RU157323U1 - Малоэтажное здание - Google Patents

Abstract

1. Малоэтажное здание, содержащее ограждающие конструкции, чердачное помещение с крышей, фундамент, жилое помещение и межэтажные перекрытия, источник тепла, контур рекуперации тепла, отличающееся тем, что фундамент выполнен в виде свай, между которыми размещен теплоемкий материал, при этом фундамент образует подвальное помещение, расположенное ниже уровня земли или на уровне естественного рельефа, в котором установлен источник тепла, по периметру фундамента образован тамбур, внешняя стенка которого соприкасается с грунтом, чердачное помещение выполнено в виде мансардного этажа, в котором размещен контур рекуперации тепла, представляющий собой металлические пустотелые стропильные балки с металлическими пустотелыми прогонами, которые собраны под крышей, выполненной в виде арки или купола, контур рекуперации тепла имеет прямые и обратные выводы к калориферам, расположенным в подвальном помещении, причем в межэтажном перекрытии первого этажа жилого помещения выполнен проем и отверстия вдоль стен для прохода теплого воздуха.2. Малоэтажное здание по п. 1, отличающееся тем, что крыша выполнена из светопропускающего материала.3. Малоэтажное здание по п. 1, отличающееся тем, что фундамент с наружной стороны дополнительно обшит теплоизоляционным материалом.4. Малоэтажное здание по п. 1, отличающееся тем, что ограждающие конструкции дополнительно обшиты теплоизоляционным материалом.5. Малоэтажное здание по п. 1, отличающееся тем, что контур рекуперации тепла дополнительно содержит секцию в виде змеевика, установленную на межэтажном перекрытии второго этажа.6. Малоэтажное здание по п. 1, отличающееся тем, что источни

Description

Полезная модель относится к области строительства, а именно, к конструкциям зданий, и может быть использована в строительстве объектов малоэтажного жилищного строительства, соцкультбыта и т.п.

Известно энергоэффективное и экологичное малоэтажное здание, в котором основание, стены, перекрытие, крыша сооружены из панелей, скрепленных между собой и смонтированых на фундаменте, облицовочный слой которых выполнен из древесно-стружечных плит, имеющее систему вентиляции и отопления, отличающееся тем, что панель основания закреплена непосредственно на фундаменте, а основание выполнено каркасным и многослойным, по крайней мере, из облицовочного слоя, шумоизоляционного слоя и теплоизолирующего слоя, причем несущий элемент каркаса основания выполнен в виде балки или деревянной, или металлической, облицовочный слой основания выполнен или из фанеры, или древесно-стружечной плиты, или цементно-стружечной плиты, или асбестоцементной плиты, а теплоизолирующий слой выполнен или из целлюлоизного утеплителя, или из минеральной ваты, или из пенополистирола, или из базальтового волокна, а система вентиляции и отопления выполнена комбинированной (патент на полезную модель РФ №80486, опубл. 10.02.2009 г.).

Известно малоэтажное здание с замкнутым циклом терморегуляции, основанным на использовании источников излучения световых волн инфракрасного диапазона естественного и искусственного происхождения, представляет собой купольное здание с потолочными вентиляционными отверстиями и внешними ударопрочными теплопоглощающими стеклянными стенами, армированными пленкой, установленное на теплоизолирующем фундаменте, и имеет установленные внутри помещения теплообменник, бассейн-накопитель, инфракрасные обогреватели, а также устройство для забора воды и водосток для горячей воды. Стены здания представляют собой тепловые экраны в виде стеклопакетов, состоящих из трех видов стекла: внешнего с пленочным армированным покрытием, теплопоглощающего закаленного стекла с пленочным оксидно-металлическим покрытием и внутреннего теплоотражающего стекла с пленочным оксидно-металлическим покрытием, имеющих вентиляционные отверстия, а купол здания состоит из двух частей - внешней, выполненной из термостойкого ударопрочного стекла, и внутренней, выполненной из закаленного стекла с пленочным оксидно-металлическим покрытием, между которыми имеется воздушное пространство (патент на изобретение РФ 2442869, опубл. 20.02.2012 г.)

Наиболее близким техническим решением, выбранным заявителем в качестве прототипа является энергоэффективное отапливаемое здание, содержащее теплоустойчивые ограждающие конструкции, теплоустойчивый фундамент, источник тепла в виде водотрубного котла с экономайзером печных газов, систему рекуперации тепла между дымоходами и приточным воздухом, а также систему рекуперации тепла, состоящую из чердачного помещения, из системы воздуховодов, размещенных внутри теплоустойчивых ограждающих конструкций, и теплоустойчивого фундамента, в чердачном помещении размещается газовый миксер смешения основного газа - вентиляционного воздуха, конвективно поступающего из помещений здания в чердачное помещение, и вспомогательного газа - печных газов, конвективно поступающих по вентиляционному каналу, снабженному байпасной вентиляционной вытяжкой из экономайзера водотрубного котла (патент на изобретение РФ №2487223, опубл. 10.07.2013 г).

Конструкция известного малоэтажного здания направлена на эффективное использование не только тепла вентиляционного воздуха, но и печных газов в отопительный сезон для районов с холодным климатом. Недостатком данной конструкции является недостаточно высокая энергоэффективность.

Техническая задача заявляемой полезной модели - увеличение эффективности теплообмена в здании.

Технический результат - снижение расхода топлива на выработку тепла.

Техническая задача достигается тем, что заявляется малоэтажное здание, содержащее ограждающие конструкции, чердачное помещение с крышей, фундамент, жилое помещение и межэтажные перекрытия, источник тепла, контур рекуперации тепла, причем фундамент выполнен в виде свай, между которыми размещен теплоемкий материал, дополнительно теплоизолированный с наружной стороны, при этом фундамент образует подвальное помещение, расположенное ниже уровня земли или на уровне естественного рельефа, в котором установлен источник тепла, по периметру фундамента образован тамбур, внешняя стенка которого соприкасается с грунтом, чердачное помещение выполнено в виде мансардного этажа, в котором размещен контур рекуперации тепла, представляющий собой металлические пустотелые стропильные балки с металлическими пустотелыми прогонами, которые собраны под крышей, выполненной в виде арки или купола, контур рекуперации тепла имеет прямые и обратные выводы к калориферам, расположенным в подвальном помещении здания, причем в межэтажном перекрытии первого этажа жилого помещения выполнен проем и отверстия вдоль стен для прохода теплого воздуха.

В качестве теплоемкого материала предпочтительно используют геобетон, представляющий собой смесь глины и гальки или кирпич. Для дополнительного увеличения эффективности теплообмена здания, ограждающие конструкции и/или фундамент дополнительно обшиты теплоизоляционным материалом. В качестве теплоизоляционного материала для утепления фундамента снаружи могут быть использованы известные материалы, например, базальтовые плиты или любая известная минеральная вата. Для придания дополнительной прочности на сваях устанавливают сетки, после заполнения теплоемким материалом и формирования стен, сетка выполняет функцию армирующего материала. Теплоустойчивые ограждающие конструкции могут быть выполнены, например, из бруса, сруба или каркасно-щитовыми, также желательно их утепление слоем теплоизоляционного материала, например, не менее 200 мм минеральной ваты.

Для дополнительного увеличения эффективности теплообмена здания, контур рекуперации может быть снабжен дополнительной секцией, которая выполнена в виде змеевика установленного на межэтажном перекрытии первого этажа.

Источник тепла может быть выполнен в виде печи и/или инфракрасных (ИК) панелей.

Крыша выполнена предпочтительно из светопропускающего материала, например, из поликарбоната или других известных материалов, пригодных для этих целей.

Сравнение заявляемого технического решения с прототипом показывает, что оно отличается следующими признаками:

- фундамент образует подвальное помещение, расположенное ниже уровня земли или на уровне естественного рельефа;

- в подвальном помещении установлен источник тепла;

- по периметру фундамента образован тамбур, внешняя стенка которого соприкасается с грунтом;

- чердачное помещение выполнено в виде мансардного этажа;

- контур рекуперации тепла размещен в мансардном этаже, представляет собой металлические пустотелые стропильные балки с металлическими пустотелыми прогонами, которые собраны под крышей, выполненной в виде арки или купола;

- контур рекуперации тепла имеет прямые и обратные выводы к калориферам, расположенным в подвальном помещении;

- в межэтажном перекрытии первого этажа выполнен проем и отверстия вдоль стен для прохода теплого воздуха.

Поэтому можно предположить, что заявляемая полезная модель соответствует критерию «новизна».

Дополнительно заявляемая полезная модель характеризуется следующими признаками:

- дополнительная секция контура рекуперации тепла выполнена в виде змеевика установленного на межэтажном перекрытии первого этажа;

- ограждающие конструкции и/или фундамент дополнительно обшиты теплоизоляционным материалом;

- источник тепла выполнен в виде печи;

- источник тепла выполнен в виде ИК-панелей;

- в качестве теплоемкого материала используют предпочтительно геобетон или кирпич;

- в качестве теплоизоляционного материала предпочтительно используют базальтовые плиты или минеральную вату;

- на сваях дополнительно установлены сетки с возможностью заполнения теплоемким материалом и образованием армирующего слоя;

- крыша выполнена предпочтительно из светопропускающего материала.

Полезная модель может быть выполнена с использованием известных материалов и технологических процессов, поэтому она соответствует критерию «промышленная применимость».

На Фиг. 1 показана общая конструкция здания, расположенного на уровне естественного рельефа. На Фиг. 2 показано изготовление ростверка, на Фиг. 3 показана конструкция опалубки расположенной между сваями для заливки смеси из глины и гальки, на Фиг. 4 показан теплоустойчивый фундамент, Фиг. 5 показана укладка бруса на опорные площадки свай, на Фиг. 6 показана ограждающая конструкция из бруса, на Фиг. 7 показан проем во втором перекрытии и контур рекуперации тепла, на Фиг. 8 показано обустройство тамбура, на Фиг. 9 показан контур рекуперации тепла с дополнительной секцией, на Фиг. 10 показана крыша в виде купола, на Фиг. 11 показано отверстие в перекрытии первого этажа, на Фиг. 12 показан монтаж дополнительной секции контура рекуперации тепла. На Фиг. 13 показано здание с заглубленным фундаментом.

Фундамент здания выполняется из свай 1, например, винтовых или буронабивных, которые соединяются железобетонным ростверком 2 (Фиг. 2), при этом высота части свай 1, выступающих над землей, определяется высотой будущего подвального помещения (от 0.7 до 3 м.). Дополнительно устанавливаются внешние сваи 3, между которыми устраивается стена фундамента 4 (Фиг. 3, 4), которая изготавливается преимущественно, например, из глины, или глины и гальки, также могут быть использованы иные материалы (печной кирпич). На сваях 3 дополнительно установлены сетки 26 для образования армирующего слоя. Теплоустойчивый фундамент 4 образует подвальное помещение 5, и обшит снаружи теплоизоляционным материалом 22. (Фиг. 1). Теплоустойчивые ограждающие конструкции выполняются, например, из бруса 6. Для этого брус 6 укладывается на опорные площадки свай 1 (Фиг. 5, 6). Источник тепла 8 выполнен в виде печи, топка которой расположена в центральной части подвального помещения 5. (Фиг. 1). Источник тепла может быть выполнен в виде ИК панелей (на рисунке не показаны). По периметру теплоустойчивого фундамента 4 образован тамбур 9, внешняя стенка 7 которого соприкасается с грунтом 10. Если внешняя стенка 7 изготовлена из древесины, то древесина обрабатывается антисептиком, снаружи еще битумной мастикой и покрывается рубероидом, а изнутри штукатурится по сетке глиной, которая предохранит от гниения и утепляется стандартными средствами. Ширина тамбура 9 рекомендуется не менее 1,5 м. (Фиг. 8). Внешний слой грунта 10 может быть насыпным или естественным, в этом случае фундамент предварительно заглубляется (Фиг. 13). В здании установлены, по меньшей мере, два межэтажных перекрытия. Первое межэтажное перекрытие 11 перекрывает подвальное помещение 5, второе перекрытие 12 образует первый этаж жилого помещения и мансардный этаж. Особенностью второго перекрытия 12 является то, что оно имеет проем, который составляет 25-35% площади жилого помещения первого этажа (Фиг. 7). Мансардный этаж может быть выполнен в виде арочной или купольной конструкции (Фиг. 1, 10), в которой расположен контур 13 рекуперации тепла, выполненный из металлических пустотелых стропилинах балок 14 с металлическими пустотелыми прогонами 15 (Фиг. 9). Контур 13 имеет прямой 16 и обратный вывод 17, которые соединены через трубопровод 18, снабженный насосом 19 с калориферами 20, расположенным в подвальном помещении 5 (Фиг. 9). Дополнительная секция контура выполнена в виде змеевика 21 (Фиг. 9) и установлена на перекрытии 12 (Фиг. 12). Крыша 25 здания выполнена из светопропускающего материала, в качестве которого может быть использован поликарбонат (например, Novattro, толщиной до 32 мм.) по профилю стропил укладывается на деревянную обрешетку. Крыша 25 может быть выполнена из другого кровельного материала, например по типу мягкой кровли, в этом случае контур рекуперации тепла не будет использовать солнечную энергию.

Особенности конструкции, которые позволяют повысить энергоэффективность здания. Тамбур 9, который выполнен по периметру теплоустойчивого фундамента 4 выполняет роль воздушного буфера и позволяет, не затрачивая дополнительной энергии обеспечить постоянную температуру вокруг фундамента 4 на уровне 10-12°C. Расположение источника тепла 8 (топки печи и/или ИК-панелей) в подвальном помещении 5 позволяет нагревать межэтажное перекрытие 11 и обеспечивать теплый пол на первом этаже здания, который, в свою очередь, отдает тепло в жилое помещение. Кроме того, размещение источника тепла 5 в центральной части дома желательно для оптимального распределения тепла в пространстве дома и равномерного нагрева стен фундамента 4 и обогрева верхних уровней дома. Теплый воздух из подвального помещения 5 дополнительно проходит через отверстия 21 (Фиг. 12, позицией 23 схематично показана заслонка для регулировки проходящего теплого воздуха) на первый этаж жилого помещения. Дополнительно теплый воздух образуется в помещении и от части 24 источника тепла 8, выполненного, например, в виде панели, расположенной на первом этаже. При этом следует отметить, что проем (позицией не обозначен), выполненный в перекрытии 12, может быть выполнен с размерами, позволяющими образовать единое пространство двух помещений, например 25-35% площади перекрытия 12. Этот проем обеспечивает свободную циркуляцию теплого воздуха, а также естественное освещение пространства жилого этажа в дополнение к окнам.

Контур 13 рекуперации тепла использует тепло, которое собирается в мансардном этаже у самого свода крыши 25, а также прямое солнечное излучение, а именно нагревает теплоноситель, например, масло (или антифриз), находящийся в металлических пустотелых стропильных балках 14 и металлических пустотелых прогонах 15. Теплоноситель циркулирует в контуре 13, теплообмен происходит в калориферах 20, расположенных на первом этаже здания. Дополнительная секция контура рекуперации тепла использует тепло, которое накапливается в перекрытии 12 (также использует тепло воздуха и прямое солнечное излучение), теплообмен происходит в калориферах 20, расположенных в подвальном помещении.

Испытания данной конструкции здания показали что затраты топлива для отопления здания меньше на 15-20% по сравнению со зданием такой же площади обычной конструкции.

Таким образом, заявляемая полезная модель позволяет повысить энергоэффективность здания.

Claims (8)

1. Малоэтажное здание, содержащее ограждающие конструкции, чердачное помещение с крышей, фундамент, жилое помещение и межэтажные перекрытия, источник тепла, контур рекуперации тепла, отличающееся тем, что фундамент выполнен в виде свай, между которыми размещен теплоемкий материал, при этом фундамент образует подвальное помещение, расположенное ниже уровня земли или на уровне естественного рельефа, в котором установлен источник тепла, по периметру фундамента образован тамбур, внешняя стенка которого соприкасается с грунтом, чердачное помещение выполнено в виде мансардного этажа, в котором размещен контур рекуперации тепла, представляющий собой металлические пустотелые стропильные балки с металлическими пустотелыми прогонами, которые собраны под крышей, выполненной в виде арки или купола, контур рекуперации тепла имеет прямые и обратные выводы к калориферам, расположенным в подвальном помещении, причем в межэтажном перекрытии первого этажа жилого помещения выполнен проем и отверстия вдоль стен для прохода теплого воздуха.

2. Малоэтажное здание по п. 1, отличающееся тем, что крыша выполнена из светопропускающего материала.

3. Малоэтажное здание по п. 1, отличающееся тем, что фундамент с наружной стороны дополнительно обшит теплоизоляционным материалом.

4. Малоэтажное здание по п. 1, отличающееся тем, что ограждающие конструкции дополнительно обшиты теплоизоляционным материалом.

5. Малоэтажное здание по п. 1, отличающееся тем, что контур рекуперации тепла дополнительно содержит секцию в виде змеевика, установленную на межэтажном перекрытии второго этажа.

6. Малоэтажное здание по п. 1, отличающееся тем, что источник тепла выполнен в виде инфракрасных панелей.

7. Малоэтажное здание по п. 1, отличающееся тем, что источник тепла выполнен в виде печи.

8. Малоэтажное здание по п. 1, отличающееся тем, что на сваях дополнительно установлены сетки с возможностью заполнения теплоемким материалом и образованием армирующего слоя.

Images