РЕГУЛИРУЕМАЯ ОПОРА ДЛЯ ПОЛА И ПОЛ

Группа полезных моделей, объединенных единым творческим замыслом, относится к строительству, а именно к устройству полов, имеющих элементы регулирования уровня пола относительно основания.
Пол в помещении при эксплуатации может испытывать ударные нагрузки, подвергаться воздействию вибраций от внешних источников, например железнодорожных путей. Вибрации могут быть причиной возникновения первичных и вторичных шумов и звуковых колебаний, требующих повышенной звукоизоляции.
Известны регулируемые опоры для пола, например из следующих источников: полезная модель RU №40355 Е 04 F 15/00, 2004 год;
изобретение RU №2157877 Е 04 F 15/00, 2000 год; изобретение RU №2184196 Е 04 F 15/00, 2002 год.
Каждая из этих регулируемых опор располагается между основанием и лагой и содержит крепежно-опорные элементы.
Наиболее близким аналогом к патентуемой регулируемой опоре для пола является полезная модель RU №40355 Е 04 F 15/00, 2004 год.
Она содержит стержень с наружной резьбой, имеющий возможность размещения в сквозном отверстии лаги, взаимодействующую с наружной резьбой стержня опорную площадку, детали для крепления опорной площадки к лаге и средство для стопорения стержня.
Недостатком этой регулируемой опоры является жесткость ее конструкции, что не позволяет поглощать ударные нагрузки, гасить вибрации и обеспечивать достаточную звукоизоляцию.
Известны полы с использованием регулируемых опор, например из следующих источников: полезная модель RU №40355 Е 04 F 15/00, 2004
год; изобретение RU №2157877 Е 04 F 15/00, 2000 год; изобретение RU №2184196 Е 04 F 15/00, 2002 год.
Наиболее близким аналогом к патентуемому полу является полезная модель RU №40355 Е 04 F 15/00, 2004 год, где на странице 3 описания и чертеже раскрыта конструкция пола.
Пол содержит лаги и располагаемые между основанием и лагами регулируемые опоры. Каждая регулируемая опора содержит стержень с наружной резьбой, имеющий возможность размещения в сквозном отверстии лаги, взаимодействующую с наружной резьбой стержня опорную площадку, детали для крепления опорной площадки к лаге и средство для стопорения стержня. Известно, что при устройстве пола на лаги укладывается настил.
Недостатком этого пола является жесткость его конструкции, что не позволяет полу поглощать ударные нагрузки, гасить вибрации и обеспечивать достаточную звукоизоляцию помещения.
Задача, на решение которой направлены полезные модели, состоит в создании универсальных полов с повышенными потребительскими качествами, которые можно использовать для улучшения комфортных условий проживания, для применения в спортивных залах и для использования в особых условиях при повышенном уровне вибраций и шумов.
Технический результат от использования, как регулируемой опоры, так и пола, состоит в снижении жесткости конструкции, в выборе заданной упругости регулируемой опоры и пола с одновременной возможностью поглощения ударных нагрузок, гашения вибраций, уменьшения передачи шумов и изоляции звуковых колебаний.
Для достижения указанного технического результата в регулируемой опоре на опорной площадке размещены один или несколько упруго деформируемых элементов, при этом детали для крепления опорной площадки к лаге служат для соединения упруго
деформируемых элементов с лагой и являются направляющими при сжатии упруго деформируемых элементов лагой.
При таком выполнении создаются условия для упруго деформируемой связи регулируемой опоры и лаги, что позволяет поглощать энергию ударной нагрузки в местах ее приложения. При этом осуществляется гашение вибраций, как при передаче от основания к лаге, так и при передаче от лаги к основанию. Кроме того, обеспечиваются оптимальные соотношения динамической и статической жесткостей конструкции, причем динамическая жесткость регулируемой опоры лишь незначительно зависит от частоты возбуждения колебаний.
Соединение упруго деформируемых элементов с лагой посредством деталей для крепления опорной площадки к лаге и использование их как направляющих при сжатии упруго деформируемого элемента лагой обеспечивает упруго деформируемую связь регулируемой опоры с лагой при сохранении прочностных связей между регулируемой опорой и лагой, при одновременном гашении вибраций и поглощении шумов и звуковых колебаний. Кроме того, за счет наличия упруго деформируемых элементов уменьшаются эрозионные и коррозионные процессы на поверхностях опорной площадки регулируемой опоры и обращенной к ней поверхности лаги.
В качестве упруго деформируемых элементов регулируемых опор могут использоваться, например эластомеры, литьевые полиуретаны, изолон и т.д.
Применение упруго деформируемых элементов в технике в качестве энергопоглотителей известно. При традиционном подходе к их использованию следовало бы установить эти элементы между стержнем регулируемой опоры и основанием. Однако такое расположение не обеспечивает достаточного снижения жесткости конструкции из-за малой площади контакта стержня регулируемой опоры с упруго
деформируемым элементом. При этом недостаточно обеспечивается гашение вибраций.
Заявленные нами решения базируются на долговременных сравнительных исследованиях по снижению жесткости, созданию упруго деформируемых регулируемых опор, гашению вибраций и уменьшению передачи шумов и звуковых колебаний. Нашими исследованиями установлено, что наличие упруго деформируемых элементов на опорной площадке регулируемой опоры и их конструктивная взаимосвязь с деталями ее крепления к лаге в наибольшей степени обеспечивает поглощение ударных нагрузок, гашение вибраций и звукоизоляцию.
Важной особенностью заявляемой конструкции является создание начальной статической нагрузки на упруго деформируемые элементы посредством деталей для крепления опорной площадке регулируемой опоры к лаге. Этим обеспечивается работоспособность конструкции при сохранении прочностных связей в моменты сжатия упруго деформируемых элементов.
Согласно п.2 формулы упруго деформируемый элемент выполнен многослойным из однородных или разнородных материалов. Такое выполнение расширяет возможности. Так, многослойный упруго деформируемый элемент лучше гасит вибрации. Применение многослойного упруго деформируемого элемента из разнородных материалов, например с разной плотностью, позволяет реализовать многоступенчатый эффект поглощения энергии ударной нагрузки. Применение в упруго деформируемом элементе разнородных материалов в виде чередующихся жестких и мягких материалов обеспечивает повышенное поглощение звуковых колебаний.
Согласно п.3 формулы поверхности упруго деформируемого элемента, контактирующие с опорной площадкой и лагой, снабжены адгезионными слоями. Для обеспечения упруго деформируемым элементам свойств поглощения звуковых колебаний и шума важнейшей
составляющей является плотный контакт поверхности упруго деформируемого элемента со всей поверхностью опорной площадки регулируемой опоры и лаги. При необходимости для усиления контакта возможно использование адгезионности контактируемых поверхностей, например применение постоянно клейких не высушиваемых поверхностей упруго деформируемого элемента.
Согласно п.4 формулы упруго деформируемый элемент армирован, например сеткой из стекловолокна. Такое выполнение целесообразно в случае выбора определенной упругости регулируемой опоры при обеспечении оптимального соотношения динамической и статической жесткостей упруго деформируемого элемента. Кроме сетки из стекловолокна возможно использовать, например кордовые компоненты, армирование упруго деформируемого элемента металлическими волокнами и т.п.
Согласно п.5 формулы торец стержня, обращенный к основанию, имеет криволинейную или плоскую наружную поверхность. При таком выполнении увеличивается площадь опоры стержня регулируемой опоры на основание: при криволинейной поверхности на неровное основание, при плоской поверхности на ровное основание, что способствует снижению перекосов упруго деформируемого элемента регулируемой опоры.
Согласно п.6 формулы торец стержня, обращенный к основанию, выполнен с отверстием для прикрепления стержня к основанию посредством крепежного элемента. Такое выполнение дополнительно фиксирует регулируемую опору к основанию, что облегчает нивелирование по уровню лаги и снижает перекос упруго деформируемого элемента относительно деталей для крепления опорной площадки регулируемой опоры к лаге.
Согласно п.7 формулы между головкой крепежного элемента и стержнем установлена прокладка. Применение прокладки между
головкой крепежного элемента и стержнем снижает динамические нагрузки на крепежный элемент, возникающие при растяжении упруго деформируемого элемента.
Согласно п.8 формулы стержень на конце, обращенном к основанию, имеет утолщение для увеличения площади опоры на основание. Такое исполнение снижает удельные нагрузки на основание и уменьшает зависимость динамической жесткости регулируемой опоры от частоты внешних колебаний, которые могут воздействовать на упруго деформируемый элемент.
Патентуемые регулируемая опора для пола и пол объединены единым творческим замыслом, так как регулируемая опора предназначена для устройства пола и, как регулируемая опора, так и пол направлены на достижения одного и того же технического результата.
Для достижения указанного технического результата в конструкции пола на опорной площадке регулируемой опоры установлены один или несколько упруго деформируемых элементов, которые посредством деталей для крепления опорной площадки к лаге соединены с лагой, при этом детали для крепления опорной площадки к лаге служат направляющими при сжатии упруго деформируемых элементов лагой (пункт 9 формулы).
При таком выполнении обеспечивается возможность поглощения внешней ударной нагрузки на пол за счет установленных указанным образом упруго деформируемых элементов, располагаемых на регулируемых опорах под настилом пола. Высокое ударопоглощение пола снижает риск получения травм, например при использовании в спортивных залах. При этом за счет рассредоточения регулируемых опор указанной конструкции под поверхностью настила обеспечивается гашение вибраций при передаче от основания к полу и от пола к основанию или снижается уровень шумов и звуковых колебаний,
проникающих в помещение, генерируемых в помещении и распространяющихся из помещения.
Дополнительным преимуществом патентуемой конструкции пола является снижение воздействия спектра внешних звуковых колебаний, которые смогли бы приводить к генерированию полом собственных резонансных колебаний. Исключение этого достигается за счет регулируемых опор с указанными упруго деформируемыми элементами.
Нашими исследованиями установлено, что иное размещение упруго деформируемых элементов, чем заявленное, например между лагой и настилом, не обеспечивает достижения указанного технического результата, так как не сохраняется необходимая прочность и устойчивость пола и не достигается достаточный уровень гашения шумов, вызванных вибрациями.
Согласно п.10 формулы пол снабжен гидроизоляционным и/или пароизоляционным материалом, располагаемым между регулируемыми опорами и основанием. Проникновение влаги со стороны основания в пространство между настилом и основанием ухудшает свойства упруго деформируемых элементов, увеличивает вероятность коррозии элементов конструкции. Для устранения проникания влаги в помещение со стороны основания, особенно монолитного бетона или плит перекрытия, на основание укладывается слой пароизоляции выполняемый, например из полиэтиленовой пленки. Для гидроизоляции может укладываться слой из специальной эластичной подложки или при укладке пароизоляции наносится слой мастики.
Согласно п.11 формулы лаги выполнены многослойными из однородных или разнородных материалов. Применение лаг, выполненных многослойными из однородных или разнородных материалов, позволяет обеспечить повышенную формостабильность лаг даже при экстремальных колебаниях температуры и влажности в помещении и повышает эффективность звукопоглощения.
Согласно п.12 формулы настил выполнен из многослойных однородных или разнородных материалов. Применение многослойных материалов дополнительно повышает показатели звукоизоляции пола. Обеспечение прочностных характеристик достигается использованием разнородных материалов, например древесностружечных плит (ДСП).
Актуальным является применение лаг и настила выполненных из разнородных материалов, например с сотовым заполнением.
Согласно п.13 формулы пол снабжен гидроизоляционным покрытием, располагаемым на наружной и внутренней поверхностях верхнего по отношению к основанию слоя настила. При использовании пола в помещениях с повышенной влажностью, например в ванных, душевых, санузлах и т.п. возможно проникновение влаги в пространство между настилом и основанием, что может ухудшить свойства упруго деформируемых элементов и позволит увеличить вероятность коррозии элементов конструкции. Для предотвращения этих явлений применяется гидроизоляционное покрытие, например мастика, наносимая на внутреннюю и наружную поверхности верхнего по отношению к основанию слоя настила.
Согласно п.14 формулы регулируемые опоры прикреплены к основанию посредством крепежных элементов. В зависимости от условий использования и желаемых характеристик статической и динамической прочности, регулируемые опоры при помощи крепежных элементов, например дюбель-гвоздей, дюбель-саморезов, анкер-клиньев, шурупов и т.п. прикрепляются к основанию.
Согласно п.15 формулы пол снабжен кромочной лентой, располагаемой по периметру пола, при этом высота кромочной ленты составляет не менее расстояния от основания до наружной поверхности настила. Для дополнительного снижения шума и звуковых колебаний, передаваемых в помещения через стены в пространство между основанием и настилом, применяют кромочную ленту, в качестве
которой, например используют ленту из переработанного полиуретана или из изолона. Кромочную ленту располагают так, чтобы перекрыть расстояние от основания до наружной поверхности настила по всему периметру пола, обеспечивая при этом дополнительную звуконепроницаемость.
Согласно п.16 формулы в пространстве между лагами и основанием размещен звукопоглощающий материал. Конструкция пола на регулируемых опорах позволяет размещать в пространстве между основанием и лагами звукопоглощающие материалы, что дополнительно к упруго деформируемым элементам снижает звукопроницаемость, шумы, обеспечивая тем самым повышенную комфортность в помещении.
Согласно п.17 формулы между регулируемыми опорами и основанием установлены прокладки. Вибрации, воздействующие на основание и передающиеся на пол, могут дополнительно к упруго деформированным элементам гаситься с применением прокладок, устанавливаемых между регулируемой опорой и основанием.
Согласно п.18 формулы пол снабжен гидроизоляционным и/или пароизоляционным материалом, расположенным на основании, и прокладкой, установленной между регулируемой опорой и гидроизоляционным и/или пароизоляционным материалом. Для защиты прокладок, дополнительно устанавливаемых между регулируемыми опорами и основанием от воздействий влаги, проникающей через основание, используется гидроизоляционный и/или пароизоляционный материал, располагаемый между основанием и устанавливаемой прокладкой.
Согласно п.19 формулы сквозные отверстия в лагах и стержни, выполненные полыми, заполнены волокнистым или пористым материалом. Такое исполнение, например с использованием ваты из стекловолокна или монтажной пены, позволяет дополнительно снизить индекс приведенного ударного шума под перекрытием.
Согласно п.20 формулы между настилом и лагами расположена прокладка, прикрепляемая к лагам. Этим при необходимости достигается повышенное шумопоглощение.
Патентуемая регулируемая опора для пола и пол поясняются чертежом, где на фиг.1 показан фрагмент пола с регулируемой опорой, содержащей один упруго деформируемый элемент; на фиг.2 - то же самое с несколькими упруго деформируемыми элементами; на фиг.3 -то же самое с многослойным упруго деформируемым элементом из однородных материалов; на фиг.4 - то же самое с упруго деформируемым элементом из многослойных разнородных материалов; на фиг.5 и фиг.6 показаны варианты выполнения стержней регулируемых опор.
Пол содержит настил, состоящий из одного слоя 1 (фиг.3) или двух слоев 2 (фиг.1, 2, 4), укладываемых на лаги 3 и расположенные между основанием 4 и лагами регулируемые опоры. Каждая регулируемая опора имеет стержень 5 с наружной резьбой, размещенный в сквозном отверстии 6 лаги, взаимодействующую с наружной резьбой стержня опорную площадку 7, детали 8 для крепления опорной площадки к лаге и один 9 (Фиг.1, 3) или несколько 10 (Фиг.2, 4) упруго деформируемых элементов, размещенных на опорной площадке.
Упруго деформируемые элементы прикреплены к лаге посредством деталей для крепления опорной площадки к лаге, которые обеспечивают статическое сжатие упруго деформируемых элементов. При сжатии упруго деформируемых элементов лагой 3 в процессе эксплуатации пола эти детали 8 являются направляющими, вдоль которых осуществляется сжатие.
Поверхности упруго деформируемых элементов, контактирующие с опорной площадкой 7 и лагой 3, могут быть снабжены адгезионными слоями (не чертеже не показано). Может быть также использованы упруго деформируемые элементы, которые армированы, например сеткой
из стекловолокна или металлическими волокнами и т.п.(на чертеже не показано).
Лаги 3 выполнены однослойными (фиг.3, 4), например из деревянного бруса или пластмассовой балки. Лаги могут быть выполнены многослойными из однородных, например водостойкой фанеры (фиг.1) или разнородных материалов, например в сочетании дерева с пластмассой (фиг.2). Настил выполнен из многослойных однородных материалов, например водостойкой фанеры, плит из гипса или из многослойных разнородных материалов, например ДСП, гипсоволокнистых плит (ГВЛВ).
Стержень застопорен относительно опорной площадки контргайкой 11 (средство для стопорения стержня). Упруго деформируемые элементы выполнены многослойными из однородных (фиг.3, поз. 9) или разнородных (фиг.4, поз. 9, 10) материалов, например из чередующихся жестких и мягких материалов разной плотности. Упруго деформируемые элементы расположены на опорных площадках со стороны лаги или с обеих сторон опорной площадки 7 (фиг.4, поз.9, 10). В последнем случае многослойный разнородный упруго деформируемый элемент 9 расположен с верхней стороны опорной площадки, а несколько 10 однородных упруго деформируемых элементов с нижней стороны опорной площадки.
На фиг.1 в качестве упруго деформируемого элемента применен изолон. На фиг.2 - упруго деформируемые элементы из полиуретана. На фиг.3 - упруго деформируемый элемент из армированного геотекстилем силиконового эластомера. На фиг 4 - один слой упруго деформируемого элемента 9 из литьевого полиуретана, другой слой упруго деформируемого элемента 9 из материала Sylomer, упруго деформируемые элементы 10 выполнены из силикона.
Торцы стержней регулируемых опор, обращенные к основанию, прикреплены к основанию, выполненному монолитно (фиг.1, 4, 5) с
помощью крепежных элементов 12. В вариантах фиг.2, фиг.3 и фиг.6 торцы стержней, обращенные к основанию, не прикрепляются к основанию. Основание на фиг.3, выполнено в виде пустотелой плиты 13. Основание на фиг.6 - насыпной грунт.
На основании между регулируемыми опорами и основанием уложен слой 14 пароизоляции. На пароизоляционном материале, расположенном на основании между этим материалом и регулируемой опорой, установлены прокладки 15 (фиг.3). В пространстве между лагами и основанием размещен дополнительный звукопоглощающий материал 16 (фиг.2), уложенный на слой пароизоляции.
Полые стержни регулируемых опор и сквозные отверстия в лагах (фиг.2) дополнительно снабжены звукопоглощающим волокнистым или пористым материалом 17. По периметру пола (фиг.1) установлена кромочная лента 18. Высота ленты составляет не менее расстояния от основания до наружной поверхности верхнего по отношению к основанию слоя настила. Между лагами и настилом (фиг.3, 4) расположена прокладка 19, выполненная из эластичных материалов и прикрепляемая к лаге, например посредством адгезионного слоя. Поверх настила уложено напольное покрытие 20.
Торцы стержней регулируемых опор, обращенные к основанию, имеют криволинейную 21 (фиг.1 - 4) или плоскую 22 (фиг.5, 6) наружную поверхность. Стержни могут быть снабжены утолщением 23 (фиг.6). Между головкой крепежного элемента (фиг.5) и стержнем установлена прокладка 24. Для установки монтажного ключа стержни снабжены пазами 25 и утолщением 26 (фиг.6). Верхний по отношению к основанию слой настила снабжен гидроизоляционным покрытием 27 (фиг.4), располагаемым на его наружной и внутренней поверхностях.
Для установки пола упруго деформируемые элементы с опорными площадками 7 регулируемых опор посредством деталей 8 для крепления
опорных площадок к лаге 3 предварительно устанавливаются на лаги и поставляются для монтажа в собранном виде.
Монтаж пола начинают с ввинчивания в опорные площадки стержней 5. На стержень регулируемой опоры, ввинченный в опорную площадку, навинчивается контргайка 11. Лаги с установленными регулируемыми опорами размещаются на основании 4. Предварительно на основание укладывается слой пароизоляции 14. По периметру пола на стену помещения наклеивается кромочная лента 18. В случае закрепления стержней регулируемых опор на основании, через полость стержня в основании сверлится отверстие. Крепежный элемент 12, например дюбель-гвоздь, помещается в стержень регулируемой опоры и забивается в основание. При необходимости между головкой дюбель-гвоздя и стержнем устанавливается прокладка 24.
На лаги устанавливается прибор для измерения уровня. Монтажным ключом, устанавливаемым в паз 25 или устанавливаемым в утолщение 26, стержни регулируемых опор вращают вокруг своей оси, выравнивая и нивелируя уровень поверхности лаг. После выравнивания стержни регулируемых опор стопорятся в опорной площадке контргайкой, которую затягивают при помощи рожкового ключа. В случае закрепления регулируемых опор на основании крепежные элементы, например дюбель-гвозди, добивают в основание.
При необходимости между стержнями регулируемых опор и основанием на слой пароизоляции устанавливаются прокладки 15. В случае выступания стержней регулируемых опор за внешнюю по отношению к основании поверхность лаг выступающая часть стержней удаляется.
На выровненные по уровню лаги укладывают настил (1,2), который при необходимости через прокладку 19, например из силикона, приклеиваемую к лаге, закрепляют на лагах с помощью самонарезающих
винтов (на чертеже не показано). На настил укладывается выбранное напольное покрытие 20.
При наличии ударных нагрузок, например возникающих при занятиях спортом, кинетическая энергия удара через напольное покрытие 20, настил (1, 2) и лаги 3 передается на упруго деформируемые элементы, расположенные на опорных площадках 7 регулируемых опор. Упруго деформируемые элементы под действием лаг сжимаются вдоль деталей 8 для крепления опорной площадки к лаге, как по направляющим. Этим достигается переход кинетической энергии удара в потенциальную энергию упруго деформируемых элементов. При этом сохраняется прочностная связь регулируемой опоры с лагой и настилом, а нивелированный уровень пола восстанавливается после прекращения ударной нагрузки. При этом упруго деформируемые элементы принимают свое исходное положение, растягиваясь вдоль деталей 8 для крепления опорной площадки к лаге.
При возникновении вибраций, передающихся на основание, например от проходящего рядом со зданием железнодорожного состава, упруго деформируемые элементы, являясь гасителями вибрации, снижают проникновение колебаний через пол в помещение.
Упруго деформируемые элементы, расположенные на опорных площадках регулируемых опор, сдвигают частоту собственных колебаний пола, предотвращая возникновения резонансных звуковых колебаний в слышимом диапазоне частот.
При изготовлении регулируемых опор и для устройства пола определяющим является выбор материала упруго деформируемых элементов. Основным параметром для выбора подходящего типа материала для упруго деформируемых элементов является долговременная статическая нагрузка.
Путем варьирования слойности и толщины упруго деформируемого элемента нагрузка подбирается максимально близкой к пределу
долговременной статической нагрузки используемых для упруго деформируемых элементов материалов.
Нагрузки, воздействующие лишь периодически, такие, как, хождение или движение по полу не учитываются. Фактически действующая нагрузка должна составлять от 60% до 80% нагрузок, принятых для статических расчетов.
Правильно подобранные материалы для упруго деформируемых элементов, их слойность и расположение на опорной площадке регулируемой опоры позволяют наряду с заявленным техническим результатом обеспечить повышенную эксплуатационную надежность и долговечность конструкции.
Таким образом, впервые разработаны упруго деформируемая регулируемая опора для пола и пол на ее основе.