Зовнішня багатошарова стіна будівлі

Реферат: Зовнішня багатошарова стіна будівлі виконана із природних екологічних матеріалів у вигляді трьох паралельних вертикальних жорстких шарів - внутрішнього і зовнішнього шарів у вигляді кладки із цегли та розташованого між ними теплоізоляційного шару, які зв'язані між собою за допомогою сполучних зв'язків. Внутрішній шар виконаний з повнотілої керамічної цегли, покладеної на розчині у горизонтальні рядки з перев'язкою швів. Зовнішній лицювальний шар виконаний з пустотілої лицювальної цегли, покладеної на розчині у горизонтальні рядки з перев'язкою швів. Теплоізоляційний шар виконаний з костробетону, який щільно прилягає до внутрішнього і зовнішнього шарів та забезпечений посередині встановленими вертикально термовкладишами. При цьому сполучні зв'язки виконані у вигляді склопластикової арматури, що розташована горизонтально, та кожна з яких закладена в шви кладки і проходить через всі паралельні шари. UA 111620 U (54) ЗОВНІШНЯ БАГАТОШАРОВА СТІНА БУДІВЛІ UA 111620 U UA 111620 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до будівництва, а саме до конструкції зовнішньої багатошарової стіни будівлі, і може бути використана при зведенні будівель різних архітектурних рішень в житлово-цивільному будівництві. Широко відомі конструкції житлових будівель з використанням багатошарових стін, що виконані з різних матеріалів, у яких між двома каркасними стінами знаходиться теплоізоляційний шар з плитного утеплювача [1, 2]. Такі конструкції зовнішніх багатошарових стін використовуються в масовому будівництві. До недоліків відомих конструкцій належать недостатня жорсткість стіни, що зв'язано з великою кількістю різних матеріалів у конструкції стіни та різною деформацією несучого й лицювального шарів, а також відносно низькі показники по теплозахисних характеристиках, підвищена трудомісткість при будівництві будинків і споруджень, необхідність здійснювати штукатурну обробку внутрішньої поверхні стіни. Відомі багатошарові стіни садибних житлових будинків, у яких між внутрішнім і зовнішнім шарами монолітного важкого бетону розташований теплоізоляційний шар із плитного утеплювача [3]. До недоліків таких стін належать відносно низькі показники по теплозахисних характеристиках та складність зв'язків між зовнішніми й внутрішніми шарами стін, яке передбачає їхнє заводське виготовлення, що неприйнятно при приватній забудові. Це підвищує трудомісткість при їх будівництві. Найбільш близькою по технічній сутті до пропонованої є відома тришарова стіна, що містить несучий внутрішній шар, шар утеплювача й лицювальний шар із цегли, пов'язаний з несучим внутрішнім шаром за допомогою металевих скоб [4]. До недоліків відомої стіни слід віднести вимогу використання в ній тільки жорсткого утеплювача, що сприймає активний тиск вітру й передає його на основний несучий шар, а також обмеження висоти стіни, пов'язане з різною деформацією несучого й лицювального шарів і недостатньою стійкістю лицювального шару. А також недостатні механічні, теплозахисні властивості та неекологічність, велика кількість з'єднувальних засобів та підвищена складність і трудомісткість їх спорудження, що веде до збільшення собівартості стіни. В основу корисної моделі поставлена задача удосконалити конструкцію зовнішньої багатошарової стіни будівлі, у якій за рахунок іншого виконання елементів конструкції та їх зв'язків забезпечується збільшення несучої здатності, міцності, надійності і пожежобезпечності конструкції при високих теплозахисних, експлуатаційних і екологічних характеристиках, а також підвищення її технологічності, довговічності та собівартості її зведення внаслідок спрощення конструкції, її монтажу і доступності матеріалів і сировини, необхідних для будівництва, внаслідок чого досягаються висока екологічність за рахунок використання природних екологічних матеріалів та їх пожежобезпечності, зменшення трудомісткості будівництва і економічності її зведення з підвищеною швидкістю зведення в будь-який час року, та зменшення експлуатаційних витрат (матеріальних, трудових і енергетичних ресурсів), що дозволяє знизити в цілому її собівартість. Поставлена задача вирішується тим, що у зовнішньої багатошарової стіни будівлі, яка включає зовнішній лицювальний шар, внутрішній шар та розташований між ними ефективний теплоізоляційний шар, відповідно до корисної моделі, стіна виконана із природних екологічних матеріалів у вигляді трьох паралельних вертикальних жорстких шарів - внутрішнього і зовнішнього шарів у вигляді кладки із цегли та розташованого між ними теплоізоляційного шару, які зв'язані між собою за допомогою сполучних зв'язків, при цьому внутрішній шар виконаний з повнотілої керамічної цегли, покладеної на розчині у горизонтальні рядки з перев'язкою швів, зовнішній лицювальний шар виконаний з пустотілої лицювальної цегли, покладеної на розчині у горизонтальні рядки з перев'язкою швів, а теплоізоляційний шар виконаний з костробетону, який щільно прилягає до внутрішнього і зовнішнього шарів та забезпечений посередині встановленими вертикально термовкладишами, причому сполучні зв'язки виконані у вигляді склопластикової арматури, що розташована горизонтально, та кожна з яких закладена в шви кладки і проходить через всі паралельні шари. Крім цього, в окремих деяких випадках виконання і використання пропонованої корисної моделі - зовнішня багатошарова стіна будівлі характеризується наступними ознаками: загальна товщина стіни складає 640 мм, а товщина теплоізоляційного шару з костробетону складає 400 мм. В цілому відмітні ознаки корисної моделі є суттєвими й необхідними для досягнення нового технічного результату, який полягає у збільшенні несучої здатності, міцності, надійності і пожежобезпечності конструкції при високих теплозахисних, експлуатаційних і екологічних характеристиках, а також підвищенні її технологічності, довговічності і собівартості її зведення 1 UA 111620 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 внаслідок спрощення конструкції, її монтажу і доступності матеріалів і сировини, необхідних для будівництва. Виконання пропонованої зовнішньої багатошарової стіни будівлі із природних екологічних матеріалів у вигляді трьох паралельних вертикальних жорстких шарів, які зв'язані між собою за допомогою сполучних зв'язків з склопластикової арматури, що проходить через всі паралельні шари, - внутрішнього і зовнішнього шарів у вигляді кладки із цегли, що покладені на розчині у горизонтальні рядки з перев'язкою швів, та розташованого між ними теплоізоляційного шару, що виконаний з костробетону, щільно прилягає до обох шарів з цегли та має посередині встановлені вертикально термовкладиші, забезпечує збільшення несучої здатності, міцності, надійності і пожежобезпечності конструкції при високих теплозахисних, експлуатаційних і екологічних характеристиках. Це сприяє підвищенню її технологічності, довговічності та собівартості її зведення внаслідок спрощення конструкції, її монтажу і доступності матеріалів і сировини, необхідних для будівництва, що значно знижує в цілому собівартість стіни. Суть корисної моделі пояснюється кресленнями, де на фіг. 1-3 схематично зображені фрагменти перерізу пропонованої зовнішньої багатошарової стіни будівлі: на фіг. 1 - фрагмент вертикального розрізу стіни з горизонтальним поясом з/б каркаса та збірними залізобетонними плитами перекриття будівлі, на фіг. 2 - розріз по 1-1 на фіг. 1, на фіг. 3 - розріз по 2-2 на фіг. 1. На вищенаведених кресленнях позначене: 1 - зовнішній шар з лицювальної пустотілої цегли; 2 - збірні залізобетонні (з/б) плити перекриття; 3 - склопластикова арматура; 4 внутрішній шар з керамічної повнотілої цегли; 5 - теплоізоляційний шар з костробетону; 6 термовкладиші; 7 - горизонтальний пояс з/б каркаса будівлі; 8 - вісь колон будівлі; 9 вертикальна колона з/б каркаса будівлі. Як ілюстрація (див. фіг. 1-3) даної корисної моделі може бути нижче приведений запропонований варіант її конкретного виконання. Загальна конструктивна схема будівлі: прийнята каркасна збірно-монолітна. Несучими конструкціями каркаса будівлі є залізобетонний (з/б) фундамент (на кресленні не показаний), з/б вертикальні колони 9 та з/б ригелі, на які опираються збірні з/б плити перекриття 2 та покриття. Зовнішні багатошарові стіни будівлі опираються на ригелі. Жорсткість будівлі досягається за рахунок монолітного залізобетонного (з/б) каркаса з вертикальних колон 9 та горизонтальних балок, на які вкладаються збірні з/б плити перекриття 2. Діафрагмами жорсткості слугують внутрішній несучий шар 4 стіни з повнотілої цегли та монолітні з/б ліфтові шахти. Зовнішня багатошарова стіна будівлі, яка заявляється, виконана багатошаровою, з трьох жорстких шарів, які зв'язані між собою за допомогою сполучних зв'язків. Жорстку основу стіни будівлі складає внутрішній шар 4 стіни, що виконаний з повнотілої керамічної цегли, покладеної на розчині у горизонтальні рядки, та зовнішній лицювальний шар 1, що виконаний з пустотілої лицювальної цегли, покладеної на розчині у горизонтальні рядки. При цьому ряди цегли у кожному кам'яному шарі 1, 4 перев'язані між собою сполучними зв'язками у вигляді склопластикової арматури 3, яка закладена в шви цегляної кладки. Теплоізоляційний шар виконаний з костробетону, який щільно прилягає до внутрішнього 4 і зовнішнього 1 шарів та забезпечений посередині встановленими вертикально термовкладишами 6, які сприяють підвищенню несучої здатності стіни. Використання костробетону як утеплювача обумовлено його відмінними експлуатаційними та тепло- і звукоізоляційними характеристиками. Костробетон (раніше відомий як арболіт) - це різновид легких бетонів з органічним заповнювачем, наприклад з льону або коноплі, що широко з успіхом використовується у світі як відмінний утеплювач. Костробетон - це матеріал екологічно чистий на 100 %, однак там не живе ні флора, ні фауна, він не гниє й не старіє, не боїться вологи. Паропроникний, пористий матеріал, дозволяє стінам "дихати" і створює природній мікроклімат у будинку. Загальні переваги костробетону: висока теплоізоляція; екологічність і стійкість до біологічних впливів; висока міцність; захист від атмосферних опадів; значна економія при зведенні; зменшення витрат на вентиляцію й опалення при експлуатації будівлі. Зведення пропонованої зовнішньої багатошарової стіни будівлі в проектне положення здійснюється таким чином. На підготовленому фундаменті (на кресленні не показаний) спочатку зводять основний несучий внутрішній шар 4 з керамічної повнотілої цегли, наприклад марки М100. Далі на розрахунковій відстані (в 400 мм, зводять зовнішній шар 1 з лицювальної пустотілої цегли, наприклад марки не нижче М100. У шарах 1, 4 для зв'язку горизонтальних рядів цегляної кладки на розчині між собою в шви кладки закладають склопластикову арматуру 3 (діаметром 6 мм). Після зведення обох шарів 1, 4 з цегли зводять теплоізоляційний шар (в 400 мм). Для цього простір (в 400 мм) між шарами 1, 4 заповнюють впритул шаром утеплювача 4 з костробетону, який додатково забезпечують рядом термовкладишів 6, що закладуть посередині шару вертикально між ригелями та горизонтальним поясом з/б каркаса 7. При цьому 2 UA 111620 U 5 10 15 20 25 30 35 40 склопластикову арматуру 3, яка проходить крізь всі паралельні шари 1, 4, 5 стіни, розташовують горизонтально з кроком до 600 мм та вертикальним кроком 300-400 мм, що сприяє підвищенню несучої здатності стіни. Технічні характеристики зведеної стіни (приклад): 2 2 вага 1 м стіни товщиною 640 мм - 600 кг/м ; вага погонного метра стіни висотою 2920 мм - 1752 кг/м; 2 опір теплопередачі R=7,27 (м *К)/Вт. Таким чином, формується конструкція стіни з оптимальними показниками як з позицій механічних, теплотехнічних, технологічних, екологічних, так економічних і експлуатаційних, які повною мірою відповідають новим тенденціям індустріальної будівельної концепції. У порівнянні з відомими конструкціями пропонована стіна, згідно з корисною моделлю, дозволяє збільшити несучу здатність, міцність, надійність і пожежобезпечність конструкції при високих теплозахисних, експлуатаційних і екологічних характеристиках. А також досягти підвищення її технологічності, довговічності і собівартості її зведення внаслідок спрощення конструкції, її монтажу і використання природних екологічних матеріалів, доступності матеріалів і сировини, необхідних для будівництва. Пропонована конструкція зовнішньої багатошарової стіни будівлі дозволяє оптимізувати процес будівництва: підвищити швидкість зведення в будьякий час року та зменшити експлуатаційні витрати (матеріальних, трудових і енергетичних ресурсів), що дозволяє знизити в цілому її собівартість, трудомісткість будівництва і економічності її зведення. Крім цього, простота технології зведення пропонованої стіни дозволяє не тільки знизити трудомісткість монтажних робіт і працезатрати, але й уможливлює застосування низько кваліфікованої робочої сили в основній кількості будівельних робіт без шкоди для якості й продуктивності. У теперішній час є потреба Збройних Сил України у великій кількості житла для військовослужбовців, яка досі не вирішена. Пропонована конструкція зовнішньої багатошарової стіни будівлі сприяє вирішенню цієї проблеми, яка дозволяє у короткий термін забезпечити військовослужбовців якісним і недорогим житлом. За даною корисною моделлю були зведені зовнішні стіни при спорудженні декількох експериментальних багатоквартирних будинків для військовослужбовців різноманітних архітектурних рішень, які підтвердили здійснення корисної моделі й одержання очікуваних технічного результату й позитивного ефекту. Запропонована конструкція зовнішньої багатошарової стіни може бути використана при спорудженні малоповерхових будівель житлового і соціально-побутового призначення різних архітектурних рішень доступного екологічного житла, які цілком відповідають вимогам, що пред'являються до енергозберігаючих сучасних будівель. Джерела інформації: 1. Кудзис А.П. Железобетонные и каменные конструкции. - М.: Высшая школа. – 1988. - С. 287. 2. СНиП П-22-81 (1995) Каменные и армокаменные конструкции. 3. Авторське свідоцтво SU № 1599497, М. кл. 7 Е04В 2/84. 4. Бутовский Н.Н., Худошина О.В. Совершенствование конструктивных решений теплозащиты наружных стен зданий. - М.: ВНИИНТПИ. - 1990. - С. 68 (прототип). ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 45 50 55 1. Зовнішня багатошарова стіна будівлі, яка включає зовнішній лицювальний шар, внутрішній шар та розташований між ними ефективний теплоізоляційний шар, яка відрізняється тим, що стіна виконана із природних екологічних матеріалів у вигляді трьох паралельних вертикальних жорстких шарів - внутрішнього і зовнішнього шарів у вигляді кладки із цегли та розташованого між ними теплоізоляційного шару, які зв'язані між собою за допомогою сполучних зв'язків, при цьому внутрішній шар виконаний з повнотілої керамічної цегли, покладеної на розчині у горизонтальні рядки з перев'язкою швів, зовнішній лицювальний шар виконаний з пустотілої лицювальної цегли, покладеної на розчині у горизонтальні рядки з перев'язкою швів, а теплоізоляційний шар виконаний з костробетону, який щільно прилягає до внутрішнього і зовнішнього шарів та забезпечений посередині встановленими вертикально термовкладишами, причому сполучні зв'язки виконані у вигляді склопластикової арматури, що розташована горизонтально, та кожна з яких закладена в шви кладки і проходить через всі паралельні шари. 2. Зовнішня багатошарова стіна будівлі за п. 1, яка відрізняється тим, що загальна товщина стіни складає 640 мм, а товщина теплоізоляційного шару з костробетону складає 400 мм. 3 UA 111620 U Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4