Фасадный блок

Полезная модель относится к области строительства и может быть использована для внешней отделки стен зданий.

Технический результат от использования полезной модели заключается в том, что разработанный фасадный блок обеспечивает высокую несущую способность к ветровой нагрузке, эффективное тепловое сопротивление, высокую жесткость конструкции, точность геометрических параметров, обеспечивающих простоту и экономичность установки фасадного блока на несущих конструкциях стен, а также при соединении таких блоков между собой.

Фасадный блок 1 является ограждающей самонесущей конструкцией обеспечивающей защиту сооружения от ветра и атмосферных осадков. Фасадный блок 1 содержит базовый слой 2 с расположенными в нем жесткими вертикальными элементами 3. Жесткие вертикальные элементы 3 выполнены в виде несущих каркасов, установленных в базовом слое 2 блока в качестве закладной арматуры. Фасадный блок содержит как минимум два жестких вертикальных элемента 3. При условии выполнения достаточно широкого фасадного блока 1, а также при необходимости усиления ветрового сопротивления блока 1 количество вертикальных элементов выбирается из условия создания жесткой конструкции.

Жесткие вертикальные элементы 3 снабжены верхней 4 и нижней 5 посадочными площадками, выполненными с ответными поверхностями 4-1 и 5-1. Фасадный блок 1 снабжен фиксирующими элементами 6, выполненными на жестких вертикальных элементах 3. Базовый слой 2 и жесткие вертикальные элементы 3 при изготовлении могут образовывать монолитный блок за счет того, что вертикальные элементы 3 заливают базовым слоем 2. Ответные поверхности 4-1 и 5-1 посадочных площадок 4, 5 вертикальных элементов образуют при сборке соединения типа «мама-папа». Посадочные площадки 4 и 5 обеспечивают надежную фиксацию фасадных блоков 1 между собой при их монтаже, а также восприятие панелями фронтальной ветровой нагрузки.

Полезная модель относится к области строительства и может быть использована в качестве декоративного утепляющего модуля для внешней отделки стен готовых зданий, требующих внешнего декоративного оформления, или в качестве несъемной опалубки при возведении монолитных зданий.

Известна панель для декоративной отделки внутренних помещений, выполненная прямоугольной формы, на противоположных торцах которых имеются попарно сопрягаемые соединения (патент РФ №45150 МПК 7 Е04F 13/08, 2005 г.)

Недостатком указанной конструкции является плохие эксплуатационные характеристики.

Известны строительные панели типа «сэндвич», состоящие из нескольких слоев. Например, строительная панель, выполненная с возможностью крепления к строительным конструкциям или аналогичной панели посредством фиксирующих элементов и элементов крепежа или с помощью средства для соединения указанной панели с аналогичной. Строительная панель включает наружную и/или внутреннюю обшивку слоя утеплителя из пенопласта на основе полистирола, плотность которого находится в пределах 10-50 кг/м³ , в качестве обшивки используют эластичный закрытоячеистый вспененный материал - изолон на основе полиэтилена, плотность которого находится в пределах 20-70 кг/м³. Слой утеплителя соединен с обшивкой при помощи фенолосодержащего клея. Торцевые стенки слоя утеплителя заключены в окантовочный профиль из алюминиевых или стальных листов, а слой изолона у кромок наклеивается поверх боковых сторон окантовочного профиля, (см. патент РФ №2258118, МПК 7 Е04С 2/292, 2005 г.)

Недостатком данного решения является низкая прочность панели, повышенная трудоемкость установки панели на фасад, для чего требуется предварительная установка множества навесных элементов крепления панели.

Данные многослойные панели разработаны для строительства панельных и каркасных зданий малой этажности, т.к. при своих габаритах, они не могут выдерживать больших вертикальных нагрузок, поскольку все нагрузки воспринимаются панелью в целом и каждым ее слоем.

Известна панель декоративная, облицовочная, выполненная из пластичного непрозрачного листового материала в виде четырехугольника со стенками по периметру, на тыльной поверхности которого расположена и жестко закреплена в средней части стойка в виде Г-образного профиля. Одна пара противоположных стенок выполнена с полками, которые расположены параллельно плоскости четырехугольника и направлены вверх, а одна из полок имеет волнообразный выступ, который загнут вниз к лицевой поверхности полки. Стойка ориентирована параллельно стенкам с полками, закреплена на тыльной поверхности четырехугольника широкой стороной и выполнена с высотой, не превышающий ширину стенок. Стенки имеют один размер по ширине. На полке с волнообразным выступом выполнены отверстия. Панель может быть выполнена с одной или несколькими стойками (см. патент РФ №55818, МПК 2006.01 Е04С 2/26, 2006 г.).

Недостатком решения известной декоративной панели является низкие теплизоляционные свойства панели, высокая трудоемкость монтажа панели, требующая предварительной установки множества навесных элементов крепления панели.

Проведенный патентный поиск показал, что ни одна из известных облицовочных панелей не может быть выбрана в качестве прототипа. При этом известные решения панелей либо не могут быть использованы для декоративной отделки построенных зданий, либо при их использовании необходима установка на стены зданий каркаса, состоящего из вертикальных и горизонтальных направляющих, закрепляемых на кронштейнах стены с последующим навешиванием панелей на указанные направляющие. Такая технология связана с высокой трудоемкостью, и повышенной опасностью при проведении работ на последних этажах высотных зданий.

Задача, решаемая полезной моделью - создание конструкции с высокой несущей способностью к ветровой нагрузке, эффективным тепловым сопротивлением, высокой жесткостью конструкции. Задача, решаемая полезной моделью также - создание конструкции, обладающей точными геометрическими параметрами. Точность геометрических параметров обеспечивает низкую трудоемкость монтажа, простоту и экономичность установки фасадного блока. Задача полезной модели - разработка фасадного блока, который можно устанавливать непосредственно на несущих кронштейнах, установленных на стене или вмонтированных в стену при возведении последней.

Поставленная задача решается за счет того, что разработан фасадный блок, содержащий базовый слой, декоративное ограждение и расположенные в базовом слое жесткие вертикальные элементы, снабженные верхней и нижней посадочными площадками, выполненными с ответными поверхностями и фиксирующими элементами.

Базовый слой и жесткие вертикальные элементы образуют монолитный блок.

Жесткие вертикальные элементы выполнены в виде несущих каркасов.

Ответные поверхности посадочных площадок вертикальных элементов образуют при сборке соединения типа «мама-папа».

В верхней посадочной площадке выполнена сквозная прорезь для принятия кронштейна крепления.

В нижней посадочной площадке может быть выполнена прорезь для принятия кронштейна крепления.

Фасадный блок содержит как минимум два жестких вертикальных элемента.

Жесткие вертикальные элементы установлены с возможностью обеспечения (создания) воздушной прослойки.

Фасадный блок содержит дополнительно как минимум два жестких поперечных элемента, соединенных с жесткими вертикальными элементами.

Фасадный блок дополнительно содержит утепляющий слой, жестко соединенный с базовым слоем, причем декоративное ограждение установлено на утепляющий слой.

Технический результат от использования полезной модели заключается в том, что создание фасадного блока, содержащего базовый слой, декоративное ограждение и расположенные в базовом слое жесткие вертикальные элементы, обеспечивает высокую несущую способность к фронтальной ветровой нагрузке, высокую жесткость конструкции, точность геометрических параметров. Такие характеристики полезной модели обеспечивают простоту и экономичность установки фасадного блока на несущих кронштейнах стен. Наличие в жестких вертикальных элементах верхней и нижней посадочных площадок, выполненных с ответными поверхностями и фиксирующими элементами, позволяет вести установку блоков непосредственно на несущих кронштейнах, установленных на стене или вмонтированных в стену при возведении последней. Такое решение полезной модели упрощает технологию декоративного оформления зданий, повышает уровень безопасности работ на высоте.

Технический результат заключается также в том, что наличие жестких вертикальных элементов, служащих каркасами блока, позволяет разгрузить фасадный блок от вертикальных нагрузок, возникающих непосредственно от веса блока и последующих рядов расположенных выше блоков. Это достигается за счет того, что вертикальную нагрузку через жесткие вертикальные элементы-каркасы и посадочные площадки данных элементов воспринимают кронштейны, расположенные на или в стене сооружения. Таким образом, вертикальные элементы - каркасы блока вместе с базовым слоем воспринимают в основном только фронтальные ветровые нагрузки.

Наличие на жестких вертикальных элементах панели верхней и нижней посадочных площадок обеспечивает удобство и легкость монтажа панелей на кронштейны, установленные на или в стене, а также простоту соединения панелей между собой при монтаже и их фиксацию на кронштейнах.

Установка жестких вертикальных элементов с возможностью обеспечения воздушной прослойки улучшает теплоизоляционные показатели фасадного блока.

Кроме того, наличие жестких вертикальных элементов - каркасов обеспечивает точную геометрию блока, высокую степень автоматизации производства, упрощает как технологию изготовления блока, так и технологию монтажа блока при его использовании во время облицовки фасадов сооружений.

Фиг 1 - фасадный блок, общий вид установки блоков на стену;

Фиг.2 - каркас фасадного блока с дополнительными поперечными элементами;

Фиг.3 - вид А фиг.1;

Фиг.4 - вид Б фиг.2 с элементом крепления;

Фиг.5 - фасадный блок с утепляющим слоем и дополнительной воздушной прослойкой;

Фиг.6 - вариант установки декоративного ограждения посредством соединения типа ласточкин хвост;

Фиг.7 - вариант установки декоративного ограждения посредством посадочной шайбы.

Фасадный блок 1 является ограждающей самонесущей конструкцией, обеспечивающей защиту сооружения от ветра и атмосферных осадков. Кроме того фасадный блок 1 выполняет и функцию декоративного оформления зданий и сооружений.

Фасадный блок 1 содержит базовый слой 2 с расположенными в нем жесткими вертикальными элементами 3. Жесткие вертикальные элементы 3 выполнены в виде несущих каркасов, установленных в базовом слое 2 блока в качестве закладной арматуры (см. фиг.1). Фасадный блок содержит как минимум два жестких вертикальных элемента 3. При условии выполнения достаточно широкого фасадного блока 1, а также при необходимости усиления ветрового сопротивления блока 1 количество вертикальных элементов выбирается из условия создания жесткой конструкции.

Жесткие вертикальные элементы 3 снабжены верхней 4 и нижней 5 посадочными площадками, выполненными с ответными поверхностями 4-1 и 5-1 (см. фиг.2). Верхняя 4 и нижняя 5 посадочные площадки на фиг.1 показаны на жестких элементах, принадлежащих разным фасадным блокам, установленным друг на друга, причем базовый слой 2 верхнего фасадного блока показан прозрачным. Жесткие вертикальные элементы 3 снабжены фиксирующими элементами 6, предназначенными в частности, для усиления вертикальных элементов и блока в целом. В посадочных площадках 4, 5 жестких вертикальных элементов 3 предусмотрены места для приема средств крепления 7 (см. фиг.4). С помощью средств крепления 7 фасадные блоки фиксируют друг относительно друга при монтаже.

Базовый слой 2 и жесткие вертикальные элементы 3 образуют монолитный блок за счет того, что вертикальные элементы 3 при изготовлении фасадного блока заливают базовым слоем 2. Монолитный блок может быть образован также за счет того, что готовый базовый слой 2, имеющий достаточную жесткость, устанавливают на фиксирующие элементы 6 жестких вертикальных элементов 3 и закрепляют на последних посредством заклепок и клеевого (или иного жесткого неразъемного) соединения.

Ответные поверхности 4-1 и 5-1 посадочных площадок 4, 5 вертикальных элементов 3 образуют при сборке соединения типа «мама-папа» (см. фиг 1-4). Для дополнительного усиления фиксации фасадных блоков 1 относительно друг друга во время сборки посадочные площадки 4, 5 жестких вертикальных элементов 3 соответствующего блока закрепляют относительно друг друга с помощью средств крепления 7 (см. фиг.4). Посадочные площадки 4, 5 посредством соединения ответных поверхностей 4-1 и 5-1 обеспечивают надежную фиксацию фасадных блоков 1 между собой при их монтаже, а также восприятие панелями фронтальной ветровой нагрузки.

В верхней посадочной площадке 4 выполнена сквозная прорезь 8 (см. фиг.3, 4). Прорезь 8 может иметь щелевой, Г-образный или Т-образный профиль. Прорезь 8 предназначена для принятия кронштейна 9 и поперечной регулировки положения блока относительно стены при установке панели на стене. Аналогичная прорезь 8 может быть выполнена в нижней посадочной площадке 5 (условно не показано). Такая прорезь в нижней посадочной площадке необходима для фиксации фасадного блока, расположенного при монтаже в нижнем ряду.

В посадочных площадках 4 предусмотрены отверстия 10 для приема крепежных элементов, фиксирующих положение фасадного блока 1 на кронштейне 9 относительно стены здания.

Фасадный блок 1 содержит декоративное ограждение 11. Фасадный блок дополнительно может содержать утепляющий слой 12, жестко соединенный с базовым слоем 2. Декоративное ограждение 11, например, в виде штукатурки может быть нанесено непосредственно на базовый слой 2, если блок выполнен однослойным, или на утепляющий слой 12.

Утепляющий слой 12 применяется в том случае, когда в качестве базового слоя 2 используется материал с низким тепловым сопротивлением или, например, в том случае, если в качестве базового слоя используется горючий материал и требуется его дополнительная защита.

Для вентиляции фасадного блока с внутренней стороны фасадного блока (со стороны, обращенной к строительному основанию) может быть образована воздушная прослойка 13 (см. фиг.5). Воздушная прослойка 13 образована за счет изготовления фасадного блока 1 таким образом, что каждый из жестких вертикальных элементов 3 фасадного блока 1 частично расположен за пределами базового слоя 2. Воздушная прослойка 13 обеспечивает дополнительное тепловое сопротивление и вентиляцию фасадного блока.

Фасадный блок может быть снабжен поперечными элементами 16, расположенными в верхней и нижней частях фасадного блока и соединяющими жесткие вертикальные элементы 3 между собой. В этом случае поперечные элементы 16 будут обеспечивать дополнительную жесткость фасадного блока (см. фиг.2, 5). Поперечные элементы 16 могут быть использованы, в частности, в том случае, когда базовый слой 2 изготовлен из более мягкого материала.

Фасадный блок может быть изготовлен двумя способами:

1. Предварительно изготовленные литьем или штамповкой жесткие вертикальные элементы 3 укладывают в форму. Затем форму заливают базовым слоем 2 с образованием монолитного блока. Базовый слой покрывают декоративным ограждением 11, например, штукатуркой. При необходимости к базовому слою 2 может быть присоединен утепляющий слой 12. В этом случае декоративное ограждение 11 устанавливается на утепляющий слой.

2. Предварительно изготавливают литьем или штамповкой жесткие вертикальные элементы 3. По шаблону изготавливают базовый слой 2 из материала высокой прочности. Устанавливают в форму вертикальные элементы 3 и затем на фиксирующие элементы 6 укладывают базовый слой 2, жестко неразъемно соединяя их между собой. За счет этого также образуется монолитный блок. Дальнейшие операции повторяют п.1.

Методика изготовления фасадного блока обеспечивает четкую геометрию и высокую прочность блока. За счет наличия жестких вертикальных элементов 3 обеспечивается возможность установки блока непосредственно на кронштейны стены, исключая использование дополнительных направляющих.

Фасадный блок используют следующим образом:

Изготовленный фасадный блок устанавливают на кронштейны 3, свободно перемещая в горизонтальном направлении и обеспечивая регулировку положения блока относительно стены для выравнивания поверхности стены. Поскольку размеры блока строго соблюдены при его изготовлении, кронштейны по разметке устанавливаются на стены и блоки закрепляются на кронштейнах ряд за рядом.

При установке фасадного блока на стены сооружения, соединение выше расположенного блока с нижним блоком обеспечивается за счет состыковки верхней 4 и нижней 5 посадочных площадок соответствующего блока по ответным поверхностям 4-1 и 5-1 и закрепления их между собой при помощи средств крепления 7 (см. фиг.4).

Фронтальную ветровую нагрузку воспринимают жесткие вертикальные элементы 3. Горизонтальную боковую нагрузку несет базовый слой 2 совместно с заложенными в него вертикальными элементами 3 (монолитный блок).

Базовый слой 2 может быть выполнен из утепляющего материала (для придания теплоизоляционных свойств фасадному блоку, выполненному из одного слоя). Базовый слой 2 может быть выполнен и из любого другого материала, обладающего достаточной прочностью и теплоизоляционными свойствами. Например, может быть изготовлен из литьевых материалов на основе

вспененного полистирола, пенопласта, а также легких бетонов (керамзитобетон, стружкобетон, пенобетон, газобетон и.т.д). В качестве материала базового слоя могут быть использованы и иные композиционные материалы на основе цемента, древесины, минеральная вата типа РОКВЕЛ, УРСА. Данные материалы обладают также и достаточными теплоизоляционными свойствами.

При изготовлении остальных элементов фасадного блока могут быть использованы следующие материалы:

- жесткие вертикальные элементы 3 могут быть выполнены из пластмасс, композитных пластмасс, стали или алюминия, а так же из цементно-волокнистых и стружечно-волокнистых материалов, фанеры, дерева или могут быть изготовлены в виде проволочного каркаса или из любого материала, обладающего необходимой жесткостью;

- утепляющий слой 12 может быть выполнен из такого же вспененного пенополиуретана либо из негорючего пожаробезопасного материала, как и первый базовый слой 2 (например, минеральной ваты, теплоизоляции Rockwool или т.п. материалов);

- декоративное ограждение 11 может быть выполнено с использованием декоративной фасадной штукатурки, или из листа пластика, или из тонколистовой стали, или алюминиевым, или металлопластиковым декоративным листом.

Конструкция фасадного блока 1 обеспечивает многообразие способов устройства декоративного ограждения 11:

- базовый слой 2 или утепляющий слой 12 до или после монтажа фасадного блока на стену покрывается армированной штукатуркой, и окрашивается.

- окрашенное декоративное ограждение 11 приклеивается к базовому слою 2 или к утепляющему слою 12.

- декоративное ограждение 11 (см. фиг.5) устанавливается непосредственно на фиксирующие элементы 6 жестких вертикальных элементов 3 (на каркас) посредствам винтового или клепанного соединения 17. Установка декоративного ограждения может производиться как непосредственно на заводе изготовителе, так и на строительной площадке. Материал декоративного ограждения выбирается исходя из условий эксплуатации, или регламентируется заказчиком.

- декоративное ограждение 11 (см. фиг.6) устанавливается на жесткие вертикальные элементы - каркас 3 посредством соединения типа ласточкин хвост. В этом случае каркас 3 оснащается одной из частей соединения-вертикальной планкой 18 с выполненными на ней отверстиями, а декоративное ограждение ответной частью 19 с зацепами. Данный способ позволяет навешивать декоративное ограждение 11 на смонтированный фасадный блок без дополнительного крепления.

- декоративное ограждение 11 (см. фиг.7) устанавливается на каркас 3 посредством посадочной шайбы 20. Данный способ позволяет навешивать декоративное ограждение на смонтированный фасадный блок без дополнительного крепления.

При установке декоративного ограждения 11 на жесткие вертикальные элементы можно создать дополнительную воздушную прослойку 21, обеспечивающую вентиляцию утепляющего слоя 12.

Фасадный блок 1 может быть изготовлен с использованием известного технологического оборудования из указанных материалов.

Фасадный блок 1 может быть использован для декоративной и теплоизоляционной отделки стен готовых зданий и сооружений. Фасадные блоки навешивают на кронштейны 9, закрепляемые на стене, ряд за рядом.

Фасадный блок может быть также использован в качестве внешней несъемной части опалубки при строительстве монолитных сооружений. Либо фасадный блок может быть использован в качестве финишной отделки в процессе строительства кирпичных зданий и сооружений.

Заявляемая полезная модель обеспечивает:

- снижение количества шарнирных соединений, снижение количества дополнительных промежуточных деталей, что увеличивает надежность конструкции при одновременном снижении ее веса;

- изготовление фасадного блока любых размеров и формы;

- ведение монтажа фасадных блоков одновременно с монтажом стен;

-снижение объемов использования утеплителей за счет использования эффекта теплового сопротивления воздушной прослойки между строительным основанием и фасадным блоком, которая позволяет увеличить тепловое сопротивление на 10-15%;

- снижение тепловых потерь от образования мостиков холода, за счет конструктивной возможности использования в перемычках деталей с низкой теплопроводностью;

- многократное снижение трудоемкости монтажа конструкции;

- снижение рисков несчастных случаев, из-за снижения трудоемкости высотных работ.

1. Фасадный блок, содержащий базовый слой, декоративное ограждение и расположенные в базовом слое жесткие вертикальные элементы, снабженные верхней и нижней посадочными площадками, выполненными с ответными поверхностями и фиксирующими элементами.

2. Фасадный блок по п.1, отличающийся тем, что базовый слой и жесткие вертикальные элементы образуют монолитный блок.

3. Фасадный блок по п.1, отличающийся тем, что жесткие вертикальные элементы выполнены в виде несущих каркасов.

4. Фасадный блок по п.1, отличающийся тем, что ответные поверхности посадочных площадок вертикальных элементов образуют при сборке соединения типа «мама-папа».

5. Фасадный блок по п.1, отличающийся тем, что в верхней посадочной площадке выполнена сквозная прорезь для принятия кронштейна крепления.

6. Фасадный блок по п.1, отличающийся тем, что в нижней посадочной площадке может быть выполнена прорезь для принятия кронштейна крепления.

7. Фасадный блок по п.1, отличающийся тем, что содержит как минимум два жестких вертикальных элемента.

8. Фасадный блок по п.1, отличающийся тем, что жесткие вертикальные элементы установлены с возможностью обеспечения (создания) воздушной прослойки.

9. Фасадный блок по п.1, отличающийся тем, что содержит дополнительно как минимум два жестких поперечных элемента, соединенных с жесткими вертикальными элементами.

10. Фасадный блок по п.1, отличающийся тем, что содержит утепляющий слой, жестко соединенный с базовым слоем, причем декоративное ограждение нанесено на утепляющий слой.