Комбинированная строительная конструкция с деревянным каркасом

Комбинированная строительная конструкция относится к строительству и предназначена для наружных стен надземной части зданий и сооружений с железобетонным каркасом жилого, административного и бытового назначения. Может быть использована в качестве ненесущих стеновых панелей в составе многослойной ограждающей конструкции для зданий и сооружений с железобетонным каркасом общей высотой здания до 75 метров. Комбинированная строительная конструкция включает деревянный каркас, имеющий оконный и/или дверной проемы, при этом каркас заполнен минераловатным негорючим утеплителем и покрыт огнеупорными панелями с низкой теплопроводностью, причем между деревянными элементами каркаса и огнеупорными панелями закреплены металлические уголки и/или пластины, при этом огнеупорные панели крепятся к деревянным элементам каркаса посредством винтообразного крепежа через металлические пластины или уголки. 1 з.п. ф-лы.

Комбинированная строительная конструкция относится к строительству и предназначена для наружных стен надземной части зданий и сооружений с железобетонным каркасом жилого, административного и бытового назначения.

Известна комбинированная строительная конструкция с оконным или дверным проемом, с деревянным каркасом, заполненным минераловатным утеплителем и покрытым асбестоцементными плитами, предназначенная для наружных стен надземной части полносборных зданий и зданий из монолитного железобетона [1]. Недостатком этой конструкции является то, что деревянные элементы оконного и/или дверного проема не защищены от воздействия высоких температур (до 850°С), которые могут возникать при пожаре изнутри помещения [2]. Низкая огнестойкость деревянных элементов в соответствии с существующими пожарными требованиями [3] значительно ограничивает допустимую область применения конструкций с деревянным каркасом по сравнению с конструкциями из других материалов - кирпича, бетона, газобетона, и т.п. негорючих материалов.

Для увеличения огнестойкости конструкций с деревянным каркасом могут применяться различного рода огнеупорные пропитки (например, патент РФ 2167248, публикация 2001 г.), обшивки материалами с огнестойкостью большей, чем у дерева (например, патенты РФ 2167982, публикация 2001 г., 2211898, публикация 2003 г. и 2364687, публикация 2009 г.), которые улучшают огнестойкость конструкций, но не расширяют допустимую область их применения и не позволяют использовать деревянные элементы в конструкциях при строительстве зданий с количеством этажей более двух, т.е. зданий IV и V степени огнестойкости с наибольшей допустимой высотой до 5 м [3,6].

В качестве ближайшего аналога выбрана комбинированная строительная конструкция с деревянным каркасом (патент РФ 92434, публикация 2010 г.), в которой все деревянные элементы конструкции как минимум с одной стороны покрываются огнеупорными панелями с низкой теплопроводностью и сочленяются с конструктивными элементами из негорючих материалов, таких как кирпич и железобетон. В качестве огнеупорных панелей с низкой теплопроводностью могут использоваться цементно-стружечные плиты, гипсокартонные листы, гипсоволокнистые плиты, или иные сертифицированные материалы. В результате предел огнестойкости деревянных элементов конструкции составляет REI45, класс пожарной опасности стен с наружной стороны - К2 и стен с внутренней стороны - К1, что позволяет применять известную комбинированную строительную конструкцию с деревянным каркасом при строительстве зданий со степенью огнестойкости III. При этом класс конструктивной пожарной опасности зданий с применением указанной комбинированной строительной конструкции имеет значение С1, что позволяет использовать заявляемую комбинированную строительную конструкцию с деревянным каркасом для изготовления несущих каркасов и его элементов при возведении зданий и сооружений административного и бытового назначения с высотой до 15 метров. При нормируемой высоте одного этажа от 2,5 до 2,75 метров, это соответствует зданиям до пяти этажей.

Целью настоящей полезной модели является увеличение огнестойкости комбинированной строительной конструкции с деревянным каркасом и, как следствие, повышение высоты и этажности жилых и общественных зданий с железобетонным несущим каркасом и с наружными не несущими стеновыми панелями на основе деревянного каркаса, в частности для обеспечения возможности возведения таких зданий с этажностью более пяти. Предлагаемая комбинированная строительная конструкция расширяет арсенал средств данного назначения.

Указанный технический результат достигается тем, что в комбинированной строительной конструкции, включающей деревянный каркас, имеющий оконный и/или дверной проемы, заполненный минераловатным негорючим утеплителем и покрытый огнеупорными панелями с низкой теплопроводностью, между деревянными элементами каркаса и огнеупорными панелями закреплены металлические закладные элементы - уголки и/или пластины. Крепление металлических уголков и/или пластин к деревянным элементам каркаса может осуществляться посредством металлических скоб для степлера, или винтообразного крепежа или иными способами. При этом огнеупорные панели крепятся к деревянным элементам каркаса посредством винтообразного крепежа через металлические пластины или уголки.

Металлические уголки и/или пластины закреплены, по меньшей мере, в оконном и/или дверном проеме и на боковой кромке верхнего пояса деревянного каркаса с внутренней его стороны.

На фиг.1 схематично (пунктирной линией) показаны места расположения металлических уголков и/или пластин в комбинированной строительной конструкции;

на фиг.2 - показано сечение 1-1 на фиг.1, на котором представлен вертикальный разрез комбинированной строительной конструкции с оконным проемом с креплением металлических уголков и/или пластин к горизонтальным элементам деревянного каркаса вокруг оконного и/или дверного проема, а также к боковой кромке верхнего пояса деревянного каркаса с внутренней его стороны.

на фиг.3 - показано сечение 2-2 на фиг.1, на котором представлен горизонтальный разрез комбинированной строительной конструкции с оконным проемом с креплением металлических уголков и/или пластин к вертикальным элементам деревянного каркаса;

В предлагаемой комбинированной строительной конструкции, включающей деревянный каркас 1, имеющий оконный и/или дверной проемы 2, заполненный минераловатным негорючим утеплителем 3 и покрытый огнеупорными панелями с низкой теплопроводностью 4, между деревянными элементами каркаса 1 и огнеупорными панелями 4 закреплены металлические закладные элементы - уголки и/или пластины 5. Крепление огнеупорных панелей 4 в оконном и/или дверном проеме 2 не напрямую к деревянным элементам каркаса 1, в которых металлический крепеж 6 при температуре выше 220°С вызывает обугливание и утрачивает удерживающую способность, а через металлические закладные элементы - уголки и/или пластины 5 с помощью винтообразного крепежа 6, обеспечивает удерживающую способность крепежа при температурах выше 1000°С. Крепление самих закладных элементов - металлических уголков и/или пластин 5 к деревянным элементам каркаса 1 защищается огнеупорными панелями 4 и не вызывает обугливание древесины каркаса в течение нормированного времени воздействия высоких температур. Закладной металлический элемент - уголок и/или пластина 5, установленный на верхней боковой кромке деревянного каркаса 1 с внутренней стороны комбинированной строительной конструкции помимо обеспечения указанной удерживающей способности крепежа при температурах свыше 1000°С, также может служить для крепления противопожарной отсечки 7 между межэтажным железобетонным перекрытием 8 и комбинированной строительной конструкцией и обеспечивает аналогичный вышеуказанный эффект.

Предлагаемое решение крепления огнеупорных панелей 4 к деревянным элементам каркаса 1 при проведении испытаний на класс пожарной опасности конструкции в соответствии с [2] обеспечивает: значение теплового эффекта от горения или термического разложения древесины 5%; не допускает возникновения вторичного источника зажигания; предохраняет возможность обрушения в оконном и/или дверном проеме 2 хотя бы одного элемента огнеупорных панелей 4 массой 1,0 кг и более; не допускает повреждений комбинированной строительной конструкции глубиной более 1 см. Таким образом обеспечивается класс конструктивной опасности комбинированной строительной конструкции по [2] К0, предел огнестойкости по [5] Е30, класс пожарной опасности по [4] К0(30) и конструктивное исполнение сопряжения наружных стен и перекрытий EI 60, что подтверждается заключениями ФГУ ВНИИПО МЧС России, выданными на основании огневых испытаний. При этом класс конструктивной пожарной опасности зданий, построенных с применением указанной комбинированной строительной конструкции с деревянным каркасом, повышается до уровня С0 [3,6], что позволяет использовать заявляемую комбинированную строительную конструкцию с деревянным каркасом при строительстве зданий со степенью огнестойкости I [3]и высотой до 75 метров [6].

Предложенная полезная модель может быть использована в качестве ненесущих стеновых панелей в составе многослойной ограждающей конструкции для зданий и сооружений с железобетонным каркасом жилого, административного и бытового назначения высотой до 75 метров. При нормируемой высоте одного этажа от 2,5 до 2,75 метров, это соответствует зданиям до двадцати семи этажей.

Библиографические данные

1. ГОСТ 18128-82 Панели асбестоцементные стеновые наружные на деревянном каркасе с утеплителем. Технические условия

2. ГОСТ 31251-2008 Стены наружные с внешней стороны. Метод испытания на пожарную опасность

3. Федеральный закон от 22 июля 2008 г. 123 - ФЗ «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности»

4. ГОСТ 30247.1-94 Методы испытаний на огнестойкость. Несущие и ограждающие конструкции

5. ГОСТ 30403-96 Конструкции строительные. Метод определения пожарной опасности

6. СП 2.13130.2009 Системы противопожарной защиты. Обеспечение огнестойкости объектов защиты

7. Патент РФ на изобретение 2167248

8. Патент РФ на изобретение 2167982

9. Патент РФ на изобретение 2211848

10. Патент РФ на изобретение 2364687

11. Патент РФ на полезную модель 92434

1. Комбинированная строительная конструкция, включающая деревянный каркас, имеющий оконный и/или дверной проемы, при этом каркас заполнен минераловатным негорючим утеплителем и покрыт огнеупорными панелями с низкой теплопроводностью, отличающаяся тем, что между деревянными элементами каркаса и огнеупорными панелями закреплены металлические уголки и/или пластины, при этом огнеупорные панели крепятся к деревянным элементам каркаса посредством винтообразного крепежа через металлические пластины или уголки.

2. Конструкция по п.1, отличающаяся тем, что металлические уголки и/или пластины закреплены, по меньшей мере, в оконном и/или дверном проеме и на боковой кромке верхнего пояса деревянного каркаса с внутренней его стороны.