Система элементов для возведения здания и здание возведённое из элементов системы
SYSTEM OF ELEMENTS FOR CONSTRUCTION OF BUILDING AND BUILDING ERECTED FROM ELEMENTS OF SYSTEM

Настоящая группа изобретений относится к строительству, более конкретно к системе элементов для возведения зданий, а так же к зданию, возведенному из элементов упомянутой системы. Группа изобретений может быть использована при возведении зданий, путем их сборки из элементов.
Из уровня техники известно здание, возводимое путем прикрепления панелей к несущему каркасу (RU 139727 U1, 20.04.2014).
Недостатком известного здания является сравнительно большой срок его возведения, обусловленный необходимостью сооружения несущего каркаса.
Кроме того, известно здание, возводимое путем соединения одинаковых несущих панелей между собой (US 4057948 A, 15.11.1977).
Недостатком известного здания является низкая прочность и жесткость, обусловленная конструкцией панели в виде каркаса с двумя панелями, а также применением одинаковых панелей в горизонтальных и вертикальных частях здания. Кроме того, известное здание имеет сравнительно большой срок его возведения, так как требует дополнительных работ по гидроизоляции, организации покрытия кровли, внутренней и наружной отделки и др. Кроме того, известное здание имеет сравнительно низкую огнестойкость в виду применяемых материалов.
Наиболее близким аналогом заявленной группы изобретений является здание, возводимое путем соединения несущих панелей, составляющих систему элементов для возведения здания, между собой (US 4813193 A, 21.03.1989).
Недостатком известного здания является низкая прочность и жесткость, обусловленная конструктивными особенностями панелей. Кроме того, известное здание имеет сравнительно большой срок его возведения, так как требует дополнительных работ по гидроизоляции, организации кровли, внутренней и наружной отделки и др. Кроме того, известное здание имеет сравнительно низкую огнестойкость в виду применяемых материалов.
Таким образом, задачей заявленной группы изобретений является устранение недостатков известного уровня техники, а именно создание системы элементов для возведения здания, которая позволила бы обеспечить возможность возведения зданий, обладающих высокой прочностью и жесткостью, что в свою очередь позволит возводить многоэтажные здания, путем их сборки из элементов в короткие сроки, а также обеспечить огнестойкость конструкций зданий.
На основании изложенного, технический результат заявленной группы изобретений заключается в повышении прочности и жесткости возводимого здания с одновременным уменьшением времени его возведения путем сборки из элементов и повышением огнестойкости конструкции возводимого здания.
Упомянутый технический результат достигается за счет системы элементов для возведения здания, содержащей набор панелей для образования вертикальных и горизонтальных несущих элементов, и узлы соединения,
при этом горизонтальные несущие элементы образуются посредством стыковки и соединения, по меньшей мере, несущих панелей перекрытия, а также несущих панелей покрытия, а вертикальные несущие элементы образуются посредством стыковки и соединения, по меньшей мере, несущих наружных стеновых панелей,
при этом несущие панели перекрытия выполнены многослойными и содержат, по меньшей мере, следующие слои: слой огнестойкой плиты, слой каркаса из металлического профиля, обрамляющего стальную решетку с образованием ячеистой структуры, и второй слой огнестойкой плиты;
несущие панели покрытия выполнены многослойными и содержат, по меньшей мере, следующие слои: слой гидроизолирующий, слой утеплителя, слой огнестойкой плиты, слой каркаса из металлического профиля, обрамляющего стальную решетку с образованием ячеистой структуры, и второй слой огнестойкой плиты;
несущие наружные стеновые панели выполнены многослойными и содержат, по меньшей мере, следующие слои: слой минерального утеплителя, слой огнестойкой плиты, слой каркаса из металлического профиля, и второй слой огнестойкой плиты.
В частных формах реализации системы элементов для возведения здания технический результат также достигается за счет нижеследующего.
Система дополнительно содержит несущие внутренние стеновые панели, которые выполнены многослойными и содержат, по меньшей мере, следующие слои: слой огнестойкой плиты, слой каркаса из металлического профиля, и второй слой огнестойкой плиты.
Несущие панели перекрытия дополнительно содержат слой гидроизоляции слой, минерального утеплителя и слой стеклохолста, а также могут содержать слой отделки потолка и/или слой отделки пола.
Несущие панели покрытия дополнительно содержат слой геотекстиля, слой стеклохолста, дополнительный слой из утеплителя, обеспечивающий разуклон и слой пароизоляции, а также могут содержать слой внутренней отделки и/или слой наружной отделки.
Несущие наружные стеновые панели дополнительно содержат слой внутренней отделки и/или слой наружной отделки.
Несущие внутренние стеновые панели, дополнительно содержат слои внутренней отделки.
Система дополнительно содержит панели балкона, которые также выполнены многослойными и содержат, по меньшей мере, следующие слои: слой гидроизоляции, слой огнестойкой плиты, слой обеспечивающий разуклон, второй слой огнестойкой плиты, слой каркаса из металлического профиля, обрамляющего стальную решетку с образованием ячеистой структуры, и третий слой огнестойкой плиты.
Панели балкона дополнительно содержат слой геотекстиля, а также могут содержать слой отделки потолка и/или слой отделки пола.
Несущие стеновые панели системы элементов для возведения здания оснащаются встроенными частями стыковочных узлов.
Несущие панели системы элементов для возведения здания оснащаются закладными элементами под разводку инженерных коммуникаций.
Каркас несущих панелей системы элементов для возведения здания выполнен в форме замкнутой сварной рамы из стального профиля.
Пространство внутри каркаса несущих панелей заполнено минеральным утеплителем или пространство внутри каркаса несущих панелей заполнено пенобетоном.
Внутренние несущие стеновые панели выполнены глухими или с дверным проемом.
Наружные несущие стеновые панели выполнены глухими или с оконным проемом или с дверным проемом или с оконным проемом и выходом на балкон или лоджию.
Кроме того, упомянутый технический результат, достигается зданием, возведенным, в частности, из элементов упомянутой системы.
Необходимо отметить, что заявленная система элементов для возведения здания и, соответственно, здание, возведенное, в частности, из элементов упомянутой системы, позволяют, за счет использования несущих панелей, конструктивное выполнение которых подробно охарактеризовано выше, уменьшить время возведения здания путем сборки несущих панелей высокой степени готовности, что позволяет отказаться от несущего каркаса и связанных с его возведением затрат, в частности времени, а также позволят осуществлять сборку из панелей с высокой долей заводского изготовления; повысить прочности и жесткости возводимого здания путем использования несущих многослойных панелей, в частности, с каркасом из металлического профиля и с каркасом из металлического профиля, обрамляющего стальную решетку с образованием ячеистой структуры; повысить огнестойкость конструкции возводимого здания, как путем применения материалов, направленных повышение огнестойкости, так и за счет конструкции панели.
Настоящее изобретение поясняется следующими графическими материалами:
Фиг. 1. Пример соединения несущих горизонтально и вертикально располагаемых панелей.
Фиг. 2. Пример выполнения каркаса горизонтально располагаемых несущих панелей.
Фиг. 3. Несущая панель перекрытия (сечение).
Фиг. 4. Несущая панель покрытия (сечение).
Фиг. 5. Частные формы выполнения несущих наружных стеновых панелей.
Фиг. 6. Несущая наружная стеновая панель (сечение).
Фиг. 7. Частные формы выполнения несущих внутренних стеновых панелей.
Фиг. 8. Несущая внутренняя стеновая панель (сечение).
Фиг. 9. Панель балкона (сечение).
Фиг. 10. Пример соединения несущих стеновых панелей.
Фиг. 11. Примеры выполнения модулей из элементов системы для возведения здания.
Фиг. 12. Пример выполнения здания из элементов системы для возведения здания (горизонтальный разрез, первый этаж).
Фиг. 13. Пример выполнения здания из элементов системы для возведения здания (вертикальный разрез).
Система элементов для возведения здания содержит набор панелей для образования вертикальных (2) и горизонтальных несущих элементов (1), и узлы соединения (3), при этом, горизонтальные несущие элементы образуются посредством стыковки и соединения, по меньшей мере, несущих панелей перекрытия (фиг. 3), а также несущих панелей покрытия (фиг. 4), а вертикальные несущие элементы образуются посредством стыковки и соединения, по меньшей мере, несущих наружных стеновых панелей (фиг. 5 и 6), а также несущих внутренних стеновых панелей (фиг. 7 и 8).
Несущие панели перекрытия, а также несущие панели покрытия преимущественно выполняются с габаритами от 0,98 х 1,5 до 2,0 х 4,0 м; несущие внутренние стеновые панели, а также несущих наружные стеновые панели выполняются с габаритами от 1,0 м до 2,0 м по ширине и от 2,7 до 3,2 м по высоте.
Таким образом, обеспечена возможность транспортировки упомянутых панелей на площадку строительства контейнерами 20 футов, с ограничением загрузки весом в 28 тонн, дверным проемом 2280 х 2260 м с ограничением перевозимых элементов по высоте 2,2 м, что позволяет осуществлять бесперебойное строительство, независимо от региона.
Вместе с тем, в особых случаях, в частности в соответствии с пожеланиями заказчика, габариты панелей могут быть изменены.
Несущие панели перекрытия (фиг. 3) выполнены многослойными и содержат следующие слои: слой огнестойкой плиты (22), слой каркаса (26) из металлического профиля, обрамляющего стальную решетку с образованием ячеистой структуры, и второй слой огнестойкой плиты (27).
Несущие панели покрытия (фиг.4) выполнены многослойными и содержат следующие слои: слой гидроизоляции (33), слой утеплителя (36), слой огнестойкой плиты (38), слой каркаса (39) из металлического профиля, обрамляющего стальную решетку с образованием ячеистой структуры, и второй слой огнестойкой плиты (40).
Несущие наружные стеновые панели (фиг. 6) выполнены многослойными и содержат следующие слои: слой минерального утеплителя (52), слой огнестойкой плиты (53), слой каркаса из металлического профиля (54), и второй слой огнестойкой плиты (56).
Кроме того, пространство внутри каркаса (54) может быть заполнено (55) минеральным утеплителем или пенобетоном.
В качестве элементов слоя огнестойкой плиты могут быть использованы такие огнестойкие плиты как «ПРОЗАСК Файерпанель», «PROMATECT», вермикулитовые плиты «ЭКОПЛАСТ», огнезащитные плиты «ОГНЕЛИТ» и др.
В качестве элементов слоя минерального утеплителя несущих наружных стеновых панелей использованы плиты минеральной ваты плотностью 90-120 кг/м³ и более, например Rockwool СЭНДВИЧ Баттс ЭКСТРА. Кроме того, плиты могут устанавливаться с использования дополнительного внутреннего каркаса из легких профилей, например профилей Кнауф ПС 100 и Кнауф ПН 100.
З
В качестве элементов слоя минерального утеплителя несущих панелей перекрытия использованы плиты жесткой минеральной ваты плотностью 150 кг/м и более, например Изруф.
В качестве элементов слоя утеплителя несущих панелей покрытия использованы плиты экструзионного пенополистирола, например ТехноНиколь CARBON PROF.
Дополнительно, пространство внутри каркаса несущих панелей может быть заполнено минеральным утеплителем или пенобетоном.
Применение упомянутых плит, совместно с другими элементами заявленного решения, такими как каркаса из металлического профиля и каркас из металлического профиля обрамляющего стальную решетку, позволяет обеспечить возводимые здания степенью огнестойкости – II, согласно требованиям 123-ФЗ от 22.07.2008 в редакции 27.12.2018.
Несущие наружные стеновые панели и несущие внутренние стеновые панели содержат каркаса из металлического профиля, в частности в форме замкнутой сварной рамы из стального профиля.
В качестве такого профиля, в частности, используется стальной гнутый профиль замкнутый сварной сечением 120х80х4 мм с заполнением пространства внутри минеральным утеплителем или пенобетоном.
Несущие панели перекрытия и несущие панели покрытия содержат каркас из металлического профиля, обрамляющего стальную решетку с образованием ячеистой структуры, в частности каркаса в форме замкнутой сварной рамы из стального профиля.
В качестве такого профиля, в частности, используется стальной гнутый швеллер сечением 160х50х4 мм, а решетка образуется при помощи сварки продольных и поперечных полос размером 30х3 мм или из стального листового гнутого профиля с трапециевидными гофрами, в частности по ГОСТ 24045-2016, с образованием ячеистой структуры с размерами ячеек от 30х50 мм до 150х100 мм
Вместе с тем, могут быть использованы и иные профили, обеспечивающие требуемые характеристики, в частности прочности и жесткости.
Дополнительно пространство внутри каркаса может быть заполнено минеральным утеплителем или пенобетоном, в частности, каркас из металлического профиля обрамляющего стальную решетку может быть дополнен вкладышами из плит минеральной ваты плотность 40-50 кг/м3 и более, например Rockwool Лайт Баттс ЭКСТРА.
Перечисленные конструктивные особенности панелей позволяют применять их при строительстве девяти и менее этажных зданий, в том числе и в сейсмоопасных районах, в частности при строительстве 9-ти этажных зданий в районах с сейсмикой 5-6 баллов, 7-ми этажных зданий в районах с сейсмикой до 8 баллов и 4-х этажных зданий с сейсмикой до 9 баллов включительно.
В качестве слоя гидроизоляции несущих панелей покрытия используется кровельная полимерная мембрана на основе высококачественного пластифицированного поливинилхлорида толщиной 1,5 - 2,4 мм, например ТехноНиколь LOGICROOF V-GR.
Система дополнительно содержит несущие внутренние стеновые панели (фиг. 8), которые выполнены многослойными и содержат следующие слои: слой огнестойкой плиты (62), слой каркаса из металлического профиля (64), и второй слой огнестойкой плиты (65).
Кроме того, пространство внутри каркаса (64) может быть заполнено (63) минеральным утеплителем или пенобетоном.
Несущие панели перекрытия (фиг. 3) дополнительно содержат, слой гидроизоляции (23), слой минерального утеплителя (24), и слой стеклохолста (25), а также могут содержать слой отделки потолка (28) и/или слой отделки пола (21).
Несущие панели покрытия (фиг. 4) дополнительно содержат слой геотекстиля (32), слой стеклохолста (34), дополнительный слой из утеплителя (35), обеспечивающий разуклон и слой пароизоляции (37), а также могут содержать слой внутренней отделки (41) и/или слой наружной отделки (31).
Несущие наружные стеновые панели (фиг. 6) дополнительно содержит слой внутренней отделки (57) и слой наружной отделки (51).
Несущие внутренние стеновые панели (фиг. 8) дополнительно содержат слои внутренней отделки (61 и 66).
Система дополнительно содержит панели балкона (фиг. 9), которые также выполнены многослойными и содержат: слой отделки пола (71), слой гидроизоляции (72), слой огнестойкой плиты (73), слой обеспечивающий разуклон (74) и состоящий, например, из регулируемых опор, слой стеклохолста (75), второй слой огнестойкой плиты (76), слой каркаса (77) из металлического профиля, обрамляющего стальную решетку с образованием ячеистой структуры, и третий слой огнестойкой плиты (78), а также слой отделки потолка (79).
3
В качестве элементов слоя минерального утеплителя несущих внутренних стеновых панелей использованы плиты минеральной ваты плотности 40-50 кг/м, в частности Rockwool Лайт Баттс ЭКСТРА.
В качестве элементов дополнительного слоя из утеплителя, обеспечивающего разуклон, использованы клиновые плиты экструзионного пенополистирола, например XPS ТехноНиколь CARBON PROF SLOPE.
В качестве гидроизолирующего слоя несущих панелей перекрытия используется рулонная гидроизоляция толщиной 1,5 мм и более.
Слой геотекстиля применен для защиты гидроизоляции от повреждений.
Слой стеклохолста применен в качестве противоусадочного, кроме того, вместо стеклохолста может быть применена штукатурная сетка с соответствующими характеристиками, в частности прочностными.
Слой наружной отделки несущих наружных стеновых панелей может быть выполнен различными панелями, в частности сайдингом, плиткой, камнем, штукатуркой и др.
Слой наружной отделки несущих панелей покрытия может быть выполнен листовыми материалами, такими как профнастил, ондулин и др, вместе с тем не исключается применение рулонных материалов, таких как гибкая черепица, наплавляемая кровля, мембранная кровля и даже наливных кровельных решений.
Панели, входящие систему элементов для возведения здания, в зависимости от желания заказчика, могут быть изготовлены с полной отделкой (внутренней и наружной), или с частичной (только внутренней или только наружной), или без отделки, также возможно выполнение отделки только на части панелей системы элементов для возведения здания.
Необходимо отметить, что применение дополнительных слоев, таких как различные слои отделки, слои паро- и гидроизоляции, позволяет дополнительно снизить время возведения здания.
Несущие стеновые панели системы элементов для возведения здания оснащаются встроенными частями стыковочных узлов, пример соединения несущих стеновых панелей показан на фигуре 10. Панели (81, 82) оснащаются встроенными частями стыковочных узлов, которые обеспечиваются соединительными элементами двух типов: горизонтальными и вертикальными.
Горизонтальные монтажные соединительные элементы (86) выполняются из листа, в частности толщиной 6 мм, с отверстиями под центрирующие элементы в виде штырей (85), в частности диаметром 43 мм, и соединяют друг с другом стойки всех смежных стеновых панелей. Элемент надевается на штыри нижнего яруса стен между опорными пластинами верхней и нижней стойки.
Вертикальные монтажные соединительные элементы выполняются так же из листа (83), в частности толщиной 6 мм с отверстиями под резьбовой крепежный элемент (84), в частности с резьбой М12, и соединяют верхние стойки с нижними с обоих боков. Они располагаются в уровне перекрытий, в зоне вертикального стыка стоек.
Панели оснащаются закладными деталями под разводку инженерных коммуникаций.
В качестве таких закладных образованы каналы для прокладки коммуникаций, таких как трубы систем отопления, водоснабжения и канализации; электрические линии; воздуховоды систем вентиляции и кондиционирования; трассы хладагента системы кондиционирования; магистралей систем пожаротушения и др.
Как показано на фигуре 7, внутренние несущие панели выполнены глухими или с дверным проемом, а наружные несущие панели, как показано на фигуре 5, выполнены глухими или с оконным проемом или с дверным проемом или с оконным проемом и выходом на балкон или лоджию.
На фигуре 11 представлены примеры выполнения модулей из элементов системы для возведения здания, апартаменты плюс, апартаменты и студия.
На фигуре 12 представлен горизонтальный разрез первого этажа здания, возведенного, в частности, из элементов упомянутой системы.
На фигуре 13 представлен вертикальный разрез здания, возведенного, в частности, из элементов упомянутой системы.
Как отмечалось ранее, конструктивные особенности системы, в частности конструкция панелей позволяет применять их при строительстве 9-ти и менее этажных зданий.
Здания могут иметь различное функциональное назначение: жилые многоквартирные дома; общественные здания; здания гостиниц; хостелов; апарт-отелей, комплексов апартаментов; таунхаусов; студенческих кампусов, общежитий; легко возводимых в сложных условиях размещения модулей различного назначения.
В качестве основания под здание, приведенное в качестве примера реализации заявленного изобретения, был принят вариант с устройством фундаментной плиты. Однако, в качестве основания также могут быть использованы плитно-свайные основания, свайные ростверки, столбчатые фундаменты и др.
Кроме того, имеется возможность использовать заявленную систему для возведения последующих этажей зданий, в которых предыдущие этажи возведены с необходимой несущей способностью, например монолитные.
В состав последовательно выполняемых строительно-монтажных работ по монтажу стеновых панелей и пристенных панелей перекрытия здания входят следующие технологические операции: разгрузка доставленных на объект сборных элементов и складирование их в зоне монтажа (на приобъектном складе); монтаж стеновых панелей 1 монтажного горизонта и связевых (распорных) панелей перекрытия;  монтаж рядовых панелей перекрытия; монтаж пристенных панелей перекрытия; монтаж наружных стеновых панелей; заделка монтажных стыков; переход на следующий монтажный горизонт (переход на следующий монтажный горизонт без завершения монтажных работ на предыдущем горизонте и заделки монтажных стыков запрещается).
Элементы устанавливают в такой последовательности, которая обеспечивает жесткость и пространственную неизменяемость возводимой конструкции. Последовательность монтажа в каждом конкретном случае определяется проектом производства работ и комплектом монтажной оснастки.
Монтаж и стыковка панелей осуществляется по маркам, нанесенным на второстепенных поверхностях панелей по допускам, установленным в проектной документации. Точность установки стеновых панелей определена особенностями их конструкции и конструкции панелей перекрытия, в состав которых введены элементы узлов стыковки и крепления. Для фиксации стеновых панелей в монтажном положении применяются струбцины, домкраты и распорки. После установки стеновых панелей в монтажном положении монтажные стыки заделываются и герметизируются.
Монтаж и стыковка плит перекрытия осуществляется с помощью автомобильного крана. Точность монтажа достигается особенностями конструкций и точность изготовления. Панели перекрытия фиксируются в проектном положении с помощью болтовых соединений.
Описанные в настоящей заявке панели позволяют осуществлять их комплектацию, как для размещения в составе объектов капитального строительства, так и в качестве самостоятельной единицы (временное здание) для устройства бытовых городков.