ЭНЕРГОАКТИВНОЕ ЖИЛОЕ ЗДАНИЕ

Предлагаемая полезная модель относится к строительству, в частности, к индивидуальному жилищному строительству и может быть использована при сооружении эффективных, независимых от централизованных сетей энерго-, водо- и теплоснабжения зданий как в районах рассредоточенной застройки, так и в районах с неразвитой или отсутствующей инженерной инфраструктурой.
Из научно-технической и патентной литературы [1-4] известен ряд конструкций жилых зданий и их отдельных систем и элементов. В большинстве литературных источников рассматриваются либо отдельные системы жизнеобеспечения, либо фрагменты этих систем. При этом не прослеживаются последствия предлагаемых частных технических решений на общую компоновку здания, как следствие на величину пятна застройки, технологичность конструкции, следовательно на себестоимость здания. Рациональность пространственного размещения отдельных функциональных блоков систем жизнеобеспечения определяет трудозатраты на обслуживание этих систем в процессе эксплуатации. При решении задачи по компоновке упрощения конструкций здания и повышения технологичности можно достичь за счет совмещения функций отдельных элементов. Решая эту задачу, необходимо прослеживать последствия аварийных ситуаций.
Известные аналоги не удовлетворяют компоновочным требованиям. Например, конструкция [2] предполагает ступенчатое размещение помещений, следовательно сложную разводку инженерных сетей.
Наиболее близким техническим решением является экодом [1]. Экодом содержит корпус с системой отопления и системой водоснабжения (на чертеже патента не показаны). Система отопления связана с аккумулятором тепла, выполненного в виде теплоизоляционной емкости под корпусом экодома. Имеется солнечный коллектор, который расположен на крыше дома. Система водоснабжения через водопровод (на чертеже патента не показан) имеет связь с установкой для производства воды. Имеется ледник, связанный с системой кондиционирования через воздухопровод (на чертеже патента не показано). В системе электроснабжения имеется ветрогенератор, электрически связанный с аккумулятором. Под корпусом дома расположен биореактор, соединенный сантехническим узлом.
Анализируя рассматриваемое техническое решение. Можно сделать вывод, что ему свойственны те же недостатки, что аналогам:
- в стороне от основной застройки размещены ледник и ветрогенератор, мачта которого имеет растяжки. Следовательно, общее пятно застройки получается большим;
- удаленное расположение ветряка и ветрогенератора предполагает длинные трубопроводы и электрокабель;
- установка электроаккумулятора возле мачты ветрогенератора предполагает сооружение защитного объема. Обслуживание аккумулятора затруднено климатическими обстоятельствами (дожди, холодная зима с сугробами);
- применение ледника и аккумулятора тепла в рассматриваемом исполнении невозможно в произвольной климатической зоне. Обеспечение санитарно-биологических требований к воздушной среде этих устройств чрезвычайно трудоемко (регулярная дезинфекция, вплоть до замены наполнителя).
Техническим результатом предлагаемого технического решения (полезной модели) является
- минимизация пята застройки;
- повышение технологичности конструкции за счет совмещение функций отдельных элементов здания;
- повышение ремонтопригодности и снижения эксплуатационных затрат.
Указанный технический результат достигается тем, что в индивидуальном жилом здании, включающем помещения, выполненные с применением стен, перегородок, чердачную крышу, системы отопления, кондиционирования, водо- электроснабжения с системой автоматического управления, солнечным коллектором, расположенным на крыше, и ветрогенератором, центральная несущая стена выполнена с каналами для элементов систем отопления, кондиционирования, водо- электроснабжения и автоматического управления, трубчатая мачта ветрогенератора установлена в чердачном помещении нижней опорой на перекрытие верхнего этажа, совпадающее с центральной несущей стеной, верхняя опора - на коневой части крыши, при этом на верхней опоре соединены треугольные элементы стропил крыши, одно из помещений здания выполнено в виде технического узла, содержащего основные элементы систем отопления, кондиционирования, водо- электроснабжения и автоматического управления. В индивидуальном жилом здании одно из помещений выполнено в виде гаража для автомобиля, одно их помещений в виде зимнего сада, при этом помещение технического узла размещено над гаражом для автомобиля.
Конструкция индивидуального жилого здания приведена на прилагаемых чертежах:
Фиг.1 - фасад здания;
Фиг.2 - вид А по фиг.1;
Фиг.3 - план первого этажа;
Фиг.4 - план второго этажа;
Фиг.5 - разрез В-В по фиг.3.
Здание устроено следующим образом (будем исходить из двухэтажного варианта). На фундаменте 1 установлены несущие стены - по контуру 2 и центральная 3. Имеются плиты перекрытий 4, 5. Эти плиты опираются на несущие стены. Крыша 6 чердачного типа, содержит несущую часть со стропилами 7 и кровлю 8. На скатах крыши размещены солнечные коллекторы (панели) 9. Мачта 10 ветрогенератора установлена в чердачном помещении, ее нижняя опора закреплена анкерными болтами 11 на перекрытии 5, соединенном с центральной стеной 3. Верхняя опора 12 образована несущими элементами крыши - стропилами и коневой балкой 13. Объем здания внутри несущих стен разделен перегородками на помещения. По первому этажу перегородки 14-15 образуют кухню 16, гостиную 17, зимний сад 18, и гараж 19. На первом этаже предусмотрена одноэтажная пристройка, образующая прихожую 20. Окна и двери изображены в соответствии с требованиями межгосударственного стандарта ГОСТ 21.501-93, поэтому на чертежах номера позиций не проставлены. На втором этаже перегородки образуют три спальных комнаты 23, 24, 25 и технический узел 26. Помещение технического узла, в свою очередь, поделено на пультовую 26-а и санузел 26-б. Имеются две лестницы для подъема на второй этаж. Лестница 27 размещена непосредственно в кухне 16, примыкает к перегородке 14. В этой перегородке под лестницей имеется дверь, соединяющая кухню и столовую. Вторая лестница 28 расположена в зимнем саду 18 по перегородке 15. Вход на лестницу 28 через дверь из кухни. Обе лестницы имеют поручни-ограждения, а над ними в перекрытиях предусмотрены ограждаемые проемы.
Оборудование здания. Центральная несущая стена 3 имеет вертикальные вентиляционные каналы 29 для каждого помещения. В этой же стене размещены каналы 30 системы кондиционирования, по которым воздух подается в каждое помещение. Выходные отверстия указанных каналов закрыты регулируемыми решетками (заслонками) 31. В помещении технического узла 26-а установлены баки холодной и горячей воды с ТЭНами, кондиционер, элементы системы автоматики с пультом управления. Разводка воды выполняется трубами, которые установлены в трубопроводных каналах центральной стены 3. В чердачном помещении кроме мачты ветрогенератора установлены электрические аккумуляторы, преобразователи, коммутирующие устройства, датчики, т.е. все конечные элементы системы электропитания, которые соединены с пультом управления (помещение 26а). Разводка сетей потребителей выполнена с использованием своей группы каналов в центральной несущей стене 3. Для обслуживания оборудования чердачного помещения предусмотрена внешняя лестница 32.
Предварительно, до обустройства территории коттеджного поселка источником водоснабжения дома может быть колодец или скважина. Канализационные соки собираются в закрытый приямок, где обеспечивается биоразложение с применением соответствующих добавок.
Таким образом предложенное конструктивное решение индивидуального жилого здания обеспечивает решение поставленной задачи. Размещение ветрогенератора на здании уменьшает до минимума пятно застройки. Масса ветрогенератора распределена прежде всего на центральную несущую стену, а через нее фундамент здания. Поперечную жесткость верхней опоры ветрогенератора обеспечивают треугольные элементы стропил, которые расположены в разных плоскостях. Размещение всех основных коммуникаций - кабелей от ветрогенератора и солнечных панелей с элементами их обслуживания в чердачном помещении, кабелей сетевой разводки, а также труб горячей и холодной воды, вытяжной вентиляции и систем кондиционирования - в специальных нишах центральной несущей стены существенно снижает затраты на монтаж всех систем, обеспечивает высокую ремонтопригодность. Все эти технические факторы конструкции в конечном счете снижают затраты на проектирование, строительство и эксплуатацию индивидуального жилого здания.
Список документов, цитированных в заявке
1. Экодом. Патент RU 2334850 С2, МПК Е04Н 1/00, F24F 12/00, C02F 11/04. / В.Б.Крахт, Ю.Г.Лосев, А.В.Коняхин. Заявка 20041122445/06 от 22.04.2004. Опубл. 27.09.2008 - прототип.
2. Индивидуальное жилое здание Плехова Г.Г. Патент RU 2105117 С1, МПК Е04Н 1/00. / Г.Г.Плехов. Заявка 95118962/03 от 09.11.1995. Опубл. 20.02.1998.
3. Домик с ассиметричной крышей. Патент RU 2085682 C1, МПК E04H 1/02, Е04В 7/08, F24J 2/12. / Б.И.Шабалин, В.А.Магдач, Л.Б.Ивашкова. Заявка 92012608/03 от 16.12.1992. Опубл. 27.07.1997.
4. Здание ветрогелиоэнергетической станции. Патент RU 2214492 С2, МПК Е04Н 15/00, F03D 9/00. Заявка 2001131522/03 от 23.11.2001. Опубл. 20.10.2003.
5. Кровельная панель с солнечной батареей. Патент RU 2194827 С2, МПК Е04D 13/18. Заявка 2001102215/03 от 24.01.2001. Опубл. 20.12.2002