СТРОИТЕЛЬНЫЙ БЛОК

Полезная модель относится к области строительства, а именно к конструкциям строительных блоков или кирпичей, и может быть использована при возведении внешних несущих стен зданий и сооружений высотой до трех этажей.
Известен строительный блок, см. патент на полезную модель РФ 17052, МПК Е04С 1/00, публ.10.03.2001 г., выполненный в виде прямоугольного параллелепипеда, содержащего расположенные вдоль ложковой грани ряды сквозных отверстий, размещенных со смещением относительно друг друга в соседних рядах, при этом каждый ряд сквозных отверстий образован двумя идентичными основными прямоугольными сквозными отверстиями и одним доборным сквозным отверстием, выполненным квадратным.
Данный строительный блок за счет создания в нем достаточно большого количества мелких (щелевидных) сквозных отверстий имеет повышенный процент пустотности, что позволяет снизить теплопроводность и повысить теплоэффективность строительного блока и наружных стен зданий и сооружений из таких строительных блоков.
Недостатками конструкции блока по патенту РФ 17052 являются:
- отсутствие «теплового замка» на тычковых гранях при кладке, в связи с этим в кладке из подобных строительных блоков возможно образование мостиков холода по тычковым граням строительных блоков;
- невозможность формирования при кладке блоков сквозных вертикальных каналов, необходимых для использования в различных целях - для прокладки коммуникаций, для упрочнения кладки армирующими элементами, в том числе путем создания в вертикальных каналах равнопрочной монолитной железобетонной конструкции, и/или для утепления кладки насыпными теплоизолирующими материалами при вертикальной засыпке сверху более одного ряда;
- попадание по постельной стороне блока кладочного раствора между жесткими теплоизоляционными вкладышами в блоках, приводящее к образованию мостиков холода по постельной стороне блока.
Известна конструкция строительного блока, см. патент РФ 8383 на полезную модель, МПК Е04С 1/00, публ. 16.11.1998 г. Блок снабжен тремя рядами сквозных отверстий прямоугольного сечения, вытянутыми вдоль ложковых граней, при этом в среднем ряду расположено два одинаковых сквозных отверстия, а отверстия в соседних рядах расположены в шахматном порядке.
Недостатками конструкции блока по патенту РФ 8383 являются:
- отсутствие «теплового замка» на тычковых гранях при кладке, в связи с этим в кладке из подобных строительных блоков возможно образование мостиков холода по тычковым граням строительных блоков;
- невозможность формирования при кладке блоков сквозных вертикальных каналов, необходимых для использования в различных целях - для прокладки коммуникаций, для упрочнения кладки армирующими элементами, в том числе путем создания в вертикальных: каналах равнопрочной монолитной железобетонной конструкции, и/или для утепления кладки насыпными теплоизолирующими материалами при вертикальной засыпке сверху более одного ряда;
- попадание по постельной стороне блока кладочного раствора между жесткими теплоизоляционными вкладышами в блоках, приводящее к образованию мостиков холода по постельной стороне блока.
Известна конструкция строительного блока, см. патент РФ2331741 на изобретение, МПК Е04С 1/00, публ. 20.08.2008 г. Блок снабжен рядами узких щелевидных сквозных отверстий, вытянутых вдоль ложковых граней и расположенных поперек направления теплового потока.
Недостатками конструкции строительного блока по патенту РФ 2331741 являются:
- отсутствие «теплового замка» на тычковых гранях при кладке, в связи с этим в кладке из подобных строительных блоков возможно образование мостиков холода по тычковым граням строительных блоков;
- невозможность формирования при кладке блоков сквозных вертикальных каналов, необходимых для использования в различных целях - для прокладки коммуникаций, для упрочнения кладки армирующими элементами, в том числе путем создания в вертикальных каналах равнопрочной монолитной железобетонной конструкции, и/или для утепления кладки насыпными теплоизолирующими материалами при вертикальной засыпке сверху более одного ряда.
- попадание по постельной стороне блока кладочного раствора между жесткими теплоизоляционными вкладышами в блоках, приводящее к образованию мостиков холода по постельной стороне блока.
За прототип заявляемой конструкции взят строительный блок, см. патент на изобретение РФ 2352733, МПК Е04С 1/00, публ.20.04.2009 г., со сквозными вертикальными пустотами прямоугольного сечения, в которых установлены теплоизоляционные вкладыши.
Наличие сквозных отверстий в строительном блоке обеспечивает достаточно высокий процент пустотности, что позволяет блоку выполнять в наружных стенах зданий как конструкционные, так и теплоизоляционные функции, приводящие к снижению расхода энергии на отопление зданий.
Наличие на тычковых гранях пазов (см. Фиг.9 к патенту РФ 2352733) позволяет исключить образование мостиков холода по тычковым граням строительных блоков.
При этом недостатком прототипа является:
- невозможность исключения образование мостиков холода по постельным граням строительных блоков, находящихся в ложковой кладке, так как внутренние перегородки верхних блоков перекрывают частично или полностью пустоты нижнего блока, тем самым образуя мостик холода по постельной грани строительного блока в кладочных швах;
- невозможность формирования при кладке блоков сквозных вертикальных каналов одинаковых в геометрическом сечении по всей высоте стены, необходимых для использования в различных целях - для прокладки коммуникаций, для упрочнения кладки армирующими элементами, в том числе путем создания в вертикальных каналах монолитной равнопрочной железобетонной конструкции, и/или для утепления кладки насыпными и/или жесткими теплоизолирующими материалами с целью равномерного вертикального утепления кладки сплошным (непрерывным) способом во всю высоту стены, что позволяет сформировать в стене стабильную и прогнозируемую (расчетную) плоскость распределения точки росы, тем самым позволяя на этапе расчетов заложить в конструкции нормативы по теплопроводности внешних стен.
Техническими результатами предлагаемой полезной модели являются:
- создание конструкции строительного блока или кирпича с возможностью образования в кладке множества сквозных вертикальных каналов для прокладки коммуникаций, для упрочнения кладки армирующими элементами, в том числе железобетонными, и/или для утепления кладки теплоизолирующими жесткими и/или сыпучими материалами;
- снижение нормы расхода кладочного раствора в швах на постельной стороне блока или кирпича;
- снижение теплопроводности шва кладки и стены в целом из строительных блоков;
Указанные технические результаты достигаются в строительном блоке или кирпиче для ложковой кладки, в основе формообразования которого лежит прямоугольный параллелепипед, с ложковыми, тычковыми и постельными гранями, снабженный, по меньшей мере, первым рядом выемок, расположенным вдоль ложковой грани, при этом, по меньшей мере, одна выемка выполнена в виде первого сквозного отверстия, а две другие выемки ряда выполнены в виде первого и второго пазов на тычковых гранях.
Технические результаты достигаются тем, что размер первого отверстия, измеренный на поверхности постельной грани вдоль воображаемой линии, проведенной параллельной ложковой грани, больше суммы глубин пазов на тычковых гранях, измеренных вдоль той же линии, на величину, равную заданной толщине слоя раствора между блоками при кладке.
Блок, в варианте исполнения, может быть снабжен, по меньшей мере, одним дополнительным рядом отверстий, расположенным вдоль ложковой грани и состоящим из двух отверстий одинаковой в плане формы, при этом толщина перемычки между отверстиями дополнительного ряда, измеренная на поверхности постельной грани вдоль воображаемой линии, проведенной параллельной ложковой грани, больше суммы толщин перемычек между отверстиями и поверхностями тычковых граней блок, измеренных вдоль той же линии, на величину, равную заданной толщине слоя раствора между блоками при кладке.
При этом в варианте исполнения блок содержит один ряд выемок и два дополнительных ряда отверстий.
При этом в варианте исполнения блок содержит два ряда выемок и три дополнительных ряда отверстий.
При этом тычковые грани блока могут быть снабжены средствами обеспечения заданной толщины слоя раствора между блоками, выполненными в виде выступов.
При этом по крайней мере одна из постельной грани блока может быть снабжена средствами обеспечения заданной толщины слоя раствора между рядами блоков, выполненными в виде выступов.
В варианте исполнения блока на одной из тычковых граней могут быть выполнены выступы, а на другой - соответствующие им впадины.
Сквозное отверстие в плане может быть выполнено, например, в форме прямоугольника; пазы при этом выполняют П-образной формы.
Сквозное отверстие в плане также может быть выполнено в форме многоугольника. При этом ребра отверстия и пазов могут быть скруглены, а стенки отверстия могут быть выполнены выпуклыми.
В других вариантах исполнения блока сквозное отверстие в плане может быть выполнено в форме кругового, эллиптического или призматического цилиндра, а пазы при этом выполняют С-образной формы.
Наличие в конструкции строительных блоков отверстий и выемок заданных форм и размеров в строительном блоке позволяет создать при кладке множество вертикальных каналов, которые могут использоваться для прокладки различных коммуникаций, упрочнения конструкции с помощью армирующих элементов, утепления кладки посредством заполнения каналов теплоизолирующими материалами.
Заявляемая полезная модель поясняется следующими чертежами.
На Фиг.1 изображен вариант исполнения строительного блока для пояснения сущности полезной модели.
На Фиг.2 изображен пример выполнения кладки для пояснения сущности полезной модели.
На Фиг.3, 4 изображены предпочтительные варианты исполнения строительного блока, вид сверху.
На Фиг.5 изображены варианты исполнения строительного блока, вид сверху.
На Фиг.6 изображен вариант исполнения строительного блока, снабженного средствами обеспечения заданной толщины слоя раствора между блоками и между рядами блоков, выполненными в виде выступов.
Рассмотрим особенности конструкции предлагаемого строительного блока на примере исполнения строительного блока, представленном на Фиг.1.
В основе формообразования блока 1 лежит прямоугольный параллелепипед.
Блок содержит по две ложковые 1, две тычковые 2 и две постельные 3 грани.
На каждой из тычковых граней 2 сформирован паз 5, 6. Между пазами 5, 6 в одном ряду с ними выполнено сквозное отверстие 4.
Размер и форму отверстия 4 и пазов 5, 6 выбирают, исходя из представленных ниже соображений (см. Фиг.2).
Строительные блоки при кладке с перекрытием в 1/2 длины блока должны располагаться так, чтобы пазы 5, 6 и отверстия 4 блоков накладывались, образуя в кладке вертикальные сквозные одинаковые каналы.
С учетом того, что строительные блоки соединяются в кладке между собой посредством раствора, имеющего заданную толщину с, размер отверстия а выбирают, исходя из следующей формулы:
a
=b1+b2+с, где
а
- размер отверстия, измеренный на поверхности постельной грани вдоль воображаемой линии E1E2, проведенной параллельной ложковой грани;
b1 - глубина паза на первой тычковой грани, измеренная вдоль той же указанной выше линии E1E2;
b2 - глубина паза на второй тычковой грани, измеренная вдоль той же указанной выше линии E1E2;
с - заданная толщина слоя раствора/клея между блоками при кладке, зависящая от выбранных материала и технологии соединения строительных блоков.
В простейшем (и оптимальном) случае b1=b2, однако в более сложном случае реализации полезной модели эти размеры могут иметь и разную величину, и при этом также можно добиться условия совпадения отверстий и пазов для образования сквозного вертикального канала.
Форма пазов 5, 6 должна частично повторять форму отверстия 4, чтобы обеспечить однородность поверхности стенок вертикальных сквозных каналов, образующихся при кладке.
В предпочтительном варианте исполнения (см. Фиг.3) блок снабжен двумя дополнительными рядами отверстий, расположенными вдоль ложковой грани и состоящими из двух отверстий 7, 8 одинаковой в плане формы, при этом толщина перемычки g между отверстиями 7, 8 дополнительного ряда, измеренная на поверхности постельной грани вдоль воображаемой линии, проведенной параллельной ложковой грани, больше суммы толщин h1, h2 перемычек между отверстиями 7, 8 и поверхностями тычковых граней блока, измеренных вдоль той же линии, на величину с, равную заданной толщине слоя раствора между блоками при кладке, то есть выполняется равенство:
g=h1+h2+с, где
g - толщина перемычки между отверстиями 7, 8 дополнительного ряда;
h1 - толщина перемычки на первой тычковой грани, измеренная вдоль указанной выше воображаемой линии E1E2;
h2 - толщина перемычки на второй тычковой грани, измеренная вдоль той же указанной выше воображаемой линии Е1Е2;
с - заданная толщина слоя раствора/клея между блоками при кладке, зависящая от выбранных материала и технологии соединения строительных блоков.
При ложковой кладке стены из блоков, выполненных с соблюдением указанных выше условий, в случае, если блоки верхнего ряда перекрывают блоки нижнего ряда на 1/2 длины ложковой грани блока, обеспечивается образование в стене множества вертикальных сквозных каналов.
В другом предпочтительном варианте исполнения (см. Фиг.4) блок снабжен двумя рядами выемок и тремя дополнительными рядами отверстий. Такая форма блока может быть получена простым совмещением двух блоков описанной выше и приведенной на Фиг.3 конструкции.
На практике можно реализовать множество вариантов исполнения строительного блока/кирпича, в соответствии с заявленной полезной моделью. Некоторые из вариантов приведены на Фиг.5, Фиг.6.
Форма вертикального отверстия в блоке в плане может быть различной - прямоугольник, многоугольник, эллипс, другие фигуры (см. Фиг.5). В случае исполнения отверстия в плане в форме прямоугольника или многоугольника ребра могут быть скруглены, а стенки отверстия могут быть выполнены выпуклыми.
Для обеспечения заданной толщины слоя раствора при кладке строительные блоки могут быть снабжены средствами обеспечения заданной толщины слоя раствора между блоками и между рядами блоков, выполненными в виде выступов (см. Фиг.6).
Выступы для обеспечения заданной толщины слоя раствора между блоками при этом могут быть расположены на тычковых гранях, как это показано на Фиг.6, поз.9, а выступы для обеспечения заданной толщины слоя раствора между рядами блоков, по меньшей мере, на одной из постельных граней, как это показано на Фиг.6, поз.10.
Строительные блоки предназначены для кладки в один ряд, последовательно. Ряды получаются только ложковые. Поперечные вертикальные швы каждого верхнего ряда перекрывают блоками другого ряда на 1/2 блока в ложковых рядах.
Блоки в габаритах могут иметь как квадратную, так и прямоугольную форму; блоки соединяют в кладку при помощи различных строительных растворов или клеев, в зависимости от установленной величины толщины слоя кладочного шва.
В процессе кладки из сквозных отверстий и пазов блоков формируются сквозные вертикальные каналы на всю высоту стены.
Назначение этих каналов может учитываться при проектировании и строительстве здания (например, отпадает необходимость в последующей операции «штрабления» стен под скрытую проводку коммуникаций в стене, которая закладывается в процессе строительства стены).
Вертикальные каналы в стене могут использоваться для прокладки коммуникаций (электропроводки, труб, телефонных и телевизионных кабелей и т.п.), для равномерной засыпки насыпных утеплителей (керамзита, вермикулита, крошки пеностекла, пенопласта, пенополистерола, пенопропилена и т.д., для усиления кладки армирующими элементами, для соединения жестких утеплителей в вертикальных каналах стены в стык, без проникновения кладочного раствора/клея.
Отсутствие в источниках патентной и непатентной информации строительных блоков, которым присущи отличительные признаки заявляемой конструкции, позволяет сделать вывод о соответствии строительного блока критерию патентоспособности «новизна». Применение данной полезной модели в области строительства при кладке наружных стен гражданских и промышленных зданий и сооружений при возведении внешних несущих стен зданий и сооружений высотой до трех этажей позволяет сделать вывод о ее соответствии критерию "промышленная применимость".