МАЛОЭТАЖНОЕ ЗДАНИЕ
LOW RISE BUILDING

Изобретение относится к строительству и может быть использовано при сооружении малоэтажных зданий жилого, социально-бытового и промышленного назначения.
Известно малоэтажное здание, включающее фундамент, опорные стойки, плиты перекрытий и покрытия, ограждающие стеновые конструкции (см., например, патент РФ № 2046909, кл. Е04С 3/02, 1993 г.).
Для повышения эксплуатационных качеств здания и его устойчивости к внешним энергетическим воздействиям известное здание снабжено угловыми опорными стойками, верхними и нижними профилированными балками, соединенными между собой и с опорными стойками с помощью накладок, а также опирающимися на консольные полки верхних балок плитами покрытия, соединенными между собой с помощью деревянных брусков с образованием каркаса рамного типа. Однако подобное решение не обеспечивает необходимой прочности готовой строительной конструкции в экстремальных условиях, например при землетрясении, а выполнение монтажных работ отличается повышенной трудоемкостью при значительном использовании ручного труда, что, в свою очередь, приводит к увеличению сроков возведения и стоимости известного здания.
Известно также малоэтажное здание, включающее фундамент, опорные стойки, перекрытия, крышу и ограждающие стеновые конструкции (см. RU № 2295010, МПК Е04В 1/18, 2006).
Недостатками известного устройства являются повышенная сложность сооружения здания из-за необходимости применения тяжелой строительной техники и наличие существенных мостиков холода, снижающее энергоэффективность здания.
Задача, на решение которой направлено заявленное решение, выражается в обеспечении возможности сооружения здания без применения тяжелой строительной техники и предотвращение формирования мостиков холода.
Технический результат - обеспечение высокой конструктивной прочности теплоизолирующего слоя и за счет этого обеспечение возможности формирования стены здания сразу на всю высоту, с временным использованием теплоизолирующего слоя для удержания армирующих элементов внешних слоев стены (до твердения составляющего их материала). Кроме того, повышаются теплоизолирующие характеристики стены из-за отсутствия в ней «мостиков холода». Кроме того, обеспечивается возможность сооружения здания без применения тяжелой строительной техники.
Для достижения поставленной задачи малоэтажное здание, включающее фундамент, опорные стойки, перекрытия, крышу и ограждающие стеновые конструкции отличается тем, что ограждающие стеновые конструкции включают внутренний теплоизолирующий слой, выполненный с использованием плоского плитного утеплителя, и наружные слои, выполненные из твердеющего материала, снабженные арматурными элементами, при этом опорные стойки скреплены с фундаментом в своей нижней части и использованы в качестве конструкционных элементов теплоизолирующего слоя, причем промежуток между опорными стойками, на участках лишенных проемов, заполнен плоским плитным утеплителем, причем поверхность стойки, обращенная наружу, покрыта ленточным утеплителем, при этом внутренняя и внешняя поверхность теплоизолирующего слоя ограждающей стеновой конструкции покрыта штукатурной сеткой, предпочтительно металлической, скрепленной с опорными стойками, кроме того, снаружи ограждающей стеновой конструкции на всей ее площади, лишенной проемов, сформирован многослойный арматурный каркас, включающий как минимум четыре слоя арматурных прутков, первый из которых ориентирован горизонтально и скреплен непосредственно со стойками, а второй ориентирован вертикально, с повторением такой укладки в последующих слоях и размещением их арматурных прутков на осях симметрии квадратов, образованных первой парой слоев арматурного каркаса, при этом слои прутков скреплены друг с другом, причем ширина фундамента не меньше толщины ограждающей стеновой конструкции, и вертикальные прутки оперты на поверхность фундамента, кроме того, в качестве твердеющего материала использован штукатурный материал, толщина слоя которого превышает толщину армирующих слоев на поверхностях ограждающей стеновой конструкции, кроме того, высота опорных стоек меньше высоты стены на толщину горизонтального бруса, образующего каркас перекрытия, опертого на торец опорной стойки и скрепленного с ней. Кроме того, по периметру здания над верхней его кромкой пропущен мауэрлат, скрепленный с горизонтальными брусьями, образующими каркас перекрытия. Кроме того, проемы для окон и/или дверей в стене здания оконтурены сверху и снизу горизонтальными брусьями толщиной, равной толщине опорных стоек и соединенными с ними в зуб, при этом их поверхность, обращенная наружу, покрыта ленточным утеплителем и использована для крепления штукатурной сетки. Кроме того, горизонтальные брусья, образующие каркас пола, соединены в зуб с опорными стойками. Кроме того, размер квадрата, образуемого стержнями пары арматурных слоев, составляет 0,2-0,3 от высоты стены. Кроме того, длина конца вертикального закладного прутка не менее 0,4-0,5 от высоты стены. Кроме того, в качестве ленточного утеплителя использован пеноизол.
Сопоставительный анализ признаков заявленного решения с признаками прототипа и аналогов свидетельствует о соответствии заявленного решения критерию "новизна".
Признаки отличительной части формулы изобретения обеспечивают решение следующих функциональных задач.
Признаки «ограждающие стеновые конструкции включают внутренний теплоизолирующий слой, выполненный с использованием плоского плитного утеплителя, и наружные слои, выполненные из твердеющего материала» обеспечивают сочетание в ограждающей конструкции высоких теплозащитных свойств и высокой прочности.
Признаки, указывающие на наличие арматурных элементов в конструкции стены, обеспечивают прочностные характеристики стены и надежное сцепление внешних слоев стены с внутренним теплоизолирующим слоем.
Признаки «опорные стойки скреплены с фундаментом в своей нижней части и использованы в качестве конструкционных элементов теплоизолирующего слоя» обеспечивают возможность использования внутреннего теплоизолирующего слоя стены в качестве «временного» конструкционного элемента, обеспечивающего удержание на себе штукатурной сетки и арматурных элементов до их замоноличивания штукатурными (внешними) слоями стены.
Признаки «промежуток между опорными стойками, на участках лишенных проемов, заполнен плоским плитным утеплителем, причем поверхность стойки, обращенная наружу, покрыта ленточным утеплителем» обеспечивают высокие теплозащитные свойства теплоизолирующего слоя стены и одновременно, его высокую прочность.
Признаки «внутренняя и внешняя поверхность теплоизолирующего слоя ограждающей стеновой конструкции покрыта штукатурной сеткой, предпочтительно металлической, скрепленной с опорными стойками» обеспечивают удержание сетки на поверхности теплоизолирующего слоя и его надежное сцепление со слоем штукатурки, дополнительно армированного такой сеткой.
Признаки «снаружи ограждающей стеновой конструкции на всей ее площади, лишенной проемов, сформирован многослойный арматурный каркас, включающий как минимум четыре слоя арматурных прутков» обеспечивают формирование на внешней поверхности ограждающей стеновой конструкции высокопрочного несущего слоя с высокой степенью армирования.
Признаки, регламентирующие размещение слоев арматурных прутков, «первый из которых ориентирован горизонтально и скреплен непосредственно со стойками, а второй ориентирован вертикально, с повторением такой укладки в последующих слоях и размещением их арматурных прутков на осях симметрии квадратов, образованных первой парой слоев арматурного каркаса» обеспечивают «обвязку» периметра здания горизонтальными прутками (при их скреплении со стойками) и формирование вертикальных опорных арматурных прутков с формированием армирующей сетки сравнительно большой ячеи каждой парой армирующих слоев. При этом последующие пары армирующих слоев формируются с точно такой же ячеей, но за счет смещения пар армирующих слоев обеспечивается формирование ячеи вдвое меньшей исходной. При этом сравнительно малый диаметр армирующих прутков позволяет достаточно равномерно распределить «армирующие стержни» по толщине и площади внешней поверхности ограждающей стеновой конструкции.
Признаки «слои прутков скреплены друг с другом» и признаки «ширина фундамента не меньше толщины ограждающей стеновой конструкции, и вертикальные прутки оперты на поверхность фундамента» снижают нагрузку на опорные стойки.
Признаки «в качестве твердеющего материала использован штукатурный материал, толщина слоя которого превышает толщину армирующих слоев на поверхностях ограждающей стеновой конструкции» повышают долговечность армирующих элементов штукатурных слоев.
Признаки «высота опорных стоек меньше высоты стены на толщину горизонтального бруса, образующего каркас перекрытия, опертого на торец опорной стойки и скрепленного с ней» упрощают конструкцию сопряжения стены здания с горизонтальными перекрытиями и повышают надежность теплоизоляции стыка чердачного перекрытия и стены.
Признаки второго пункта формулы изобретения обеспечивают соединение стены и чердачного перекрытия.
Признаки третьего пункта формулы изобретения обеспечивают формирование проемов (дверных и/или оконных) в стене здания.
Признаки четвертого пункта формулы изобретения обеспечивают формирование пола здания.
Признаки пятого пункта формулы изобретения задают оптимальный размер ячеи арматурного каркаса, образуемого парой арматурных слоев.
Признаки шестого пункта формулы изобретения обеспечивают надежное скрепление опорных стоек с фундаментом.
Признаки седьмого пункта формулы изобретения обеспечивают повышение теплоизолирующих свойств опорных стоек до уровня плитного утеплителя.
Признаки восьмого пункта формулы изобретения обеспечивают надежное скрепление опорных стоек с фундаментом.
На фиг.1 показан вид на стену здания с наружной стороны в процессе формирования каркаса; на фиг.2 показано то же в процессе формирования теплоизолирующего слоя; на фиг.3 показано то же на завершающем этапе процесса формирования теплоизолирующего слоя; на фиг.4 показано то же на этапе формирования второй пары армирующих слоев; на фиг.5 показан вертикальный поперечный разрез стены здания; на фиг.6 показан вертикальный поперечный разрез через стену здания после укладки горизонтальных брусьев чердачного перекрытия.
На чертежах показаны внутренний теплоизолирующий слой ограждающей стеновой конструкции, включающий плоский плитный утеплитель 1 и вертикальные опорные стойки 2, нижние концы которых заделаны в фундамент 3 (нижний конец которых скреплен с концом вертикального закладного прутка 4, выступающего из фундамента 3 на высоту порядка 1 м, что составляет 0,4-0,5 от высоты стены принятой равной 2,5 м, и заделанного в него) при этом промежуток между стойками 2 составляет до 2-3 м и заполнен плоским плитным утеплителем 1, а поверхность стойки 2, обращенная наружу, покрыта лентой 5 из утеплителя, предпочтительно пеноизола. Обязательно размещение вертикальных опорных стоек 2 по углам здания. Размеры поперечного сечения вертикальных каркасных стоек 2 - 15×15 или 20×20 см. Внутренняя 6 и внешняя 7 поверхности стены покрыта штукатурной сеткой 8, предпочтительно металлической, скрепленной с вертикальными опорными стойками 2, кроме того, снаружи стены на всей ее площади сформирован многослойный арматурный каркас, включающий как минимум четыре слоя арматурных прутков диаметром до 5 мм, первый слой 9 которых ориентирован горизонтально и скреплен непосредственно со стойками 2, а второй слой 10 ориентирован вертикально. При этом слои прутков скреплены друг с другом, причем ширина фундамента 3 не меньше суммарной толщины стены, и вертикальные прутки 10 и 11 оперты своими нижними торцами на обращенную к ним поверхность фундамента 3. В качестве твердеющего материала использован известный штукатурный материал, нанесенный известным образом, толщина слоя которого такова, что армирующие элементы полностью покрыты слоем штукатурки. Высота вертикальных опорных стоек 2 меньше высоты стены на толщину горизонтального бруса 12, образующего каркас перекрытия, укладываемого сверху на торец стойки 2 и скрепленного с ней, поэтому перед оштукатуриванием стены, на торец стойки 2 укладывают закладной (извлекаемый) элемент, выполненный в виде короткого отрезка бруса соответствующего поперечного сечения.
Проемы для окон и/или дверей в стене здания оконтурены горизонтальными брусьями 13 толщиной, равной толщине вертикальных опорных стоек 2 и соединенными с ними в зуб, при этом поверхность горизонтальных брусьев 13, обращенная наружу, покрыта лентой 5 пеноизола, такой же, как использованной для изолирования стоек 2. Поверхность горизонтальных брусьев 13 также используется для крепления штукатурной сетки. Кроме того, показаны закладные брусья 14 и горизонтальные прутки 15 второй пары арматурных слоев.
При формировании заявленной стены известным образом формируют фундамент 3 с закладными прутками 4, скрепляют с ним вертикальные опорные стойки 2, с формированием заданных дверных и оконных проемов, после чего между стойками 2 и соответствующими горизонтальными брусьями 13 размещают плоский плитный утеплитель 1, а внешние поверхности стоек 2 и горизонтальных брусьев 13 покрывают лентой 5 из утеплителя, предпочтительно пеноизола. Далее внутреннюю 6 и внешнюю 7 поверхность стены покрывают штукатурной сеткой 8, которую скрепляют с вертикальными каркасными стойками 2.
Затем снаружи стены на всей ее площади формируют многослойный арматурный каркас, включающий как минимум четыре слоя арматурных прутков диаметром до 5 мм, первый слой 9 которых ориентируют горизонтально и скрепляют непосредственно со стойками 2, а второй слой 10 ориентируют вертикально (с образованием сетки с квадратом порядка 50×50 см, что составляет 0,2-0,3 от высоты стены принятой равной 2,5 м). В последующих слоях такую укладку повторяют, при этом арматурные прутки последующих слоев размещают на осях симметрии квадратов, образованных первой парой слоев (9 и 10) арматурного каркаса. Таким образом, при 4 слоях арматурного каркаса внешняя поверхность стены оказывается покрыта каркасом с ячейками 25×25 см, а при 6 слоях ячейки составят 16,7×16,7 см. При этом слои прутков скреплены друг с другом, причем ширина фундамента 3 не меньше суммарной толщины стены, и вертикальные прутки 10 и 11 оперты своими нижними торцами на обращенную к ним поверхность фундамента 3.
Далее внутреннюю 6 и внешнюю 7 поверхность стены штукатурят известным образом с использованием известных штукатурных материалов, который наносят до полного покрытия армирующих элементов слоем штукатурки (перед оштукатуриванием стены, на торец стойки 2 и в выемки, предназначенные в дальнейшем для размещения торцов горизонтальных брусьев 12, образующих опорный каркас полового перекрытия, укладывают закладные (извлекаемые) элементы 14, выполненные в виде короткого отрезка бруса соответствующего поперечного сечения). Далее, после твердения слоев 16 и 17 штукатурки (набора 70% прочности), ориентировочно 1 неделя при температуре +15°С, приступают к обустройству потолка и других конструктивных элементов здания, извлекают закладные 14, размещают на их месте горизонтальные брусья 12, на которые настилают сверху доски, потолочного перекрытия, снизу пространство между горизонтальными брусьями 12 потолка заполняют плоским плитным утеплителем 1, после чего подшивают потолок фанерой или гипсокартоном. Далее известным образом настилают пол (на чертежах не показан), при необходимости утепляя его описанным выше способом.
По внешнему периметру здания сверху торца стены закрепляют пояс из досок (мауэрлат) для фиксации соответствующих концов стропил и известным образом обустраивают крышу.