ФАСАДНЫЙ БЛОК

Полезная модель относится к области строительства и может быть использована для внешней отделки стен зданий.
Известна панель для декоративной отделки внутренних помещений, выполненная прямоугольной формы, на противоположных торцах которых имеются попарно сопрягаемые соединения (патент РФ №45150 МПК 7 Е04F 13/08, 2005 г.)
Недостатком указанной конструкции является плохие эксплуатационные характеристики.
3
3
Известны строительные панели типа «сэндвич», состоящие из нескольких слоев. Например, строительная панель, выполненная с возможностью крепления к строительным конструкциям или аналогичной панели посредством фиксирующих элементов и элементов крепежа или с помощью средства для соединения указанной панели с аналогичной. Строительная панель включает наружную и/или внутреннюю обшивку слоя утеплителя из пенопласта на основе полистирола, плотность которого находится в пределах 10-50 кг/м, в качестве обшивки используют эластичный закрытоячеистый вспененный материал - изолон на основе полиэтилена, плотность которого находится в пределах 20-70 кг/м. Слой утеплителя соединен с обшивкой при помощи фенолосодержащего клея. Торцевые стенки слоя утеплителя заключены в окантовочный профиль из алюминиевых или стальных листов, а слой изолона у кромок наклеивается поверх боковых сторон окантовочного профиля, (см. патент РФ №2258118, МПК 7 Е04С 2/292, 2005 г.)
Недостатком данного решения является низкая прочность панели, повышенная трудоемкость установки панели на фасад, для чего требуется предварительная установка множества навесных элементов крепления панели.
Известна строительная панель, предназначенная для возведения кровли или стен сооружения. Панель включает в себя наружную и внутреннюю обшивки, выполненные из алюминиевых или стальных профилированных листов, и размещенный между ними слой утеплителя из пенопласта на основе полистирола или из минеральной ваты. Панель может быть выполнена с возможностью крепления к строительным конструкциям, таким как она, пол или фундамент
сооружения, карниз крыши с водостоком или аналогичной панели, посредством фиксирующих элементов и элементов крепежа или средств для соединения указанной панели с аналогичной панелью, расположенных на ее торцах (см. патент РФ №2156340, МПК 7 Е04С 2/292, 2000 г.)
Данные многослойные панели разработаны для строительства панельных и каркасных зданий малой этажности, т.к. при своих габаритах, они не могут выдерживать больших вертикальных нагрузок, поскольку все нагрузки воспринимаются панелью в целом и каждым ее слоем.
Известна панель декоративная, облицовочная, выполненная из пластичного непрозрачного листового материала в виде четырехугольника со стенками по периметру, на тыльной поверхности которого расположена и жестко закреплена в средней части стойка в виде Г-образного профиля. Одна пара противоположных стенок выполнена с полками, которые расположены параллельно плоскости четырехугольника и направлены вверх, а одна из полок имеет волнообразный выступ, который загнут вниз к лицевой поверхности полки. Стойка ориентирована параллельно стенкам с полками, закреплена на тыльной поверхности четырехугольника широкой стороной и выполнена с высотой, не превышающий ширину стенок. Стенки имеют один размер по ширине. На полке с волнообразным выступом выполнены отверстия. Панель может быть выполнена с одной или несколькими стойками (см. патент РФ №55818, МПК 2006.01 Е04С 2/26, 2006 г.).
Недостатком решения известной декоративной панели является низкие теплоизоляционные свойства панели, высокая трудоемкость монтажа панели, требующая предварительной установки множества навесных элементов крепления панели.
Проведенный патентный поиск показал, что ни одна из известных облицовочных панелей не может быть выбрана в качестве прототипа. При этом известные решения панелей либо не могут быть использованы для декоративной отделки построенных зданий, либо при их использовании необходимо установка на стены зданий вертикальных и горизонтальных направляющих, закрепляемых на кронштейнах стены с последующим навешиванием панелей на указанные направляющие. Такая технология связана с высокой трудоемкостью, и повышенной опасностью при проведении работ на последних этажах высотных зданий.
Задача, решаемая полезной моделью - создание конструкции с высокой несущей способностью к ветровой нагрузке, эффективным тепловым сопротивлением, высокой жесткостью конструкции. Задача, решаемая полезной моделью также - создание конструкции, обладающей точными геометрическими параметрами, что обеспечивает низкую трудоемкость монтажа, простоту и экономичность установки фасадного блока на несущих кронштейнах, установленных на или в стенах, а также при соединении таких блоков между собой.
Поставленная задача решается за счет того, что разработан фасадный блок, содержащий базовый и утепляющий слои, расположенный на расстоянии друг от друга с образованием внутри блока воздушной прослойки, декоративное ограждение, и расположенные в базовом слое жесткие вертикальные элементы, снабженные верхней и нижней посадочными площадками, выполненными с ответными поверхностями и фиксирующими элементами.
Базовый слой и жесткие вертикальные элементы образуют монолитный блок.
Жесткие вертикальные элементы выполнены в виде несущих каркасов.
Ответные поверхности посадочных площадок вертикальных элементов образуют при сборке соединения типа «мама-папа».
В верхней посадочной площадке выполнена сквозная прорезь для принятия кронштейна крепления.
В нижней посадочной площадке может быть выполнена прорезь для принятия кронштейна крепления.
Фасадный блок содержит как минимум два жестких вертикальных элемента.
Фасадный блок содержит дополнительно как минимум два жестких поперечных элемента, соединенных с жесткими вертикальными элементами.
Технический результат от использования полезной модели заключается в том, что создание фасадного блока содержащего базовый и утепляющий слои, расположенные на расстоянии друг от друга с образованием внутри блока воздушной прослойки, декоративное ограждение, и расположенные в базовом слое жесткие вертикальные элементы, снабженные верхней и нижней посадочными площадками, выполненными с ответными поверхностями и фиксирующими элементами, обеспечивает высокую несущую способность к ветровой нагрузке, эффективное тепловое сопротивление, высокую жесткость конструкции, точность геометрических параметров, обеспечивающих простоту и
экономичность установки фасадного блока на несущих кронштейнах стен, а также при соединении таких блоков между собой.
Технический результат заключается также в том, что наличие жестких вертикальных элементов, служащих каркасами блока, позволяет разгрузить фасадный блок от вертикальных нагрузок, возникающих непосредственно от веса блока и последующих рядов блоков, расположенных выше. Это достигается за счет того, что вертикальную нагрузку через жесткие вертикальные элементы - каркасы и посадочные площадки данных элементов воспринимают кронштейны, расположенные на или в стене сооружения. Таким образом, вертикальные элементы - каркасы блока вместе с базовым слоем воспринимают в основном только фронтальные ветровые нагрузки.
Наличие на жестких вертикальных элементах панели верхней и нижней посадочных площадок обеспечивает удобство и легкость монтажа панелей на кронштейны, установленные на или в стене, а также простоту соединения панелей между собой при монтаже и их фиксацию на кронштейнах, закрепленных на или в стене.
Кроме того, наличие жестких вертикальных элементов-каркасов обеспечивает точную геометрию блока, высокую степень автоматизации производства, упрощает как технологию изготовления блока, так и технологию монтажа блока при его использовании во время облицовки фасадов сооружений.
Фиг 1 - фасадный блок, общий вид установки блоков на стену;
Фиг.2 - каркас фасадного блока с дополнительными поперечными элементами;
Фиг.3 - вид А фиг.1;
Фиг.4 - вид Б фиг.3 с элементом крепления;
Фиг.5 - вариант установки декоративного ограждения посредством соединения типа ласточкин хвост;
Фиг.6 - вариант установки декоративного ограждения посредством посадочной шайбы.
Фасадный блок 1 является ограждающей самонесущей конструкцией обеспечивающей защиту сооружения от ветра и атмосферных осадков. Кроме того фасадный блок 1 выполняет и функцию декоративного оформления зданий и сооружений.
Фасадный блок 1 содержит базовый слой 2 и утепляющий слой 3. Утепляющий слой 3 расположен на расстоянии от базового слоя 2 с образованием внутри блока воздушной прослойки 4. Фасадный блок 1 снабжен декоративным ограждением 5, которое может быть нанесено непосредственно на утепляющий слой 3. Декоративное ограждение 5 может быть установлено на расстоянии от утепляющего слоя 3 с образованием дополнительной воздушной прослойки 4-1. Воздушная прослойка 4, совместно с воздушной прослойкой 4-1, если она образована, увеличивает тепловое сопротивление и обеспечивает вентиляцию утепляющего слоя 3.
В базовом слое 2 расположены жесткие вертикальные элементы 6. Жесткие вертикальные элементы 6 выполнены в виде несущих каркасов, установленных в базовом слое 2 блока в качестве закладной арматуры. Фасадный блок содержит как минимум два жестких вертикальных элемента 6. При условии выполнения достаточно широкого фасадного блока 1, а также при необходимости усиления ветрового сопротивления блока 1 количество вертикальных элементов 6 выбирается из условия создания жесткой конструкции.
Жесткие вертикальные элементы 6 снабжены верхней 7 и нижней 8 посадочными площадками. Каждая посадочная площадка 7, 8 выполнена с ответной поверхностью 7-1 и 8-1.
Фасадный блок 1 снабжен фиксирующими элементами 9, выполненными на жестких вертикальных элементах 6 и предназначенными в частности, для усиления вертикальных элементов и блока в целом. В посадочных площадках 7, 8 жестких вертикальных элементов 6 предусмотрены места для приема средств крепления 10. С помощью средств крепления 10 фасадные блоки фиксируют друг относительно друга при монтаже.
Утепляющий слой 3 установлен и закреплен на фиксирующих элементах 9, что позволяет не только увеличить теплоизоляционные свойства, но и повысить жесткость блока в целом.
Базовый слой 2 и жесткие вертикальные элементы 6 при изготовлении образуют монолитный блок за счет того, что вертикальные элементы 6 заливают базовым слоем 2. При использовании материала базового слоя 2, обладающего необходимой жесткостью, возможен вариант выполнения монолитного блока путем посадки готового базового слоя 2 на фиксирующие элементы 9 жесткие вертикальные элементы 6 с последующим жестким закреплением посредством заклепок и клеевого (или иного жесткого неразъемного) соединения.
Ответные поверхности 7-1 и 8-1 посадочных площадок 7, 8 вертикальных элементов 6 образуют при сборке соединения типа «мама-папа». Для фиксации фасадных блоков 1 относительно друг друга во время сборки посадочные площадки 7, 8 жестких вертикальных элементов 6 соответствующего блока закрепляют относительно друг друга с помощью средств крепления 10 (см. фиг.4). Посадочные площадки 7, 8 посредством соединения ответных поверхностей 7-1 и 8-1 обеспечивают надежную фиксацию фасадных блоков 1 между собой при их монтаже, а также восприятие панелями фронтальной ветровой нагрузки.
В верхней посадочной площадке 7 выполнена сквозная прорезь 11 (см. фиг.4). Прорезь 11 может иметь щелевой, Г-образный или Т-образный профиль. Прорезь 11 предназначена для принятия кронштейна 12 и регулировки положения блока относительно стены при установке панели на стене.
При изготовлении фасадных блоков, расположенных при монтаже в нижнем ряду, в нижней посадочной площадке 8 может быть выполнена аналогичная прорезь 11 (условно не показано).
В посадочных площадках 7 предусмотрены отверстия 13 для приема крепежных элементов, фиксирующих положение фасадного блока 1 на кронштейне 12.
Фасадный блок может быть снабжен поперечными элементами 14, расположенными в верхней и нижней частях фасадного блока и соединяющими жесткие вертикальные элементы 6 между собой. В этом случае поперечные элементы 14 будут обеспечивать дополнительную жесткость фасадного блока
Фасадный блок может быть изготовлен двумя способами:
1. Предварительно изготовленные литьем или штамповкой жесткие вертикальные элементы 3 укладывают в форму. Затем форму заливают базовым слоем 2 с образованием монолитного блока. Базовый слой покрывают декоративным ограждением 11, например, штукатуркой. При необходимости к базовому слою 2 может быть присоединен утепляющий слой 12. В этом случае декоративное ограждение 11 устанавливается на утепляющий слой.
2. Предварительно изготавливают литьем или штамповкой жесткие вертикальные элементы 3. По шаблону изготавливают базовый слой 2 из материала высокой прочности. Устанавливают в форму вертикальные элементы 3 и затем на фиксирующие элементы 6 укладывают базовый слой 2, жестко
неразъемно соединяя их между собой. За счет этого также образуется монолитный блок. Дальнейшие операции повторяют п.1.
Методика изготовления фасадного блока обеспечивает четкую геометрию и высокую прочность блока. За счет наличия жестких вертикальных элементов 3 обеспечивается возможность установки блока непосредственно на кронштейны стены, исключая использование дополнительных направляющих.
Фасадный блок используют следующим образом:
Изготовленный фасадный блок устанавливают на кронштейны 3, свободно перемещая в горизонтальном направлении и обеспечивая регулировку положения блока относительно стены для выравнивания поверхности стены. Поскольку размеры блока строго соблюдены при его изготовлении, кронштейны по разметке устанавливаются на стены и блоки закрепляются на кронштейнах ряд за рядом.
При установке фасадного блока на стены сооружения, соединение выше расположенного блока с нижним блоком обеспечивается за счет состыковки верхней 7 и нижней 8 посадочных площадок по ответным поверхностям 7-1 и 8-1 и закрепления их между собой при помощи средств крепления 10. Таким образом обеспечивают надежную фиксацию фасадных блоков 1 между собой при их монтаже, а также восприятие панелями фронтальной ветровой нагрузки.
Фронтальную ветровую нагрузку воспринимают жесткие вертикальные элементы 6. Горизонтальную боковую нагрузку несет базовый слой 2 совместно с заложенными в него вертикальными элементами 6 (монолитный блок).
Базовый слой 2 может быть выполнен из утепляющего материала (для придания теплоизоляционных свойств фасадному блоку, выполненному из одного слоя). Базовый слой 2 может быть выполнен и из любого другого материала, обладающего достаточной прочностью и теплоизоляционными свойствами. Например, может быть изготовлен из литьевых материалов на основе вспененного полистирола, пенопласта, а также легких бетонов (керамзитобетон, стружкобетон, бенобетон, газобетон и т.д). В качестве материала базового слоя могут быть использованы и иные композиционные материалы на основе цемента, древесины, минеральная вата типа РОКВЕЛ, УРСА. Данные материалы обладают также и достаточными теплоизоляционными свойствами.
При изготовлении остальных элементов фасадного блока могут быть использованы следующие материалы:
- жесткие вертикальные элементы 6 могут быть выполнены из пластмасс, композитных пластмасс, стали или алюминия, а так же из цементно-волокнистых и
стружечно-волокнистых материалов, фанеры, дерева или могут быть изготовлены в виде проволочного каркаса или из любого материала, обладающего необходимой жесткостью;
- утепляющий слой 3 может быть выполнен из такого же вспененного пенополиуретана либо из негорючего пожаробезопасного материала, как и первый базовый слой 2 (например, минеральной ваты, теплоизоляции Rockwool или т.п. материалов);
- декоративное ограждение 5 может быть выполнено с использованием декоративной фасадной штукатурки, или из листа пластика, или в виде декоративного листа из тонколистовой стали, или из алюминия, или из металлопластика.
Конструкция фасадного блока 1 обеспечивает многообразие способов устройства декоративного ограждения 5:
- утепляющий слой 3 до или после монтажа покрываются армированной штукатуркой, и окрашивается.
- декоративное ограждение приклеивается к утепляющему слою 3.
- декоративное ограждение 5 (см. фиг.2.) устанавливается непосредственно на фиксирующие элементы 9 каркаса посредствам винтового или клепанного соединения 15. Установка декоративного ограждения может производиться как непосредственно на заводе изготовителе, так и на строительной площадке. Материал декоративного ограждения выбирается исходя из условий эксплуатации, или регламентируется заказчиком.
- декоративное ограждение 5 (см. фиг.3) устанавливается на жесткие вертикальные элементы - каркас 6 посредством соединения типа ласточкин хвост. В этом случае каркас 6 оснащается одной из частей соединения-вертикальной планкой 16 с выполненными на ней отверстиями, а декоративное ограждение ответной частью 17 с зацепами. Данный способ позволяет навешивать декоративное ограждение на смонтированный фасадный блок без дополнительного крепления.
- декоративное ограждение 5 (см. фиг.4) устанавливается на элементы каркаса 6 посредством посадочной шайбы 18. Данный способ позволяет навешивать декоративное ограждение на смонтированный фасадный блок без дополнительного крепления.
Фасадный блок может быть изготовлен с использованием известного технологического оборудования из указанных материалов.
Фасадный блок может быть использован для декоративной и теплоизоляционной отделки стен готовых зданий и сооружений, когда его навешивают на кронштейны, закрепляемые на стене ряд за рядом. Фасадный блок может быть также использован в качестве внешней части опалубки при строительстве монолитных сооружений. Либо фасадный блок может быть использован в качестве финишной отделки в процессе строительства кирпичных зданий и сооружений.
Заявляемая полезная модель обеспечивает:
- снижение количества шарнирных соединений, снижение количества дополнительных промежуточных деталей, что увеличивает надежность конструкции при одновременном снижении ее веса.
- изготовление фасадного блока любых размеров и формы.
- ведение монтажа фасадных блоков одновременно с монтажом стен.
- снижение объемов использования утеплителей за счет использования эффекта теплового сопротивления воздушной прослойки между строительным основанием и фасадным блоком, которая позволяет увеличить тепловое сопротивление на 10-15%.
- снижение тепловых потерь от образования мостиков холода, за счет конструктивной возможности использования в перемычках деталей с низкой теплопроводностью.
- многократное снижение трудоемкости монтажа конструкции.
- снижение рисков несчастных случаев, из-за снижения трудоемкости высотных работ.