CN103987902A - 墙体保温板 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于墙体上的墙体保温板，其包括至少以下连续层：具有墙体会合表面和面向真空保温板(VIP)的表面的第一保护板、中间VIP板以及具有面向VIP的表面和向外表面的第二保护板；其特征在于在所述第一和第二保护板的至少一者与所述VIP板之间存在扩展区域，以允许所述VIP板扩展而不使所述第二保护板的所述向外表面变形。以此方式，所述扩展区域允许所述VIP板扩展而不使所述第二板的所述面向VIP的表面变形并因此不使所述向外表面变形。这保持了所述向外表面以及其上的任何另外表面或层如抹灰层的完整性和美观外形。
Description
相关专利申请的交叉引用
本专利申请要求2011年12月5日提交的美国临时专利申请61/566,747的优先权和所有优点，将该临时专利申请的内容以引用方式并入本文。
技术领域
本发明涉及用在墙体上并包括真空保温板(VIP)的墙体保温板，以及包括一系列所述墙体保温板以尤其提供连续VIP板的墙体保温包层。
背景技术
通常称为“VIP板”的真空保温板(VIP)是高效的先进绝热技术，其有效保温能力是常规塑料泡沫或纤维保温的至少3-7倍。VIP板越来越多地用于增强静态商品如冰箱的性能以及用于冷藏车。
VIP板越来越多地用于或被提议用于建筑保温，尤其是为了使得建筑的热效率更高。VIP板一般比现有的保温板更紧凑(因更薄而更紧凑)，从而确保节省空间和能量。“空心”墙内的保温是众所周知的，但是还需要改进建筑外墙上的保温。
通常，建筑的外墙保温由通过传统泡沫或纤维保温材料形成的实心板提供。此类板提供稳固的产品，该产品能够经受建造和安装过程中的处理以及能够切割和成型为任何大小，并能够通过简单固定方法(包括钉子和其他固定托架)固定到墙壁上，这些固定装置可有意或偶然穿过此类板而不明显影响其保温性。
在墙壁建造过程中增添保温板后，通常增添一般称为“抹灰”层的最终层以便为建筑的外部提供光滑均匀的饰面，既用于气候遮蔽，又用作限定建筑“外观”的最终向外层。
VIP板因涉及真空而通常不够稳固，并且在安装和固定过程中需要至少一定的保护以经受所涉及的处理。因此，通常而言，用于建筑目的的VIP板在所有侧面上被完全包封在一个或多个泡沫保护层中以形成保温板。
然而，此类完全保护和包封的VIP板存在两个问题。首先，虽然真空技术在改进，但是在VIP板中存在真空仍使得气体有可能从大气环境通过板膜转移到板的内部，即，真空“渗漏”。但是任何渗漏都将影响包封的VIP板的总体大小，从而使整个保温板扩展，并因此使其上的任何气候遮蔽或抹灰饰面变形。抹灰将龟裂并允许湿气侵入，从而影响板的完整性，以及变得不美观。
其次，真空保温的总体有效性在将许多此类板合在一起以形成总体表面或包层时降低。这是因为泡沫保护在所有侧面上围绕VIP板，从而将VIP板隔离，使得将许多此类板合在一起不能形成单独VIP板的“真空保温”性的任何连续性。因此，为热从此类保温板的一侧通向另一侧(一般从外部通向内部)形成了“热通路”(即，热传递更容易的路径)。热通路在VIP板之间的泡沫保护使各板实际的真空保温部分不再会合的地方形成，尽管保温板是会合的。
发明内容
本发明的目标是提供具有VIP板的改进墙体保温板，其用于墙体保温并能够适应VIP渗漏和/或减少整个一系列此类板的热通路的数量。
根据本发明的一个方面，提供了用在墙体上的墙体保温板，其包括至少以下连续层：
具有墙体会合表面和面向真空保温板(VIP)的表面的第一保护板、中间VIP板以及
具有面向VIP的表面和向外表面的第二保护板；其特征在于在所述第一和第二保护板的至少一者与VIP板之间存在扩展区域，以允许VIP板扩展而不使第二保护板的向外表面变形。
以此方式，扩展区域允许VIP板扩展而不使第二板的面向VIP的表面变形并因此不使向外表面变形。这保持了向外表面以及其上的任何另外表面或层(如抹灰层)的完整性和美观外形。
本发明的墙体保温板可用在任何类型、形式和范围的墙体上，例如内墙、外墙、天花板、屋顶、地板、门或旨在提供相似结构的任何其他表面，并且不限于这些举例。墙体的性质、范围、设计和形状不是本发明的限制因素。
优选地，墙体保温板能够用在建筑的外墙上。
墙体保温板的典型但非限制性尺寸可在0.3m至2.5m“宽”、0.3m至4m“高”和50mm至500mm“厚”的范围内。
第一保护板的性质、大小、形状和设计不是本发明的限制因素。其可由任何合适的材料形成，优选为耐用塑料泡沫，并且更优选选自发泡聚苯乙烯(EPS)、挤出聚苯乙烯(XPS)、聚氨酯(PU)、PIR(聚异氰脲酸酯泡沫)、铝或任何刚性塑料。
相似地，第二保护板的性质、大小、形状和设计不是本发明的限制因素，并可与第一保护板的相同或不同。优选地，第二保护板可由任何合适的材料形成，更优选为耐用塑料泡沫，甚至更优选选自发泡聚苯乙烯(EPS)、挤出聚苯乙烯(XPS)、聚氨酯(PU)、PIR(聚异氰脲酸酯泡沫)、铝或任何刚性塑料。
第二保护板具有向外表面。术语“向外”在本文用于意指“墙体会合表面”的相反方向，正如大部分建筑墙体具有向内表面和外表面或向外表面。一般来讲，板的“向外”表面是在将板施加到墙体上后仍可见的板的表面。
中间VIP板可具有能在第一和第二保护板之间适应的任何合适的性质、大小、形状和设计。VIP板可由任何合适的外部薄膜、膜、壁、覆盖物等形成，这些材料通常被称为“膜材料”，其内存在真空。真空可具有任何合适的压力，通常低于“环境”或“大气”压力，如对于热解法二氧化硅填充的VIP低于5毫巴，对于矿物棉填充的VIP低于1毫巴。真空压力可与VIP板的大小和其他构造参数有关。
墙体保温板可包括一个或多个中间VIP板，它们为相同或不同的；任选具有相同或相似的尺寸和其他参数，并且在本文提及术语“中间VIP板”包括单个中间VIP板或在第一和第二保护板之间分层的多个中间VIP板。
如上所讨论，VIP板的膜或覆盖材料旨在抵抗气体从大气环境向板内部的转移，这种转移将明显降低板的真空保温性能并且还使板的大小扩展。诸如铝箔之类的膜材料具有良好的耐真空特性，以及在制造VIP板的方法期间是可容易“密封的”。一个或多个另外的层或覆盖层可位于膜材料的内部或外部。然而，不可能制备完美的真空层，尤其是在用于形成VIP板的真空压力下，并且其将受到建筑墙体的“条件”的影响，如温度变动、长期暴露、任何冲击等，以及实现建筑建造商通常所需的长产品寿命和有效性。
VIP板可包括一种或多种内部介质。内部介质包括诸如气凝胶、二氧化硅尤其是热解法二氧化硅、玻璃纤维和玻璃微纤维之类的材料。
根据本发明的一个实施例，用于本发明的VIP板为可得自美国密歇根州米德兰道康宁公司(Dow Corning Corporation,Midland,MI,USA)的热解法二氧化硅VIP板。
本发明的第一和第二保护板的至少一者与VIP板之间的扩展区域允许VIP板扩展而不使第二板的向外表面变形。因此，向外表面的完整性可得以保持。该完整性包括但不限于作为抵抗环境尤其是气候的屏障，以及向外表面或添加到向外表面上的任何另外层或表面或材料的美观外形。例如，向外表面的任何变形将使添加到其上的抹灰层龟裂，从而允许湿气侵入(伴有其已知的相关问题)以及变得永久性不美观。
扩展区域可包括能够在墙体保温板的维度内适应真空保温板的扩展，而不影响第二保护板的向外表面的形状或平面的任何区或空间。
扩展区域可部分地、实质性地或完全地横贯VIP板的一个或多个表面延伸。具体地讲，其可以与第一和第二保护板的面向VIP的表面的至少一者具有部分、实质性或完全相同的维度。
根据本发明的一个实施例，扩展区域的长度和宽度完全或实质性匹配VIP板的长度和宽度。
根据本发明的另一个实施例，扩展区域具有完全或实质上恒定的深度，该“深度”是从VIP板的一侧横向延伸的维度。
根据本发明的另一个实施例，扩展区域包括补偿层。补偿层任选包含一个或多个层和/或一种或多种材料，并且能够补偿VIP板大小的任何扩展。
优选地，补偿层包含一种或多种固体或半固体材料，其至少一部分可以变形以适应VIP板的扩展。任选地，补偿层可由一种或多种相同或不同的材料形成，其中所述材料的至少一种是可变形的并且所述材料的至少一种不能因VIP板的变形或扩展而变形。
补偿层的“不同”材料可包括具有相同化学或材料组成(如一种或多种塑料)但具有不同性质(如不同的密度、分子量等)的材料。诸如EPS之类的塑料可以不同的密度、分子量等获得，以提供相同类型的但具有不同性质尤其是不同机械性质(如强度)的塑料。
任选地，扩展区域由一种或多种如上定义的可变形材料和一个或多个气体区或空间(如一个或多个空气空间或空气穴)形成。
可变形材料可横贯扩展区域规则地或不规则地延伸，并可部分地、实质性地或完全地横贯扩展区域延伸。
根据本发明的另一个实施例，扩展区域或补偿层包括以下群组中的一个或多个成员，该群组包含：肋、管、弹簧以及软泡沫和/或可压缩泡沫，例如极软的泡沫。
任选地，扩展区域包括一系列在面向VIP的表面与VIP板之间延伸的肋或管，所述肋或管的至少一部分可以变形。此类肋或管可由低密度PU软泡沫或另一种低密度软泡沫、或柔性泡沫或柔性管、挤出或模制泡沫或甚至有机硅泡沫或丙烯酸树脂材料形成。任选地，肋或管在面向VIP的表面与VIP板之间提供波纹表面。另外任选地，肋或管从面向VIP的表面延伸以会合VIP板。
在本发明的另一个实施例中，补偿层是成型为直接配合于扩展层的片状材料。片状材料可包括具有可变形材料(如从第一片材横向延伸的多个肋或波纹)的第一表面。任选地，片材具有第二相对表面，从而在可变形材料之间形成“夹心”效应。这样的片状材料可作为挤出材料而形成，并切成所需的形状以在墙体保温板的制造过程中容易地***扩展区域。或者，可模制补偿层。
优选地，扩展区域位于第二板的面向VIP的表面与VIP板之间。任选地，扩展区域位于VIP板与第一保护板的面向VIP的表面之间，以同样允许VIP板扩展而不使第二保护板的向外表面变形。或者，扩展区域可位于VIP板的每一侧上，能够适应VIP板从VIP板的一侧或两侧的扩展。
如上所述，VIP板通常仅用于在常规保温板中完全被一个或多个保护层围绕的情况下，以便在用于建筑行业等的过程中保护更易碎的VIP板的完整性。然而，由于保护物在所有侧面上围绕VIP板，因而一起提供许多这样的板来覆盖墙体不能实现各保温板内隔离并因而分开的VIP板的“真空保温”性的连续性。也就是说，在VIP板之间形成了热通路，尽管保温板是会合的。
因此，在本发明的另一个实施例中，本发明的墙体保温板包括延伸至墙体保温板的两个相对侧面的VIP板。以此方式，VIP的此类侧面可直接会合相抵靠而设置的其他此类板的VIP侧面，以便提供横贯两个或更多个相邻、邻接、对接或以其他方式接合的本发明墙体保温板的真空保温效应的连续性。因此，在其间不存在可能的热通路，并且减少保温墙体包层中的“热通路”的数量可提高多个板上的总体保温效应的效力。
本文所用的术语“直接会合”涉及VIP板以使得能提供真空保温效应的连续性的方式会合或邻接。也就是说，若存在位于两个VIP板之间的任何中间层，则其对真空保温性具有微不足道的影响。优选地，本发明的该实施例的两个VIP板在无任何中间层的情况下邻接。
根据本发明的另一个实施例，外部板的向外表面在其上具有抹灰饰面。
任选地，外部板包括平行于向外表面的横向警示线，以指示切割区。在建筑板上的指示切割区是本领域已知的，并通常包括由向外表面中的视觉或成型二维或三维添加或改变而形成的一条或多条线，以指示使用者墙体保温板可被切掉以便形成墙体保温板的最终必要或所需形状(通常与墙体上的相应空间匹配)的区域，而不影响VIP板，更具体地讲不切穿VIP板而对真空保温效应产生负面影响。此类警示线包括连续或不连续的红线或压痕线。
根据本发明的另一方面，提供了包括一系列如本文所定义的邻接墙体板的墙体保温包层。该墙体保温包层可在作为建筑(如商业建筑或楼宇)平坦外墙的两个或三个维度(但一般不限于此)中延伸。
优选地，本发明的墙体保温包层基于使用本发明的两个或更多个邻接墙体保温板(每个墙体保温板包括延伸至墙体保温板的两个相对侧面的VIP板)而在至少一个维度中提供连续VIP板，以增大墙体保温包层的总体真空保温效应。
附图说明
现在将仅通过举例的方式并参考附图来描述本发明的实施例，在附图中：
图1a和1b分别为处于扩展形式的根据本发明的一个实施例的墙体保温板的侧视图和透视图；
图2a和2b分别为处于成形形式的图1a和1b的墙体保温板的侧视图和透视图；
图3为图2a的墙体保温板在VIP板扩展后的侧视图；
图4为图1和2的两个邻接墙体保温板的示意性前视图；以及
图5为多个邻接的图1和2的墙体保温板的示意性透视图，所述多个墙体保温板形成根据本发明的另一个实施例的墙体保温包层。
具体实施方式
参照附图，图1a、1b、2a和2b显示了根据本发明的一个实施例的墙体保温板2，其包括具有墙体会合表面6和面向真空保温板(VIP)的表面8的第一保护板4，中间VIP板10，以及具有面向VIP的表面14和向外表面16的第二保护板12。
图1a和1b显示了在制造方法中将板合在一起以提供图2a和2b所示的成形或完整墙体保温板2之前的处于括展形式的墙体保温板2。
第一保护板4和第二保护板12各自由发泡聚苯乙烯(EPS)制成。EPS可容易地挤成相关的形状，或实际上能够实现保护作用的其他相似形状，以按保护或蛤壳形式围绕VIP板10。
虽然本发明不限于此，但是图1和2显示了形成“基部沟道”的第一保护板4，该沟道具有后壁部分18和两个突出的肩部19，具有VIP板10的三个侧面的内部尺寸，以便在三个侧面上适应并保护VIP板10。第一保护板4的肩部19还被成型为适应第二保护板12的相应突出顶壁和底壁20，它们在如图2a和2b所示一起形成时相重叠。
VIP板10由铝膜和内部热解法二氧化硅介质(可得自美国密歇根州米德兰道康宁公司(Dow Corning Corporation,Midland,Michigan,USA))形成。
虽然不限于此，但是墙体保温板2的尺寸可在1.5m×1.5m×0.5m的范围内。
第二保护板12包括扩展区域22，其在如图2a和2b所示形成墙体保温板2后在第二保护板12的面向VIP的表面14与VIP板10的相对表面之间延伸。
扩展区域22包括由一系列从第二保护板12的面向VIP的表面14延伸的规则平行肋24形成的补偿层，以便在面向VIP的表面14与VIP板10之间提供波纹图案或表面。肋24由在如图3所示并如下文所述使VIP板妥协时将会变形/压缩的合适材料如低密度PU软泡沫形成。
如图1和2所示，肋24从第二保护板12的面向VIP的表面14完全延伸以会合VIP板10，并且肋24横贯整个该面向VIP的表面14延伸。
墙体保温板2包括平行于向外表面16以指示切割区的横向警示线26。警示线26为沿着第二保护板12的顶部的凹槽或沟道的形式，并且其与第二保护板12的颜色相比可具有不同的颜色，如红色。警示线26向安装人员指明可对第二保护板12进行切割或以其他方式成型而不切入VIP板10并因而破坏其完整性的距离。
图1和2还显示了向墙体保温板2的两个相对侧面延伸的VIP板10的两个垂直侧面28。此类侧面不限于像这样是“垂直的”，取决于墙体保温板2的用途和安装。垂直侧面28延伸至墙体保温板2的垂直侧面边缘，即，它们具有与第一保护板4和第二保护板12相同的“长度”。
图3显示了在VIP板10中真空渗漏后的图2a的成形墙体保温板2，该渗漏使VIP板10尤其是VIP板10的前壁30的大小发生扩展。该前壁30的扩展以夸张形式示出，以最好地展示本发明的有益效果。
当VIP板前壁30向外变形时，通常以凸起形式变形，其附加的空间可由相对肋24的变形(即，挤压)而适应，从而使得扩展区域22a更小。前壁30的变形程度及其与第二保护板12的面向VIP的表面14的接近度对于图3而言以夸张形式示出，并且在墙体保温板2的产品寿命中的预期变形可预先加以计算，以在扩展区域内留下粗放误差边际以避免在产品寿命中肋24的任何完全挤压。
图3显示了VIP板10的扩展被相对肋24的挤压所适应，但是扩展的前壁30未达到第二保护板12的面向VIP的表面14。因此，第二板12的向外表面16不存在变形。
可以看出，扩展区域22可相似地位于VIP板10与第一保护板4之间，以同样允许VIP板10的相对壁扩展，而仍然不使第二保护板12的向外表面16变形。或者，扩展区域可位于VIP板10的每一侧上，能够适应一个或两个VIP板侧壁的扩展。
图4是沿着一个垂直侧面32邻接的本发明的两个墙体保温板2的向外表面16的前视图。以此方式，在每个墙体保温板2内的VIP板10的垂直侧面28可直接邻接，以便形成横贯两个墙体保温板2的范围的连续VIP板34，并因此提供横贯邻接处32的两个VIP板10的真空保温效应的连续性。图4中所示的在两个墙体保温板2旁边的其他墙体保温板的位置将横贯墙体保温板2的整个覆盖范围以相同的方向延伸真空保温效应的连续性。
图5根据本发明的另一个实施例显示了位于建筑墙体40上的墙体保温板2的‘3×3’系列(仅以举例的方式)以形成墙体保温包层42。墙体保温板2沿着其垂直边缘以图4所示的方式邻接，以便提供如上文所述的真空保温效应34的连续性。
在施加墙体保温包层42后，随后可横贯墙体保温板2的向外表面16增添一个或多个抹灰层，以提供最终抹灰表面44。增添一个或多个抹灰层提供对抗环境尤其是气候的遮蔽效果，以及为建筑的外部提供更美观的最终饰面。
熟知的是，抹灰在其所处的表面存在任何扰动尤其是变形时易于龟裂。因此，本发明在产品寿命中维持墙体保温板2的向外表面16不变形的能力允许墙体保温板2维持向外表面16以及其上的任何另外表面或层(如抹灰表面44)的完整性和美观外形。维持抹灰表面44的完整性不仅美观还避免或最大程度降低湿气通过抹灰表面44侵入的可能性。
因此，本发明可在VIP板发生扩展时允许VIP板在墙体保温板内扩展，而不使第二保护板的向外表面变形。以此方式，本发明保持向外表面以及其上的任何另外表面或层的完整性和美观外形。本发明还提供横贯两个或更多个相邻或邻接墙体保温板的真空保温效应的连续性。
Claims (14)
1.一种用于墙体上的墙体保温板，其包括至少以下连续层：
具有墙体会合表面和面向真空保温板(VIP)的表面的第一保护板；
中间VIP板；和
具有面向VIP的表面和向外表面的第二保护板；
其特征在于在所述第一和第二保护板的至少一者与所述VIP板之间存在扩展区域，以允许所述VIP板扩展而不使所述第二保护板的所述向外表面变形。
2.根据权利要求1所述的板，其中所述扩展区域包括补偿层。
3.根据权利要求2所述的板，其中所述补偿层包含一种或多种固体或半固体材料，其至少一部分可变形以适应所述VIP板的扩展。
4.根据权利要求3所述的板，其中所述扩展区域包括以下群组中的一个或多个成员，该群组包含：肋、管、弹簧、低密度软泡沫、粘附的肋或管、挤出的肋或管、有机硅泡沫。
5.根据权利要求4所述的板，其中所述扩展区域包括一系列在面向VIP的表面与所述VIP板之间延伸的肋或管，所述肋或管的至少一部分是可变形的。
6.根据权利要求4或权利要求5所述的板，其中所述肋或管在所述面向VIP的表面与所述VIP板之间提供波纹表面。
7.根据权利要求4至6任一项所述的板，其中所述肋或管从所述面向VIP的表面完全或实质性延伸以会合所述VIP板。
8.根据前述权利要求任一项所述的板，其中所述扩展区域位于所述第二板的所述面向VIP的表面与所述VIP板之间。
9.根据前述权利要求任一项所述的板，其中所述VIP板延伸至所述墙体保温板的两个相对侧面。
10.根据前述权利要求任一项所述的板，其中所述第二保护板的所述向外表面在其上具有抹灰饰面。
11.根据前述权利要求任一项所述的板，其中所述VIP板是热解法二氧化硅VIP板。
12.根据前述权利要求任一项所述的板，其中所述第二板包括平行于所述向外表面以指示切割区的横向警示线。
13.一种墙体保温包层，其包括一系列邻接的如权利要求1至12任一项所定义的墙体保温板。
14.根据权利要求11所述的墙体保温包层，其中所述邻接墙体保温板各自包括延伸至所述墙体保温板的两个相对侧面的VIP板，以为所述包层提供连续的VIP板。
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