Малоэтажное здание с вентилируемым фасадом и способ его возведения (варианты)

Малоэтажное здание с вентилируемым фасадом и способ его возведения (варианты)

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при возведении малоэтажных зданий, коттеджей городской, сельской и дачной застройки, общественных зданий рекреационного, социального, культурного, бытового назначения, производственных и складских помещений.

Известно здание, включающее фундамент, металлические колонны и ригели, образующие несущий каркас (см. патент РФ 17550, МКИ⁷ Е 04 В 1/00. Быстровозводимое каркасно-панельное здание /опубликовано 2001.04.10).

Недостатком указанного технического решения является повышенная материалоемкость при возведении стен.

Наиболее близким техническим решением (прототипом) к заявленному является малоэтажное здание, включающее фундаменты, каркас, состоящий из металлических колонн, расположенных в двух направлениях металлических ригелей, образующих ячейки каркаса, металлические связи, расположенные в створе колонн, плиты перекрытий, наружное ограждение, состоящее из теплоизолирующего слоя и оболочки в виде вентилируемого фасадного слоя, выполненного из плиточных элементов, скатную кровлю и лестницы, при этом фундаменты выполнены точечными с ленточными вставками между ними по крайней мере по наружному контуру здания, при этом колонны и ригели выполнены из гнутых и/или гнутосварных профилей, при этом каждая плита перекрытия образована из металлического каркаса, нижней цементно-стружечной плиты, теплозвукоизолирующего слоя и верхней цементно-стружечной плиты, а зазоры между ригелями и цементно-стружечными плитами заполнены теплозвукоизолирующим материалом, при этом колонны, ригели и связи снабжены антикоррозийным покрытием (см. патент РФ 2052615, МКИ ⁶ Е 04 Н 1/00. Малоэтажное здание и каркас малоэтажного здания /опубликовано 1996.01.20).

Недостатками указанного технического решения по сравнению с заявленным являются повышенные материалоемкость и трудозатраты при возведении стен и вентилируемого фасадного слоя.

Известен способ возведения малоэтажного здания, включающий монтаж фундамента, стен и кровли (см. патент РФ 2062841, МКИ⁶ Е 04 В 1/00. Здание и способ его возведения /опубликовано 1996.06.27). Недостатком указанного способа являются повышенные трудозатраты при возведении стен.

Строительство зданий с использованием стеновых панелей требует применения достаточно мощных подъемных механизмов, что повышает трудоемкость, а следовательно и стоимость возведения зданий. Поэтому строительство, например, жилых коттеджей в частном секторе с использованием стеновых панелей неэкономично. Использование цементно-песчаных или клеящих растворов, при возведении стен тоже увеличивает стоимость возведения зданий.

Задачей заявленного изобретения является улучшение экономических показателей возводимого здания за счет: снижения материалоемкости и трудозатрат, путем применения облегченных элементов несущего каркаса здания, легких и быстро устанавливаемых элементов, составляющих стены и фасадный слой; исключения использования цементно-песчаных растворов при монтаже стен и фасадного слоя; а также за счет снижения ремонтных работ, путем увеличения долговечности здания.

Поставленная задача достигается тем, что малоэтажное здание, включающее фундаменты, металлические колонны, расположенные в двух направлениях металлические ригели, образующие ячейки каркаса, металлические связи, расположенные в створе колонн, плиты перекрытий, наружное ограждение, состоящее из теплоизолирующего слоя и оболочки в виде вентилируемого фасадного слоя, выполненного из плиточных элементов, скатную кровлю и лестницы, при этом фундаменты выполнены точечными с ленточными вставками между ними по крайней мере по наружному контуру здания, при этом колонны и ригели выполнены из гнутых и/или гнутосварных профилей, при этом каждая плита перекрытия образована из металлического каркаса, нижней цементно-стружечной плиты, теплозвукоизолирующего слоя и верхней цементно-стружечной плиты, а зазоры между ригелями и цементно-стружечными плитами заполнены теплозвукоизолирующим материалом, при этом колонны, ригели и связи снабжены антикоррозийным покрытием, колонны и ригели имеют Т- или П-образный профиль, наружное ограждение содержит внутренний отделочный слой, присоединенный к металлическим колоннам, ригелям и связям с их внутренней стороны, наружный металлический каркас, присоединенный к металлическим колоннам и ригелям с их наружной стороны, а теплоизолирующий слой является паропроницаемым, состоящим из сетчатых мешков длиной, кратной d, где d - размер одной из сторон плиточного элемента, с теплоизолирующим гранулированным негорючим закрытопористым материалом или из минераловатных плит длиной, кратной d, и крепежных элементов, расположен внутри наружного металлического каркаса, наружный металлический каркас имеет горизонтальные и/или вертикальные перекладины Т- или Н-образного профиля, расположенные с шагом, равным d, расположенные с шагом, равным d, плиточные элементы вентилируемого фасадного слоя имеют Г-образные крепежные элементы, посредством которых они соединены с перекладинами Т- или Н-образного профиля.

Поставленная задача достигается также тем, что: металлические связи, расположенные в створе колонн, выполнены с Н-образным профилем; внутренний отделочный слой выполнен из гипсоволоконных листов или цементно-стружечных плит; крепежный элемент для крепления теплоизолирующего слоя выполнен из упругой пластины в виде элемента с ребром жесткости и F-образным профилем или П-образным изгибом на одном конце; крепежный элемент для крепления теплоизолирующего слоя состоит из штыря с резьбой на обоих концах и шлицом на одном из концов, тарельчатой гайки и гайки; теплоизолирующий негорючий закрытопористый материал выполнен из пеносиликата или пеностекольных гранул или керамзита или пеноизола; плиточные элементы содержат не менее трех Г-образных крепежных элементов; между внутренним отделочным слоем и теплоизолирующим слоем имеется гидрозащитный воздушный зазор.

Выполнение теплоизолирующего слоя 8 паропроницаемым необходимо для того, чтобы пар, проникающий из дома через внутренний отделочный слой 6 в теплоизолирующий слой 8, не конденсировался в нем и конденсат не замерзал в периоды отрицательной наружной температуры. При замерзании конденсата лед разрывает поры теплоизолирующего слоя и тем самым снижаются его прочность и теплоизолирующие свойства.

Выполнение колонн и ригелей не с замкнутым профилем, а в виде Т- или П-образного профиля позволяет снизить их материалоемкость, а следовательно, и вес.

Наличие гидрозащитного воздушного зазора 9 между внутренним отделочным слоем 6 и теплоизолирующим слоем 8 вызвано тем, чтобы конденсат, образовавшийся в теплоизолирующем слое при положительной температуре, близкой к нулю, не стекал на внутренний отделочный слой, а следовательно, не повреждал его. Возможное образование влаги на стене приводит к появлению плесени и других грибковых микроорганизмов, отрицательно влияющих на условия обитания в помещении.

Наличие воздушного зазора 15 между теплоизолирующим слоем 8 и фасадным слоем необходимо для того, чтобы пар, проникающий из дома через внутренний отделочный слой 6 в теплоизолирующий слой 8, не конденсировался в нем, а выходил в наружную атмосферу.

Техническая реализуемость крепежных элементов, колонн, ригелей, связей и перекладин не требует обоснования.

На фиг.1 изображен фрагмент вертикального разреза несущего каркаса здания с наружным каркасом, на фиг.2 - фрагмент вертикального разреза наружного ограждения здания с колоннами, ригелями и теплоизолирующим слоем; на фиг.3 - фрагмент вертикального разреза наружного ограждения здания с теплоизолирующим слоем, состоящим из минераловатных плит, и крепежным элементом с П-образным профилем, на фиг.4 - фрагмент вертикального разреза наружного ограждения здания с теплоизолирующим слоем, состоящим из сетчатых мешков с теплоизолирующим гранулированным негорючим закрытопористым материалом, на фиг.5 - крепежный элемент с П-образным изгибом, на фиг.6 - вид А по фиг.5, на фиг.7 - вид Б-Б, ребро жесткости по фиг.5, на фиг.8 - вертикальный разрез фрагмента варианта крепления минераловатных плит; на фиг.9 - вертикальный разрез фрагмента варианта крепления минераловатных плит крепежным элементом с F-образным профилем. При этом, соотносительные размеры составных частей фрагментов здания являются условными.

При этом: 1 - колонна, 2 - ригель, 3 - металлические связи, в виде Н-образного профиля, в створе колонн каркаса здания, 4 - наружный каркас, 5 - горизонтальная перекладина Н-образного профиля наружного каркаса, 6 - внутренний отделочный слой; 7 - саморез; 8 - теплоизолирующий слой; 9 - гидрозащитный воздушный зазор; 10 - мешки с теплоизолирующим гранулированным негорючим закрытопористым материалом; 11 - минераловатные плиты; 12 - крепежный элемент, с П-образным изгибом, для крепления теплоизолирующего слоя; 13 - П-образный изгиб; 14 - ребро жесткости; 15 - вентилируемый воздушный зазор; 16 - плиточные элементы фасадного слоя; 17 - Г-образные крепежные элементы плиточных элементов; 18 - штырь с резьбой на концах; 19 - гайка; 20 - тарельчатая гайка; 21 - крепежный элемент, с F-образным профилем, для крепления теплоизолирующего слоя.

Малоэтажное здание с вентилируемым фасадом содержит: металлические колонны 1, соединенные с ригелями 2; металлические связи 3, соединенные с колоннами и/или ригелями; наружный металлический каркас 4, соединенный с колоннами и ригелями и имеющий перекладины 5; внутренний отделочный слой 6, присоединенный к колоннам, ригелям и связям между ними посредством саморезов 7; теплоизолирующий слой 8, имеющий гидрозащитный воздушный зазор 9 с внутренним отделочным слоем 6 и состоящий из мешков с теплоизолирующим гранулированным негорючим закрытопористым материалом 10 или минераловатных плит 11, присоединенных к металлическим связям 3 посредством крепежных элементов 12, имеющих П-образный изгиб 13 и ребро жесткости 14; вентилируемый воздушный зазор 15; плиточные элементы фасадного слоя 16, соединенные с перекладинами 5 посредством Г-образных крепежных элементов 17.

При этом, соединение минераловатных плит 11 с металлическими связями 3 имеет следующие варианты исполнения: посредством крепежных элементов 18, 19 и 20 по фиг.8, посредством крепежного элемента 21 с F-образным профилем, для крепления теплоизолирующего слоя, по фиг.9. При этом крепежный элемент с F-образным профилем имеет ребро жесткости такое же, как у крепежного элемента с П-образным изгибом (см. фиг.7).

Начальная общая часть трех способов возведения здания заключается в следующем: сооружают фундаменты, монтируют металлические колонны 1, металлические ригели 2, металлические связи 3 в створе колонн, наружный металлический каркас 4 с горизонтальными и/или вертикальными перекладинами 5 Т- или Н-образного профиля, расположенными с шагом, равным d, плиты перекрытий заполняют зазоры между ригелями и цементно-стружечными плитами теплозвукоизолирующим материалом, монтируют скатную кровлю, лестницы, изготавливают плиточные элементы 16 с размером одной из сторон, равным d, имеющих с внутренней стороны Г-образные крепежные элементы 17.

Далее, по первому способу возведения здания, производят следующее: производят монтаж внутреннего отделочного слоя 6, путем присоединения его к металлическим колоннам, ригелям и металлическим связям, расположенным в створе колонн, посредством саморезов 7, производят монтаж снизу вверх плиточных элементов 16, при этом после монтажа каждого ряда плиточных элементов, производят плотную укладку сетчатых мешков 10 длиной, кратной d, с теплоизолирующим негорючим закрытопористым материалом между металлическими связями 3 в створе колонн и перекладинами 5 Т- или Н-образного профиля.

Пояснения о склеивании между собой по контуру плиточных элементов фасадного слоя в процессе их монтажа:

1) Дождевые потоки захватывают из атмосферы большое количество газообразных производственных выбросов, таких, как оксиды углерода, серы, азота и фосфора, аммиак, хлор и хлористый водород. Растворяясь частично в воде, они превращают дождь в кислотный раствор, разрушающе действующий на бетон, мрамор и другие материалы. При этом увеличивается количество пор, капилляров и микротрещин, являющихся все новыми очагами агрессии, и степень разрушения материала существенно возрастает. Кроме того, содержание в воздухе кислотных оксидов серы и азота, а также хлористого водорода способно вызвать смещение такого экологического параметра атмосферы, как углекислотное равновесие. При этом существенно повышается содержание в воздухе свободной углекислоты, называемой в таком случае "агрессивной". Агрессивным углекислый газ является по отношению к минеральным строительным материалам (извести, мрамору и бетону), превращая нерастворимый кальцит СаСО₃ в водорастворимый гидрокарбонат кальция Са(НСО₃)₂:СаСО₃+CO₂+Н₂O=Са(НСО₃)₂.

2) В процессе дождя (химически агрессивного по п.1)), при определенном напоре ветра, дождевые капли начнут проникать между плиточными элементами фасадного слоя, разрушающе действуя на строительные элементы здания.

3) Склеивание (герметизацию стыков) по периметру плиточных элементов можно произвести, например, полиуретановым герметиком ЭМФИ, устойчивым к воздействию УФ излучения, солей, кислот и щелочей в концентрациях до 10%. Герметик не изменяет своего объема при вулканизации, не стекает по стене, легко окрашивается, полимеризация происходит под воздействием влажности воздуха, при этом создается прочный и эластичный герметичный шов. Он разработан французской фирмой EMFI С.А. (France, 67501 Haguenau Cedex, Rue Ettore Bugatti +33 (3) 88906044+33 (3) 88734838 http://www.emfi.com). Герметик Эмфимастика PU-15 сертифицирован российскими органами сертификации и имеет соответствующие заключения. Сертификат Соответствия РОСС FR.CЛ16.H00172 №0148852 Госстроя России, Гигиеническое Заключение №77.01.03.570.П.02012.01.2 Госсанэпидслужбы РФ.

По второму способу возведения здания, далее производят следующее: в металлических связях 3 Н-образного профиля просверливают отверстия насквозь через оба противостоящих ребра, внутри наружного металлического каркаса 4 располагают ряд минераловатных плит 11, вставляют в просверленные в металлических связях 3 отверстия штыри 18 и насквозь протыкают ими минераловатные плиты, ближние концы штырей располагают внутри поперечного сечения металлических связей 3 Н-образного профиля, навинчивают на штыри гайки 19 и вводят штыри в обе стороны металлических связей Н-образного профиля, на противоположные концы штырей навинчивают тарельчатые гайки 20, прижимая ими минераловатные плиты, производят монтаж плиточных элементов 16, производят монтаж внутреннего отделочного слоя 6, путем присоединения его саморезами 7 к металлическим колоннам, ригелям и металлическим связям 3.

По третьему способу возведения здания, далее производят следующее: внутри наружного металлического каркаса 4 располагают ряд минераловатных плит 11, поочередно приподнимают на несколько сантиметров каждую минераловатную плиту и протыкают ее насквозь плоскими концами крепежных элементов с П-образным изгибом или F-образным профилем, вставляют фигурные части крепежных элементов в верхний паз металлических связей 3 Н-образного профиля и опускают минераловатную плиту на место, производят монтаж плиточных элементов 16, производят монтаж внутреннего отделочного слоя 6, путем присоединения его посредством саморезов 7 к металлическим колоннам, ригелям и металлическим связям.

Предложенное малоэтажное здание позволяет: снизить материалоемкость и трудозатраты, путем применения облегченных элементов несущего каркаса здания, легких и быстро устанавливаемых элементов, составляющих стены и фасадный слой; исключить использование цементно-песчаных растворов при монтаже стен и фасадного слоя, а также снизить объем ремонтных работ, путем увеличения долговечности здания. При этом, здание полностью выполнено из негорючих материалов.

1. Малоэтажное здание, включающее фундаменты, каркас, состоящий из металлических колонн, расположенных в двух направлениях металлических ригелей, образующих ячейки каркаса, металлические связи, расположенные в створе колонн, плиты перекрытий, наружное ограждение, состоящее из теплоизолирующего слоя и оболочки в виде вентилируемого фасадного слоя, выполненного из плиточных элементов, скатную кровлю и лестницы, при этом фундаменты выполнены точечными с ленточными вставками между ними, по крайней мере, по наружному контуру здания, при этом колонны и ригели выполнены из гнутых и/или гнутосварных профилей, при этом каждая плита перекрытия образована из металлического каркаса, нижней цементностружечной плиты, теплозвукоизолирующего слоя и верхней цементностружечной плиты, а зазоры между ригелями и цементностружечными плитами заполнены теплозвукоизолирующим материалом, при этом колонны, ригели и связи снабжены антикоррозийным покрытием, отличающееся тем, что колонны и ригели имеют Т или П-образный профиль, наружное ограждение содержит внутренний отделочный слой, присоединенный к металлическим колоннам, ригелям и связям с их внутренней стороны, наружный металлический каркас, присоединенный к металлическим колоннам и ригелям с их наружной стороны, а теплоизолирующий слой является паропроницаемым, состоящим из сетчатых мешков длиной, кратной d, где d - размер одной из сторон плиточного элемента, с теплоизолирующим гранулированным негорючим закрытопористым материалом или из минераловатных плит длиной, кратной d, и крепежных элементов, расположен внутри наружного металлического каркаса, наружный металлический каркас имеет горизонтальные и/или вертикальные перекладины Т или Н-образного профиля, расположенные с шагом, равным d, плиточные элементы вентилируемого фасадного слоя имеют Г-образные крепежные элементы, посредством которых они соединены с Т или Н-образными перекладинами.

2. Здание по п.1, отличающееся тем, что металлические связи, расположенные в створе колонн, выполнены с Н-образным профилем.

3. Здание по п.1, отличающееся тем, что внутренний отделочный слой выполнен из гипсоволоконных листов или цементностружечных плит.

4. Здание по п.1, отличающееся тем, что крепежный элемент для крепления теплоизолирующего слоя выполнен из упругой пластины в виде элемента с ребром жесткости и F-образным профилем.

5. Здание по п.1, отличающееся тем, что крепежный элемент для крепления теплоизолирующего слоя выполнен из упругой пластины с ребром жесткости и П-образным изгибом на одном конце.

6. Здание по п.1, отличающееся тем, что крепежный элемент для крепления теплоизолирующего слоя состоит из штыря с резьбой на обоих концах и шлицом на одном из концов, тарельчатой гайки и гайки.

7. Здание по п.1, отличающееся тем, что теплоизолирующий негорючий закрытопористый материал выполнен из пеносиликата или пеностекольных гранул, или керамзита, или пеноизола.

8. Здание по п.1, отличающееся тем, что плиточные элементы содержат не менее трех Г-образных крепежных элемента.

9. Здание по п.1, отличающееся тем, что между внутренним отделочным слоем и теплоизолирующим слоем имеется гидрозащитный воздушный зазор.

10. Способ возведения малоэтажного здания, включающий сооружение фундаментов, монтаж металлических колонн, металлических ригелей, образующих ячейки каркаса, металлических связей, расположенных в створе колонн, плит перекрытий, заполнение зазоров между ригелями и цементностружечными плитами теплозвукоизолирующим материалом, монтаж теплоизолирующего слоя, вентилируемого фасадного слоя, теплогидроизоляции закрытопористым материалом скатной кровли, лестниц, отличающийся тем, что до монтажа наружного ограждения сооружают наружный металлический каркас с горизонтальными и/или вертикальными перекладинами Т или Н-образного профиля, расположенными с шагом, равным d, где d - размер одной из сторон плиточного элемента, изготавливают плиточные элементы с размером одной из сторон, равным d, имеющих с внутренней стороны Г-образные крепежные элементы, производят монтаж внутреннего отделочного слоя путем присоединения его к металлическим колоннам, ригелям и металлическим связям, расположенным в створе колонн, производят монтаж снизу вверх плиточных элементов, при этом после монтажа каждого ряда плиточных элементов производят плотную укладку сетчатых мешков длиной, кратной d, с теплоизолирующим негорючим закрытопористым материалом между металлическими связями в створе колонн и перекладинами Т или Н-образного профиля с обеспечением гидрозащитного воздушного зазора между внутренним отделочным слоем и сетчатыми мешками.

11. Способ по п.10, отличающийся тем, что плиточные элементы склеивают между собой по контуру в процессе их монтажа.

12. Способ возведения малоэтажного здания, включающий сооружение фундаментов, монтаж металлических колонн, металлических ригелей, образующих ячейки каркаса, металлических связей, расположенных в створе колонн, плит перекрытий, заполнение зазоров между ригелями и цементностружечными плитами теплозвукоизолирующим материалом, монтаж теплоизолирующего слоя, вентилируемого фасадного слоя, теплогидроизоляции закрытопористым материалом скатной кровли, лестниц, отличающийся тем, что до монтажа наружного ограждения сооружают наружный металлический каркас с горизонтальными и/или вертикальными перекладинами Н-образного профиля, расположенными с шагом, равным d, где d - размер одной из сторон плиточного элемента, изготавливают плиточные элементы, имеющие с внутренней стороны Г-образные крепежные элементы, в перекладинах Н-образного профиля просверливают отверстия насквозь через оба противостоящих ребра, внутри наружного металлического каркаса располагают ряд минераловатных плит, вставляют в просверленные в перекладинах отверстия штыри и насквозь протыкают ими минераловатные плиты, ближние концы штырей располагают внутри поперечного сечения перекладин Н-образного профиля, навинчивают на штыри гайки и вводят штыри в обе стороны перекладин Н-образного профиля, на противоположные концы штырей навинчивают тарельчатые гайки, прижимая ими минераловатные плиты, производят монтаж плиточных элементов, производят монтаж внутреннего отделочного слоя, путем присоединения его к металлическим колоннам, ригелям и металлическим связям.

13. Способ возведения малоэтажного здания, включающий сооружение фундаментов, монтаж металлических колонн, металлических ригелей, образующих ячейки каркаса, металлических связей, расположенных в створе колонн, плит перекрытий, заполнение зазоров между ригелями и цементностружечными плитами теплозвукоизолирующим материалом, монтаж теплоизолирующего слоя, вентилируемого фасадного слоя, теплогидроизоляции закрытопористым материалом скатной кровли, лестниц, отличающийся тем, что до монтажа наружного ограждения сооружают наружный металлический каркас с горизонтальными и/или вертикальными перекладинами Н-образного профиля, расположенными с шагом, равным d, где d - размер одной из сторон плиточного элемента, изготавливают плиточные элементы, имеющие с внутренней стороны Г-образные крепежные элементы, внутри наружного металлического каркаса располагают ряд минераловатных плит, поочередно приподнимают на несколько сантиметров каждую минераловатную плиту и протыкают ее насквозь плоскими концами крепежных элементов с F-образным профилем или П-образным изгибом, вставляют фигурные части крепежных элементов в верхний паз перекладины Н-образного профиля и опускают минераловатную плиту на место, производят монтаж плиточных элементов, производят монтаж внутреннего отделочного слоя путем присоединения его к металлическим колоннам, ригелям и металлическим связям.