EA013023B1 - Фасадная теплоизоляционная панель - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к строительству, а именно к конструкциям теплоизоляционных панелей, и предназначено для использования в новом строительстве, а также при капитальном ремонте и реконструкции преимущественно ограждающих конструкций, теплоизоляционных и кровельных покрытий существующих зданий в качестве конструктивных теплосберегающих стенообразующих элементов ненесущих конструкций зданий и сооружений (стены, панели, внутренние и внешние перегородки). Представлена фасадная теплоизоляционная панель, содержащая наружный металлический лист с механическим замком по продольной кромке панели, которые образуют базовый корпус, заключающий с трех сторон центральный теплоизолирующий слой, а также слой зеркальной алюминиевой фольги с четвертой внутренней стороны панели. С целью повышения термосопротивления панели имеют в поперечном разрезе профиля сечения постоянную составляющую толщины панели, величина которой определяется размерами базового корпуса панели в поперечном сечении, и переменную составляющую, значение которой определяется требуемой величиной термосопротивления ограждения здания, необходимой для достижения разрыва «моста холода» на продольных стыках смежных панелей, а замок выполнен таким образом, что или представляет собой упор в выступ смежной панели, прилегающий к стене здания, или контактная поверхность гребня замка плоскопараллельна соответствующей поверхности выступа смежной панели.

Description

Изобретение относится к строительству, а именно к конструкциям теплоизоляционных панелей, и предназначено для использования в новом строительстве, а также при капитальном ремонте и реконструкции преимущественно ограждающих конструкций, теплоизоляционных и кровельных покрытий существующих зданий в качестве конструктивных теплосберегающих стенообразующих элементов ненесущих конструкций зданий и сооружений (стены, панели, внутренние и внешние перегородки).

Известна сэндвичева панель, получаемая согласно способу и устройству для производства сэндвичевых панелей с центральной частью из тонких слоев стекловаты и поверхностными слоями, например, из листового металла (КИ 2066635 С1, опубл. 1996.09.20). Такие слои могут состоять из нескольких более коротких кусков тонкого слоя. Листы, образующие поверхностные слои, нарезают по размеру и профилируют, после чего соединяют с основными поверхностями центральной части. При этом центральный слой состоит из кусков стекловаты, повернутых на 90° вокруг их продольной оси после их резки. Для создания в плите максимальной жесткости осуществляется ориентация волокон стекловаты перпендикулярно плоскости панели. После поворота кусков повышается прочность всей панели на сжатие, сдвиг и изгиб. Куски слоя смещены продольно по отношению к рядом расположенным кускам и образуют ступенчатый торцевой стык. Недостатками аналога являются недостаточная прочность при поперечной нагрузке, например при налипании большого количество снега; высокая себестоимость, т.к. для повышения прочности необходимо значительно увеличивать толщину центральной части панели, что также ведет к увеличению массы панели. Применение стекловаты обеспечивает хорошую огнестойкость панелей. Однако они имеют высокую массу и себестоимость производства и ограничены применением только для технических зданий. Известна сэндвич-панель (КИ 2270902 С1, опубл. 2006.02.27, Бюл. №6), включающая два поверхностных слоя из металла и центральную часть, набранную из кусков минеральной ваты, составляющих продольные полосы, причем продольные оси кусков параллельны продольной оси панели, а ориентация волокон в кусках перпендикулярна плоскости поверхностных слоев, торцы кусков смещены продольно по отношению друг к другу, между полосами из кусков минеральной ваты дополнительно введены полосы из кусков пенополистирола, продольные оси которых параллельны продольной оси панели, при этом крайние полосы панели составлены из кусков минеральной ваты, которые смещены продольно по отношению друг к другу. Недостатками аналога являются высокая трудоемкость в изготовлении, так как центральная часть составлена из различных кусков разных материалов, к которым предъявляются определенные требования в их взаимной ориентации, что повышает, кроме того, себестоимость их производства. Данные панели имеют высокую прочность и огнестойкость, но сложны в изготовлении и относительно тяжелы по причине применения минеральной ваты.

Известна конструктивная теплоизоляционная панель (заявка КИ 2002128147, дата публикации 2004.03.20), имеющая сердцевинный слой из вспененного полистирола, проложенный между двумя облицовками и соединенный с ними, при этом облицовки прикреплены к поверхностям сердцевинного слоя, образованного формованием. Облицовки указанной панели изготовлены из цементирующей плиты, фанеры, гипсотекстильной композиционной плиты или плиты с ориентированными прядями, что усложняет технологию их монтажа, значительно снижает срок службы и эксплуатационные характеристики изделий.

Известна панель для дополнительной теплоизоляции стен (пат. КИ 235834, МПК Е04В 1/80, опубл. 2004.09.10), которая содержит листы, образующие лицевую и тыльную плоскости панели, с воздушной прослойкой между ними. Конструктивные элементы панели выполнены из материалов, не поддерживающих горения и имеющих низкую теплопроводность, выбранных из группы: полиуретановый поропласт для тыльной плоскости, жесткий пенополиуретан с замкнутоячеистой структурой для разграничителей, пенополистирол, древесно-волокнистые плиты, листы сухой штукатурки для лицевой плоскости. Каждый из разграничителей, обеспечивающих сохранение постоянной толщины воздушной прослойки, а также возможность многократного снятия и установки всей панели или только ее лицевой плоскости, выполнен в виде соединенных в единую конструктивную деталь по меньшей мере четырех ячеек. Панели выполнены с возможностью прикрепления к стене с использованием крепежных деталей. Структура панели обеспечивает возможность ее модификации в зависимости от требуемых значений параметров сопротивления теплопередаче, паропроницаемости и огнезащиты. Однако упомянутые панели имеют высокую стоимость, сложны в изготовлении и, будучи съемными, могут применяться только для стандартных геометрических конфигураций наружных ограждений.

В данных источниках представлены лишь конструкция элементов и способы их изготовления и отсутствует решение проблем взаимного крепления конструктивных элементов и снижения их теплопроводности.

Наиболее близки к заявляемому изобретению фасадные теплосберегающие панели Полиалпан (Фасадная система Полиалпан. Рекомендации по проектированию и применению для строительства и реконструкции зданий ОАО ЦНИИЭП жилища. Изд. ОАО ЦНИИЭП жилища, © ООО «ПОЛИАЛПАН», М., 2003), применяемые в системах вентилируемых фасадов вместе с двумя противоветровыми слоями минеральной ваты, размещаемыми на внешней стене здания, в качестве внешнего декоративноотделочного, влаго- и(или) теплозащитного слоя. Панели Полиалпан состоят из теплоизолирующего центрального слоя пенополиуретана толщиной 25, 40 или 50 мм, заключенного с трех сторон в наруж

- 1 013023 ный металлический лист толщиной 0,5 мм, и внутреннего слоя зеркальной алюминиевой фольги толщиной 0,05 мм для дополнительного возвращения теплового потока обратно зданию. Для взаимного крепления панелей, а также для усиления их поперечной прочности они снабжены по продольной кромке замком в виде профилированного выступа. Недостатками прототипа являются: применение дорогих материалов во внутреннем слое, и как следствие, удорожание изготовления изделий; фиксированный набор значений толщины теплоизолирующего центрального слоя, что ограничивает выбор панелей в зависимости от требуемой теплопроводности; наличие «моста холода» на продольных стыках смежных панелей, обусловленное контактом типа «металл - металл». Наличие «моста холода» на стыках снижает термосопротивление панели в целом вследствие теплопередачи по металлическому листу от внешней к внутренней стороне панели. Применение панелей Полиалпан ограничено тем, что они используются в составе вентилируемой системы утепления зданий, которая кроме указанных панелей подразумевает также и наличие двух слоев противоветрового утеплителя, что не всегда оправдано с точки зрения оптимального сочетания затрат и требований к теплостойкости конструкций здания, сооружения.

Задачей изобретения является обеспечение возможности оптимального выбора толщины панелей в зависимости от требуемых значений теплопроводности конструкций здания, сооружения, снижение влияния «моста холода» на теплопроводность панелей при сохранении их прочности и огнестойкости, повышение их противоветровой устойчивости, снижение себестоимости их производства.

Поставленная задача решается посредством достижения технического результата, обеспечиваемого тем, что предлагается фасадная теплоизоляционная панель, содержащая наружный металлический лист, центральный теплоизолирующий слой, внутренний слой зеркальной алюминиевой фольги для дополнительного возвращения теплового потока обратно зданию, а также механический замок по продольной кромке панели для взаимного крепления панелей и усиления их поперечной прочности, которая, согласно изобретению, имеет в поперечном разрезе профиля сечения постоянную составляющую толщины панели, величина которой определяется размерами базового корпуса панели в поперечном сечении, и переменную составляющую, значение которой определяется требуемой величиной термосопротивления ограждения здания, необходимой для достижения разрыва «моста холода» на продольных стыках смежных панелей, а замок базового корпуса выполнен таким образом, что или представляет собой упор в выступ смежной панели, прилегающий к стене здания, или контактная поверхность гребня замка плоскопараллельна соответствующей поверхности выступа смежной панели.

Сущность изобретения поясняется следующими чертежами.

На фиг. 1 показана панель с простым замком; на фиг. 2 - панель с упорным замком; н фиг. 3 - размещение панелей на ограждающей конструкции.

На чертежах показаны внутренний слой фольги 1, центральный теплоизоляционный слой 2, наружный слой (базовый корпус) 3; гребень замка 4, выступ панели (для монтажа) 5, паз замка 6; саморез 7, несущий профиль 8, кронштейн 9, ограждающая конструкция 10, слой уплотнителя 11, контактная грань 12. А - постоянная составляющая толщины панели; В - переменная составляющая толщины панели.

Облицовочные панели выполнены трехслойными. Основные размеры панели: ширина 496 мм, длина до 12 000 мм.

Наружный слой 3 представляет собой металлический лист толщиной 0,5-1,0 мм из сплава алюминия, марганца и магния или из оцинкованной стали. Фактура лицевой поверхности может быть выполнена под декоративную штукатурку, дерево и т.п. Лист покрывают с обеих сторон лаком горячей сушки. Стандартная гамма отделок лакового покрытия может содержать более 20 цветов. Наружный слой 3 может быть выполнен и из состава ПВХ. Однако специализированные атмосферостойкие составы ПВХ дороже металла, а наиболее распространенные - дешевые панели ПВХ недолговечны.

Теплоизоляционный центральный слой 2 толщиной от 25 до 300 мм преимущественно выполняется из твердого пенополиуретана плотностью 40-60 кг/м³, прочно скрепленного с наружным металлическим 3 и внутренним фольгированным 1 слоями силами адгезионного сцепления. Возможна замена пенополиуретана пенополистиролом, полиизоциануратом либо другими утеплителями в центральном слое. Пенополистирол дешевле, но срок службы панелей с его применением короче. Если тип утеплителя, применяемого в центральном слое, не обладает достаточными адгезионными свойствами для скрепления с наружным металлическим 3 и внутренним фольгированным 1 слоями, то применяют клей для надежного сцепления поверхностей утеплителя с металлом и фольгой.

Внутренний слой 1 представляет собой легированную алюминиевую фольгу толщиной 0,05 мм.

С целью усиления поперечной прочности панели снабжены по продольной кромке водонепроницаемым механическим замком, который представлен с одной стороны панели в виде профилированного гребня 4, выполненного из металлического листа наружного слоя, а с другой стороны панели имеют паз 6 и выступ 5, также выполненные из наружного металлического листа. Панели соединяют друг с другом указанным замком посредством вставления гребня в паз. Выступ 5 служит для закрепления панелей на поверхности ограждающей конструкции здания посредством саморезов 7 и для обеспечения контакта между панелями, обеспечивающего разрыв «моста холода».

Часть панели, содержащая наружный слой 3, гребень замка 4, паз замка 6 и наружную часть выступа 5, выполнена из цельного металлического листа наружного слоя и представляет собой базовый корпус

- 2 013023 панели. Базовый корпус по толщине в поперечном разрезе имеет постоянную величину А. В зависимости от требований к теплопроводности стены здания фиксированное значение А может составлять от 20 до 50 мм.

Другая часть толщины панели, в поперечном ее сечении соответствующая поперечным размерам выступа замка от внутреннего слоя фольги (величина В), является переменной величиной. Ее значение определяется критерием разрыва «моста холода» и может составлять от 5 до 250 мм. Критерий разрыва «моста холода» определяется величиной термосопротивления ограждения здания, необходимой для исключения тепловых потерь, возникающих на продольных стыках смежных панелей в местах их взаимного контакта. Исключение тепловых потерь обеспечивается за счет замены упомянутого контакта типа «металл - металл» или «металл - фольга», характерного для прототипа, на контакт типа «теплоизоляционный слой - теплоизоляционный слой», относящийся к торцевым поверхностям выступа 5 переменной толщины центрального слоя утеплителя. Торцевые части выступа 5, относящиеся к указанной толщине панели переменной величины В, предназначенные для стыкования смежных панелей, представляют собой контактные грани 12 - не закрытые фольгой или металлом поверхности утеплителя, составляющего центральный слой панели.

Поперечный разрез профиля замка двух смежных панелей может представлять собой плоскопараллельные контактирующие линии поверхностей гребня 4, паза 6 и выступа 5 - в случае панелей с простым замком (фиг. 1). Однако упомянутые контактирующие поверхности гребня, паза и выступа могут иметь фигурные элементы, обеспечивающие образование упора гребня в закрепленный на стене выступ смежной панели с дополнительной поперечной фиксацией панелей в области гребня замка в случае панелей с упорным замком (фиг. 2).

Монтаж панелей осуществляется следующим образом. На утепляемой ограждающей конструкции закрепляются металлические кронштейны 9, а к последним - обрешетка из несущих профилей 8, которые могут быть либо выполнены из металла, либо представлять собой деревянные бруски.

Крепление панелей к обрешетке из профилей 8 осуществляется посредством саморезов 7 (шурупов) через выступ замка, причем панели размещаются таким образом, что гребень замка одной панели плотно помещается в паз замка смежной панели, закрывая при этом выступ замка, который саморезом закреплен на обрешетке конструкции. При этом смежные панели контактируют между собой через металлические поверхности базового корпуса панели (паза 6 и гребня 4), а также контактными гранями 12, соответствующими выступу 5, переменной толщины центрального слоя утеплителя, между которыми отсутствует металл или фольга и дополнительно может быть проложен слой уплотнителя 11. Благодаря этому достигается разрыв «моста холода». В результате чем больше величина В переменной толщины панели, тем больше термосопротивление стыка между ними.

Обеспечение непосредственного контакта между центральными слоями утеплителя смежных панелей в торцевой части выступа 5 и наличие переменной составляющей значения толщины панели обеспечивает разрыв «моста холода» на продольных стыках смежных панелей, позволяет оптимизировать толщину центрального теплоизолирующего слоя в зависимости от конкретного случая применения панелей и конкретных требований к их теплопроводности, что позволяет избежать избыточных материальных затрат на их производство и монтаж, а также снижать вес фасадных систем, ограждающих конструкций, теплоизоляционных и кровельных покрытий зданий и сооружений. В том случае, если гребень замка выполнен таким образом, что представляет собой упор в выступ смежной панели, прилегающий к стене здания (замок упорный), обеспечивается дополнительное повышение поперечной прочности панелей, следовательно и усиление противоветровой устойчивости смонтированной из панелей системы. Применение упорного замка целесообразно в случаях недостаточной толщины панелей или при строительстве в местах с неблагоприятными, особенно по ветровым показателям, климатическими условиями. В остальных случаях достаточно применение простого замка (контактная поверхность гребня замка плоскопараллельна соответствующей поверхности выступа смежной панели).

Claims (1)

1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

   Фасадная теплоизоляционная панель, содержащая наружный металлический лист, центральный теплоизолирующий слой, внутренний слой зеркальной алюминиевой фольги для дополнительного возвращения теплового потока обратно зданию, а также механический замок по продольной кромке панели для взаимного крепления панелей и усиления их поперечной прочности, отличающаяся тем, что имеет в поперечном разрезе профиля сечения постоянную составляющую А толщины панели, величина которой определяется размерами базового корпуса панели в поперечном сечении, и переменную составляющую В, значение которой определяется требуемой величиной термосопротивления ограждения здания, необходимой для достижения разрыва «моста холода» на продольных стыках смежных панелей, а замок базового корпуса выполнен таким образом, что или представляет собой упор в выступ смежной панели, прилегающий к стене здания, или контактная поверхность гребня замка плоскопараллельна соответствующей поверхности выступа смежной панели.