CZ36826U1 - Plošný stavební prvek - Google Patents

Description

Úřad průmyslového vlastnictví v zápisném řízení nezjišťuje, zda předmět užitného vzoru splňuje podmínky způsobilosti k ochraně podle § 1 zák. ě. 478/1992 Sb.

Plošný stavební prvek

Oblast techniky

Technické řešení se týká oblasti stavitelství. Řešením je plošný stavební prvek, který je vhodný zejména pro realizaci stěny budovy, popřípadě i podlahy, stropu a střechy.

Dosavadní stav techniky

V současné době se technologie ve stavebnictví rozděluje na dva typy. Na mokrou a suchou technologii. Do mokré výstavby patří klasická technologie zdícího systému (cihla, pórobetonové tvárnice atd.) a monolitická výstavba pomocí betonových směsí. Nevýhodou mokré výstavby je vysoká pracnost.

Do suchého typu výstavby patří hlavně dřevostavby, které můžeme rozdělit na stavby z masivu (roubená stavba či srubová stavba) a stavby sendvičového typu (dřevěná rámová konstrukce vyplněná izolací a opláštěná plošným materiálem). Jejich nevýhodou je vyšší finanční náročnost a u srubových konstrukcí náročnost na těžkou techniku.

Z pohledu výstavby dělíme stavby na stavby realizované na místě a stavby montované, které se skládají z předpřipravených prefabrikátů. Pokud jsou stavby realizované na místě, jsou větší požadavky na pracnost v podmínkách stavby, což se nepříznivě projeví v ekonomické oblasti. Pokud se realizují stavby montované, jsou vysoké nároky na dopravu a těžkou stavební techniku, protože prefabrikáty jsou těžké stavební celky jednotlivých částí stavby, zejména obvodových zdí, stavebních příček nebo stropů budovy.

Podstata technického řešení

Uvedené nevýhody odstraňuje plošný stavební prvek, vhodný zejména pro realizaci stěny, podlahy, stropu, popřípadě i střechy budovy, podle tohoto technického řešení. Jeho podstata spočívá v tom, že je tvořen rámovou konstrukcí, sestávající minimálně ze dvou vodorovných nosných prvků, které jsou propojeny několika kolmo situovanými, rovnoběžnými středovými žebry. Středová žebra jsou oboustranně vzájemně fixována membránou, což je difuzně otevřená pevná fólie, která umožní, aby v izolační či zvukové výplni nedocházelo k zadržení vlhkosti. Nosné prvky, a rovněž i středová žebra, jsou obvykle provedeny z materiálů na bázi dřeva. Mohou to být desky, OSB desky nebo v případě požadavku na vyšší únosnost plošného stavebního prvku jsou použité fošny.

Podstatné je, že po celé boční hraně středového žebra je připevněna pásnice, která svou délkou přesahuje délku středového žebra na obou jeho koncích o přesahy. Přesahy jednotlivých pásnic jsou vytvořeny tím, že pásnice je o délku přesahů delší, než je délka středového žebra.

Podstatné je, že spojení středových žeber s rovnoběžnými nosnými prvky je provedeno spojovacími prvky, kterými jsou obvykle vruty. Těmito spojovacími prvky jsou připevněny přesahy pásnic k nosným prvkům. Tím jsou de facto k nosným prvkům pevně připojena středová žebra.

Rovněž je podstatné, že uchycení membrány je provedeno jejich uchycením mezi středová žebra a pásnice. Takto je membrána sevřena mezi jednotlivé pásnice a středová žebra v jednotlivých rovnoběžných pásech po celé své ploše. Rozestup jednotlivých lineárních sevření je totožný s rozestupem středových žeber. Tím dojde nejen k upevnění membrány k jednotlivým středovým

- 1 CZ 36826 U1 žebrům, ale zejména k vytvoření rovné plochy definované pásnicemi, na které lze upevnit estetické zakrytí.

Podstatné je, že prostor alespoň mezi některými středovými žebry je opatřen výplní.

Podstatné je rovněž to, že plošný stavební prvek je z vnější strany opatřen estetickým zakrytím, které je obvykle tvořeno uvnitř budovy sádrokartonem a z venkovní části OSB deskami nebo palubkami. Estetické zakrytí je upevněno na pásnice.

Podstatné je, že zakrytí je realizováno některým z následujících prvků: sádrokarton, dřevěné palubky, plech, polystyren, sklokeramický obklad nebo plošný materiál na bázi dřeva.

Podstatou řešení je, že nosný prvek a/nebo středová žebra jsou provedena ze dřeva.

Dále je podstatné, že nosný prvek a/nebo středová žebra jsou provedena z kovu. Tím může být ocel nebo jiný kov, například hliník, popřípadě jakákoliv kovová slitina. Takto je možno zhotovit plošný stavební prvek zejména pro realizaci podlahy nebo střechy budovy, kde je požadována vysoká pevnost vůči průhybu.

Rovněž je podstatné, že nosný prvek a/nebo středová žebra jsou provedena z kompozitních materiálů na bázi skelného vlákna a pryskyřicového pojiva.

Podstatné je, že vzájemná vzdálenost nosných žeber je v rozmezí od 100 až 1000 mm. Vzhledem k rozměrům současných plošných stavebních materiálů se volí typizovaná vzdálenosti 625 mm nebo její zlomek (312,5 mm, 208,3 mm). Z ekonomického hlediska je vhodné, aby byla středová žebra více vzájemně vzdálena, ne však natolik, aby po technické stránce komplikovala realizaci stavby. Větší vzájemná vzdálenost nosných žeber je vhodná například při použití lehké výplně tepelně izolující hmoty. Naopak malou vzájemnou vzdálenost nosných žeber je vhodné použít, pokud je výplní beton.

Podstatné je, že vzájemná vzdálenost mezi jednotlivými středovými žebry je stejná, což je výrobně jednodušší.

Dále je podstatné, že výplní je tepelně izolující hmota, což se používá zejména při realizaci obvodových stěn budov, kdy plošný stavební prvek musí splňovat kritéria tepelné odolnosti kladená na stavbu.

Podstatné je, že výplní je zvuková izolace, což se používá zejména při použití plošného stavebního prvku na realizaci vnitřních příček stavby.

Podstatné je, že membránou je vodotěsná fólie, která umožní, aby výplní byla litá stavební hmota, zajišťující vyšší pevnost výsledného stavebního prvku.

Dále je podstatné, že litou stavební hmotou je beton. Takto je možno realizovat například nosné stěny vícepodlažních budov, u kterých je kladen vyšší nárok na pevnost.

Konečně je podstatné, že beton je armován. Tím se podstatně zvýší pevnost výsledné konstrukce plošného stavebního prvku.

Předložené řešení se oproti stávajícím systémům a technologiím vyznačuje jednoduchostí a rychlostí výroby, možností kompresního skladování a transportu, snadnou a nenáročnou výstavbou na místě a v neposlední řadě univerzálností a možností použití jak v suché, tak i v mokré výstavbě.

- 2 CZ 36826 U1

Objasnění výkresů

Technické řešení je blíže objasněno pomocí výkresů, na kterých je znázorněno provedení podle tohoto technického řešení.

Na obr. 1 je znázorněn axonometrický pohled na plošný stavební prvek podle tohoto technického řešení. Je vyobrazeno řešení, u kterého jsou provedeny dva otvory pro okna a jeden otvor pro dveře. Nosné prvky jsou provedeným z OSB materiálu, jak zobrazeno na obr. 5.

Na obr. 2 je znázorněn svislý řez plošným prefabrikátem stavebního prvku vedený středovým žebrem. U tohoto výrobku není provedeno zakrytí a není ještě opatřen nosným prvkem.

Na obr. 3 je znázorněn svislý řez plošným prefabrikátem stavebního prvku vedený středovým žebrem, který je dole i nahoře opatřen nosným prvkem. U tohoto výrobku není dosud není provedeno zakrytí.

Na obr. 4 je znázorněn svislý řez plošným stavebním prvkem vedený středovým žebrem.

Na obr. 5 je znázorněn příčný řez nosným prvkem tvaru U, provedeným z OSB materiálu.

Na obr. 6 je schematicky znázorněno spojení dvou plošných stavebních prvků z příkladného provedení pultové střechy garáže.

Příklady uskutečnění technického řešení

Pro stavbu přízemního rodinného domu o rozměrech 10 x 10 metrů je zapotřebí použít k realizaci obvodových stěn vhodné plošné stavební prvky, ze kterých by se obvodové stěny rychle a ekonomicky výhodně realizovaly. Přitom je požadována suchá technologie výstavby a tepelná izolace splňující podmínky nízkoenergetické stavby. Proto je rozhodnuto realizovat stavbu rodinného domu za použití tohoto technického řešení.

Je rozhodnuto zhotovit čtyři plošné stavební prvky, každý délky 10 metrů a výšky 3 metry, z nichž budou postaveny obvodové stěny rodinného domu.

Pro realizaci každého plošného stavebního prvku je použito dvou membrán 3, každá délky 10 metrů a šířky 3 metry. Membrány 3 jsou zhotoveny z textilie vyztužené skelným vláknem. Pro realizaci středových žeber 2 jsou použity OSB desky o tloušťce 18 mm, délky 3 metry a šířky 300 mm. Pro zhotovení pásnic 5 jsou použity dřevěné hranolky 40 x 40 mm délky 3,2 m v počtu dvakrát větším, než je počet žeber 2. Každý ze dvou vodorovných nosných prvků 1 je tvořen 10 metrů dlouhým U profilem šířky 300 mm a výšky 100 mm, který je zhotoven z materiálu OSB tloušťky 18 mm, jak znázorněno na obr. 5.

Nejprve jsou zhotoveny prefabrikáty základních části plošných stavebních prvků, které budou následně na stavbě dohotoveny v plošný stavební prvek podle tohoto technického řešení.

Mezi dvě membrány 3, které jsou umístěny paralelně ve vzájemné vzdálenosti 300 mm, jsou ve vzdálenostech 625 mm situována paralelně, kolmo na delší stranu membrány 3, jednotlivá středová žebra 2 korespondující svou šířkou 300 mm se vzájemnou vzdáleností membrán 3.

Z vnější strany membrán 3 jsou k těmto středovým žebrům 2 neoddělitelně známým způsobem připevněny pásnice 5, dlouhé 3,2 metru, tak, že na každé straně přesahují středová žebra 2 o 100 mm přesah 4. Takto je vytvořena plocha 10 metrů x 3 metry dvou membrán 3 vzájemně vzdálených 300 mm, přičemž z obou stran jsou na membránách 3 viditelné pouze rovnoběžné pásnice 5, které jsou rozmístěné rovnoběžně ve vzájemných vzdálenostech 625 mm, nahoře i dole

- 3 CZ 36826 U1 přesahující obě membrány 3 v délce 100 mm o přesah 4. Tento prefabrikát plošného stavebního prvku obvodové stěny je v počtu čtyř kusů vhodným způsobem složen, například jako harmonika nebo smotáním do role a převezen na stavbu.

Známým způsobem jsou provedeny základové pásy ve tvaru čtverce o půdorysných rozměrech rodinného domu 10 x 10 metrů, které jsou opatřeny izolací proti vlhkosti. V rozích základových pásů jsou vztyčeny dřevěné nosné sloupy vysoké 3 metry o profilu 300 x 300 mm. Výhodnější a levnější variantou je vytvoření dutých nosných sloupů profilu 300 x 300 mm, například z fošen nebo OSB pásů vhodné pevnosti. Následně jsou na izolované základové pásy položeny nosné prvky 1 a známým způsobem ukotveny k základovým pásům a nosným sloupům. Na každé straně je mezi nosné sloupy na vodorovný nosný prvek 1 položen prefabrikát plošného stavebního prvku, který je roztažen do délky 10 metrů. Přitom dolní přesahující konce pásnic 5 jsou nasazeny na nosný prvek 1 a tím usměrněny do roviny. Pásnice 5 jsou k nosnému prvku 1 upevněny spojovacími prvky 7, kterými jsou hřebíky, popřípadě šrouby. Horní konec prefabrikátu plošného stavebního prvku je opatřen horním nosným prvkem 1. Horní konce pásnic 5 jsou rovněž připevněny spojovacími prvky 7, tj. hřebíky nebo šrouby k hornímu nosnému prvku 1. Horní nosné prvky 1 všech čtyř stěn jsou v rozích budovy připevněny k nosným sloupům. Tak jsou vytvořeny obvodové zdi přízemního rodinného domu o rozměrech 10 x 10 metrů. Vzhledem k jejich délce je vhodné některá středová žebra 2 prefabrikátů plošných stavebních prvků provést zesíleně, tj. nikoliv pouze z OSB desek o síle 18 mm, nýbrž z dřevěných fošen, čímž je na několika místech vhodně pevnostně podepřen 10 metrů dlouhý horní nosný prvek 1.

Následně jsou známým způsobem vytvořeny otvory pro okna a dveře. Prostory mezi membránami 3 jsou známým způsobem vyplněné foukanou izolací. Z vnitřní strany jsou provedeny známým způsobem sádrokartonové stěny tvořící zakrytí 6, které jsou uchycené na pásnice 5. Z vnější strany je zakrytí 6 rovněž provedeno tak, že na pásnice 5 je uchyceno palubkové obložení, případně OSB desky, které jsou následně opatřeny vhodnou estetickou úpravou. Takto jsou levně a časově nenáročně vytvořeny obvodové stěny rodinného domku, které jsou tepelně vyhovující.

V některých příkladných provedeních je zapotřebí podstatně posílit statiku celé konstrukce. Proto je možno 3 metry vysoké nosné sloupy provedené z OSB pásů a rovněž horní vodorovné nosné prvky 1 realizované U profily z OSB desek opatřit armovací ocelí a vylít betonem. Přitom je vhodné armování známým způsobem navázat na základové pásy. Tím vznikne železobetonový skelet, vyplněný plošnými stavebními prvky. V případě potřeby je možno použít pro vyplnění prostoru mezi některými středovými žebry 2 různé lité stavební hmoty. Přitom nejčastěji se používá beton opatřený armováním, což podstatně zvyšuje statiku budovy. Takovéto posílení statiky celé konstrukce je zejména vhodné, pokud je realizována vícepodlažní stavba využívající plošných stavebních prvků podle tohoto technického řešení.

V dalším příkladném provedení, zobrazeném na obr. 6, je realizována garáž o půdorysných rozměrech obvodových zdí 4 x 6 metrů provedených známým způsobem z cihlových bloků s lehkou, mírně skloněnou pultovou střechou o rozměrech 4x7 metrů. Je rozhodnuto, že provedení lehké pultové střechy bude provedeno z plošných stavebních prvků podle tohoto technického řešení. V místě vrat má střecha přesahovat půdorysné rozměry obvodových zdí garáže a vytvářet ochranu vrat proti dešti. Pro realizaci střechy je použito dvou plošných stavebních prvků podle tohoto technického řešení, každý o rozměrech 4 x 3,5 metrů, realizovaných následovně:

Nejprve jsou v dílně zhotoveny dva prefabrikáty plošného stavebního prvku. Ke zhotovení každého z nich je požito membrány 3 o rozměrech 4 x 3,5 metrů, obsahující výztužnou mřížku a dvě vrstvy polyetylénové laminované fólie. Ke zhotovení středových žeber 2 je použito OSB desky délky 3,3 metrů, tloušťky 20 mm a šířky 150 mm. Pásnice 5 jsou provedeny z dřevěných hranolů 40 x 40 mm, dlouhých 3,5 metrů. Pro zhotovení tří nosných prvků 1 je použito dvou kusů dřevěných hranolů 100 x 100 mm a jednoho dřevěného hranolu 200 x 100 mm, který bude použit

- 4 CZ 36826 U1 pro vytvoření středového nosného prvku 1. Hranoly nosných prvků 1 odpovídají šířce garáže. Každý z nich je o délce 4 metry.

Každý prefabrikát plošného stavebního prvku je zhotoven následovně:

Mezi membrány 3 jsou v pravidelných vzájemných vzdálenostech 312,5 mm vložena středová žebra 2, každá délky 3,3 metru. Protože membrána 3 je šířky 3,5 metru, přesahuje na každé straně středové žebro 2 o 0,1 m. V místě každého středového žebra 2 je z vnější strany položena pásnice 5 délky 3,5 metrů tak, že přesahuje přesahem 4 na každé straně středové žebro 2 o 0,1 m. Každá pásnice 5 je ke středovému žebru 2 přes membránu 3 známým způsobem pevně uchycena. K uchycení je použito lepidla, popřípadě vrutů. Takto zhotovené dva prefabrikáty plošného stavebního prvku jsou ve složeném stavu odvezeny na stavbu a umístěny na obvodové zdi garáže. Jejich spojení je provedeno nasunutím přesahu 4 pásnic 5 na hranol 200 x 100 mm, tvořící středový nosný prvek 1, který spojuje delší obvodové zdi garáže, a to téměř uprostřed. Do zbývajících přesahujících konců pásnic 5 jsou vloženy nosné prvky 1, tvořené hranoly 100 x 100 mm. Přesah 4 pásnic 5 jsou s nosnými prvky 1 pevně spojeny spojovacími prvky 7, tj. vruty. Na spodní části takto vytvořeného prefabrikátu střešní konstrukce jsou na pásnice 5 upevněny známým způsobem sádrokartonové desky, tvořící estetické zakrytí 6 stropu garáže. Jejich délka 625 mm dobře koresponduje se vzájemnou vzdáleností 312,5 mm středových žeber 2, na které jsou uchycené. Z horní části je na pásnice 5 upevněn známým způsobem vlnitý plech, tvořící estetické zakrytí 6 a zejména ochranu proti dešti.

Průmyslová využitelnost

Plošný stavební prvek podle tohoto technického řešení je možné využít zejména při realizaci stěny, podlahy, stropu nebo střechy budovy, a to jak při mokré, tak i suché technologii výstavby. Díky jednoduché a zároveň plně funkční skladbě difúzně otevřené či zavřené nebo vodotěsné konstrukce je schopen nahradit téměř jakoukoliv stávající technologii výstavby. Rovněž díky snadné výrobě, včetně jednoduché modifikace použitých membrán pro jednotlivé typy staveb, nízké váze stavebního prvku, možnosti komprese pro skladování a transport, včetně jednoduchosti a rychlosti výstavby, patří k nejrychlejším a nejlevnějším způsobům výstavby.

Další podstatné výhody technického řešení:

- Nosné prvky a/nebo středová žebra jsou obvykle provedeny ze dřeva (desky nebo v případě požadavku na vyšší únosnost fošny), kovu nebo slitiny (zejména tam, kde je vyžadována zvýšená odolnost vůči průhybu) nebo kompozitních materiálů na bázi skelného vlákna a pryskyřicového pojiva.

- Prostor mezi středovými žebry je buď v procesu výroby nebo po montáži na stavbě opatřen výplní. Může být použita izolační hmota s vlastnostmi tepelného izolantu (zejména u obvodových zdí budov s požadavky na tepelnou odolnost) nebo izolační hmota s vlastnostmi zvukového izolantu (zejména u vnitřních příček budov), popřípadě litá stavební hmota, zejména beton, který je s výhodou armován ocelí.

- Membránou je stavební folie, která umožní, aby v izolační či zvukové výplni plošného stavebního prvku nedocházelo k zadržení vlhkosti. V případě vyplnění plošného stavebního prvku betonem či jinou litou stavební hmotou je membránou vodotěsná fólie.

- Středové žebro je s membránou fixováno pásnicí, mechanicky spojenou se středovým žebrem, přičemž mezi středovým žebrem a pásnicí je situována membrána. Tím dojde nejen k upevnění membrány k jednotlivým středovým žebrům, ale zejména k vytvoření rovné plochy definované pásnicemi, na které lze upevnit estetické zakrytí.

- 5 CZ 36826 U1

- Vzájemná vzdálenost nosných žeber je v rozmezí od 100 až 1000 mm. Obvykle se volí typizovaná vzdálenosti 625 mm nebo její zlomek (312,5 mm, 208,3 mm), a to vzhledem k typizovaným rozměrům současných plošných stavebních materiálů. Z ekonomického hlediska je snahou, aby byla středová žebra více vzájemně vzdálena, ne však natolik, aby po technické 5 stránce komplikovala realizaci stavby a kvalitu technického řešení. Větší vzájemná vzdálenost nosných žeber je vhodná například při použití lehké výplně tepelně izolující hmoty. Naopak malou vzájemnou vzdálenost nosných žeber je vhodné použít, pokud je výplní litá stavební hmota.

- Vzájemná vzdálenost mezi jednotlivými středovými žebry je typicky stejná, což je výrobně 10 jednodušší.

- Plošný stavební prvek může být opatřen estetickým zakrytím, které je obvykle tvořeno uvnitř budovy sádrokartonem a z venkovní části OSB deskami nebo palubkami a je upevněno na pásnice.

Předložené řešení se oproti stávajícím systémům a technologiím vyznačuje jednoduchostí a rychlostí výroby, možností kompresního skladování a transportu, snadnou a nenáročnou výstavbou na místě a v neposlední řadě univerzálností a možností použití jak v suché, tak i v mokré výstavbě.

Claims (17)

1. NÁROKY NA OCHRANU

   1. Plošný stavební prvek, vhodný zejména pro realizaci stěny, podlahy, stropu, střechy budovy, vyznačující se tím, že je tvořen rámovou konstrukcí sestávající minimálně ze dvou rovnoběžných nosných prvků (1), kolmo spojených alespoň dvěma v odstupech situovanými rovnoběžnými středovými žebry (2), které jsou oboustranně vzájemně fixovány membránou (3).
2. 2. Plošný stavební prvek podle nároku 1, vyznačující se tím, že po celé boční hraně středového žebra (2) je připevněna pásnice (5), která svou délkou přesahuje délku středového žebra (2) na obou jeho koncích o přesahy (4).
3. 3. Plošný stavební prvek podle nároku 2, vyznačující se tím, že spojení středových žeber (2) s rovnoběžnými nosnými prvky (1) je provedeno spojovacími prvky (7), kterými jsou připevněny přesahy (4) pásnic (5), a tím i středová žebra (2), k nosným prvkům (1).
4. 4. Plošný stavební prvek podle nároku 2, vyznačující se tím, že membrána (3) je uchycena mezi středová žebra (2) a pásnice (5).
5. 5. Plošný stavební prvek podle nároku 1, vyznačující se tím, že prostor mezi alespoň dvěma středovými žebry (2) je opatřen výplní.
6. 6. Plošný stavební prvek podle nároku 1, vyznačující se tím, že je z vnější strany opatřen estetickým zakrytím (6) upevněným na pásnice (5).
7. 7. Plošný stavební prvek podle nároku 6, vyznačující se tím, že zakrytí (6) je tvořeno prvky, které jsou vybrané ze skupiny: sádrokarton, dřevěné palubky, polystyren, sklokeramický obklad, plech nebo plošný materiál na bázi dřeva.
8. 8. Plošný stavební prvek podle nároku 1, vyznačující se tím, že nosný prvek (1) a/nebo středová žebra (2) jsou provedena ze dřeva.
9. 9. Plošný stavební prvek podle nároku 1, vyznačující se tím, že nosný prvek (1) a/nebo středová žebra (2) jsou provedena z kovu nebo jeho slitiny.
10. 10. Plošný stavební prvek podle nároku 1, vyznačující se tím, že nosný prvek (1) a/nebo středová žebra (2) jsou provedena z kompozitních materiálů na bázi skelného vlákna a pryskyřicového pojiva.
11. 11. Plošný stavební prvek podle některého z nároků 1 až 5 a 9, 10, vyznačující se tím, že vzájemná vzdálenost středových žeber (2) je v rozmezí od 100 až 1000 mm.
12. 12. Plošný stavební prvek podle nároku 11, vyznačující se tím, že vzájemná vzdálenost mezi jednotlivými středovými žebry (2) je stejná.
13. 13. Plošný stavební prvek podle nároku 5, vyznačující se tím, že výplní je tepelně izolující hmota.
14. 14. Plošný stavební prvek podle nároku 5, vyznačující se tím, že výplní je zvuková izolace.
15. 15. Plošný stavební prvek podle nároků 1 a 5, vyznačující se tím, že membránou (3) je vodotěsná fólie a výplní je litá stavební hmota.
16. 16. Plošný stavební prvek podle nároku 15, vyznačující se tím, že litou stavební hmotou je beton.

    - 7 CZ 36826 U1
17. 17. Plošný stavební prvek podle nároku 16, vyznačující se tím, že beton je armován.

    4 výkresy

    Seznam vztahových značek:

    1 - nosný prvek

    2 - středové žebro

    3 - membrána

    4 - přesah

    5 - pásnice

    6 - zakrytí

    7 - spojovací prvek