СИСТЕМА ВНЕШНЕГО УТЕПЛЕНИЯ ЗДАНИЙ ТЕПЛОЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ (ВАРИАНТЫ)

Полезная модель относится к области строительства, в частности, к конструкции стен каркасных зданий и может найти применение при возведении стен зданий и сооружений теплоэлектростанций высотой до 100 метров, в условиях сейсмичности и больших ветровых нагрузках.
Известна система внешнего утепления здания, содержащая несущий каркас, теплоизоляционную панель, крепежные средства и средства для герметизации стыков (патент US №5564243, МПК Е04В 1/76, 1996 г.). Несущий каркас изготовлен из металлического профиля, соединенного сваркой. К нему прикреплена многослойная навесная панель, имеющая обычно прямоугольную форму. Многослойная навесная панель изготовлена из вспененного полистирола и дополнительно содержит армирующий слой в виде сетки и декоративное покрытие.
Недостатком этой системы внешнего утепления здания является большой вес несущего каркаса и ненадежность его крепления к несущим конструкциям здания при сейсмических и больших ветровых нагрузках. Кроме того, монтаж системы, а именно крепление множества панелей к каркасу требует установки фахверка, что является очень трудоемким и тесно связан с погодными условиями. Эта система также не позволяет применение в ее составе современных ограждающих стеновых конструкций, например панелей типа «Сэндвич», изготавливаемых практически во всех регионах страны.
Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому эффекту является система внешнего утепления здания, содержащая предварительно изготовленные многослойные навесные панели, несущий каркас, крепежные средства и средства для герметизации стыков (патент RU №45416, U1, МПК Е04В 1/74, Е04В 2/00, 2004). Причем каждая панель выполнена с отдельным каркасом, который встроен в нее и является сборным элементом указанного общего несущего каркаса системы.
Недостатком этой полезной модели является необходимость устройства фахверка, а также сложность конструкции навесной панели вследствие расположения теплоизоляционного слоя из вспененного полистирола между металлическими профилями несущего каркаса. Несущий каркас этой панели в зависимости от климатического района, высоты расположения панели на строящемся здании будет иметь различные размеры профиля и соответственно, толщину теплоизоляционного слоя. Эта система также не позволяет применение в ее составе современных ограждающих стеновых конструкций, например панелей типа «Сэндвич», изготавливаемых практически во всех регионах страны.
Задачей полезной модели является создание системы внешнего утепления зданий теплоэлектростанций, которая бы имела простую и технологичную конструкцию, легко и быстро монтировалась без устройства фахверка, а также надежно работала независимо от климатического района строительства в условиях сейсмичности, больших ветровых нагрузок и больших высотах зданий производственного назначения.
Поставленная техническая задача решается тем, что система внешнего утепления зданий теплоэлектростанций, содержащая предварительно изготовленные стеновые панели с фермой, состоящей из верхнего и нижнего поясов, стоек и подкосов, фермы соединены с сэндвич-панелями, и прикреплены к несущим колоннам зданий. Новым, согласно полезной модели, является выполнение на несущих колоннах зданий на внешней грани их наружных ветвей опорных столиков, на них установлены фермы стеновых панелей, прикрепленные по торцам к этим же наружным ветвям несущих колонн, кроме того, фермы стеновых панелей дополнительно закреплены из плоскости пролетной части ветровыми подкосами, которые другими концами соединены с внутренними ветвями несущих колонн, причем ветровые подкосы выполнены под углом 30-60° к вертикальным плоскостям стеновых панелей.
Ветровые подкосы установлены в горизонтальной плоскости и прикреплены к верхнему или нижнему поясу ферм стеновых панелей.
Система внешнего утепления зданий теплоэлектростанций, содержит предварительно изготовленные стеновые панели с рамой, состоящей из верхнего и нижнего поясов и стоек, рамы соединены с сэндвич-панелями, и прикреплены к несущим колоннам зданий. Новым, согласно полезной модели, является крепление по торцам рам стеновых панелей к наружным ветвям двухветвевых несущих колонн зданий и дополнительное крепление рам стеновых панелей из плоскости пролетной части ветровыми подкосами, которые другими концами соединены с внутренними ветвями несущих колонн, причем ветровые подкосы выполнены под углом 30-60° к вертикальным плоскостям стеновых панелей.
Ветровые подкосы установлены в горизонтальной плоскости и прикреплены к верхнему или нижнему поясу рам стеновых панелей.
Полезная модель поясняется чертежами, где на фиг.1 представлена часть каркаса строящегося здания теплоэлектростанции с фасада; на фиг.2 - вертикальный разрез стеновой панели по А-А; на фиг.3 - горизонтальное сечение вертикального стыка двух рядом расположенных стеновых панелей по Б-Б; на фиг.4 - ферма перемычечной стеновой панели, на фиг.5 - рама стеновой панели.
Система внешнего утепления зданий теплоэлектростанций с горизонтальной разрезкой стеновых ограждающих конструкций содержит два типа предварительно изготовленных стеновых панелей: перемычечную панель 1 и рядовую панель 2. Перемычечная стеновая панель 1 состоит из фермы, состоящей из верхнего 3 и нижнего 4 поясов, стоек 5 и подкосов 6, соединенной с сэндвич-панелью 7. Рядовая стеновая панель 2 состоит из рамы, состоящей из верхнего 3 и нижнего 4 поясов и стоек 5, соединенной с сэндвич-панелью 7.
Фермы стеновых панелей 1 и рамы стеновых панелей 2 изготавливают из прокатных или гнутых профилей, а сэндвич-панели 7 состоят из двух защитных и одного теплоизоляционного слоев. Между защитным фасадным слоем 8 и защитным тыльным слоем 9 расположен теплоизоляционный слой 10. Защитный фасадный слой 8 выполнен из металлического профилированного настила, защитный тыльный слой 9 выполнен из металлического профилированого листа, а теплоизоляционный слой 10, изготовлен, например, из вспененного полистирола. Сэндвич-панели 7 соединены, например, крепежными болтами 11 с элементами ферм стеновых панелей 1 или с элементами рам стеновых панелей 2. Стеновые панели 1 и 2 могут иметь разные по высоте габаритные размеры.
Несущие колонны здания теплоэлектростанции выполнены двухветвевыми и состоят из наружных ветвей 12 и внутренних ветвей 13, соединенных между собой стенкой 14. Между осями наружных ветвей 11 несущих колонн установлены фундаментные балки 15, а на них цокольные керамзитобетонные панели 16, выше которых устанавливают перемычечные стеновые панели 1. Для этого на внешней грани наружных ветвей 12 несущих колонн выполняют опорные столики 17, на которые устанавливают стеновые панели 1. Для крепления этих панелей к каркасу строящегося здания боковые опорные стойки 5 ферм крепят к наружным ветвям 12 несущих колонн. Дополнительно фермы стеновых панелей 1 крепят в пролетной части ветровыми подкосами 18 к внутренним ветвям 13 несущих колонн. Горизонтальные и вертикальные стыки между соседними стеновыми панелями 1 и 2 заполняются монтажной пеной 19. Они защищены от атмосферного воздействия фасонными элементами (не показаны).
Монтаж системы внешнего утепления здания теплоэлектростанции осуществляют следующим образом.
Стеновые панели 1 и 2 изготавливают в заводских условиях, что значительно улучшает их качество. Они имеют точные размеры кратные строительным модулям, что позволяет их быстро установить и соединить между собой, образовав единую ограждающую конструкцию. Габаритные размеры стеновых панелей 1 и 2 определяются возможностью их транспортировки на строительную площадку и технологическими возможностями заводов-изготовителей.
На строительной площадке монтируют несущие двухветвевые колонны каркаса здания из наружных 12 и внутренних 13 ветвей. Эти ветви соединены между собой стенкой 14. Между осями наружных ветвей 12 несущих колонн установлены фундаментные балки 15, а на них цокольные панели 16. Предварительно изготовленные и доставленные на строительную площадку перемычечные стеновые панели 1 устанавливают поверх цокольных панелей 16 на опорные столики 17, которые необходимы для надежной фиксации этих панелей 1. Торцы ферм, т.е. боковые опорные стойки 5, крепят к наружным ветвям 12 несущих колонн строящегося здания. При больших ветровых нагрузках, действующих на стеновые панели 1, наибольшую нагрузку из плоскости испытывает их пролетная часть. Происходит изгиб в середине пролета в поперечном направлении. Поэтому фермы стеновых панелей 1 дополнительно крепят в пролетной части ветровыми подкосами 18. Один конец ветрового подкоса 18 крепят, например, к верхнему поясу 3 или нижнему поясу 4 фермы, а второй конец его конец крепят к внутренней ветви 13 несущей колонны. Это обеспечивает работу из плоскости пролетной части фермы стеновой панели 1, как неразрезной трехпролетной балки, и придает ей дополнительную жесткость из плоскости панели. Позволяет уменьшить изгибающие моменты при большой ветровой нагрузке, что уменьшает сечение элементов фермы стеновой панели 1 и как следствие их металлоемкость. Этим уменьшается вес стеновых панелей 1. Оптимальный угол крепления ветровых подкосов 18 к вертикальной плоскости стеновой панели 1 составляет 30-60°. В этом случае ветровые подкосы 18 создают максимальную жесткость фермы стеновой панели 1 из плоскости. Этот угол зависит от длины стеновых панелей 1, геометрических размеров друхветвевых несущих колонн и от величины ветровой нагрузки. Ветровые подкосы 18 повышают надежность крепления стеновых панелей 1 и позволяют использовать их при высоте зданий до 100 метров, при любых ветровых нагрузках до VII района и условиях сейсмичности. Крепежные болты 11 обеспечивают надежное крепление сэндвич-панелей 7 к фермам стеновых панелей 1. Ветровые подкосы 18 устанавливают в горизонтальной плоскости, в этом случае их длина будет минимальной, а ветровые нагрузки, действующие на ферму стеновой панели 1, будут передаваться через ветровые подкосы 18 на внутренние ветви 13 несущих колонн кратчайшим путем.
Над рядом перемычечных стеновых панелей 1 устанавливают несколько рядов рядовых стеновых панелей 2, количество которых зависит от различных факторов: несущей способности перемычечной панели 1, их длины и веса, ветровых и сейсмических нагрузок и т.д. Рядовые стеновые панели 2 работают на ветровые и сейсмические нагрузки аналогично перемычечным стеновым панелям 1, Поэтому их крепят к несущим колоннам каркаса как перемычечные стеновые панели 1. Торцы рам, т.е. боковые опорные стойки 5, крепят к наружным ветвям 12 несущих колонн строящегося здания и дополнительно крепят в пролетной части ветровыми подкосами 18 к внутренним ветвям 13 несущих колонн. Промежуточные стойки 5 верхних и нижних панелей 1 и 2 соединяют между собой, это создает единую ограждающую стенную конструкцию, хорошо работающую при всех неблагоприятных условиях.
Количество устанавливаемых рядов рядовых стеновых панелей 2 зависит от различных факторов: расстояния между несущими колоннами, ветровой нагрузки, условий сейсмичности и т.д. После установки и крепления нескольких рядов рядовых стеновых панелей 2 вновь на опорные столики 17 устанавливают ряд стеновых перемычечных панелей 1, который закрепляют вышеописанным образом. Далее процесс монтажа стеновых панелей 1 и 2 повторяется до завершения строительства. После монтажа всех панелей 1 и 2 на несущих колоннах здания образуется единая ограждающая стеновая конструкция с горизонтальной разрезкой.
Использование рядовых стеновых панелей 2 позволяет дополнительно уменьшить вес внешнего утепления здания и удешевить его строительство. Стеновые панели 1 и 2 имеют простую и технологическую конструкцию, легко и быстро монтируются, без устройства фахверка, с опиранием на несущие колонны здания. Настоящую систему внешнего утепления зданий электростанций с горизонтальной разрезкой стенового ограждения предполагается использовать на строительстве ТЭЦ Советская Гавань в Приморье.
Горизонтальные стыки между верхними и нижними стеновыми панелями и вертикальные стыки двух рядом расположенных стеновых панелей заполняют утеплителем, например, монтажной пеной 19. Они защищены от атмосферного воздействия фасонными элементами (не показаны). Фасонные элементы улучшают архитектурный вид фасада здания теплоэлектростанции. Предлагаемая система внешнего утепления здания позволяет осуществлять осмотр технического состояния несущих конструкций стеновых панелей 1 и 2 и элементов их крепления и, по необходимости, их регламентный ремонт с внутренней стороны здания.
Настоящая система внешнего утепления зданий и сооружений электростанций легко и быстро монтируется, не требует установки фахверка, обеспечивает надежное крепление стеновых панелей даже в сложных климатических условиях при больших ветровых нагрузках и в условиях сейсмичности. Система найдет широкое применение для сооружения зданий производственного назначения высотой до 100 метров и ветровым районом до VII, например, главных корпусов тепловых электростанций.