НАБОРНЫЙ КАРНИЗ ФАСАДА ЗДАНИЯ
COMBINED CORNICE OF BUILDING FACE

Техническое решение относится к наружным стеновым строительным конструкциям, а именно к внешнему наборному (сборному) карнизу фасада здания.
Для целей настоящей заявки под карнизом понимается выступающий продольный элемент, предназначенный для внешней отделки зданий.
Рельефная отделка фасадов зданий с применением легких накладных архитектурных деталей стала одним из наиболее эффективных способов повышения архитектурно-художественной выразительности зданий («Рекомендации по рельефной отделке крупнопанельных наружных стен жилых домов массовых серий с применением легких накладных элементов адресного изготовления», Правительство Москвы, Москомархитектура, 2001). Легкие накладные архитектурные детали позволяют индивидуализировать облик вновь возводимых и реконструируемых зданий, сделать более выразительным общее объемно-пространственное решение, исключить монотонность и однообразие жилой застройки. Легкие накладные архитектурные детали могут применяться для устройства карнизов и поясков на фасадах жилых зданий.
В настоящее время накладные архитектурные детали выполняются из стеклофибробетона, фибробетона, пенопласта, вспененного полистирола, пеноизола, пенополиуретана.
Стеклофибробетон и фибробетон по технологии схожи. Их отливают в формы для получения нужной конфигурации. В такой технологии производства имеются недостатки: большая масса изделий, высокая стоимость готовых изделий, обязательное наличие закладных деталей для крепления непосредственно к фасаду. В силу того, что изделия имеют высокий удельный вес (один фрагмент может достигать 60-70 кг/шт.), а карниз находится и на самых высоких уровнях здания, то весьма затруднителен и нетехнологичен сам процесс монтажа. Представляет значительное затруднение выравнивание в линию таких элементов, поскольку они не могут из-за значительного веса иметь большую длину. Установка таких элементов требует обязательного сопровождения операцией по заполнению стыков между изделиями, и эту работу необходимо выполнять на значительной высоте, иногда до 75 метров. А так как основой смеси, которой заполняют швы карниза, является цемент, то при отрицательных температурах снаружи здания возможность работы с цементом и любым иным смесительным раствором на основе воды значительно снижена, а иногда и просто невозможна. И после того как бетонный карниз смонтирован, каждая деталь карниза под действием собственного веса, ветровых нагрузок, естественной усадки здания может иметь небольшие смещения, которые в свою очередь могут приводить к выпадению швов и потере внешнего вида. Возникает необходимость ремонта локальных участков карниза с последующей окраской мест стыков или всей ремонтируемой детали. А после зимнего, осеннего периода, дополнительного воздействия в виде дождя, снега, льда, механического воздействия при очищении карниза ото льда локальный ремонт необходимо выполнять ежегодно. Дополнительную сложность представляет собой защита и замена закладных деталей, которые, как правило, выполняются из углеродистой или низкоуглеродистой стали, имеют низкую коррозионную сопротивляемость; даже в случаях использования оцинкованной стали с толщиной покрытия до 20 мкм долговечность такого покрытия в условиях городской среды составляет 2-3 года. Для надежного закрепления элементов необходим каркас, выполненный из черного металла и имеющий высокую несущую способность. Такой металлокаркас сваривается прямо по месту установки, что весьма затруднительно, и требует дополнительно план сварочных работ на высоте. После завершения сварочных работ необходимо произвести окрашивание конструкций для коррозионной защиты.
Изложенными недостатками обладает, в частности, техническое решение по авторскому свидетельству СССР №100918 (автор - М.Е. Липницкий), в котором карниз здания выполняется из железобетонных блоков.
Изделия из пенопласта и вспененного полистирола легки, но имеют свои недостатки, основной из которых - это горючесть данных материалов с выделением большого количества токсичных веществ, а также повышенное дымообразование при пожарах. Согласно Федеральному закону №123 «Технический регламент о правилах пожарной безопасности» применение подобных материалов на высотных зданиях требует дополнительных компенсирующих мероприятий. К тому же полистирол и вспененный полистирол при повреждении внешнего защитно-декоративного слоя под воздействием ультрафиолетовых лучей имеет весьма низкую долговечность.
Наиболее близким техническим решением, по сравнению с предлагаемым, является описанное в изобретении по патенту 2519029 RU и представляющее собой карниз крыши здания, содержащий выступающую за его кромку протяженную полосу из упругой стали, выполненную с возможностью задержания на своей поверхности наледи и снега, отличающийся тем, что полоса выполнена изогнутой по многоволновой синусоидальной кривой с помощью механизма создания предварительного продольного сжимающего натяга критической силой высшего порядка, соответствующей одной из высших форм релейной потери устойчивости полосы со сменой направлений выпуклости и вогнутости всех ее полуволн при действии на одну из полуволн заданной поперечной силы, при этом один конец полосы прикреплен к карнизу шарнирно с помощью консольно закрепленной на торце карниза в одной с ним плоскости оси, механизм создания предварительного натяга представляет собой также консольно закрепленную на торце карниза стойку с регулировочными винтами и фиксаторами, введенными в силовой скользящий контакт с другим концом полосы, а нижние поверхности двух соседних полуволн изогнутой полосы соединены с гибким шнурами, свободно свисающими вдоль стены здания до зоны их досягаемости с земли или с одного из балконов здания.
Указанный карниз по патенту 2519029 RU является строго утилитарным (имеет иное назначение), плоскостным, не предназначен для декоративного оформления, выполнен подвижным для сбрасывания снега и наледи, требует регулировки его натяжения для соответствия параметрам упругости, изготавливается из стали, состоит (не считая крепежа) из единого продольного элемента - одной полосы и не предназначен для соединения с другими плоскостными элементами карниза (планками, направляющими и т.п.).
Задача, на решение которой направлено заявленное техническое решение, заключается в расширении арсенала технических средств в данной области, а также повышении технико-экономических характеристик накладных архитектурных конструкций, используемых при оформлении фасадов зданий.
Данная задача достигается за счет того, что предлагаемый к патентованию наборный карниз состоит из нескольких (двух и более) выполненных из алюминиевого сплава продольных деталей, каждая из которых способна к скреплению (соединению) с другой деталью продольными краями в произвольном порядке.
Возможное исполнение карниза таково, что каждая из названных продольных деталей содержит хотя бы одну часть унифицированного крепления (замка, замкового крепления), позволяющую осуществить присоединение к другой детали, при этом унифицированное специальное крепление (замок) состоит из двух частей и выполнено так, что один продольный край детали (первая часть) представляет собой выпуск («язычок», выступ) серпообразной формы (в сечении), а другой край представляет собой ответную часть в виде желобообразной полости (выемки, паза, углубления) серпообразной формы в сечении, при этом указанный выпуск («язычок») способен к упругому закреплению в вышеуказанной полости.
Для наилучшего зацепления желательно выполнять и выступ (выпуск), и паз (ответную часть) изогнутой (серпообразной) в сечении формы.
Под замковым креплением (замковым соединением) для целей настоящей заявки понимается крепление, части которого входят между собой в зацепление и удерживаются от расцепления (выскальзывания) механическими силами, в том числе силой трения.
Оптимальным является такое выполнение карниза, когда каждая из его продольных деталей содержит на каждом своем продольном краю часть унифицированного крепления (замка), позволяющую осуществить присоединение к другой детали. При этом возможны любые конфигурации таких частей в пределах одной детали, например, возможно, что на одной продольной детали обе части являются частями одного типа и представляют собой полость, а на другой обе части являются частями одного типа и представляют собой язычок. Возможно также, что один край одной детали содержит расположенные под разными углами две части унифицированного крепления (замка).
Разумеется, в составе одного изделия в сборе (одного наборного карниза), содержащего не менее двух продольных деталей, должны находиться детали с обоими видами частей унифицированного крепления (скрепления, замка), иначе замок не возникнет как таковой.
Возможным выполнением замка является такое, при котором продольный край детали имеет утолщение (относительно сечения детали), в котором выполняется паз продольного края детали, или из которого выходит выступ. Таким образом, содержащие паз или выступ края детали карниза могут быть изготовлены с утолщением относительно общего сечения (общей толщины) детали (применимо по меньшей мере к одной продольной детали карниза).
Возможным выполнением паза является такое, при котором паз в месте входа выступа (и, соответственно, месте примыкания к основе выступа) имеет ровное плоское окончание (плоский продольный край детали). Таким образом, край паза по меньшей мере одной продольной детали карниза выполняется плоским в месте примыкания к другой детали (применимо по меньшей мере к одной продольной детали карниза).
Для целей выбора материала для изделия наиболее удачным исполнением является такое, при котором детали карниза изготовлены методом экструзии.
Для целей выбора материала для изделия наиболее удачным исполнением является такое, при котором детали карниза изготовлены из алюминиевых сплавов А6060, А6063, АД31Т1, или их аналогов (применимо по меньшей мере к одной продольной детали карниза).
Возможным выбором материала для изделия могут также стать и алюминиевые сплавы АД31Т, АД31Т1 по ГОСТ 22233-2001 «Профили прессованные из алюминиевых сплавов для светопрозрачных ограждающих конструкций. Технические условия» или их аналоги (применимо по меньшей мере к одной продольной детали карниза).
Каждая деталь может быть окрашена порошковой краской в электростатическом поле для получения заданного цвета, или анодирована (применимо по меньшей мере к одной продольной детали карниза).
Под анодированием деталей для целей настоящей заявки понимается анодное оксидирование (анодное окисление), то есть процесс создания оксидной пленки на поверхности деталей путем их анодной поляризации в проводящей среде.
Для целей настоящей заявки под алюминиевым сплавом А6060 (он же: «EN 573-1: EN AW-6060»; стандарт США ANSI Н35.1: 6060; классификация Американской Алюминиевой Ассоциации АА6060, классификация UNS А96060), а также под алюминиевым сплавом А6063 (он же «EN 573-1: EN AW-6063», стандарт США ANSI Н35.1: 6063; классификация Американской Алюминиевой Ассоциации: АА 6063; классификация UNS А96063) понимаются сплавы, основу которых составляет алюминий (с допуском незначительных примесей) при следующем содержании дополнительных элементов:
Наиболее удачным выполнением является такое, при котором предназначенные для зацепления паз и выступ расположены непрерывно вдоль всего края продольной детали наборного карниза. Тем не менее, выполнение пазов и/или выступов только на какой-либо части продольного края (то есть прерывисто) также возможно. Особенно такое исполнение удачно для выполнения выступов, что влечет экономию материала.
Предлагаемый в настоящем описании наборный карниз может дополнительно снабжаться отливом (отдельной верхней плоской деталью), а может иметь в своем составе продольную деталь такого профиля, при котором отлив будет являться неразрывной частью такой продольной детали.
Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков, является создание наборного фасадного карниза, характеризующегося высокой коррозионной стойкостью, легкостью (по сравнению со сталью и бетоном), пожаробезопасностью, долговечностью, наличием унифицированного скрепления деталей карниза, позволяющего соединять детали карниза в произвольном порядке, что позволяет изменять конфигурацию карниза в зависимости от архитектуры здания (изменение конфигурации карниза без потери его свойств).
Благодаря предлагаемому решению расширяется вариативность получения разных форм наборного карниза, и в случае необходимости возможно установление иной продольной детали для получения карниза иной заданной конфигурации.
2
2
Вес предлагаемого наборного карниза может колебаться от 8 до 12 кг за погонный метр (4-8 кг/м) при площади развертки до 1,5 м.
Долговечность предложенных деталей без дополнительной защиты составляет более 50 лет в условиях городской среды, окрашивание увеличивает долговечность до 100 лет.
Устройство наборного карниза поясняется на чертежах.
На фигуре 1 изображен частный случай карниза в сборе (вид на срезе, т.е. вид сечения). Представленный карниз состоит из четырех деталей 1, 2, 3, 4. Каждая изображенная деталь имеет по две унифицированные части замка (крепления). Карниз имеет сверху отлив 9 в виде отдельной детали и закреплен на декоративной фасадной панели 11 стены 10.
На фигуре 2 изображены две соединенные детали карниза (вид сечения) разного профиля, каждая имеет на каждом своем продольном краю часть унифицированного крепления (замка), позволяющую осуществить присоединение к другой детали, а именно одну полость 6 и один выпуск (выступ, «язычок») 5.
На фигуре 3 изображен частный случай выполнения продольной детали карниза (вид сечения), которая имеет на обоих своих продольных краях только ответную часть унифицированного крепления (замка), то есть полость (углубление).
На фигуре 4 (вид сечения) изображен частный случай выполнения одного продольного края детали карниза с утолщением (относительно сечения детали) 7, в котором расположены две части унифицированного крепления (замка), а именно две полости 6 серпообразной формы (в сечении) с окончанием в виде плоского края 8.
Сборка и установка карниза осуществляется следующим образом. Детали карниза, крепежные детали и, если требуется, отлив поставляются к месту установки в разобранном виде. Продольные детали карниза и иные элементы с помощью подъемных механизмов доставляются к месту крепления на стене здания. Особенность данной конструкции наборного карниза заключается в том, что каждая деталь имеет по два унифицированных крепления, позволяющих соединять детали между собой. Соединения деталей может быть в произвольном порядке. Например, возможна последовательность соединения деталей как 1-2-3-4, так и 1-3-2-4 и т.д. Продольных деталей карниза может быть как больше, так и меньше четырех (но не менее двух). Унифицированное специальное крепление имеет две части. Одна выполняется как выступ, вторая (ответная часть) - как паз. Выступ выполнен таким образом, что входит в зацепление с пазом.
Сбор и установка всего изделия происходит следующим образом: деталь с «язычком» (выступом) вводится в ответную часть (паз), происходит зацепление. Если паз и выступ выполнены изогнутыми (серпообразными), то деталь с «язычком» (выступом) вводится в ответную часть (паз) под углом в 30-45 градусов и опускается в рабочее положение; тогда происходит зацепление. В таком случае разбор соединения возможен только в обратной последовательности, то есть совершается поворот детали в обратную сторону на 30-45 градусов и выход из зацепления.
Данное конструктивное решение подразумевает сбор конструкции непосредственно на объекте.
При изготовлении изделий, входящих в состав карниза разных длин, например 6 метров и 4 метра, сцепление изделий между собой будет происходить в шахматном порядке.
Уже собранный карниз может в дальнейшем крепиться непосредственно к стене, например, на кронштейны, или непосредственно на стену, или на декоративные элементы, прикрепленные к стене.
Возможно также, что сначала некоторые из продольных деталей карниза крепятся к стене, а другие продольные детали вводятся с ними в зацепление. Этот последний способ в первую очередь уместен при замене какой-либо продольной детали карниза.
Предложенное техническое решение наборного карниза фасада здания осуществимо и обеспечивает возможность создания изделия, характеризующегося высокой коррозионной стойкостью, легкостью (по сравнению со сталью и бетоном), пожаробезопасностью, долговечностью, ремонтопригодностью, способностью к соединению наборных деталей в произвольном порядке и изменению конфигурации карниза без потери его свойств.