СБОРНЫЙ СТРОИТЕЛЬНЫЙ МОДУЛЬ И СПОСОБ ЕГО МОНТАЖА Российский патент 2022 года по МПК E04H1/12 

Изобретение относится к области строительства, в частности к изготовлению готовых сборных помещений, таких как санузлы, душевые, сауны, кухни, применяемых при строительстве зданий и сооружений.

Уровень техники

В настоящее время широко известны сборные модули для строительства, конструкция которых различна в зависимости от области применения, например, для размещения в таких модулях влажных зон, как ванные комнаты и кухни (например, GB-A-1213 009, опубликован 18.11.1970).

Известна строительная конструкция (ЕР-А-462 790, опубликован 27.12. 1991), содержащая комнаты, образованные из сборных комнатных модулей, включающих стены и потолок.

Комнатные модули составлены в ряды, где каждый ряд содержит смежные пары комнатных модулей, а в каждой паре модули конструктивно представляют собой зеркальное отражение друг друга. Хотя эти элементы сборные, необходимо произвести еще много работ по внутренней отделке, прежде чем здание будет готово к эксплуатации, например в качестве отеля. При этом работа по монтажу на строительной площадке достаточно длительная и дорогая.

Таким образом, указанная конструкция системы приводит к большим затратам на ее реализацию.

В патентном документе (US-A-2005/0108957, опубликован 24.11.2004) раскрыт сборный модуль, предназначенный для использования в многоэтажных зданиях. Модули могут содержать ванную комнату, кухню, лестницу или их комбинацию и могут быть доставлены и установлены совместно с окружающей структурой многоэтажных зданий. При этом один модуль может быть выполнен с возможностью иметь двухкомнатное устройство, т.е. две ванные комнаты, которые являются зеркальным отражением друг друга. Кроме того, каждый модуль имеет вертикальную шахту, содержащую такие элементы, как водопровод, канализация и вентиляционная шахта. Однако данные модули являются сложными в сборке и монтаже.

Известны отдельные элементы для зданий, которые содержат различные типы стенных и панельных элементов. Пример такого конструктивного элемента раскрыт в документе (ЕР-А-565 842, опубликован 15.06.2000), однако этот известный элемент составляет только часть здания и в публикации не предложено какого-либо общего решения проблемы строительства всего здания, которое бы соответствовало современным требованиям, имеющимся в эффективных строительных проектах, которые необходимо осуществить в короткие сроки.

Известен способ строительства (патентный документ WO-A-00/34593, опубликован 15.06.2000), использующий два различных вида модулей, а именно П-образный модуль и Г-образный модуль. Модули комбинируют на месте для образования несущей конструкции многоэтажного здания.

Поскольку модули не изготовлены предварительно, на практике у этого способа возникает много сложностей. В частности, предложенный способ не выгоден потому, что все различные элементы частей модулей должны быть изготовлены с высокой точностью, чтобы соответствовать друг другу. Чем больше таких элементов и частей модулей, тем более увеличивается риск ошибки при производстве сборки. Данный способ, таким образом, не является оптимальным и гибким, так как различные формы модулей требуют специальных средств материально-технического обеспечения.

Известна «Конструкция стен из трехслойных панелей с наполнителем из пенополиуретана» (Патент RU 95005, опубликован 10.06.2010).

Данная конструкция относится к строительству промышленных зданий и сооружений или складского хозяйства, в частности к возведению разборных стен из трехслойных панелей, выполненных из металлических листов с теплоизоляцией внутри панелей (с наполнителем) и может быть использована при возведении новых сооружений и модернизации зданий с одновременной теплоизоляцией и отделкой наружных стен и фасадов, при строительстве стен, установленных на каркасе, образованном металлическими профилями. Соединение трехслойных панелей с наполнителем, производится встык по принципу «клинового замка», при этом функцию нащельной планки выполняют элементы края панели, образованные методом непрерывной прокатки и заливки в процессе изготовления панелей, и выполненные с одним или двумя выступами (ступеньками) на одной панели и такой же формы впадинами на другой панели, при этом утеплитель (наполнитель) выполнен из жесткого пенополиуретана толщиной 40-200 мм, а внешняя обшивка трехслойной панели выполнена металлической, плоской или гофрированной, с покрытием.

С помощью такой конструкции соединения трехслойных панелей, можно без деталей крепежа возводить и монтировать стены из трехслойных панелей (типа сэндвич), но и разделительные перегородки, потолки, кровлю с достижением высокой герметичности и теплоизоляции помещений и зданий.

Однако надежность соединений стен в данной конструкции недостаточно высока в связи с отсутствием крепежных соединений, причем эта конструкция не обеспечивает возможности встраивания конструкции в имеющийся каркас здания.

Наиболее близким к заявляемому сборному строительному модулю является «Сборный модуль для здания», (патент RU 2628352, опубликован 16.08.2017).

Данный сборный модуль имеет боковую сторону, выполненную с возможностью соединения с множеством панелей и плит для формирования части здания, и содержит: четыре стены, простирающиеся между плитой пола и плитой крыши с образованием прямоугольной кубической формы; отделение в указанной прямоугольной кубической форме; внутреннее оборудование, по меньшей мере часть которого соединена с техническими средствами, расположенными внутри кубической формы. В указанном модуле создана влажная область. Сборный модуль выполнен в виде несущей нагрузку конструкции, имеющей указанные четыре стены, снабженные плоской деревянной сердцевиной, содержащей по меньшей мере один изолирующий слой. Влажная область выполнена в указанном модуле посредством обеспечения водонепроницаемых слоев на внутренних сторонах стен и плиты пола отделения. Плоская деревянная сердцевина также содержит многослойную древесину с перекрестным расположением слоев, расположенную вплотную к, по меньшей мере одному изолирующему слою. Изобретение позволяет уменьшить время возведения здания и обеспечить широкий диапазон его использования.

Однако данный модуль может быть использован только в панельном строительстве, поскольку подлежит сборке один за другим последовательно, от этажа к этажу, что соответствует технологии панельного строительства зданий, при этом указанный модуль невозможно встроить в монолитный каркас здания. Это связано с тем, что стены модулей несут нагрузку, и потому их нельзя располагать без учета несущей способности стен. В то же время технология монолитного строительства позволяет вместо несущих стен использовать пилоны, колонны с образованием больших свободных пространств, не ограниченных стенами, а соответственно с возможностью вариации планировок. Кроме того, данный сборный модуль имеет большой вес, что значительно затрудняет его транспортировку и монтаж, требуя значительного кранового времени.

При этом наличие в составе сборного модуля материалов, подверженных воздействию влаги, таких как гипсокартон и дерево, может помешать строительству в плохие погодные условия, например, во время дождя или снега.

Наиболее близким к заявляемому способу является способ строительства здания (патент RU 2634132, опубликован 24.10.2017), включающий этапы предварительного изготовления модуля путем сборки четырех стен, простирающихся между полом и крышей, для образования прямоугольной кубической формы, обеспечения по меньшей мере одного отделения внутри указанной кубической формы, обеспечения водонепроницаемых слоев на внутренних стенах и в полу указанного отделения для создания влажной области внутри указанного модуля, размещения технических установок внутри кубической формы и обеспечения внутреннего оборудования внутри кубической формы. Кроме того, способ включает этапы предварительного изготовления множества панелей и плит и присоединения этих панелей и плит к боковой стороне модуля для обеспечения другой прямоугольной кубической формы, образующей построенную из панелей комнату. Изобретение позволяет сократить время возведения зданий, улучшить качество и технологию строительства.

Между тем, указанный способ имеет невысокую производительность монтажа, т.к. большой вес сборного модуля затрудняет его транспортировку и монтаж, а наличие в составе сборного модуля материалов, подверженных воздействию влаги, таких как гипсокартон и дерево, может помешать проведению монтажа в плохих погодных условиях, например, во время дождя или снега. При этом данный способ монтажа не подходит для встраивания модулей в монолитный каркас здания, поскольку технологически не представляется возможным выполнить перекрытие над данным модулем, кроме как установить готовую плиту сверху. Кроме того, монтаж строительных модулей внутри здания в разных обособленных местах не связанных друг с другом, также невозможен, поскольку эти модули являются каркасом задания.

Раскрытие изобретения

Техническими проблемами известных строительных модулей и способов их монтажа является невозможность размещения строительных модулей внутри здания в разных обособленных местах, не связанных друг с другом, невозможность встраивания сборных модулей в монолитный железобетонный каркас, невозможность образования формы модуля отличной от прямоугольной.

Перечисленные выше проблемы можно устранить за счет создания универсальных модульных конструкций различного функционального назначения в том числе с влажной зоной, с отделкой и инженерными коммуникациями, возводимых до полной строительной готовности, что позволит встраивать модульные конструкции в строительные объекты, создавать помещения различной формы, снизить сроки строительства и повысить надежность и экономическую эффективность возводимых сооружений.

Техническим результатом является повышение надежности конструкции сборного модуля и строительного объекта, за счет уменьшения веса сборного модуля и строительного объекта в целом без потери жесткости, и расширение функциональных возможностей за счет встраивания сборных строительных модулей в монолитный каркас.

Кроме того при использовании заявляемых способа и устройства достигается сокращение сроков строительства и упрощение сборки.

Технический результат достигается тем, что в сборном строительном модуле, включающем сборочные единицы стен, пола и потолка, каждая сборочная единица содержит металлический каркас, в котором размещены панели покрытия, в металлическом каркасе выполнены внутренние полости, в которых размещены инженерные коммуникации, при этом в сборочных единицах выполнены узлы стыковки с инженерными системами объекта строительства, а в каждой сборочной единице установлены фиксирующие элементы, выполненные с возможностью обеспечения соединения сборочных единиц между собой.

Сборный строительный модуль выполнен с возможностью встраивания в каркас объекта строительства и размещения в обособленных местах.

Сборный строительный модуль выполнен с возможностью сборки в виде любой конфигурации, например, многоугольной, округлой, с острыми и тупыми углами, с выступами.

Предпочтительно фиксирующие элементы выполнить в виде дюбелей, болтов и бобышек на каждой сборочной единице, при этом каждая смежная с ней сборочная единица снабжена соответствующими отверстиями для фиксирующих элементов.

Сборочные единицы могут быть снабжены захватными приспособлениями для их подъема и перемещения на объекте строительства.

Предпочтительно выполнить металлический каркас сборочной единицы пола из швеллеров и прямоугольных металлических труб, при этом между прямоугольными трубами выполнить полости, а в швеллерах выполнить отверстия для прокладки трубопроводов канализации и других инженерных коммуникаций.

Оптимально выполнить бетонный настил в сборочной единице пола с армированием металлической сеткой и снабдить металлический каркас металлическими уголками.

Металлические каркасы сборочных единиц стен и потолка оптимально выполнить из тонкостенных П-образных металлических профилей, при этом по периметру металлических каркасов разместить направляющие профили, между которыми установить вертикальные и горизонтальные профили.

Сборный строительный модуль может быть выполнен с панелями покрытия, закрепленными на вертикальных и горизонтальных направляющих металлических каркасов сборочных единиц стен и потолка и на прямоугольных трубах металлического каркаса пола.

Сборочные единицы стен и потолков могут быть снабжены косынками, расположенными по углам сборочных единиц, а между вертикальными профилями металлических каркасов оптимально выполнить раскосы.

Металлический каркас сборочной единицы пола может быть выполнен двухуровневым, с нижним уровнем во влажной зоне, например, в зоне размещения душа.

Панель покрытия пола может содержать отверстие для установки сливного трапа.

Оптимально, выполнить металлические каркасы сборочных единиц стен, пола и потолка, содержащими полости, в которых размещены инженерные коммуникации, выполненные в виде трубопроводов канализации, трубопроводов водоснабжения, элементов электропроводки, воздуховодов систем вентиляции, элементов телекоммуникационного обрудования.

На сборочной единице потолка, поверх металлического каркаса предпочтительно расположить воздуховоды системы вентиляции, а в панели покрытия сборочной единицы потолка выполнить отверстия для ввода воздуховодов.

Панели покрытия могут содержать верхний слой в виде керамической, или виниловой плитки, или искусственного камня, или стекломагниевых листов, или стеклопластиковых панелей, или композитного материала или ламината высокого давления, или виниловой пленки.

Панели покрытия сборочной единицы пола могут быть выполнены монолитными, из композитного или гомогенного материала.

Заявляемый технический результат достигается также тем, что в способе монтажа сборного строительного модуля, основанном на предварительном изготовлении сборочных единиц стен, пола и потолка, с панелями покрытия, чистовой отделкой, инженерными коммуникациями и инженерным оборудованием, осуществляют доставку сборочных единиц строительного модуля на объект строительства, устанавливают сборочную единицу пола на плиту перекрытия здания, при наличии смежной сборочной единицы пола другого сборного строительного модуля соединяют их друг с другом, устанавливают и закрепляют сборочные единицы стен таким образом, чтобы они образовали замкнутый контур при соединении со смежными сборочными единицами, причем сборочные единицы стен, разделяющих два смежных строительных модуля, выполняют в виде одной сборочной единицы, сборочные единицы потолка устанавливают после закрепления всех сборочных единиц стен каждого сборного строительного модуля и соединяют их со смежными сборочными единицами потолка соседних сборных модулей.

После соединения всех сборочных единиц и соединения инженерных коммуникаций внутри модуля устанавливают инженерное оборудование и производят отделочные работы в местах стыков.

В одном из вариантов реализации можно осуществлять предварительный монтаж сборного строительного модуля из сборочных единиц стен, пола и потолка, с панелями покрытия, чистовой отделкой, инженерными коммуникациями и оборудованием, установленными в сборочных единицах, доставлять сборный строительный модуль на объект строительства, устанавливать с помощью грузоподъемных механизмов сборный модуль на проектное место, и осуществлять стыковку инженерных коммуникаций сборного строительного модуля с инженерными коммуникациями объекта строительства.

Сборный строительный модуль может быть предварительно установлен на специальной выносной площадке плиты перекрытия этажа и перемещен по плите перекрытия на проектное место с помощью специальных перекатных приспособлений.

Монтаж и установку сборного модуля на объекте строительства можно осуществлять совместно с дополнительными сборочными единицами нестандартных и габаритных модулей.

В сборном строительном модуле размещают инженерные коммуникации, включающие, по меньшей мере один воздуховод системы вентиляции, по меньшей мере один кабель электросети, по меньшей мере один низковольтный кабель, по меньшей мере один трубопровод водоснабжения, по меньшей мере один трубопровод канализации и по меньшей мере одну единицу телекоммуникационного оборудования.

На сборочной единице потолка, поверх металлического каркаса предпочтительно установить воздуховоды системы вентиляции.

В одном из вариантов монтажа сборного строительного модуля его инженерные коммуникации могут быть соединены с инженерными коммуникациями предварительно установленного на объекте строительства инженерного модуля.

Монтаж сборного строительного модуля осуществляют после установки инженерного модуля, при этом часть инженерных коммуникаций и инженерного оборудования строительного модуля размещают в пространстве инженерного модуля.

Оптимально установить в сборочных единицах стен стояки систем водоснабжения, канализации, вентиляции, отопления, кондиционирования, при этом монтаж строительных модулей осуществлять, соединяя стояки и инженерные коммуникации строительных модулей, расположенные друг над другом.

Сборные строительные модули могут быть встроены в объект строительства в индивидуальном порядке вне связи с другими сборными модулями.

В сборном строительном модуле может быть установлена система отопления, система охлаждения, и/или система противопожарной безопасности.

Заявляемый сборный строительный модуль и способ его монтажа обеспечивают повышенную надежность конструкции сборного модуля и строительного объекта, за счет уменьшения веса сборного модуля и уменьшения нагрузки на здание, выполнения сборочных стен, пола и потолка на основе металлических каркасов с облегченными панелями покрытия, имеющими меньший вес по сравнению с известными. Применение влагостойких материалов не затрудняет проведение строительных работ в зимний период и в дождь. При этом отсутствуют ограничения в использовании сборных модулей, вызванными этажностью объекта, и в связи с максимальными габаритными размерами сборного модуля.

Заявляемая группа изобретений предусматривает возможность встраивания сборных модулей в монолитный каркас, образования формы сборного модуля, отличной от прямоугольной, возможность их размещения в обособленных местах.

Кроме того в заявляемых способе и устройстве предусмотрена вариативность схем подключения к инженерным сетям объекта строительства, и вариативность монтажа, предусматривающая сборку модуля из сборочных единиц на объекте и/или в заводских условиях.

При этом сборочные единицы спроектированы с возможностью монтажа без применения специальных грузоподъёмных средств.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

На фиг. 1 изображен сборный модуль душевой комнаты,

где обозначены: 1- сборочные единицы стен, 2 - пола, 3 - потолка, 4 - металлический каркас, 5 - панели покрытия, 6 - внутренние полости для инженерных коммуникаций, 7 - инженерные коммуникации.

На фиг. 2а представлена схема соединения сборочных единиц стен 1 фиксирующими элементами 9.

На фиг. 2б схематически представлено соединение сборочных единиц пола и стен.

На фиг. 2в изображена схема соединения сборочных единиц стен и потолка.

На фиг. 3а показана конструкция металлического каркаса сборочной единицы пола, где обозначены: 12 - отверстия, 13 - швеллер, 14 -прямоугольные металлические трубы.

На фиг. 3б изображена конструкция металлического каркаса сборочной единицы пола уменьшенной толщины, без коммуникаций, где взамен металлических труб 14 представлены металлические уголки 15.

На фиг. 3в изображена конструкция металлического каркаса сборочной единицы пола 2 с армированием в виде сварной металлической сетки 35 и бетонным настилом 36.

На фиг. 4 показана конструкция металлического каркаса сборного модуля, где обозначены: 16 - направляющие профили, 17- вертикальные профили, 18 -горизонтальные профили, 20 – захватные приспособления.

На фиг. 5 изображена конструкция металлического каркаса сборочных единиц стен, где представлены: 10 – косынки, 11 – раскосы.

На фиг. 6а показан двухуровневый каркас сборочной единицы пола, где обозначены: 19 – каркас с 1-ым, нижним уровнем во влажной зоне, 5 – панель покрытия сборочной единицы, выполненная монолитной.

На фиг. 6б схематически представлена сборочная единица пола 2 с инженерными коммуникациями и отверстием для установки трапа где: 21- отверстие для установки трапа 22, а 25 – трубопроводы канализации.

На фиг. 7а показаны инженерные коммуникации сборного строительного модуля, где обозначены: 25 – трубопроводы канализации, 26 – трубопроводы водоснабжения, 27 - элементы электроснабжения, 28 - воздуховоды систем вентиляции.

На фиг. 7б представлены стыковочные узлы 8 инженерных коммуникаций.

На фиг. 8 изображена панель покрытия с сотовой структурой, где: 23 – пустотелая сотовая структура, расположенная между листами 24.

На фиг. 9 показана сборочная единица стены 1 с панелями покрытия 5, где 29 – верхний, отделочный слой покрытия.

На фиг. 10 представлен сборный строительный модуль, выполненный совместно с инженерным модулем 30.

На фиг.11 изображен сборный строительный модуль, установленный в каркас здания, где 31 – плита перекрытия здания, 32 – стена здания.

На фиг. 12 схематически представлен способ монтажа строительного модуля в сборе в монолитный каркас здания, где на фиг.12а схематически изображен подъем сборного строительного модуля 33 краном с помощью траверсы 34, а на фиг. 12б изображены плиты перекрытия 31 для установки сборного модуля 33 на этаже,

На фиг. 13 представлена конструкция металлического каркаса 37 сборного строительного модуля округлой формы.

Осуществление изобретения

Сборный строительный модуль содержит сборочные единицы стен 1, пола 2 и потолка 3. Каждая сборочная единица выполнена в виде металлического каркаса 4, на котором устанавливаются панели покрытия 5. В металлическом каркасе 4 выполнены внутренние полости 6, в которых размещены инженерные коммуникации 7 (фиг.1), причем в местах стыковки сборочных единиц предусмотрены узлы стыковки 8 инженерных коммуникаций (фиг. 7 б), а по периметру каждой сборочной единицы установлены фиксирующие элементы 9 (фиг. 2 а), выполненные с возможностью обеспечения соединения сборочных единиц между собой. Фиксирующие элементы 9 могут быть выполнены в виде дюбелей, болтов и бобышек, при этом на каждой смежной сборочной единице стены 1, пола 2 и потолка 3 выполнены соответствующие отверстия (на чертежах не показаны) для них. Сборочные единицы снабжены захватными приспособлениями 20 (фиг. 4) для их подъема и перемещения к месту сборки.

Металлический каркас сборочной единицы пола 2 (фиг. 3а) выполнен из швеллеров 13 и прямоугольных металлических труб 14, при этом между прямоугольными трубами 14 организованы полости 6, а в швеллерах 13 выполнены отверстия 12 для прокладки канализационных трубопроводов 25. Металлический каркас сборочной единицы пола 2 может иметь различные размеры, в зависимости от размеров полостей 6 для прокладки инженерных коммуникаций. Одним из вариантов может быть исполнение сборочной единицы пола 2 с использованием металлических уголков 15, но без выполнения полостей для прокладки инженерных коммуникаций. В случае необходимости для повышения жесткости конструкции металлического каркаса 4 сборочной единицы пола 2 и исключения вибрации может применяться бетонный настил 36 для заполнения пустот металлического каркаса. При этом для армирования может применяться сварная металлическая сетка 35.

Металлические каркасы 4 сборочных единиц стен 1 и потолка 2 выполнены из тонкостенных П-образных металлических профилей, по периметру которых размещены направляющие профили 16, между которыми установлены вертикальные профили 17 и горизонтальные профили 18. Указанные профили стен 1 и потолка 3 могут быть выполнены тонкостенными, а в сборочных единицах пола 2 могут быть выполнены обычные сварные профили.

Для повышения надежности сборки по углам сборочных единиц стен 1 и потолков 3, могут быть выполнены косынки 10, а между вертикальными профилями 17 могут быть выполнены раскосы 11.

Металлический каркас 4 сборочной единицы пола 2 может быть выполнен двухуровневым (фиг. 6а) с нижним уровнем 19 во влажной зоне, например, в зоне размещения душа, при этом в панели покрытия пола 2 выполнено отверстие 21 для установки сливного трапа 22 (фиг. 6б).

На металлических каркасах сборочных единиц пола 2, стен 1 и потолка 3, закреплены панели покрытия 5 (фиг. 8).

В полостях 6 металлических каркасов сборочных единиц стен 1, пола 2 и потолка 3 размещены инженерные коммуникации в виде трубопроводов канализации 25, трубопроводов водоснабжения 26, элементов электроснабжения 27 (фиг. 7а), элементы телекоммуникационного оборудования (на чертежах не показаны).

На сборочной единице потолка 3, поверх его металлического каркаса расположены воздуховоды 28 системы вентиляции, а в панелях покрытия сборочной единицы потолка выполнены отверстия для ввода воздуховодов.

Панели покрытия 5 могут быть выполнены в виде сотовой пустотелой структуры 23, или структуры из вспененного наполнителя, установленных между листами 24, (фиг.8), которые могут быть окрашены в различные цвета.

Сотовая структура 23 панелей покрытия 5 также может быть выполнена из полипропилена, или алюминия, а вспененный наполнитель из полистирола или полиуретана.

Листы 24 панелей покрытия 5 могут быть выполнены из полипропилена, полипропилена с тканевым покрытием, или алюминия, или нержавеющей или оцинкованной стали, или из листов на цементной или гипсовой основе (гипсокартонные листы - ГКЛ, гипсоволокнистые листы - ГВЛ, цементно-стружечные плиты - ЦСП, Аквапанель, Армопанель), или из листов на древесной основе (ориентированно-стружечные плиты - ОСП, древесно-стружечные плиты - ДСП, древесно-волокнистые плиты - ДВП, МДФ, фанера) или из стекломагниевых листов – СМЛ.

Панели покрытия 5 сборочных единиц 1, 2, 3 могут быть соединены с металлическим каркасом при помощи клея.

При изготовлении панелей покрытия 5 может быть предусмотрена чистовая отделка, предусматривающая нанесение на панели покрытия 5 керамической или виниловой плитки, искусственного камня, композитного материала или гомогенного материала, стекломагниевых листов, стеклопластиковых панелей, HPL панелей (ламинат высокого давления), виниловой пленки ПВХ.

Панель покрытия 5 сборочной единицы пола 2 может быть выполнена монолитной, без использования сотовой структуры.

Способ монтажа сборного строительного модуля осуществляется следующим образом. Первоначально изготавливаются сборочные единицы стен 1, пола 2 и потолка 3 в виде металлических каркасов 4. Металлический каркас 4, сборочной единицы пола 2 может быть выполнен из швеллеров 13 и прямоугольных металлических труб 14.

Металлические каркасы 4 сборочных единиц стен 1 и потолка 3 изготавливают из тонкостенных П-образных металлических профилей, при этом по периметру каркаса размещают направляющие профили 16, между которыми устанавливают вертикальные профили 17 и горизонтальные профили 18. Шаг между металлическими профилями может быть различным в зависимости от размера конструкции и от проектных особенностей. Наиболее оптимальными являются размеры шага, составляющие 400-600мм. Все профили скрепляются между собой при помощи специального просекателя и/или саморезов.

При необходимости, когда используются тяжелые отделочные материалы, или сборный модуль имеет существенные габариты, в металлический каркас могут быть добавлены косынки 10, установленные по всем углам конструкции сборочной единицы, а также раскосы 11, устанавливаемые между вертикальными профилями 17 для обеспечения дополнительной жесткости (фиг.5).

Конструкция сборочной единицы пола 2 может быть выполнена в виде двух вариантов – объемного пола с размещением в полостях 6 металлического каркаса инженерных коммуникаций 25 (фиг. 3а, 6б) и пола с меньшей толщиной, в котором не проложены инженерные коммуникации . 

Основание конструкции сборочной единицы объемного пола изготавливают из металлического каркаса в виде швеллеров 13 и прямоугольных металлических труб 14, между которыми выполнены полости 6 (фиг. 3а). Для оптимальной организации и удобства использования душевой зоны в сборном модуле предусмотрено выполнение металлического каркаса пола двухуровневым с понижением в душевой зоне (фиг. 6а), что исключает неровности типа порожков и ступенек и проникновение воды из душа в смежные помещения объекте строительства в результате выполнения уклона поверхности пола в зоне сливного трапа.

На изготовленные металлические каркасы, например, при помощи клея крепятся панели покрытия 5 (фиг. 8), представляющие собой в одном из вариантов выполнения пустотелую сотовую структуру 23, расположенную между двух тонких листов 24. Предпочтительно использовать сотовые панели толщиной 5-20мм в сборочных единицах стен 1, пола 2 и потолка 3. Сотовая конструкция панелей покрытия 5 позволяет обеспечить повышенную прочность, при этом панели 5 имеют небольшой вес и являются водостойкими, т.к. используемые при их изготовлении материалы пластик и/или алюминий не пропускают и не впитывают воду. Данное обстоятельство является важным фактором, как при монтаже модульных объектов в сырую погоду, так и при дальнейшей эксплуатации модульных конструкций с использованием сборных модулей.

После приклеивания и выравнивания, сотовые панели могут быть, в случае необходимости, дополнительно прикреплены к металлическому каркасу при помощи саморезов.

В одном из вариантов выполнения панелей покрытия можно использовать в составе панели наполнитель из полиуретановой пены (PUR), экструдированного пенополистирола (XPS), пенополистерола (EPS) или пены других типов.

После закрепления на металлическом каркасе 4 сотовых панелей покрытия 5, они проходят чистовую отделку, т.е на них наносится финишный слой например, в виде керамической плитки, или искусственного камня, или виниловой пленки, или стекловолокна или других декоративных материалов.

Финишный слой может быть прикреплен к внешней поверхности листов 24 панелей покрытия 5 при помощи клея.

Внутри полостей 6, выполненных в металлических каркасах 4 сборочных единиц устанавливаются и встраиваются инженерные коммуникации, выполненные в виде трубопроводов канализации 25, трубопроводов водоснабжения 26, элементов электроснабжения 27, воздуховодов систем вентиляции 28 (фиг. 7а). Между сборочными единицами стен 1, пола 2, и потолка 3 предусмотрены соединения инженерных коммуникаций. При необходимости, для удобства монтажа, часть инженерных коммуникаций может быть расположена в отдельных сборочных единицах. Инженерные коммуникации крепятся к внутренней стороне сборочных единиц при помощи специальных клипс, хомутов и держателей (на чертежах не показаны), которые в свою очередь закрепляются внутри или с внутренней стороны сборочной единицы при помощи клея или саморезов. В местах стыковки сборочных единиц также организованы места стыковки инженерных коммуникаций. Инженерные коммуникации могут быть установлены таким образом, чтобы при стыковке сборочных единиц было необходимо только соединить инженерные системы сборного строительного модуля с инжнерными системами объекта строительства в местах стыковки.

Канализационные трубопроводы 25 размещают в сборочных единицах пола 2, в полостях 6 (фиг. 3а), выполненных внутри металлического каркаса 4. В контуре каркаса пола 2 выполнены отверстия 12 для размещения канализационных трубопроводов 25 и последующего подключения к стояку канализации или к другой горизонтально расположенной трубе канализации.

В предусмотренных полостях 6 металлических каркасов 4 сборочных единиц стен 2 и потолка 3 также размещены трубопроводы водоснабжения 26 и элементы электроснабжения 27, проходящие через отверстия 12 в местах пересечения с металлическим каркасом 4. Фиксация трубопроводов инженерных коммуникаций в сборочных единицах может осуществляться за счет их размещения в указанных отверстиях каркаса с помощью хомутов (на чертежах не показаны). При монтаже сборного строительного модуля, инженерные коммуникации сборного модуля подключают к установленным на объекте строительства инженерным коммуникациям с помощью патрубков и муфт (на чертежах не показаны).

В местах соединения сборочных единиц располагают муфты для соединения трубопроводов и/или оставляют запас трубы по длине для нивелирования строительно-монтажных допусков на отклонения размеров, чтобы при стыковке сборочных единиц можно было их обрезать на месте сборки и оптимально соединить трубопроводы.

Воздуховоды 28 системы вентиляции располагают на сборочных единицах потолка 3 поверх металлического каркаса 4 и закрепляют с помощью хомутов к каркасу. В сборочной единице потолка 3 предусмотрены отверстия (на чертежах не показаны) для вводов вентиляции.

Предпочтительно выполнить все места подключения инженерных коммуникаций сборного строительного модуля в плоскости одной из его стен примыкающей к шахте, в которой расположены стояки инженерных систем здания, хотя возможны и другие варианты компоновки мест подключения.

Cборный строительный модуль может быть изготовлен совместно с инженерным модулем 30 (фиг.10).

Инженерный модуль 30 при вертикальном расположении инженерных коммуникаций и сборный модуль, например, для душа, могут совместно образовывать конструкцию, которая позволит максимально использовать полезную площадь здания и оптимизировать последующее подключение сборных модулей друг к другу. Для этого, в одном из вариантов исполнения сборный модуль, например, санузла и инженерный модуль 30 могут быть выполнены совместно, чтобы минимизировать пространство под инженерные коммуникации, которые необходимы двум модулям в совокупности. Часть оборудования санузла может быть размещена в свободном пространстве инженерного модуля или наоборот. Кроме того, часть инженерных коммуникаций, располагаемых непосредственно между двумя сборными модулями, также может быть выделена в отдельный сборный инженерный модуль 30, таким образом, чтобы при монтаже на объекте строительств места подключения к каждому модулю оказались легкодоступными, а количество соединяемых элементов было минимальным. Сборный строительный модуль может быть смонтирован совместно с инженерным модулем 30 согласно описанию изобретения по патенту № 2645315. При этом осуществляют монтаж инженерных модулей в здании, после чего производят монтаж сборных строительных модулей, а инженерные коммуникации сборного строительного модуля соединяют с инженерными коммуникациями инженерных модулей. Данный способ монтажа имеет преимущество в том, что инженерные коммуникации в строительном модуле заранее оптимизируются для стыковки с инженерным модулем, что значительно сокращает время производства работ на строительном объекте.

Внутри сборочных единиц стен 1 могут быть размещены плиты звукоизоляции и элементы для крепления навесного оборудования (шкафы, подвесные раковины, встраиваемые смесители), или такие элементы могут быть установлены вокруг дверного проема (на чертежах не показаны). В качестве таких элементов могут быть использованы деревянный брус, фанера или листы из тонкой стали и металлические пластины и т.п., закрепленные на каркасе сборочных единиц.

Сборный строительный модуль может быть укомплектован инженерным оборудованием в виде счетчиков, коллекторов, кондиционеров, унитазов, кухонных раковин т.д. (на чертежах не показаны).

Внутри строительного модуля могут быть размещены системы отопления, системы охлаждения, системы противопожарной безопасности, радио и телекомуникации.

Сборочные единицы подготавливаются к монтажу в максимальной степени готовности, включая металлические каркасы 4 с панелями покрытия 5, элементы отделки, встроенные инженерные коммуникации и, в случае необходимости встроенные элементы инженерного оборудования. Сборочные единицы проектируются таким образом, чтобы их габариты и вес не препятствовали удобству и скорости монтажа, что приводит к отсутствию необходимости использования дополнительных приспособлений и устройств и к возможности использования при сборке одного или двух рабочих.

Все работы по изготовлению сборочных единиц пола, стен, потолка предпочтительно проводить на специальных сборочных столах и стендах.

Монтаж/встраивание сборных модулей, например, трехзонной ванной комнаты с душевой, сауной и санузлом, начинают с установки сборочных единиц полов 2 на подготовленную плиту перекрытия 31 объекта строительства между стенами 32 каркаса здания. Сборочные единицы стен 1, пола 2 и потолка 3 изготавливаются с учетом расчетных габаритов несущего каркаса объекта строительства, в том числе различных проемов, расположенных на пути к месту монтажа. При необходимости сборочные единицы 1, 2, 3 могут быть дополнительно разбиты на более мелкие части для обеспечения удобства установки в стеснённом пространстве.

Каждая сборочная единица пола 2 выравнивается отдельно и затем к ней пристыковывают смежную сборочную единицу пола с помощью фиксирующих элементов 9.

При встраивании сборного строительного модуля в здание, имеющиеся капитальные стены и перегородки здания не используются, т.е сборные модули монтируются рядом с капитальными стенами, а в случае отсутствия капитальных стен и перегородок их могут замещать стены сборного модуля, поскольку сборочные единицы стен образуют замкнутый контур за счет соединения со смежными сборочными единицами модульной сборки. Допускается пристыковка перегородок здания непосредственно к строительному модулю.

Сборочные единицы стен 1 изготавливаются таким образом, чтобы стены, разделяющие два смежных сборных модуля, были выполнены в виде одной сборочной единицы, но с учетом требуемых типов отделки и внутреннего устройства.

После монтажа сборочных стен 1 внутри одного модуля устанавливают сборочную единицу потолка 3.

На следующем этапе все сборочные единицы модуля скрепляются между собой, образуя готовый сборный модуль.

Монтаж и соединение сборочных единиц может производиться как на заводе, так и на объекте строительства.

После изготовления основных узлов сборного модуля на заводе, может быть произведена их частичная разборка на основные сборочные единицы, которые в плоских упаковках доставляются на объект строительства, где производится повторная сборка. Частичная разборка необходима на начальных этапах для отработки всех ньюансов – при серийном производстве предполагается выпускать сборочные единицы и собирать их сразу на объекте.

Способ монтажа на объекте строительства обеспечивает:

-исключение необходимости в специальных грузоподъёмных устройствах и приспособлениях для перемещения модуля в сборе;

-упрощение и повышение безопасности процедуры монтажа;

-уменьшение складской площади, необходимой для хранения модулей в сборе на объекте строительства;

-снижение рисков по повреждению модуля в сборе, возможных при подъёме и горизонтальном перемещении в проектное положение;

-исключение монтажных и транспортных нагрузок на модуль представляет возможность не закладывать соответствующий запас прочности и уменьшить вес конструкции;

- представляет более гибкие возможности по размерам, планировке и массе модуля;

-сборка нескольких модулей разного назначения в один комплект;

-предусмотренные фиксирующие детали для точного позиционирования сборочных единиц относительно друг друга уcкоряют процесс сборки;

-выполнение финишных работ по монтажным стыкам между сборочными единицами непосредственно в проектном положении, исключает необходимость исправлять мелкие дефекты, возможные при подъемно-транспортных работах;

-соединение инженерных коммуникаций, размещенных на сборочных единицах, позволяет осуществлять повторную сборку.

Для выполнения сборки на объекте строительства может быть предусмотрен мобильный сборочный пост, укомплектованный инструментом, материалами, и приспособлениями для выполнения работ. Пост размещается непосредственно у места сборки и после выполнения работ перемещается на следующее место сборки на этаже здания, где производится монтаж модулей. При необходимости возможно использование нескольких мобильных сборочных постов.

Технология частичной разборки может применяться совместно с технологией монтажа модулей в сборе или в любой другой комбинации (частичная сборка модуля). При необходимости на территории объекта строительства может быть развернут стационарный пост узловой сборки

Другой вариант монтажа и встраивания сборного модуля в объект строительства может осуществляться, в условиях, когда сборный модуль изготовлен полностью в заводских условиях и затем доставляется на объект строительства и встраивается в здание. Для защиты модуля в процессе транспортировки и хранения на объекте, в том числе от попадания искр, сверху выполняют укрытие из материала на основе вспененного полиэтилена, с покрытием обеих сторон алюминиевой фольгой.

При монтаже готового модуля в сборе и его установке в монолитный каркас здания используется комплект универсальных быстросъёмных устройств для подъёма и горизонтального перемещения сборного модуля на объекте (фиг. 12а, 12б).

При этом осуществляют подъем модуля краном с помощью траверсы 34 (или без нее), затем сборный модуль 33 устанавливают на выносной площадке для приема модуля на этаже, после чего перемещают сборный модуль по плите перекрытия 31 этажа к месту установки.

Кроме того, возможен комбинированный вариант монтажа сборного строительного модуля, заключающийся в том, что монтируют и устанавливают сборный модуль на объекте строительства, а после этого к нему пристыковывают дополнительные сборочные единицы, например, для более габаритных модулей или модулей сложной планировки.

Все сборочные единицы выполнены таким образом, чтобы любую из них могли бы без затруднений смонтировать двое рабочих в отличие от прототипа, где монтаж тяжелых несущих панелей без крана невозможен.

Способ позволяет оборудовать внутреннее пространство любой геометрической формы и площади в отличие от известных. Предпочтительно способ монтажа применять для многокомнатных зданий, таких как отели, студенческие общежития, больницы и т.д.

В случае труднодоступности и ограниченного пространства, обусловленного планировочными решениями здания, допускается сборка строительного модуля в непосредственной близости от места монтажа и последующее перемещение его в сборе в проектное положение с помощью специальных транспортировочных средств. Данный прием не ограничивает возможность последующего монтажа модуль-комплектов методом сборочных единиц как описано выше.

Заявляемый способ и устройство могут найти широкое применение при создании универсальных модульных конструкций различного функционального назначения в том числе с влажной и кухонной зоной, с отделкой и инженерными коммуникациями, возводимыми до полной строительной готовности, что позволит встраивать модульные конструкции в строительные объекты, создавать помещения различной формы, снизить сроки строительства и повысить экономическую эффективность возводимых сооружений.

Изобретение относится к области строительства, в частности к изготовлению готовых сборных помещений, в том числе таких как санузлы, душевые, сауны, кухни, офисы, больничные палаты, комнаты, и их комбинации, применяемых при строительстве зданий и сооружений. Сборный строительный модуль включает сборочные единицы стен, пола и потолка. Каждая сборочная единица содержит металлический каркас, к которому прикреплены панели покрытия, в металлическом каркасе выполнены внутренние полости, в которых размещены инженерные коммуникации, при этом в сборочных единицах выполнены узлы стыковки с инженерными системами объекта строительства, а в каждой сборочной единице установлены фиксирующие элементы, выполненные с возможностью обеспечения соединения сборочных единиц между собой. Способ монтажа сборного строительного модуля основан на предварительном изготовлении сборочных единиц стен, пола и потолка с панелями покрытия, чистовой отделкой, инженерным оборудованием и инженерными коммуникациями, установленными в сборочных единицах, доставке сборочных единиц строительного модуля на объект строительства, установке сборочных единиц пола на плиту перекрытия здания, соединении смежных сборочных единиц пола друг с другом, установке и закреплении сборочных единиц стен таким образом, чтобы они образовали замкнутый контур при соединении со смежными стеновыми сборочными единицами. Изобретение позволяет снизить сроки строительства и повысить экономическую эффективность возводимых сооружений. 3 н. и 25 з.п. ф-лы, 13 ил.

1. Сборный строительный модуль, включающий сборочные единицы стен, пола и потолка, отличающийся тем, что каждая сборочная единица содержит металлический каркас, к которому прикреплены панели покрытия, в металлическом каркасе выполнены внутренние полости, в которых размещены инженерные коммуникации, при этом в сборочных единицах выполнены узлы стыковки с инженерными системами объекта строительства, а в каждой сборочной единице установлены фиксирующие элементы, выполненные с возможностью обеспечения соединения сборочных единиц между собой.

2. Сборный строительный модуль по п. 1, отличающийся тем, что он выполнен с возможностью встраивания в объект строительства и размещения в обособленных местах.

3. Сборный строительный модуль по п. 1, отличающийся тем, что он выполнен с возможностью сборки в виде многоугольной, округлой, с острыми и тупыми углами, с выступами конфигурации.

4. Сборный строительный модуль по п. 1, отличающийся тем, что фиксирующие элементы выполнены в виде дюбелей, болтов и бобышек на каждой сборочной единице, при этом на каждой смежной сборочной единице стены, пола и потолка выполнены соответствующие отверстия для них.

5. Сборный строительный модуль по п. 1, отличающийся тем, что сборочные единицы содержат захватные приспособления для их подъема и перемещения.

6. Сборный строительный модуль по п. 1, отличающийся тем, что металлический каркас сборочной единицы пола выполнен из швеллеров и прямоугольных металлических труб, при этом между прямоугольными трубами выполнены полости, а в швеллерах выполнены отверстия для прокладки трубопроводов канализации и других инженерных коммуникаций.

7. Сборный строительный модуль по п. 1, отличающийся тем, что в сборочной единице пола выполнен бетонный настил, армированный металлической сеткой, а металлический каркас сборочной единицы пола выполнен с металлическими уголками.

8. Сборный строительный модуль по п. 1, отличающийся тем, что металлические каркасы сборочных единиц стен и потолка выполнены из тонкостенных П-образных металлических профилей, причем по периметру металлических каркасов размещены направляющие профили, между которыми установлены вертикальные и горизонтальные профили.

9. Сборный строительный модуль по п. 6 или 8, отличающийся тем, что панели покрытия закреплены на вертикальных и горизонтальных направляющих металлических каркасов сборочных единиц стен и потолка и на прямоугольных трубах металлического каркаса пола.

10. Сборный строительный модуль по п. 8, отличающийся тем, что по углам сборочных единиц стен и потолков выполнены косынки, а между вертикальными профилями металлических каркасов выполнены раскосы.

11. Сборный строительный модуль по п. 1, отличающийся тем, что металлический каркас сборочной единицы пола выполнен двухуровневым с нижним уровнем в зоне размещения душа.

12. Сборный строительный модуль по п. 1, отличающийся тем, что в панели покрытия пола выполнено отверстие для установки сливного трапа.

13. Сборный строительный модуль, по п. 1, отличающийся тем, что металлический каркас сборочных единиц стен, пола и потолка содержит полости, в которых размещены инженерные коммуникации, выполненные в виде трубопроводов канализации, трубопроводов водоснабжения, элементов электроснабжения, воздуховодов систем вентиляции.

14. Сборный строительный модуль, по п. 1, отличающийся тем, что на сборочной единице потолка, сверху металлического каркаса расположены воздуховоды системы вентиляции, а в панели покрытия сборочной единицы потолка выполнены отверстия для ввода воздуховодов.

15. Сборный строительный модуль по п. 1, отличающийся тем, что панели покрытия выполнены в виде панелей с сотовой структурой или структурой из вспененного наполнителя, установленной между листами.

16. Сборный строительный модуль по п. 15, отличающийся тем, что листы панелей покрытия выполнены из полипропилена, или алюминия, или нержавеющей или оцинкованной стали, или листов на цементной или гипсовой основе.

17. Сборный строительный модуль по п. 15, отличающийся тем, что сотовая структура панелей покрытия выполнена из полипропилена или алюминия, а вспененный наполнитель панелей покрытия выполнен из полистирола или полиуретана.

18. Сборный строительный модуль по п. 15, отличающийся тем, что панели покрытия содержат верхний слой в виде керамической плитки, или виниловой плитки, или искусственного камня, или стекломагниевых листов, или стеклопластиковых панелей, или ламината высокого давления, или полихлорвиниловой пленки.

19. Сборный строительный модуль по п. 1, отличающийся тем, что панель покрытия сборочной единицы пола выполнена монолитной.

20. Способ монтажа сборного строительного модуля по п. 1, основанный на предварительном изготовлении сборочных единиц стен, пола и потолка с панелями покрытия, чистовой отделкой, инженерным оборудованием и инженерными коммуникациями, установленными в сборочных единицах, отличающийся тем, что осуществляют доставку сборочных единиц строительного модуля на объект строительства, устанавливают сборочную единицу пола на плиту перекрытия здания, при наличии смежной сборочной единицы пола другого строительного модуля соединяют их друг с другом, устанавливают и закрепляют сборочные единицы стен таким образом, чтобы они образовали замкнутый контур при соединении со смежными сборочными единицами, причем сборочные единицы стен, разделяющих два смежных строительных модуля, выполняют в виде одной сборочной единицы, сборочные единицы потолка устанавливают после закрепления соответствующих сборочных единиц стен, а в случае наличия смежных сборочных единиц потолка соединяют их друг с другом.

21. Способ монтажа по п. 20, отличающийся тем, что после соединения всех сборочных единиц и инженерных коммуникаций внутри модуля устанавливают инженерное оборудование и производят отделочные работы в местах стыков.

22. Способ монтажа сборного строительного модуля по п. 1, отличающийся тем, что осуществляют предварительный монтаж сборного строительного модуля из сборочных единиц стен, пола и потолка, с панелями покрытия, чистовой отделкой, инженерными коммуникациями и инженерным оборудованием, установленными в сборочных единицах, доставку сборного строительного модуля на объект строительства, подъем с помощью грузоподъемных механизмов сборного модуля и установку его на проектном месте, стыковку и подключение инженерных коммуникаций сборного модуля с инженерными коммуникациями объекта строительства.

23. Способ монтажа по п. 22, отличающийся тем, что сборный строительный модуль предварительно устанавливают на выносной площадке плиты перекрытия этажа и с помощью перекатных приспособлений перемещают по плите перекрытия на проектное место.

24. Способ монтажа по п. 20 или 22, отличающийся тем, что осуществляют монтаж и установку сборного модуля на объекте строительства и состыковывают с ним дополнительные сборочные единицы нестандартных и габаритных модулей.

25. Способ монтажа по п. 21, отличающийся тем, что инженерные коммуникации, размещенные в сборном строительном модуле, включают по меньшей мере один воздуховод системы вентиляции, по меньшей мере один кабель электросети, по меньшей мере один низковольтный кабель, по меньшей мере один трубопровод водоснабжения, по меньшей мере один трубопровод канализации и по меньшей мере одну единицу телекоммуникационного оборудования.

26. Способ по п. 20 или 22, отличающийся тем, что монтаж сборного строительного модуля осуществляют совместно с предварительно установленным на объекте строительства инженерным модулем, а инженерные коммуникации сборного модуля соединяют с инженерными коммуникациями инженерного модуля.

27. Способ по п. 26, отличающийся тем, что монтаж сборного строительного модуля осуществляют после установки инженерного модуля, при этом часть инженерных коммуникаций и инженерного оборудования сборного строительного модуля размещают в инженерном модуле.

28. Способ по п. 20 или 22, отличающийся тем, что в сборочных единицах стен устанавливают стояки систем водоснабжения, канализации, вентиляции, отопления, кондиционирования, при этом осуществляют монтаж строительных модулей, соединяя стояки и инженерные коммуникации строительных модулей, расположенные друг над другом.