СТЕНА ИЗ КИРПИЧЕЙ Российский патент 2001 года по МПК E04B2/02 E04B2/42 E04B2/28 

Изобретение относится к строительству и может найти применение при возведении наружных стен гражданских и промышленных зданий.

Одной из важнейших характеристик наружной стены здания является ее сопротивление теплопередаче.

Известны многочисленные примеры конструктивного выполнения стен, обеспечивающие улучшение этой характеристики.

Так, известна стена колодцевой кладки из полнотелых кирпичей, состоящая из двух продольных стенок /верст/, толщиной в полкирпича с размещенными между ними плитным утеплителем и воздушной прослойкой. Связь между верстами обеспечивается посредством вертикальных кирпичных диафрагм /см. Воробьев С. А. и др. Каменные конструкции и их возведение. М., Стройиздат, 1989, с. 91-93/.

Недостатком такой стены является низкая прочность, обуславливающая ее применение только для малоэтажного строительства.

Наиболее близкой по технической сущности, достигаемому эффекту и выбранной в качестве прототипа является стена из кирпичей со щелевидными пустотами, которые размещены параллельно тычку кирпича, т.е. поперечными пустотами. Стена содержит разделенные слоем забутки из тычковых рядов, версты из ложковых рядов кирпичей. Версты соединены между собой горизонтальными диафрагмами, выполненными в виде перевязочных рядов из кирпичей, установленных тычком. Диафрагмы размещены по высоте кладки через один или два ряда /см. Филимонов П.И. Справочник молодого каменщика. М., Высшая школа, 1990, с. 133/.

Стена из кирпичей со щелевидными пустотами является более прочной конструкцией, чем стена колодцевой кладки, и может быть применена при возведении многоэтажных зданий. Однако в каждом кирпиче с поперечными щелевидными пустотами имеются хорошо проводящие тепло участки сплошного тела, которые размещаются между пустотами и по торцам кирпича. При возведении стены в соответствии с прототипом такие участки в кирпичах, образующих версты, располагаются вдоль направления теплового потока и, следовательно, являются многочисленными "мостиками холода". По ним холод легко проникает к центральной части стены-забутке, кирпичи в которой за счет размещения пустотами перпендикулярно направлению теплового потока оказывают некоторое сопротивление дальнейшему проникновению холода. Таким образом, активное сопротивление теплопереносу оказывает не вся толщина стены, а только ее центральная часть. Кроме того, в незаполненных раствором вертикальных продольных швах кладки возникает конвекция воздуха, способствующая теплопереносу. Все вместе снижает теплозащитные свойства стены и является ее недостатком.

Задачей настоящего изобретения является повышение теплозащитных свойств стены при сохранении ее прочности.

Техническим результатом, обеспечивающим решение поставленной задачи, является оптимизация взаимного расположения кирпичей и утеплителя. Указанная задача решается за счет того, что в известной стене из кирпичей со щелевидными пустотами, содержащей версты из ложковых рядов с забуткой между ними, соединенные между собой горизонтальными диафрагмами, согласно изобретению пустоты в кирпичах размещены параллельно ложку, забутка выполнена с использованием ложковых рядов, диафрагма выполнена в виде перевязанного по высоте двухрядного слоя кладки, а, по крайней мере, в одном продольном вертикальном шве кладки размещен утеплитель. При этом стена может быть выполнена в 2,5 кирпича с забуткой из ложковых рядов, с размещением диафрагм через три ряда, а утеплителя во всех продольных вертикальных швах кладки за исключением шва, примыкающего к наружной версте стены.

Кроме того, при возведении стены может быть использован плитный утеплитель, а пустоты в кирпиче размещены в шахматном порядке.

Исследования, проведенные по источникам патентной и научно-технической литературы, показали, что заявленная стена из кирпичей неизвестна и не следует явным образом из изученного уровня техники, т.е. соответствует критериям "новизна" и "изобретательский уровень".

Стена может быть возведена при строительстве любых гражданских или промышленных сооружений, т. к. для этого требуется известные материалы и стандартное оборудование, т.е. заявляемый объект является промышленно применимым.

Выполнение стены заявленным образом позволяет разместить поперек направления теплового потока большое количество щелевых пустот кирпича, каждая из которых является надежным теплоизолятором. При этом двухслойная диафрагма, включающая ложковые и тычковые кирпичи, расположенные заявляемым образом, связывая воедино версты из ложковых кирпичей и обеспечивая тем самым прочность стены, позволяет в то же самое время завести в нее /диафрагму/ слои утеплителя /также надежного теплоизолятора/ с участков стены, расположенных выше и ниже диафрагмы. При этом при размещении утеплителя в двух и более вертикальных продольных швах кладки полностью перекрываются тычки кирпичей в диафрагме. За счет указанного прерываются "мостики холода", возникающие между продольными пустотами кирпичей, установленных в диафрагме стены тычком. При размещении утеплителя в одном продольном вертикальном шве кладки эти "мостики холода" перекрываются наполовину, что бывает достаточно при возведении стены с несколько пониженными теплозащитными свойствами.

Кроме того, утеплитель, размещаясь в вертикальных продольных швах кладки, устраняет в них конвекцию воздуха, прерывает "мостики холода", возникающие по горизонтальным швам кладки, оказывает наряду со щелевыми пустотами сопротивление теплопереносу за счет своего расположения, перпендикулярно направлению теплового потока.

Таким образом, заявляемая стена за счет оптимального взаимного расположения утеплителя, ложковых и тычковых рядов кирпичей с продольными щелевыми пустотами обладает высокими теплозащитными и прочностными свойствами.

При выполнении стены толщиной в 2,5 кирпича с забуткой из ложковых рядов кирпичей, с размещением диафрагм через три ряда кладки, а утеплителя во всех продольных вертикальных швах за исключением шва, примыкающего к наружной верстке стены достигается оптимальное сочетание теплозащитных и прочностных свойств стены.

Удобство возведения стены обеспечивается использованием плитного утеплителя, который гораздо проще разместить в стене, чем создавать равномерный слой утеплителя путем заливки жидкого или засыпки сыпучего утеплителя.

При шахматном порядке размещения пустот в кирпиче теплозащитные свойства стены дополнительно увеличиваются за счет удлинения пути теплового потока, проникающего через кирпич по извилистому пути между пустот.

Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых представлены:
на фиг. 1 - стена в 2,5 кирпича, поперечный разрез;
на фиг. 2 - стена в 2 кирпича, поперечный разрез;
на фиг. 3 - cтена в 1,5 кирпича, поперечный разрез;
на фиг. 4 - вид по В;
на фиг. 5 - разрез по А-А на фиг. 1;
на фиг. 6 - разрез по Б-Б на фиг. 1.

На фиг. 5 и 6 расположение пустот условно показано только на отдельных кирпичах.

Стена из кирпича со щелевидными размещенными параллельно ложку пустотами содержит наружную версту 1 и внутреннюю версту 2 из рядов ложковых кирпичей 3 и забутку 4, размещенную между наружной 1 и внутренней 2 верстами. Версты 1, 2 соединены между собой горизонтальными диафрагмами 5, размещенными предпочтительно через три ряда кладки. В вертикальных продольных швах кладки размещен плитный утеплитель 6. В качестве утеплителя 6 можно использовать минерало-ватные маты, плиты из вспученного вермикулита и т.п.

Каждая диафрагма 5 выполнена в виде перевязанного по высоте двухрядного слоя кладки. Диафрагма 5 включает тычковые кирпичи 7 и ложковые кирпичи 3. При размещении утеплителя 6 в двух и более вертикальных продольных швах кладки, по крайней мере, со стороны одного тычка кирпичи 7 примыкают к смежному с ним в ряду кирпичу через слой утеплителя 6.

Возведение стены осуществляют обычным способом путем выкладывания верст 1, 2 из ложковых кирпичей 3 и укладки между ними забутки 4. При этом предпочтительно все кирпичи забутки 4 укладывать в ложковом положении для размещения поперек направления теплового потока 8 максимального количества пустот. Плитный утеплитель 6 также предпочтительно устанавливать во все вертикальные швы кладки за исключением шва, примыкающего к наружной версте 1 стены. Это позволяет избежать намокания утеплителя при неблагоприятных погодных условиях.

Таким образом, стена оказывается выполненной в основном из ложковых кирпичей 3 и, кроме того, прослоена утеплителем 6. На участках стены, где располагаются диафрагмы 5, т.е. там, где для обеспечения прочности стены часть кирпичей размещена с ориентацией пустот вдоль направления теплового потока 8, доступ холоду перекрыт утеплителем 6.

Наиболее эффективную защиту от холода заявляемая стена создает в случае возведения ее из кирпичей, выполненных из сырьевой смеси, включающей не менее 25 мас.% золы ТЭС. Такая смесь из-за большого содержания золы обладает хорошей формуемостью и пористостью, обеспечивающими получение "теплых" кирпичей с требуемыми геометрическими размерами, т.е. с четко выдержанной формой кирпича с шахматным расположением продольных пустот. Кроме того, не приходится увеличивать толщину шва между кирпичами для компенсации дефектов их формы, что также положительно сказывается на теплотехнике стены из-за того, что шов является более холодным элементом стены, чем кирпич с пустотами.

Таким образом, заявленная стена за счет оптимального размещения кирпичей с продольными щелевыми пустотами и утеплителя обладает высокими теплозащитными и прочностными свойствами.

В качестве дополнительных преимуществ стены можно отметить простоту ее возведения, не требующую от каменщиков освоения новых приемов кладки.

Изобретение относится к области строительства, а именно к возведению наружных стен гражданских и промышленных зданий. Техническим результатом изобретения является оптимизация взаимного расположения кирпичей и утеплителя. Стена из кирпичей со щелевидными пустотами, размещенными параллельно ложку, содержит версты из ложковых рядов с забуткой между ними. Забутка выполнена с использованием ложковых рядов. Версты соединены между собой горизонтальными диафрагмами, выполненными в виде перевязанного по высоте двухрядного слоя кладки. По крайней мере, в одном продольном вертикальном шве кладки размещен утеплитель. 3 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Стена из кирпичей со щелевидными пустотами, содержащая версты из ложковых рядов с забуткой между ними, соединенные между собой горизонтальными диафрагмами, отличающаяся тем, что пустоты в кирпичах размещены параллельно ложку, забутка выполнена с использованием ложковых рядов, диафрагма выполнена в виде перевязанного по высоте двухрядного слоя кладки, а, по крайней мере, в одном продольном вертикальном шве кладки размещен утеплитель. 2. Стена по п.1, отличающаяся тем, что она выполнена в 2,5 кирпича с забуткой из ложковых рядов, с размещением диафрагм через три ряда, и утеплителя во всех продольных вертикальных швах кладки, за исключением шва, примыкающего к наружной версте стены. 3. Стена по п.1, отличающаяся тем, что использован утеплитель плитного типа. 4. Стена по п.1, отличающаяся тем, что пустоты в кирпичах размещены в шахматном порядке.