество ручных операций, что не позволяет существенно уменьшить сроки строительства.
Известен способ строительства здания с использованием угловых панелей (патент RU 2457298, E04B 1/10, E04B 1/04, опубл. 27.02.2012), принятый за прототип, в котором изготавливают панели, в том числе и угловые. Панели выполняют из дерева, путем соединения нескольких последовательных слоев, изготовленных из дерева с чередующейся ориентацией, перпендикулярной для смежных слоев, тем самым придавая панелям желаемые механические свойства. В панелях выполняют дверные и оконные проемы. Боковые профили каждой панели содержат выступы для согласованного соединения с соседними панелями. Подготавливают горизонтальное основание и присоединяют вертикально к нему множество панелей. Установку панелей начинают с разметки положения панелей на основании, затем устанавливают крепежные приспособления в форме уголков, далее устанавливают угловые панели, а затем между ними остальные панели. Панели прикрепляют к крепежным уголкам и между собой с помощью самонарезающих винтов.
Указанный способ позволяет возводить здания в короткие сроки. Недостатком этого способа является сложность монтажа конструкции, при этом также требуется большое количество ручных операций, что не позволяет существенно уменьшить сроки строительства. Кроме того, установка плоских панелей после установки угловых панелей требует очень высокой точности разметки, и при незначительном нарушении точности может привести к возникновению щелей. При этом боковые профили панелей выполняют из деревянного бруса, который подвержен деформации от воздействия влаги, что создает предпосылки к возникновению щелей в стыках панелей.
Предлагаемое изобретение направлено на решение задачи по созданию технологий, позволяющих уменьшить сроки строительства недорогого жилья с высокими показателями теплозащиты и комфорта.
Технический результат изобретения заключается в разработке способа изготовления многослойных строительных панелей и строительства из них по принципу конструктора комфортабельного жилья со сроками строительства единичного здания не более трех дней.
Технический результат достигается тем, что формируют стеновые панели (предпочтительно с размерами 1250×2500×174±50 мм) трех типов каждую из двух унифицированных (предпочтительно с размерами 1250×2500×12 мм) ориентированно-стружечных влагостойких плит или из плит влагостойкой фанеры, производство которых освоено на многих предприятиях России и за рубежом. Пространство между плитами заполняют вспененным полиуретаном или полистиролом. Между плитами по краям прикрепляют клеем и шурупами короба, которые выполняют из пластин ориентированно-стружечных влагостойких плит или влагостойкой фанеры, которые соединяют между собой клеем и шурупами. Короба предварительно заполняют вспененным полиуретаном или полистиролом, при этом короба по коротким сторонам панелей выполняют прямоугольного сечения, к которым прикрепляют пластины, выступающие по краям на 2-3 см, а по длинным сторонам - Г-образного или прямоугольного сечения. Для первого типа панелей короба Г-образного сечения по длинным сторонам выполняют выступами согласованно, для второго типа - встречно, для третьего типа по одной стороне выполняют короб прямоугольного сечения, по другой - Г-образного сечения. Панели перекрытий (предпочтительно с размерами 1250×3750×174±50 мм) выполняют двух типов из двух унифицированных (предпочтительно с размерами 1250×3750×15 мм) ориентированно-стружечных плит или из плит влагостойкой фанеры. Пространство между двухслойными плитами заполняют вспененным полиуретаном или полистиролом. Между плитами по краям прикрепляют клеем и шурупами короба, которые выполняют из пластин ориентированно-стружечных влагостойких плит или влагостойкой фанеры, которые соединяют между собой клеем и шурупами. Короба предварительно заполняют вспененным полиуретаном, при этом короба по коротким сторонам панелей выполняют прямоугольного сечения, а по длинным сторонам - Г-образного или прямоугольного сечения. Для первого типа панелей короба Г-образного сечения по длинным сторонам выполняют выступами согласованно, для второго типа - по одной стороне выполняют короб прямоугольного сечения, по другой - Г-образного сечения. Укладывают горизонтально панели полового перекрытия на подготовленный фундамент, прикрепляют их друг к другу по Г-образным выступам и к фундаменту клеем и шурупами. Устанавливают на панели полового перекрытия вертикально стеновые панели, которые прикрепляют друг к другу по Г-образным выступам и к панелям полового перекрытия по выступающим краям клеем и шурупами. Укладывают панели потолочного перекрытия на стеновые панели, прикрепляют их друг к другу по Г-образным выступам и к стеновым панелям по выступающим краям клеем и шурупами. Устанавливают на панели потолочного перекрытия чердачные панели, на которые заподлицо укладывают продольные лаги, к которым прикрепляют панели крыши. Протягивают поверх панелей потолочного перекрытия не менее двух тросов, которые прикрепляют к фундаменту с двух сторон дома.
Для упрощения изготовления панелей пространство между плитами панелей и пластинами коробов заполняют напылением пенополиуретана или пенополистирола.
В случае выполнения фундамента на металлических винтовых сваях, для обеспечения горизонтальности всей поверхности фундамента на верхние части винтовых свай устанавливают с прокладочными шайбами металлические стаканы, к днищу которых прикрепляют металлические полосы, к которым прикрепляют деревянные брусья обвязочного контура фундамента.
В предлагаемом способе стеновые панели и панели перекрытий изготавливают полностью из унифицированных ориентированно-стружечных плит или фанеры, соединенных между собой клеем и шурупами, и пенополиуретана или пенополистирола, предпочтительно помещенного в полости панелей напылением, что создает прочное соединение плит с наполнителем и высокие показатели теплозащиты, в том числе и в стыках между панелями. Панели между собой скрепляются также клеем и шурупами, что создает прочную конструкцию здания. Установка на винтовые сваи металлических стаканов с прокладочными шайбами позволяет выровнять поверхность фундамента с высокой точностью.
Отличия от прототипа доказывают новизну заявляемого технического решения, охарактеризованного в формуле изобретения.
Новый подход позволяет изготавливать многослойные панели полностью из унифицированных ориентированно-стружечных плит, соединенных между собой клеем и шурупами, и пенополиуретана или пенополистирола, предпочтительно помещенного в полости панелей напылением, что позволяет формировать типовые панели, которые соединяют между собой по одинаковым профилям также клеем и шурупами, что позволяет реализовать принцип конструктора при строительстве здания и существенно уменьшить время строительства здания. Это подтверждает соответствие способа условию патентоспособности «промышленная применимость».
Из уровня техники неизвестны отличительные существенные признаки заявленного способа, охарактеризованные в пунктах 1-3 формулы изобретения, что подтверждает их соответствие условию патентоспособности «изобретательский уровень».
Способ поясняется чертежами, где:
на фиг.1.а показана панель из унифицированных ориентированно-стружечных плит и вспененного полиуретана с выступами, расположенными согласованно;
на фиг.1.б показана панель с выступами, расположенными встречно;
на фиг.1.в показана панель с выступом, расположенным с одной стороны;
на фиг.2.а показана стеновая наружная панель с верхней и нижней пластинами для крепления;
на фиг.2.б показана стеновая перегородочная панель с верхней и нижней пластинами для крепления;
на фиг.3 показана стеновая перегородочная панель с верхней, нижней и боковой пластинами для крепления;
на фиг.4.а показана панель с оконным проемом;
на фиг.4.б показана панель с дверным проемом;
на фиг.5 показана схема соединения панелей в конструкции жилого здания (разрез по А-А схемы на фиг.6);
на фиг.6 показана схема соединения панелей со стороны фасада здания на фиг.5 (без тамбура);
на фиг.7.а показана схема углового соединения верхнего и бокового коробов панели с выделением жирными линиями верхнего короба;
на фиг.7.б показана схема углового соединения верхнего и бокового коробов панели с выделением жирными линиями бокового короба;
на фиг.8 показана схема соединения панелей и сечение боковых коробов (разрез Б-Б на фиг.6);
на фиг.9 показана свайная опора фундамента;
на фиг.10 показан фрагмент фундамента;
На фиг.11 показан обвязочный контур 12 фундамента 7 из брусьев 19.
На фиг.1.а на панели первого типа 1 выступы 4 располагают согласованно.
На фиг.1.б на панели второго типа 2 выступы 4 располагают встречно.
На фиг.1.в на панели третьего типа 3 выступы 4 располагают с одной боковой стороны.
На фиг.2.а на панелях первого 1 и второго 2 типов закрепляют пластины 5 в верхней и нижней частях панели с выступами с одной стороны панели.
На фиг.2.б на панелях первого 1 и второго 2 типов закрепляют пластины 5 в верхней и нижней частях панели с выступами с двух сторон панели.
На фиг.3 на панелях третьего типа 3 закрепляют пластины 5 в верхней и нижней частях панели и пластины 6 с выступами с двух стороны панели.
На фиг.4.а в стеновых панелях 1, 2 выполняют оконный проем 17.
На фиг.4.б в стеновых панелях 1, 2 выполняют дверной проем 18.
На фиг.5 панели первого 1, второго 2 и третьего 3 типов соединяют по выступам 4 в стены здания и перегородки внутри здания.
На фиг.6 стеновые панели 1, 2, 3 устанавливают на панели 1 и 3 полового перекрытия, которые предварительно укладывают на подготовленный фундамент 7. На стеновые панели укладывают панели потолочного прекрытия 1, 3.
На фиг.7.а в угловом соединении коробов панели верхний короб панели 8 (выделен жирными линиями) располагают на боковом коробе 9 с заходом на часть его. Точно так же выполняют соединение в остальных углах панели.
На фиг.7.б в угловом соединении коробов панели верхний короб панели 8 располагают на боковом Г-образном коробе 9 (выделен жирными линиями) с заходом на часть его.
На фиг.8 соединяют панели 1 сдвигом друг к другу по выступам 4. Г-образный короб 9 панели формируют из пластин 10 ориентированно-стружечной плиты. Внутреннюю полость панели и короба заполняют вспененным полиуретаном 11.
На фиг.9 на верхнюю часть винтовой сваи 13 надевают металлический стакан 14. Между сваей и стаканом помещают прокладочные шайбы 15. К верхней части стакана 14 прикрепляют пластину 16, к которой прикрепляют брус фундамента.
На фиг.10 на сваи 13 устанавливают стаканы 14, к пластинам 16 которых прикрепляют брус 19 фундамента. На брусья фундамента укладывают панели полового перекрытия 1, 3.
На фиг.11 обвязочный контур 12 фундамента формируют на винтовых сваях 13 из деревянных брусьев 19.
Реализация способа.
Предварительно в цеховых условиях из унифицированных (предпочтительно 1250∗2500∗12 мм) ориентированно-стружечных плит или влагостойкой фанеры изготовляют панели трех типов 1, 2 и 3 (фиг.1.а, 1.б, 1.в)), отличающиеся расположением Г-образных выступов и наличием оконных и дверных проемов (фиг.4.а, 4.б). Панели изготовляют каждую для своего места в конструкции здания, поэтому все панели тщательно нумеруют. При изготовлении панелей сначала формируют короба прямоугольного 8 и Г-образного 9 сечения из пластин 10 ориентированно-стружечной плиты или влагостойкой фанеры (фиг.8), соединяя пластины между собой клеем и шурупами, заполняют полости в коробах вспененным полиуретаном (про клей, ресурс Интернета http://www.thermopanel-m.ru/benefits/info/glue-for-panels/). Затем формируют каркас из коробов прямоугольного сечения 8 (фиг.7.а) и Г-образного сечения (фиг.7.б, фиг.8). Прикрепляют к каркасу клеем и шурупами плиту с одной стороны и заполняют полость вспененным полиуретаном. Прикрепляют плиту с другой стороны. Заполнение можно производить как пластами пенопласта, соединяя его с плитами и коробами клеем, так и напылением вспененного полиуретана (http://www.uztk.ru/teplo_gidro_izolyuaciya/teplo_izolyaciya/teplo_izolyaciya_na pilenie/). На панелях первого 1 и второго 2 типов к верхней и нижней сторонам прикрепляют пластины 5 из ориентированно-стружечной плиты или влагостойкой фанеры, с выступом 2-3 см (фиг.2.а, 2.б), на панелях третьего типа 3 прикрепляют еще и к боковой стороне пластины 6 из ориентированно-стружечной плиты или влагостойкой фанеры, с выступами 2-3 см (фиг.3). На нескольких панелях формируют оконные 17 (фиг.4.а) и дверные проемы 18 (фиг.4.б), в которые устанавливают оконную и дверную фурнитуру (рамы, косяки, крепления и т.п.).
2
На месте строительства дома устанавливают металлические винтовые сваи 13 (фиг.9), которые тщательно выравнивают с помощью стаканов 14 и прокладочных шайб 15. К пластинам 16 стаканов 14 прикрепляют деревянные брусья 19 и формируют обвязочный контур фундамента (фиг.10, 11). На обвязочный контур фундамента 12 укладывают панели полового перекрытия 1, 3, которые прикрепляют к брусьям 19 фундамента известным способом, например с помощью уголковых креплений на шурупах. Панели полового перекрытия выполняют или унифицированного размера, т.е. для предлагаемого варианта (1250∗2500∗174±50 мм), при этом панель укладывают на фундамент, где брусья располагают так, чтобы панель опиралась на три бруса - два по концам панели и один посредине, или специального размера (1250∗3750∗174±50 мм) на фундамент на фиг.11. Многослойные панели, выполненные из двух листов ориентированно-стружечной плиты и вспененного полиуретана указанных размеров, выдерживают нагрузку более 2000 кГ/м(http://www.pirat007.ru/buildings/articles/5838).
На уложенные панели полового покрытия устанавливают на клей стеновые и перегородочные панели (1, 2 3, 17, 18), которые дополнительно прикрепляют к панелям полового перекрытия шурупами по выступам 5. Сборку целесообразно начинать с установки двух панелей (1 и 2) в углу здания или стеновой панели 1 и перпендикулярной к ней перегородочной панели 3 по стороне 6. Следующие стеновые и перегородочные панели стыкуют с закрепленными панелями по выступам 4 и закрепляют клеем и шурупами, затем закрепляют также клеем и шурупами стеновые и перегородочные панели по выступам 5 к панелям полового перекрытия.
На установленные стеновые и перегородочные панели укладывают панели потолочного перекрытия, которые могут быть изготовлены из плит специального изготовления, в данном случае с размерами (1250∗3750∗15 мм). Стеновые панели прикрепляют к панелям потолочного перекрытия клеем и шурупами по выступам 5. Протягивают поверх панелей потолочного перекрытия не менее дух тросов, которые прикрепляют к фундаменту с двух сторон дома.
На панели потолочного перекрытия могут быть установлены чердачные панели, выполненные по предлагаемой технологии, на которые могут быть уложены сендвич-панели крыши известной конструкции (с облицовкой профилированным металлическим листом с наружной стороны и металлическим листом или ориентированно-стружечной плитой с внутренней стороны. http://www.thermopanel-m.ru/benefits/info/roof-sandwich-panels/).
Все панели, как стеновые, так и перекрытий, можно предварительно в цеховых условиях облицевать с наружной и внутренней сторон соответствующими покрытиями.
После монтажа и закрепления всех панелей устанавливают окна и навешивают двери на крепежную фурнитуру, установленную предварительно в цеховых условиях. Подводят электричество и коммуникации. Устанавливают оборудование санузла и кухни. Отопление можно выполнить как водяное (котел, трубы, радиаторы), так и электрическое (теплый пол). Разводку электрических и информационных цепей можно производить как по наружным пластиковым коробам, так и по коробам, заложенным предварительно в стеновые панели.
Предлагаемый способ позволяет быстро, качественно и недорого возводить жилые здания, обладающие высокой степенью теплозащиты и комфорта. Бригада из двух-трех человек, имеющая небольшую крановую установку, соберет в режиме конструктора здание предлагаемой конструкции за 2-3 дня.