СПОСОБ МОНТАЖА СИСТЕМ ОТОПЛЕНИЯ В ПЕРЕКРЫТИЯХ МОНОЛИТНОГО ЗДАНИЯ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 2003 года по МПК E04B5/48 E04G9/10 

Предлагаемые способ и устройство относятся к области строительства и могут быть использованы при сооружении монолитных железобетонных конструкций с тепловой обработкой бетона и для напольного (потолочного) отопления помещений при эксплуатации.

Известны способы и устройства для отопления помещений (авт. свид. СССР 360.519, 481.755, 560.108, 563.542, 590.554, 606.037, 608.040, 667.770, 834.375, 1.449.776, 1.651.043, 1.656.097, 1.815.516; патент США 4.134.545; патент Франции 2.250.076; патенты ФРГ 2.834.014, 3.035.946; патент Японии 4-145 и другие).

Известны также способы и устройства, обеспечивающие обогрев бетонной смеси после ее укладки в опалубку с помощью различного рода тепловых трубопроводных систем и электронагревательных приборов (элементов в виде труб, греющего кабеля, стержней, струн, сеток, пластин и т.п.) - авт. свид. СССР 346.465, 389.234, 478.920, 512.277, 564.399, 881.266, 968.260, 991.004, 992.705, 998.697, 1.002.488, 1.145.113, 1.158.722, 1.186.757, 1.236.081, 1.368.410, 1.477.882, 1.559.093, 1.604.965, 1.635.268, 1.815.318; патенты РФ 2.062.774, 2.065.011, 2.100.544, 2.123.566, 2.124.097; патенты США 3.795.353, 5.255.488, 5.265.836, 5.273.415, 5.301.918; патенты Великобритании 1.483.667, 2.264.974, 2.265.933; патенты ФРГ (Германии) 1.434.406, 4.216.630, 4.224.481; патент Франции 2.168.731; патенты РСТ (WO) 94/09228, 94/100 10; Руководство по бетонированию монолитных конструкций с применением термоактивной опалубки. - М., 1977; "Технология строительного производства в зимних условиях". Под ред. Евдокимова В.А. -Л., Стройиздат, 1984 г. и другие.

Из известных способов и устройств наиболее близкими к предлагаемым являются "Способ изготовления плит перекрытий с заделанными в них трубами отопления" (патент Японии 4-145, Е 04 В 5/48, 19.08.85 г.) и устройство для его реализации, которые и выбраны в качестве прототипов.

По указанному способу на стержнях арматурного каркаса плиты перекрытия размещают отопительные трубы, которые прикрепляют к стержням. После этого на арматурный каркас и отопительные трубы укладывают бетонную смесь. Полученная конструкция относится к системе центрального отопления, нагревательные элементы (отопительные трубы) которой совмещены с плитами перекрытия и используются для напольного (потолочного) отопления помещений при эксплуатации.

Приоритет по применению систем отопления с заделкой стальных труб принадлежит русскому инженеру, В.А. Яхимовичу - 1907 г. (А.И. Сканави. Отопление. - М., 1988).

Однако известные способ и устройство, обеспечивающие только лучистое отопление помещений, не полностью используют свои потенциальные возможности при возведении и эксплуатации зданий и сооружений. Так, например, они могут быть использованы для тепловой обработки свежеуложенной бетонной смеси в процессе строительства здания с целью ускорения процессов твердения монолитного бетона, а следовательно, сокращения периода оборачиваемости опалубки и снижения стоимости строительства.

В настоящее время тепловая обработка бетонной смеси после ее укладки в опалубку осуществляется либо путем электронагрева, либо при помощи газообразного теплоносителя. Так, известен способ разогрева свежеуложенных бетонных смесей путем воздействия электрического тока, при котором воздействия осуществляют с помощью электродов, помещаемых в свежеуложенную смесь (авт. свид. СССР 289.071, С 04 В 40/02, 1969). Во время движения системы электродов с поданным на них напряжением бетонную смесь разогревают до заданной температуры. Недостатком способа является нарушение поверхности бетона при введении в него электродов. Вместо электродов для термообработки бетонной смеси применяют греющий кабель или греющие провода: в выставленную опалубку конструкции устанавливают арматуру и укладывают бетонную смесь, после окончания виброуплотнения которой со стороны открытой поверхности конструкции между арматурными стержнями принудительно погружают греющие провода. Затем конструкцию утепляют со стороны открытой поверхности и осуществляют электрообогрев, доводя бетон до 70% марочной прочности (авт. свид. СССР 1.293.302, Е 04 G 9/10, 1985). В этом случае греющие провода остаются в бетоне конструкции, повышая ее стоимость. Кроме того, погружение греющих проводов в уже отвибрированный бетон нарушает структуру его поверхности и требует дополнительных трудозатрат на ее восстановление (заглаживание).

Известен также способ термообработки свежеуложенного в опалубку монолитного бетона, при котором в помещение, ограниченное опалубкой, устанавливают нагреватель и термообработку проводят нагретым воздухом (патент Нидерландов 8.104.811, Е 04 G 9/10, 1981). Недостатком этого способа является прогрев массива бетона только изнутри помещения, тогда как наружная поверхность бетона, уложенного в конструкцию, особенно бетона перекрытия, находится под воздействием температуры окружающего воздуха и теплообработке подергается в недостаточной степени.

Суть предлагаемого способа монтажа отопления непосредственно при изготовлении монолитных железобетонных перекрытий состоит в том, что монтаж системы отопления здания выполняют на стадии возведения его несущих конструкций, при этом совмещают опалубочные, арматурные, бетонные и теплотехнические работы с монтажом системы отопления, объединяя их в единый технологический цикл. Используют данную техническую систему для прогрева бетонной смеси в перекрытиях возводимого здания с целью ускорения процесса твердения (набора возводимого здания с целью ускорения процесса твердения (набора прочности) бетона, а затем включают готовую трубопроводную сеть в состав системы внутреннего инженерного оборудования здания без трудозатрат на ее монтаж. Следовательно, предлагаемая технология имеет двойное назначение: для строительства и для эксплуатации здания.

Технической задачей изобретения является расширение функциональных возможностей способа монтажа термоопалубки путем совмещения функций термообработки свежеуложенной бетонной смеси на первой стадии изготовления поэтажных перекрытий монолитного здания и на второй стадии - устройства напольного (потолочного) отопления помещений с помощью труб системы отопления, замоноличенных в перекрытиях.

Поставленная задача решается тем, что согласно способу монтажа систем отопления в перекрытиях монолитного здания, включающему размещение и крепление на стержнях арматурного каркаса плиты перекрытия отопительных труб с последующей укладкой на них бетонной смеси, отопительные трубы перекрытий возводимых этажей монолитного здания последовательно подключают к системе отопления и проводят ускоренную термообработку бетонной смеси.

Поставленная задача решается тем, что в устройстве для монтажа системы отопления в перекрытиях монолитного здания, содержащем арматурный каркас плиты перекрытия, к стержням которого прикреплены отопительные трубы, отопительные трубы размещены в плите перекрытия в виде змеевиков с шагом, кратным шагу продольных стержней арматуры, и подключены посредством вентилей к греющему и обратному стоякам системы отопления здания.

Предлагаемый способ может быть реализован устройством, фрагмент которого представлен на чертеже, где изображены:
1 - нижняя часть палубы;
2 - сварные арматурные каркасы;
3 - термостойкие полимерные трубы;
4 - полимерные гофрированные гибкие кожухи;
5 - запорные вентили;
6 - греющий стояк;
7 - обратный стояк.

Сущность предлагаемого способа поясняется чертежом, на котором изображены плиты междуэтажных перекрытий монолитного здания толщиной 16-20 см в конструктивной ячейке 6 м • 6 м, изготавливаемых с использованием унифицированных опалубок монолитного домостроения. Крепление отопительных термостойких полимерных или металлополимерных труб осуществляется с помощью специальной крепежной ленты или фиксацией их вязальной проволокой на арматурном каркасе перекрытия с последующей укладкой на них бетонной смеси. По теплопроводным трубам по мере возведения здания поэтажно подается горячая вода или другой теплоноситель. Конфигурация и глубина укладки труб, диапазон колебания температуры носителя определяется расчетом. Шаг расположения труб устанавливается кратным шагу продольных стержней арматурного каркаса. На нижнюю часть палубы 1 укладываются сварные арматурные каркасы 2 диаметром 8 мм из стали класса А-Ш с шагом 175 мм (Пособие к СНИП 2.08.01-85. "Конструкции жилых зданий"). Гибкие термостойкие полимерные трубы 3 предварительно прокладывают в полимерный гофрированный гибкий кожух 4, который крепится к стержням арматурного каркаса с таким радиусом закруглений R, определяемым вышеуказанной кратностью, чтобы монтаж и демонтаж полимерных труб технологически был достаточно простым и нетрудоемким. Диаметр трубопроводов и глубина укладки, а также температура теплоносителя (горячая вода - перепад от 95 до 70^oС) определяются с таким расчетом, чтобы температура бетонной смеси в период твердения поддерживалась в диапазоне 55-60^oС, а в период эксплуатации в осенне-зимний период температура потолка жилого помещения составляла 40^oС, а пола 28-29^oС. Систему потолочного отопления можно летом использовать для охлаждения помещений путем циркулирования в ней холодной воды. Поэтажные системы отопления присоединяются через систему запорных вентилей 5 на входе к греющему стояку 6 и на выходе теплоносителя также через вентиль к обратному стояку 7. Укладка бетонной смеси в опалубку производится по традиционной технологии.

Способ осуществляется в следующей последовательности.

В проектное положение выставляется щитовая (объемно-блочная, секционная, туннельная или др.) опалубка междуэтажного перекрытия. Затем в этой опалубке монтируют арматурный каркас и отопительные трубопроводы (труба в кожухе), которые крепят к стержням арматурного каркаса или закрепляют специальной крепежной лентой. После этого на арматурный каркас и отопительные трубопроводы по известной технологии производят подачу бетонной смеси, формируя тем самым монолитную плиту перекрытия сплошного сечения, защемленную по трем сторонам. При этом процесс бетонирования не отличается от известной технологии единого цикла изготовления монолитных перекрытий и внутренних монолитных стен из тяжелого бетона класса В-15 (Конструкции типовых зданий. -Л., 1985), где монолитная плита перекрытия толщиной 16-20 см в конструктивной ячейке 6 м • 6 м с одной стороны открыта для установки стояков и подводки от них к трубопроводам, а в последующем - к устройству наружных стеновых ограждений.

Применение отопительных трубопроводов из термостойких полимерных материалов в комбинации кожух - труба в качестве термоактивных элементов опалубки при устройстве монолитных перекрытий обеспечивает:
- ускорение оборачиваемости опалубки;
- большой срок службы системы отопления при эксплуатации здания ввиду отсутствия коррозии труб;
- экологическую чистоту - отсутствие зарастания и наседания накипи;
- возможность эффективного использования смонтированной в перекрытии системы напольного (потолочного) отопления в качестве технологического термоактивного элемента опалубки при изготовлении монолитных междуэтажных перекрытий;
- возможность быстрого подключения тепловой системы в общую систему инженерного оборудования, используемого в период эксплуатации здания;
- сокращение трудозатрат на монтаж системы отопления здания;
- обеспечение комфортного теплового режима здания за счет лучистого отопления;
- ремонтопригодность; возможность проведения скрытого демонтажа и монтажа системы отопления из полимерных труб;
- повышение качества, уровня комфортности и технологичности строительства, отказ от неэстетичных, морально и физически устаревших элементов систем отопления;
- снижение стоимости и сокращение сроков строительства;
- уменьшение стоимости ремонтных работ при замене термостойких полимерных труб отопления по сравнению с традиционной технологией ремонта системы из стальных труб в несколько раз.

Таким образом, предлагаемые способ и устройство по сравнению с прототипами и другими техническими решениями аналогичного назначения обеспечивают совмещение функций термообработки свежеуложенной бетонной смеси перекрытия монолитного здания и напольного (потолочного) отопления помещений с помощью одних и тех же тепловых труб. Тем самым функциональные возможности прототипов расширены путем их использования не только в процессе эксплуатации, но и в ходе строительства монолитного здания, когда смонтированная система отопления используется как элемент термоактивной опалубки с целью ускоренного бетонирования железобетонных конструкций перекрытий здания.

Широкое внедрение данной совмещенной технологии в практику строительства будет способствовать ускорению процесса твердения монолитного бетона, а следовательно, сокращению периода оборачиваемости опалубки, снижению стоимости строительства и снижению непроизводительных затрат при эксплуатации и ремонте систем отопления монолитных зданий.

Предлагаемые способ и устройство относятся к области строительства и могут быть использованы при сооружении монолитных железобетонных конструкций с тепловой обработкой бетона и для напольного (потолочного) отопления помещений при эксплуатации. Технический результат - расширение функциональных возможностей способа монтажа термоопалубки путем совмещения функций термообработки свежеуложенной бетонной смеси на первой стадии изготовления поэтажных перекрытий монолитного здания и на второй стадии - устройства напольного (потолочного) отопления помещений с помощью труб системы отопления, замоноличенных в перекрытиях. Устройство, реализующее предлагаемый способ, содержит нижнюю часть палубы, сварные арматурные каркасы, термостойкие полимерные трубы, полимерные гофрированные гибкие кожухи, запорные вентили, греющий стояк, обратный стояк. 2 с. и 1 з.п.ф-лы, 1 ил.

1. Способ монтажа систем отопления в перекрытиях монолитного здания, включающий размещение и крепление на стержнях арматурного каркаса плиты перекрытия отопительных труб с последующей укладкой на них бетонной смеси, отличающийся тем, что отопительные трубы перекрытия возводимых этажей монолитного здания последовательно подключают к. системе отопления и проводят ускоренную термообработку бетонной смеси. 2. Устройство для монтажа систем отопления в перекрытиях монолитного здания, содержащее арматурный каркас плиты перекрытия, к стержням которого прикреплены отопительные трубы, отличающееся тем, что отопительные трубы размещены в плите перекрытия в виде змеевиков с шагом, кратным шагу продольных стержней арматуры, и подключены посредством вентилей к греющему и обратному стоякам системы отопления здания. 3. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что отопительные трубы выполнены из термостойких полимерных или металлополимерных материалов и помещены для облегчения их монтажа и демонтажа в гофрированные полимерные кожухи, которые установлены в опалубку междуэтажных перекрытий до начала их бетонирования.