СПОСОБ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИИ ЗДАНИЯ
METHOD OF THERMAL INSULATION OF BUILDING

Изобретение относится к способу теплоизоляции здания. Изобретение также относится к теплоизолированной конструкции здания. В частности, оно относится к зданию, имеющему теплоизолирующую конструкцию, и к теплоизолирующей конструкции для здания.
Многие существующие здания, в особенности старые здания, имеют низкий уровень теплоизоляции, который не соответствует требуемому уровню изоляции новых зданий. Как результат, они могут быть недостаточно эффективными с точки зрения сохранения тепла и нерационального расходования энергии и/или некомфортными для проживания. Следовательно, существует общая необходимость в повышении уровня теплоизоляции существующих зданий, как с точки зрения комфортности, так и рационального расходования энергии.
В настоящее время некоторые здания строятся с пустотелыми стенами, которые могут заполняться изолирующим материалом, например, пеной. Это может увеличивать уровень изоляции стен. Кроме того, уровень изоляции пространства под крышей может быть увеличен посредством укладки толстого теплоизоляционного мата из волоконного изолирующего материала внутри пространства под крышей. Однако отсутствует возможность соединения изолирующего материала внутри пустотелых стен с изолирующим слоем, предусмотренным в пространстве под крышей. Таким образом, требуется предусмотреть зазор в изолирующем слое вокруг свеса крыши, где стены пересекаются с крышей, в результате чего тепло может выходить из здания. Это ограничивает эффективность повышения теплоизоляции здания.
В зданиях со сплошными стенами теплоизоляционные панели могут крепиться к внутренним поверхностям стен для уменьшения потери тепла. Однако для того чтобы установить эти панели, здание должно быть освобождено от всего того, что препятствует монтажу панелей, причиняя значительный ущерб жителям. Слой теплоизоляционного материала также может быть уложен в пространстве под крышей. Однако, как описано выше, это также приводит к образованию зазора в изоляционном слое, где стены пересекаются с крышей, и выпуску тепла из здания. Также могут существовать зазоры в изоляционном слое, где одна стена пересекается с другой стеной.
В патенте Великобритании №2459358 описывается конструкция здания, в которой стены, крыша и пол выполнены с использованием ферм, которые взаимно соединяются для образования пустоты, которая проходит непрерывно по стенам, крыше и полу. Эта пустота заполняется изоляционным материалом для получения теплоизоляционного слоя, который проходит непрерывно по стенам, крыше и полу. В этом изолирующем материале отсутствуют какие-либо зазоры и, таким образом, по сравнению с обычной конструкцией здания значительно уменьшаются потери тепла. Как результат, в здании этого типа может быть обеспечен очень высокий уровень теплоизоляции, намного превышающий уровень изоляции, который может быть достигнут с помощью большинства обычных способов теплоизоляции зданий. Однако конструкция здания, описанная в GB 2459358, может использоваться только в новых зданиях.
Задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы предложить теплоизоляционную конструкцию, которая может применяться в существующем здании для повышения его уровня теплоизоляции, и предложить способ теплоизоляции здания.
Объект изобретения относится к способу теплоизоляции здания, при этом здание включает в себя одну или несколько существующих наружных стен и существующую конструкцию крыши, поддерживаемую стенами, при этом способ включает в себя сооружение первой наружной конструкции обшивки, которая покрывает наружную поверхность по меньшей мере одной наружной стены, при этом конструкция обшивки расположена на расстоянии от наружной поверхности стены для создания пустоты между наружной стеной и конструкцией обшивки, сооружение второй конструкции обшивки, которая проходит вокруг или по существующей конструкции крыши и которая позволяет получить закрытую пустоту в крыше, которая проходит вокруг или по существующей конструкции крыши, при этом указанная пустота в крыше взаимно соединяется с пустотой в стене, заполнение пустоты в стене и пустоты в крыше теплоизоляционным материалом для получения теплоизоляционного слоя, который проходит, по существу, по пустоте в крыше и в пустоте в стене.
2
Способ позволяет значительно улучшить теплоизоляцию зданий, например, до значения U менее 0,15 Вт/мК. Этот очень высокий уровень изоляции достигается за счет того, что теплоизоляционный слой проходит, по существу, непрерывно и без швов вокруг наружной периферии стен и конструкции крыши и герметизирует любые зазоры, тем самым, исключая тепловые мосты и препятствуя утечке воздуха. Таким образом, значительно уменьшается количество тепла, которое может выходить из здания. Этот способ можно легко внедрить, причем в этом случае требуются только начальные навыки в строительстве, и исключается необходимость в дорогостоящем технологическом оборудовании. Этот способ пригоден для зданий, как с пустотелыми стенами, так и со сплошными стенами, и, поскольку теплоизоляция наносится на наружные поверхности стен, предусматриваются минимальные убытки для жильцов таких зданий.
Способ может включать в себя установку паронепроницаемой мембраны между наружной стеной здания и пустотой в стене и/или ниже пустоты в крыше. Это предотвращает утечку воздуха и, тем самым, улучшает теплоизоляцию здания. Это также препятствует переносу влаги из наружной среды внутрь здания.
Способ может включать в себя крепление промежуточных блоков, по меньшей мере, к одной наружной стене здания и крепление панелей к промежуточным блокам для образования конструкции обшивки. Это обеспечивает очень простой способ строительства, который может быть легко внедрен без больших затрат.
Как вариант или в дополнение, способ может включать в себя крепление ферменных элементов к по меньшей мере одной наружной стене или поверхности здания и крепление панелей к ферменным элементам для образования конструкции обшивки. Ферменные элементы могут быть предварительно собраны для обеспечения быстрого монтажа. Использование ферменных элементов имеет преимущество, состоящее в том, что они могут обладать способность к выдерживанию несущей нагрузки, поэтому они могут усиливать здание или поддерживать пристройку к зданию.
Способ может включать в себя крепление ферм поверх существующей конструкции крыши и крепление панелей для образования второй конструкции обшивки. И в этом случае фермы могут быть предварительно собраны с целью быстрого монтажа. Крепление ферм поверх пространства под крышей позволяет монтировать теплоизоляционный слой без воздействия на пространство чердака здания.
Как вариант, способ может включать в себя вставление ферм через конструкцию крыши, так чтобы они проходили от одной наружной стены до другой наружной стены. Это позволяет получить теплоизоляционный слой внутри пространства под крышей без увеличения общей высоты здания. Кроме того, теплоизоляционный слой может быть смонтирован без удаления всего кровельного покрытия: для вставления теплоизоляционного слоя необходимо удалить только несколько рядов кровельной черепицы.
Способ может включать в себя крепление ферм к существующим стропильным фермам.
Способ может включать в себя образование каркаса, который проходит, по существу, непрерывно по конструкции крыши и, по меньшей мере, по одной из конструкций стены. Преимущественно, пустота имеет ширину 50-600 мм, предпочтительно 200-450 мм.
Способ может включать в себя крепление наружного отделочного слоя к наружной поверхности первой конструкции обшивки и/или второй конструкции обшивки.
Другой объект настоящего изобретения относится к зданию, содержащему одну или несколько наружных стен и конструкцию крыши, поддерживаемую стенами, при этом по меньшей мере одна из наружных стен включает в себя конструкцию, способную выдерживать несущую нагрузку, и наружную конструкцию обшивки, которая покрывает наружную поверхность конструкции, способной выдерживать несущую нагрузку, и вышеуказанная конструкция обшивки расположена на расстоянии от конструкции, способной выдерживать несущую нагрузку, для образования пустоты между конструкцией, способной выдерживать несущую нагрузку, и конструкцией обшивки, и в котором конструкция крыши включает в себя вторую конструкцию обшивки, которая проходит вокруг или по конструкции крыши и которая позволяет получить закрытую пустоту в крыше, проходящую вокруг или по конструкции крыши, при этом указанная пустота в крыше взаимно соединена с пустотой в стене, и теплоизоляционный слой, содержащий теплоизоляционный материал, проходит, по существу, непрерывно по пустоте в крыше и по пустоте в стене.
Здание может включать в себя паронепроницаемую мембрану между внутренней стороной и пустотой в стене и/или между внутренней стороной и пустотой в крыше.
Вторая конструкция обшивки может включать в себя множество ферм, которые проходят поверх конструкции крыши, и множество панелей, прикрепленных к фермам для образования закрытой пустоты.
Как вариант, вторая конструкция обшивки включает в себя множество ферм, которые проходят по конструкции крыши, и множество панелей, прикрепленных к фермам для образования закрытой пустоты.
Определенные варианты выполнения изобретения будут описаны посредством примера со ссылкой на приложенные чертежи, на которых:
Фиг. 1 - схематичный вид части существующего здания.
Фиг. 2 - схематичный вид первого этапа способа теплоизоляции здания из фиг. 1.
Фиг. 3 - второй этап способа теплоизоляции.
Фиг. 4 - третий этап способа теплоизоляции.
Фиг. 5 - четвертый этап способа теплоизоляции.
Фиг. 6 - пятый этап способа теплоизоляции.
Фиг. 7 - шестой этап способа теплоизоляции.
Фиг. 8 - седьмой этап способа теплоизоляции.
Фиг. 9 - восьмой этап способа теплоизоляции.
Фиг. 10 - две фермы, используемые в способе теплоизоляции.
Фиг. 11 - увеличенный вид нижней части здания, показанного на фиг. 9.
Фиг. 12 - увеличенный вид верхней части здания, показанного на фиг. 9.
Фиг. 13 - первый этап второго способа теплоизоляции здания из фиг. 1.
Фиг. 14 - второй этап второго способа теплоизоляции.
Фиг. 15 - третий этап второго способа теплоизоляции.
На фиг. 1 показан упрощенный чертеж, на котором изображена основная несущая конструкция обычного здания, имеющего две боковые стены 2, поддерживающие конструкцию 4 крыши. Торцевые стены и перекрытия опущены для упрощения чертежа. В этом примере боковые стены 2 являются глухими стенами, которые поддерживаются бетонными подушками 6 фундамента. Нижние участки 2а стен расположены ниже уровня грунта. Конструкция 4 крыши является стандартной и содержит множество деревянных стропильных ферм 7. Для того чтобы показать стропильные фермы 7, черепица и другие кровельные материалы были удалены с конструкции 4 крыши.
На первом этапе по способу изоляции, показанному на фиг. 2, мембрана 8 с контролем пропускания пара крепится к наружной поверхности стен 2 и конструкции 4 крыши. Мембрана 8 может, например, содержать листы полиэтиленового материала или любого другого пригодного материала. Эта мембрана 8 служит для герметизации здания с целью предотвращения утечки воздухи и предотвращения переноса влаги внутрь здания.
На втором этапе, показанном на фиг. 3, деревянные промежуточные блоки крепятся к стенам 2. Затем к промежуточным блокам 10 крепятся деревянные доски 12, как показано на фиг. 4. Для изготовления промежуточным блоков 10 и досок 12, помимо древесины, разумеется, могут использоваться другие материалы, хотя материал предпочтительно должен иметь низкий коэффициент теплопроводности (например, менее 1 Вт/м⋅К). В этом примере доски 12 крепятся вертикально. Они могут крепиться горизонтально или в любом другом направлении. Промежуточные блоки 10 предназначены для создания зазора между стеной 2 и доской 12 приблизительно 10-30 см.
Конструкционные панели 14, например, цементно-стружечные плиты, крепятся поверх существующей конструкции 4 крыши, как показано на фиг. 5. После крепления панелей 14 поверх этих панелей 14 крепятся стропильные фермы 16, как показано на фиг. 6. Эти стропильные фермы 16, к примеру, могут быть схожими со стропильной фермой из примера Т1, показанного на фиг. 10, которая состоит из двух параллельных деревянных балок 18a, 18b, взаимно соединенных металлическими элементами 20. Расстояние между наружными поверхностями балок 18a, 18b предпочтительно составляет приблизительно 50-600 мм, как правило, 200-450 мм. Наружные концы ферм 16 выровнены с досками 12 с целью образования непрерывной конструкции. Более наглядно это показано на фиг. 12.
Конструкционные панели 24a, 24b, например, цементно-стружечные плиты, крепятся поверх стропильных ферм 16 и досок 12 с целью образования новой наружной обшивки, которая проходит вокруг стен 12 и сверху конструкции 4 крыши здания. Это обеспечивает образование закрытой пустоты 26a, 26b, которая проходит непрерывно вокруг стен 12 и конструкции 4 крыши. Пустота 26a, 26b также проходит непрерывно по торцевой стене здания (не показано). Пустота 26a, 26b заполняется посредством закачивания в эту пустоту изолирующего материала для образования непрерывного изолирующего слоя 28, который проходит со всех сторон стен и крыши, как показано на фиг. 8. Может использоваться любой пригодный изолирующий материал, включая сюда, например, монтажную пену или гранулы из пенополистирола (EPS). Изолирующий материал полностью заполняет пустоту и образует, по существу, непрерывный изолирующий слой 28, который проходит через стропильные фермы 16 и между досками 12 и стеной 2.
И, наконец, наружные стены и крыша могут быть покрыты изолирующей обшивкой 30 из досок и наружными отделочными материалами, включая сюда, например, штукатурку или кирпич, облицовку, черепицу и т.д. Нижняя часть 2а стены, которая проходит ниже уровня грунта, может быть защищена гидроизолирующим слоем.
Второй способ изоляции по изобретению показан на фиг. 13-15. Он схож с описанным выше первым способом за исключением того, что этот способ позволяет изолирующему слою проходить через нижнюю часть конструкции 4 крыши вместо прохождения по верхней части конструкции крыши. Этапы способа, которые относятся к изоляции стен 2, являются точно такими же, как описано выше.
По второму способу, поскольку кровельное покрытие удалено, чтобы показать конструкцию 4 крыши, видно, что мембрана 8 с контролем пропускания пара расположена между стропильными фермами 7 и нижележащей потолочной конструкцией, и фермы 34 типа Т2, как показано на фиг. 10, крепятся к существующим стропильным фермам 7 таким образом, что они проходят по нижней части пространства под крышей. Концы этих ферм 34 крепятся к верхним концам стеночных досок 12. Скошенные деревянные бруски 40 крепятся к верхним боковым концам ферм 34 для продолжения уклона ската крыши с уменьшенным углом уклона к концам ферм 34.
Как показано на фиг. 14, конструкционные панели 42a, 42b, например, цементно-стружечные плиты, крепятся к верхним поверхностям ферм и наружным поверхностям досок 12 для образования обшивки вокруг здания и создания пустоты 26a, 26b, которая проходит непрерывно вокруг стен и пространства под крышей. Внутри стен эта пустота 26a расположена между существующими стенами 2 конструкции здания и обшивкой, образованной прикрепленными конструкционными панелями 42a, и внутри пространства под крышей она проходит между существующей потолочной конструкцией (которая не показана, но расположена под конструкцией 4 крыши) и конструкционными панелями 42b. Следует отметить, что пустоты 26a, 26b в стенах и конструкции крыши взаимно соединяются в том месте, где крыша пересекается со стенами, поэтому пустота проходит непрерывно по обеим указанным конструкциям. Эта пустота также проходит непрерывно от боковых стен 2 в переднюю и заднюю стены (не показаны) аналогичным образом.
Затем в пустоты 26a, 26b закачивается изолирующий материал для образования изолирующего слоя 44, который проходит, по существу, непрерывно по стенам и конструкции крыши здания. И, наконец, наружные стены и крыша отделывают изолирующей обшивкой 30 из досок и наружными отделочными материалами, включая сюда, например, штукатурку или кирпич, облицовку, черепицу и т.д.
Здание, которое изолируется, используя один из вьшеописанных способов изоляции, в общем, включает в себя одну или несколько наружных стен и конструкцию крыши, поддерживаемую этими стенами, при этом по меньшей мере одна из наружных стен включает в себя несущую конструкцию (существующую стену 2) и первую наружную конструкцию обшивки (содержащую конструкционные панели 24a), которая покрывает наружную поверхность несущей конструкции, и вышеуказанная конструкция 24 обшивки расположена на расстоянии от несущей конструкции 2 с помощью промежуточных блоков 10 и досок 12 с целью образования пустоты 26a между несущей конструкцией 2 и конструкцией 24a обшивки. Конструкция 4 крыши включает в себя вторую конструкцию обшивки (содержащую конструкционные панели 24b), которая проходит вокруг или по конструкции 4 крыши и которая позволяет получить закрытую пустоту в 26b крыше, проходящую вокруг или по конструкции 4 крыши. Пустота 26b в крыше взаимно соединяется с пустотой 26а в стене, и изолирующий слой 28, содержащий изолирующий материал, проходит, по существу, непрерывно по пустоте в крыше и по пустоте в стене.
Здание может включать в себя паронепроницаемую мембрану 8 между внутренней стороной здания и пустотой 26a в стене и/или между внутренней стороной здания и пустотой 26b в крыше. Это предотвращает утечку воздуха из здания. Для обеспечения поддержания качества воздуха на высоком уровне может быть устроена система принудительной вентиляции (не показана) для регулируемого обмена воздуха, например, пятикратного или шестикратного обмена воздуха в час. Эта система вентиляции может включать в себя систему использования отходящего тепла для обеспечения восстановления тепла из воздуха, выходящего из здания, и его использования для нагрева свежего воздуха, поступающего в здание, до соответствующей температуры.
Вторая конструкция 24b обшивки может включать в себя множество ферм 14, которые проходят по конструкции 4 крыши, и множество панелей 24b, которые крепятся к этим фермам для образования закрытой пустоты 26b. Как вариант, вторая конструкция 24b обшивки может включать в себя множество ферм 34, которые проходят по конструкции 4 крыши, и множество панелей 42b, которые крепятся к этим фермам для образования закрытой пустоты 26b.
Разумеется, возможны различные модификации вышеописанных первого и второго способов и конструкций. Например, вместо крепления досок и промежуточных блоков к стенам здания могут крепиться фермы 34 типа Т2, показанные на фиг. 10. Несмотря на то, что этот способ является более дорогостоящим по сравнению с использованием промежуточных блоков и досок, фермы 34 обладают способностью к выдерживанию несущей нагрузки и, следовательно, они могут использоваться для усиления здания или поддержки дополнительного веса, например, веса пристройки к зданию.
Несмотря на то, что способы и конструкции теплоизоляции были описаны выше со ссылкой на здание с наклонной крышей, подразумевается, что описанные здесь способы и конструкции также могут легко использоваться в зданиях с плоской крышей.