УНИВЕРСАЛЬНАЯ НЕСУЩАЯ АРХИТЕКТУРНО-БАЗОВАЯ СТЕНОВАЯ ПАНЕЛЬ

Полезная модель относится к области строительства, в частности, к ограждающим конструкциям зданий и сооружений, а именно к стеновым панелям, которые имеют несущий каркас и могут использоваться при возведении многоэтажных зданий без наличия основного несущего железобетонного, металлического или деревянного каркаса, а также при возведении надстроек и реконструкции зданий.
В настоящее время известны различные конструкции стеновых панелей. Например, известна наружная стеновая панель, образованная из металлического листа, содержащая участок внутренней поверхности и направленные вниз верхний фланец и нижний фланец, сформированные на краях верхней и нижней стенок, и заполненная теплоизоляцией, состоящей из минеральной или стекловаты. Верхняя и нижняя стенки снабжены тепловой перфорацией, а внешняя поверхность теплоизоляции находится в области плоскости, проходящей через верхний фланец параллельно упомянутому участку внутренней поверхности. При этом нижний фланец выступает от этой плоскости на расстояние воздушного зазора. Панель закрепляется на каркасе общей стеновой конструкции. Наружные стеновые панели располагаются одна поверх другой таким образом, что направленная вниз нижняя стенка верхней наружной стеновой панели, по меньшей мере, частично опирается на направленную наружу верхнюю стенку нижней наружной стеновой панели, также как и листы внешней облицовки, закрепленные на наружных стеновых панелях (см. патент №2298619, опубликовано 10.05.2007).
Недостатками данной стеновой панели является следующее:
- стеновая панель не является несущей, т.к. требует наличия основного каркаса здания из металлических или железобетонных балок для крепления панелей, который возводится непосредственно на месте строительства;
- минеральная вата, используемая в качестве теплоизоляции, не гигиенична, т.к. пыль минеральных волокон, попадая в легкие и задерживаясь там, может стать причиной различных заболеваний дыхательных путей;
- со временем минеральная и стекловата дают усадку, сочетание минеральной или стекловаты и металлического листа приводит к образованию конденсата и вредной микрофлоры;
- применение в качестве облицовки металлического листа может привести к повышению уровня магнитного поля, вредного для человека.
Техническим результатом, на достижение которого направлена заявляемая полезная модель, является повышение огнестойкости, теплоизоляции и экологичности, снижение материало-, энерго- и трудоемкости изготовления и монтажа панелей и самих зданий, за счет снижения количества технологических операций, связанных с влажными процессами, машинами и механизмами, сокращение сроков проектирования и строительства.
Заявляемый технический результат достигается тем, что универсальная несущая архитектурно-базовая стеновая панель (далее - АБС-панель) содержит каркас в виде жестко сопряженных между собой двух стальных рам, между которыми, по их периметру, размещена теплоизоляционная прокладка, наружную и внутреннюю обшивки, выполненные из древесного материала, а также теплоизоляцию, расположенную между наружной и внутренней обшивками и выполненную в виде целлюлозного утеплителя, внутри которого расположена стальная сетка, при этом рамы выполнены из гнутых швеллеров и снабжены элементами крепления.
Каждая рама содержит верхние и нижние продольные элементы, стоечные элементы, а также горизонтальные и вертикальные перемычки, соединенные между собой посредством сварки.
Элементы крепления, предназначенные для жесткого сопряжения двух рам между собой, выполнены в виде приваренных к вертикальным и горизонтальным перемычкам с внутренней стороны рамы с одинаковым шагом пластин с отверстиями для болтового соединения.
По периметру рам выполнены отверстия для болтового соединения, предназначенные для жесткого сопряжения двух рам между собой, а также соединения рам с теплоизоляционной прокладкой.
Элементы крепления, предназначенные для крепления панелей между собой, с нижней обвязкой основания винтового фундамента и верхней обвязкой АБС-панелей по периметру здания, выполнены в виде приваренных по периметру рамы с внешней ее стороны либо пластин с отверстиями - для крепления самонарезными винтами или сваркой, либо уголков с отверстиями - для крепления панелей при помощи болтового соединения.
Наружная и внутренняя обшивки могут быть выполнены из фанеры, древесно-волокнистой (ДВП) или ориентированно-стружечной плиты (ОСП).
Теплоизоляционная прокладка, размещенная между рамами по их периметру, может быть выполнена из войлока, фанеры, древесно-волокнистой (ДВП) или ориентированно-стружечной плиты (ОСП).
Заявляемая полезная модель поясняется чертежами, где:
Фиг. 1 - поперечный разрез АБС-панели;
Фиг. 2 (а-г) - варианты исполнения рам АБС-панели;
Фиг. 3 - крепление АБС-панелей друг к другу, с нижней обвязкой основания винтового фундамента и верхней обвязкой АБС-панелей по периметру здания с использованием пластин с отверстиями (вид сбоку);
Фиг. 4 - крепление АБС-панелей друг к другу, с нижней обвязкой основания винтового фундамента и верхней обвязкой АБС-панелей по периметру здания с использованием уголков с отверстиями (а - вид сверху, б - в аксонометрии).
Фиг. 5 - фрагмент рамы с отверстиями по ее периметру и элементами крепления на вертикальных и горизонтальных перемычках, предназначенными для крепления рам между собой.
Элементы крепления на фиг. 3, 4 изображены в более крупном масштабе по сравнению с остальными элементами чертежа.
АБС-панель 1 содержит каркас в виде жестко сопряженных между собой двух стальных рам. Каждая рама содержит сваренные между собой верхние 2 и нижние 3 продольные элементы, стоечные элементы 4, а также горизонтальные 5 и вертикальные 6 перемычки, выполненные из гнутых швеллеров, изготовленных, преимущественно, из стали согласно 09Г2С-ГОСТ 19281-89 (фиг. 1, 2).
Благодаря характеристикам гибкого швеллера, изготовленного из стали согласно 09Г2С-ГОСТ 19281-89, АБС-панели выполняют функцию несущих (каркасных) стеновых панелей, т.к. способны выдерживать большие статические и динамические нагрузки, применимы для многоэтажного строительства, без применения основных и дополнительных каркасов здания. Стальные рамы, в местах сопряжения АБС-панелей между собой, образуют мощную стальную колонну, которая несет основную вертикально-осевую и ветровую нагрузку здания.
Для предотвращения коррозии швеллеры покрываются двухразовой грунтовкой из железного или свинцового сурика на основе натуральной олифы, либо оцинковываются.
Каждая рама снабжена элементами крепления, приваренными по ее периметру (верхним 2, нижним 3 продольным элементам и стоечным элементам 4) с внешней стороны рамы (фиг. 3, 4), а также к горизонтальным 5 и вертикальным 6 перемычкам с внутренней стороны рамы (фиг. 5).
Элементы крепления, приваренные к горизонтальным 5 и вертикальным 6 перемычкам с внутренней стороны рамы, предназначены для жесткого сопряжения двух стальных рам между собой и представляют собой пластины 7 (в количестве, например, 5 шт) с отверстиями для болтового соединения, например, М8×80 мм (фиг. 5). По периметру рам, с одинаковым шагом выполнены отверстия 8, размером, например, Ф16 и в количестве, например, 16 шт., для крепления двух рам между собой посредством болтового соединения, например, М8×40 мм (фиг. 5).
Элементы крепления, приваренные с одинаковым шагом по периметру рам - к верхним 2, нижним 3 продольным элементам и стоечным элементам 4, к внешней их стороне, - предназначены для крепления АБС-панелей 1 между собой, с нижней обвязкой основания винтового фундамента и верхней обвязкой АБС-панелей по периметру здания. Данные элементы крепления могут быть выполнены в виде либо пластин 9 с отверстиями - для крепления АБС-панелей 1 самонарезными винтами или сваркой (фиг. 3), либо уголков 10 с отверстиями -для крепления АБС-панелей 1 при помощи болтового соединения 11 (фиг. 4а, б).
Между стальными рамами каждой АБС-панели 1, по их периметру расположена теплоизоляционная прокладка 12, которая может быть изготовлена из фанеры, войлока, древесно-волокнистой, либо ориентированно-стружечной плиты. Ширина теплоизоляционной прокладки 12 составляет, преимущественно, 60-70 мм, толщина - 4-12 мм.
Наличие теплоизоляционной прокладки 12 предотвращает образование «мостиков холода», что повышает степень теплоизоляции помещения. Рамы соединяются с теплоизоляционной прокладкой 12 при помощи болтовых соединений, с использованием отверстий 8.
С обеих сторон каркас АБС-панели 1 облицовывают наружной 13 и внутренней 14 обшивками, выполненными из древесного материала, например, фанеры, древесно-волокнистой, либо ориентированно-стружечной плиты, что позволяет АБС-панели «дышать», создает оптимальные тепловлажностные характеристики для жизнедеятельности человека. За счет выполнения обшивок из древесного материала предотвращается образование конденсата. Обшивки 13, 14 крепятся к рамам по периметру рам и по вертикальным и горизонтальным перемычкам саморезами М4×16 мм с шагом 150-200 мм.
Между наружной 13 и внутренней 14 обшивками расположена внутренняя теплоизоляция 15 из целлюлозного утеплителя (эковаты с плотностью 70 кг/м3).
Целлюлозный наполнитель (эковата) - экологичный материал, который не дает усадку, а также пожаробезопасен благодаря входящим в ее состав антипиренам. Эковата не воспламеняется и не плавится, а медленно тлеет. В результате тления на поверхности поврежденного участка образуется слой сажи, который препятствует проникновению внутрь кислорода и распространению возгорания, без источника открытого огня происходит самозатухание. В результате горения эковаты выделяется минимальное количество горючих и задымляющих веществ. Токсичных веществ при этом не выделяется. Основные продукты горения эковаты - двуокись углерода и угарный газ - аналогичны продуктам горения древесины. Эковата не поддерживает огонь и активно препятствует его распространению: вода, заключенная в волокнах целлюлозы и солях борной кислоты, освобождаясь, тушит эковату и окружающую конструкцию. Таким образом, эковата способна противостоять огню довольно долгое время. Свойства целлюлозного утеплителя способствуют повышению пожаробезопасности и огнестойкости, а также экологичности АБС-панели.
Внутри теплоизоляции 15 расположена стальная сетка 16, которая предотвращает усадку эковаты и служит дополнительной защитой от несанкционированного проникновения в помещение.
АБС-панели могут быть выполнены глухими, с дверными или оконными проемами, для чего каркасы панелей выполняют различной конструкции (фиг. 2, а-г). Толщина панелей зависит от климатической зоны, в которой возводится здание.
АБС-панели изготавливают и устанавливают следующим образом.
В заводских условиях из гнутых стальных швеллеров, выполненных, например, из стального оцинкованного листа толщиной 3 мм по ГОСТ 19904-74, изготавливают рамы, состоящие из верхних 2 и нижних 3 продольных элементов, стоечных элементов 4, а также горизонтальных 5 и вертикальных 6 перемычек. Элементы 2-4 и перемычки 5, 6 соединяют между собой посредством сварки. В верхних 2, нижних 3 продольных и стоечных 4 элементах, с одной стороны швеллеров, сверлятся отверстия 8 с одинаковым шагом для дальнейшего соединения рам между собой и с теплоизоляционной прокладкой 12 при помощи болтовых соединений. К горизонтальным 5 и вертикальным 6 перемычкам с внутренней стороны рамы приваривают с одинаковым шагом пластины 7 размером 40×40×4 мм с отверстиями Ф16 для дальнейшего сопряжения двух стальных рам между собой (фиг. 5). По периметру рамы с внешней ее стороны приваривают элементы крепления, предназначенные для дальнейшего крепления АБС-панелей 1 между собой, с нижней обвязкой основания винтового фундамента и верхней обвязкой АБС-панелей по периметру здания, - либо пластины 9 с отверстиями - для крепления АБС-панелей 1 самонарезными винтами или сваркой (фиг. 3), либо уголки 10 с отверстиями - для крепления АБС-панелей 1 при помощи болтового соединения 11 (фиг. 4а, б).
Две рамы накладывают друг на друга, между ними по периметру рам вкладывают теплоизоляционную прокладку 12 для предотвращения образования «мостиков холода». Рамы между собой и с прокладкой 12 закрепляют по периметру рам болтами М8×40 мм в количестве 16 шт. Далее между рамами вставляют один или два куска металлической сетки 16 размером, например, 1750×1400 м. Сетка 16 имеет ячейки размером, например, 100×100×3 мм. Затем рамы соединяют между собой болтами М8×80 мм с использованием пластин 7 размером, например, 40×40×4 мм в количестве 5 шт., с зазором 40 мм между ними (фиг. 5).
Далее с двух сторон полученного каркаса укладывают листы наружной 13 и внутренней 14 обшивки, выполненные, например, из древесно-волокнистой плиты. В пространство между листами обшивки 13 и 14 с помощью пневомоустановки задувается целлюлозный утеплитель 15 в сухом состоянии, через, например, предварительно сделанное на любом из углов обшивки отверстие Ф50 мм (которое затем заделывают), на расстоянии от краев 150-200 мм. При ручной укладке эковаты, собранный каркас панели облицовывают с одной стороны листом обшивки, далее укладывают горизонтально обшивкой вниз, каркас заполняют эковатой доверху, затем сверху крепят второй лист обшивки.
Листы наружной 13 и внутренней 14 обшивок закреплены на каркасе с помощью саморезов М4×16 мм по периметру рам и по горизонтальным 5 и вертикальным 6 перемычкам с шагом 150-200 мм.
Изготовленные в заводских условиях АБС-панели доставляют на строительную площадку для монтажа. Транспортировку можно производить любым грузовым автотранспортом, без применения грузоподъемных механизмов. Монтаж одноэтажного здания производят вручную 4 человека. При использовании АБС-панелей возможно применение свайно-винтового фундамента. Материалы, из которых изготовлены АБС-панели, легче бруса и кирпича, поэтому массивный фундамент не требуется.
При монтаже дома первый ряд АБС-панелей 1 жестко крепится к обвязке свайно-винтового фундамента и друг другу посредством уголков 10, размером, например, 25×25×3×50 мм с отверстиями Ф16, и болтов 11 М10×50 мм, либо посредством саморезов, с использованием пластин 9, размером, например, 200x40x3 мм и отверстиями Ф6-8 мм. Затем первый ряд АБС-панелей фиксируют верхней обвязкой по всему периметру здания. Аналогичным образом крепят второй ряд АБС-панелей и так далее.
Между АБС-панелями 1, нижней обвязкой винтового фундамента, верхней обвязкой АБС-панелей по периметру здания прокладывается теплоизоляционная прокладка 12 шириной 130-200 мм и толщиной 4-12 мм.
Стальные рамы, в местах сопряжения АБС-панелей, образуют мощную стальную колонну, которая несет основную вертикально-осевую и ветровую нагрузку здания.
При использовании АБС-панели значительно сокращается трудоемкость и стоимость возведения зданий и сооружений за счет отсутствия применения на строительной площадке дорогостоящей грузоподъемной техники, специального оборудования и инструментов, ускоряются сроки строительства.