RU94246U1

RU94246U1 - EMPTY BRICK

Info

Publication number: RU94246U1
Application number: RU2010100205/22U
Authority: RU
Inventors: Владимир Александрович Перфилов; Владимир Ильич Лепилов
Original assignee: Владимир Александрович Перфилов; Владимир Ильич Лепилов
Priority date: 2010-01-11
Filing date: 2010-01-11
Publication date: 2010-05-20

Abstract

Пустотный кирпич, отличающийся тем, что в теле кирпича выполнены сквозные или несквозные непрерывные прямоугольные и скобообразные по краям пустоты толщиной 4-5 мм или расположенные в шахматном порядке прерывистые пустоты указанной толщины в виде Г-образных, Т-образных, скобообразных, двутавробразных фигур, с краями, заходящими за осевую линию, проходящую между рядами пустот. Hollow brick, characterized in that the brick body is made of through or not through continuous rectangular and staple-shaped voids at the edges of 4-5 mm thick or staggered discontinuous voids of the indicated thickness in the form of L-shaped, T-shaped, staple-shaped, two-shaped shapes, with edges extending beyond the center line passing between the rows of voids.

Description

Заявляемая полезная модель относится к области строительства и может быть использована для изготовления пустотных строительных элементов при возведении стен зданий и сооружений.The inventive utility model relates to the field of construction and can be used for the manufacture of hollow building elements in the construction of walls of buildings and structures.

Известны полнотелые и пустотные керамические и силикатные кирпичи, применяемые в строительстве зданий и сооружений [ГОСТ 530, 379 - аналог]. Недостатком таких ограждающих элементов является высокий коэффициент теплопроводности, что снижает теплозащитные свойства и приводит к необходимости увеличения толщины ограждающих стен.Solid and hollow ceramic and silicate bricks used in the construction of buildings and structures are known [GOST 530, 379 - analogue]. The disadvantage of such enclosing elements is the high coefficient of thermal conductivity, which reduces the heat-shielding properties and leads to the need to increase the thickness of the enclosing walls.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемой полезной модели является ограждающий элемент с прерывистыми многорядными воздушными прослойками, расположенными в шахматном порядке [В.М. Ильинский. «Строительная теплофизика». Москва «Высшая школа» 1974 г. Стр.40-43 - прототип]. Недостатком прототипа является то, что тепловой поток при своем движении огибает воздушные прослойки, двигаясь по сплошному материалу (по перемычкам между воздушными прослойками), не дробясь и не теряя своей целостности. Это отрицательно сказывается на теплозащитных свойствах изделия.The closest in technical essence and the achieved result to the claimed utility model is a fencing element with intermittent multi-row air spaces arranged in a checkerboard pattern [V.M. Ilyinsky. "Building Thermophysics". Moscow "Higher School" 1974, pp. 40-43 - prototype]. The disadvantage of the prototype is that the heat flow during its movement bends around the air spaces, moving along solid material (along the bridges between the air layers), without crushing and without losing its integrity. This adversely affects the heat-shielding properties of the product.

Технической задачей заявляемой полезной модели является повышение теплозащитных свойств пустотного кирпича за счет снижения коэффициента теплопроводности, рассеивания и ослабления теплового потока и направления его на преодоление максимально возможного термического сопротивления воздушных прослоек.The technical task of the claimed utility model is to increase the heat-shielding properties of hollow bricks by reducing the coefficient of thermal conductivity, dispersion and attenuation of the heat flux and directing it to overcome the maximum possible thermal resistance of the air spaces.

Технический результат, полученный в процессе решения поставленной задачи, достигается тем, что в теле кирпича выполнены сквозные или несквозные непрерывные прямоугольные и скобообразные по краям пустоты толщиной 4-5 мм или расположенные в шахматном порядке прерывистые пустоты указанной толщины в виде Г-образных, Т-образных, скобообразных, двутавробразных фигур, с краями, заходящими за осевую линию, проходящую между рядами прослоек.The technical result obtained in the process of solving the stated problem is achieved by the fact that through the brick or through not continuous continuous rectangular and staple-shaped voids with a thickness of 4-5 mm or staggered discontinuous voids of a specified thickness in the form of L-shaped, T- figurative, staple-shaped, I-shaped figures, with edges extending beyond the center line passing between the rows of layers.

Сущность полезной модели заключается в том, что элементы ограждающих строительных конструкций защищаются от свободного прохождения теплового потока системой тонких сквозных или несквозных непрерывных прямоугольных и скобообразных по краям пустот толщиной 4-5 мм или расположенных в шахматном порядке прерывистых пустот указанной толщины, выполненных в виде Г-образных, Т-образных, скобообразных, двутавробразных фигур, с краями, заходящими за осевую линию, проходящую между рядами прослоек. Такое расположение и конфигурация воздушных пустот (прослоек) не позволяет тепловому потоку обходить их по перемычкам между пустотами.The essence of the utility model is that the elements of building envelopes are protected from the free flow of heat by a system of thin through or through continuous rectangular and staple-shaped voids with a thickness of 4-5 mm or staggered discontinuous voids of a specified thickness, made in the form of G- figurative, T-shaped, staple-shaped, I-shaped figures, with the edges extending beyond the center line passing between the rows of layers. This arrangement and configuration of air voids (interlayers) does not allow the heat flow to bypass them along the bridges between the voids.

Установлено, что в воздушных прослойках толщиной 4-5 мм полностью отсутствует свободная конвекция при перепаде температур в 50°C (-30°C-+20°C). При этом перепаде температур и при данной толщине замкнутой воздушной прослойки силы, вызывающие свободно-конвективное движение воздуха в прослойке меньше, чем противодействующие им силы трения и вязкости воздуха. При таком конструктивном исполнении конвекция полностью отсутствует и воздух в замкнутой воздушной прослойке находится в состоянии покоя. Его коэффициент теплопроводности минимальный и соответствует коэффициенту теплопроводности спокойного воздуха. Термическое сопротивление воздушной прослойки в 5 мм с неподвижным воздухом (R=0,2 (м²·К)/Вт), больше, чем термическое сопротивление воздушной прослойки в 10 мм (согласно прототипу - табл.1.8 R=0,15 (м²·К)/Вт) в 1,33 раза. Т.е. меньшая в 2 раза по размерам прослойка работает эффективнее на 33%.It was found that in air layers with a thickness of 4-5 mm free convection is completely absent at a temperature difference of 50 ° C (-30 ° C- + 20 ° C). At this temperature difference and at a given thickness of the closed air gap, the forces causing the free-convective movement of air in the air gap are less than the frictional forces and air viscosity that counteract them. With this design, convection is completely absent and the air in the closed air gap is at rest. Its coefficient of thermal conductivity is minimal and corresponds to the coefficient of thermal conductivity of calm air. The thermal resistance of the air gap of 5 mm with still air (R = 0.2 (m ² · K) / W) is greater than the thermal resistance of the air gap of 10 mm (according to the prototype - Table 1.8 R = 0.15 (m ² · K) / W) 1.33 times. Those. 2 times smaller layer works more efficiently by 33%.

Чтобы заставить тепловой поток преодолевать замкнутые пустоты с неподвижным воздухом, коэффициент теплопроводности которых (0,023 Вт/м·К) примерно в 30 раз меньше, чем коэффициент теплопроводности материала элемента (0,7 Вт/м·К), а не обходить их по перемычкам, воздушные прослойки предлагается выполнять непрерывными прямоугольными со скобообразными по краям или прерывистыми Г-образными, Т-образными, скобообразными, двутавробразными, при этом края пустот перекрывают осевую линию, проходящую между рядами прослоек.To force the heat flux to overcome closed voids with stationary air, the thermal conductivity of which (0.023 W / m · K) is about 30 times less than the thermal conductivity of the element material (0.7 W / m · K), and not bypass them through the jumpers , it is proposed that the air spaces be continuous rectangular with staple-like edges or discontinuous L-shaped, T-shaped, staple-shaped, I-shaped, while the edges of the voids overlap the center line passing between the rows of layers.

Таким образом, тепловому потоку при его движении через элемент строительной конструкции приходится постоянно дробиться, преодолевая воздушные прослойки с максимально возможным термическим сопротивлением, что приводит к его значительному ослаблению, а, следовательно, к общему уменьшению тепловых потерь через ограждающую конструкцию, что является новым техническим результатом заявляемой полезной модели.Thus, the heat flow during its movement through the building structure element has to be constantly crushed, overcoming the air gaps with the highest possible thermal resistance, which leads to its significant weakening, and, consequently, to the overall reduction of heat losses through the building envelope, which is a new technical result claimed utility model.

Сущность полезной модели поясняется графическим материалом, где: на фиг.1 схематично изображен пустотный кирпич с прерывистыми, расположенными в шахматном порядке, пустотами в виде Г-образных, Т-образных, скобообразных, двутавробразных фигур;The essence of the utility model is illustrated by graphic material, where: Fig. 1 schematically depicts a hollow brick with intermittent, staggered, voids in the form of L-shaped, T-shaped, staple-shaped, I-shaped figures;

на фиг.2 схематично изображен пустотный кирпич с непрерывными прямоугольными и скобообразными по краям пустотами.figure 2 schematically shows a hollow brick with continuous rectangular and staple-like voids at the edges.

Пустотный кирпич (фиг.1) со стандартными размерами в плане 250×120 мм 1 имеет расположенные в шахматном порядке прерывистые пустоты (воздушные прослойки): Г-образные 3, Т-образные 4, скобообразные 5, двутавробразные 6. Между прерывистыми пустотами расположены перемычки 2. Воздушные прослойки толщиной 4-5 мм с проходящими внутри изотермическими линиями 7 выполнены таким образом, чтобы их края перекрывали осевую линию 8 между рядами воздушных прослоек. Стрелками показано движение теплового потока q. Такое расположение и конструкция пустот заставляет тепловой поток не обходить ряды воздушных прослоек по перемычкам между ними, а направляет его на их преодоление. Это приводит к его ослаблению и дроблению. Воздушные пустоты толщиной 4-5 мм с отсутствующей свободной конвекцией воздуха, перекрывающие осевую линию, лежащую между рядами прослоек, выполняют роль направляющих теплового потока и труднопреодолимых тепловых барьеров. Тепловой поток не может их преодолеть и пройти по перемычке 2 следующего ряда по причине того, что на краях торцевых пустот отсутствует разность температурных потенциалов, т.к. противоположные стенки находятся примерно на одной изотерме 7.The hollow brick (Fig. 1) with standard dimensions of 250 × 120 mm 1 has staggered intermittent voids (air spaces): L-shaped 3, T-shaped 4, staple-shaped 5, I-shaped 6. Bridges are located between the intermittent voids 2. Air layers 4-5 mm thick with isothermal lines 7 passing inside are made so that their edges overlap an axial line 8 between the rows of air layers. The arrows indicate the motion of the heat flux q. Such an arrangement and design of voids causes the heat flow not to bypass the rows of air spaces along the bridges between them, but directs it to overcome them. This leads to its weakening and crushing. Air voids with a thickness of 4-5 mm with no free convection of air, overlapping the axial line lying between the rows of layers, act as guides of the heat flux and insurmountable thermal barriers. The heat flux cannot overcome them and pass through jumper 2 of the next row due to the fact that there is no difference in temperature potentials at the edges of the end voids, because opposite walls are located on approximately the same isotherm 7.

На фиг.2 изображен пустотный кирпич со стандартными размерами в плане 250×120 мм 1, который имеет непрерывные прямоугольные 2 и скобообразные 3 по краям пустоты. Угол наклона поворотной части скобы 3 составляет 45°, что способствует направлению теплового потока на преодоление непрерывных воздушных пустот толщиной 4-5 мм с отсутствующей свободной конвекцией воздуха и в значительной степени не позволяет тепловому потоку обходить ряды непрерывных воздушных прослоек. В таблице приведены результаты конкретного исполнения, показывающие изменение эквивалентного коэффициента теплопроводности предлагаемого, например, изображенного на фиг.1 силикатного пустотного кирпича в кладке в зависимости от количества рядов воздушных прослоек при толщине воздушной прослойки 5 мм и перепаде температур 50°C (-30°C-+20°C).Figure 2 shows a hollow brick with standard dimensions in terms of 250 × 120 mm 1, which has continuous rectangular 2 and brackets 3 at the edges of the void. The angle of inclination of the rotary part of the bracket 3 is 45 °, which contributes to the direction of the heat flux to overcome continuous air voids with a thickness of 4-5 mm with no free convection of air and largely does not allow the heat flux to bypass the rows of continuous air gaps. The table shows the results of a specific design, showing the change in the equivalent coefficient of thermal conductivity of the proposed, for example, shown in Fig. 1 silicate hollow brick in masonry, depending on the number of rows of air spaces with an air thickness of 5 mm and a temperature difference of 50 ° C (-30 ° C - + 20 ° C).

ТаблицаTable Расчетные значения эквивалентных коэффициентов теплопроводности предлагаемого силикатного пустотного кирпича в сравнении с известными кирпичамиThe calculated values of the equivalent heat conductivity coefficients of the proposed silicate hollow bricks in comparison with the known bricks Наименование строительных изделийName of building products Количество рядов воздушных прослоек толщиной 5 мм, штThe number of rows of air layers with a thickness of 5 mm, pcs Эквивалентный коэффициент теплопроводности кирпича в кладке, Вт/м·КThe equivalent coefficient of thermal conductivity of the brick in the masonry, W / m · K Предлагаемый силикатный пустотный кирпичThe proposed silicate hollow brick 22 0,3610.361 33 0,3240.324 4four 0,3020.302 55 0,2870.287 66 0,2780.278 Известный полнотелый керамический кирпичFamous solid ceramic brick 00 0,7000.700 Известный пустотный керамический кирпич кирпичкирпичкирпичаппапкирпич кирпич кирпичFamous hollow ceramic brick bricks bricks bricks bricks bricks bricks 00 0,5800.580 Известный полнотелый силикатный кирпичFamous solid brick 00 0,700-0,7600.700-0.760 Известный четырнадцатипустотный силикатный кирпичWell-known fourteen-hollow silicate brick 00 0,5200.520

Анализ представленных в таблице данных показывает, что при выполнении 6 рядов воздушных прослоек предложенной конфигурации толщиной 5 мм коэффициент теплопроводности предлагаемого силикатного пустотного кирпича (0,278 (Вт/м·К)) по сравнению с аналогичным параметром при использовании стандартного четырнадцатипустотного силикатного кирпича (0,520 (Вт/м·К)) уменьшается в 1,9 раза.An analysis of the data presented in the table shows that when 6 rows of air spaces of the proposed configuration are made with a thickness of 5 mm, the thermal conductivity coefficient of the proposed silicate hollow brick (0.278 (W / m · K)) compared with the same parameter when using the standard fourteen hollow brick (0.520 (W / m · K)) decreases by 1.9 times.

Предлагаемый способ усиления теплозащитных свойств элементов ограждающих конструкций позволяет даже в кирпичах, изготовленных из материалов с большой плотностью (например, силикатный кирпич из известково-песчаной смеси плотностью до 1900 кг/м³), добиваться значительного снижения коэффициента теплопроводности (0,27-0,3 Вт/(м·К)). Метод подавления свободной конвекции и направления теплового потока на преодоление высоких термических сопротивлений воздушных прослоек может применяться для повышения теплозащитных свойств элементов, изготовленных из строительных, огнеупорных, теплоизоляционных и конструкционных (даже металлических) материалов. Это является новым техническим эффектом и переходом к качественно и количественно новым показателям в строительстве.The proposed method of enhancing the heat-shielding properties of building envelope elements allows even in bricks made of materials with high density (for example, silicate brick from a lime-sand mixture with a density of up to 1900 kg / m ³ ) to achieve a significant decrease in the thermal conductivity (0.27-0, 3 W / (mK)). The method of suppressing free convection and directing the heat flux to overcome the high thermal resistances of air spaces can be used to increase the heat-shielding properties of elements made of building, refractory, heat-insulating and structural (even metal) materials. This is a new technical effect and a transition to qualitatively and quantitatively new indicators in construction.

Claims

Hollow brick, characterized in that the brick body is made of through or not through continuous rectangular and staple-shaped voids at the edges of 4-5 mm thick or staggered discontinuous voids of the indicated thickness in the form of L-shaped, T-shaped, staple-shaped, two-shaped shapes, with edges extending beyond the center line passing between the rows of voids.