огнестойкая строительная конструкция и способ ее изготовления

Формула изобретения

1. Огнестойкая строительная конструкция для сборки оконных и дверных блоков, перегородок, витрин и витражей, содержащая, по меньшей мере, один огнезащитный блок, закрепленный между металлическими профилями с внутренними полостями и огнестойкий заполнитель, отличающаяся тем, что она выполнена с размещенной во внутренней полости профиля, по меньшей мере, одной стальной трубой, при этом стенки внутренней полости выполнены с огнезащитным покрытием, и между указанными стенками и стальной трубой размещен теплопоглощающий заполнитель в виде водосодержащего геля на основе силикатов щелочных металлов, или органических полимеров, или гипса, а во внутренней части стальной трубы размещен огнестойкий заполнитель.

2. Огнестойкая строительная конструкция по п.1, отличающаяся тем, что огнестойкий заполнитель выполнен из бетона или железобетона.

3. Огнестойкая строительная конструкция по п.1 или 2, отличающаяся тем, что она выполнена с размещенными во внутренней полости профиля двумя трубами прямоугольного или круглого сечения, расположенными одна в другой.

4. Огнестойкая строительная конструкция по п.1, отличающаяся тем, что огнезащитный блок выполнен с, по меньшей мере, одной панелью из огнестойкого стекла, или светопрозрачной огнезащитной панелью, или непрозрачной огнезащитной панелью.

5. Способ изготовления огнестойкой строительной конструкции, включающий сборку металлических профилей с внутренними полостями, установку огнезащитных блоков и огнестойкого заполнителя, отличающийся тем, что во внутренней полости размещают, по меньшей мере, одну стальную трубу, которую заполняют огнестойким заполнителем, при этом на стенки внутренней полости наносят огнезащитное покрытие, а между стальной трубой и стенками внутренней полости размещают теплопоглощающий заполнитель в виде водосодержащего геля на основе силикатов щелочных металлов, или органических полимеров, или гипса.

6. Способ по п.5, отличающийся тем, что размещение огнестойкого и теплопоглощающего заполнителей в полостях профиля производят во время сборки металлических полых профилей.

7. Способ по п.5, отличающийся тем, что размещение огнестойкого и теплопоглощающего заполнителей в полостях профиля производят после сборки металлических полых профилей.

8. Способ по п.5, отличающийся тем, что огнестойкий заполнитель выполняют из бетона или железобетона.

Описание изобретения к патенту

Настоящее изобретение относится к области строительства и может быть использовано в конструкциях огнестойких перегородок, огнестойких дверных и оконных блоках, в витринах и витражах.

В настоящее время в строительстве существует большая потребность в огнестойких строительных конструкциях для сборки оконных и дверных блоков, перегородок, витрин и витражей, выполненных из стандартных, унифицированных металлических профилей, которые соответствовали требованиям ГОСТ и CH и П и имели бы огнестойкость до 90 мин и более.

Существуют отдельные огнестойкие конструкции прегородок, дверей, окон, которые не всегда выполнены из профильных элементов, что значительно затрудняет их монтаж и сужает их применение, так как они не приспособлены для сборки систем перегородок с оконными, дверными, витражными и т.д. конструкциями.

Так известна огнестойкая панель и способ ее изготовления (патент РФ №2112845, Е 04 В 1/ 94), содержащая по крайней мере один лист в виде слоя стекловолокна, пропитанного по крайней мере одной жаропрочной смолой, свободной от растворителя, а также два листа с алюминиевой сотовой конструкцией, расположенной между ними.

Способ изготовления данной огнестойкой панели включает укладку слоя стекловолокна, пропитку слоя стекловолокна жаропрочной смолой, прессование и нагрев слоя стекловолокна и смолы, равномерное распределение смолы в виде порошка, свободного от растворителей на слое стекловолокна, дополнительное прессование слоя при температуре сшивания смолы для получения огнестойкой панели.

Недостатками описанной выше конструкции являются малый предел огнестойкости и наличие в конструкции синтетического полимера, который при нагревании разлагается с образованием дыма.

Известна также конструкция двери с противопожарными свойствами и способ ее изготовления ( з. WO 9958804, Е 06 В 5/16), содержащая два листа, на которых имеются слои силикатной суспензии, содержащей силикат щелочного металла и заполнитель, а между этими листами расположен поглотитель.

Способ изготовления этой дверной конструкции заключается в нанесении на первый и второй листы огнестойкой гомогенной силикатной суспензии, содержащей силикат щелочного металла и заполнитель, в нанесении поверх этой суспензии заполняющего материала, в сборке листов для образования дверного полотна.

Недостатками этой дверной конструкции являются применение дорогостоящих огнестойких материалов и большой вес дверного полотна.

Известна конструкция огнестойкого дверного полотна (п.РФ №2158817, Е 06 В 5/16), содержащая стальные листы, образующие наружные поверхности полотна, огнестойкий минераловатный заполнитель высокой плотности и слои клеящей композиции, включающей жидкий силикат щелочного металла и минеральный порошок. Полотно содержит также асбестовые прокладки, размещенные между внутренними поверхностями стальных листов и минераловатным заполнителем, при этом наружные поверхности стальных листов покрыты слоем огнезащитной краски.

Данная конструкция дверного полотна обладает достаточно высокой огнестойкостью, однако она имеет ограниченную область применения, так как может использоваться только как дверное или стеновое полотно и не предусматривает конструкции огнестойких обрамлений дверей, окон, проемов, витражей и т.д.

В настоящее время наиболее важной является задача создания огнестойких обрамляющих конструкций дверей, окон, проемов, витражей, стен, так как важно получить высокую огнестойкость не только стеновых и дверных полотен, а всей системы дверных, оконных блоков, перегородок, витрин и витражей, в которую входят не только полотна, но и обрамления, стойки, каркасы, выполненные из различных технологических, унифицированных, взаимозаменяемых профилей, обеспечивающих многовариантную компоновку широкого ассортимента строительных обрамляющих изделий, обладающих высокими огнестойкими свойствами.

Данная задача частично решается за счет создания систем профилей для сборки оконных и дверных блоков, перегородок, витрин и витражей из стали или композиционных материалов на основе стали и теплоизоляционных материалов.

Стальные огнестойкие профили сложны в изготовлении, имеют большой вес и не достаточно хорошую огнестойкость, а также монтаж конструкций из этих профилей низкотехнологичен.

Широко применяемые в настоящее время различные системы алюминиевых профилей для сборки оконных и дверных блоков, перегородок, витрин и витражей обладают высокими прочностными свойствами, долговечностью и легкостью, но их огнестойкость хуже, чем у стальных профилей.

В настоящее время существует тенденция создания на основе высокотехнологичных систем алюминиевых профилей, высококачественных огнестойких конструкций.

Так в ЕР №927809, Е 06 В 5/16, который выбран в качестве прототипа, описан огнестойкий строительный элемент для фасада или подобной части здания, содержащий стеклянную панель и алюминиевую раму для нее, выполненную из алюминиевых профилей. Профили соединены с помощью изоляторов или теплоизоляции, при этом образуется полость с противопожарным заполнением, серцевина которой заполнена огнестойкой твердой панелью, по краям которой расположены гипсовые полосы.

Данный строительный элемент может применяться в огнестойких системах для сборки оконных и дверных блоков определенной конфигурации и имеет ограниченную область применения, так как предусматривает один вариант сборки, также его огнезащитные свойства не достаточно высоки.

Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является разработка огнестойких строительных конструкций, технологичных, унифицированных, взаимозаменяемых, обеспечивающих многовариантную компоновку широкого ассортимента строительных обрамляющих изделий, обладающих высокими огнестойкими свойствами.

Поставленная задача решается за счет создания огнестойкой строительной конструкции для сборки оконных и дверных блоков, перегородок, витрин и витражей, содержащей, по меньшей мере, один огнезащитный блок, закрепленный между металлическими профилями с внутренними полостями, и огнестойкий заполнитель, при этом она выполнена с размещенной во внутренней полости профиля, по меньшей мере, одной стальной трубой, при этом стенки внутренней полости выполнены с огнезащитным покрытием, а между указанными стенками и стальной трубой размещен теплопоглощающий заполнитель в виде водосодержащего геля на основе силикатов щелочных металлов, или органических полимеров, или гипса, а во внутренней части стальной трубы размещен огнестойкий заполнитель.

Огнестойкая строительная конструкция может быть выполнена с огнестойким заполнителем из бетона или железобетона.

Огнестойкая строительная конструкция может быть выполнена с размещенными во внутренней полости профиля двумя трубами прямоугольного или круглого сечения, расположенными одна в другой.

Огнестойкая строительная конструкция может быть выполнена с огнезащитным блоком, имеющим, по меньшей мере, одну панель из огнестойкого стекла, или светопрозрачную огнезащитную панель, или непрозрачную огнезащитную панель.

Поставленная задача решается также тем, что в способе изготовления огнестойкой строительной конструкции, включающем сборку металлических профилей с внутренними полостями, установку огнезащитных блоков и огнестойкого заполнителя, при этом во внутренней полости размещают, по меньшей мере, одну стальную трубу, которую заполняют огнестойким заполнителем, при этом на стенки внутренней полости наносят огнезащитное покрытие, а между стальной трубой и стенками внутренней полости размещают теплопоглощающий заполнитель в виде водосодержащего геля на основе силикатов щелочных металлов, или органических полимеров, или гипса.

Целесообразно, согласно способу, размещение огнестойкого и теплопоглощающего заполнителей в полостях профиля производить во время сборки металлических полых профилей.

Целесообразно, согласно способу, размещение огнестойкого и теплопоглощающего заполнителей в полостях профиля производить после сборки металлических полых профилей.

Целесообразно, согласно способу, выполнено огнестойкого заполнителя из бетона или железобетона.

Описанный выше способ изготовления огнестойкой строительной конструкции обеспечивает создание из широко выпускаемых алюминиевых, не жаропрочных профилей строительной конструкции для изготовления оконных и дверных блоков, перегородок, витрин и витражей, обладающей высокими жаропрочными свойствами.

При этом описанный выше способ является высокотехнологичным, не требует выполнения сложных технологических операций, связанных с прессованием, спеканием, выдерживанием длительное время определенных температурных нагрузок.

Также данный способ обеспечивает создание огнестойких строительных конструкций практически любой конфигурации за счет использования различных систем алюминиевых профилей.

Дальнейшие цели и преимущества заявляемого изобретения станут ясны из последующего подробного описания огнестойкой строительной конструкции со светопрозрачными огнезащитными блоками

Изобретение поясняется чертежами, где

на фиг.1 изображен общий вид огнестойкой строительной конструкции со светопрозрачными огнезащитными блоками,

на фиг.2 - поперечные разрезы обрамления из профилей А-А, В-В и С-С с заполнением внутренних и внешних полостей металлических профилей по первому и второму варианту,

на фиг.3 представлены поперечные разрезы обрамления из профилей А-А, В-В и С-С по третьему варианту,

на фиг.4 - поперечные разрезы обрамления из профилей Е-Е и D-D с заполнением внутренних и внешних полостей металлических профилей по четвертому варианту.

Согласно изобретению огнестойкая строительная конструкция может использоваться для изготовления стеновых, дверных, оконных и витражных конструкций, в зависимости от типа профиля, используемого для монтажа (стенового, дверного, оконного, витражного).

Так, на фиг.1 показан общий вид огнестойкой строительной конструкции в виде перегородки (стены) 1 со светопрозрачным заполнением (с огнезащитным блоком 2 в виде одной или нескольких прозрачных панелей) и встроенной в данную перегородку дверью 3, выполненную также со светопрозрачным заполнением.

Согласно изобретению, аналогичная перегородка и дверь могут быть выполнены и с несветопрозрачными блоками 2, изготовленными на основе, например, гипсокартона или любого материала (композиции материалов).

Огнестойкая строительная конструкция состоит из металлических профилей 4 с внешними 5 и внутренними 6 полостями, образующих обрамление, и огнезащитных блоков 2, смонтированных между профилями (фиг.2, 3, 4). При этом внешние и внутренние полости металлических профилей могут заполняться огнестойким заполнителем в виде стальной трубы 7 или в виде бетона 8, теплопоглощающим, исходно жидким заполнителем 9, который в дальнейшем отверждается или превращается в гель, и теплоизоляционным заполнителем 10, в различных сочетаниях, в различных соотношениях, с различным расположением внутри полостей, что обеспечивает довольно большое количество различных вариантов огнестойких строительных конструкций, а также способов их изготовления.

Заполнение полостей заполнителями может производиться как непосредственно при сборке, так и через технологические отверстия 11 при уже собранной конструкции.

Для лучшего раскрытия сути изобретения рассмотрим четыре наиболее характерных варианта выполнения огнестойких строительных конструкций и способы их изготовления.

Вариант 1.

В данном варианте, отраженном на фиг.2 ( разрезы А-А, С-С), внутренние полости металлических профилей 6 выполнены с огнестойким заполнителем в виде стальной трубы 7, которая покрыта теплоизоляционным заполнителем 10, в качестве которого используется вспенивающееся огнезащитное покрытие.

Внешние полости металлических профилей выполнены с теплопоглощающим наполнителем 9, в качестве которого используется гипс.

Способ изготовления огнестойкой строительной конструкции по данному варианту заключается в том, что огнестойкий наполнитель в виде стальной трубы 7 покрывают теплоизоляционным заполнителем 10 в виде вспенивающегося огнезащитного покрытия.

Затем через технологические отверстия 11, которые в данном случае являются и крепежными отверстиями, производят заполнение внешних полостей 4 металлических профилей теплопоглощающим заполнителем 9 в виде гипса, после чего огнестойкий заполнитель вставляют во внутреннюю полость 6 металлического профиля 4.

Из полученных таким образом металлических профилей собирают обрамляющую конструкцию и вставляют между профилями огнезащитные блоки в виде одной или нескольких светопрозрачных панелей.

Выполненная по варианту 1 огнестойкая строительная конструкция обладает высокими огнестойкими свойствами благодаря заполнению внешней полости металлических профилей теплопоглощающим заполнителем, в качестве которого используется гипс, при нагревании выделяющий большое количество воды, которая способствует охлаждению стенок профиля. Кроме того, наличие во внутренней полости металлических профилей огнестойкого заполнителя в виде стальной трубы способствует предотвращению деформации профиля, а нанесенный на стальную трубу теплоизоляционный заполнитель в виде вспенивающегося огнезащитного покрытия при нагреве превращается в слой кокса, который хорошо защищает металлический профиль от нагрева.

Вариант 2.

В данном варианте, представленном на фиг.2 ( разрез В-В), внутренние полости металлических профилей 6 выполнены с огнестойким заполнителем в виде стальной трубы 7, которая покрыта теплоизоляционным заполнителем 10, в качестве которого используется вспенивающееся теплоизоляционное покрытие.

Внутренняя полость стальной трубы выполнена с теплопоглощающим заполнителем 9, в качестве которого используют водосодержащие гели на основе силикатов щелочных металлов, которые вводят через технологические отверстия 11.

Внешние полости металлических профилей в данном варианте оставляют незаполненными.

Способ изготовления огнестойкой строительной конструкции по данному варианту отличается от способа изготовления по варианту 1 только тем, что теплопоглощающий заполнитель вводят через технологические отверстия не во внешнюю полость металлического профиля, а вовнутрь огнестойкого заполнителя в виде стальной трубы.

Вариант 3.

В данном варианте, отраженном на фиг.3 (разрезы А-А, В-В, С-С), внутренние полости металлических профилей 6 выполнены с огнестойким заполнителем в виде двух стальных труб 7 и 7А, вторая из которых имеет меньший диаметр и вставлена в первую. Стальная труба 7 покрыта теплоизоляционным заполнителем 10, в качестве которого используется вспенивающееся огнезащитное покрытие, а между трубами расположен теплопоглощающий наполнитель 9, в качестве которого используется водосодержащий гель на основе силикатов щелочных металлов или органических полимеров, при этом стальная труба 7А заполнена внутри огнестойким заполнителем, в качестве которого используется бетон 8.

Внешние полости металлических профилей в данном варианте не заполняются.

Способ изготовления огнестойкой строительной конструкции по данному варианту заключается в том, что огнестойкий наполнитель в виде стальной трубы 7 покрывают теплоизоляционным заполнителем 10 в виде вспенивающегося огнезащитного покрытия, после чего в трубу 7 вставляют стальную трубу 7А. Через технологические отверстия 11 в трубе 7 производят заполнение пространства между трубами теплопоглощающим заполнителем 9 в виде водосодержащего геля на основе силикатов щелочных металлов или органических полимеров, после чего через технологические отверстия 11А в стальной трубе 7А производят ее заполнение огнестойким заполнителем в виде бетона 8.

Из полученных таким образом металлических профилей собирают обрамляющую конструкцию и вставляют между профилями огнезащитные блоки в виде одной или нескольких светопрозрачных панелей.

Выполненная по варианту 3 огнестойкая строительная конструкция обладает высокими огнестойкими свойствами благодаря заполнению внутренней полости 6 металлических профилей теплопоглощающим заполнителем 9, в качестве которого используется водосодержащий гель на основе силикатов щелочных металлов или органических полимеров, при нагревании выделяющий большое количество воды, которая способствует охлаждению стенок профиля. Кроме того, наличие во внутренней полости металлических профилей еще двух огнестойких заполнителей в виде стальной трубы 7А и бетона 8 способствует предотвращению деформации профиля и обеспечивает дополнительную устойчивость к температурным нагрузкам, при этом нанесенный на стальную трубу 7 теплоизоляционный заполнитель 10 в виде вспенивающегося огнезащитного покрытия при нагреве превращается в слой кокса, который хорошо защищает металлический профиль от нагрева и исключает его температурные деформации.

Вариант 4.

В данном варианте, представленном на фиг.4 (разрезы Е-Е и D-D), внутренние полости металлических профилей 6 выполнены с огнестойким заполнителем в виде стальной трубы 7 и стальной трубы меньшего диаметра 7А, при этом между стальными трубами содержится теплопоглощающий заполнитель 9, в качестве которого используют водосодержащие гели на основе силикатов щелочных металлов, которые вводят через технологические отверстия 11.

Внутреннее пространство стальной трубы 7А заполнено огнестойким заполнителем в виде цемента 8.

Способ изготовления огнестойкой строительной конструкции по данному варианту заключается в том, что вставляют стальную трубу 7 во внутреннюю полость металлического профиля, затем в данную трубу вставляют трубу меньшего диаметра 7А, после чего пространство между трубами заполняют теплопоглощающим заполнителем 8, а во внутреннее пространство стальной трубы 7А вводят через технологические отверстия 11 цемент.

Описанная в данном изобретении огнестойкая строительная конструкция позволяет при использовании широко применяемых алюминиевых профилей создавать обладающие высокой огнестойкостью стеновые, оконные, дверные и витражные конструкции с огнестойкостью до 120 мин и обладающие высокими эстетическими свойствами, присущими используемым в данных конструкциях алюминиевым профилям.

Описанный в данном изобретении способ изготовления огнестойкой конструкции является высоко технологичным, осуществимым практически на любом предприятии, занимающемся сборкой и монтажом строительных конструкций, не требует дорогостоящего оборудования и оснастки.