Концептуальное здание, вертикальный канальный элемент и способ адаптивной компоновки пространств внутри здания
Настоящее изобретение относится к концептуальному зданию, в котором местоположения помещений, таких как ванные комнаты и кухни, можно легко менять в течение срока эксплуатации здания, располагать в нескольких местах, по существу в любом месте здания. Настоящее изобретение основано на обеспечении по меньшей мере одной пространственной части, содержащей перекрытие (43), определяющее площадь пространственной части и по меньшей мере один отрезок ненесущей стены, ограничивающей периметр перекрытия (43), и по меньшей мере один несущий вертикальный канальный элемент (11), имеющий по меньшей мере одну вертикальную закрывающую стену, выполненную с возможностью по меньшей мере частичного открытия для обеспечения доступа внутрь указанного элемента (11). При этом указанный по меньшей мере один несущий вертикальный канальный элемент (11) соединен с перекрытием с образованием несущей решетки. Изобретение позволяет упростить модернизацию здания в течение срока его эксплуатации. 3 н. и 21 з.п. ф-лы, 29 ил.
Область техники
Настоящее изобретение относится к концептуальному зданию, обеспечивающему возможность модификации здания для различных целей в течение всего срока его эксплуатации, начиная со стадии планировки и строительства и во время использования здания, его складских помещений и до его возможного сноса.
В частности, настоящее изобретение относится к концептуальному зданию, обеспечивающему адаптивное использование пространства внутри здания и возможность изменения жилых помещений и помещений различного назначения и размеров.
Уровень техники
Современные способы строительства и проектирования основаны на общепринятом образе мышления о том, как проектировать квартиры и компоновать пространство внутри здания. Квартиры строят стандартных размеров, начиная от однокомнатных квартир до квартир с необходимым количеством комнат. Как правило, в уже готовом здании возможности по изменению размеров жилых помещений, поэтажного плана здания, количества комнат и размера комнат в квартирах в значительной степени ограничены. Объем необходимых работ по модификации обширен и, соответственно, требует существенных затрат. Изменение функционального назначения здания или квартир, например, для эксплуатации в качестве офиса и магазина, и наоборот, является затруднительным, причем конечный результат таких изменений может быть неудовлетворительным. Это приводит к возникновению ряда проблем. В частности, квартиры неподходящих типов строят в неподходящих местах, в результате чего спрос на квартиры оказывается неудовлетворенным. Зоны для проживания могут быть выполнены для конкретных жильцов, что снижает привлекательность таких квартир для других жильцов. Имущество здания не может быть использовано оптимальным образом, поскольку изменения размера квартир и типа функционального назначения невозможно выполнить по требованию. Одна из конкретных проблем заключается в том, что здания не могут быть приспособлены к меняющимся потребностям общества и современным требованиям к жилищу или нуждам жильцов. При этом невозможно предугадать будущие запросы, поэтому целесообразно предусмотреть возможность к адаптации.
Адаптивность в проектировании и конструировании зданий можно повысить за счет обеспечения больших открытых пространств, которые можно посредством легковесных, разделительных стен, не являющихся несущими, разделить на требуемые пространства или комнаты и квартиры. Как правило, это предусматривает использование вертикальной канальной шахты для водопроводных труб, канализационных труб и возможных линий электроснабжения. Несмотря на то, что такие системы обеспечивают повышенную адаптивность, они ограничивают местоположение кухонь, ванных комнат и любых других комнат, требующих наличия соединительной ветви канализации к стороне таких вертикальных шахт на конкретных участках квартир предварительно заданного размера. Такие конструкции требуют размещения горизонтальных каналов и канализационных труб в полу, а часто - их заделки в конструкцию междуэтажного перекрытия так, что положение канализационных труб оказывается фиксированным, или же изменение их положения требует масштабного вмешательства и раскрытия каналов внутри пола или стеновой конструкции. Таким образом, модифицируемость пространства помещений жестко ограничена. Некоторые примеры известных конструкций представлены в документах CN 1108727, CN 110359, JP 2009097256, WO 04048710 и US 3710521.
Сущность изобретения
Современные способы строительства и конструирования ограничивают модифицируемость зданий во время срока их эксплуатации. Поэтому целесообразно предложить такое концептуальное здание, в котором ограничения изменения назначения пространства внутри здания и того, как происходит деление пространства на жилые помещения, помещения или подпространства, сведены к минимуму или, по меньшей мере, уменьшены по сравнению с известными конструкциями зданий.
В первом аспекте настоящее изобретение относится к концептуальному зданию, в котором местоположение помещений, таких как ванные комнаты и кухни, можно легко менять в течение срока эксплуатации здания. Эти помещения могут быть расположены в нескольких местах, почти в любом месте здания, при этом здание легко можно модернизировать в течение срока его эксплуатации.
В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения обеспечена возможность соединения или разделения пространств в вертикальном направлении, что расширяет возможности для увеличения жилых помещений до более крупных объектов или для их разделения на меньшие объекты.
Во многих вариантах осуществления настоящего изобретения или в их комбинациях предложено несколько связанных возможностей для изменения компоновки помещений как по горизонтали, так и по вертикали.
Согласно другим аспектам и вариантам осуществления настоящего изобретения, предложены пространственные части, которые могут быть разделены на пространственные модули, образующие ячейки для формирования жилых помещений различных размеров, которые можно соединять или разделять по горизонтали и по вертикали.
Согласно еще одному аспекту настоящего изобретения предложена концепция, согласно которой проход в помещения или пространства расположен таким образом, что обеспечена возможность соединения или разделения пространств.
Настоящее изобретение основано на обеспечении по меньшей мере одной пространственной части, содержащей перекрытие, определяющее площадь пространственной части, и по меньшей мере один отрезок ненесущей стены, ограничивающей периметр перекрытия, и по меньшей мере один несущий вертикальный канальный элемент, имеющий по меньшей мере одну вертикальную закрывающую стену, выполненную с возможностью по меньшей мере ее частичного открытия для обеспечения доступа внутрь указанного элемента.
Согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения предлагаемая концепция содержит по меньшей мере две пространственные части, каждая из которых ограничена, по меньшей мере с одной стороны, вертикальным канальным элементом.
Согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения по меньшей мере одна пространственная часть ограничена по меньшей мере с двух противоположных сторонах посредством несущих вертикальных канальных элементов.
Согласно еще одному варианту осуществления настоящего изобретения по меньшей мере одна пространственная часть ограничена, по меньшей мере с одной стороны, ненесущей стеной.
Согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения, участки стен вертикальных канальных элементов, выполненные с возможностью открытия, являются ненесущими конструкциями, то есть, вертикальные канальные элементы имеют такие размеры, что они выдерживают нагрузку на конструкцию без открываемых участков.
Согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения вертикальные канальные элементы имеют четырехугольное поперечное сечение и содержат три несущие стены и одну открываемую стену.
Согласно еще одному варианту осуществления настоящего изобретения, пространственные части ограничены перекрытием, выполненным, например -отлитым, на месте.
Согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения, перекрытия содержат по меньшей мере один закладной блок или проем для прохода между совмещенными этажами.
Согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения несущий каркас здания выполнен из вертикальных канальных элементов, соединенных перекрытиями с образованием несущего решетчатого каркаса.
Согласно еще одному варианту осуществления настоящего изобретения, указанная пространственная часть содержит открываемый подвесной потолок.
Согласно еще одному варианту осуществления настоящего изобретения, предусмотрено наличие по меньшей мере одной секции с лестничным колодцем, которая ограничена с двух противоположных сторон вертикальными канальными элементами и содержит по меньшей мере два перекрытия и по меньшей мере один элемент с лестничным колодцем для прохода, например, лестничного колодца, лифтовой шахты или обоих указанных элементов, между лежащими напротив друг друга перекрытиями.
Согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения, предусмотрено наличие по меньшей мере одной каркасной секции, ограниченной с двух противоположных сторон вертикальными канальными элементами. Указанная каркасная секция имеет вход по меньшей мере на цокольном этаже и, предпочтительно, по меньшей мере два этажа и зарезервированные проемы для прохода между совмещенными этажами.
Настоящее изобретение обеспечивает значительные преимущества.
Настоящее изобретение обеспечивает концептуальное здание, которое позволяет проектировать здание, адаптируемое к различным пространственным компоновкам и целям. Квартиры или другие функциональные пространства состоят из пространственных модулей, которые можно комбинировать или разделять на объекты, имеющие различные размеры. Таким образом, пространственный модуль определяет возможность, например, того, как, помещения могут быть объединены в некий объект, например, жилое помещение. Пространственные модули могут быть использованы независимо. Размер квартиры другого помещения заранее не определен, но размеры адаптированы под основные нужды и потребности в течение срока эксплуатации здания.
Различные комбинации пространства и квартир можно составлять почти бесконечно и модифицировать в течение срока эксплуатации здания до крупных и небольших жилых объектов или других функциональных пространств, например, офисов, магазинов, складских помещений, таможенных складов в ЕС и производственных площадей. Созданным пространствам помещений можно достаточно свободно задавать различное назначение, например, нейтральное пространство, кухня, туалет, ванная комната и т.д.
Изолированные объекты, такие как канализационные трубы, водопроводные трубы, средства удаления воздуха и коммуникационные линии, расположены, по меньшей мере частично, в открываемом элементе. Каналы или трубопроводы (за исключением каналов для кондиционирования воздуха или вентиляционных каналов) внутри открываемого элемента могут представлять собой защитные кожухи, в которых находятся фактические рабочие трубы и каналы. Благодаря этому рабочие трубы могут быть легко модифицированы или заменены через углубленное потолочное пространство в защитных кожухах. Таким образом, отсутствует необходимость открывать открываемое пространство при плановом выполнении работ по техническому обслуживанию или модификации. Однако, все содержимое несущего вертикального канального элемента можно легко заменить внутри открываемого элемента, при необходимости или желании. Это обеспечивает доступ к техническим элементам зданий и позволяет заменять и ремонтировать их без необходимости разборки несущего каркаса здания. Все зарезервированные проемы при эксплуатации могут быть закрыты для получения аккуратной поверхности стены. Горизонтальные протяженности линий электропередачи и вентиляционных каналов, распределенных в различных помещениях в зависимости от необходимости и требований к помещению, предпочтительно, расположены внутри подвесного потолка.
Разделение пространств помещений выполнено посредством ненесущих конструкций, которые обеспечивают возможность свободного изменения поэтажных планов. С другой стороны, значимые каналы для удаления воздуха, кондиционирования воздуха, воды, канализации, электроснабжения и другое техническое оборудование, размещены внутри несущей части здания. Эта часть является самой долговечной частью любого здания, причем все другие аспекты здания могут быть модифицированы без ограничений местоположений технического оборудования или каналов, которые необходимы.
Щиты подключения электропитания (на пространственный модуль) могут быть расположены в лестничных колодцах за пределами жилого помещения или в других пространствах помещений в закрывающихся шкафах. Благодаря этому при необходимости можно переподключать электрические соединения без входа в жилые помещения.
Другие цели и признаки настоящего изобретения станут очевидными из нижеследующего подробного описания, при рассмотрении его совместно с прилагаемыми чертежами. Следует понимать, однако, что чертежи приведены исключительно в иллюстративных целях и не ограничивают настоящее изобретение, которое определено прилагаемой формулой изобретения.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1-5 показана компоновка и схема расположения различных элементов согласно настоящему изобретению.
На фиг. 6а и 6b показан один из вариантов осуществления вертикального канального элемента.
На фиг. 7а - 7d показаны альтернативные варианты для объединения ванных комнат и кухонь с вертикальными канальными элементами.
На фиг. 8 проиллюстрирован один из вариантов размещения каналов ванной комнаты согласно настоящему изобретению.
На фиг. 9 проиллюстрирован один из вариантов размещения каналов, необходимых для удаления воздуха, кухонного пространства и ванной комнаты на одном этаже.
На фиг. 10-14 показаны различные варианты использования лестничного колодца и каркасных секций.
На фиг. 15-20 представлены схемы, иллюстрирующие различные возможности компоновки и модификации пространства внутри здания согласно настоящему изобретению.
На фиг. 21 показан один из примеров того, как может быть выполнена несущая конструкция здания согласно настоящему изобретению.
На фиг. 22 проиллюстрирован пример того, как можно обеспечить доступ между этажами.
На фиг. 23-25 показан пример трех поэтажных планов.
Осуществление изобретения
Термины и определения
«Секция» представляет собой независимый участок здания, или даже независимое здание, с одним или более этажами, ограниченный(ограниченное) по меньшей мере с одной стороны, предпочтительно - с двух противоположных сторон, вертикальными канальными элементами.
«Секция с лестничным колодцем» представляет собой секцию, имеющую лестничный колодец, обеспечивающий доступ к зданию и пространствам и помещениям внутри указанной секции. Как правило, секции такого типа используют для жилых помещений, однако возможны другие варианты использования.
«Каркасная секция» представляет собой секцию, имеющую вход и, по меньшей мере, зарезервированные проемы для прохода между совмещенными этажами. Секция такого типа может быть использована не только для жилых помещений, но также для других пространств.
«Пространственная часть» представляет собой пространство, ограниченное по меньшей мере с одной стороны одним несущим вертикальным канальным элементом с образованием открытого пространства, определенного несущими вертикальными канальными элементами и ненесущими стенами по периметру перекрытия.
«Пространственный модуль» представляет собой подчасть указанной пространственной части, имеющую по меньшей мере один вход, доступ в по меньшей мере один вертикальный канальный элемент, причем указанный пространственный модуль является наименьшей ячейкой для создания отдельного жилого помещения.
Пространственный модуль может иметь вход через проход или через другой пространственный модуль, имеющий вход в проход между перекрытиями. Конструкция, именуемая «несущей стеной», имеет особое значение в строительной индустрии. Несущие стены представляют собой стены, которые удерживают свой собственный вес и вес последующих несущих конструктивных элементов, расположенных поверх них. Кроме того, необходимо, чтобы несущие стены воспринимали рабочие нагрузки, которые предполагается размещать поверх системы без отклонения, которое может привести к ухудшению или негативно повлиять на целостность конструкции.
«Ненесущие стены» представляют собой стены, предназначенные исключительно для того, чтобы удерживать свой собственный вес и вес прикрепленной обшивки или изоляционных материалов. Ненесущие стены не обеспечивают конструктивную опору и могут представлять собой внутренние или внешние стены. Ненесущие стены могут быть укреплены для того, чтобы выдерживать минимальные боковые нагрузки в некоторых зонах.
На фиг. 1 показаны две различные секции и то, как они определяют доступ к различным частям здания. В данном примере две каркасные секции 1 расположены между тремя секциями 2 с лестничным колодцем. Каждая секция 2 с лестничным колодцем содержит лестничный колодец 3, расположенный внутри U-образной секции 2. Лестничный колодец 3 обеспечивает доступ к пространственным модулям 4 и 6 секций 2 с лестничным колодцем, как показано стрелками на фиг. 1 и 3. Доступ к каркасным секциям обеспечен через цокольный этаж, как показано стрелками на фиг. 1. В данном варианте осуществления настоящего изобретения секция 2 с лестничным колодцем содержит две пространственные части 4 по бокам от лестничного колодца 3 на каждом этаже. Эти пространственные части 4 имеют три входа, показанные стрелками, и могут быть разделены стенами 8 на пространственные модули 6 и 7. Пространственные модули представляют собой наименьшие модули, которые могут сформировать жилое помещение или другое функциональное пространство здания. Один этаж каркасной секции 1 образует пространственный модуль 9, который дополнительно может быть разделен на 2-4 пространства, расположенные в ряд и имеющие вход снаружи здания. Каждое из этих пространств может быть дополнительно разделено на два пространственных модуля со своим собственным входом из другого места здания. Как видно по стрелкам, демонстрирующим направления доступа на фиг. 1 и 3, каждая из пространственных частей 4, 9 и каждый из пространственных модулей 5-7 на одном этаже может быть доступна(доступен) сбоку. Доступ по вертикали обеспечен посредством лестничного колодца 3 и зарезервированных проемов 10 в каждой большей пространственной части. Зарезервированные проемы могут быть оснащены лестничным колодцем или лифтом во время строительства здания или в любое время в течение срока эксплуатации здания.
На фиг. 4 показано расположение вертикальных канальных элементов 11. Эти элементы 11 расположены между секциями 1, 2, которые в данном примере образуют базовые пространственные части 4, 9, ограниченные, по меньшей мере частично, с двух сторон посредством вертикальных канальных элементов 11. Вертикальные канальные элементы 11 имеют такие размеры, что они способны выдерживать большинство нагрузок на конструкцию здания. В зависимости от высоты здания или нагрузок на конструкцию, направленных на здание, для вертикальных канальных элементов следует выбирать размеры для различной пропускной способности. При этом все пространство внутри пространственных частей и модулей может быть использовано свободно для других компоновок. Вертикальные канальные элементы 11 расположены между секциями 1, 2 так, что они обеспечивают проемы для дверей или входы 12 между секциями 1, 2 и соответствующими пространственными частями и пространственными модулями. План помещений можно легко компоновать, причем один из примеров такого плана представлен на фиг. 5. Внешние стены 27, соединяющие противоположные вертикальные канальные элементы 11, являются ненесущими. При этом окна или другие проемы могут быть расположены свободно на всей площади стены с учетом возможности разделения комнатных пространств различным образом.
Один из вариантов осуществления вертикального канального элемента показан на фиг. 6а и 6b. Поперечное сечение элемента является прямоугольным и имеет каркас 13 с прямоугольным периметром, в котором предусмотрено два проема 14. Проемы 14 разделены центральной вертикальной разделительной стеной 15. В данном варианте осуществления настоящего изобретения, каркас 13 и разделительная стена 15 представляют собой несущие элементы канального элемента. В основании каждого из проемов 14 предусмотрены отверстия 16, а сверху каждого проема предусмотрена заливочная кассета 17, изготовленная из стальной пластины. Заливочная кассета 17 образует проход через перекрытие между совмещенными канальными элементами. Перекрытие может быть залито вокруг кассеты из бетона или изготовлено вокруг нее с использованием деревянных конструкций или других традиционных конструктивных элементов.
Каркас 13, 15 имеет такие размеры, чтобы выдерживать конструктивные нагрузки, направленные на здание, и обеспечивать жесткость элемента. Идея несущего вертикального канального элемента состоит в том, чтобы объединить его с элементами перекрытия, например, многопустотными плитами, другими бетонными плитами, деревянной несущей стеной или другим элементом, который выдерживает нагрузку на пролет. Вертикальный канальный элемент расположен между перекрытиями так, что нагрузка от перекрытия действует на верхнюю часть вертикального канального элемента. Таким образом, вертикальный канальный элемент и перекрытия образуют несущую решетку, причем нагрузки в вертикальном направлении воспринимаются вертикальными канальными элементами. В варианте осуществления настоящего изобретения, проиллюстрированном на фиг. 6а и 6b, нижняя поверхность вертикального канального элемента расположена на несущей поверхности, например, на основании или фундаменте или на плите, образующей перекрытие. Элементы, образующие следующий уровень перекрытия, расположены на верхней поверхности вертикального канального элемента. Перекрытия соединены с вертикальными канальными элементами, например, посредством арматуры (см. фиг. 6а, 6b) или заливочных кассет 17. В данном примере заливочные кассеты 17 образуют также проходные или выводные напольные элементы, например, многопустотные плиты.
Несущую конструкцию, изготовленную из вертикальных канальных элементов и перекрытий, легко спроектировать и построить так, чтобы элементы перекрытия опирались на верхнюю часть вертикальных канальных элементов, а совмещенный вертикальный канальный элемент опирался на верхнюю поверхность элемента перекрытия. Однако, вертикальные канальные элементы могут быть расположены непосредственно друг на друге. В таком случае перекрытия и вертикальные канальные элементы требуют наличия соединительных конструкций, которые будут направлять по меньшей мере вертикальные нагрузки от элементов перекрытия к вертикальным канальным элементам. Такие соединительные конструкции могут представлять собой армирующие стержни, закрепленные посредством монолитного бетона, канавок или консолей, выполненных на вертикальных канальных элементах, на которые опираются элементы перекрытия, или посредством соединения шпилька/отверстие, приведенного лишь в качестве альтернативы.
Открытые пространства 14 внутри каркаса 13 закрыты ненесущей стеной, которую можно открыть или удалить, не влияя отрицательно на жесткость или несущую способность элемента. Такая ненесущая стена обеспечивает доступ к полому пространству 14 внутри вертикального канального элемента 11 с обеих сторон. Ненесущая стена может быть выполнена из кирпичной кладки, например, уже на предприятии по изготовлению элементов.
Доступ может быть необходим для выполнения ремонтных работ при длительной эксплуатации или модификациях дополнительного оборудования, находящегося внутри вертикального канального элемента 11. Вертикальные канальные элементы содержат оболочечные каналы для различных целей, например, укладки кабелей, прокладки труб, канализационных труб, водопроводных труб, удаления воздуха, электроснабжения, отопления и средств коммуникации или любых других технических средств, содержащихся в здании.
Несколько пустых оболочечных каналов могут быть зарезервированы для будущего использования. Указанные каналы установлены на вертикальных канальных колодцах с помощью присоединительных средств и/или литья или уплотнительных элементов на концах вертикальных канальных элементов. Для того чтобы обеспечить возможность замены или ремонта каналов, пространство внутри вертикального канального элемента должно представлять собой свободно открываемое пространство, причем каналы должны быть прикреплены к элементу с возможностью легкой замены. Однако, пространство внутри вертикального канального элемента при необходимости может быть заполнено легко удаляемым тепло- или звукоизоляционным материалом.
Вертикальный канальный элемент 11 также содержит соединения для бытовой техники и оборудования для кухонь и ванн. Например, на фиг. 7а показан план для двух ванных комнат. В данном варианте осуществления настоящего изобретения вертикальный канальный элемент 11 имеет U-образную раму 13. Комната слева является ванной комнатой, в которой имеется стиральная машина 18, раковина 19, унитаз 20 и душевая кабина или место для душа 21, причем все указанные объекты соединены с вертикальным канальным элементом 11. На противоположной стороне вертикального канального элемента 11 находится аналогичная ванная комната.
На фиг. 7b проиллюстрирована компоновка, в которой с левой стороны находится ванная комната, аналогичная той, что раскрыта выше, а также предусмотрена кухня, в которой находится плита 22, вытяжка 23, посудомоечная машина 24, стиральная машина 18 и раковина 25. Все указанные предметы соединены с вертикальным канальным элементом 11.
На фиг. 7с и 7d представлены еще примеры того, как можно скомпоновать кухни и ванные комнаты в сочетании с вертикальным канальным элементом согласно настоящему изобретению. На фиг. 7с показана ванная комната и кухня, аналогичные тем, что были раскрыты выше, однако на противоположных сторонах вертикального канального элемента. Плита 22, посудомоечная машина 24 и раковина 18 соединены с вертикальным канальным элементом 11, в частности, с трубами и электрическими кабелями внутри вертикального канального элемента 11. Вертикальный канальный элемент с фиг. 7d содержит две кухни, расположенные встык.
На фиг. 8 показан пример компоновки ванной комнаты. На данном чертеже вертикальный канальный элемент удален и показаны только каналы, находящиеся внутри указанного элемента. Как можно видеть из чертежа, унитаз 20 и раковина 18 соединены с отдельными каналами 26 и 28. Хозяйственно-питьевая вода для раковины 18, унитаза 20 и душа 29 может поступать внутрь вертикального канального элемента, однако иногда трубы для хозяйственно-питьевой воды могут быть предпочтительно предусмотрены внутри подвесного потолка и установлены на поверхности внутренних стен ванной комнаты. На данном чертеже показаны также каналы для удаления воздуха и вентиляционные каналы 30, соединенные с вентиляционными каналами 31 вертикального канального элемента. Очевидно, что назначение и количество каналов, кабелей и т.д., расположенных внутри вертикального канального элемента, может существенно меняться в зависимости от потребностей и стандартов оборудования здания.
На фиг. 9 показан пример того, как можно скомпоновать различное техническое оборудование на одном этаже здания, например, в квартире. В данном случае ванная комната расположена в середине и имеет те же самые признаки, что и раскрытая выше ванная комната. С одной из сторон от ванной комнаты находятся комнаты, требующие только вентиляции. Таким образом, в этих комнатах необходимо лишь наличие каналов 30 удаления воздуха, как показано в левой части чертежа. С правой стороны необходимо подсоединение к канализационной системе, причем канализационная труба 32 соединена с вертикальным канальным элементом.
Соединения с каналами и проводкой, расположенной внутри вертикального канального элемента, могут быть обеспечены любыми известными имеющимися в наличии присоединительными средствами. Однако, целесообразно, чтобы в случае неиспользования присоединительные средства были закрыты.
Конструкция вертикального канального элемента может быть различной, например, он может быть оснащен одной или несколькими разделительными стенами для образования поперечного сечения в виде U-образной рамы, в форме буквы «Е» или в форме гребня. Такие разделительные стены могут представлять собой несущие или ненесущие стены в зависимости от требований конструкции. Элемент может быть выполнен в виде несущего каркаса или решетки, покрытой ненесущими стенами или несущими стенами. Кроме того, можно реализовать любые другие формы поперечного сечения, отличные от прямоугольной, например, форму полукругов или волнообразную форму. Очевидно, что такие формы являются более затратными по сравнению с базовыми поперечными сечениями.
Настоящее изобретение предусматривает различные варианты его осуществления. Признаки этих вариантов осуществления настоящего изобретения можно разделить на три категории: а) пространственная конфигурация, b) конструкция и с) технические системы. Каждая из этих категорий будет подробно раскрыта далее.
а) Пространственная конфигурация
Настоящее изобретение основано на идее, что размер квартиры или другого пространства в здании не определен заранее, при этом пространство внутри здания можно использовать в качестве различных пространственных объектов, например, квартир, офисов или других пространств. Расположение входов и планирование движения внутри здания является частью концепции. Пространство внутри зданий разделено на пространственные части и далее на пространственные модули, внутри которых довольно легко могут быть реализованы планы и компоновки помещений. Само здание содержит в одном из вариантов осуществления настоящего изобретения секции двух различных типов, в частности, секцию с лестничным колодцем, расположенную вокруг лестничного колодца, и каркасную секцию, которую можно использовать в качестве независимого жилищного модуля или пространства, которое не используется в качестве жилого помещения. Пространство каркасной части может быть соединено с пространством секции с лестничным колодцем. Также за счет использования пространственных частей и пространственных модулей можно спроектировать и спланировать полностью новую адаптивную пространственную конфигурацию.
Пространственная конфигурация имеет следующие признаки:
- адаптивные секции с лестничным колодцем и каркасные секции с прямым доступом к наружному пространству здания и входу;
- организация загрузки внутри здания так, чтобы обеспечить разделение пространства на пространственные модули с собственными входами;
- пространственные части связаны посредством несущих вертикальных канальных элементов обоих типов секций;
- резервирование проемов для лестниц на перекрытиях (промежуточное перекрытие);
- определение характеристик пространственных частей и пространственных модулей так, что они позволяют формировать различные типы квартир и разделять их на функциональные пространства помещений;
- адаптивное расположение окон, что позволяет адаптивно разделять пространство на помещения. Это возможно, поскольку по меньшей мере две внешние стены могут представлять собой ненесущие стены, что позволяет размещать окна свободно по всей площади стены.
За счет вертикального несущего канального элемента влажные пространства, например, ванные комнаты и кухни, могут быть свободно расположены внутри квартиры. Плита перекрытия может быть выполнена без канализационных каналов или любых других каналов. Поскольку раньше расположение каналов в плите перекрытия чрезвычайно усложняло изменение местоположений колодцев в перекрытиях или других проходов или каналов, настоящее изобретение значительно улучшает возможности для изменения поэтажного плана заданного пространства. При этом отсутствует необходимость во вскрытии полов. Для перекрытия, или плиты перекрытия, размеры также могут быть заданы только в зависимости от необходимой несущей способности, что упрощает планировку.
b) Конструкция
Адаптивность пространственного разделения здания обеспечена за счет одного или нескольких из следующих признаков:
- несущие, частично открываемые вертикальные канальные элементы;
- промежуточное перекрытие, которое может быть отлито на месте и оснащено зарезервированными местами для лестничных проемов;
- зона съемной установочной пластины на промежуточном перекрытии, по меньшей мере, в возможной душевой зоне;
- подвесной потолок, внутри которого могут быть расположены каналы и кабели.
Такая конструкция обеспечивает возможность легко менять планировки комнат, а также вносить изменения в долгосрочное техническое обслуживание и ремонт.
Один из важных признаков заключается в несущей конструкции здания. Она содержит раскрытые выше несущие вертикальные канальные элементы и перекрытия, которые делят здание на этажи. Это требует соединения перекрытий и вертикальных канальных элементов в жесткую конструкцию. Каждый из канальных элементов проходит вертикально по всей высоте одного этажа, при этом совмещаемые канальные элементы должны быть соединены друг с другом. Размещение указанных элементов может быть осуществлено, например, по шаблону. Верхний конец вертикального канального элемента представляет собой отливку, закрытую на уровне промежуточного перекрытия и соединенную с плитой перекрытия посредством литья или арматуры. В данном случае можно использовать заливочную кассету, изготовленную из стальной пластины и имеющую необходимые отверстия для вертикальных каналов. Когда необходимо полностью обновить водопроводно-канализационную сеть, ломают открываемую стену вертикальных канальных элементов, заменяют те части, которые следует заменить, после чего закрывают открываемую стену. Открываемая стена может представлять собой кирпичную стену, причем в этом случае вертикальный канальный элемент может содержать поперечину или балку на своем нижнем конце для поддержания кирпичной стены.
Вместо использования отливаемой конструкции перекрытия, можно предусмотреть, чтобы перекрытие было выполнено, например, из дерева. После этого, соответственно, необходимо выполнить соединение вертикальных канальных элементов с перекрытием.
На фиг. 10-14 показаны различные варианты использования каркасных секций и секций с лестничным колодцем. Секция с лестничным колодцем может быть использована сама по себе, как показано на фиг. 10, и, как таковая, образовывать здание. Вариант осуществления настоящего изобретения, показанный на фиг. 11, предусматривает наличие секции с лестничным колодцем и половины каркасной секции с каждой ее стороны. А на фиг. 12 показано, что с обеих сторон секции с лестничным колодцем расположены две полноразмерные каркасные секции. Кроме того, на фиг. 13 показано, что вместе с одной каркасной секцией используют две параллельные секции с лестничным колодцем. На фиг. 14 показано, что каркасная секция расположена между двумя секциями с лестничным колодцем. Как видно из этих двух примеров, настоящее изобретение обеспечивает значительную адаптивность даже лишь при изменении того, как скомбинированы указанные секции.
На фиг. 15 и 16 показано здание, имеющее жилые помещения и пространство для коммерческих помещений или других помещений с функцией, отличной от проживания. Коммерческое/другое пространство 34 может быть образовано, например, каркасными секциями. Здание с фиг. 15 содержит две каркасные секции, три секции с лестничным колодцем и небольшие каркасные секции 33 на концах здания. Здание разделено на пространственные модули 35, используемые для формирования жилых помещений различных размеров, а также коммерческих/других пространств. Разделение на коммерческое и жилое пространство имеет важное значение, поскольку различные правила и нормативы задают различные требования для различных пространств, например, в отношении удаления воздуха. Следует отметить, что размер пространственного модуля не ограничивает размер отдельных помещений или другого пространства за счет объединения указанных модулей, например, можно сформировать даже крупный магазин с открытым межэтажным перекрытием или офис. Удалять нельзя лишь вертикальные несущие элементы, например, вертикальные канальные колодцы, все другие стеновые конструкции можно легко модифицировать во время проектирования и срока эксплуатации здания.
На фиг. 17 и 18 проиллюстрирована одна из возможных компоновок пространственных единиц в жилые помещения или другие комнаты. На фиг. 18 блоки, показывающие, например, квартиру 36 или коммерческое пространство 34, изображены отдельно. Как видно на чертеже, за счет использования пространственных модулей можно сформировать квартиры или другие пространства различных размеров. На фиг. 19 схематично проиллюстрирована модифицируемость предлагаемого здания в течение срока его эксплуатации. Изменения в компоновке пространства представлены стрелками на фиг. 19. Например, жилые модули 37 и 38 с фиг. 17 модифицированы так, что угол жилого модуля 37 соединен со смежным модулем 38 с образованием более крупного объекта 42. Благодаря этому собственник большей квартиры может продать или сдать в аренду пространства, которые ему или не нужны, соседям, которым может понадобиться дополнительное пространство или помещения. Это позволяет регулировать размеры квартир под меняющиеся условия в течение жизни человека или семьи. Раньше это можно было обеспечить только, переехав в другую квартиру. Другой способ изменить размеры жилого помещения заключается в объединении двух совмещенных модулей. В данном случае, модули 39 и 40 с фиг. 17 соединены друг с другом с образованием большего модуля, представленного на фиг. 19. Стрелками на фиг. 19 показаны различные варианты того, как можно комбинировать или разделять существующее пространство согласно настоящему изобретению. Примеры изменений можно увидеть, сравнив фиг. 17 и 18 с фиг. 19 и 20. Различные перестановки можно осуществлять бесконечно.
Один из примеров несущей каркасной конструкции, выполненной в соответствии с настоящим изобретением, показан на фиг. 21. Основная часть рамы содержит вертикальные канальные элементы 11 и плиту 43 перекрытия или плиты, соединяющие вертикальные канальные элементы в поперечном направлении. Перекрытие может быть отлито на месте в виде цельной конструкции с вертикальными канальными элементами или может быть использована деревянная, железобетонная или другая конструкция, которая может быть достаточно жестко соединена с вертикальными канальными элементами. Несущий каркас может содержать несущие колонны 46 или несущие плиты 47. Несущие плиты 47 расположены у внешних кромок вертикальных канальных элементов 11 на внешних стенах. Колонны 46 также используются, главным образом, у внешних стен здания, но также могут быть использованы в любом месте, где требуется несущая способность и где отсутствует необходимость в использовании вертикального канального элемента. Например, периметр лестничного колодца спроектирован с использованием вертикальных канальных элементов 11 совместно с опорными плитами 47 и колоннами 46. В результате, лестницы 44 могут быть выполнены компактными и легковесными, так как им не надо удерживать вес и нагрузку конструкции здания. Площадь этажа может быть разделена на пространственные модули посредством ненесущих стен. Это позволяет легко преобразовывать и модифицировать поэтажный план. Каждый пространственный модуль должен иметь один вертикальный канальный элемент, ограничивающий стены по его периметру так, что внутри указанного пространственного модуля можно скомпоновать кухню и ванную комнату/туалет.
На фиг. 23 показан пример плана цокольного этажа согласно настоящему изобретению. На данном этаже имеются двери 48, обеспечивающие доступ в здание. Двери 48 могут вести непосредственно в комнату или квартиру или на лестницу 44 и к лифту 45. К примерам пространств, предусмотренных на данном этаже, можно отнести квартиру 49 с туалетом 50 и кухней 51 и большое открытое пространство 52. На фиг. 24 показан альтернативный вариант осуществления второго этажа. На этом этаже показаны различные варианты исполнения квартиры 53, а также больших пространств 54 для использования в других целях. На фиг. 25 показаны дополнительные варианты использования пространства на одном этаже. Доступ между этажами обеспечен посредством лестничного колодца, содержащего лестницу 44 и лифт 45 или через проемы 10 в межэтажном перекрытии 43. Указанные проемы могут содержать лестницу, лифт или и то, и другое. На фиг. 26 проиллюстрирован доступ между этажами.
Таким образом, выше были проиллюстрированы и раскрыты, а также изложены основополагающие новые признаки настоящего изобретения на примере предпочтительных вариантов его осуществления. При этом следует понимать, что специалист в данной области техники может предусмотреть различные исключения, замены и модификации форм и особенностей способа и устройства, не выходящие за пределы объема защиты настоящего изобретения. Например, однозначным образом предполагается, что все комбинации тех элементов и/или этапов способа, которые по существу обеспечивают один и тот же технический результат, подпадают под объем защиты настоящего изобретения. Замена элементов в одном раскрытом варианте осуществления настоящего изобретения элементами из другого варианта, также полностью имеются в виду и учитываются. Также следует понимать, что чертежи не обязательно выполнены в масштабе, а являются исключительно по своей сути схематическими. Таким образом, настоящее изобретение ограничено только объемом, заданным прилагаемой формулы.
1. Концептуальное здание, содержащее по меньшей мере одну пространственную часть, содержащую перекрытие (43), определяющее площадь пространственной части и по меньшей мере один участок ненесущей стены (27), ограничивающей периметр перекрытия, и по меньшей мере один несущий вертикальный канальный элемент (11), ограничивающий периметр перекрытия и имеющий по меньшей мере одну вертикальную закрывающую стену, выполненную с возможностью по меньшей мере ее частичного открытия для обеспечения доступа внутрь указанного элемента (11), при этом указанный по меньшей мере один несущий вертикальный канальный элемент соединен с перекрытием с образованием несущей решетки.
2. Концептуальное здание по п. 1, отличающееся тем, что оно содержит по меньшей мере две пространственные части (4, 5), каждая из которых ограничена по меньшей мере с одной стороны несущими вертикальными канальными элементами (11), имеющими несущий каркас (13) и по меньшей мере одну стену (12), выполненную с возможностью по меньшей мере частичного открытия для обеспечения доступа к внутренней части указанного элемента, причем указанный каркас (13) и указанная стена (12) ограничивают внутреннее пространство.
3. Концептуальное здание по п. 1 или 2, отличающееся тем, что имеется по меньшей мере одна пространственная часть (4, 5), которая ограничена по меньше мере с двух противоположных сторон по меньшей одним несущим вертикальным канальным элементом (11).
4. Концептуальное здание по п. 1 или 2, отличающееся тем, что по меньшей мере одна пространственная часть (4, 5) ограничена по меньшей мере с одной стороны ненесущей стеной (27).
5. Концептуальное здание по п. 1, отличающееся тем, что участки стены (12) вертикального канального элемента (11), выполненные с возможностью открытия, представляют собой ненесущие конструкции.
6. Концептуальное здание по п. 1 или 2, отличающееся тем, что вертикальные канальные элементы (11) имеют четырехугольное поперечное сечение и содержат три несущие стены и одну открываемую стену (12).
7. Концептуальное здание по п. 1, отличающееся тем, что пространственные элементы ограничены перекрытием, выполненным, например, отлитым на месте.
8. Концептуальное здание по любому из пп. 1, 2, 5, 7, отличающееся тем, что перекрытия содержат по меньшей мере один зарезервированный проем для прохода между совмещенными этажами.
9. Концептуальное здание по п. 1, отличающееся тем, что пространственный элемент содержит открываемый подвесной потолок.
10. Концептуальное здание по п. 1, отличающееся тем, что по меньшей мере один каркасный модуль (1) ограничен с двух противоположных сторон вертикальными канальными элементами (11), причем указанный каркасный модуль имеет вход, по меньшей мере, на цокольном этаже и предпочтительно по меньшей мере два этажа и зарезервированные проемы для прохода между совмещенными этажами.
11. Концептуальное здание по п. 1, отличающееся тем, что по меньшей мере одна секция с лестничным колодцем ограничена с двух противоположных сторон вертикальными канальными элементами и содержит по меньшей мере два перекрытия и по меньшей мере один элемент с лестничным колодцем для прохода между лежащими напротив друг друга перекрытиями.
12. Концептуальное здание по п. 1, отличающееся тем, что несущий каркас здания состоит из вертикальных канальных элементов (11), соединенных посредством перекрытий в несущий решетчатый каркас.
13. Несущий вертикальный канальный элемент (11) для строительства здания, содержащий несущий каркас (13) и по меньшей мере одну стену (12), выполненную с возможностью по меньшей мере частичного открытия для обеспечения доступа внутрь указанного элемента, причем каркас (13) и стена (12) ограничивают внутреннее пространство, по меньшей мере один канал (21, 22), расположенный в пространстве, ограниченном каркасом (13) и стеной (12), и элементы для соединения вертикального канального элемента (11) с по меньшей мере одним элементом перекрытия так, что вертикальный канальный элемент воспринимает, по меньшей мере, вертикальную нагрузку от элемента перекрытия.
14. Несущий вертикальный канальный элемент (11) по п. 13, отличающийся тем, что несущий каркас (13) имеет продольный размер, определяемый наибольшей длиной каркаса (13), причем указанный, по меньшей мере, канал проходит в указанном продольном направлении несущего каркаса (13).
15. Несущий вертикальный канальный элемент по п. 13 или 14, отличающийся тем, что участки стены (12) вертикальных канальных элементов (11), выполненные с возможностью открытия, представляют собой ненесущие конструкции.
16. Несущий вертикальный канальный элемент по п. 13 или 14, отличающийся тем, что вертикальные канальные элементы (11) имеют четырехугольное поперечное сечение и содержат три несущие стены и одну открываемую стену (12).
17. Несущий вертикальный канальный элемент по п. 13 или 14, отличающийся тем, что вертикальные канальные элементы (11) имеют четырехугольное поперечное сечение, имеющее несущую стену по периметру и несущую разделительную стену (15).
18. Несущий вертикальный канальный элемент по п. 13 или 14, отличающийся тем, что элементы для соединения вертикального канального элемента (11) и по меньшей мере одного элемента перекрытия представляют собой нижнюю и верхнюю поверхности вертикального канального элемента (11).
19. Несущий вертикальный канальный элемент по п. 13 или 14, отличающийся тем, что вертикальные канальные элементы (11) содержат соединительные конструкции, выполненные с возможностью направления, по меньшей мере, вертикальных нагрузок от элементов перекрытий к вертикальным канальным элементам.
20. Несущий вертикальный канальный элемент по п. 13 или 14, отличающийся тем, что предусмотрены элементы для формирования прохода от одного совмещаемого вертикального канального элемента к другому и, по возможности, через перекрытие, например заливочная кассета (17).
21. Способ обеспечения адаптивного здания, содержащий следующее:
обеспечивают по меньшей мере одну пространственную часть, содержащую перекрытие (43), определяющее площадь пространственной части и по меньшей мере один участок ненесущей стены (27), ограничивающей периметр перекрытия, и по меньшей мере один несущий вертикальный канальный элемент (11), ограничивающий периметр перекрытия и имеющий по меньшей мере одну вертикальную закрывающую стену, выполненную с возможностью по меньшей мере ее частичного открытия для обеспечения доступа внутрь указанного элемента (11), и
разделяют пространственную часть на по меньшей мере два пространственных модуля, причем по меньшей мере часть стены каждого модуля ограничена вертикальным канальным элементом для обеспечения доступа внутрь вертикального канального элемента.
22. Способ обеспечения адаптивного здания по п. 21, в котором пространственную часть разделяют на пространственные модули посредством ненесущих стен.
23. Способ обеспечения адаптивного здания по п. 21 или 22, в котором поэтажный план по меньшей мере на одном этаже меняют по меньшей мере один раз во время срока эксплуатации здания.
24. Способ обеспечения адаптивного здания по любому из пп. 21-23, в котором формируют несущую решетку вертикального канального элемента (11) и перекрытия, причем по меньшей мере часть нагрузок в вертикальном направлении воспринимают вертикальные канальные элементы.
