Быстровозводимое энергоэффективное малоэтажное здание

Полезная модель относится к строительству быстровозводимых малоэтажных энергоэффективных зданий. Здание, включает фундамент, установленный на нем жесткий каркас, состоящий из нижнего и верхнего обвязочных контуров и вертикальных стоек между ними, пол, стеновые панели с утеплителем, по меньшей мере одно перекрытие и кровлю. Жесткий каркас здания снабжен балками, укрепленными по периметру на верхнем обвязочном контуре каждого этажа, вертикальные стойки и балки выполнены из деревянных двутавровых профилей. Стеновые панели выполнены из толстолистового пенополистирола, при этом в толстолистовом пенополистироле со стороны обращенной внутрь здания выполнены выборки соответствующие размерам и местоположению элементов каркаса и каждый лист смонтирован с наружной стороны стеновой панели таким образом, что каркас располагается внутри листов пенополистирола, а толщина листа равняется толщине стеновой панели, с внутренней стороны стеновой панели выборки заполнены пенополистиролом заподлицо.

Полезная модель относится к области строительства, а более конкретно к быстровозводимым малоэтажным энергоэффективным сооружениям, и может быть использована в пригородном и сельском строительстве при возведении зданий различного функционального назначения, преимущественно жилого.

Из уровня техники известно малоэтажное быстровозводимое здание, включающее фундамент, опорные стойки, плиты перекрытий, стеновые конструкции, в котором фундамент выполняют ленточным или столбчатым, на него укладывают балки размером 1000-4500 мм и перфорированные плиты перекрытия, наносят тонкую стяжку, закладывают обвязочную балку, опорные стойки выполняют из деревянного бруса, к которым крепят стеновые плиты из бетона с наполнителем, монтируют каркасные сетки, наносят слой торкретбетона и отделку, см., описание к пат. RU на изобретение 2387772, кл. E04H 1/02, опубликован 27.04.2010. В известном изобретении использован облегченный несущий каркас из деревянного бруса, однако стеновые конструкции выполнены из бетона, что требует привлечения подъемного оборудования при монтаже и усиления несущего каркаса.

Известно малоэтажное здание см., описание к пат. RU на полезную модель 76037, кл. E04B 1/343, опубликован 10.09.2008, или быстровозводимое здание см., описание к пат. RU на полезную модель 115795, кл. E04B 1/343, опубликован 10.05.2012, в которых несущие элементы каркаса выполнены сборными в виде соединенных между собой через промежуточные элементы швеллеров или двутавров. Указанные известные здания характеризуются повышенной жесткостью, прочностью и легкостью несущих конструкций каркаса, что в конечном итоге улучшает технологичность монтажа.

Известно энергоэффективное малоэтажное здание включающее фундамент, жесткий каркас здания образованный деревянными обвязочными контурами и вертикальными стойками, наружные и внутренние стены, перекрытия, сформированные на базе многослойных строительных панелей, скрепленных между собой и смонтированных на фундаменте, причем каждая многослойная строительная панель содержит внутренний каркас, выполненный в виде рамы, перфорированные металлические профили, наружную и внутреннюю листовые обшивки, соединенные с рамой, и размещенный внутри панели утеплитель, содержащий слой засыпного карбамидного пенопласта, см., описание к пат. RU на полезную модель 110793, кл. E04H 1/00, опубликован 27.11.2011. Указанное известное здание, принято в качестве прототипа как наиболее близкий по назначению, технической сущности и достигаемому результату аналог. Согласно описанию прототип характеризуется, повышением скорости монтажа, устойчивости и пространственной жесткости, понижением теплопроводности наружных и внутренних стен, потолка и пола.

Недостатком прототипа является то, что в нем стеновые панели обязательно содержат внутренний каркас, выполненный в виде рамы и металлические профили, что значительно усложняет конструкцию и технологию их изготовления, увеличивает массу. Кроме того, засыпной утеплитель, используемый в панелях, обладает способностью со временем слеживаться и увлажняться за счет конденсата, что отрицательно сказывается на долговечности. Указанные недостатки прототипа существенно ограничивают возможность его практической реализации.

Полезная модель направлена на достижение технического результата, который выражается в обеспечении возможности реализации бескаркасной стеновой панели роль которого выполняет облегченный каркас здания, при этом обшивки и утеплитель стеновых панелей выполнены из одного листа материала. В конечном итоге, указанный технический результат позволяет упростить конструкцию и технологию здания. При этом в полезной модели максимально сохранены все положительные свойства прототипа, в том числе хорошая устойчивость и пространственная жесткость, высокая энергоэффективность.

Указанный технический результат достигается тем, что быстровозводимое энергоэффективное малоэтажное здание, включающее фундамент, установленный на нем жесткий каркас, состоящий из нижнего и верхнего обвязочных контуров образованных из деревянных брусьев и вертикальных стоек между ними, пол, стеновые панели с утеплителем, по меньшей мере одно перекрытие и кровлю, отличается от прототипа тем, что жесткий каркас здания снабжен балками, укрепленными по периметру на верхнем обвязочном контуре каждого этажа, вертикальные стойки и балки выполнены из деревянных двутавровых профилей, стеновые панели выполнены из толстолистового пенополистирола, при этом в тол стол истовом пенополистироле со стороны обращенной внутрь здания выполнены выборки соответствующие размерам и местоположению элементов каркаса и каждый лист смонтирован с наружной стороны стеновой панели таким образом, что каркас располагается внутри листов пенополистирола, а толщина листа равняется толщине стеновой панели, с внутренней стороны стеновой панели выборки заполнены пенополистиролом заподлицо.

Оптимальным, с точки зрения достижения указанного технического результата, являются что вертикальные стойки установлены в углах здания и между углами с шагом от 1000 до 1500 мм, каждая балка выполнены в виде двух скрепленных между собой деревянных двутавровых профилей, а ширина деревянных брусьев обвязочного контура и высота двутаврового профиля составляют 140 мм. Целесообразно скрепление элементов жесткого каркаса здания между собой посредством металлических угловых пластин или перфорированных плоских пластин, скрепляющая поверхность которых выполнена зубчатой, а скрепление листов толстолистового пенополистирола с каркасом и между собой посредством герметизирующего клея. Во всех случаях реализации здания возможно выполнение фундамента ленточным, или столбчатым, или в виде бетонной плиты, а также выполнение пола и перекрытия из деревянного двутаврового профиля.

В основу полезной модели положено оригинальное техническое решение выполнения каркаса, стеновых панелей и перекрытий из минимального набора сортамента и типа строительных материалов. По существу все указанные элементы конструкции здания выполняются согласно полезной модели из деревянного бруса, деревянного двутаврового профиля и толстолистового пенополистирола. При этом, из указанных материалов стандартного погонажного профиля может быть смонтировано практически на любом фундаменте без использования специального подьемно-транспортного и технологического оборудования непосредственно на объекте в течении двух недель одно-, двухэтажное теплое здание. Конструкция здания позволяет обеспечить самую разнообразную поэтажную внутреннюю и наружную планировку. Стеновое ограждение здания практически представляет собой цельный однослойный блок из пенополистирола, охватывающий каркас и образующий внешнюю и внутреннюю поверхности стеновой панели без вставок, доборов, перемычек и т.п., что позволяет достичь максимальной энергоэффективности здания при минимальной массе конструкции. Геометрическая точность и однородность как внутренней так и внешней поверхности стеновых панелей позволяет ограничиться их минимальной чистовой отделкой. Толстолистовой пенополистирол позволяет посредством термоножа точно и быстро вырезать из него и в нем любые формы, необходимые для монтажа на каркасе и прокладки различных внутренних сетей и коммуникаций. Все конструктивные элементы здания легко и надежно соединяются между собой простыми и доступными средствами с образованием легкого и жесткого сооружения.

Все отличительные от прототипа признаки быстровозводимого энергоэффективного малоэтажного здание направлены на получение технического результата, а именно, упрощение его конструкции и повышение технологичности при монтаже.

Техническое решение, характеризующееся описанной совокупностью существенных признаков, является новым и промышленно применимым. Техническое решение иллюстрировано чертежами.

На фигуре 1 изображен общий вид быстровозводимого энергоэффективного малоэтажного здание; на фиг.2 - разрез A-A на фиг.1 с увеличением; на фиг.3 - узел I на фиг.1 с увеличением; на фиг.4 - элементы каркаса скрепленные металлическими плоскими и угловыми пластинами; на фиг.5 - пол или перекрытие в виде пакета деревянных двутавровых профилей.

Быстровозводимое энергоэффективное малоэтажное здание, включает фундамент 1 на котором смонтирован жесткий каркас. Каркас содержит нижний 2, верхний 3 обвязочные контуры, установленные между ними вертикальные стойки 4 и укрепленные по периметру на верхнем обвязочном контуре 3 балки 5. Обвязочные контуры 2 и 3 образованы из деревянных брусьев предпочтительно шириной 140 мм. Нижний 2 обвязочный контур состоит, как это изображено на фигурах, из двух уложенных один на другой деревянных брусьев. Вертикальные стойки 4 установлены в углах здания и между углами с шагом от 1000 до 1500 мм. Каждая вертикальная стойка 4 выполнена из деревянного двутаврового профиля, а каждая балка 5 выполнены в виде двух скрепленных между собой деревянных двутавровых профилей, причем высота указанных двутавровых профилей составляет, предпочтительно 140 мм. Скрепление элементов жесткого каркаса здания между собой осуществляется посредством металлических перфорированных плоских пластин 6 с зубчатой поверхность или угловых пластин 7.

Здание так же содержит пол 8, стеновые панели 9, перекрытие 10 и кровлю 11. На фигуре 1 пол условно не обозначен, а перекрытие 10 представлено обычной балкой. Пол 8 и перекрытие 10, как это показано на фигуре 5, могут быть образованы уложенными в пакет деревянными двутавровыми профилями, аналогичными тем из которых выполнены вертикальные стойки 4. Принципиально здание может состоять из несколько этажей с перекрытием на каждом этаже, на фигурах изображено одноэтажное здание с одним перекрытием 10.

Каждая стеновая панель 9 имеет наружную и внутреннюю поверхности образованные слой утеплителя 12. Фактически стеновая панель 9 представляет собой моноблок утеплителя 12 из толстолистового пенополистирола, при этом толщина стеновой панели 9 равняется толщине листа пенополистирола. На фигуре 1 в разрезе каркас здания изображен без утеплителя 12. Угловые и промежуточные вертикальные стойки 4 с укрепленным на них утеплителем 12 представлены на фигуре 2, где стойки 4 расположены внутри листов пенополистирола утеплителя 12. Каждый лист пенополистирола утеплителя 12 имеет со стороны обращенной внутрь здания выборки соответствующие размерам и местоположению элементов каркаса (вертикальных стоек 4 как это показано на фигуре 2). С внутренней стороны стеновой панели 9 выборки заполнены заподлицо например вставками 13 из пенополистирола. Листы пенополистирола соединены с каркасом, между собой и со вставками посредством герметизирующего клея. Для повышения надежности крепления листы пенополистирола могут быть соединены с каркасом посредством винтов с большой шляпкой, установленных с наружной стороны стеновой панели 9 (на фигурах не обозначены).

Монтаж быстровозводимого энергоэффективного малоэтажного здание осуществляется следующим образом.

Каркас здания монтируют на фундаменте 1, который может быть выполнен ленточным, или столбчатым, или сборным, или в виде бетонной плиты (как показано на фигуре 2). По периметру будущего здания на фундаменте 1 выкладывают нижний обвязочный контур 2 который состоит из двух уложенных один на другой деревянных брусьев шириной 140 мм. На нижний обвязочный контур 2 устанавливают в углах здания и между углами с шагом от 1000 до 1500 мм вертикальные стойки 4 каждая из которых выполнена из деревянного двутаврового профиля. Высота двутаврового профиля составляет также как и ширина деревянного бруса 140 мм что упрощает их стыковку. Вертикальные стойки 4 крепят к нижнему обвязочному контуру 2 посредством металлических перфорированных плоских пластин 6 с зубчатой поверхностью или угловых пластин 7. Сверху на вертикальные стойки 4 укладывают верхний обвязочный контур 3, который состоит из деревянных брусьев шириной 140 мм. По всему периметру контура 3 монтируют балки 5 выполненные в виде двух скрепленных между собой деревянных двутавровых профилей высотой также 140 мм. На балку 5 укладывают еще один верхний обвязочный контур 3. Далее монтируют перекрытие 10 и кровлю 11. В случае двухэтажного здания, второй этаж монтируют на перекрытии 10 аналогично первому этажу. Деревянные элементу конструкции крепят между собой посредством металлических перфорированных плоских пластин 6 с зубчатой поверхностью или угловых пластин 7.

На каркас монтируют стеновые панели 9. В листе пенополистирола толщиной 200-300 мм со стороны обращенной внутрь здания посредством термоножа делают выборки соответствующие размерам и местоположению элементов каркаса. Места соприкосновения каркаса и утеплителя 12 покрывают слоем герметизирующего клея, после чего подготовленный лист пенополистирола вставляют в каркас с наружной стороны здания. Таким образом лист за листом одевают снаружи весь каркас, оставляя сквозные проемы для окон и дверей. Образовавшиеся в утеплителе 12 на внутренней поверхности стеновых панелей 9 выемки, в которых видны элементы каркаса, предварительно покрывают герметизирующим клеем, после чего заполняют заподлицо например вставками 13 из пенополистирола. Таким образом, получается стеновая панель 9, толщиной 200-300 мм полностью состоящая из утеплителя 12 с каркасом заключенным внутри и ровными внутренней и наружной поверхностями. Наружная и внутренняя отделка поверхностей толстолистового пенополистирола, производится оштукатуриванием с использованием существующих в строительстве технологий. Энергоэффективность полученных стеновых ограждающих конструкций на 70-80% превышает существующие нормативные требования.

Описанные выше пример реализации быстро-возводимого энергоэффективного малоэтажного здания не является исчерпывающим и приведен только с целью пояснения полезной модели и подтверждения ее промышленной применимости. Специалисты в данной области могут улучшить ее и (или) осуществить альтернативные варианты в пределах сущности данной полезной модели, отраженной в ее описании.

1. Быстровозводимое энергоэффективное малоэтажное здание, включающее фундамент, установленный на нем жесткий каркас, состоящий из нижнего и верхнего обвязочных контуров и вертикальных стоек между ними, пол, стеновые панели с утеплителем, по меньшей мере одно перекрытие и кровлю, при этом обвязочные контуры образованы из деревянных брусьев, отличающееся тем, что жесткий каркас здания снабжен балками, укрепленными по периметру на верхнем обвязочном контуре каждого этажа, вертикальные стойки и балки выполнены из деревянных двутавровых профилей, стеновые панели выполнены из толстолистового пенополистирола, при этом в толстолистовом пенополистироле со стороны, обращенной внутрь здания, выполнены выборки, соответствующие размерам и местоположению элементов каркаса, и каждый лист смонтирован с наружной стороны стеновой панели таким образом, что каркас располагается внутри листов пенополистирола, а толщина листа равняется толщине стеновой панели, с внутренней стороны стеновой панели выборки заполнены пенополистиролом заподлицо.

2. Здание по п.1, отличающееся тем, что вертикальные стойки установлены в углах здания и между углами с шагом от 1000 до 1500 мм.

3. Здание по п.2, отличающееся тем, что каждая балка выполнены в виде двух скрепленных между собой деревянных двутавровых профилей.

4. Здание по п.3, отличающееся тем, что ширина деревянных брусьев обвязочного контура и высота двутаврового профиля составляют 140 мм.

5. Здание по п.4, отличающееся тем, что элементы жесткого каркаса здания скреплены между собой посредством металлических перфорированных плоских или угловых пластин.

6. Здание по п.5, отличающееся тем, что скрепляющая поверхность плоских металлических перфорированных пластин выполнена зубчатой.

7. Здание по п.6, отличающееся тем, что листы толстолистового пенополистирола соединены с каркасом и между собой посредством герметизирующего клея.

8. Здание по любому из пп.2-7, отличающееся тем, что фундамент выполнен ленточным, или столбчатым, или в виде бетонной плиты.

9. Здание по любому из пп.2-7, отличающееся тем, что пол и перекрытие первого этажа образованы деревянными двутавровыми профилями.