CZ2022131A3 - Způsob výroby modulárního typu jednotek - Google Patents

Abstract

Způsob výroby modulárního typu jednotek spočívá v tom, že se vyrobí ocelové polotovary spojovaných částí. Polotovary jsou kovové spojky (1, 2) a sestaví se duté nosníky (3, 4) svařením komponentů do výchozího montážního tvaru. Provede se antikorozní úprava všech dílů a spojovacího materiálu, smontují se krajní svislé rámy do konečného tvaru pro další montáž. Postaví se jedna část svislého kompletu na podstavy konstrukce a spojí se se dvěma vodorovnými dutými nosníky (3). K této sestavě se přisadí druhý svislý hotový rám a tato část se zafixuje na zemních podstavách. Následně se vloží do horní části mezi svislé rámy poslední vodorovné duté nosníky (3), načež se kompletně spojí celý modul spojovacím materiálem a provede se jeho předepsané momentové utažení. Sestaví se hlavní výplňové rámy budoucích stěn, které jsou opatřeny okny, dveřmi a dalšími potřebnými otvory. Vsadí se podlahové části včetně pochůzné plochy, osadí se střešní konstrukce a namontují se výplně a tepelné izolace.

Description

Způsob výroby modulárního typu jednotek

Oblast techniky

Vynález se týká způsobu výroby modulárního typu bytových či kancelářských jednotek.

Dosavadní stav techniky

Výstavba rodinných domů tradiční technickou z běžných materiálů jako jsou cihly nebo tvárnice naráží čím dál více na překážky. Těmi jsou zejména zdlouhavá stavební povolení a též zejména v poslední době prudce stoupající ceny stavebních materiálů.

Jako odlišná, rychlejší a flexibilnější řešení existuje výstavba rodinných domů, bungalovů či pro jakýkoliv účel sloužících staveb z materiálů či způsoby, které jsou prefabrikované či jinak montované, nebo které se používají jako základ jiných objektů. Dosud se vyrábějí mobilní či modulární konstrukce domů z několika materiálů. Nejčastější jsou materiály minerálního původu, nebo dřevěné. V přírodní eko výstavbě lze najít domy ze slámy a hlíny. Též se používají betonové panely, které se svařují k sobě. Vznikají tak stavby, které jsou zpravidla pevně spojeny se zemí, na betonových základech. Dřevěné konstrukce domů se rovněž usazují na pevné základy a jsou většinou trvalou stavbou. V posledních letech stále rozšiřujícím se trendem je též stavba domu založená na blocích starých lodních kontejnerů, kdy několik kontejnerů je svezeno na jedno místo a jejich plášť, po odřezání příslušných stěn, je použit jako základ tvaru pozdějšího obložení, instalací a tedy celého domu. Obdobné platí též i pro případ, že dochází k výstavbě kancelářských jednotek, které jsou umísťovány převážně v průmyslových areálech či brownfieldech. Všechny, nejen příkladně uvedené konstrukce domů, mají několik nevýhod.

K nevýhodám uvedených řešení patří povětšinou trvalá fixace na jedno místo, spojení s podkladem pevným spojem a tedy nutnost stavebního povolení a nemožnost jednoduše rozšiřovat dům do jakéhokoliv směru v pozdější době. Dále dosavadní jednotlivé části a prvky nemají potřebnou universálnost, nemají stejné rozměry ani výplňové systémy. Pro sestavení takové jednotky nelze použít nějaké polotovary, které budou vícekrát použitelné. Rovněž je další nevýhodou spojování jednotlivých svislých i vodorovných prvků k sobě. Jedná se většinou o pevné nedemontovatelné spoje, které při případné nutné demontáži podléhají destrukci a nejsou dále použitelné. Také žádné, jinde používané spojovací prvky nepřebírají nosnost a pevnostní zajištění spojované konstrukce. To vždy musí zajistit ostatní části konstrukce nebo stěn, ať již ze dřevěných částí nebo kombinovaných, ocel - dřevo.

Podstata vynálezu

Uvedené nedostatky odstraňuje způsob výroby modulárního typu jednotek, podle tohoto vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že se vyrobí ocelové polotovary spojovaných částí, kdy těmito polotovary jsou kovové spojky a sestaví se duté nosníky svařením komponentů do výchozího montážního tvaru, provede se antikorozní úprava všech dílů a spojovacího materiálu, smontují se krajní svislé rámy L+P do konečného tvaru pro další montáž, načež se postaví jedna část svislého kompletu na podstavy konstrukce a spojí se se dvěma vodorovnými dutými nosníky, k této sestavě se přisadí druhý svislý hotový rám a tato část se zafixuje na zemních podstavách. Následně se vloží do horní části mezi svislé rámy poslední vodorovné duté nosníky, načež se kompletně spojí celý modul spojovacím materiálem a provede se jeho předepsané momentové utažení. Připraví se další montážní kroky, jako je dělení, tvarové úpravy, vrtání, oplechování nosných částí apod., sestaví se hlavní výplňové rámy budoucích stěn, které jsou zhotoveny z profilů KVH, kdy tyto rámy jsou již připraveny pro finální použití, tzn., jsou opatřeny okny, dveřmi a dalšími potřebnými otvory. Zhotoví se celý sestavovací komplet profilů KVH, desek OSB a dalších materiálů pro osazení

- 1 CZ 2022 - 131 A3 podlahových částí jednotlivých konstrukcí, připraví se střešní dřevěné konstrukce z KVH profilů a OSB. Tato příprava je uzpůsobena podle rozsahu konstrukce, provedení a rozměrového určení, dále se do celé konstrukce vsadí podlahové části včetně pochůzné plochy, a to pro další montážní kroky, dále se osadí střešní konstrukce na sestavenou ocelovou modulovou konstrukci a osadí se hotové bočnice, stavební otvory, namontují se výplně a tepelné izolace. Namontují se obslužné systémy rozvodů ZTI, VZT, Elektro, případně dalších zakázkových částí a příprav pro solární systémy, FVE apod. a provedou se finálních záklopy a instalace, utěsnění a namontování příslušných vnitřních a venkovních krytin. Provede se kontrola celého montážního systému, fasádní úprava, montáž sanity, montáž venkovních prvků jako jsou terasy, pergoly, markýzy apod.

Vynález má výhodu v tom, že jednotlivé moduly je možno pomocí ocelových spojek rozšiřovat o další moduly, kdy jeden modul zpravidla tvoří jednu místnost. Rozšíření může být provedeno nahoru a do všech stran. Další výhoda spočívá v tom, že moduly lze přesunovat dle potřeby na jiné místo. Spoje jednotlivých modulů jsou natolik odolné, že jsou schopny odolat zatížení při výstavbě a manipulaci jeřábem.

Typickým příkladem výhody předkládaného vynálezu je existence domu s kovovou konstrukcí, která byla postavena dle původních finančních možností rodiny či dle jejích potřeb na místo. S příbytkem finančních prostředků či změně potřeb rodiny např. v podobě narození dalšího dítěte vyvstává potřeba zvětšení vnitřní části domu, což je možné do jakéhokoliv směru v rámci rozšíření obvodových modulů odebráním jedné stěny a napojením nového modulu.

Vynálezce se při vyvíjení nového způsobu primárně vypořádával s úkolem uvést na trh novou možnost výstavby. Hlavním cílem byla zejména rychlost výstavby následující přístavby. Prvotně vznikl nápad přizpůsobit dřevostavbu požadovaným účelům pozdějšího rozšíření už v počátku projektu - zde se však ukázal limit dřeva jakožto přírodního materiálu - dřevo pracovalo a například předvrtané nebo předpřipravené spoje za několik let nebyly ve stejných pozicích. Stávající známá řešení nenaplňovala ani ideu částečné mobility (do určitého rozměru domu). Což dřevěná konstrukce též neumožňovala. Statickými propočty dospěl vynálezce k hlavní konstrukci domu z oceli (únosnost, pevnost v tahu i tlaku apod.). Tímto krokem vynálezce vyřešil mobilitu, stabilitu, odolnost vůči živelním pohromám a škůdcům, životnost. Pro účely snadného rozšíření přístavbou však bylo třeba přijít s vlastním vyvinutým řešením spoje jednotlivých modulů, aby když např. dojde ke spoji dvou modulů, aby byl spoj natolik stabilní, že bude možné oba spojené moduly naráz nadzvednout, naložit a přemístit. Spoj musel být vymyšlen tak, aby byl pevný, snadno přístupný a připravený do budoucna na propojení. Dále také bylo nutné zohlednit výrobu, aby byla vůbec technicky možná.

Objasnění výkresů

Vynález bude blíže osvětlen pomocí výkresu, kde na obr. 1 je znázorněna vodorovná spojka, obr. 2 představuje svislou spojku, obr. 3 je rozkreslený detail konstrukce spojující vodorovný dutý nosník se svislým dutým nosníkem a obr. 4a, 4b jsou příklady spojování modulových kostek v konstrukční celky.

Příklady uskutečnění vynálezu

Kovové spojky 1 a 2, podle obr. 1 a obr. 2 jsou mezi sebou spojeny třemi svislými a dvěma vodorovnými šrouby. V ostatních stycích spojek 1 a 2 s vodorovným dutým nosníkem 3 a svislým dutým nosníkem 4 jsou k sobě svařeny. Spojený celek tvoří kvádr o rozměrech 4 x 4 x 3 m. Na tento celek z vodorovných dutých nosníků 3 a svislých dutých nosníků 4 se montují svislé a vodorovné desky tvořící stěny a strop. Svislé desky jsou opatřeny otvory pro montáž elektroinstalace a vodovodních rozvodů. Vodorovné desky, tvořící strop jsou opatřeny otvory pro

- 2 CZ 2022 - 131 A3 umístění svítidel. Variabilita možností vytvoření otvorů umožňuje jakékoliv rozvody umístit do stěn i do stropní konstrukce.

Vzniklá modulová konstrukce z dutých nosníků 3 a 4, o nejčastějších rozměrech 4 x 4 x 3 m se mezi sebou dá spojovat do libovolných celků jak v horizontální, tak vertikální rovině. Tato skutečnost činí z uvedené modulové konstrukce bezkonkurenční modulové sestavení, v podstatě hranatého tvaru, který je nejčastěji zhotovovaným tvarem modulových konstrukcí. Velkým přínosem je široká variabilita systému, možnost dopravovat na místo určení několik sestav najednou, na místě velmi rychle s připravených celků sestavit hotový modulový mobilní domek. Tím vším se jednak šetří náklady pro zájemce, dále lze stavbu libovolně rozšiřovat nebo i zmenšovat, a to podle přání zákazníka. Na předmětnou konstrukci lze aplikovat několik variabilních střešních konstrukcí a to např. pultové, šikmé, valbové i jinak tvarově zpracované podle zájmu zákazníka. Výrazným unikátním prvkem je také skutečnost, že sestavené moduly do celku a velikosti tří modulů za sebou, mohou být manipulovány zdvihací technikou, bez nutnosti rozebrání a je možné takový konstrukční celek přemístit z jednoho místa na druhé. K tomu účelu je konstrukce v horním uzlu vybavena pevnostním prvkem, který spolu s tahovou silou celého svislého nosníku přenese zátěž sestavené konstrukce pro potřeby zdvižení nebo převozu. V kotevním místě se pomocí vestavěného jeřábového oka připevní vázací prostředky a celou konstrukci lze takto přemístit.

Vlastní montáž

Krokem č. 1 je vyrobení všech ocelových polotovarů, spojovacích částí (kovových spojek 1,_2), a sestavení dutých nosníků 3 a 4 svařením komponentů do výchozího montážního tvaru. Krokem č. 2 je nátěr všech dílů antikorozní barvou a připravení veškerého spojovacího materiálu. Krokem č. 3 je smontování krajních svislých dutých nosníků 4 L+P do konečného tvaru pro další montáž. Krokem č. 4 je postavení jedné části svislého kompletu na podstavy konstrukce (vybrané plochy) a spojení se dvěma vodorovnými dutými nosníky 3. K této sestavě se přisadí druhý svislý hotový rám a tato část se zafixuje na zemních podstavách. Následně se vloží do horní části mezi svislé rámy poslední vodorovné duté nosníky 3. Krokem č. 5 je kompletní spojení celého modulu (mobilní kostky) příslušným spojovacím materiálem a jeho předepsané momentové utažení. Krokem č. 6 je zhotovení a výroba dřevěných nosných prvků podle dokumentace, a to jako příprava na další montážní kroky. Jedná se o dělení, tvarové úpravy, vrtání, oplechování nosných částí apod. Krokem č. 7 je sestavení hlavních výplňových rámů budoucích stěn, a to podle finálních návrhů vzhledů pro zákazníka. Tyto nosné stěny jsou zhotoveny z profilů KVH. Tyto rámy jsou již připraveny pro finální použití, tzn., jsou opatřeny okny, dveřmi a dalšími potřebnými otvory dle zakázky. Krokem č. 8 je zhotovení celého sestavovacího kompletu profilů KVH, desek OSB a dalších materiálů pro osazení podlahových částí jednotlivých konstrukcí. Krokem č. 9 je příprava a výroba střešní dřevěné konstrukce z KVH profilů a OSB desek a to opět podle přání zákazníka. Tato příprava je uzpůsobena podle rozsahu konstrukce, provedení a rozměrového určení. Krokem č. 10 je do celé konstrukce vsadit podlahové části včetně pochůzné plochy, a to pro další montážní kroky. Krokem č. 11 je osazení střešní konstrukce na sestavenou ocelovou modulovou konstrukci. Krokem č. 12 je osazení hotových bočnic dle zakázkového určení pro jednotlivé stěny a celek modulového domu. Krokem č. 13 je osazení stavebních otvorů, namontování výplní a tepelných izolací. Od kroku č. 10 se konstrukce sestavuje jako difúzně otevřená stavba. Krokem č. 14 je namontování obslužných systémů, rozvodů ZTI, VZT, Elektro, případně dalších zakázkových částí a příprav pro solární systémy, FVE apod.

Posledními kroky v základní montážní sestavě je provedení finálních záklopů a instalací, utěsnění a namontování příslušných vnitřních a venkovních krytin. Po ukončení těchto prací a kontrole celého montážního systému je provedena fasádní úprava, montáž sanity, montáž venkovních prvků jako jsou terasy, pergoly, markýzy apod. Takto je modulová mobilní stavba předána zákazníkovi.

- 3 CZ 2022 - 131 A3

Průmyslová využitelnost

Způsob výroby modulárního typu bytových jednotek podle tohoto vynálezu je využitelný zejména 5 v oblasti výstavby rodinných domů, ale též v oblasti stavby menších průmyslových objektů kancelářského typu. Způsob umožňuje sestavení i větších celků jako skladů, sestavení dalšího podlaží, umožňuje tvarovou variabilitu a sestavení nestandartních a členitých stavebních celků tam, kde by běžné stavby byly velmi těžko realizovatelné. Tyto modulové konstrukce lze použít ve špatných geologických podmínkách, v mokřinách nebo svazích. Běžná stavba se základní deskou, 10 základy a zajištěním stavby vyjde několikanásobně více než tato skládaná modulární konstrukce vyrobená uvedeným postupem.

Claims (1)

1. Způsob výroby modulárního typu jednotek, vyznačující se tím, že se vyrobí ocelové polotovary, spojovaných částí, kdy těmito polotovary jsou kovové spojky (1, 2) a sestaví se duté nosníky (3, 4) svařením komponentů do výchozího montážního tvaru, přičemž se provede antikorozní úprava všech dílů a spojovacího materiálu, přičemž se smontují krajní svislé rámy L+P do konečného tvaru pro další montáž, načež se postaví jedna část svislého kompletu na podstavy konstrukce a spojí se se dvěma vodorovnými dutými nosníky (3), k této sestavě se přisadí druhý svislý hotový rám a tato část se zafixuje na zemních podstavách, přičemž se následně vloží do horní části mezi svislé rámy poslední vodorovné duté nosníky (3), načež se kompletně spojí celý modul spojovacím materiálem a provede se jeho předepsané momentové utažení, přičemž se připraví další montážní kroky, jako je dělení, tvarové úpravy, vrtání, oplechování nosných částí apod., přičemž se sestaví hlavní výplňové rámy budoucích stěn, které jsou zhotoveny z profilů KVH, kdy tyto rámy jsou již připraveny pro finální použití, tzn. jsou opatřeny okny, dveřmi a dalšími potřebnými otvory, přičemž se zhotoví celý sestavovací komplet profilů KVH, desek OSB a dalších materiálů pro osazení podlahových částí jednotlivých konstrukcí, připraví se střešní dřevěné konstrukce z KVH profilů a OSB, přičemž tato příprava je uzpůsobena podle rozsahu konstrukce, provedení a rozměrového určení, dále se do celé konstrukce vsadí podlahové části včetně pochůzné plochy, a to pro další montážní kroky, dále se osadí střešní konstrukce na sestavenou ocelovou modulovou konstrukci a osadí se hotové bočnice, stavební otvory, namontují se výplně a tepelné izolace, přičemž se namontují obslužné systémy rozvodů ZTI, VZT, Elektro, případně dalších zakázkových částí a příprav pro solární systémy, FVE apod., přičemž se provedou finální záklopy a instalace, utěsnění a namontování příslušných vnitřních a venkovních krytin, přičemž se provede kontrola celého montážního systému, fasádní úprava, montáž sanity, montáž venkovních prvků jako jsou terasy, pergoly, markýzy apod.