СИСТЕМА СТРОИТЕЛЬНЫХ СВЕТОПРОЗРАЧНЫХ ОГРАЖДАЮЩИХ КОНСТРУКЦИЙ Российский патент 2016 года по МПК E04B1/18 E04B1/00 

Изобретение относится к строительным светопрозрачным ограждающим конструкциям общественных и жилых зданий и сооружений, преимущественно для остекления балконов и лоджий.

Алюминиевые конструкции различных видов (раздвижные, створчатые, комбинированные и. т.п.) применяются, в основном, при остеклении лоджий и балконов, поэтому их еще называют алюминиевые окна. Несмотря на название "окна", это могут быть больших размеров витражи и даже стены. Благодаря своей высокой прочности, алюминиевый профиль несет очень большие нагрузки и менее подвержен деформации нежели деревянное или металлопластиковое окно.

Устойчивость к температурным колебаниям делает применение оконных конструкций из алюминия пригодными для любой климатической зоны. Существенный запас по прочности и надежность собираемой конструкции, антивандальные свойства и пожаростойкость - главные достоинства окон этого класса. Алюминиевые окна имеют также повышенную водонепроницаемость, звукоизоляцию, выдерживают перепады температур в диапазоне -80°-+100°C. Необходимый уровень тепло- и шумоизоляции достигается за счет толщины и количества воздушных камер в профилях конструкции.

При строительстве современных зданий и сооружений трудно добиться оригинальных решений и привлекательных эстетических форм без использования архитектурных фасадных профильных систем. Используя надежные и простые в монтаже профильные системы, можно создавать современные стильные фасады, окна и двери, светопрозрачные крыши, балконы и т.д. Выпуском системных профилей занимается множество мелких и крупных отечественных и зарубежных компаний, известные как в России, так и за рубежом. Среди российских производителей алюминиевых профильных конструкций хорошо зарекомендовали себя компании Алютех, Татпроф, Сиал, Инициал и еще ряд не менее известных изготовителей. Среди импортеров архитектурно-строительных системных профилей лидируют такие фирмы, как , Reynaers, Hueck, Wicona и др. Если сравнивать визуально между собой фасадные профильные системы, то особые различия между российскими и зарубежными фасадными конструкциями почти незаметны. Одни и те же элементы (ригеля, стойки, термомосты) могут незначительно отличаться геометрическими формами. К тому же множество элементов конструкций импортных системных профилей уже давно производятся в нашей стране. Основные отличия могут быть в конструктивных возможностях той или иной системы.

Классическая стоечно-ригельная фасадная система ALUTECH ALT F50 прекрасно зарекомендовала себя и широко применяется в странах СНГ. Она представляет собой видимую снаружи решетку алюминиевых профилей (стойки и ригели шириной 50 мм), на которую устанавливаются различные виды заполнения: стеклопакеты, стекло, сэндвич-панели и другие листовые материалы толщиной от 4 до 50 мм. Чтобы избежать мостиков холода, в системе предусмотрены теплоизоляторы - набор термовставок из твердого, ударопрочного поливинилхлорида (PVC-U-HI) и уплотнителей из вспененных материалов, которые обеспечивают различный уровень показателей термической изоляции всех элементов системы для необходимых температурных условий.

Три варианта соединения стойки и ригеля вкупе с возможностью использовать эти элементы как в качестве вертикальных, так и горизонтальных профилей каркаса фасада делают процесс создания фасадных конструкций максимально быстрым и удобным.

Стоечно-ригельная фасадная система ALT F50 и ее модификации не только гарантируют безопасность при возведении и эксплуатации таких зданий, но и позволяют выполнять смелые архитектурные формы, создавать современные конструкции с применением новейших достижений архитектурно-строительной сферы.

К недостаткам этой системы можно отнести ограниченность ее применения, в основном фасадам и витражам. Для остекления лоджий и балконов ее использовать нельзя без значительной модификации, а применение пластиковых и вспененных материалов в качестве теплоизоляции усложняет разборку конструкции при ее ремонте.

Для сплошного многоэтажного остекления балконов и лоджий применяют систему ALT-VC65. Система состоит из алюминиевых профилей без терморазрыва и сочетает в себе преимущества стоечно-ригельных фасадных и оконных систем. Каркас несущей конструкции изготавливается из стоек и ригелей, заполнения устанавливаются в каркас и фиксируются штапиками изнутри помещения. Предусмотрена возможность установки в каркас системы как «глухих» заполнений толщиной от 4 до 26 мм, так и раздвижных или распашных оконных створок. В качестве глухих заполнений может использоваться стекло, стеклопакеты, сэндвич-панели, магнезитовые плиты. Можно также устанавливать двойные заполнения: стекло и магнезитовая плита, стекло и металлический лист и т.п.

Установка блоков каркаса производится изнутри помещения, без использования лесов, что значительно упрощает и удешевляет монтаж, но т.к. сборка производится по месту, то требует подгонки отдельных элементов конструкции при участии квалифицированных мастеров, в результате увеличивается срок выполнения работ (Источник http://www.alutech-group.com/product/proflles/ef65/opisanie/).

Известен фасадный модуль с остеклением, содержащий выполненный с монтажным хвостовиком и несущей частью стоечный профиль с пазами, образованными I-образными выступами, ригельный профиль, профиль створки, имеющие пазы, образованные Г-образными и T-образными выступами, установленные в указанных пазах уплотнительные элементы и штапики, при этом штапики установлены со стороны монтажного хвостовика, причем боковые стороны монтажного хвостовика являются продолжением боковых сторон несущей части стоечного профиля, образующие пазы I-образные выступы расположены на ее боковых сторонах симметрично относительно оси профиля, при этом крайние из выступов имеют больший размер, а ригельные профили закреплены в указанных пазах с помощью крепежных элементов и подкладок, обеспечивающих заданный угол их наклона относительно стоечного профиля, кроме того, в верхней части монтажного хвостовика закреплена соединительная пластина (патент РФ №68571, опубл. 27.11.2007 г.).

Недостатками известного технического решения являются то, что модуль не состоит из универсальных независимых элементов полностью заводской сборки; чтобы закрепить стоечный профиль к стоечному профилю с монтажным хвостовиком и несущей частью необходимо снять штапик; отсутствует возможность стыковать модули по вертикали, т.к. в патенте показано только сочленение модулей по горизонтали; в монтажном узле (крепежный элемент) отсутствуют регулировки по 3-м осям.

Кроме того, к недостаткам можно отнести низкую водопроницаемость конструкций.

Известно ограждение лоджии или балкона (патент РФ №2347878, опубл. 27.02.2009 г.), которое содержит раму с боковыми вертикальными стойками, верхней, нижней балками в виде верхнего и нижнего ригелей, выполненных из одного основного и дополнительных профилей - адаптера и пластикового адаптера для последнего, пластиковой направляющей для первых двух, сухарей, выполненных в виде алюминиевых угловых соединителей рамы, подвижную створку, выполненную из каркаса, изготовленного из одного основного профиля, сухарей, выполненных в виде алюминиевых угловых соединителей створки или пластиковых закладных и двух дополнительных элементов в виде штапика и торцевого притвора подвижных створок, стекла, резинового уплотнения, и из листа закаленного строительного стекла с боковым, торцевым, встречным между бескаркасными створками затворами, неподвижные створки в сочетании с каркасными подвижными, выполненные со стеклом, неподвижным притвором, резиновым уплотнением, а бескаркасные неподвижные - со стеклом, затворами - встречным с зацепом между бескаркасными створками и торцевыми незацепляющимся.

Данное техническое решение вообще не предполагает изготовления готовых модулей в заводских условиях, а только подготовку отдельных деталей. Сборка каркаса из несущих профилей и установка в него заполнений происходит полностью на объекте, что приводит к низкой производительности и посредственному качеству конечного продукта.

Кроме того, такая конструкция не допускает модернизации, например установку дополнительных стекол, жалюзи или других защитных элементов, а также затрудняет ее ремонт и замену.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению является система строительных ограждающих конструкций, которая включает ряд конструкций ограждения, содержащих каркас из алюминиевых стоек и ригелей (импостов), элементы заполнения каркаса и элементы их соединения (элементы эластичного уплотнения и элементы закрепления заполнения к каркасу штапик), также используются крепежные элементы С-образной конфигурации. Каркас выполнен из боковых профильных стоек расположенными в ограждающей конструкции по образующим ограждения и профильных ригелей с усами, снабженными элементом, который расположен вдоль ригеля в виде узкой полки. Такая форма элемента обеспечивает работу элемента уса, совместно с ригелем на сложный изгиб в разных плоскостях. Боковые стойки и верхний и нижний ригели соединены встык, таким образом, что торец ригеля устанавливается встык к боковой поверхности стойки по плоскости и снабжены С-образными крепежными элементами для установки эластичного уплотнения в их пазах. Закрепление листового заполнения в каркасе осуществляется посредством эластичного уплотнения и прокладок (штапиков) и C-образных крепежных элементов (Патент РФ №2101429 опубл. 10.01.1998 г.).

Соединение ригеля и стойки остается без изменения при любом виде архитектурного сооружения. При сборке каркаса ограждения конструкции, в который затем вставляется заполнение (стекло, стеклопакет, окно, дверь и т.д.), узел крепления стойки и ригеля каркаса остается без изменения, следовательно, и C-образные элементы, расположенные, на боковых поверхностях стоек и ригелей, остаются без изменения. В случае, если система предусмотрена для использования в зданиях и сооружениях с особыми условиями по климату, стойки и ригели каркаса могут быть выполнены сборными.

Монтаж и крепление модулей осуществляется посредством направляющих элементов, установленных на верхнем торце модуля и кронштейнов, закрепленных в стене здания.

Эта система ограждающих конструкций дает возможность модифицировать здание по замыслу архитектора более простыми средствами, но использование их для ограждения балконов и лоджий может быть малоэффективным, т.к. эти конструкции здания испытывают повышенные ветровые и другие климатические нагрузки и должны обладать достаточной прочностью, поэтому надежность известной системы не достаточна, а область ее применения сужается.

Задачей предлагаемого изобретения является создание строительных ограждающих конструкций, преимущественно балконов и лоджий, обеспечивающих надежную защиту от ветровых и других климатических нагрузок, сокращения времени монтажа отдельных модулей посредством полного изготовления их в заводских условиях, а также обеспечение высокой ремонтопригодности при эксплуатации.

Технический результат достигается за счет того, что в известную систему строительных ограждающих конструкций, состоящую из отдельных блоков (модулей), каждый из которых содержит каркас, выполненный из металлических боковых профильных стоек сложного сечения и с соединенными встык с ними нижнего и верхнего профильных импостов, заполненным листовым материалом, закрепленным посредством упругого уплотнения и штапика, причем в пазах профилей боковых стоек и импостов размещены уплотнения из упругого материала, профиль которых соответствует профилю соответствующего паза, в которые они вставлены, внесены изменения и дополнения, а именно:

- система выполнена из нескольких отдельных модулей заводской сборки, каждый из которых представляет каркас с листовым заполнением из прозрачного и/или непрозрачного материала;

- по крайней мере, один из модулей выполнен со створкой; или в виде ее;

- верхняя часть каждого модуля снабжена узлами стыковки и крепления его к монтажным элементам, закрепленным на перекрытии;

- каждый модуль дополнительно снабжен статическим усилителем, закрепленным на боковой стенке модуля и выполненным с возможностью размещения в его пазу закладных деталей.

Кроме того, внесено еще ряд изменений, позволяющих разнообразить выполнение тех или других конструктивных элементов ограждающих конструкций, как по требованию заказчика, так и конкретных технических возможностей, в частности:

- прозрачный и/или непрозрачный листовой материал может быть разделен дополнительными импостами и штапиками на несколько составных частей, расположенных в различных комбинациях, причем некоторые модули могут быть выполнены с заполнением, содержащим стеклопакет из двух или более листов;

- монтажные элементы модуля, закрепленные на перекрытии выполнены таким образом, что позволяют регулировать положение модуля при монтаже по трем осям;

- статический усилитель модуля, посредством закладных деталей (сухариков), крепится к перекрытию.

Профили различных элементов каркаса модуля (импостов, штапиков, створки и стыковочных узлов) выполнены из стандартных элементов, имеющих I-образные, или Г-образные, или Т-образные, или П-образные, или С-образные, или другой формы выступами или различной их комбинации, которые при соединении образуют отдельные камеры, которые могут быть как воздушными, так и заполнены ударопрочными уплотнениями. На практике сложилась ситуация, когда ведущие фирмы-изготовители используют для каждого элемента конструкции свой профиль.

Проведенный заявителем анализ уровня техники не выявил источников информации, в которых раскрыто техническое решение, характеризуемое совокупностью признаков или эквивалентных всем существенным признакам заявляемого решения, поэтому можно сделать вывод о соответствии последнего требованиям «новизны» и «изобретательского уровня».

Выполнение одного из возможных вариантов системы ограждения приводится ниже, а также приведены рисунки для лучшего понимания сущности предлагаемого технического решения.

Фиг. 1. Системы ограждения балкона и смонтированные заводские модули со стороны помещения.

Фиг. 2. То же, но со стороны улицы.

Фиг. 3. Возможные комбинации выполнения листового заполнения оконного блока.

Фиг. 4. Вертикальное сечение стыка модулей, с узлом примыкания к плите перекрытия.

Фиг. 5. Горизонтальное сечение стыка модулей, один из которых выполнен со створкой.

Фиг. 6. Монтажный узел модуля и фиксация в нем статического усилителя.

На Фиг. 1 показаны несколько смонтированных модулей и процесс монтажа очередного модуля (вид с внутренней стороны балкона). Каждый модуль 1 содержит: боковые стойки 2, нижний и верхний импосты 3, расположенные встык друг с другом и вместе со стоками образующие каркас модуля, дополнительные импосты 4, статический усилитель 5, направляющий элемент 6, перекрытие 7, листовое заполнение 8 каркаса модуля и элемент 9 монтажного узла.

На Фиг. 2 показаны те же элементы, но с наружной стороны (со стороны улицы). Стрелками показано направление монтажа очередного модуля.

На Фиг. 3 приведены возможные варианты выполнения листового заполнения 8 каркаса модуля. Буквами P1 и P2 обозначены непрозрачная и прозрачная части заполнения. На Фиг. 3 показано 14 типов заполнения, но их может быть и больше, т.к. возможно составление части листового заполнения из более мелких элементов.

На Фиг. 4 показано вертикальное сечение стыка двух модулей и монтажный узел модуля, расположенный на перекрытии. На нем кроме статического усилителя 5 и листового заполнения 8 показаны профиль 10 штапика, профиль 12 импоста 3, воздушные камеры 11, образованные соединением профилей импоста 3 и штапика 10, камеры 13 импостов 3, центральная камера 14, расположенную между импостами 3 соседних по вертикали модулей, упругие элементы 15, расположенные между П-образными полками 21 профилей импостов 3, штапики 16, соединение 17 его с профилем импоста 3, воздушные камеры 18, образованные профилями штапиков и импоста, Г-образный выступ на профиле импоста, разъем 20, расположенный в центральной камере 14 и фиксирующий положение соседних модулей, соединение 22 штапиков 16 с профилем импоста, U-выступы 23 профиля импоста 3, верхняя часть листового заполнения 8 содержит непрозрачный элемент 24 и прозрачный (стекло) 25 нижнего модуля, между которыми расположены: алюминиевая вставка 26 и упругое уплотнение 29.

На Фиг. 4 также показан дополнительный импост 4, имеющий профиль 27, причем некоторые элементы профиля аналогичны профилю 12 импоста 3 и имеют одинаковые с ними номера позиций. Это относится к штапику 10, камерам 11, 18 и соединениям их с профилем импоста 4. Профиль импоста имеет два U-образными выступа 28 и камеру 30, образующуюся профилем импоста 4 и листовым заполнением модуля. На Фиг. 4 показано крепление модуля к перекрытию 7 и монтажные узлы, используемые при монтаже модулей. Верхняя часть статического усилителя 5 прикрепляется к перекрытию 7 снизу посредством сухарного профиля 31 снабженного пластиной 32. Сухарный профиль 31 расположен в пазу статического усилителя (снизу и сверху). Монтажный узел модуля содержит плиту - основание 33, к которой крепятся дополнительные плиты 34 и 35. Верхний модуль крепится к основанию 33 кронштейном 36 посредством кронштейна 37. Декоративная крышка 38 закрывает конструкцию основания 33.

На Фиг. 5 показано стыковочное сечение двух модулей по горизонтали, причем один из модулей выполнен частично или полностью в виде створки. Кроме того, следует отметить, что профиль боковых стоек 2 аналогичен профилю импостов 3, но для их различения используется сквозная нумерация.

На Фиг. 5 показаны: профиль штапика 39, профиль 40 боковой стойки 2, профиль створки 41, упругий элемент 42, расположенные в пазах, образуемых П-образными полками 51 профиля 40 боковых стоек 2, камеры 43 и 44 образованные соединением профиля 40 с профилем штапика 39. Между основными камерами 45 профилей 40 образуется центральная камера 46, в которой размещен разъем 55. На Фиг. 4 также показано крепление статического усилителя 5 к стойке 2, которое осуществляется винтами (на Фиг. 5 не показаны), и фигурного уплотнения 54, обеспечивающего его контакт с П-образной полкой 51. Камера 47, образованная посредством соединения профиля 40 боковой стойки с профилем 41 створки. Г-образный профиль 41 содержит камеру 48. На внешней стороне профиля 40 размещены Г (57) и U (50)-образные выступы. Прижим уплотнителей 49 и 58 обеспечивается посредством профиля створки 41 и штапика 56 к профилю 40 боковой стойки 2. С обеих сторон листового заполнения 8 установлены уплотнения 53.

На Фиг. 6 показаны (не все) элементы фиксации модуля 1 при его монтаже, расположенные на балконном перекрытии. На ней показан статический усилитель 5, который нижним сухарным профилем 31 фиксируется к плите 35, представляющим элемент с пазом и закрепленную на монтажном основании 33, представляющую П-образную конструкцию с закрепленной на них плитой, в которой выполнены пазы. На Фиг. 6 показан также кронштейн 37 для подвеса модуля.

Изготовление модулей светопрозрачного строительного ограждения не вызывает трудностей, т.к. осуществляется в заводских условиях на специализированных станках. Профили всех элементов модуля (боковых стоек, импостов, штапиков створки и т.д.) выполняются экструзионным способом, что обеспечивает качество отдельных деталей. После изготовления отдельных элементов конструкции осуществляется посредством сборка модуля с установкой в каркас его листового заполнения. Набор модулей производится в соответствии с пожеланиями клиента и конструктивно могут отличаться как количеством листов заполнения, так и комбинацией расположения прозрачных и непрозрачных элементов в листах, их материале и т.п. Заполнение воздушных камер, образовавшихся при сборке в профилях элементов рамы модуля, зависит от климатических особенностей региона и ветровой нагрузки на модуль. Для упрочнения модуля в эти камеры могут быть вставлены уплотнения (как упругие, так и из твердого материала), по форме соответствующие форме паза. Для удобства транспортировки, статические усилители с модулей снимаются и маркируются.

Схема монтажа модулей поясняется Фиг. 1 и 2 и осуществляется с помощью крана и монтажных элементов, которые были приведены выше. После фиксации модуля на направляющих и подвеса его на кронштейнах осуществляют установку нижнего сухаря статического усилителя на перекрытии, затем осуществляют прикрепление его к профилю боковой стойке модуля с помощью винтов или другого монтажного крепежа. При монтаже модулей конструкция монтажного узла позволяет регулировать положение модуля в широких пределах.

Изготовление каждого модуля в заводских условиях повышает качество и точность их сборки, значительно сокращает время монтажа, позволяет обеспечить достаточную прочность при любых ветровых нагрузках посредством заполнения свободных камер и пазов дополнительными материалами, одновременно повышая водонепроницаемость и шумовые параметры строительного ограждения.

Учитывая то, что крепление отдельных элементов конструкции и отдельного модуля осуществляется посредством упругих уплотнений, обеспечивается высокий уровень ремонтоспособности системы, в том числе и модульной замены.

В настоящее время, на основании длительных опытно-промышленных испытаний заявляемой системы, закончены работы по созданию технической документации на серийное производство различных модулей.

Предложена система строительных светопрозрачных ограждающих конструкций, преимущественно балконов и лоджий. Она состоит из отдельных блоков (модулей), каждый из которых содержит каркас рамы, выполненный из металлических боковых профильных стоек с соединенными встык с ними нижнего и верхнего профильных импостов, заполненных листовым материалом, закрепленным посредством упругого уплотнения и штапика. Причем в пазах профилей боковых стоек и импостов размещены уплотнения из упругого материала, профиль которых соответствует профилю соответствующего паза. При этом система выполнена из модулей заводской сборки, включающих по крайней мере один модуль, выполненный со створкой, листовое заполнение рамы выполнено из прозрачного и/или непрозрачного материала, а верхняя часть модуля снабжена элементами стыковки и крепления его к монтажному узлу, закрепленному на перекрытии. Причем каждый модуль дополнительно снабжен статическим усилителем, прикрепленным к боковой стенке модуля и выполненным с возможностью размещения в его пазу закладных деталей. 5 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Система строительных светопрозрачных ограждающих конструкций, преимущественно балконов и лоджий, состоящая из отдельных блоков (модулей), каждый из которых содержит каркас рамы, выполненный из металлических боковых профильных стоек с соединенными встык с ними нижнего и верхнего профильных импостов, заполненных листовым материалом, закрепленным посредством упругого уплотнения и штапика, причем в пазах профилей боковых стоек и импостов размещены уплотнения из упругого материала, профиль которых соответствует профилю соответствующего паза, отличающаяся тем, что система выполнена из модулей заводской сборки, включающих, по крайней мере, один модуль, выполненный со створкой, листовое заполнение рамы выполнено из прозрачного и/или непрозрачного материала, а верхняя часть модуля снабжена элементами стыковки и крепления его к монтажному узлу, закрепленному на перекрытии, причем каждый модуль дополнительно снабжен статическим усилителем, прикрепленным к боковой стенке модуля и выполненным с возможностью размещения в его пазу закладных деталей.

2. Система строительных светопрозрачных ограждающих конструкций по п. 1, отличающаяся тем, что прозрачный и/или непрозрачный листовой материал может быть разделен дополнительными импостами и штапиками на несколько составных частей, расположенных в различных комбинациях.

3. Система строительных светопрозрачных ограждающих конструкций по п. 1, отличающаяся тем, что некоторые модули могут быть выполнены с возможностью установки в них стеклопакета из двух или более листов.

4. Система строительных светопрозрачных ограждающих конструкций по п. 1, отличающаяся тем, что монтажный узел, закрепленный на перекрытии, выполнен таким образом, что позволяет регулировать положение модуля при монтаже по трем осям.

5. Система строительных светопрозрачных ограждающих конструкций по п. 1, отличающаяся тем, что в пазу статического усилителя модуля дополнительно установлены элементы для фиксации его в монтажном узле, установленном на перекрытии.

6. Система строительных светопрозрачных ограждающих конструкций по п. 1, отличающаяся тем, что профили элементов модуля при сборке образуют камеры, с возможностью размещения в них уплотнителей из упругого материала или других элементов.