Пустотна стіна

1. Пустотна стіна, що складається із двох паралельних панелей і внутрішніх поперечних вертикальних стійок, з'єднаних з ними й розташованих у просторі між панелями з утворенням пустот, яка відрізняє ться тим, що внутрішні поперечні вертикальні стійки мають поперечну ширину, меншу, ніж відстань між двома паралельними панелями, а уздовж напрямку стіни внутрішні поперечні вертикальні стійки поперемінно жорстко з'єднані з панелями тільки однією зі своїх торцевих сторін, а з іншого вільного торця стійок між ним і іншою панеллю утворений зазор, ширина якого становить 4-50 % відстані між двома паралельними панелями, при цьому наявні пустоти між двома паралельними панелями й поперечними вертикальними стійками виконані сполученими через зазори, причому паралельні панелі й одна або більше внутрі U 2 26042 1 3 26042 однакових за товщиною внутрішніх поперечних вертикальних перегородок-стійок, зв'язаних з ними й розташованих у просторі між панелями однакової товщини, з утворенням порожнеч, яка виготовляється при допомозі відомої опалубки на місці зведення об'єкта - будівлі або споруди [2]. Кожна з поперечних вертикальних перегородок-стійок має поперечну ширину, рівн у відстані між двома паралельними панелями, і жорсткий зв'язок з ними. Таким чином, дві паралельні панелі жорстко з'єднані одна з одною, а порожнечі між двома паралельними панелями й поперечними вертикальними перегородками-стійками виконані ізольованими друг від друга. Загальними ознаками відомої конструкції є наявність двох паралельних панелей і внутрішніх поперечних вертикальних стійок, зв'язаних з ними й розташованих у просторі між панелями, з утворенням порожнеч. До недоліків відомої конструкції можна віднести наявність «містків» холоду й звуку внаслідок жорсткого з'єднання двох паралельних панелей між собою через вертикальні внутрішні стійкиперемички. Це приводить до зниження теплового опору стіни і її звукоізолюючих властивостей. В основу корисної моделі поставлене задача вдосконалення конструкції пустотної стіни, у якій за рахунок інших конструктивних особливостей, досягається усунення «містків» холоду й звуку при забезпеченні стійкості стіни за рахунок максимально можливого збереження ширини її опори, а також управління технологічними параметрами стіни за рахунок варіювання товщини паралельних панелей і внутрішніх поперечних вертикальних стійок, а також ширини зазору, що приводить до збільшення теплового й звукового опору стіни й створення конструкції будівлі або споруди типу «термос» при зниженні матеріальних витрат на зведення й наступну експлуатацію будівель і споруд зі стін пропонованої конструкції. Поставлена задача досягається тим, що в пустотній стіні, що складається із двох паралельних панелей і внутрішніх поперечних вертикальних стійок, зв'язаних з ними й розташованих у просторі між панелями, з утворенням порожнеч, відповідно до корисної моделі, внутрішні поперечні вертикальні стійки мають поперечну ширину меншу, чим відстань між двома паралельними панелями, а уздовж напрямку стіни внутрішні поперечні вертикальні стійки поперемінно жорстко з'єднані з панелями тільки однією зі своїх торцевих сторін, а з іншого вільного торця стійок між ним і іншою панеллю утворений зазор, ширина якого становить 4-50% відстані між двома паралельними панелями, при цьому наявні порожнечі між двома паралельними панелями й поперечними вертикальними стійками виконані сполученими через зазори, причому, паралельні панелі й одна або більше внутрішні поперечні вертикальні стійки виконані з однаковою або різною заданою товщиною, залежно від розв'язуваних завдань. Крім того, у певних випадках виконання, пропонована пустотна стіна характеризується наступними ознаками: - в одній і більше порожнечах стіни розміщені 4 додаткові вертикальні стійки, кожна з яких жорстко з'єднана тільки з однією зі стійок і з панеллю, з якою жорстко з'єднана ця стійка, при цьому між найближчою стійкою й протилежною панеллю є зазори, причому додаткові вертикальні стійки поперемінно жорстко з'єднані або з однією, або з іншою паралельною панеллю; - вона забезпечена арматурою, розташованою горизонтально усередині між паралельними панелями, і пропущеною крізь внутрішні поперечні вертикальні стійки, при цьому арматура, маючи жорсткий зв'язок зі стійками, з'єднаними жорстко з однією із паралельних панелей, вільно проходить через отвори крізь інші стійки, які жорстко з'єднані із протилежною паралельною панеллю; - одна з паралельних панелей, що є несучою в конструкції споруди або будівлі, має більшу товщину, чим інша, що є не несучою; - додаткові вертикальні стійки забезпечені арматурним каркасом. У результаті використання корисної моделі, що заявляється, забезпечується одержання технічного результату, який полягає в усуненні «містків» холоду й звуку при забезпеченні стійкості пустотної стіни за рахунок максимально можливого збереження ширини її опори, а також в управлінні технологічними параметрами стіни за рахунок варіювання товщини паралельних панелей і внутрішніх поперечних вертикальних стійок, а також ширини зазору. За рахунок того, що внутрішні поперечні вертикальні стійки мають поперечну ширину меншу, чим відстань між двома паралельними панелями, з боку їхнього вільного торця між ними й протилежними панелями утворюється зазор, шириною 450% відстані між двома паралельними панелями, наявність якого усуває жорсткий зв'язок між паралельними панелями й перешкоджає теплозвукопереносу через конструктив стіни, що аналогічно усуненню «містків» холоду й звуку в конструктиві стіни в порівнянні із прототипом. Жорстке поперемінне з'єднання стійок з панелями уздовж напрямку стіни тільки однією зі своїх торцевих сторін, дозволяє забезпечити стійкість пустотної стіни за рахунок максимально можливого збереження ширини її опори. Виконання паралельних панелей, а також і внутрішніх поперечних вертикальних стійок з різною товщиною, дозволяє гнучко управляти технологічними параметрами стіни, такими як її вага, несуча здатність, а також тепловий і звуковий опір стіни. При цьому, наявні сполучення порожнеч через зазори між двома паралельними панелями й поперечними вертикальними стійками, полегшує умови їхнього заповнення теплозвуковим матеріалом шляхом ін'єктування. Таким чином, конструктивні особливості запропонованої пустотної стіни дозволяють зводити будівлі або споруди типу «термос» при відсутності жорсткого зв'язку між паралельними панелями стіни. У цілому відмітні ознаки конструкции, що заявляється, є суттєвими і необхідними для досягнення нового технічного результату. За наявними в заявників відомостями, сукупність суттєвих ознак, які характеризують сутність корисної моделі, що заявляється, не відома з рівня 5 26042 техніки, що дозволяє зробити висновок про її відповідність критерію «новизна». Запропонована корисна модель може бути неодноразово здійснена й використана при будівництві будівель і споруд із одержанням очікуваного технічного результату, що дозволяє зробити висновок про її відповідність критерію «промислова придатність». Таким чином, корисна модель, що заявляється, відповідає всім умовам її патентоспроможності. Сутність корисної моделі пояснюється кресленнями, де зображені: на Фіг.1 - загальний вигляд зверху пропонованої пустотної стіни; на Фіг.2 - те ж по Фіг.1, з додатковими стійками; а на Фіг.3 - те ж по Фіг.1, з горизонтальною арматурою. На кресленнях позначено: 1 - перша й 2 - друга паралельні панелі; 3 - внутрішні поперечні вертикальні стійки; 4 - зазор між панеллю й вертикальною стійкою; 5 - порожнечі; 6 - додаткова вертикальна стійка, що з'єднана з панеллю 1; 7 додаткова вертикальна стійка, що з'єднана з панеллю 2; 8 - горизонтальна арматура; 9 - арматурний каркас додаткових вертикальних стійок 6 і 7; 10 - отвори у вн утрішніх поперечних вертикальних стійках. Пустотна стіна з 60% пустотою складається із двох паралельних панелей 1 і 2 та вертикальних поперечних стійок 3, зв'язаних з ними й розташованих у просторі між панелями, з утворенням порожнеч. Внутрішні поперечні вертикальні стійки 3 мають поперечну ширину меншу, чим відстань між двома паралельними панелями 1 і 2. Уздовж напрямку стіни стійки 3 поперемінно жорстко з'єднані з панелями 1 або 2 тільки однією зі своїх торцевих сторін, а з іншого вільного торця стійок 3 між ним і іншою панеллю утворений зазор 4, ширина якого становить 4-50% відстані між двома паралельними панелями. При цьому порожнечі 5, що утворені між двома паралельними панелями 1 і 2 і поперечними вертикальними стійками 3 виконані сполученими через зазори 4. Причому, паралельні панелі 1 або 2 і одна або більше внутрішні поперечні вертикальні стійки 3, а так само відстань між ними можуть бути виконані з однаковою або різною заданою товщиною, залежно від розв'язуваних завдань. Вид теплозвукоізоляційного матеріалу, яким заповнюють порожнечі 5 стіни вибирають також залежно від умов експлуатації й призначення об'єктів, що зводять. Панелі 1, 2 та вертикальні стійки 3 можуть бути виконані з будь-якого конструкційного будівельного матеріалу з різними функціональними добавками залежно від необхідних властивостей, наприклад із дрібнозернистого фібробетону із прискорювачем твердіння, наприклад нітрату кальцію. Для збільшення стійкості й несучої здатності в одній і більше порожнечах 5 стіни можуть бути розміщені додаткові вертикальні стійки 6 або 7, кожна з яких жорстко з'єднана тільки з однією зі стійок 3 і з панеллю 1 або 2, з якою жорстко з'єднана ця стійка 3, причому додаткові вертикальні стійки 6 або 7 поперемінно жорстко з'єднані або з однією, або з іншою паралельною панеллю 1 або 2. Наприклад, додаткова вертикальна стійка 6 з'єднана з панеллю 1, а додаткова вертикальна стійка 7 з'єднана з панеллю 2. При цьому між най 6 ближчою стійкою 3 і протилежними панелями 1 або 2 є зазори 4. Для збільшення стійкості об'єктів, що споруджують зі стін пропонованої конструкції, стіна може бути забезпечена арматурою 8, розташованою горизонтально усередині між паралельними панелями 1 і 2, та пропущеною крізь внутрішні поперечні вертикальні стійки 3. При цьому арматура 8, маючи жорсткий зв'язок зі стійками 3, з'єднаними жорстко з однією з паралельних панелей, наприклад 1, вільно проходить через отвори 10 крізь інші стійки 3, які жорстко з'єднані із протилежною паралельною панеллю, наприклад 2. Залежно від розв'язуваних завдань, одна з паралельних панелей, наприклад 1, що є несучою, і на яку опираються плити перекриття в конструкції будівлі або споруди, має товщин у більшу, наприклад, в 1,5-2,0 рази, чим інша, наприклад 2, що є не несучою. Для підвищення несучої здатності додаткових вертикальних стійок 6 і 7 вони можуть бути забезпечені арматурним каркасом 9. Пропонована пустотна стіна може мати, наприклад, такі розміри: відстань між паралельними панелями - 0,25м; товщина панелей і вертикальних стійок - 0,05м; відстань між стійками - 0,25м; ширина зазору - 0,05м. При цьому, при використанні дрібнозернистого фібробетону марки 40МПа ефективна міцність стіни висотою 3 м складе 10МПа. Величина теплового опору даної стіни у випадку заповнення її порожнеч теплозвукоізоляційним матеріалом, наприклад пеноізолом з коефіцієнтом теплопровідності 0,03Вт/м К, складе 2,5м 2К/Вт. Втрати тепла при цьому, наприклад, через 100кв. м стіни при температурі зовнішнього повітря - 20°С і температурі усередині приміщення +20°С, складуть 1,6кВт у порівнянні із втратами через стіну товщиною 0,65м з керамічної цегли в аналогічних умовах, які складуть 4,8кВт. Це означає зменшення теплових втрат в 3 рази за рахунок усунення «містків» холоду й звуку в пропонованій стіні. Пропонована пустотна стіна виготовляється на місці зведення об'єкта - будівлі або споруди, за відомою технологією укладання бетону за допомогою відомої переставної опалубки, наприклад [2]. Дана технологія дозволяє зводити із дрібнозернистого бетону елементи пустотної стіни, що складаються з паралельних панелей і вертикальних стійок, з'єднаних з ними. Зазначені елементи стіни формуються пошарово по висоті споруди в зазорах між поперечними стінками опалубки й стінками пустото утворювачів, а також і в зазорах між стінками самих пустото утворювачів. Вертикальні стійки, при цьому, монолітно зв'язані з формованими паралельними панелями. Якщо в зазори, у яких формуються вертикальні стійки, вставити біля панелей розділові пластини, що перекривають повністю ширину зазору, то з тієї сторони, де стоїть розділова пластина, буде утворюватися зазор 4 із шириною, що залежить від її товщини, а де її ні, буде утворюватися монолітне з'єднання вертикальної стійки 3 з панелями 1 або 2. Таким чином, у процесі поетапного формування пустотної стіни буде виходити конструкція пустотної стіни, що заявляється, де вертикальні стійки 3 з'єднані з паралельними панелями 1 або 2 тільки однією сторо 7 26042 ною, а з іншої сторони між торцем стійки 3 і протилежною панеллю буде зазор 4, причому з'єднання вертикальних стійок 3 з панелями 1 або 2 здійснюється поперемінно в напрямку уздовж стіни, а ширина зазору становить 4-50% товщини стіни. При цьому, наявність зазорів 4 між порожнечами 5 полегшує умови заповнення порожнеч стіни тепло 8 звукоізоляційними матеріалами шляхом ін'єктування. Технічні параметри корисної моделі, що заявляється, зі стінами із дрібнозернистого фібробетону, марки 40МПа, з порожнечами, що заповнені пеноізолом з коефіцієнтом теплопровідності 0,03Вт/мК, представлені в табл. 1. Таблиця 1 Значення технічних і експлуатаційних параметрів пропонованої пустотної стіни № 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. Найменування показника Маса 1кв. м стіни, кг Ефективна міцність, МПа Тепловий опір, м 2К/Вт Морозостійкість, кількість циклів Водопоглинення, % Усадка, % Коефіцієнт звукопоглинання, відн. од. Як видно з таблиці, по величинах теплового опору й звукопоглинання, корисна модель, що заявляється, значно перевищує аналогічні показники у прототипі, а також у стін, зведених із піно- і газосилікатного бетону. Використання пропонованої пустотної стіни в будівництві дозволить: - знизити вартість зведення стін будівель і інших споруд; - зменшити витрати на опалення й кондиціонування споруд при їхній експлуатації; - вибрати менш дорогі варіанти фундаментів, через зменшення навантаження на них; - знизити рівень шуму в житлових і виробничих приміщеннях. По даній корисній моделі виготовлені й випро Значення показника 200-300 75-150 2,0-3,0 50-600 3-6 0-0,02 0,5-0,7 бувані різні фрагменти пустотної стіни й проведені її конструкційні розрахунки, які підтвердили працездатність стіни й одержання очікуваних те хнічних і теплотехнічних результатів і позитивних ефектів. Запропонована пустотна стіна у зв'язку з оригінальністю конструкції й поліпшеними експлуатаційними й споживчими властивостями за рахунок зниження матеріалоємності й підвищення енергозбереження може знайти широке застосування при будівництві будинків середньої поверховості, а також холодильних камер і інших приміщень. Джерела інформації. 1. Патент RU №2035568 С1, заявл. 30.06.1993, опубл. 20.05.1995. 2. Патент RU №2129643 С1, заявл. 08.05.1998, опубл. 04.27.1999 (прототип). 9 Комп’ютерна в ерстка Л. Купенко 26042 Підписне 10 Тираж 26 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601