CZ2010698A3 - Zarízení k ochrane staveb proti záplavám a povodním - Google Patents

Abstract

Stavba (1), zejména montovaná drevostavba, je ve spodní cásti opatrena manipulacním rámem (15), který je uložen na nosném rámu (4) zarízení k ochrane staveb (1) proti záplavám a povodním. Zarízení zahrnuje základ (3) zapuštený v zemi, alespon jedno zdvihací zarízení (2) spojené se základem (3), a nosný rám (4), který je spojen se zdvihacím zarízením (2). Pri indikaci záplavy nebo povodne se stavba pomocí zdvihacího zarízení (2) zvedne nad úroven vodní hladiny, a po opadnutí vody se spustí zpet na základ (3). Podstata zarízení podle vynálezu spocívá v tom, že piloty (6) tvorící základ (3) jsou opatreny hlavicemi (7) propojenými obvodovým rámem (8), hydraulická nebo mechanická zdvihací zarízení (2) jsou usporádána paralelne s vodícími nosníky (5) nad piloty (6), a vodící nosníky (5) jsou pevne spojené se základem (3) a uložené ve stavbe (1) s možností posuvného vertikálního pohybu stavby (1) podél nosníku (5) a s vymezením vulí nosníku (5) v horizontálních smerech.

Description

Zařízení k ochraně staveb proti záplavám a povodním

Oblast techniky

Vynález se týká zařízení řešícího komplexní ochranu budov, zejména nově budovaných samostatně stojících montovaných staveb, proti záplavám z přívalových dešťů a povodním vyvolaným rozlitím vodních toků.

Dosavadní stav techniky

Dosud známé způsoby a zařízení sloužící k ochraně staveb proti záplavám a povodním lze rozdělit do několika hlavních skupin. Do první skupiny patří řešení, jejichž cílem je zabránit vodě, aby vnikla do zastavěné oblasti. Mezi tyto prostředky patří zejména pevné i mobilní hráze, protipovodňové stěny, odváděči kanály a poldry apod. Tyto prostředky jsou značně investičně nákladné a navíc u mobilních zařízení v případě náhlého zvýšení hladiny vody nemusí být vždy dostatek času k jejich instalaci.

Druhá skupina řeší situaci, kdy voda může vniknout do zastavěné oblasti, a ochrana jednotlivých staveb je řešena jejich umístěním nad úroveň vodní hladiny. Toho je dosahováno zpravidla pomocí pilotů, na kterých jsou domy stavěny v potřebné výšce nad terénem, např. v pobřežních oblastech oceánů, kde jsou domy trvale zdvižené mimo dosah přílivové vody. Je zřejmé, že tento způsob má nevýhodu v nízkém komfortu bydlení, kdy veškerá obytná i užitná plocha domu je v patře a přístupná pouze po schodišti. Je známá a užívaná konstrukce staveb na pontonech ukotvených ke sloupům zabraňujícím jejich odplutí. Nevýhoda tohoto řešení spočívá v tom, že pontony musí mít určitou výšku hladiny pro dostatečný vztlak vody.

Pontonové konstrukce staveb jsou popsány např. v patentových dokumentech US 5_X 347*949, US 5_e 647*693, US 6_t 347* 487 US 6_X 050*207. Některé konstrukce jsou přitom opatřeny alespoň jedním vodícím nosníkem pro vertikální vedení stavby během zvyšování a klesání hladiny.

Z dokumentu DE 10 2005 048 514 je známo zařízení pro zvedání stavby opatřené zdvihacím zařízením, které je zapuštěno do speciálních zemních otvorů mimo základové pásy, takže je odděleno od základů. Zařízení umožňuje zvednutí stavby při indikaci záplavy nebo povodně pomocí zdvihacího zařízení ze základu nad úroveň vodní hladiny, a po opadnutí vody umožňuje opětovné spuštění stavby na základ. Zdvihací zařízení dosedá zespodu na nosný rám umístěný pod stavbou. Citovaný dokument řeší i prostředky pro flexibilní úpravu přívodů vody a energií a výstupů odpadů při zvedání a spouštění, s tím, že je možno je chránit ochranným pláštěm. Nevýhoda výše popsaného zařízení spočívá vtom, že není pevně ukotveno, není stabilní, povodeň jej může snadno poškodit, a především při zvedání prostorově rozměrné stavby dochází ke kroucení a vzpříčení, které popisované zařízení nebere v úvahu, takže s velkou pravděpodobností může dojít při zvedání k poruše zdvihacího zařízení. Zdvihací zařízení dosedá přímo na nosný rám, což je také problematické z hlediska upevnění i údržby.

Třetí skupina známých řešení řeší utěsnění staveb proti vniknutí vody dovnitř stavby, zejména pomocí různých konstrukcí a zařízení k utěsnění okenních a dveřních otvorů. Příkladem těchto konstrukcí je řešení dle užitného vzoru CZ 12163, podle kterého se spodní část stavby obalí vodotěsnou fólií upevněnou v nosných profilech. Nevýhoda tohoto způsobu řešení spočívá v tom, že je nutné systém ve správný čas nainstalovat, dále v pracnosti vlastní instalace, a zejména v tom, že těsnost těchto prostředků obecně není stoprocentní, takže kontaminován záplavová voda může do objektu vniknout, byť i v menším množství, což vede ke vzniku plísní v zatopeném zdivu a stěnových konstrukcí.

Do poslední skupiny lze zařadit řešení, jejichž cílem je zabránit vniknutí záplavové vody do objektu pomocí protitlaku vyvolaného uvnitř objektu. Tak např. podle PV - 2003-1842 se při záplavě voda z vnější strany objektu filtruje a přivádí dovnitř objektu, vnitřek objektu se řízené zaplavuje, a tím dochází k vyrovnání tlaků vně a uvnitř objektu a kontaminovaná záplavová voda se nedostane dovnitř objektu. Jiné řešení využívá zásobníku rozpínavého gelu uvnitř místnosti. Gel vyplní prostor místnosti a utěsní ji tak, že do ní záplavová voda nevnikne.

Úkolem vynálezu je vytvořit nové řešení, spadající do výše popsané druhé skupiny kdy je stavba umístěna nad hladinou vody, přičemž je cílem vynálezu odstranit nevýhody známých konstrukcí tvořených pevnými piloty nebo pontony.

» i • . * · i * 1 ·

Podstata vynálezu

Vytčený úkol je vyřešen novým zařízením k ochraně staveb proti záplavám a povodním podle vynálezu. Zařízení zahrnuje známým způsobem základ zapuštěný v zemi, alespoň jedno zdvihací zařízení spojené se základem, alespoň jeden vodící nosník uspořádaný mezi základem a stavbou, a alespoň jeden nosný rám nesoucí stavbu, který je spojen s alespoň jedním zdvihacím zařízením. Zařízení je uzpůsobeno po zvednuti stavby při indikaci záplavy nebo povodně pomocí zdvihacího zařízení nad úroveň vodní hladiny, a po opadnutí vody pro spuštění stavby pomocí zdvihacího zařízení zpět na základ. Zařízení dále obsahuje prostředky pro flexibilní úpravu přívodů vody a energií a výstupů odpadů, kde alespoň jeden z nich je opatřen ochranným pláštěm. Základ je tvořen piloty rozmístěnými pod obvodem stavby.

Podstata vynálezu spočívá vtom, že piloty jsou opatřeny hlavicemi, které jsou propojeny obvodovým rámem a tak tvoří lehký kompaktní základ s vysokou stabilitou. Hydraulická nebo mechanická zdvihací zařízení jsou uspořádána přímo nad piloty paralelně s vodícími nosníky, což dále zlepšuje stabilitu a tuhost zařízení se zvednutou stavbou a zabraňuje prostorovému kroucení a vzpříčení jednotlivých částí. Vodící nosníky jsou na spodním konci pevné spojené se základem, ale jejich horní konce jsou ve stavbě uložené posuvné s možností posuvného vertikálního pohybu stavby podél vodících nosníků a s vymezením vůlí vodících nosníků v horizontálních směrech, což opět přispívá k přesnému vedení stavby při zvedání a spouštění, a brání vzpříčení.

Ve výhodném provedení vynálezu jsou zdvíhací zařízení tvořena hydraulickými válci uloženými svisle v pouzdrech na vnějších stěnách stavby a upevněnými k nosnému rámu. Z hydraulických válců vystupují pfstnice probíhající paralelně s vodícími nosníky a upevněné k základu. Pouzdra chrání hydraulické válce před poškozením a zároveň fungují jako bezpečnostní, ochranné a estetické kryty.

V dalším výhodném provedení vynálezu jsou spodní konce zdvihacích zařízení a vodících nosníků ukotveny v hlavicích uspořádaných v průmětu rohů nosného rámu.

Výhoda zařízeni podte vynálezu spočívá v tom, že komplexně chrání stavbu před poškozením v důsledku záplav nebo povodni, přičemž stavba se vůbec nedostává do styku se záplavovou vodou a bahnem, a v nouzových situacích je stavba obytná i během záplavy nebo povodně. Zařízeni nevyžaduje ke spuštěni žádnou přípravu, může se spustit okamžitě, a to i v automatickém režimu, např. na plovákový spínač. Základová konstrukce je navržena tak, aby při minimálních výkopových pracích a minimální spotřebě betonu bylo dosaženo vysoké pevnosti a tuhosti. Konstrukce zdvihacího zařízení umožňuje rovnoměrné zvedání a spouštění stavby bez rizika vzpříčeni, a zdvihací zařízeni jsou chráněna před poškozením. Zařízení se vyznačuje jednoduchým uložením a snadným očištěním zdvihacích zařízení a vodících nosníků pro opadnutí vody.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález bude blíže osvětlen pomocí výkresů, na nichž znázorňují obr. 1 perspektivní axonometrický pohled na stavbu zvednutou nad základem, v pohledu šikmo zespoda, obr. 2 perspektivní axonometrický pohled na stavbu zvednutou nad základem, v pohledu šikmo shora, obr. 3 perspektivní axonometrický pohled na stavbu uloženou na základu, obr. 4 bokorys stavby, obr. 5 bokorys stavby, obr. 6 detail teleskopického ochranného pláště odpadu.

Příklady provedení vynálezu

Rozumí se, že dále popsané a zobrazené konkrétní příklady uskutečnění vynálezu řešení jsou představovány pro ilustraci, nikoli jako omezení příkladů provedení vynálezu řešení na uvedené případy. Odborníci znalí stavu techniky najdou nebo budou schopni zjistit za použití rutinního experimentování větší či menší počet ekvivalentů ke specifickým uskutečněním vynálezu, která jsou zde speciálně popsána. I tyto ekvivalenty budou zahrnuty v rozsahu následujících patentových nároků.

Stavba 1 zobrazená na obr. 1 až obr. 5 je běžná montovaná patrová drevostavba s bočním venkovním schodištěm 17. Spodní část stavby 1 je opatřena manipulačním rámem 15 z dřevěných trámů, který je rozměrově a tvarové upraven tak, aby dosedl na nosný rám 4 spojený se zdvihacím zařízením 2. Nosný rám 4 je svařenec nebo prefabrikovaný tzv. podlahový rošt z ocelového plechu opatřeného s výhodou povrchovou úpravou. Výška nosného rámu 4 u zdvihacího zařízení 2 určeného pro běžný rodinný dům je 20 až 30 cm. Nosný rám 4 tvoří plošinu, která je vertikálně pohyblivá a pohybuje se spolu se stavbou 1 uloženou na nosném rámu 4 nahoru a dolů, přičemž se snižuje nebo zvyšuje výška stavby 1. nad základem 3. Pohyb stavby 1_zajišťují čtyři zdvihací zařízení 2, uspořádaná mezi základem 3 a nosným rámem 4. Volná pole nosného rámu 4 mezi jednotlivými příčkami zajišťují snadný odtok vody a vysychání v případě, že by se její hladina přelila přes nosný rám

4. Základ 3 je tvořen čtyřmi betonovými nebo železobetonovými piloty 6, uspořádanými v půdorysu v rozích obdélníkové stavby 1. Piloty 6 máji výšku 2 až 3 m, a jsou zcela zapuštěné v zemi. Horní část válcovitých pilotů 6 tvoří kvádrovité hlavice 7, které jsou navzájem propojeny obvodovým rámem § základu 3, který kopíruje obvod půdorysu stavby 1. Hlavice 7 i obvodový rám 8 jsou vytvořeny rovněž z betonu nebo železobetonu. Základ 3 v popsaném příkladu provedení v kombinaci s nosným rámem 4 nahrazuje běžnou základovou desku pro stavbu 1.

Z horní plochy každé hlavice 7 vystupují paralelné vedle sebe jeden vodící nosník 5 a jedno zdvihací zařízení 2. Vodící nosník 5 je tvořen ocelovým „U“ profilem, jehož jeden konec je zabetonován v hlavici 7, případně v pilotu 6, a druhý konec je uložen v pouzdru 9 uspořádaném na vnější stěně stavby 1 v rohové oblasti. Zpravidla je pouzdro 9 ukotveno k rohové svislé konstrukci stavby 1. Uvnitř pouzdra 9 jsou uloženy vodfcí prostředky, které umožňují vertikální pohyb vodícího nosníku 5 v pouzdru 9, a zároveň vymezují jeho vůli v alespoň jednom horizontálním směru. Vodící prostředky mohou být tvořeny např. vodícími kladkami, kluzným vedením, valivým uložením a jinými známými obdobnými prostředky.

Podstatná je jednoduchost uložení a možnost snadného očištění vodících nosníků 5 po opadnutí vody. Zdvihací zařízení 2 jsou tvořena čtyřmi hydraulickými válci, jejichž pístnice jsou upevněny k horním plochám hlavic 7 pilotů 6, a jsou uloženy uvnitř ramen „U“ profilů tvořících vodfcí nosníky 5, takže jsou chráněny proti zasažení plovoucími předměty. Tělesa válců jsou rovněž uložena v pouzdrech 9 vně stavby 1 a upevněná k nosnému rámu 4.

Hydraulické válce jsou napojeny na hydraulický rozvod s čerpadlem poháněným silovou jednotkou 18, např. elektromotorem nebo spalovacím motorem, uloženou s výhodou v nejvyšší části stavby 1, např. na půdě, jak je znázorněno v částečném řezu střechou stavby 1 na obr. 1. Činnost silové jednotky 18 může být iniciována nezobrazeným čidlem indikujícím stav hladiny vody pod stavbou 1, např. plovákovým spínačem, takže zařízeni může pracovat v automatickém režimu.

V jiných nezobrazených příkladech provedeni mohou být zdvihací zařízeni 2 tvořena jinými známými zdvihacími i prostředky jako např. pohybovými šrouby ovládanými elektricky nebo ručně, hevery, navijáky, kladkostroji apod. V případě pneumatických zařízeni může být zdvihaci zařízení tvořeno vzduchovými měchy nebo vaky. Napájeni může být řešeno ze sítě 230V, 400V, nebo z baterie. Zdvihací zařízení 2 mohou být uložena uvnitř půdorysu stavby 1. Také vodící nosníky 5 mohou být uloženy na jiných místech nebo nahrazeny ekvivalentními prostředky pro vedení stavby 1 s nosným rámem 4 ve svislém vertikálním posuvném pohybu pň současné eliminaci sil vyvolaných proudfci vodou a působících v horizontálním směru. Důležité je, aby zdvihací zařízení 2 mělo zdvih v rozmezí alespoň 2*3m_t což je výška

Λ dostačující k překonání hladiny vody ve většině záplavových oblastí.

Podstatnou část zařízení pro ochranu stavby 1 před záplavami tvoří řešení přípojek inženýrských sítí, zejména vody, plynu, el. energie a odpadu. Vzhledem k tomu že spodní okraj stavby 1 může měnit svou výšku nad základem 3 ve výškovém rozmezí 0 až 3jm, je nutné řešit problém buď odpojením a připojením těchto sítí v případě pohybu stavby 1, nebo musí být tyto přípojky vytvořeny jako flexibilní s možností přizpůsobení své délky vzdálenosti stavby 1 od základu 3.

V příkladu provedení na obr. 1 až obr. 6 je přívod 10 vody řešen pružnou spirálovou hadicí, která je uložena v koaxiální spirálové polyetylenové chráničce. Přívod 10 vody je veden ze základu 3, a prochází nosným rámem 4 do stavby 1,. Přívod 12 plynu je řešen obdobným způsobem pomoci spirálovité pružné hadice uložené v polyetylenové chráničce. Přívod 11 elektrické energie je řešen pomocí pružného kabelu, který je rovněž uložen ve spirálovité polyetylenové chráničce. Přívody lfl.11.12 mohou být připojeny k teleskopické tyči 16. Odpad 13 je tvořen tzv. flexibilní hadicí, která mění svou délku na principu roztažení skládacího obvodového profilu, a • *

- »*«·,(·* IÍ * f ! » »· * ’ · · f · 1 · » · ·1 ♦ · která je uložena v teleskopickém ochranném plášti 14, jehož jednotlivé tubusy se vysouvají a zasouvají automaticky při pohybu nosného rámu 4 nahoru či dolů.

Ochranné prvky kolem přípojek jsou důležité pro jejich ochranu před poškozením plovoucími předměty, které mohou být rozměrné, hmotné i ostré. V nezobrazených příkladech provedení mohou být použity i jiné ochranné prostředky, jako např. teleskopické ochranné šachty či mříže chránící každou přípojku zvlášť nebo více přípojek společně.

Průmyslová využitelnost

Řešení podle vynálezu (ze využít k ochraně staveb, zejména rodinných montovaných domů, proti záplavám a povodním v záplavových oblastech.

Přehled vztahových značek použitých na výkresech stavba zdvihací zařízení základ nosný rám vodící nosník pilot hlavice pilotu obvodový rám základu pouzdro přívod vody přívod elektrické energie přívod plynu odpad teleskopický ochranný plášť manipulační rám teleskopická tyč venkovní schodiště silová jednotka

Claims (3)

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Zařízení k ochraně staveb (1) proti záplavám a povodním, zahrnující základ (3) zapuštěný v zemi, alespoň jedno zdvihací zařízení (2) spojené se základem (3), alespoň jeden vodící nosník (5) uspořádaný vertikálně mezi základem (3) a stavbou (1), a alespoň jeden nosný rám (4) nesoucí stavbu (1), který je spojen se zdvihacím zařízením (2), přičemž zařízení je uzpůsobené pro zvednutí stavby (1) při indikaci záplavy nebo povodně pomocí zdvihacího zařízení (2) ze základu (3) nad úroveň vodní hladiny, a po opadnutí vody pro spuštění stavby (1) pomocí zdvihacího zařízení (2) zpět na základ (3), přičemž obsahuje prostředky pro flexibilní úpravu přívodů (10, 11, 12) vody a energií a výstupů odpadů (13), kde alespoň jeden z nich je opatřen ochranným pláštěm (14), a kde základ (3) je tvořen piloty (6) rozmístěnými pod obvodem stavby (1), vyznačující se tím, že piloty (6) jsou opatřeny hlavicemi (7) propojenými obvodovým rámem (8) základu (3), hydraulická nebo mechanická zdvihací zařízení (2) jsou uspořádána paralelně s vodícími nosníky (5) nad piloty (6), a vodící nosníky (5) jsou pevně spojené se základem (3) a uložené ve stavbě (1) s možností posuvného vertikálního pohybu stavby (1) podél vodících nosníků (5) a s vymezením vůlí vodících nosníků (5) v horizontálních směrech.

2. Zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že zdvihací zařízení (2) tvoří hydraulické válce uložené svisle v pouzdrech (9) na vnějších stěnách stavby (1) a upevněné k nosnému rámu (4), z nichž vystupují pístnice probíhající paralelně s vodícími nosníky (5) a upevněné k základu (3).

3. Zařízení podle nároků 1a 2, vyznačující se tím,že spodní konce zdvihacích zařízení (2) a vodících nosníků (5) jsou ukotveny v hlavicích (7) uspořádaných v průmětu rohů nosného rámu (4).