ОГРАЖДАЮЩИЙ МОДУЛЬ И ЕГО МОНТАЖ НА ГОТОВЫЙ КАРКАС ЗДАНИЯ
ENCLOSING MODULE AND INSTALLATION THEREOF ON READY FRAME OF BUILDING

Группа изобретений ограждающий модуль и его монтаж на готовый каркас здания относится к строительству зданий и представляет собой симбиоз модульного домостроения и монолитного каркаса жилых, общественных и промышленных зданий до полной их готовности.
1.1. Известен ограждающий модуль в виде многослойной строительной панели, содержащий внутренний каркас, выполненный в виде разборной рамы, неконструкционный утеплитель и листовую обшивку, характеризуется тем, что рама изготовлена из оцинкованных перфорированных термопанелей и содержит направляющие П-образного профиля и ребра С-образного профиля, термопрофили выполнены с перфорацией. В качестве материала наружной обшивки применены двойные гипсоволокнистые листы, в качестве наружной обшивки - фиброцементные плиты, в качестве неконструкционного утеплителя - плиты из минераловаты или вата теплоизоляционная целлюлозная, в качестве крепежных элементов использованы самонарезающие винты. См. описание к патенту RU на ПМ №55393, МПК Е04С 2/26, опубл. 10.08.2006. Недостатком известной конструкции является несоответствие панели противопожарным требованиям для высотных зданий. Отсутствие в термопрофиле посадочных мест под крепежные элементы, что не обеспечивает точности сборки и герметичности панели за счет возможности возникновения зазоров при сборке панели, что снижает ее теплозащитные свойства, а также увеличивает трудоемкость сборки каркаса в условиях стройки. Отсутствует воздушный зазор по высоте здания и требуется общая наружная облицовка для реализации архитектурных решений. -необходимость использования при установке панели в проектное положение кранового оборудования;
- необходимость заделки стыковых соединений после монтажа, что осуществимо, вероятней всего, при наличии подмостей, люлек и т.п.приспособлений.
1.2. Известен, принятый за прототип, ограждающий модуль, содержащий внутренний каркас в виде разборной рамы, состоящий из вертикальных и горизонтальных ребер, выполненных из П-образного перфорированного термопрофиля, неконструкционный утеплитель и внешнюю и внутреннюю листовые обшивки, при этом П-образные термопанели имеют углубления под саморезы и соединены посредством крепежных элементов (самонарезающих винтов), а наружная и внутренняя обшивки дополнительно отделены от неконструкционного утеплителя парогидроизоляционными мембранами, по периметру с торцов панели установлены элементы крепления в виде изогнутых пластин с отверстиями под распорные анкеры на колоннах и перекрытиях. См. патент на изобретение RU №2440471, опубл. 20.01.2012, бюл. №2. По сравнению с аналогом часть его недостатков устранена, но установка ограждающих модулей с креплением их в проемах между колоннами и панелями с соблюдением вертикальных и горизонтальных плоскостей требует высокой квалификации и согласованной работы всех специалистов, задействованных в установке этих панелей, что ведет к удорожанию и удлинению сроков их монтажа. При этом не исключается необходимость использования при установке панели в проектное положение кранового оборудования и необходимость заделки стыковых соединений после монтажа, что осуществимо, вероятнее всего, при наличии подмостей, люлек и т.п.приспособлений. Отсутствует воздушный зазор по высоте здания и требуется общая наружная облицовка для реализации архитектурных решений.
2.1. Известен монтаж ограждающего модуля на готовый каркас здания, который включает его поэтажную установку. Причем панели с верхними и нижними кромками, изготовленными со скосом во внутреннюю сторону, в верхней части имеют стальные петли, с помощью которых навешиваются на стальные крюки, размещенные на торцах консолей железобетонного перекрытия, а закладная деталь верхней панели, размещенная в нижней ее части, соединяется посредством сварки стального стержня к закладной детали, имеющейся в верхней части нижней панели. При этом ограждающий модуль, выполнен в виде прямоугольных плит, представляющих фасадные панели, которые навешивают по всему фасаду здания, затем по краю перекрытия производят кладку внутренней стенки из мелкоштучных материалов (блоков или кирпичей). При этом в процессе кладки внутренней стенки, образуется воздушная прослойка между ней и ограждающим модулем, которую периодически заполняют теплоизоляционным материалом. См. описание к патенту на полезную модель №85176, опубл. 27.07.2009, бюл. №21. Недостатками этого способа являются: - необходимость использования при установке ограждающего модуля в проектное положение кранового оборудования;
- необходимость заделки стыковых соединений после монтажа, что осуществимо, вероятней всего, при наличии подмостей, люлек и т.п.приспособлений.
При этом увеличивается трудоемкость монтажа в условиях стройки, в том числе и из-за сварочных работ. Отсутствует воздушный зазор по высоте здания, а установка ограждающих модулей с соблюдением вертикальных и горизонтальных плоскостей требует высокой квалификации и согласованной работы всех специалистов, задействованных в установке этих модулей, что ведет к удорожанию и удлинению сроков их монтажа. Ограждающий модуль, выполненный в виде прямоугольных плит, представляющих фасадные панели без окон, балконных дверей и выступающего декора сужает спектр архитектурных решений. Монтаж ограждающих модулей на консольных отдельных выступах плит каркаса, расположенных по периметру этих плит, а не на плитах, которые имеют по периметру консоль ведет к удорожанию изготовления самого каркаса здания.
2.2. Известен, принятый за прототип, монтаж ограждающего модуля на готовый каркас здания, который включает изготовление на производстве профиля для сборки каркаса и доставку его на строительную площадку нарезанными в проектные размеры. Сборку каркаса ограждающего модуля на строительной площадке с укладкой теплоизоляционного материала, паро-гидроизоляционной мембраны и закреплением плиты облицовки ограждающего модуля. Причем в каркасе ограждающего модуля, при необходимости, уже предусмотрены двери и окна. При этом каркас ограждающего модуля собирается на ровной горизонтальной поверхности с помощью низкоголовых саморезов или заклепок. К каркасу крепится наружная паро-гидроизоляционная мембрана повышенной прочности и наружный лист обшивки.
Каркас с укрепленной наружной обшивкой устанавливается в проем здания на специальные резиновые или минераловатные прокладки, так чтобы ограждающий модуль выступал наружу на расстояние от 1/3 до 1/2 его толщины и крепился к нижней и верхней плитам перекрытия специальными клиновыми или ударными анкерными при помощи стальных изогнутых листов. Каркас ограждающего модуля легковесен и не нуждается в мощном грузоподъемном оборудовании. Крепление его к колоннам в каждом конкретном случае может решаться отдельно в рамках конструктивного проекта здания. После установки каркаса все промежутки между его элементами в полном объеме заполняют теплоизоляцией, устанавливают внутреннюю паро-гидроизоляционную мембрану и внутренний лист обшивки. Таким образом получается ограждающий модуль, встроенный в проем здания. При этом образующиеся швы между ограждающим модулем, плитами перекрытия и колоннами заполняются эластичной мастикой или монтажной пеной, а выступающие наружу торцы плит перекрытий и колонны закладываются утеплителем и зашиваются наружными листами обшивки. Затем с наружной стороны ограждающего модуля может быть прикреплена фасадная облицовка: подрешетка и металлические кассеты, штукатурные щиты, сетка Рабитца, штукатурка и т.п. См. патент на изобретение RU №2440471, опубл. 20.01.2012, бюл. №2. По сравнению с аналогом отпала необходимость использования при установке ограждающий модуля в проектное положение кранового оборудования, т.к. сборка модуля осуществляется в проеме здания. Отсутствует необходимость вести монтаж ограждающих модулей на консольных отдельных выступах плит каркаса, что ведет к снижению затрат на изготовление самого каркаса здания, а вести монтаж ограждающих модулей в нишах с выступом их наружу на расстояние от 1/3 до 1/2 его толщины, приводит к увеличению полезной площади здания. Появилась возможность устанавливать ограждающие модули, в которых предусмотрены двери и окна. Однако сборка ограждающих модулей в проемах не снижает трудоемкости монтажа их, хотя он ведется с внутренней стороны. Недостатками этого способа являются необходимость заделки стыковых соединений после монтажа, что осуществимо, вероятней всего, при наличии подмостей, люлек и т.п.приспособлений.
Отсутствует воздушный зазор по высоте здания, а установка ограждающих модулей с соблюдением вертикальных и горизонтальных плоскостей требует высокой квалификации и согласованной работы всех специалистов, задействованных в установке этих модулей, что ведет к удорожанию и удлинению сроков их монтажа.
Задачей группы изобретений является существенное снижение трудоемкости монтажных работ благодаря изготовлению ограждающих модулей полной готовности в производственных условиях с гарантированным воздушным зазором по всей высоте здания и исключением работ на лицевой стороне здания, а также возможность производить установку ограждающих модулей с регулированием ее в трех направлениях установки с фиксацией вертикальных и горизонтальных плоскостей согласно проектной документации, исключить использование грузоподъемных кранов при возведении стен. При этом увеличить полезную площадь здания.
Технический результат позволяет увеличить производительность труда в 10 раз за счет исключения использования башенных кранов и позволяет проводить работы в стесненных условиях. Сократить сроки выполнения работ благодаря использованию торкретирования в 1,5-2 раза по сравнению с кладочными работами. Использовать конструкции из гипса поглощающие избыточную влагу и отдающие при недостатке. В зависимости от разных климатических зон позволяет регулировать толщину слоя утеплителя, с задаваемым коэффициентом теплозащиты здания.
Это достигается тем, что ограждающий модуль, состоящий из прямоугольного каркаса с элементами крепления, выполненного из П-образного профиля с утеплителем внутри каркаса закрытой мембраной и внешней обшивки, имеет каркас из П-образного профиля выполнен неразборным с двумя выступами сверху полки П-образного профиля по краям его внешнего периметра, внутри которых выполнены П-образные пазы, глубина которых не выходить за пределы внешнего периметра полки П-образного профиля, при этом с двух сторон сверху к боковой поверхности внешнего периметра П-образного профиля между выступами пазов установлены плоские монтажные петли с выступом их с отверстиями захвата за пределы периметра прямоугольного каркаса, а две стойки П-образного профиля прямоугольного каркаса направленны во внутрь и изнутри образуют окантовку теплоизоляции с двух сторон по всему внутреннему периметру прямоугольного каркаса с установкой поперечин в местах их вертикальных стыков, причем с лицевой стороны прямоугольного каркаса устанавлены вертикальные направляющие с опорной плоскостью, выступающей наружу за пределы вертикальной плоскости прямоугольного каркаса с образованием воздушного зазора и на которой закреплена фасадная обшивка, а с другой стороны прямоугольного каркаса размещены выступающие захваты, закрепленные изнутри на вертикальной составляющей прямоугольного каркаса с двух его сторон.
Это достигается тем, что монтаж ограждающего модуля на готовый каркас здания, состоящего, как правило, из колонн и плит перекрытий, который включает изготовление на производстве деталей для сборки каркаса ограждающего модуля и доставку их на строительную площадку, сборку каркаса ограждающего модуля с укладкой теплоизоляционного материала и закрытие его мембраной, установку ограждающего модуля с выступом наружу лицевой стороны здания и его крепление, причем ограждающий модуль в промышленных условиях изготавливается до полной заводской готовности по уже определенным параметрам и в соответствии с выбранным архитектурным решением и в таком виде осуществляют их доставку на строительную площадку готового каркаса здания, и в виде комплектов ограждающих модулей соответствующих каждому этажу, распределяют по этажам, затем устанавливают ограждающие модули по всему периметру плит перекрытий каждого этажа с помощью подъемного устройства, расположенного этажом выше, навешивая их снаружи лицевой стороны каркаса на опорные кронштейны, выступающие по периметру плит перекрытий, при этом монтаж ограждающих модулей на первом этаже производится на четыре опорных кронштейна узла крепления с регулировкой положения их в трех направлениях, выставляя ограждающие модули в соответствии с предварительной съемкой объекта для определения параметров ограждающих модулей полной заводской готовности и нанесения реперных горизонтальных и вертикальных точек для контроля их установки, а на последующих этажах монтаж производится на два опорных кронштейна узла крепления, расположенных сверху с посадкой боковых сторон верхнего ограждающего модулей между монтажными петлями нижнего ограждающего модуля, с расположением их снизу между выступами пазов верхнего ограждающего модуля, обеспечивая гарантированный воздушный вентилируемый зазор по всей высоте ограждающей конструкции здания, при этом перед окончательной стыковкой между смежными ограждающими модулями в пазы выступов полки П-образного профиля устанавливается вкладыш, обеспечивающий герметичность их стыков, монтаж ограждающего модуля завершается формированием изнутри общей наружной стены традиционными способами, например, кирпичной кладкой, газосиликатной кладкой, торкретированием и другими способами, включая их сочетание.
На фиг. 1 представлен ограждающий модуль полной заводской готовности (в изометрии).
На фиг. 2 представлен вид А на установленный ограждающий модуль с узлом его крепления и установку следующего (ограждающие модули для простоты восприятия представлены без обшивки, теплоизоляции и элементов их крепления).
На фиг. 3 представлен готовый каркас здания с поэтажной установкой ограждающих модулей.
На фиг. 4 представлено сечение вкладыша, располагаемого между смежными ограждающими модулями.
Ограждающий модуль состоит из прямоугольного каркаса 1, выполненного из П-образного профиля с двумя выступами сверху полки П-образного профиля по краям его внешнего периметра и может быть изготовлен из металлического, пластикового и др. материалов. Внутри этих выступов имеются П-образные пазы 2. Глубина П-образного паза 2 не должна выходить за пределы внешнего периметра полки П-образного профиля. С двух сторон сверху к боковой поверхности внешнего периметра П-образного профиля между выступами пазов 2 установлены плоские монтажные петли 3 с выступом их с отверстиями захвата 4 за пределы периметра прямоугольного каркаса 1. Две стойки П-образного профиля прямоугольного каркаса 1 направленны во внутрь и изнутри образуют окантовку теплоизоляции 5 (см. фиг. 3) с двух сторон по всему внутреннему периметру прямоугольного каркаса 1.
Расположенная внутри теплоизоляция 5 по всей площади прямоугольного каркаса 1 с лицевой стороны закрывается паропронецаемой мембраной марки типа изоснил либо изонит или др. (на фиг. не показана и не обозначена). Как правило, теплоизоляция 5 изготавливается в виде отдельных стандартных плит. Поэтому в конструкции прямоугольного каркаса 1 с двух сторон предусмотрена установка поперечин 6 в местах их вертикального стыка.
С лицевой стороны прямоугольного каркаса 1 устанавливаются вертикальные направляющие 7 с опорной плоскостью 8, на которую крепится фасадная обшивка 9. Вертикальные направляющие 7 устанавливаются внутри прямоугольного каркаса 1, и выступают наружу за пределы наружной вертикальной плоскости прямоугольного каркаса 1 с образованием воздушного зазора 10 шириной S между наружной вертикальной плоскостью каркаса 1 и фасадной обшивкой 9.
Вертикальные направляющие 7 представляют собой отрезок таврового профиля или двутаврового профиля, но могут быть и отрезком швеллера или трубы прямоугольного сечения.
С противоположной стороны прямоугольного каркаса 1, обращенной при установке во внутрь здания, размещены выступающие захваты 11 (см. фиг. 2). Выступающие захваты 11 закреплены изнутри на вертикальной составляющей прямоугольного каркаса 1 с двух его сторон и состоят из планки 12 прижима ее изнутри к крайней вертикальной поперечине 13 прямоугольного каркаса 1. Выступающая часть 14 планки прижима 12 за вертикальную плоскость прямоугольного каркаса 1 со стороны противоположной лицевой стороне ограждающего модуля выполнена утолщенной и имеет вертикальный паз 15 с резьбовым вертикальным отверстием, в котором размещен регулировочный винт 16 для перемещения вдоль вертикального паза 15 подвижного захвата 17 и установки его на опорной шпильке 18. Опорная шпилька 18 расположена в отверстии подвижной навесной части 19 опорного кронштейна 20, которая выступом 21 перемещается вдоль паза 22 опорного кронштейна 20 в горизонтальной плоскости вдоль периметра плоскости консолей 23, на которой установлена опорная плита 24 опорного кронштейна 20 при помощи анкерных болтов 25 с прямоугольной шайбой 26. При этом опорный кронштейн 20 имеет возможность перемещаться в горизонтальной плоскости перпендикулярно периметру плоскости консолей 23 за счет сквозных отверстий 27 в форме паза в опорной плите 24 опорного кронштейна 20.
Планки прижима 12 выступающего захвата 11, расположенные изнутри вертикальных поперечин 13 соединяются межу собой болтами ниже уровня установки снаружи монтажных петель 3 на вертикальной поперечине 13 или совмещены с ними.
Предложенная конструкция выступающих захватов 11 совместно с опорным кронштейном 20 являются узлом крепления ограждающего модуля на готовом каркасе здания и позволяют регулировать положение ограждающего модуля в трех направлениях. Таким образом достигается точное соответствие (совпадение) положения ограждающего модуля при его монтаже параметрам нанесенных горизонтальных 28 (см. фиг. 3) и вертикальных 29 реперных точек с последующей фиксацией положения ограждающего модуля от любых смещений. Фиксацией положения ограждающего модуля от смещений, например вдоль горизонтальной оси опорной шпильки 18, может осуществляться за счет гаек расположенных с двух сторон установленного на ней подвижного захвата 17 (на фиг. 2 не показаны). Узел крепления может иметь и другую конструкцию, но он должен обеспечивать перемещение ограждающего модуля в трех направлениях. При этом установка ограждающих модулей производится без зазора между их вертикальными и горизонтальными сторонами с обеспечением герметичности.
Ограждающий модуль изготавливают на промышленных объектах, доводя их изготовление до полной заводской готовности, т.е. без какой либо доработки при их монтаже на каркасе здания. В зависимости от конкретных вариантов архитектурных решений зданий, ограждающие модули могут быть рядовыми, угловыми, пилонами, подстеночными, подоконно-надоконными и другими. Они стыкуются между собой в порядке соответствующего архитектурного решения. Описанный выше ограждающий модуль относится к конструкции рядового модуля, изображенного на фиг.1 и на его примере покажем монтаж ограждающего модуля на готовый каркас здания. Другие ограждающие модули устанавливаются аналогичным образом.
После изготовления ограждающих модулей в промышленных условиях до полной заводской готовности по уже определенным параметрам и в соответствии с выбранным архитектурным решением осуществляют их доставку на строительную площадку уже готового каркаса здания, состоящего, как правило, из колонн 30 (см. фиг. 3), перекрытий 31 с консолями 23 по периметру и распределяют по этажам в виде комплектов 32 ограждающих модулей соответствующих каждому этажу. Комплекты 32 могут быть рассредоточены по каждому этажу.
После этого устанавливают ограждающие модули по всему периметру каждого этажа, закрывая его от воздействия внешних природных факторов и тем самым создают благоприятные условия для работы по формированию ограждающих многослойных стен здания и межкомнатных перекрытий. Монтаж ограждающих модулей осуществляют благодаря подъемному устройству 33, расположенному этажом выше.
Монтаж ограждающих модулей на опорные кронштейны 20 по краю консолей 23 производится с учетом образования гарантированного воздушного вентилируемого зазора 10 (см. фиг. 2, 3) по всей высоте ограждающей конструкции здания.
Монтаж ограждающих модулей здания на основе его каркаса включает следующую последовательность действий. Проведение съемки объекта с целью определения параметров ограждающих модулей полной заводской готовности и нанесение (определение) реперных горизонтальных 28 и вертикальных 29 точек их установки. Также съемка позволяет выставить в монтажное положение опорный кронштейн 20 и ограждающий модуль при его установке и крепление его на опорном кронштейне 20.
Монтаж на готовый каркас здания ограждающего модуля будет показан на примере установки рядового ограждающего модуля.
При монтаже ограждающих модулей на первом этаже используется четыре опорных кронштейна 20 узла крепления, позволяющего регулировать процесс монтажа его в трех направлениях. Монтаж ограждающих модулей на последующих этажах предусматривает наличие у них только двух опорных кронштейнов 20 узла крепления, расположенных сверху на консолях 23 перекрытий 30, благодаря которым производится навешивание их выступающими захватами 11 (см. фиг. 2) на опорные шпильки 18 навесной части 19 опорного кронштейна 20.
Регулировка положения ограждающих модулей в трех направлениях производится для точного соответствия (совпадения) его габаритных параметров параметрам нанесенных реперных горизонтальных 28 и вертикальных 29 точек с последующей установкой и фиксацией положения ограждающего модуля от любых смещений.
Монтаж ограждающих модулей второго и последующих этажей здания осуществляется следующим образом. Так как на первом этаже была произведена установка ограждающих модулей с использованием двух опорных кронштейнов 20, расположенных на первом этаже и двух опорных кронштейнов 20, расположенных на втором этаже, то установку ограждающих модулей на втором этаже производят с третьего этажа с использованием двух опорных кронштейнов 20, расположенных на третьем этаже.
Для этого подъемное устройство 33 перемещают со второго на третий этаж, где складирован комплект 32 ограждающих модулей третьего этажа. Благодаря подъемному устройству 33, в соответствии с выбранным архитектурным решением, выбирается ограждающий модуль со второго этажа и перемещается с расположением его над соответствующим ограждающим модулем первого этажа. Затем его опускают таким образом, чтобы пластины монтажных петель 3 прямоугольного каркаса 1 ограждающих модулей первого этажа попали с двух сторон между вертикальными выступами с П-образными пазами 2 снизу ограждающих модулей второго этажа. Затем этот ограждающий модуль опускают ниже до попадания подвижного захвата 17 в опорные шпильки 18 опорных кронштейнов 20, но не садились на них. При этом между ограждающими модулями первого и второго этажей образуется зазор, чтобы между ними установить вкладыш (см. фиг. 4), состоящий из вставки 34, расположенной внутри резинового профиля 35. Вкладыш по длине равен длине горизонтального паза 2 и по ширине не превышает двукратный размер его глубины. После установки вкладыша скажем в паз 2 ограждающего модуля первого этажа, модуль второго этажа опускается до конца на опорные шпильки 18 (см. фиг. 3) и при этом вторая часть вкладыша располагается в горизонтальном пазу 2 выступа прямоугольного каркаса 1 ограждающего модуля второго этажа, обеспечивая тем самым герметичность стыка. Аналогично устанавливают вставки в вертикальные пазы 2. При стыковке смежного ограждающего модуля вращением болтов 16 он с двух сторон выставляется в проектное положение по параметрам нанесенных реперных горизонтальных 28 и вертикальных 29 точек с фиксацией этого положения затяжкой гаек на конце опорной шпильки 18. При установке следующего ограждающего модуля второго этажа в стык с предыдущим, между ними, как и на первом этаже, устанавливается вкладыш в их вертикальные пазы 2.
Дальнейшее формирование внутренних стен производится обычными традиционными способами, например, кирпичной кладкой, газосиликатной кладкой, торкретированием и другими способами, включая их сочетание.
Таким образом, установка ограждающих модулей производится без зазора между их вертикальными и горизонтальными сторонами с обеспечением герметичности и с образованием гарантированного воздушного вентилируемого зазора 10 (см. фиг. 1) по всей высоте ограждающей конструкции здания.
Группа изобретений ограждающий модуль и его монтаж на готовый каркас здания позволяет увеличить производительность труда в 10 раз за счет исключения использования башенных кранов и позволяет проводить работы в комфортных условиях. Исключить сборочные работы ограждающих конструкций в процессе их монтажа, повысить качество и условия работы.