СПОСОБ СОКРАЩЕНИЯ ТЕПЛОПОТЕРЬ ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОГО ЗДАНИЯ
METHOD TO REDUCE HEAT LOSSES OF ENERGY-EFFICIENT BUILDING

Изобретение относится к области строительства, а именно, к каркасному строительству, в частности к промышленному, гражданскому и индивидуальному строительству жилых домов, коттеджей, зданий, и может быть использовано для обеспечения высоких теплотехнических качеств ограждающих конструкций.
Известно энергоэффективное и экологичное здание по патенту Российской Федерации №80486, кл. Е04Н 1/00, 2009 г., которое возводят следующим образом.
На выбранном и размеченном участке возводят фундамент, для чего в указанных местах устанавливают винтовые сваи, выставляя их на одном уровне. Затем, чтобы создать единый фундамент, все винтовые сваи соединяют между собой обвязочной балкой либо металлической, либо бетонной.
На возведенный фундамент монтируют основание, собирая его из трех слоев, при этом панель основания закрепляют непосредственно на фундаменте. После этого возводят стены, панели которых соединяют с панелями основания. Внутри стен устанавливают балки, соединяя их между собой соединительным элементом и крепежными элементами. Пустоты между рядовыми балками заполняют утеплителем. А угол стены, где размещена также балка и стеновые панели, связан торцевым соединительным элементом. Для придания определенной жесткости зданию нижний и верхний торцы собранных стен соединяют обвязочной балкой.
Затем монтируют перекрытие, выполненное также из унифицированных панелей, укладывая их на собранные стены и соединяя с обвязочной балкой. После этого возводят элементы крыши и кровлю. Здание собрано. Приступают к внутренней отделке, монтируя в том числе систему вентиляции и отопления, в которую входит теплый плинтус. Его устанавливают по периметру помещения. Тепло, исходящее от него, быстро нагревает пол и стены помещения и поддерживает постоянную температуру по всей его высоте.
Используемая технология в строительстве этого здания: каркасно-панельная, представляет собой целесообразное и эффективное решение, дающее значительную экономию. Одной из составляющих которой является использование деревянного и металлического каркаса на основе легких стальных тонкостенных конструкций.
Конструкция стен отвечает основным требованиям будущих владельцев дома -теплая, экономичная, надежная и быстровозводимая. Высокие энергосберегающие характеристики дома из теплоизоляционных панелей достигаются за счет использования современных материалов и теплого плинтуса. Он создает климат, положительно влияющий на здоровье человека:
- равномерно распределяет тепло в помещении;
- нагревает пол и стены;
- экономит до 40% энергии;
- прост в монтаже;
- позволяет быстро изменять температуру, в том числе с использованием современной автоматики.
Недостатками большинства современных индивидуально семейных домов являются: высокая стоимость возведения и обслуживания, высокие потери тепла. В традиционном доме основные потери тепла происходят по трем основным каналам, через стены, полы, потолок, фундамент - 35-40%, окна - 25-30% и тепловентиляция - 30-25%.
Известно энергоэффективное малоэтажное здание по патенту Российской Федерации №110793, кл. Е04Н 1/00, 2011 г., техпроцесс возведения которого принят заявителем за прототип. Его возводят следующим образом.
Здание содержит фундамент, который в зависимости от грунта на месте возведения здания может быть ленточным, плитным, свайным, в том числе на винтовых стальных сваях.
На фундамент устанавливается обвязочный контур пола первого этажа и дополнительные балки. Затем устанавливаются стойки каркаса, на которые укладывается обвязочный контур и дополнительные балки чердачного перекрытия или перекрытия следующего этажа. При наличии в здании более одного этажа операция установки стоек и обвязочных контуров повторяется кратно количеству дополнительных этажей.
На обвязочный контур чердачного перекрытия устанавливаются стойки чердака с коньковой балкой и стропильная система с обрешеткой кровли.
Соединенные вместе обвязочные контуры, стойки и дополнительные балки образуют собой каркас здания.
На балки обвязочных контуров и дополнительные балки укладываются панели перекрытий.
При устройстве утепленной кровли из многослойных строительных панелей, кровельные панели устанавливаются на обвязочный контур чердачного перекрытия и коньковую балку.
Многослойная строительная панель содержит внутренний каркас, выполненный в виде рамы, наружную и внутреннюю листовую обшивку, соединенную с рамой, а также размещенный внутри панели утеплитель.
Утеплитель выполнен из тепло- и звукоизоляционного материала. В качестве утеплителя панель содержит слой засыпного карбамидного пенопласта.
Внутри панели может быть дополнительно размещен слой тепло- и звукоизоляционного материала, образованный из гранулированного пеностекла или из минеральных волокон, базальтового волокна, стекловолокна.
Использование гранулированного пеностекла в частях панели, подверженной наиболее сильному воздействию атмосферных осадков (например, нижняя часть стеновых панелей) позволит, не увеличивая значительно вес панели, повысить ее общую водостойкость и стойкость к коррозии.
Использование утеплителей на основе минеральных волокон, базальтового волокна, стекловолокна в частях панелей, в которых затем предполагается изготовление отверстий для трубопроводов, вентиляции и т.п., позволит избежать повреждения основного слоя теплоизоляции при выполнении работ.
Такая конструкция здания обеспечивает высокие темпы строительства, возможность строительства в любое время года без потери качества и увеличения стоимости работ. Но оно имеет некоторые недостатки такие, как: низкая атмосферостойкость из-за неплотного прилегания в точках сопряжения вертикальных стенок каркаса к наружной поверхности стены; наличие большого количества крепежных элементов, являющихся теплопроводными включениями и снижающих теплотехническую однородность ограждающей конструкции стены и перекрытия, образуя в месте опирания перекрытия на несущую наружную стену «мостики холода».
Технической задачей заявляемого изобретения является: повышение атмосферостойких и теплозащитных качеств здания, ликвидировать «мостики холода» в месте опирания фермы покрытия на несущую наружную стену. Снизить, тем самым, необходимое энергопотребление на отопление дома до минимально-возможных размеров с обеспечением комфортного уровня температур.
Поставленная задача решается тем, что в предлагаемом решении осуществляют выполнение на ферме покрытия дополнительного нижнего пояса, препятствующего образованию «мостика холода» и проникновению холодного воздуха через конструкцию покрытия во внутрь здания, для чего дополнительный нижний пояс закрепляют на ферме покрытия посредством подвесок, которые устанавливают с обеих сторон фермы покрытия в шахматном порядке или друг против друга, между нижним поясом фермы покрытия и дополнительным нижним поясом укладывают теплоизоляционный материал, а подвески выполняют из теплоизоляционного листового материала, причем между
нижним поясом фермы покрытия и панелью стены устанавливают термовкладыш, а внутреннюю поверхность покрытия выполняют из облицованного листового материала.
Кроме того, термовкладыши выполняют из дерева, а подвески выполняют из композитного теплоизоляционного материала.
Технический результат от использования предлагаемого технического решения заключается в том, что благодаря выполнению фермы покрытия с дополнительным нижним поясом, использованию тепловкладыша и установке теплоизоляционного материала между нижним поясом фермы покрытия и дополнительным нижним поясом, устранены «мостики холода» и снижены, тем самым, тепловые потери энергоэффективного здания.
На фиг. 1 изображен фрагмент энергоэффективного здания с опиранием фермы покрытия на несущую наружную стену;
на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1, размещение теплоизоляционного материала на дополнительном нижнем поясе фермы покрытия;
Предлагаемая конструкция каркасного дома предназначена для постоянного индивидуального или семейного проживания людей в пригородных, сельских и удаленных местах, в оптимальных физико-биологических условиях.
Основные направления повышения энергоэффективности жилых зданий является увеличение теплозащитных качеств ограждающих конструкций.
Выполнение требований по повышению энергоэффективности зданий становится возможным только благодаря переходу на использование инновационных инженерных технологий и оборудования.
Требования энергетической эффективности зданий, строений, сооружений согласно законодательству должны включать в себя, в том числе:
- требования к влияющим на энергетическую эффективность зданий, строений, сооружений архитектурным, функционально-технологическим, конструктивным и инженерно-техническим решениям;
- требования к отдельным элементам, конструкциям зданий, строений, сооружений и к их свойствам, к используемым в зданиях, строениях, сооружениях устройствам и технологиям.
Повышение энергоэффективности зданий в последние десятилетия стало одним из основных направлений развития строительной индустрии.
Теплоизоляция зданий и сооружений преследует несколько практических целей: повышение уровня комфортности, тепло- и звукоизоляции, экономию тепловых ресурсов и сокращение эксплуатационных расходов. Однако в концепцию энергоэффективного
дома входит не только изоляция конструкций при помощи теплоизолирующих материалов, но и специфические инженерные решения.
Однако утеплением лишь ограждающих конструкций нельзя добиться значительного уменьшения теплопотерь, поскольку существенная их доля приходится на так называемые «мостики холода», то есть участки интенсивного теплообмена с окружающей средой. Такие участки чаще всего образуются в местах контакта конструкций перекрытий с несущими стенами, в местах примыкания к наружным стенам внутренних стен и перегородок, а также при проседании изоляционного материала в многослойных ограждающих конструкциях с утеплителем в качестве среднего слоя. Основным условием сохранения теплозащитных свойств теплоизоляционных материалов является его сухое состояние.
Устранение «мостиков холода» необходимо не только по причинам энергетическим, но и по санитарно-гигиеническим. В последнем случае речь идет о здоровье людей.
Предлагаемое энергоффективное здание представляет собой несущую каркасную конструкцию, элементы которой выполнены в виде легких стальных тонкостенных конструкций (ЛСТК).
Покрытие здания выполнено из ряда ферм 1, изготовленных из ЛСТК, которые опираются на несущую стену 2.
В местах контакта фермы 1 покрытия с несущей стеной 2 здания возникают «мостики холода». Поэтому для их устранения ферма 1 покрытия снабжена дополнительным нижним поясом 3, а в промежутке между нижним поясом 4 фермы 1 покрытия и панелью несущей стены 2 установлен термовкладыш 5, выполненный, например, из дерева, или другого композитного теплоизоляционного материала.
Дополнительный нижний пояс 3 фермы 1 покрытия закреплен на нижнем поясе 4 фермы 1 покрытия посредством подвесок 6, которые установлены с обеих сторон фермы 1 покрытия в шахматном порядке, или друг против друга. А между нижним поясом 4 фермы 1 покрытия и дополнительным нижним поясом 3 уложен теплоизоляционный материал 7 толщиной h, определяемой теплотехническим расчетом, пароизоляция 8. Подвески 6 выполнены из теплоизоляционного листового материала, например, из фанеры или OSB, или других композитных теплоизоляционных материалов. Причем внутренняя поверхность покрытия выполнена из облицованного листового материала 9.
Для ликвидации «мостиков холода» в месте опирания фермы 1 покрытия на несущую наружную стену 2 и повышения теплозащитных качеств покрытия
осуществляют выполнение на ферме 1 покрытия дополнительного нижнего пояса 3, препятствующего образованию «мостика холода» и проникновению холодного воздуха через конструкцию покрытия во внутрь здания. Для чего дополнительный нижний пояс 3 закрепляют на ферме 1 покрытия посредством подвесок 6, которые устанавливают с обеих сторон фермы 1 покрытия в шахматном порядке, или друг против друга.
Между нижним поясом 4 фермы 1 покрытия и дополнительным нижним поясом 3 укладывают теплоизоляционный материал 7. Подвески 6 выполняют из теплоизоляционного листового материала, например, из фанеры или OSB, или другого композитного теплоизоляционного материала.
Причем между нижним поясом 4 фермы 1 покрытия и панелью несущей наружной стены 2 устанавливают термовкладыш 5, который выполняют, например, из дерева. А внутреннюю поверхность покрытия выполняют из облицованного листового материала 9.
Использование предлагаемого технического решения позволило устранить «мостики холода» и снизить, тем самым, тепловые потери в энергоэффективном здании. Создан энергосберегающий, полезный для человека, комфортный, жилой дом.