МОДУЛЬ КАРКАСНОГО ЗДАНИЯ

Полезная модель относится к области строительства, преимущественно деревянного домостроения, и может быть использована при возведении сборных малоэтажных зданий.
Одной из активно развивающихся отраслей отечественной промышленности является малоэтажное строительство. Часто потребители жилья предпочитают использование натуральных экологичных строительных материалов и изделий, именно поэтому в последнее время все большую популярность завоевывают деревянные дома и дома с существенной долей деревянных элементов в их составе.
Среди трех известных направлений деревянного домостроения: домостроение из массивной древесины, панельное деревянное домостроение и каркасное деревянное домостроение, последнее развивается наиболее стремительно. Это объясняется тем, что деревянный каркас, представляя собой сотовую структуру, обеспечивает высокую жесткость и прочность здания. Простота конструктивного решения каркасного дома и современные технологии строительства часто позволяют возвести его силами индивидуальных застройщиков без применения средств механизации, что в сочетании с невысокой стоимостью заводского комплекта деревянных деталей и изделий делает этот вид наиболее доступным для семей с низким и средним уровнем доходов. Кроме того, каркасный дом по сравнению с панельным имеет более высокие эксплуатационные характеристики за счет исключения стыков между панелями, так как стыки наружных и внутренних обшивочных материалов располагаются только на деревянном каркасе [Портал лесопромышленника [Электронный ресурс]. - Режим доступа: ].
Особый интерес представляют модульные дома, которые состоят из унифицированных частей (модулей), позволяющих создавать здания различной конфигурации. При этом элементы модуля изготавливаются на производстве и доставляются к месту сборки здания готовыми комплектами. Основным преимуществом таких зданий является скорость строительства, поскольку возведение дома выполняется в короткие сроки из уже готовых деталей, соединение которых не требует высокой квалификации людей, занимающихся сборкой модульного здания - сборка осуществляется по принципу конструктора.
Следует отметить, что в своем природном состоянии дерево является самым здоровым материалом для строительства дома, поскольку отличается хорошей воздухо- и паропроницаемостью, малой объемной массой при высокой прочности, низкой теплопроводностью, легкостью в обработке и стойкостью к действию многих химических веществ и агрессивных сред. Помимо большого количества достоинств древесина как строительный материал имеет и ряд недостатков. В частности, высокая гигроскопичность и анизотропия, следствием которых может стать существенная усадка деревянных конструкций, изменение формы, коробление. Современные технологии позволяют при минимальной обработке и сохранении природной целостности структуры древесины минимизировать указанные недостатки. Одним из путей решения этой проблемы является термическая обработка древесины, в результате которой получается экологически безопасный, стойкий к негативным воздействиям окружающей среды материал с улучшенными потребительским свойствами - термодревесина, которая практически не дает усадки в процессе эксплуатации.
Важным моментом при проектировании и строительстве домов является удешевление строительства, в том числе за счет унификации -использования оптимального набора узлов и деталей необходимых размеров.
Известен разборный дом, содержащий равностороннее многоугольное основание, угловые стойки, стропила, стеновые панели и модули крыши [Пат. №2342500. Российская Федерация. Разборный дом / Цветков А.И., Еремин А.С.; патентообладатель: Цветков А.И., Еремин А.С. - Опубл. 27.12.2008. - Режим доступа: ]. Недостатками указанного изобретения является использование клееных древесин, большого количества различных деталей разной формы и размера, использование замковых соединений деревянных элементов, что приводит к удорожанию строительства, в том числе и за счет необходимости специальной обработки деревянных элементов замкового соединения.
Наиболее близким по составу заявленной полезной модели является здание из древоблока [Пат. №2522571. Российская Федерация. Способ изготовления и сборки деревянных домов, строений, сооружений из древоблоков, древоблок для его реализации и здание из древоблока / Крючков А.И.; патентообладатель: Крючков А.И. - Опубл. 22.11.2012. - Режим доступа: ], которое принято за прототип.
К числу недостатков указанного изобретения следует отнести большее, чем при обычных способах строительства, расходование материала за счет предложенной трехсоставной конструкции древоблока, следствием чего является увеличение общей массы конструкции, вызывающее необходимость устройства более надежного фундамента и/или основания, а также необходимость использования при соединении скреплении досок в древоблоках и всех элементов здания крепежных элементов (по материалам описания изобретения - саморезов). Надежность, прочность и долговечность соединения доска-саморез во многом зависит от качества используемого крепежного элемента, а также от характера и величины нагрузки, воспринимаемой деревянным элементом соединения. Кроме того, для качественного монтажа соединения доска-саморез при возведении здания необходимо использование специального инструмента, например, шуруповерта.
Технической задачей заявленной полезной модели является упрощение конструкции здания, улучшение потребительских свойств изделия, в частности, уменьшение материалоемкости, трудоемкости и др.
Технический результат заявленной модели выражается в использовании минимально необходимой номенклатуры деревянных деталей, обеспечивающих требуемую прочность каркаса здания, возможность изменения его размеров и конфигурации, простоту сборки изделия за счет использования стандартизованных деталей простой формы (прямоугольный параллелепипед) с заранее подготовленными технологическими отверстиями в местах крепления, использование простой схемы фиксации элементов конструкции с применением нагельных соединений. Также поставленная техническая задача решается тем, что все элементы каркасного модульного здания изготавливаются из термодревесины, не имеющей существенной усадки, не подверженной воздействию различных микроорганизмов и агрессивному воздействию окружающей среды и пр.
Заявленная полезная модель поясняется фиг. 1-4.
На фиг. 1 представлены некоторые варианты конфигурации модульного каркасного здания, состоящие из одного, двух, четырех или шести модулей.
На фиг. 2 приведена схема углового соединения нижних горизонтальных связей и соединительного элемента.
На фиг. 3 представлен пример образования дверного проема с помощью распорок.
На фиг. 4 приведен пример образования оконного проема с помощью распорок.
Заявленная полезная модель реализуется следующим образом.
К месту сборки с учетом конфигурации и размеров здания (количество модулей может варьироваться (фиг. 1)) доставляется необходимое количество комплектов деталей. Все комплекты состоят из стандартизованных и упакованных элементов, заготовленных в размер, с отверстиями, указывающими места крепления. Основным крепежным элементом являются нагели из термодревесины. Такой нагель, работая в узловом соединении, надежно фиксирует скрепляемые детали, не усыхает и не гниет.
Перед началом сборки необходима подготовка ленточного или сплошного фундамента с учетом размеров и конфигурации будущего здания.
На фундамент укладываются и крепятся к нему с помощью анкерных болтов нижние горизонтальные связи каркаса, имеющие на обоих концах выступы с отверстиями заданного диаметра. Между закрепленными горизонтальными связями каркаса устанавливаются и закрепляются соединительные элементы каркаса (фиг. 2). Соединительный элемент состоит из двух взаимноперпендикулярных горизонтальных пластин со сквозными отверстиями на конце, размеры концов пластин совпадают с размерами выступов горизонтальных связей. Пластины совмещают с выступами горизонтальных связей таким образом, чтобы совпали отверстия на соединяемых деталях, после чего их фиксируют, помещая в отверстия нагель. Сверху на пластинах элемента вертикально закрепляют брусок, в котором также имеются отверстия под нагели. Затем из четырех досок заданного размера формируется стойка каркаса. На концах двух противоположных досок также имеются сквозные отверстия. Сформированная стойка устанавливается на брусок и закрепляется на нем с помощью нагелей. Количество, размер и схема расположения отверстий нагельных соединений определяется расчетами на прочность и жесткость конструкций каркаса. Следует отметить, что сформированная стойка является полым телом, поперечные размеры полости которого точно соответствуют размерам поперечного сечения бруска соединительного элемента. Стойки каркаса устанавливаются на равном расстоянии друг от друга, после чего на верхнем торце каждой из них закрепляются соединительные элементы, на которые, в свою очередь, устанавливаются и закрепляются горизонтальные связи каркаса. Затем между стойками каркаса по заданной схеме (на заданной высоте) с помощью нагелей закрепляются распорки, которые в выбранном проеме могут образовывать дверной или оконный проем (фиг. 3, 4).
Аналогично формируется мансардный этаж.
Для устройства пола и перекрытия на горизонтальные связи по заданной схеме укладывают лаги и скрепляют их с помощью нагелей с распорками.
Затем устанавливается лестница и несущие конструкции покрытия, размеры, форма и схема расположения которых зависит от размеров и конфигурации всего здания. Устройство покрытия возможно из любых кровельных материалов.
Затем осуществляется ветрозащита, при необходимости утепление, стен, обшивка наружной и внутренней поверхности стен, для чего могут использоваться любые материалы. Перед укладкой напольного покрытия устраивают гидроизоляцию, утепление пола любыми материалами.
Наружная и внутренняя обшивка стен, напольное покрытие выполняются преимущественно из термодревесины. Соединение всех элементов осуществляется посредством нагелей в отверстия, имеющиеся на соединяемых деталях.
Использование при сборке модульного каркасного здания элементов, изготовленных из термодревесины, обеспечивает необходимую прочность и долговечность его, а также позволяет избежать усадки здания. Относительно небольшая масса всего здания после сборки позволяет использовать облегченный фундамент - ленточный (только под стенами) или сплошной (под всем зданием) небольшой толщины.
Следует отметить, что процесс производства элементов здания отделен от процесса его монтажа. Все элементы здания изготавливаются в производственных условиях строго размер в размер с выполнением в местах крепления отверстий под нагели, маркируются, упаковываются комплектами и доставляются к месту сборки. Указанное позволяет собрать дом требуемых размеров и конфигурации даже человеку, не имеющему опыта работы в строительстве.