КОМБИНИРОВАННАЯ СТРОИТЕЛЬНАЯ КОНСТРУКЦИЯ С ДЕРЕВЯННЫМ КАРКАСОМ

Комбинированная строительная конструкция относится к строительству и предназначена для наружных стен надземной части зданий и сооружений с железобетонным каркасом жилого, административного и бытового назначения.
Известна комбинированная строительная конструкция с оконным или дверным проемом, с деревянным каркасом, заполненным минераловатным утеплителем и покрытым асбестоцементными плитами, предназначенная для наружных стен надземной части полносборных зданий и зданий из монолитного железобетона [1]. Недостатком этой конструкции является то, что деревянные элементы оконного и/или дверного проема не защищены от воздействия высоких температур (до 850°С), которые могут возникать при пожаре изнутри помещения [2]. Низкая огнестойкость деревянных элементов в соответствии с существующими пожарными требованиями [3] значительно ограничивает допустимую область применения конструкций с деревянным каркасом по сравнению с конструкциями из других материалов - кирпича, бетона, газобетона, и т.п. негорючих материалов.
Для увеличения огнестойкости конструкций с деревянным каркасом могут применяться различного рода огнеупорные пропитки (например, патент РФ №2167248, публикация 2001 г.), обшивки материалами с огнестойкостью большей, чем у дерева (например, патенты РФ №2167982, публикация 2001 г., №2211898, публикация 2003 г. и №2364687, публикация 2009 г.), которые улучшают огнестойкость конструкций, но не расширяют допустимую область их применения и не позволяют использовать деревянные элементы в конструкциях при строительстве зданий с количеством этажей более двух, т.е. зданий IV и V степени огнестойкости с наибольшей допустимой высотой до 5 м [3,6].
В качестве ближайшего аналога выбрана комбинированная строительная конструкция с деревянным каркасом (патент РФ №92434, публикация 2010 г.), в которой все деревянные элементы конструкции как минимум с одной стороны покрываются огнеупорными панелями с низкой теплопроводностью и сочленяются с конструктивными элементами из негорючих материалов, таких как кирпич и железобетон. В качестве огнеупорных панелей с низкой теплопроводностью могут использоваться цементно-стружечные плиты, гипсокартонные листы, гипсоволокнистые плиты, или иные сертифицированные материалы. В результате предел огнестойкости деревянных элементов конструкции составляет REI45, класс пожарной опасности стен с наружной стороны - К2 и стен с внутренней стороны - К1, что позволяет применять известную комбинированную строительную конструкцию с деревянным каркасом при строительстве зданий со степенью огнестойкости III. При этом класс конструктивной пожарной опасности зданий с применением указанной комбинированной строительной конструкции имеет значение С1, что позволяет использовать заявляемую комбинированную строительную конструкцию с деревянным каркасом для изготовления несущих каркасов и его элементов при возведении зданий и сооружений административного и бытового назначения с высотой до 15 метров. При нормируемой высоте одного этажа от 2,5 до 2,75 метров, это соответствует зданиям до пяти этажей.
Целью настоящей полезной модели является увеличение огнестойкости комбинированной строительной конструкции с деревянным каркасом и, как следствие, повышение высоты и этажности жилых и общественных зданий с железобетонным несущим каркасом и с наружными не несущими стеновыми панелями на основе деревянного каркаса, в частности для обеспечения возможности возведения таких зданий с этажностью более пяти. Предлагаемая комбинированная строительная конструкция расширяет арсенал средств данного назначения.
Указанный технический результат достигается тем, что в комбинированной строительной конструкции, включающей деревянный каркас, имеющий оконный и/или дверной проемы, заполненный минераловатным негорючим утеплителем и покрытый огнеупорными панелями с низкой теплопроводностью, между деревянными элементами каркаса и огнеупорными панелями закреплены металлические закладные элементы - уголки и/или пластины. Крепление металлических уголков и/или пластин к деревянным элементам каркаса может осуществляться посредством металлических скоб для степлера, или винтообразного крепежа или иными способами. При этом огнеупорные панели крепятся к деревянным элементам каркаса посредством винтообразного крепежа через металлические пластины или уголки.
Металлические уголки и/или пластины закреплены, по меньшей мере, в оконном и/или дверном проеме и на боковой кромке верхнего пояса деревянного каркаса с внутренней его стороны.
На фиг.1 схематично (пунктирной линией) показаны места расположения металлических уголков и/или пластин в комбинированной строительной конструкции;
на фиг.2 - показано сечение 1-1 на фиг.1, на котором представлен вертикальный разрез комбинированной строительной конструкции с оконным проемом с креплением металлических уголков и/или пластин к горизонтальным элементам деревянного каркаса вокруг оконного и/или дверного проема, а также к боковой кромке верхнего пояса деревянного каркаса с внутренней его стороны.
на фиг.3 - показано сечение 2-2 на фиг.1, на котором представлен горизонтальный разрез комбинированной строительной конструкции с оконным проемом с креплением металлических уголков и/или пластин к вертикальным элементам деревянного каркаса;
В предлагаемой комбинированной строительной конструкции, включающей деревянный каркас 1, имеющий оконный и/или дверной проемы 2, заполненный минераловатным негорючим утеплителем 3 и покрытый огнеупорными панелями с низкой теплопроводностью 4, между деревянными элементами каркаса 1 и огнеупорными панелями 4 закреплены металлические закладные элементы - уголки и/или пластины 5. Крепление огнеупорных панелей 4 в оконном и/или дверном проеме 2 не напрямую к деревянным элементам каркаса 1, в которых металлический крепеж 6 при температуре выше 220°С вызывает обугливание и утрачивает удерживающую способность, а через металлические закладные элементы - уголки и/или пластины 5 с помощью винтообразного крепежа 6, обеспечивает удерживающую способность крепежа при температурах выше 1000°С. Крепление самих закладных элементов - металлических уголков и/или пластин 5 к деревянным элементам каркаса 1 защищается огнеупорными панелями 4 и не вызывает обугливание древесины каркаса в течение нормированного времени воздействия высоких температур. Закладной металлический элемент - уголок и/или пластина 5, установленный на верхней боковой кромке деревянного каркаса 1 с внутренней стороны комбинированной строительной конструкции помимо обеспечения указанной удерживающей способности крепежа при температурах свыше 1000°С, также может служить для крепления противопожарной отсечки 7 между межэтажным железобетонным перекрытием 8 и комбинированной строительной конструкцией и обеспечивает аналогичный вышеуказанный эффект.
Предлагаемое решение крепления огнеупорных панелей 4 к деревянным элементам каркаса 1 при проведении испытаний на класс пожарной опасности конструкции в соответствии с [2] обеспечивает: значение теплового эффекта от горения или термического разложения древесины ≤ 5%; не допускает возникновения вторичного источника зажигания; предохраняет возможность обрушения в оконном и/или дверном проеме 2 хотя бы одного элемента огнеупорных панелей 4 массой 1,0 кг и более; не допускает повреждений комбинированной строительной конструкции глубиной более 1 см. Таким образом обеспечивается класс конструктивной опасности комбинированной строительной конструкции по [2] К0, предел огнестойкости по [5] Е30, класс пожарной опасности по [4] К0(30) и конструктивное исполнение сопряжения наружных стен и перекрытий EI 60, что подтверждается заключениями ФГУ ВНИИПО МЧС России, выданными на основании огневых испытаний. При этом класс конструктивной пожарной опасности зданий, построенных с применением указанной комбинированной строительной конструкции с деревянным каркасом, повышается до уровня С0 [3,6], что позволяет использовать заявляемую комбинированную строительную конструкцию с деревянным каркасом при строительстве зданий со степенью огнестойкости I [3]и высотой до 75 метров [6].
Предложенная полезная модель может быть использована в качестве ненесущих стеновых панелей в составе многослойной ограждающей конструкции для зданий и сооружений с железобетонным каркасом жилого, административного и бытового назначения высотой до 75 метров. При нормируемой высоте одного этажа от 2,5 до 2,75 метров, это соответствует зданиям до двадцати семи этажей.
Библиографические данные
1. ГОСТ 18128-82 Панели асбестоцементные стеновые наружные на деревянном каркасе с утеплителем. Технические условия
2. ГОСТ 31251-2008 Стены наружные с внешней стороны. Метод испытания на пожарную опасность
3. Федеральный закон от 22 июля 2008 г. №123 - ФЗ «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности»
4. ГОСТ 30247.1-94 Методы испытаний на огнестойкость. Несущие и ограждающие конструкции
5. ГОСТ 30403-96 Конструкции строительные. Метод определения пожарной опасности
6. СП 2.13130.2009 Системы противопожарной защиты. Обеспечение огнестойкости объектов защиты
7. Патент РФ на изобретение №2167248
8. Патент РФ на изобретение №2167982
9. Патент РФ на изобретение №2211848
10. Патент РФ на изобретение №2364687
11. Патент РФ на полезную модель №92434