Способ возведения многоэтажного здания с энергосберегающими многослойными стенами
Изобретение относится к способам гражданского и промышленного строительства, в частности к быстровозводимым каркасно-монолитным зданиям, и может быть использовано при возведении как малоэтажных, так и многоэтажных зданий с длительным сроком эксплуатации. Способ возведения многоэтажного здания с энергосберегающими многослойными стенами включает поэтажное возведение наружных стен из стеновых панелей высокой степени заводской готовности. В соответствии с проектной документацией на заводе изготавливают панели, деревянный каркас которых с двух сторон обшит плитными материалами, поверх которых с внешней стороны на металлические подоблицовочные планки установлены паропроницаемые фасадные панели. В пустотах деревянного каркаса с внешней стороны размещен утеплитель, а также в пустотах проложены и закреплены инженерные коммуникации, уложена и зафиксирована стеклопластиковая арматура. Панели транспортируют на строительную площадку и используют в качестве несъемной опалубки для заливки бетона. В качестве фундамента здания используют утепленную шведскую плиту (УШП), из которой сделаны выпуски арматуры для перевязки с арматурой стен здания. После монтажа наружных и внутренних стен этажа производят монтаж межэтажного перекрытия из балок, изготовленных из стальных тонкостенных профилей (ЛСТК), к которым снизу прикрепляют шляпные профили с обшивкой снизу гипсокартонными листами, на которые выкладывают два слоя минеральной плиты, жесткой и мягкой, являющейся основанием для прокладки коммуникаций. Балки устанавливают на технологические упоры, расположенные с внутренней стороны наружных стен, и фиксируют саморезами. После монтажа коммуникаций на балки выкладывают гофрированный лист, стеклопластиковую арматурную сетку. Переходы между фундаментом и стенами, между стенами и межэтажными перекрытиями армируют стеклопластиковой арматурой. В стыках стеновых панелей соединяют проложенные инженерные коммуникации и арматуры, герметизируют межпанельные углы и переходы. После сборки из панелей технологического каркаса двух этажей между обшивкой деревянного каркаса панелей, образующей несъемную опалубку, заливают пластифицированный мелкозернистый бетон, образующий основной монолитный бетонный контур. Со второго этажа вначале заливают стены первого этажа, а затем перекрытие этажа. При заливке второго и последующих этажей данный цикл работ повторяют. Перед заливкой пластифицированного мелкозернистого бетона осуществляют герметизацию несъемной опалубки и межбалочного пространства. Изобретение позволяет повысить прочность конструкции, а также значительно сократить время и трудозатраты на монтаж здания. 40 ил.
1. Область техники
Предлагаемый способ возведения многоэтажного здания с энергосберегающими многослойными стенами относится к области строительства, в частности к способам и методам возведения и строительства каркасно-монолитных домов разной этажности с многослойными стенами.
Технический результат:
В предлагаемом способе строительства совмещены преимущества быстровозводимых зданий на деревянном каркасе (создание теплового контура здания без мостиков холода), металлического каркаса стен и балок из легких стальных тонкостенных конструкций (создание несъемной опалубки для заливки бетона) с достоинствами капитальных железобетонных строений.
В данном изобретении описывается способ круглогодичного возведения здания, включающий поэтажное возведение наружных стен, которые на первом этапе выполняют функцию временного несущего каркаса, с последующей заливкой в несъемную опалубку внутренних несущих стен здания фиг.3.
Применение паропроницаемого фасада из натурального камня или керамогранита (имитирующего ценные породы натурального камня) позволяет строить фешенебельные здания фиг.1 типа вилла, отель, офис, элитные закрытые коттеджные поселки при минимальной стоимости и в кротчайшие сроки.
2. Уровень техники
Известен патент РФ 2421580 E04B2/84 « Способ возведения энергосберегающей многослойной стены здания» относящийся к способам и методам возведения и строительства монолитно-каркасных домов разной этажности с многослойными стенами, не требующими утепления, дополнительной обработки и отделки внутренней и наружной поверхностей. Недостатком данного способа является заливка стен в съемную опалубку, при заливке перекрытия также применяется съемная опалубка, что существенно усложнят процесс сборки дома за счет монтажа и демонтажа опалубки.
Известно техническое решение по патенту РФ 2 282 697 C1 E04B2/26 «Способ возведения многослойной стены здания». Недостатком данного технического решения является то, что при строительстве здания необходимо выполнить следующую последовательность операций:
- Возвести каркас здания;
- Навесить фасадные панели;
- По мере возведения внутренней стенки, производится заполнение пространства между внутренней и наружной стенками утеплителем. Недостатком данного способа является то, что утепление стен находится в полной зависимости от скорости возведения внутренней стены, соответственно, все работы на этаже проводятся практически в неутепленном помещении, что особенно сказывается при проведении всесезонных работ по строительству зданий и сооружений. В самонесущих наружных панелях отсутствует вентилируемый зазор (на переходе утеплитель - бетонный слой будет скапливаться конденсат), что негативно скажется на паропроницаемости стены.
Известно техническое решение (прототип) по патенту РФ 2 473 752 C1 E04B2/00 «Способ возведения многослойной стены здания». Суть способа: Сборка здания из готовых панелей внутренних модулей, которые соединяют между собой и замоноличивают бетоном, последовательно собирая каждый из этажей и получая внутренний несущий конструктив здания, затем устанавливают самонесущие наружные утепленные панели на высоту здания, которые закрепляют к закладным деталям фундаментных балок и последнего этажа внутреннего конструктива, после чего по перекрытию здания укладывают пояс обвязывающих парапетных балок, соединяемых с самонесущими наружными утепленными панелями.
Недостатки данного способа:
- При монтаже коммуникаций и заливке железобетонного монолитного каркаса отсутствует утепление внутреннего пространства здания, что негативно скажется на производительности, качестве и темпах производства строительно-монтажных работ;
- Утепление здания возможно только после монтажа готовых панелей внутренних модулей, неразъемного соединения между собой и омоноличивания бетоном. В результате набор прочности бетона находится в полной зависимости от температуры окружающей среды.
- В самонесущих наружных панелях отсутствует вентилируемый зазор (на переходе утеплитель - бетонный слой будет скапливаться конденсат), что негативно скажется на паропроницаемости стены.
3. Формула изобретения
1. Предлагаемый способ возведения многоэтажного здания с энергосберегающими многослойными стенами отличается от прототипа тем, что первично создается теплый контур из стеновых панелей высокой степени заводской готовности, а затем в комфортных условиях круглогодично ведется сборка инженерных коммуникаций и заливка несущего монолитного контура в несъемную опалубку.
2. Способ возведение по п.1 отличается тем, что в нем совмещены преимущества быстровозводимых зданий на деревянном и металлическом каркасе стен с достоинствами капитальных железобетонных зданий. При этом за счет заливки бетона в несъемную опалубку, выполняющую функцию термоса, обеспечивается стабильное, высокое качество производства работ, сокращаются сроки строительства, уменьшается себестоимость и материалоемкость зданий;
3. Способ возведения по п.1 отличается тем, что конструктивное решение двухконтурной системы (несущий внутренний железобетонный и теплый наружный контур) исключает образование мостиков холода. Использование фасада фиг.7. из навесных паропроницаемых фасадных панелей 10, обеспечивает свободный выход пара из конструкции, при этом надежно защищает конструкцию от попадания влаги даже при интенсивном косом дожде.
4. Способ возведение по п.1 при использовании технологических упоров для балок фиг.5 позволяет полностью собрать внешний утепленный контур здания фиг.3 для ведения круглогодичных работ по прокладке водоснабжения, отопления, канализации, электропроводки, приточно-вытяжной вентиляции с последующей заливкой несущей стены пластифицированным мелкозернистым бетоном с комфортной температурой для набора прочности бетона.
5. Использование при возведении зданий по п.1 в качестве фасада паропроницаемых панелей фиг.33,34,35 из натурального камня или керамогранита, имитирующего ценные породы натурального камня, создает фешенебельный внешний вид здания фиг.1. Экранирование каркаса здания от внешних воздействий паропроницаемыми фасадными панелями по патенту № 2 620 109 E 04 F 13/08 исключает образование на элементах конструкции грибков и плесени, тем самым гарантирует длительный безремонтный срок эксплуатации здания.
4.Сведения, подтверждающие сущность изобретения
Данный способ возведения зданий позволяет в заводских условиях изготовить стеновые панели, которые являются несъемной опалубкой для монолитного бетона фиг.4, с установленными паропроницаемыми фасадными панелями фиг.33 и вмонтированными в пустоты стены инженерными коммуникациями фиг.11-13.
Технические решения, предлагаемые в данном способе строительства, обеспечивают современные требования по энергосбережению, пожарной и экологической безопасности, эргономике, прочности и долговечности конструкции.
Данные технические решения позволяют строить надежные и долговечные здания и сооружения при минимальных капитальных затратах на строительство.
Срок эксплуатации данных зданий более 100 лет, при исключительной стойкости конструкции при сейсмических воздействиях и ураганных порывах ветра.
Преимущество предложенного способа строительства заключается в том, что полностью отсутствуют мостики холода. За счет серийного изготовления стеновых панелей в заводских условиях достигается снижение себестоимости и материалоемкости зданий, происходит улучшение условий монтажа инженерных коммуникаций, повышается качество выполненных работ.
5.Осуществление изобретения
Все инженерные коммуникации монтируются в пол, стены фиг 11 – 14 и межэтажные перекрытия фиг.18, что существенно экономит время сборки здания. Высотность здания определяется проектом, соответственно, применяемой арматурой и толщиной заливаемого монолитного каркаса в несъемную опалубку. Стеновые панели доставляют на стройку с высоким уровнем готовности фиг.7, 8, 9, 11, 12, 13, пустоты деревянного каркаса фиг 7 - 9 заполнены утеплителем 6, деревянный каркас стен1 с двух сторон обшит плитными материалами 5,7, на подоблицовочные планки 8 установлены паропроницаемые фасадные панели 10 (смотри conek – fasad.ru). Стеновые панели фиг. 7–9 поставляются с уложенной и зафиксированной стеклопластиковой арматурой 3. Перегородки поставляются с проложенными, во внутреннем пространстве панелей фиг. 11- 12 , электроприборами 5–9. В стенах толщиной более 200 мм фиг.13 прокладывается сантехническое и вентиляционное оборудование 8 – 11.
Состав компонентов предлагаемого способа строительства зданий
В предлагаемом способе возведения многослойной стены здания используются следующие виды стеновых панелей:
1. Стена наружная рядовая – СНР;
2. Стена наружная опорная для балок перекрытия – СНБ;
3. Перегородка теплозвукоизолирующая - ПИ;
4. Перегородка железобетонная – ПЖ;
5. Стена внутренняя несущая железобетонная – СВН;
6. Стена внутренняя звукоизолирующая несущая – СЗН.
Есть два варианта исполнения некоторых узлов строительной системы:
1. Эконом вариант исполнения В1 - малоэтажное строительство;
2. Бизнес вариант исполнения В2 - высотное домостроение.
Состав наружной стены вариант исполнения В1.Вид изнутри здания Фиг. 8.
Между обшивкой деревянного каркаса 1 из двух слоев ДВП 5 и листами гипсокартона 13, образующими несъемную опалубку, заливается пластифицированный мелкозернистый бетон 4. Внутри заливаемого бетоном пространства закреплены два слоя стеклопластиковой арматурной сетки 3. Толщину заливки бетона определяют регулятор толщины заливки бетона 11, которые основанием крепятся к деревянному каркасу 1, а пластинки планки крепятся к П-образному профилю 12, к которому крепят облицовочные листы из гипсокартона 13. Профиль фиг.23. регулирующий В1 применяется при монтаже здания непосредственно на стройке. Профиль фиг.24. регулирующий В2 применяется для усиления конструкции при монтаже панели на заводе.
При неизменных конструктивных размерах вариантов В1 и В2 , в варианте исполнения В2 фиг.9. введены для усиления деревянного каркаса фиг.10 стеклопластиковые стержни 1. Для обеспечения высокой стойкости конструкции В2 к огневому воздействию деревянные детали подоблицовочной системы фиг. 9 заменены на металлические подоблицовочные планки 8.
Все паропроницаемые фасадные панели фиг.10 фиксируются (в одной точке) к металлической подоблицовочной планке 4. Это исключает подвижку панелей при ураганной ветровой нагрузке и линейном сезонном расширении.
Назначение и область применение перегородки теплозвукоизолирующая (ПИ)
Перегородка фиг.12. может быть использована в качестве стены между спальными комнатами при малоэтажном и высотном домостроении. Данная перегородка не является несущей. Допустимо применение серийных перегородок по чертежам изготовителей ЛСТК. В стене возможно расположение элементов электропроводки.
Назначение и область применение перегородки железобетонной (ПЖ). Перегородка фиг.11. может быть использована в качестве несущей при малоэтажном строительстве или быть диафрагмой жёсткости при высотном домостроении. Перегородка, в отличие от внутренней несущей стены, жестко привязана только к железобетонному перекрытию этажа. В перегородке допускается расположение элементов электропроводки, а также прокладка труб холодного и горячего водоснабжения. Перегородки полностью изготавливаются на серийном заводе, владеющем технологией ЛСТК по документации заказчика.
Назначение стены внутренней несущей железобетонной (СВН). Стена фиг.13 используется в качестве несущей конструкции, как в малоэтажном строительстве, так и в высотном домостроении.
Толщина заливки бетона и марка арматуры определяется проектом
После монтажа наружных и внутренних стен этажа, производится монтаж межэтажного перекрытия.
Междуэтажное перекрытие фиг.14 , выполнено из балок перекрытия 5, изготовленных из стальных тонкостенных профилей (ЛСТК), к которым снизу прикреплены шляпные профили 6 с обшивкой снизу гипсокартонными листами 7 (стекломагнезитовые листы, фибролитовые плиты), на которые выложены два слоя минплиты жесткой 8 и мягкой 9, которые выполняют функции защиты балок 5 и железобетонного перекрытия 1 от огневого воздействия, а так же являются межэтажной звукоизоляцией. Минплита 9 является основанием для прокладки коммуникаций, в том числе каналов приточно - вытяжной вентиляции фиг.18, кабелей и приборов электротехнического назначения.
Основу межэтажного перекрытия составляет балка фиг. 15, которую можно изготовить на заводе – производителе балок из ЛСТК фиг. 16 - 17. Балку от серийного производителя необходимо доработать. В связи с тем, что балка с двух концов замоноличивается в бетоне, необходимо обеспечить герметизацию перемычки зоны заливки бетона фиг.19. Балка имеет два варианта исполнения это вариант №1 – «Край – Центр» и вариант №2 «Внутренняя» они имеют разницу лишь в ширине зоны заливки бетона по краям. Балка (концом «Край») устанавливается на технологического упор фиг. 21, расположенный с внутренней стороны наружной стены, и фиксируется фиг.22 саморезами. Использование технологического упора позволяет ускорить процесс сборки здания. При данном способе строительства возможно производство работ параллельно по установке стен следующего этажа и производство работ по раскладке и герметизации балок перекрытия. После монтажа коммуникаций на балки фиг.14 выкладываются гофрированный лист 3, стеклопластиковая арматурная сетка 2 и заливается самовыравнивающийся мелкозернистый бетон 1.
Последовательность монтажа здания.
Технология строительства по данному способу обеспечивает быстрый и надежный монтаж здания практически на всех видах скальных и дисперсных грунтов. Фундаментом здания является утепленная шведская плита (УШП) из которой сделаны выпуски арматуры для перевязки с арматурой стен здания. Предлагаемый способ позволяет собрать здание опираясь на технологический каркас с последующей заливкой основного монолитного железобетонного каркаса в несъемную опалубку. Для усиления конструкции переходы между фундаментом и стенами, между стенами и межэтажными перекрытиями армируются стеклопластиковой арматурой фиг.20. В связи с тем, что в стену будет заливаться мелкозернистый пластифицированный бетон, необходимо герметизировать все стыки листов гипсокартона с направляющими. Данная технология строительства имеет универсальное применение:
1. Строительство здания силами застройщика или строительной компанией, не имеющей собственного производства компонентов панелей. Для самостоятельного производства работ необходимо приобрести у патентообладателя документы «Альбом технических решений» и «Руководящий технический материал по изготовлению быстровозводимых каркасно-монолитных зданий и сооружений». Согласно проектной документации заказать у предприятий изготовителей деревянные и металлические домокомплекты. Организовать сборку конструкции непосредственно на строительной площадке. Перечень основных строительно-монтажных работ:
• Монтаж стен первого этажа, перекрытия,монтаж стен мансардного этажа.
• Монтаж теплого контура здания фиг.32.
• Прокладка арматуры и коммуникаций.
• Навешивание паропроницаемого фасада фиг.36.
• Заливка теплого пола фиг.25.
• Заливка пластифицированного мелкозернистого бетона до окна фиг. 27.
• Заливка пластифицированного мелкозернистого бетона до верха окна фиг.28.
• Заливка пластифицированного мелкозернистого бетона до балок фиг.29.
• Герметизация межбалочного пространства фиг.30.
• Дозаливка стен первого этажа и заливка межэтажного перекрытия фиг.31.
При заливке со второго этажа - вначале доливаются стены первого этажа, а затем перекрытие этажа. При заливке второго и последующих этажей данный цикл работ повторяется. После отработки технологии герметизации несъемной опалубки процесс заливки упрощается до одной операции – заливка стен первого этажа со второго этажа и одновременная заливка перекрытия.
2.Строительство зданий при наличии собственного сборочного производства фиг. 40. В этом случае учитывая требования документов патентообладателя «Альбом технических решений» и «Руководящий технический материал по изготовлению быстровозводимых каркасно-монолитных зданий и сооружений», а так же в соответствии с проектной документацией изготавливаются стеновые панели высокой степени заводской готовности. В пустотах стеновых панелей прокладываются и закрепляются все инженерные коммуникации. В связи с тем, что вес готовой стеновой панели не превышает 1.5 тн., а длина 8 м. панели доставляются на стройку автотранспортом с манипулятором. Монтаж здания ведется в следующей последовательности фиг. 25. На строительной площадке в стыках стеновых панелей необходимо будет соединить между собой проложенные инженерные коммуникации и загерметизировать межпанельные углы и переходы. После сборки двух этажей возможно производство работ по заливке монолитного бетонного каркаса. Параллельно с производством монтажных работ внутри здания на фасаде ведутся работы по навешиванию угловых рустованных панелей фиг. 34. закрывая стык стеновых панелей на каждом этаже, а также собирается карниз межэтажный из рядовых и угловых сборок фиг.35. Все работы по монтажу элементов фасада проводятся по «сухой» технологии в любое время года.
3. Строительство зданий с использованием домокомплекта на каркасный дом фиг.37. Доступны все разработанные проекты для каркасных домов. В этом случае в соответствии с требованиями документов патентообладателя «Альбом технических решений» и «Руководящий технический материал по изготовлению быстровозводимых каркасно-монолитных зданий и сооружений», при заказе домокомплекта необходимо исключить деревянные балки перекрытия, а межбалочные панели заказать в соответствии с размерами балок из ЛСТК и учетом толщины заливки пола перекрытия и толщины несущих стен. Фасад здания закрывается паропроницаемыми фасадными панелями фиг. 33, углы рустованными панелями фиг. 34 и карниз межэтажными панелями фиг. 35. Более подробно о производстве фасадных работ фиг.36 можно узнать на сайте conek – fasad.ru. В результате получается быстровозводимый добротный дом, которому не страшны ураганы.
4. Строительство зданий на базе домокомплекта на СИП – панельные дома фиг.38. Доступны все разработанные проекты для СИП - панельных домов. Работы по адаптации проектов необходимо проводить в соответствии с требованиями документов патентообладателя «Альбом технических решений» и «Руководящий технический материал по изготовлению быстровозводимых каркасно-монолитных зданий и сооружений». При заказе домокомплекта необходимо исключить деревянные балки перекрытия, а межбалочные панели заказать в соответствии с размерами балок из ЛСТК и учетом толщины заливки пола. Фасад здания закрывается паропроницаемыми фасадными панелями фиг. 33, углы рустованными панелями фиг. 34 и карниз межэтажными панелями фиг. 35. Более подробно о производстве фасадных работ фиг.36 можно узнать на сайте conek – fasad.ru. В результате получается быстровозводимый добротный дом, которому не страшны ураганы. Применение паропроницаемых панелей создает не только привлекательный внешний вид, но и надежно охраняет здание от проникновения в утеплитель грызунов.
4. Строительство зданий на базе домокомплекта из ЛСТК фиг.39. Доступны все разработанные проекты для зданий и сооружений выполненных из ЛСТК. Возможно строительство как малоэтажных, так и высотных зданий. Высота здания определяется проектом и находится в полной зависимости от вида арматуры и толщины несущих монолитных железобетонных стен. Работы по адаптации проектов необходимо проводить в соответствии с требованиями документов патентообладателя «Альбом технических решений» и «Руководящий технический материал по изготовлению быстровозводимых каркасно-монолитных зданий и сооружений». При заказе домокомплекта необходимо пересчитать балки перекрытия, с учетом толщины заливки стен и пола. Фасад здания закрывается паропроницаемыми фасадными панелями фиг. 33, углы рустованными панелями фиг. 34 и карниз межэтажными панелями фиг. 35. Более подробно о производстве фасадных работ фиг.36 можно узнать на сайте conek – fasad.ru. В результате получается многоэтажный быстровозводимый энергосберегающий дом, с длительным сроком безремонтной эксплуатации, которому не страшны ни штормы, ни землетрясения, ни ураганы. Применение паропроницаемых панелей создает не только привлекательный внешний вид, но и надежно охраняет здание от проникновения в утеплитель грызунов, возникновения плесени и грибков. В результате выполненных работ получается здание с видом фиг.1.
Способ возведения многоэтажного здания с энергосберегающими многослойными стенами, включающий поэтажное возведение наружных стен из стеновых панелей высокой степени заводской готовности, при котором в соответствии с проектной документацией на заводе изготавливают панели, деревянный каркас которых с двух сторон обшит плитными материалами, поверх которых с внешней стороны на металлические подоблицовочные планки установлены паропроницаемые фасадные панели, в пустотах деревянного каркаса с внешней стороны размещен утеплитель, а также в пустотах проложены и закреплены инженерные коммуникации, уложена и зафиксирована стеклопластиковая арматура, которые транспортируют на строительную площадку и которые являются несъемной опалубкой для заливки бетона,
в качестве фундамента здания используют утепленную шведскую плиту (УШП), из которой сделаны выпуски арматуры для перевязки с арматурой стен здания,
после монтажа наружных и внутренних стен этажа производят монтаж межэтажного перекрытия из балок, изготовленных из стальных тонкостенных профилей (ЛСТК), к которым снизу прикрепляют шляпные профили с обшивкой снизу гипсокартонными листами, на которые выкладывают два слоя минеральной плиты, жесткой и мягкой, являющейся основанием для прокладки коммуникаций, балки устанавливают на технологические упоры, расположенные с внутренней стороны наружных стен, и фиксируют саморезами, после монтажа коммуникаций на балки выкладывают гофрированный лист, стеклопластиковую арматурную сетку,
переходы между фундаментом и стенами, между стенами и межэтажными перекрытиями армируют стеклопластиковой арматурой,
в стыках стеновых панелей соединяют проложенные инженерные коммуникации и арматуры, герметизируют межпанельные углы и переходы,
после сборки из панелей технологического каркаса двух этажей между обшивкой деревянного каркаса панелей, образующей несъемную опалубку, заливают пластифицированный мелкозернистый бетон, образующий основной монолитный бетонный контур, при этом со второго этажа вначале заливают стены первого этажа, а затем перекрытие этажа, при заливке второго и последующих этажей данный цикл работ повторяют,
перед заливкой пластифицированного мелкозернистого бетона осуществляют герметизацию несъемной опалубки и межбалочного пространства.
