Способ сопряжения стены из легких стальных тонкостенных конструкций с цокольным перекрытием над проветриваемыми и холодными подпольями Российский патент 2023 года по МПК E04B1/18 

Изобретение относится к области строительства быстровозводимых малоэтажных зданий, в частности, к узлам сопряжения каркасно-обшивных стен из легких стальных тонкостенных конструкций (ЛСТК) с цокольным железобетонным перекрытием над проветриваемым и холодным подпольем.

Из технологии строительства малоэтажных быстровозводимых зданий из ЛСТК известно, что монтаж каркаса зданий из ЛСТК начинают с крепления горизонтальных направляющих из стальных тонкостенных профилей через термоизолирующие прокладки на цокольную железобетонную плиту в местах расположения наружных и внутренних стен. Стоечные стальные профили крепят вертикально к направляющим с небольшим шагом, как правило, равным ширине теплоизоляционных плит (~600 мм). В начале монтажа каркасно-обшивной стены к стоечным профилям закрепляют пароизоляционную мембрану и гипсокартонные или гипсоволокнистые плиты с внутренней стороны. Теплоизоляционные плиты укладывают между стоечными профилями и по необходимости производят также сборку наружного дополнительного слоя стены при двухслойной теплоизоляции. Теплоизоляцию цокольного железобетонного перекрытия выполняют с использованием пенополистирольных плит.

Опыт эксплуатации малоэтажных зданий из ЛСТК на свайных фундаментах в арктических районах показывает, что температура на полу в угловом соединении стен с цокольным перекрытием имеет низкие значения и не отвечает нормативным требованиям. Нарушения тепловой защиты зданий из ЛСТК с использованием типовых решений узлов связаны с тем, что большое количество теплопроводных элементов - стоечных стальных профилей с высоким значением коэффициента теплопроводности (λ=58 Вт/(м⋅°С), если даже они выполнены из термопрофилей, и железобетонное цокольное перекрытие, создают прямые термические мосты. Термоизолирующие прокладки между направляющими профилями и цокольным перекрытием не могут оказать значительное влияние на распределение температуры внутри конструкции вследствие их небольшой толщины (2-5 мм).

Известна конструктивная система для строительства малоэтажных зданий с металлическим каркасом (см. RU №62128, кл. Е04В 1/24, Е04Н 1/12, опубл. 27.03.2007), по которой для элементов каркаса наружных стен и чердачных перекрытий предусмотрено применение стальных профилей с перфорированной стенкой. В данной конструктивной системе применение термопрофилей не исключает образование «мостиков холода» через стоечные профили, которые устанавливаются на направляющие профили, непосредственно закрепленные к цокольному железобетонному перекрытию.

Конструкционная система для строительства малоэтажных зданий и надстроек с металлическим каркасом (см. RU №126340, кл. Е04В 1/24, опубл. 27.03.2013) имеет аналогичный недостаток и не исключает образование многочисленных термических мостов через стоечные стальные профили.

В технологии строительства индивидуальных жилых домов и сооружений (см. RU №2717600, кл. Е04В 1/00, Е04В 1/24, опубл. 24.03.2020) несущий каркас из стальных тонкостенных профилей закрепляют к цоколю на анкерной группе, что также не исключает термические мосты через стальные стоечные профили.

Задачей настоящего изобретения является разработка энергоэффективного решения узла сопряжения каркасно-обшивной стены малоэтажного здания из ЛСТК с цокольным железобетонным перекрытием над холодным и проветриваемым подпольем.

Технический результат, получаемый при использовании заявленного конструктивного решения, характеризуется значительным повышением температуры на поверхности пола первого этажа малоэтажного здания из ЛСТК и уменьшением теплопотерь через участок сопряжения стен с цокольным перекрытием за счет исключения термических мостов через стоечные стальные профили, создания терморазрыва и обеспечения неразрывности теплозащитной оболочки здания посредством перфорированных балок.

Для решения поставленной задачи способ сопряжения каркасно-обшивной стены из ЛСТК с монолитным цокольным перекрытием над холодными и проветриваемыми подпольями, включающий устройство железобетонного монолитного цокольного перекрытия на несъемной опалубке из профилированного листа и монтаж каркасно-обшивных стен с применением ЛСТК, отличается тем, что по осям расположения внутренних и наружных стен планируют перфорированные балки с шириной сечения, равной ширине стен, для чего, на опалубке выполняют армирование цокольного перекрытия с вертикальными выпусками арматуры под опоры перфорированных балок, последующей заливкой бетонной смеси формируют цокольное перекрытие, на которое после затвердевания бетона укладывают нижний слой теплоизоляционного материала с оставлением прямоугольных отверстий (открытых мест) под опоры балок в местах выпуска арматуры, после чего, выполняют армирование балок в опалубке и заливкой бетонной смеси формируют перфорированные балки под стены, после набора прочности бетона к горизонтальной поверхности перфорированных балок закрепляют направляющие профили, на которые устанавливают стоечные профили для последующего монтажа каркасно-обшивной стены с дополнительной наружной теплоизоляцией, по завершению монтажа стен укладывают верхний слой теплоизоляции цокольного перекрытия и устраивают цементно-песчаную стяжку.

Анализ признаков заявленного решения свидетельствует о соответствии заявленного решения критерию «новизна».

Существенный признак новизны заявленного решения заключается в том, что из термического моста полностью исключаются стальные направляющие и стоечные профили стен путем их вертикального смещения в теплую зону и создания терморазрыва с помощью перфорированной балки и теплоизоляции между каркасом стен и железобетонным цокольным перекрытием.

Совокупность признаков обеспечивает в целом повышение тепловой защиты цокольной части малоэтажных зданий из ЛСТК на свайных фундаментах, в частности, снижение тепловых потерь через сопряжения стен с цокольным железобетонным перекрытием и значительное увеличение температуры на внутренней поверхности пола цокольного этажа.

Заявленное техническое решение поясняется чертежами, где на фигуре 1 показан общий вид узла наружной каркасно-обшивной стены с применением ЛСТК и цокольного перекрытия; на фигуре 2 - вертикальный разрез стен (по линии 1-1); на фигуре 3 - общий вид узла внутренней стены и цокольного перекрытия.

Новое решение реализуется следующим образом. С учетом высокой инфильтрации в холодных районах для малоэтажных зданий с применением ЛСТК устраивают монолитное железобетонное цокольное перекрытие 1 на несъемной опалубке из профилированного листа по стальным балкам 2, установленным, например, на винтовые сваи (см. фиг. 1-3). В проекте здания по осям расположения внутренних и наружных стен из ЛСТК планируют перфорированные балки 3 с шириной сечения, равной ширине стен. Для этого при проведении монолитных работ цокольного перекрытия 1 под опоры 4 перфорированных балок 3 предусматривают выпуски арматуры. Опоры 4 следует проектировать, к примеру, с шагом 1200 мм таким образом, чтобы они по вертикальной оси не совпадали со стоечными профилями 5 (см. фиг. 2). В качестве теплоизоляционного материала цокольного перекрытия могут быть использованы, например, пенополистирольные плиты марки ППС35 или плиты из экструдированного пенополистирола. Плиты нижнего слоя теплоизоляции 6 толщиной 200 мм укладывают на железобетонное цокольное перекрытие 1 с оставлением квадратных отверстий под опоры 4 в местах выпуска арматуры. Торцы пенополистирольных плит по периметру здания должны совпадать с торцами цокольного перекрытия 1 (см. фиг. 1). Далее устанавливают опалубку для балок 3 и производят армирование, после чего, заливку бетонной смеси.

После набора достаточной прочности бетона к горизонтальной поверхности перфорированных балок 3 с помощью анкеров через прокладки 7 крепят направляющие профили 8, на которые вертикально устанавливают стоечные профили 5, как правило, со стандартным шагом 600 мм, принятым в соответствии с модульной координацией размеров при проектировании и строительстве каркасных зданий из ЛСТК (см. фиг. 2). В дальнейшем производят монтажную сборку каркасно-обшивной стены 9 с применением ЛСТК и теплоизоляционных материалов.

При возведении малоэтажного здания из ЛСТК также предусматривают дополнительную теплоизоляцию 10 и 11 наружных стен для обеспечения тепловой защиты и огнестойкости каркаса стен, соответственно. Укладку верхнего теплоизоляционного слоя 12 цокольного перекрытия 1 и устройство цементно-песчаной стяжки для пола 13 производят после завершения монтажа стен.

Таким образом, преимуществами заявленного способа сопряжения каркасно-обшивной стены с применением ЛСТК с цокольным железобетонным перекрытием над холодными и проветриваемыми подпольями, являются:

- исключение термических мостов через стальные стоечные профили путем смещения их в теплую зону и создания терморазрыва с помощью перфорированных балок;

- обеспечение неразрывности теплозащитной оболочки зданий за счет применения перфорированной балки с термовкладышем;

- уменьшение тепловых потерь через цокольное перекрытие;

- повышение температуры на внутренней поверхности цокольного перекрытия;

- смещение линии с нулевой температурой внутри конструкции узлов соединения каркасно-обшивных стен с цокольным перекрытием.

Изобретение относится к области строительства быстровозводимых малоэтажных зданий, в частности к узлам сопряжения каркасно-обшивных стен из легких стальных тонкостенных конструкций (ЛСТК) с цокольным перекрытием над проветриваемым и холодным подпольем. Технический результат: повышение температуры на поверхности пола первого этажа малоэтажного здания из ЛСТК и уменьшение теплопотерь через участок сопряжения стен с цокольным перекрытием за счет исключения термических мостов через стоечные стальные профили, создания терморазрыва и обеспечения неразрывности теплозащитной оболочки здания посредством перфорированных балок. Способ сопряжения каркасно-обшивной стены из ЛСТК с монолитным цокольным перекрытием над холодными и проветриваемыми подпольями включает устройство железобетонного монолитного цокольного перекрытия на несъемной опалубке из профилированного листа и монтаж каркасно-обшивных стен из ЛСТК, при этом по осям расположения внутренних и наружных стен планируют перфорированные балки 3 с шириной сечения, равной ширине стен, для чего на опалубке выполняют армирование цокольного перекрытия 1 с вертикальными выпусками арматуры под опоры 4 перфорированных балок 3, последующей заливкой бетонной смеси формируют цокольное перекрытие 1, на которое после затвердевания бетона укладывают нижний слой теплоизоляционного материала 6 с оставлением прямоугольных отверстий под опоры 4 балок 3 в местах выпуска арматуры, после чего выполняют армирование балок в опалубке и заливкой бетонной смеси формируют балки 3 под стены, после набора прочности бетона к горизонтальной поверхности балок 3 закрепляют направляющие 8 и стоечные 5 профили для последующего монтажа каркасно-обшивной стены 9 с дополнительной наружной теплоизоляцией 10, 11, по завершении укладывают верхний слой теплоизоляции 12 цокольного перекрытия 1 и устраивают цементно-песчаную стяжку 13. 3 ил.

Способ сопряжения стены из легких стальных тонкостенных конструкций с цокольным перекрытием над проветриваемыми и холодными подпольями, включающий устройство железобетонного монолитного цокольного перекрытия и монтаж каркасно-обшивных стен из легких стальных тонкостенных конструкций, отличающийся тем, что по осям расположения внутренних и наружных стен устраивают железобетонные перфорированные балки с шириной сечения, равной ширине стен, для чего на опалубке формируют цокольное перекрытие с вертикальными выпусками арматуры под опоры балок, на которое укладывают нижний слой теплоизоляционного материала с оставлением отверстий в местах выпуска арматуры, после чего выполняют армирование в опалубке и формируют перфорированные балки под стены, к горизонтальной поверхности которых закрепляют направляющие и стоечные профили для последующего монтажа каркасно-обшивной стены, по завершении укладывают верхний слой теплоизоляции цокольного перекрытия и устраивают цементно-песчаную стяжку.