RU2293823C2

RU2293823C2 - Building with forced-air heating

Info

Publication number: RU2293823C2
Application number: RU2005113438/03A
Authority: RU
Inventors: Михаил Федорович Харченко (RU); Михаил Федорович Харченко
Original assignee: Михаил Федорович Харченко
Priority date: 2005-05-03
Filing date: 2005-05-03
Publication date: 2007-02-20

Abstract

FIELD: building construction.

SUBSTANCE: building has foundation with grillage, support member placed onto grillage, metal frame composed of posts with connecting items, which posts are fastened to support member, and reference beams connected with posts, slabs, walls formed by internal and wall panels mounted to have space in between, heating system. Posts, connecting items, and support beams of metal frame are made in form of boxes. Panels of slabs are made hollow. Building has air-forced heating system; it is provided with heat exchanger and is provided with heat exchanger to for air duct inside posts, connecting members and support beams of metal frame, cavities of panel slabs and space between external and internal wall panel to let heated air medium circulate, which medium warms room through warmed walls and ceiling. Slabs are made of metal curved U-shaped profile, disposed with its shelves outside at two sides along side surface of panel to fix profile on shelves at any side of facing sheet provided with sound-isolating layer, or with heat-insulating layer for panel of ground floor, which on one side has to be basis for floor structure and on the side - floor slab, mounted at internal side onto heat-insulating layer. Units for fixing panel to metal frame are made in form of metal U-shaped insertions, placed and fixed along perimeter of panel in heat-insulating layer and fastened with external decorative layer; there are also metal plates attached to the panels. Internal wall panels have facing layer, sound-insulating layer and members for fixing panel to metal frame, which members are made in form of U-shaped cross-section insertion disposed along perimeter of panel in sound-insulating layer and fixed onto insertions of metal plates. Mounting costs of for pipelines for heating systems can be reduced or rejected due to usage of members of carrier structure of building as pipelines.

EFFECT: reduced labor input; rejection of costs on mounting of pipeline of heating system.

3 cl, 9 dwg

Description

Изобретение относится к строительству, в частности к конструкции одного-трехэтажных зданий с металлическим каркасом и воздушным отоплением в несущем каркасе.The invention relates to the construction, in particular, to the construction of one-three-story buildings with a metal frame and air heating in the supporting frame.

Известно здание, снабженное системой воздушного отопления и вентиляции, содержащее периферийный фундамент, поддерживающий наружные стены здания, конструкцию пола, пространство, расположенное ниже конструкции пола и внутри фундамента, перегородку, расположенную ниже пола, края которой по периметру присоединены к стене фундамента, отверстия для сквозного прохода воздуха, выполненные в конструкции пола вблизи наружных стен, систему циркуляции воздуха с воздуховодом отвода выходящего из здания воздуха, включающего воздуховод для подвода выходящего воздуха в пространство ниже перегородки. Кроме того, фундамент ниже перегородки или основание для нее являются воздухопроницаемыми для выброса воздуха наружу. В системе циркуляции воздуха предусмотрены средства терморегулирования (см. п. RU №2159899, МПК⁷ F 24 D 5/02).It is known a building equipped with an air heating and ventilation system, containing a peripheral foundation supporting the exterior walls of the building, the floor structure, the space located below the floor structure and inside the foundation, a partition located below the floor, the edges of which are perimeter connected to the foundation wall, openings for through air passage, made in the floor structure near the outer walls, an air circulation system with an air duct for exhausting air leaving the building, including an air duct for supplying exhaust air into the space below the partition. In addition, the foundation below the partition or the base for it is breathable to expel air to the outside. In the air circulation system, thermoregulation means are provided (see paragraph RU No. 2159899, IPC ⁷ F 24 D 5/02).

Недостатками известной конструкции здания являются сложность конструкции, повышенная трудоемкость монтажа, уменьшение полезной площади помещений за счет размещения воздуховодов системы отопления и вентиляции внутри помещений.The disadvantages of the known building design are the complexity of the design, the increased complexity of installation, reducing the usable area of the premises due to the placement of air ducts of the heating and ventilation system inside the premises.

Наиболее близким к заявляемому является здание, содержащее фундамент, опорные подкладки, размещенные на фундаменте, металлический каркас, состоящий из U-образных стоек с L-образными соединительными деталями на обоих концах, размещенных на опорных подкладках фундамента и закрепленных на нем опорных и потолочных балок, соединенных со стойками, панели перекрытий, стены, образованные внутренними и наружными стеновыми панелями, установленными с зазором между ними, и систему отопления (см. п. RU №2208099, МПК⁷ Е 04 В 1/24).Closest to the claimed is a building containing a foundation, supporting pads placed on the foundation, a metal frame consisting of U-shaped posts with L-shaped connecting parts at both ends, placed on the supporting pads of the foundation and supported on it and ceiling beams, connected to the racks, floor panels, walls formed by internal and external wall panels installed with a gap between them, and a heating system (see p. RU No. 2208099, IPC ⁷ E 04 V 1/24).

Недостатком известной конструкции являются повышенные трудозатраты, обусловленные необходимостью монтажа в здании отдельной системы трубопроводов для отопления здания.A disadvantage of the known design is the increased labor costs due to the need to install in the building a separate piping system for heating the building.

Техническим результатом заявленного технического решения является снижение трудоемкости и исключение затрат на монтаж трубопроводов системы отопления за счет использования в качестве трубопроводов элементов несущей конструкции здания.The technical result of the claimed technical solution is to reduce the complexity and the elimination of the cost of installing the pipelines of the heating system due to the use of structural elements of the building as pipelines.

Технический результат достигается тем, что в здании с воздушным отоплением, содержащем фундамент с ростверком, опорный элемент, размещенный на ростверке, металлический каркас, состоящий из стоек с соединительными деталями, закрепленных на опорном элементе, и опорных балок, соединенных со стойками, панели перекрытий и стены, образованные внутренними и наружными стеновыми панелями, установленными с зазором между ними, систему отопления, стойки, соединительные детали, опорные балки металлического каркаса выполнены коробчатой формы, панели перекрытий - полыми, система отопления здания выполнена воздушной с теплообменником с образованием воздуховода внутри стоек, соединительных элементов и опорных балок металлического каркаса, полостей панелей перекрытий и пространства между наружными и внутренними стеновыми панелями для циркуляции нагретой воздушной среды, отапливающей помещения через нагретые стены, пол и потолок, при этом панели перекрытия состоят из металлического гнутого профиля П-образного сечения, размещенного полками наружу с двух сторон вдоль боковой поверхности панели с закреплением на полках профиля с каждой стороны облицовочного листа со звукоизоляционным слоем, или теплоизоляционным слоем для панели цокольного этажа, являющегося, с одной стороны, основанием для конструкции пола, а с другой, потолочного покрытия; наружные стеновые панели состоят из наружного декоративного защитного слоя, внутреннего теплоизоляционного слоя, влагоизолирующего слоя, установленного с внутренней стороны на теплоизолирующем слое, элементов крепления панели к металлическому каркасу, выполненных в виде металлических вставок П-образного сечения, размещенных и закрепленных по периметру панели в теплоизолирующем слое и скрепленных с наружным декоративным слоем, и закрепленных на них металлических пластин, внутренние стеновые панели состоят из облицовочного слоя, звукоизоляционного слоя и элементов крепления панели к металлическому каркасу, выполненных в виде металлических вставок П-образного сечения, размещенных по периметру панели в звукоизоляционном слое и закрепленных на вставках металлических пластин.The technical result is achieved by the fact that in an air-heated building containing a foundation with a grillage, a support element placed on the grillage, a metal frame consisting of racks with connecting parts mounted on the support element, and support beams connected to the racks, floor panels and walls formed by internal and external wall panels installed with a gap between them, heating system, racks, connecting parts, support beams of the metal frame are made in a box shape, panels the ceilings are hollow, the heating system of the building is made air with a heat exchanger with the formation of an air duct inside the racks, connecting elements and support beams of the metal frame, the cavities of the floor panels and the space between the external and internal wall panels to circulate the heated air that heats the room through heated walls, the floor and the ceiling, while the overlapping panels consist of a metal bent profile of a U-shaped section, placed by the shelves outward from two sides along the side surface the span of the panel with fastening on the shelves of the profile on each side of the facing sheet with a soundproof layer, or a heat-insulating layer for the panel of the basement, which, on the one hand, is the basis for the construction of the floor, and on the other, the ceiling coating; external wall panels consist of an external decorative protective layer, an internal heat-insulating layer, a moisture-insulating layer installed on the inner side on a heat-insulating layer, elements for attaching the panel to the metal frame, made in the form of metal inserts of a U-shaped section, placed and fixed around the perimeter of the panel in a heat-insulating layer and bonded to the outer decorative layer, and metal plates fixed to them, the inner wall panels consist of a facing layer, sound the co-insulation layer and the fastening elements of the panel to the metal frame, made in the form of metal inserts of a U-shaped cross-section, placed around the perimeter of the panel in a soundproof layer and fixed to the inserts of the metal plates.

Кроме того, в здании воздушная система отопления с теплообменником дополнительно содержит очистную установку для воздушной среды и щелевые плинтуса пола и потолка для подачи в помещение и забора из него воздушной среды соответственно с образованием воздуховода внутри стоек и опорных балок металлического каркаса с выходом нагретой воздушной среды через щелевой плинтус пола в помещении и забором воздушной среды из помещения через щелевой плинтус потолка для подачи ее во внутрь опорных балок и стоек на очистную установку и теплообменник.In addition, in the building, the air heating system with a heat exchanger additionally contains a treatment plant for the air environment and slotted skirtings of the floor and ceiling for supplying and taking air from the room, respectively, with the formation of an air duct inside the racks and support beams of the metal frame with the outlet of the heated air medium through slotted floor skirting in the room and air intake from the room through the slotted ceiling plinth for feeding it into the support beams and racks to the treatment plant and heat exchanger .

Выполнение стоек, опорных балок и соединительных деталей металлического каркаса коробчатой конструкции, панелей перекрытий полыми, сообщающимися с пространством между стеновыми панелями, позволяет создать воздушную систему отопления, исключив затраты и снизив трудоемкость на монтаж ее трубопроводов, так как образовавшиеся внутри металлического каркаса полости, сообщающиеся между собой, с полостями панелей перекрытий и с пространством между наружными и внутренними стеновыми панелями, обеспечивают свободное прохождение нагретой воздушной среды и нагрев всех плоскостей, ограничивающих помещение, а именно: пола, потолка и боковых стен, создавая эффективную систему воздушного отопления при достаточно высокой жесткости и прочности конструкции здания за счет применения деталей коробчатой конструкции и усиления ее при размещении одной детали коробчатой конструкции внутри другой детали коробчатой конструкции в местах соединения элементов металлического каркаса.The implementation of racks, support beams and connecting parts of a metal frame of a box-shaped structure, hollow floor panels that communicate with the space between the wall panels, allows you to create an air heating system, eliminating the cost and reducing the complexity of installing its pipelines, since the cavities formed inside the metal frame are connected between by themselves, with the cavities of the floor panels and with the space between the external and internal wall panels, provide free passage of the heated air stuffy environment and heating of all planes that limit the room, namely: floor, ceiling and side walls, creating an effective air heating system with a sufficiently high rigidity and strength of the building structure due to the use of box-shaped parts and its strengthening when placing one box-shaped part inside another details of the box structure at the junction of the elements of the metal frame.

Выполнение воздушной системы отопления с выходом нагретой воздушной среды во внутрь отапливаемых помещений с последующим забором ее и подачей на нагрев через очистную установку обеспечит, кроме того, повышение степени чистоты помещений.The implementation of the air heating system with the release of the heated air into the inside of the heated rooms, followed by its intake and supply to the heating through the treatment plant, will also ensure an increase in the degree of cleanliness of the rooms.

На фиг.1 показана схема поперечного сечения здания.Figure 1 shows a diagram of a cross section of a building.

На фиг.2 - металлический каркас одного этажа здания с частично установленными внутренними и наружными стеновыми панелями.Figure 2 - metal frame of one floor of a building with partially installed internal and external wall panels.

На фиг.3 - узел I (соединительная деталь) на фиг.2.In Fig.3 - node I (connecting part) in Fig.2.

На фиг.4 - панель перекрытия, поперечный разрез.In Fig.4 - panel overlap, cross section.

На фиг.5 - наружная стеновая панель.5 is an outer wall panel.

На фиг.6 - разрез по А-А на фиг.5.In Fig.6 is a section along aa in Fig.5.

На фиг.7 - внутренняя стеновая панель в разрезе.7 is a sectional view of an internal wall panel.

На фиг.8 - схема воздушного отопления здания по основному п. формулы (п.1 формулы).On Fig is a diagram of the air heating of a building according to the main claim of the formula (claim 1 of the formula).

На фиг.9 - схема воздушного отопления по дополнительному п. формулы (п.2 формулы).Figure 9 is a diagram of air heating according to an additional claim of the formula (claim 2 of the formula).

Здание содержит (фиг.1) фундамент с ростверком 1, металлический каркас, выполненный из стоек 2 и опорных балок 3, соединенных со стойками соединительными деталями 4, при этом стойки 2 металлического каркаса размещены и закреплены на опорном элементе ростверка 1, выполненном, например, в виде закладных деталей, забетонированных в ростверк 1 фундамента.The building contains (Fig. 1) a foundation with a grillage 1, a metal frame made of racks 2 and support beams 3 connected to the racks by connecting parts 4, while the racks 2 of the metal frame are placed and secured to the supporting element of the grillage 1, made, for example, in the form of embedded parts concreted in the grillage 1 of the foundation.

Стойки 2, опорные балки 3, соединительные детали 4 выполнены коробчатой формы. Кроме того, здание содержит панели перекрытий 5, утепляющие панели 6 цокольного этажа, стены, образованные внутренними стеновыми панелями 7 и наружными стеновыми панелями 8, установленными с зазором между собой на ширину балки (фиг.1 и 2).Racks 2, support beams 3, connecting parts 4 are box-shaped. In addition, the building contains floor panels 5, insulation panels 6 of the basement floor, walls formed by internal wall panels 7 and external wall panels 8, installed with a gap between them to the width of the beam (Figs. 1 and 2).

Панели перекрытий выполнены полыми и состоят из металлического гнутого профиля П-образного сечения 9, выполненного из тонкостенного листового металла толщиной 2-3 мм, размещенного полками наружу с двух сторон вдоль боковой поверхности панели. На полках гнутого профиля П-образного сечения 9 с каждой стороны закреплен облицовочный лист 10 со звукоизоляционным слоем 11 или теплоизоляционным слоем для панели цокольного этажа, при этом облицовочный лист 10 выполнен, например, из экологически чистого материала доломито-волокнистого листа (ДВЛ) и является, с одной стороны, основанием для конструкции пола (линолеум, паркет и т.д.), а с другой стороны потолочного покрытия. Звукоизоляционный слой 11 панели перекрытий выполнен, например, из пенополистирола.The overlapping panels are hollow and consist of a metal bent profile of a U-shaped section 9 made of thin-walled sheet metal with a thickness of 2-3 mm, placed by the shelves outward from two sides along the side surface of the panel. On the shelves of the bent profile of the U-shaped section 9, on each side there is a lining sheet 10 with a sound insulation layer 11 or a heat-insulating layer for the basement panel, while the lining sheet 10 is made, for example, of environmentally friendly material of dolomite-fibrous sheet (DVL) and is on the one hand, the basis for the construction of the floor (linoleum, parquet, etc.), and on the other hand the ceiling. The sound insulation layer 11 of the floor panel is made, for example, of expanded polystyrene.

Наружные стеновые панели 8 (фиг.5 и 6) состоят из наружного декоративного защитного слоя 12, выполненного, например, из алюкобонда - окрашенного оцинкованного железа, внутреннего теплоизоляционного слоя 13 из утеплителя, например пенополистирола ПСБС (самозатухающего), и влагоизолирующего слоя 14, выполненного, например, из полиэтиленовой пленки толщиной 0,15 мм, установленного с внутренней стороны на теплоизоляционном слое 13. Кроме того, наружные стеновые панели 8 содержат элементы крепления панели к металлическому каркасу, выполненные в виде металлических вставок 15 П-образного сечения, размещенных по периметру панели в теплоизоляционном слое. Вставки 15 элементов крепления с помощью саморезов 16 скреплены с декоративным защитным слоем 12 и с помощью саморезов 17 закреплены в теле теплоизоляционного слоя 13. На вставках 15 закреплены с помощью саморезов 18 металлические пластины 19 для крепления стеновой панели на металлическом каркасе здания.The outer wall panels 8 (FIGS. 5 and 6) consist of an external decorative protective layer 12 made, for example, of an aluminum bond — painted galvanized iron, an internal heat-insulating layer 13 of a heater, for example PSBS polystyrene foam (self-extinguishing), and a moisture-insulating layer 14 made , for example, from a polyethylene film 0.15 mm thick, installed on the inside on a heat-insulating layer 13. In addition, the outer wall panels 8 contain elements for attaching the panel to the metal frame, made in the form etallicheskih inserts 15 U-shaped section, placed along the perimeter of panel a heat-insulating layer. The inserts 15 of the fastening elements by means of self-tapping screws 16 are fastened to the decorative protective layer 12 and, by means of the self-tapping screws 17, are fixed in the body of the heat-insulating layer 13. On the inserts 15, metal plates 19 are fastened with screws 18 for fixing the wall panel to the metal frame of the building.

Внутренние стеновые панели 7 (фиг.7) состоят из облицовочного слоя 20, выполненного, например, из доломито-волокнистого листа, звукоизоляционного слоя 21, выполненного, например, из пенополистирола, и элементов крепления панели к металлическому каркасу в виде металлических вставок 22 П-образного сечения. Вставки 22, так же как на наружных стеновых панелях, размещены по периметру панели в звукоизоляционном слое 21 и с помощью саморезов скреплены с облицовочным слоем 20 и закреплены в звукоизоляционном слое 21. На вставках 22 закреплены с помощью саморезов металлические пластины 23 для крепления панели на металлическом каркасе здания.The inner wall panels 7 (Fig. 7) consist of a facing layer 20 made, for example, of a dolomite-fibrous sheet, a soundproof layer 21 made of, for example, polystyrene foam, and fastening elements of the panel to a metal frame in the form of metal inserts 22 P- shaped section. Inserts 22, as well as on external wall panels, are placed around the perimeter of the panel in the soundproofing layer 21 and are fastened with self-tapping screws to the cladding layer 20 and fixed in the soundproofing layer 21. On the inserts 22 metal plates 23 are fastened with self-tapping screws for mounting the panels on a metal building frame.

Система отопления здания воздушная и может быть выполнена в 2-х вариантах (фиг.8 и 9). При выполнении системы отопления здания по первому варианту (фиг.8) воздуховод для нагретой с помощью теплообменника 24 воздушной среды проходит внутри стоек 2, соединительных элементов 4, опорных балок 3 металлического каркаса, полостей панелей перекрытий 5 и пространства между наружными 8 и внутренними 7 стеновыми панелями, при этом помещения здания отапливаются через нагретые стены, пол и потолок.The building’s heating system is airy and can be made in 2 versions (Figs. 8 and 9). When performing the building heating system according to the first embodiment (Fig. 8), the air duct for the air heated by means of the heat exchanger 24 passes inside the racks 2, the connecting elements 4, the support beams 3 of the metal frame, the cavities of the floor panels 5 and the space between the outer 8 and inner 7 wall panels, while the premises of the building are heated through heated walls, floor and ceiling.

При выполнении системы отопления здания по второму варианту (фиг.9) система дополнительно содержит очистную установку 25 для воздушной среды и щелевые плинтуса пола и потолка для подачи в помещение и забора из него соответственно воздушной среды с образованием воздуховода внутри стоек, опорных балок металлического каркаса с выходом нагретой воздушной среды через щелевые плинтуса пола в помещения и забором воздушной среды из помещения через щелевые плинтуса потолка для подачи ее во внутрь опорных балок и стоек на очистную установку 25 и теплообменник 24.When performing the heating system of the building according to the second embodiment (Fig. 9), the system further comprises an air treatment unit 25 for air and slotted skirtings of the floor and ceiling for supplying and extracting air from the room, respectively, with the formation of an air duct inside the racks, supporting beams of the metal frame with the output of the heated air through the slotted floor skirting into the room and the intake of air from the room through the slotted skirting of the ceiling for supplying it inside the support beams and racks to the treatment plant 25 and those heat exchanger 24.

Монтаж здания с воздушным отоплением осуществляют следующим образом.Installation of a building with air heating is as follows.

На выполненный фундамент после укладки изоляционного слоя первого этажа монтируют металлический каркас здания путем закрепления с помощью болтов коробчатых стоек 2 к закладным деталям ростверка 1. Затем с помощью соединительных деталей 4 на стойках 2 закрепляют опорные балки 3. Монтаж металлического каркаса начинается с угловой стойки 2, на которую монтируют в разном направлении балки 3, затем последовательно монтируют стойки, к ним - балки и т.д. Здание выполняют одно-трехэтажным. Перекрытие выполняют сборным из панелей перекрытия, уложенных в одной плоскости с омоноличенными стыками с помощью пеноуплотнителя. На цокольном этаже устанавливают утепляющие панели 6 перекрытий.After laying the insulating layer of the first floor, the metal frame of the building is mounted on the foundation by fixing the box racks 2 to the mortar elements 1. Using the connecting parts 4, the support beams 3 are fixed on the racks 2. Installation of the metal frame begins from the corner post 2, on which the beams 3 are mounted in different directions, then the racks are sequentially mounted, the beams to them, etc. The building is one-three-story. Overlap is performed by a prefabricated panel of flooring, laid in the same plane with monolithic joints using a foam sealant. Insulation panels of 6 floors are installed on the basement floor.

На металлический каркас по периметру здания снаружи на опорные балки 3 навешивают наружные стеновые панели 8 с применением дополнительных металлических оцинкованных швеллерных профилей, с внутренней стороны на опорные балки металлического каркаса по периметру навешивают внутренние стеновые панели 7. Затем устанавливают элементы воздушной системы отопления.External wall panels 8 are hung on the metal frame around the perimeter of the building from the outside on the supporting beams 3 with the use of additional galvanized metal channel profiles, on the inside, the inner wall panels 7. are hung on the supporting beams of the metal frame around the perimeter. Then, the elements of the air heating system are installed.

Созданная конструкция здания с быстровозводимым металлическим каркасом и воздушным отоплением в нем найдет широкое промышленное применение.The created structure of the building with a prefabricated metal frame and air heating in it will find wide industrial application.

Claims

1. A building containing a foundation with a grillage, a support element placed on the grillage, a metal frame consisting of racks with connecting parts fixed to the support element, and support beams connected to the racks, floor panels, walls formed by internal and external wall panels installed with a gap between them, and a heating system, characterized in that the racks, connecting parts, support beams of the metal frame are box-shaped, the floor panels are hollow, the heating system is I was made air with a heat exchanger with the formation of an air duct inside the racks, connecting elements and support beams of the metal frame, the cavities of the floor panels and the space between the external and internal wall panels to circulate the heated air that heats the room through heated walls, floor and ceiling, while the floor panels consist of a metal bent profile of a U-shaped section, placed by the shelves outward from two sides along the side surface of the panel with fastening on the shelves of the profile on each side of the facing sheet with a soundproofing layer, or a heat-insulating layer for the basement floor panel, which is, on the one hand, the basis for the floor structure, and on the other - the ceiling coating; external wall panels consist of an external decorative protective layer, an internal heat-insulating layer, a moisture-insulating layer installed on the inner side on a heat-insulating layer, elements for attaching the panel to the metal frame, made in the form of metal inserts of a U-shaped section, placed and fixed around the perimeter of the panel in a heat-insulating layer and bonded to the outer decorative layer, and metal plates fixed to them; internal wall panels consist of a facing layer, a soundproof layer and fastening elements of the panel to the metal frame, made in the form of U-shaped metal inserts placed around the perimeter of the panel in the soundproof layer and fixed to the metal plate inserts.

2. The building according to claim 1, characterized in that the air heating system of the building with the heat exchanger further comprises a treatment plant for the air environment and slotted skirtings of the floor and ceiling for supplying and taking air from the room, respectively, with the formation of an air duct inside the racks and supporting beams of a metal frame with the outlet of heated air through the slotted floor plinth in the room and the intake of air from the room through the slotted skirting of the ceiling to supply it inside the supporting beams and racks to the treatment unit anovku and heat exchanger.