НАРУЖНАЯ СТЕНА ЗДАНИЯ

Полезная модель относится к области строительства и может быть использована в зданиях каркасного типа с теплоизолирующими наружными стенами, обеспечивающими возможность придания зданию свойств пассивного здания (т.е. здания исключающего неконтролируемый сброс тепла в окружающее пространство, при теплопередаче его из здания наружу, через наружные стены).
Известна конструкция стены, имеющей монолитное бетонное ядро и наружное и внутреннее покрытие, выполняющие роль оставляемой опалубки. Элементы наружного и внутреннего покрытий соединены друг с другом распорками типа анкерных связей (см. з-ку DE №2655423, кл. Е04В 2/86, 1978).
Недостаток конструкции в том, что бетон стены обладает низкими теплотехническими свойствами, а наружное покрытие-опалубка не обладает несущими конструктивными свойствами.
Известна конструкция многослойной стены, выполненной из наружного и внутреннего слоев, образованных мелкоштучными блоками, объединяемыми друг с другом специальными шпонками, устанавливаемыми в пазы, имеющие форму "ласточкиного хвоста". Между собой слои установлены с зазором, величина которого определяется шпонками, аналогичными описанным выше. Зазор может быть заполнен монолитным теплоизолирующим бетоном (см. US №2214657, 52-378, 1940).
Описанная конструкция предполагает использование мелкоштучных изделий специального профиля: трапецеидальных, угловых и узких типа "ласточкин хвост" и не дает решения по установке внутренней опалубки на проектном расстоянии.
Известна также наружная стена здания, содержащая наружный и внутренний слои, выполненные в виде несъемной вертикальной опалубки, между которыми размещен теплоизоляционный слой, выполненный монолитным, укладкой легкобетонной смеси в опалубку, изолированный от нее слоями гидроизоляции (см. RU №2076179, Е04В 2/40, Е04В 2/84, 1997).
Недостатком данном конструкции является недостаточное тепловое сопротивление стены, поскольку конструкция наружного слоя включает вертикальные выступы выполненные в виде контрфорсов, расположенных между перекрытиями в объеме стены, что резко уменьшает остаточную толщину теплоизолирующего слоя стены, и, тем самым, увеличивает расходы на обогрев-кондиционирование помещений здания. Кроме того, возрастает трудоемкость возведения стенового ограждения и последующих работ по формированию коммуникаций (для теплообогрева, вентиляции, водоснабжения, электроснабжения, связи и иных целей). Все это ухудшает эксплуатационные характеристики стены и здания в целом.
Задачей предлагаемой полезной модели является улучшение эксплуатационных характеристик стены и здания в целом.
Технический результат, получаемый при решении поставленной задачи существенное повышение теплового сопротивления стены, теплоизоляционный слой которой выполнен монолитным из легкобетонной (пенобетонной) смеси, толщина которого соответствует порядка 60 см (и, в принципе, может быть и больше), что обеспечивает тепловое сопротивление соответствующее тепловому сопротивлению 1,5-2,0 м кирпичной кладки. Тем самым обеспечивается возможность поддержания комфортной температуры в помещениях здания при минимальном подводе тепла (фактически, достаточно подвода тепла выделяемого бытовыми электроприборами (освещение, плита, холодильник и т.п.) и людьми. При этом, большая толщина стен позволяет, за счет перераспределения весовой нагрузки от стены на перекрытия, снизить нагрузки на материал теплоизолирующего слоя до уровня существенно меньшего его длительной прочности, что способствует долговечности стены. Кроме того, снижается трудоемкость возведения стенового ограждения за счет формирования теплоизоляционного слоя заливкой бетона. Кроме того, снижается трудоемкость последующих работ по формированию коммуникаций (теплообогрева, вентиляции, водоснабжения, электрических и иных) за счет их формования на этапе укладки бетона. Эффективность кондиционирования помещений здания может быть существенно повышена за счет «замуровывания» в стену каналов подвода горячего и холодного водоснабжения, включаемых, выключаемых по мере необходимости.
Эта задача решается тем, что наружная стена здания, содержащая наружный и внутренний слои, выполненные в виде вертикальной несъемной опалубки, между которыми размещен теплоизоляционный слой, выполненный монолитным, укладкой легкобетонной смеси в опалубку, изолированный от нее слоями гидроизоляции, отличается тем, что теплоизоляционный слой выполнен из пенобетона, толщиной большей длины двух кирпичей, при этом объемом теплоизоляционного слоя охвачены вертикальные и горизонтальные элементы каркаса, сформированные, соответственно в виде металлических трубчатых колонн жестко скрепленных с желобчатыми металлическими горизонтальными элементами, заполненными тяжелым бетоном, причем, межэтажное перекрытие, выполненное в виде жесткой плиты, жестко скрепленной с вертикальными и горизонтальными элементами каркаса, внедрено в теплоизоляционный слой на глубину не меньшую половины его толщины и замоноличено в нем, при этом, наружный и внутренний слои стены скреплены с элементами каркаса здания или межэтажного перекрытия посредством крепежных элементов, предпочтительно, оставляемых в объеме теплоизолирующего слоя, кроме того, оконные и дверные блоки замоноличены в объем теплоизоляционного слоя, в процессе его заливки, кроме того, в объеме стены сформированы каналы, выполненные с возможностью их использования для целей подвода-отвода горячей и холодной воды или теплообогрева или вентиляции или размещения электрических и иных, коммуникаций. Кроме того, наружный слой (стены) выполнен из фибробетонных плит или в виде кирпичной кладки, толщиной в полкирпича. Кроме того, внутренний слой (стены) выполнен из фибробетонных плит или ГВЛ. Кроме того, (стена) сформирована слоями, высота которых соизмерима с толщиной стены.
Сравнение совокупности признаков заявленного решения с признаками аналогов и прототипа подтверждает его соответствие критерию "новизна".
При этом совокупность признаки полезной модели обеспечивает решение поставленной технической задачи, а именно - улучшение эксплуатационных характеристик стены и здания в целом.
На фиг.1 показан поперечный вертикальный разрез по фрагменту стены на начальном этапе ее формирования, при укладке первого слоя пенобетона; на фиг.2 показан поперечный вертикальный разрез по фрагменту стены после формирования стены выше уровня перекрытия первого этажа (разрез перед вертикальным элементом каркаса, через горизонтальный элемент каркаса); на фиг.3 показан поперечный вертикальный разрез по фрагменту стены после формирования стены выше уровня перекрытия первого этажа - на ее участке, где нет дверного (оконного) блока; на фиг.4 показан поперечный вертикальный разрез по фрагменту стены после формирования стены выше уровня перекрытия первого этажа (на участке где есть дверной (оконный) блок; на фиг.5 и фиг.6 показан горизонтальный разрез по стене при различных вариантах размещения вертикальных стоек дополнительного каркаса.
На чертежах показаны наружная стена здания, содержащая наружный 1 и внутренний 2 слои, между которыми размещен теплоизоляционный слой 3, изолированный от них слоями гидроизоляции 4, вертикальные 5 и горизонтальные 6 элементы каркаса, межэтажное перекрытие 7, крепежные элементы 8, оконные и дверные блоки 9, каналы 10. Кроме того, на чертежах показаны фундамент 11, поверхность грунта 12 металлический профиль 13 (в котором сформированы горизонтальные 6 элементы каркаса), горизонтальная несъемная опалубка 14, элементы вспомогательного каркаса 15.
Наружный 1 и внутренний 2 слои стены выполнены в виде вертикальной несъемной опалубки (наружный слой 1 выполнен из фибробетонных плит или в виде кирпичной кладки, толщиной в полкирпича, а внутренний слой 2 выполнен из фибробетонных плит или ГВЛ). При выполнении наружного и внутреннего слоев из листового материала (или фибробетонных плит) используют вспомогательный каркас 15, выполняемый известным образом из тонкостенного коробчатого профиля, полки которого обращены внутрь опалубки (и замоноличиваются в теплоизоляционный слой 3). Каркас для формирования наружного и внешнего слоя имеет известную конструкцию, обычно используемую для навески облицовочных листовых материалов. Вертикальные элементы (отдельно не показаны) вспомогательного каркаса 15 наружного слоя 1 опирают на фундамент 11 и скрепляют крепежными элементами 8 с межэтажными перекрытиями 7. При необходимости вертикальные элементы каркаса сращивают известным образом по высоте. Вертикальные элементы вспомогательного каркаса 15 внутреннего слоя 2 распирают между межэтажными перекрытиями и скрепляют (аналогично с описанным) с вертикальными 5 и горизонтальными 6 элементами каркаса. Между наружным 1 и внутренним 2 слоями стены размещен теплоизоляционный слой 3, выполненный монолитным, укладкой легкобетонной смеси в опалубку, изолированный от нее слоями гидроизоляции 4 (полимерной пленки). При этом, теплоизоляционный слой 3 выполнен из пенобетона плотностью порядка 250 кг/м, толщиной большей длины двух кирпичей (больше 50 см, а точнее - порядка 60 см). Объемом теплоизоляционного слоя 3 охвачены (т.е. замоноличены в него) вертикальные 5 и горизонтальные 6 элементы каркаса. Вертикальные 5 элементы каркаса сформированы в виде металлических трубчатых колонн, заполненных тяжелым бетоном, предпочтительно неразрезных по всей высоте здания, жестко скрепленных с горизонтальными 6 элементами каркаса, перекрытиями (межэтажными перекрытиями 7 и перекрытием крыши - на чертежах не показано) и фундаментом 11.
Горизонтальные 6 элементы каркаса включают желобчатые металлические профили 13, заполненные тяжелым бетоном.
Межэтажное перекрытие 7 выполнено в виде жесткой плиты, жестко скрепленной с вертикальными и горизонтальными элементами каркаса. При этом перекрытие, своей кромкой внедрено (и замоноличено) в теплоизоляционный слой 3 на глубину не меньшую половины его толщины. Наружный 1 и внутренний 2 слои стены скреплены известным образом с элементами каркаса здания (его вертикальными 5 и/или горизонтальными 6 элементами) или межэтажного перекрытия 7 (посредством крепежных элементов 8). Крепежные элементы 8 могут быть оставляемыми в объеме теплоизолирующего слоя 3 (если выполняются из теплоизоляционного материала) или съемными - удаляемыми после укладки нескольких слоев пенобетона, непосредственно перед заливкой последнего слоя, верхний уровень которого должен оказаться выше уровня расположения крепежного элемента (если выполняются из металлической ленты или проволоки). Оконные и дверные блоки 9 замоноличены в объем теплоизоляционного слоя 3, в процессе его заливки. В объеме стены (реально, это в объеме теплоизоляционного слоя 3) сформированы каналы 10, выполненные с возможностью их использования для целей подвода-отвода горячей и холодной воды или теплообогрева или вентиляции или размещения электрических и иных, коммуникаций. При формировании каналов для подвода-отвода воды (горячей и/или холодной), вентиляционных или канализационных, в стену замоноличивают (оставляют в опалубке при ее заливке бетоном) готовые трубопроводы из соответствующего материала (стали, меди или метапола, пластмассы и т.п.). При формировании каналов 10 для последующего размещения электропроводки, телефона и интернет линий используют пластиковые трубы соответствующего сечения которые замоноличивают в стене (оставляют в опалубке при ее заливке бетоном).
Фундамент 11, выполнен в виде монолитной железобетонной, зонально армированной плиты и свободно оперт на поверхность грунта 12. Основания вертикальных элементов 5 каркаса известным образом жестко скрепляют с фундаментом 11.
Горизонтальная несъемная опалубка 14 выполнена из листов профнастила, жестко закрепленных на горизонтальных элементах 6 каркаса.
Заявленную стену сооружают после формирования известным образом жесткого пространственного каркаса, включающего жестко связанные друг с другом фундамент 11, вертикальные 5 и горизонтальные 6 элементы каркаса, межэтажные перекрытия 7 и перекрытие крыши (на чертежах, последнее не показано).
Далее, с опорой на фундамент 11 монтируют опалубку в которую будут заливать пенобетон (формировать теплоизоляционный слой стены) т.е. устанавливают наружный 1 и внутренний 2 слои, которые скрепляют друг с другом посредством крепежных элементов 8 (стяжек, предпочтительно из материала с низкой теплопроводностью, например, пластиковой или стеклотканевой ленты), кроме того, при необходимости, таким же образом их скрепляют с элементами каркаса или фундамента 11. Далее, на внутренней стороне опалубки (т.е. обращенной к теплоизолирующему слою) размещают слои гидроизоляции 4, после чего, в пространстве ограниченном опалубкой размещают дверные или оконные блоки 9 (если запланированы окна типа «французских, т.е. без подоконников») и проводят подготовку к формированию каналов 10 (размещают и фиксируют известным образом элементы соответствующих трубопроводов или пластиковых труб для прокладки линий связи и электроснабжения). Затем, известным образом осуществляют укладку бетона в полость опалубки, формируя периметр здания на высоту единовременной заливки. Для улучшения сцепления наружного 1 и внутреннего 2 слоев и дверных или оконных блоков 9 с теплоизоляционным слоем 3 стены, можно внутреннюю поверхность опалубки снабжать закладными деталями, предпочтительно из стеклоткани или пластмассы, пропускаемыми через слой гидроизоляции 4.
При размерах фибробетонных плит или листов ГВЛ существенно больших, чем принятая высота единовременной заливки (которая соизмерима с толщиной стены, т.е. в данном случае - порядка 50-70 см), вначале устанавливают и фиксируют один слой, предпочтительно, наружный слой 1 снабженный слоем гидроизоляции 4, после чего, в пределах проектной толщины теплоизоляционного слоя 3 формируют каналы 10 и устанавливают дверные (оконные) блоки 9, после чего, устанавливают второй (в данном случае внутренний 2) слой, снабженный слоем гидроизоляции 4 и после его, соответствующего раскрепления, производят укладку пенобетона в полость опалубки.
Далее все повторяется до формирования стены на всю высоту этажа, а затем на всю высоту здания. При выходе на уровень крыши стену поднимают выше верхней отметки перекрытия крыши на высоту соответствующую толщине теплоизоляционного слоя (на чертежах не показан), формируемого на перекрытии. Как вариант, возможна укладка на поверхность несъемной опалубки теплоизолирующего слоя материала крыши
Таким образом, по высоте стены формируются участки (по числу перекрытий), на которых перекрытия, выполненные, как плиты из тяжелого бетона, сформированные на горизонтальной несъемной опалубке 14 оказываются внедренными в теплоизоляционный слой на глубину не меньшую половины его толщины и замоноличены в нем.
Таким образом обеспечивается формирование монолитной стены без мостиков холода (которыми, зачастую служил раствор, скрепляющий кладку из пенобетонных блоков).