[go: up one dir, main page]

RU2829047C1 - High energy efficiency building - Google Patents

High energy efficiency building Download PDF

Info

Publication number
RU2829047C1
RU2829047C1 RU2024102826A RU2024102826A RU2829047C1 RU 2829047 C1 RU2829047 C1 RU 2829047C1 RU 2024102826 A RU2024102826 A RU 2024102826A RU 2024102826 A RU2024102826 A RU 2024102826A RU 2829047 C1 RU2829047 C1 RU 2829047C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
building
beams
rafter
roof
shaped profile
Prior art date
Application number
RU2024102826A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Петрович Семенов
Петр Ильич Семенов
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Оренбургский завод металлоконструкций"
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "Оренбургский завод металлоконструкций" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Оренбургский завод металлоконструкций"
Priority to PCT/RU2024/000042 priority Critical patent/WO2025170481A1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2829047C1 publication Critical patent/RU2829047C1/en

Links

Abstract

FIELD: construction.
SUBSTANCE: invention relates to construction and can be used in erection of multi-storey buildings with improved energy-efficient parameters. Building consists of a pile foundation, a membrane roof, bearing walls, inside which there are columns, beams, trusses, floor slabs, self-supporting enclosing walls consisting of metal bearing elements of the frame, facing front and inner layers, a heat-and-noise insulation layer. Roof is covered with profiled sheet, which is fixed on T-shaped profile. Roof parapet is made in the form of T-shaped profile. Grillage and the base of the foundation are covered with a layer of insulation throughout the area, and the grillage is located with release outside the building. Intermediate floors include rafters and secondary beams, above which reinforcement bars are installed, and concrete tie is laid with a gap relative to reinforcement bars. Between the rafter and under-rafter beams there is a profiled sheet with embedding into the rafter beam body. Columns and trusses are fastened by flange connections. Plate bolted to the T-shaped profile is installed in the gaps between the column and the truss.
EFFECT: reduced energy consumption in climate-neutral buildings.
1 cl, 8 dwg

Description

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при возведении многоэтажных зданий с улучшенными энергоэффективными параметрами.The invention relates to the field of construction and can be used in the construction of multi-story buildings with improved energy-efficient parameters.

Как при возведении зданий, так и при их эксплуатации расходуется значительное количество ресурсов и энергии. Теплопотери построек могут достигать очень высоких значений - это дорого для собственников помещений и вредно для окружающей среды. Основную часть расходов по содержанию здания составляет оплата за энергию, причем эта часть расходов имеет постоянную склонность к росту цен. Оплата зависит от количества потребляемой энергии. Для снижения влияния на окружающую среду и расходы на содержание жилья, была разработана концепция энергоэффективного здания. Такая постройка потребляет меньше энергии, чем стандартное здание. Если здание спроектировано и построено по энергосберегающим правилам, то расход энергии может быть низким. Энергосберегающим называют такое здание, в котором используются проектные и технические решения, позволяющие эксплуатировать его с малым расходом энергии, сохраняя при этом комфортные санитарно-гигиенические условия.Both the construction and operation of buildings consume a significant amount of resources and energy. Heat loss from buildings can be very high - this is expensive for owners of premises and harmful to the environment. The main part of the costs of maintaining a building is the payment for energy, and this part of the costs has a constant tendency to increase in price. Payment depends on the amount of energy consumed. To reduce the impact on the environment and the costs of maintaining housing, the concept of an energy-efficient building was developed. Such a building consumes less energy than a standard building. If the building is designed and constructed according to energy-saving rules, then energy consumption can be low. An energy-saving building is one that uses design and technical solutions that allow it to be operated with low energy consumption, while maintaining comfortable sanitary and hygienic conditions.

В качестве энергоэффективных зданий широко известны конструкции с использованием солнечное энергии. Например, энергоэффективная строительная конструкция (патентная заявка WO 2018081555A1, опубл. 03.05.2018), имеющая многослойную конструкцию крыши и многослойные боковые стены, которая использует солнечную энергию и изменения температуры, происходящие в течение дня, в частности, за счет использования солнечных технологий и материалов с фазовым переходом для улавливания энергии, вырабатываемой солнечной энергией, а также изменения температуры внутри и снаружи конструкции здания. Однако такие здания недостаточно эффективны в странах с холодным климатом и малым количеством световых дней в году.Solar energy-efficient buildings are widely known as energy-efficient buildings. For example, an energy-efficient building structure (patent application WO 2018081555A1, published 03.05.2018) with a multi-layer roof structure and multi-layer side walls that uses solar energy and temperature changes that occur during the day, in particular by using solar technologies and phase change materials to capture the energy generated by solar energy, as well as temperature changes inside and outside the building structure. However, such buildings are not efficient enough in countries with cold climates and few daylight hours per year.

Известно энергоэффективное здание (патентная заявка SI 23268A, опубл. 29.07.2011), включающее теплоизоляционную многослойную оболочку и систему, обеспечивающую эффективное энергопотребление. Указанное здание состоит из подземной части и надземной части, при этом последняя включает термоизоляционную оболочку, внутри которой на разных этажах расположен ряд жилые помещения, которые непрерывно проветриваются через местные рекуператоры по принципу рекуперации тепла вытяжного воздуха. В жилых домах установлена полностью автоматическая система управления электрическими и машинными устройствами. Описанное здание в целом, его системы и реализация представляют собой изобретение с точки зрения соответствия стандарту пассивной энергии, качества и здоровой среды обитания, а также достаточно простого управления высокотехнологичным оборудованием. Здание по изобретению частично удовлетворяет свои потребности за счет возобновляемых природных ресурсов - дождевой воды и возобновляемых источников энергии.An energy-efficient building is known (patent application SI 23268A, published on 29.07.2011), including a multilayer heat-insulating shell and a system that ensures efficient energy consumption. The said building consists of an underground part and an above-ground part, wherein the latter includes a heat-insulating shell, inside which, on different floors, there are a number of residential premises that are continuously ventilated through local recuperators according to the principle of exhaust air heat recovery. A fully automatic control system for electrical and machine devices is installed in the residential buildings. The described building as a whole, its systems and implementation represent an invention in terms of compliance with the passive energy standard, quality and healthy living environment, as well as fairly simple control of high-tech equipment. The building according to the invention partially satisfies its needs due to renewable natural resources - rainwater and renewable energy sources.

Известна энергоэффективная строительная конструкция (патент US 8590262B1, опубл. 26.11.2013), в которой используют систему ограждающих конструкций здания с двойными стенами, имеющую наружные стены и соответствующие перегородки, расположенные на расстоянии от наружных стен. Система ограждающих конструкций обеспечивает достаточно места для изоляции, чтобы повысить тепловую эффективность дома или здания, одновременно позволяя строить с меньшими затратами, используя методы заводского изготовления.An energy-efficient building structure is known (patent US 8590262B1, published 26.11.2013) that uses a double-wall building envelope system having exterior walls and corresponding partitions located at a distance from the exterior walls. The building envelope system provides sufficient space for insulation to improve the thermal efficiency of the home or building, while allowing for lower cost construction using prefabrication methods.

Известно энергоэффективное здание (патентная заявка EP 2317021A1, опубл. 04.05.2011), в котором строительные конструкции окружены сплошной теплоизоляцией, а стеновая конструкция состоит из двух отдельных конструкций: внутренней стеновой конструкции и наружной стеновой конструкции с теплоизоляцией между ними, при этом внутренняя стеновая конструкция и внешняя стеновая конструкция являются несущими. В здании предусмотрена принудительная вентиляция. An energy-efficient building is known (patent application EP 2317021A1, published 04.05.2011), in which the building structures are surrounded by continuous thermal insulation, and the wall structure consists of two separate structures: an internal wall structure and an external wall structure with thermal insulation between them, wherein the internal wall structure and the external wall structure are load-bearing. The building is provided with forced ventilation.

Основными недостатками известных из уровня техники решений являются:The main disadvantages of the solutions known from the state of the art are:

- высокая стоимость возведения зданий - high cost of building construction

- громоздкие неэстетичные конструкции свесов кровли для отведения воды,- bulky, unaesthetic roof overhang structures for water drainage,

- наличие теплопотерь здания со стороны пола,- the presence of heat loss from the floor of the building,

- высокая толщина перекрытий, за счет чего высокими являются затраты на энергопотребление в холодное время года на нагрев и охлаждение воздуха.- high thickness of the floors, due to which energy consumption costs for heating and cooling the air are high in the cold season.

- высокая стоимость эксплуатации по причине того, что для обслуживания таких зданий необходимо привлекать более квалифицированных специалистов.- high operating costs due to the fact that more qualified specialists need to be involved in servicing such buildings.

Технический результат изобретения заключается в снижении энергопотребления в климатически нейтральных зданиях и сооружениях при минимизации затрат на их возведение.The technical result of the invention consists in reducing energy consumption in climate-neutral buildings and structures while minimizing the costs of their construction.

Технический результат достигается зданием с повышенной энергоэффективностью, состоящим из свайного фундамента, мембранной кровли, несущих стен, внутри которых находятся колонны, балок, ферм, межэтажных плит перекрытия, самонесущих ограждающих многослойных стен, состоящих из металлических несущих элементов каркаса, облицовочных фасадных и внутренних слоев, тепло-шумоизолирующего слоя. Кровля покрыта профлистом с высокой волной, крепление которого к кровельному перекрытию осуществлено посредством Т-образного профиля, установленного по периметру здания. Парапет кровли выполнен в виде Т-образного профиля. Ростверк и основание фундамента по всей площади покрыты слоем утеплителя, причем ростверк расположен выпуском за пределы здания. Каждое межэтажное перекрытие покрыто подстропильной системой, состоящей из стропильной и подстропильной балки, причем подстропильные балки закреплены ниже стропильных, а над стропильными балками установлена арматура, над которой с зазором установлена бетонная стяжка. В качестве опалубки подстропильной системы использован профлист, установленный между стропильной и подстропильной балкой с заглублением в тело стропильной балки. Колонны и фермы скреплены фланцевыми соединениями, причем в каждый зазор между колонной и фермой установлена пластина, закрепленная к Т-образному профилю, установленному с другой стороны колонны.The technical result is achieved by a building with increased energy efficiency, consisting of a pile foundation, membrane roof, load-bearing walls with columns inside, beams, trusses, interfloor floor slabs, self-supporting enclosing multilayer walls consisting of metal load-bearing frame elements, facing facade and internal layers, heat and sound insulating layer. The roof is covered with a high-wave profiled sheet, the fastening of which to the roof covering is carried out by means of a T-shaped profile installed along the perimeter of the building. The roof parapet is made in the form of a T-shaped profile. The grillage and the foundation base are covered with a layer of insulation over the entire area, and the grillage is located with an outlet outside the building. Each interfloor overlap is covered with a purlin system consisting of a rafter and a purlin beam, where the purlin beams are fixed below the rafters, and reinforcement is installed above the rafter beams, above which a concrete screed is installed with a gap. The purlin system formwork is made of corrugated sheet metal installed between the rafter and purlin beam with a recess in the body of the rafter beam. The columns and trusses are fastened with flange joints, where a plate is installed in each gap between the column and the truss, fixed to a T-shaped profile installed on the other side of the column.

Фундамент может быть выполнен стаканного типа, а фундаментные стаканы быть покрыты слоем утеплителя. The foundation can be made of a glass type, and the foundation glasses can be covered with a layer of insulation.

Заявляемое изобретение поясняется иллюстрациями. На фигуре 1 изображен общий вид здания, на фигуре 2 - конструкция кровли, на фигуре 3 - изображение удлинения ската кровли, на фигуре 4 - устройство парапетов, на фигуре 5 - устройство углов парапетов, на фигуре 6 - узел крепления балки и колонны, на фигуре 7 - узел соединения колонны с фундаментом, на фигуре 8 - узел соединения колонны с фермой. The claimed invention is explained by illustrations. Figure 1 shows a general view of the building, Figure 2 shows the roof structure, Figure 3 shows an image of the roof slope extension, Figure 4 shows the parapet structure, Figure 5 shows the parapet angle structure, Figure 6 shows the beam and column attachment unit, Figure 7 shows the column connection unit with the foundation, Figure 8 shows the column connection unit with the truss.

Цифрами обозначено следующее:The numbers indicate the following:

1 - колонна,1 - column,

2 - балка,2 - beam,

3 - ферма,3 - farm,

4 - забивная свая, 4 - driven pile,

5 - узел соединения балки и колонны,5 - beam and column connection node,

6 - пластина,6 - plate,

7 - узел соединения колонны и фермы, 7 - column and truss connection node,

8 - монтажная пластина,8 - mounting plate,

9 - утеплитель пола,9 - floor insulation,

10 - узел соединения колонны с фундаментом,10 - connection node of the column with the foundation,

11 - ростверк,11 - grillage,

12 - анкерный блок, 12 - anchor block,

13 - профлист,13 - profiled sheet,

14 - утеплитель кровли,14 - roof insulation,

15 - гидроизоляционный слой,15 - waterproofing layer,

16 - Т-образный профиль,16 - T-shaped profile,

17 - узел соединения подстропильной и стропильной балки.17 - connection node of the purlin and rafter beam.

Здание с повышенной энергоэффективностью содержит каркас, выполненный из металлоконструкций и представляющий собой колонно-балочную систему из по меньшей мере двух ярусов, свайный фундамент, мембранную кровлю, несущие стены. А также оно содержит межэтажные плиты перекрытия, самонесущие ограждающие многослойные стены, состоящие из металлических несущих элементов каркаса, облицовочные фасадные и внутренние слои, тепло-шумоизолирующий слой.A building with increased energy efficiency contains a frame made of metal structures and representing a column-and-beam system of at least two tiers, a pile foundation, a membrane roof, load-bearing walls. It also contains interfloor floor slabs, self-supporting enclosing multilayer walls consisting of metal load-bearing frame elements, facing facade and internal layers, a heat and sound insulating layer.

Металлический каркас здания состоит из колонн 1, балок 2 и ферм 3. Между колоннами 1 здания установлены по всему его периметру несущие стены с любым известным внутренним наполнением. В качестве балок 2 использованы любые из известных в строительстве, например, многопролетные неразрезные конструкции. В качестве колонн 1 применены любые металлические несущие колонны (например, двутавровые балки, профильные трубы и т.п.). В качестве ферм 3 использованы любые из известных в строительстве зданий с металлическим каркасом. Первый ярус колонн 1 жестко закрепляется в фундамент здания к забивным сваям 4. Балки 2 крепятся к колоннам 1 посредством узлов соединений 5, содержащих приваренные к боковым граням каждой колонны пластин 6 по всему периметру опирания, толщина которых зависит от размера сварного катета, как правило, 6-10 мм. Подобное исполнение узла соединений 5 балок 2 и колонн 1 позволяет разнести главные и второстепенные балки друг от друга, тем самым осуществив перенос нагрузки на колонну и снизив высоту стропильной балки, что позволит снизить общий объем здания, а значит повысить его энергоэффективность. Сопряжение колонн 1 последнего яруса с фермами 3 имеют узлы соединений 7 в виде фланцевых соединений, обеспечивающих минимальные теплопотери при максимальных показателях прочности. В зазор фланцевого соединения между колонной 1 и фермой 3 установлена монтажная пластина 8, закрепленная болтами к Т-образному профилю, установленному с другой стороны колонны в месте соединения. Габаритная высота стандартных узлов соединений составляет 250 мм и более. Габаритная высота описанного фланцевого соединения существенно меньше - 180 мм, за счет чего появляется возможность экономии высоты колонны и, соответственно, энергопотребление всего здания на 2 % (на примере здания с теми же размерами: длина 28м * ширина 24м * высота 8,7 м.The metal frame of the building consists of columns 1, beams 2 and trusses 3. Between the columns 1 of the building, load-bearing walls with any known internal filling are installed along its entire perimeter. Any of the known in construction structures, for example, multi-span continuous structures, are used as beams 2. Any metal load-bearing columns (for example, I-beams, profile pipes, etc.) are used as columns 1. Any of the known in construction buildings with a metal frame are used as trusses 3. The first tier of columns 1 is rigidly fixed to the foundation of the building to driven piles 4. Beams 2 are attached to columns 1 by means of joints 5 containing plates 6 welded to the side faces of each column along the entire perimeter of the support, the thickness of which depends on the size of the welded leg, as a rule, 6-10 mm. Such execution of the connection unit 5 of beams 2 and columns 1 allows to space the main and secondary beams from each other, thereby transferring the load to the column and reducing the height of the rafter beam, which will reduce the overall volume of the building, and therefore increase its energy efficiency. The conjugation of columns 1 of the last tier with trusses 3 have connection units 7 in the form of flange connections, ensuring minimum heat loss with maximum strength indicators. A mounting plate 8 is installed in the gap of the flange connection between column 1 and truss 3, secured with bolts to a T-shaped profile installed on the other side of the column at the connection point. The overall height of standard connection units is 250 mm or more. The overall height of the described flange connection is significantly less - 180 mm, due to which it becomes possible to save the height of the column and, accordingly, the energy consumption of the entire building by 2% (using the example of a building with the same dimensions: length 28 m * width 24 m * height 8.7 m.

Фундамент здания выполнен свайного типа и имеет любую известную структуру. При этом между основанием фундамента и полом по всей площади уложен на подушку из песчано-гравийной смеси или песка слой утеплителя 9. В качестве утеплителя пола 9 может быть использован, например, экструдированный пенополистирол (далее - ЭППС). Утепление пола по всей площади по сравнению с традиционным утеплением по периметру позволит уменьшить теплопотери здания, так как одним из факторов стабильности теплообменных процессов является надежное утепление полов. Кроме того, фундамент изготовлен с использованием технологичных металлоконструкций с меньшим весом, что позволяет уменьшить габариты фундамента и, тем самым, сократить площадь наружных конструкций. Так, металлоконструкции фундамента включают в себя узлы соединений 10, фиксирующие между собой забивные сваи 4 с ростверком 11 и колонны 1. Между колонной 1 и ростверком 11 устанавливается анкерный блок 12, соединение зафиксировано бетонной заливкой. Поверх каждого узла соединений 10 укладывается утеплитель, в качестве которого использована сэндвич-панель и слой, например, ЭППС. По бокам ростверка по всему периметру также прокладывается слой ЭППС. Каждый ростверк 11 расположен выпуском за пределы здания.The foundation of the building is made of pile type and has any known structure. At the same time, between the base of the foundation and the floor over the entire area, a layer of insulation 9 is laid on a cushion of sand and gravel mixture or sand. For example, extruded polystyrene foam (hereinafter - EPS) can be used as floor insulation 9. Insulation of the floor over the entire area compared to traditional insulation along the perimeter will reduce heat loss of the building, since one of the factors of stability of heat exchange processes is reliable insulation of floors. In addition, the foundation is made using technological metal structures with less weight, which allows to reduce the dimensions of the foundation and, thereby, reduce the area of the external structures. Thus, the metal structures of the foundation include joints 10, fixing driven piles 4 with grillage 11 and columns 1 to each other. An anchor block 12 is installed between column 1 and grillage 11, the joint is fixed with concrete pouring. On top of each joint node 10, insulation is laid, for which a sandwich panel and a layer of, for example, EPSP are used. A layer of EPSP is also laid along the sides of the grillage along the entire perimeter. Each grillage 11 is located with the outlet outside the building.

Пример: здание, построенное в Оренбургской области, период изменения условий - 8 лет (обусловлено необходимостью учета динамики тепловых процессов из-за нагрева грунта под зданием в первые годы эксплуатации).Example: a building constructed in the Orenburg region, the period of change in conditions is 8 years (due to the need to take into account the dynamics of thermal processes due to the heating of the soil under the building in the first years of operation).

При утеплении полов по всей площади энергопотребление здания составляет от 76000, постепенно снижаясь до 64000 кВтч/год. With floor insulation across the entire area, the energy consumption of the building is from 76,000, gradually decreasing to 64,000 kWh/year.

При стандартном утеплении полов по периметру энергопотребление здания составляет от 196000, постепенно снижаясь до 92000 кВтч/год.With standard insulation of floors around the perimeter, the energy consumption of the building is from 196,000, gradually decreasing to 92,000 kWh/year.

В итоге при утеплении полов по всей площади получаем экономию в энергопотреблении до 50% (340 000 кВтч) за 8 лет.As a result, when insulating floors over the entire area, we achieve energy savings of up to 50% (340,000 kWh) over 8 years.

В конструкции здания применена мембранная по профлисту кровля, установленная поверх кровельного перекрытия и представленная в виде кровельного пирога и имеющая послойную структуру: несущий профлист 13 с высокой волной (например, профлист Н-153), пароизоляционный слой, утеплитель кровли 14, гидроизоляционный слой 15 (например, кровельная мембрана). Применение несущего профлиста 13 в кровельном пироге с высокой волной позволяет уменьшить внутренний объем помещения, с сохранением полезной высоты, что экономит ресурсы для дальнейшей эксплуатации здания, благодаря превосходным качествам теплоизоляции. В качестве пароизоляционного слоя, утеплителя кровли 14 и гидроизоляционного слоя 15 могут быть использованы любые известные решения.The building structure uses a membrane roof on a corrugated sheet, installed over the roof covering and presented in the form of a roofing pie and having a layered structure: load-bearing corrugated sheet 13 with a high wave (for example, corrugated sheet H-153), a vapor barrier layer, roof insulation 14, waterproofing layer 15 (for example, a roofing membrane). The use of load-bearing corrugated sheet 13 in a roofing pie with a high wave allows to reduce the internal volume of the room, while maintaining the useful height, which saves resources for further operation of the building, due to the excellent qualities of thermal insulation. Any known solutions can be used as a vapor barrier layer, roof insulation 14 and waterproofing layer 15.

Пример: здание с размерами - ширина 28 м, длина 24 м, высота 8,7 м. Example: a building with dimensions - width 28 m, length 24 m, height 8.7 m.

При использовании стандартных технологий строительства: кровля с применением прогонной системы, высота от верха фермы до верха кровельного пирога составляет 465 мм (швеллер- 240 мм, профлист - 75 мм, утеплитель - 150 мм).When using standard construction technologies: roofing using a purlin system, the height from the top of the truss to the top of the roofing cake is 465 mm (channel - 240 mm, profiled sheet - 75 mm, insulation - 150 mm).

При использовании профлиста с высокой волной: высота от верха фермы до верха кровельного пирога составляет 460 мм (150 мм - профлист, 150 мм - утеплитель, 160 мм - внутренний объем помещения с сохранением полезной высоты). При уменьшении строительной высоты конструктивных элементов уменьшается объем здания на 240 м3 (при объеме здания 1500 м3). When using a high-wave profiled sheet: the height from the top of the truss to the top of the roofing pie is 460 mm (150 mm - profiled sheet, 150 mm - insulation, 160 mm - internal volume of the room while maintaining the useful height). When reducing the construction height of the structural elements, the volume of the building decreases by 240 m 3 (with a building volume of 1500 m 3 ).

Таким образом, при применении несущего профлиста в кровельном пироге с высокой волной экономия составит 3% энергопотребления.Thus, when using a load-bearing profiled sheet in a roofing pie with a high wave, the savings will amount to 3% of energy consumption.

Свесы кровли фиксируют на несущие конструкции кровельного перекрытия без прогонов к Т-образным профилям 16, расположенным по периметру здания напротив краев ската кровли на расстоянии друг от друга, определяемом на этапе проектирования здания (как правило - 6000 мм). Т-образные профили 16 в свою очередь закреплены к верхним граням колонн 1 последнего яруса или балкам 2 здания известным способом. Согласно нормативным документам, воду, образованную выпадением осадков, необходимо отводить минимум на 600 мм от стен здания. Применение Т-образного профиля позволит отвести воду максимально далеко за пределы отмостки - на 1 м, без применения громоздких и неэстетичных конструкций, благодаря чему вода практически не попадает на фундамент здания, что приводит к увеличению срока его службы. Roof overhangs are fixed to the supporting structures of the roof covering without purlins to T-shaped profiles 16, located along the perimeter of the building opposite the edges of the roof slope at a distance from each other determined at the stage of designing the building (usually 6000 mm). T-shaped profiles 16 in turn are fixed to the upper edges of the columns 1 of the last tier or beams 2 of the building in a known manner. According to regulatory documents, water formed by precipitation must be diverted at least 600 mm from the walls of the building. The use of a T-shaped profile will allow you to drain water as far as possible beyond the blind area - by 1 m, without the use of bulky and unaesthetic structures, due to which water practically does not get on the foundation of the building, which leads to an increase in its service life.

По периметру кровли установлен парапет из Т-образного профиля 16, позволяющий уменьшить теплопотери за счет маленькой площади наружной поверхности.A parapet made of T-shaped profile 16 is installed along the perimeter of the roof, which reduces heat loss due to the small area of the outer surface.

Пример: высота парапета 1 м.Example: parapet height is 1 m.

При использовании в качестве парапета стандартных профильной трубы: площадь соприкосновения - 0,36 м2.When using standard profile pipes as a parapet: contact area - 0.36 m2 .

При использовании Т-образного профиля: площадь соприкосновения - 0,1 м2.When using a T-shaped profile: contact area - 0.1 m2 .

Таким образом, площадь наружной поверхности парапета в виде Т-образного профиля меньше более, чем в 3 раза, соответственно теплопотери снижаются также в 3 раза. При этом стоимость Т-образного профиля в среднем на 15% ниже стоимости профильной трубы.Thus, the area of the outer surface of the parapet in the form of a T-shaped profile is less than 3 times, and accordingly, heat loss is also reduced by 3 times. At the same time, the cost of a T-shaped profile is on average 15% lower than the cost of a profile pipe.

Внутри здания возведены известные в области строительства межэтажные перекрытия, несущие конструкции которых предпочтительно монолитные (но могут быть любые другие из известных) и каждая из них содержит подстропильную систему перекрытия, что позволяет уменьшить толщину межэтажных перекрытий без потери прочности. Подстропильная система перекрытия состоит из стропильной и подстропильной балок, профлиста, арматуры и бетона. Узел соединения 17 стропильной и подстропильной балки устроен так, что подстропильная балка устанавливается ниже стропильной балки посредством болтовых соединений, над стропильной балкой размещается арматура с целью обеспечения прочности перекрытия, над которой оставляют зазор в 4 см, над которым устанавливают бетонную стяжку, что позволяет снизить строительную высоту подстропильной системы на 150 мм, а значит снизить внутренний объем пространства. Кроме того, профлист, установленный между стропильной и подстропильной балкой, с заглублением в тело стропильной балки использован в качестве опалубки подстропильной системы. Такие решения позволяет уменьшить количество нагреваемого и охлаждаемого воздуха, что существенно экономит затраты на энергопотребление в холодное время года.Inside the building, interfloor ceilings known in the field of construction are erected, the supporting structures of which are preferably monolithic (but can be any other known ones) and each of them contains a purlin system of the ceiling, which allows to reduce the thickness of the interfloor ceilings without loss of strength. The purlin system of the ceiling consists of rafter and purlin beams, profiled sheet, reinforcement and concrete. The connection unit 17 of the rafter and purlin beam is designed so that the purlin beam is installed below the rafter beam by means of bolted connections, reinforcement is placed above the rafter beam in order to ensure the strength of the ceiling, above which a gap of 4 cm is left, above which a concrete screed is installed, which allows to reduce the construction height of the purlin system by 150 mm, and therefore to reduce the internal volume of the space. In addition, the corrugated sheet installed between the rafter and purlin beams, with a recess in the body of the rafter beam, is used as formwork for the purlin system. Such solutions allow to reduce the amount of heated and cooled air, which significantly saves energy costs in the cold season.

Пример: двухэтажное здание с размерами длина 28м * ширина 24м * высота 8,7 м, объем здания 5846 м3.Example: a two-storey building with dimensions length 28m * width 24m * height 8.7m, building volume 5846 m3.

При использовании стандартных межэтажных перекрытий высота балки составляет 350 мм, высота пустотной плиты - 220 мм, толщина стяжки - 80 мм. Общая толщина межэтажного перекрытия - 650 мм.When using standard interfloor slabs, the beam height is 350 mm, the hollow-core slab height is 220 mm, and the screed thickness is 80 mm. The total thickness of the interfloor slab is 650 mm.

При применении подстропильной системы межэтажного перекрытия монолитная плита встраивается в тело балки высотой 350 мм, следовательно, монолитная плита выступает за пределы балки на 40 мм. Общая толщина межэтажного перекрытия - 390 мм.When using a purlin system for interfloor overlapping, a monolithic slab is built into the body of a beam 350 mm high, therefore, the monolithic slab protrudes beyond the beam by 40 mm. The total thickness of the interfloor overlapping is 390 mm.

Таким образом, применение подстропильной системы в межэтажном перекрытии позволяет исключить необходимость нагрева и охлаждения 175 м3 (около 8 кВт), что позволит сэкономить 3% энергопотребления. Кроме того, колонны здания будут меньше на 260 мм, что позволит получить экономию на металлоконструкциях и, соответственно, на энергопотреблении 4%.Thus, the use of a purlin system in the interfloor overlap eliminates the need for heating and cooling 175 m3 (about 8 kW), which will save 3% of energy consumption. In addition, the building columns will be 260 mm smaller, which will allow for savings on metal structures and, accordingly, on energy consumption of 4%.

Использование всей совокупности описанных технологических решений при строительстве позволит возводить энергетически пассивные здания из металлоконструкций с суммарным энергопотреблением менее 15 кВт*ч/кв.м в год. Технология пассивного здания предусматривает эффективную теплоизоляцию всех ограждающих поверхностей - не только стен, но и пола, потолка, чердака, подвала и фундамента. В пассивных зданиях формируется высокоэффективная наружная теплоизоляция ограждающих поверхностей. Разработанные технологические методы позволяют снижать потребление энергии в течение всего жизненного цикла здания, начиная с проектирования, производства, транспортировки конструкций на стройплощадку и их монтажа, и заканчивая эксплуатацией здания, его последующим демонтажем и утилизацией.The use of the entire set of described technological solutions in construction will allow to erect energy-passive buildings from metal structures with a total energy consumption of less than 15 kW*h/sq.m per year. The passive building technology provides for effective thermal insulation of all enclosing surfaces - not only walls, but also the floor, ceiling, attic, basement and foundation. Passive buildings form highly effective external thermal insulation of enclosing surfaces. The developed technological methods allow to reduce energy consumption during the entire life cycle of the building, starting with design, production, transportation of structures to the construction site and their installation, and ending with the operation of the building, its subsequent dismantling and disposal.

Claims (1)

Здание с повышенной энергоэффективностью, состоящее из свайного фундамента, мембранной кровли, несущих стен, внутри которых находятся колонны, балок, ферм, межэтажных плит перекрытия, самонесущих ограждающих многослойных стен, состоящих из металлических несущих элементов каркаса, облицовочных фасадных и внутренних слоев, тепло-шумоизолирующего слоя, отличающееся тем, что кровля покрыта профлистом с высокой волной, крепление которого к кровельному перекрытию осуществлено посредством Т-образного профиля, установленного по периметру здания, парапет кровли выполнен в виде Т-образного профиля, ростверк и основание фундамента по всей площади покрыто слоем утеплителя, причем ростверк расположен с выпуском за пределы здания, каждое межэтажное перекрытие покрыто подстропильной системой, состоящей из стропильных и подстропильных балок, причем подстропильные балки закреплены ниже стропильных, а над стропильными балками установлена арматура, над которой с зазором установлена бетонная стяжка, в качестве опалубки подстропильной системы использован профлист, установленный между стропильных и подстропильных балок с заглублением в тело стропильных балок, а колонны и фермы скреплены фланцевыми соединениями, причем в каждый зазор между колонной и фермой установлена пластина, закрепленная к Т-образному профилю, установленному с другой стороны колонны.A building with increased energy efficiency, consisting of a pile foundation, a membrane roof, load-bearing walls, inside which there are columns, beams, trusses, interfloor floor slabs, self-supporting enclosing multilayer walls, consisting of metal load-bearing frame elements, cladding facade and internal layers, a heat and sound insulating layer, characterized in that the roof is covered with a high-wave corrugated sheet, the fastening of which to the roof covering is carried out by means of a T-shaped profile installed along the perimeter of the building, the roof parapet is made in the form of a T-shaped profile, the grillage and the base of the foundation are covered with a layer of insulation over the entire area, and the grillage is located with an outlet beyond the building, each interfloor overlap is covered with a purlin system, consisting of rafter and purlin beams, and the purlin beams are fixed below the rafters, and reinforcement is installed above the rafter beams, above which a gap is installed concrete screed, corrugated sheeting is used as formwork for the purlin system, installed between the rafter and purlin beams with a recess in the body of the rafter beams, and the columns and trusses are fastened with flange connections, with a plate installed in each gap between the column and the truss, secured to a T-shaped profile installed on the other side of the column.
RU2024102826A 2024-02-05 2024-02-05 High energy efficiency building RU2829047C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/RU2024/000042 WO2025170481A1 (en) 2024-02-05 2024-02-08 Improved energy efficiency building

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2829047C1 true RU2829047C1 (en) 2024-10-22

Family

ID=

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2317021A1 (en) * 2009-10-13 2011-05-04 PassiveHouse Solutions OÜ Energy-efficient building
US8590262B1 (en) * 2009-08-14 2013-11-26 EnergySmart Building Method, LLC Energy efficient building construction
RU158881U1 (en) * 2015-08-04 2016-01-20 Ришат Сиринович Муртазин BUILDING CONSTRUCTION FROM MULTILAYER PANELS
WO2018081555A1 (en) * 2016-10-28 2018-05-03 Kieffer Anthony Energy efficient building structure

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8590262B1 (en) * 2009-08-14 2013-11-26 EnergySmart Building Method, LLC Energy efficient building construction
EP2317021A1 (en) * 2009-10-13 2011-05-04 PassiveHouse Solutions OÜ Energy-efficient building
RU158881U1 (en) * 2015-08-04 2016-01-20 Ришат Сиринович Муртазин BUILDING CONSTRUCTION FROM MULTILAYER PANELS
WO2018081555A1 (en) * 2016-10-28 2018-05-03 Kieffer Anthony Energy efficient building structure

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4759160A (en) Prefabricated concrete buildings with monolithic roof, wall, and floor members
CN107190884A (en) A kind of new many high-rise hot-rolled steel section composite light-weight steel shear wall combined structure systems
RU92037U1 (en) QUICK BUILDING BUILDING
RU2829047C1 (en) High energy efficiency building
KR20090098729A (en) Improved Structure System for Buildings
RU2590962C1 (en) Method to reduce heat losses of energy-efficient building
EP2241691A2 (en) Fasade thermal wall and a method for its construction
CN110158775A (en) A kind of transforming plant assembly type integration guardroom and preparation method thereof
AU743755B2 (en) Device forming a partition between storeys
CN221321889U (en) Solar integrated integral reinforcing structure for brick-concrete structure building
Olga et al. Modern materials and structures used in housing construction: international experience
WO2025170481A1 (en) Improved energy efficiency building
CN110700414A (en) Assembled house with steel structure frame and assembling process
RU2394134C1 (en) Cottage construction method
CN216276396U (en) Waterproof roofing structure keeps warm based on rack
RU2119020C1 (en) Multistoried building with walls of small-size stones and method for its erection
RU64235U1 (en) EXTERIOR GUARDING OF THE ATTIC
CN204676927U (en) Module intelligence anti-seismic heat-preservation one splicing structure house
RU10194U1 (en) MULTILAYER BEARING EXTERIOR WALL
CN222482859U (en) Assembled steel construction building construction teaching model
Dąbkowski Architectural, material and constructive solutions in dwelling houses of selected organic farms in Lublin Voivodeship
CN220318862U (en) Assembled roofing superimposed sheet antiseep structure
CN115045390B (en) Construction method of fully-assembled light steel and light concrete structural system
CN221193836U (en) Beam column heat preservation prefabricated wallboard
CN221741528U (en) A nearly zero-energy prefabricated housing system