CN101680221B - 建筑外墙隔热用的外墙隔热板、包含该外墙隔热板的复合隔热系统以及外墙隔热板的制作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于建筑物外墙(2)隔热的外墙隔热板(4)，具体而言是作为复合隔热系统(1)的组成部分，其由粘结矿棉的形成并且依据德国工业标准欧洲标准13162满足额定热传导系数λ＜0.040W/mK。外墙隔热板(4)包括底层(41)和顶层(42)。底层(41)为层状矿棉成型。顶层(42)包括比底层具有更高机械强度的矿棉。首次提出位于顶层(42)和层状底层(41)之间边界层区域的粘合剂含量高于其它区域。此外，本发明还涉及一种包含此类新型外墙隔热板的复合隔热系统。另外，本发明提出一种制作此类外墙隔热板(4)的方法。

Description

建筑外墙隔热用的外墙隔热板、包含该外墙隔热板的复合隔热系统以及外墙隔热板的制作方法
本发明涉及一种建筑物外墙隔热用的外墙隔热板，更具体而言是复合隔热系统的组成部分，其由由粘结的矿棉形成而且依据德国工业标准欧洲标准13162满足额定热传导系数λ＜0.040W/mK，其包括底层和顶层，其中底层为层状矿棉形成，而顶层包括比底层具有更高机械强度的矿棉。此外，本发明还涉及一种复合隔热系统，以及一种外墙隔热板制作方法。
类似的外墙隔热板通常用在复合隔热系统中，并列平铺在外墙上以形成隔热层。其中典型地，外墙隔热板粘接在建筑外墙上，并且通过绝热锚钉或者垫圈销栓固定。它们穿过外墙隔热板，并凭借其大面积销栓垫圈将外墙隔热板紧固在外墙上。在复合隔热系统中，在外墙隔热板和销栓垫圈的外侧使用外部抹灰，外部抹灰通常包括含有预埋加强层的第一涂层以及作为外部饰面的终涂层。
这类复合隔热系统中的外墙隔热板由于受到其自身的重量、温湿改变尤其是风吸力的影响会承受应变。粘结灰浆和垫圈销栓的相互作用使力得到传递，以此确保复合隔热系统的稳定性。
由于受到灰浆收缩以及温湿改变如温度和湿度的变动的影响，在抹灰体系以及外部涂层错位处的弯曲应力，发生在外墙区域的边缘或者在大型抹灰细分区域的边缘。位于垫圈平面的错位伴有推力，该推力代替了内部荷载引起的力。关于此类复合隔热体系的应用只有一个问题就是弯曲应力是否会造成开裂，而关于其稳定性，其只能保证由温湿度造成的错位不会导致系统在外墙的边缘和拐角处发生剥离或折断。
在实践中发现，随着时间变化，锚定销栓的销栓垫圈在抹灰表层上很明显。为消除这一可见的瑕疵，通常的做法是在装配时回复额外的组成部分，当安装垫圈销栓嵌入外墙隔热板后，在其上覆盖矿棉塞子。在外墙隔热板上平面设置垫圈销栓不可避免会产生热电桥，而这种方法同时减轻了热电桥影响。
在风吸力作用下，复合隔热系统通常会出现最大的力学应力。这会导致拉力出现在复合隔热系统中，拉力通过复合隔热系统的横断面垂直作用于复合隔热系统的基层，因此，拉力也出现在其外墙隔热板中，力被销栓吸收并被传到基层。粘结灰浆的稳定性不需要测试。在以确定销栓需要数量为目的的粘结试验中不使用粘结灰浆。
这类外墙隔热单元或者复合隔热系统，分别在欧洲专利申请公开EP 1 088945 A2，EP 1 408 168 A1和德国专利申请公开DE 103 36 795 A1中作为范例公开。用作此目的的外墙隔热板为均质单层形式的矿棉板，尤其是石棉类。这类外墙隔热板现在通常用在满足热传导族040的隔热系统，即，依据德国工业标准欧洲标准13162(DIN EN 13162)额定热传导系数λ＝0.040W/mK。
这类复合隔热系统稳定性的一个重要因素在于形成隔热层的外墙隔热板的材料性能。其在板平面的垂直方向上必须有足够的抗拉强度(横向抗拉强度)来抵抗前面提到的应力，尤其是在风吸力荷载下，来避免纤维结构破坏而从外墙剥落的现象出现。这一特性与要求隔热层尽可能低的热传导性以实现系统隔热效率最高形成对比。目前，外墙隔热板的堆密度范围是常规的，其两个性能为平衡关系，当提高一个性能时会导致另一个性能降低。
考虑到复合型隔热系统的成本，垫圈销栓的数量由稳定性决定，因为垫圈销栓价格非常高，并且将其安装在外墙上也相当耗费劳动力，这导致人们对尽可能少使用垫圈销栓感兴趣。垫圈销栓的数量由基层的稳定性决定，而稳定性特别是与建筑物的高度和风吸力荷载相联系。这里风吸力荷载根据德国工业标准1055(DIN 1055)第4部分的规定确定。所需销栓的数量由总体传递的力和单个销栓所能传递的荷载共同决定。在热传导族WLG 035复合型隔热系统中，依据边缘条件，通用的销栓数量范围为4-12个/m2。
为了避免增加销栓的数量，传统上一种双层外墙隔热板用于符合WLG 035的隔热系统，这种隔热板包括一层致密顶层其位于抹灰侧和一层较低堆密度的隔热层其位于外墙侧。这种多层隔热板可以这样成型，如其致密的顶层与底层材料相同且具有相同的层状纤维取向，采用德国专利申请公开DE 37 01 592 A1所公开的矿棉网的制作方法。以这种方式成型的外墙隔热板，能很好地将力从销栓垫圈传递到邻近区域，从而将隔热板有效地固定在外墙上，上述都得益于坚实的外层。然而，这种加工一凹陷作为垫圈销栓的埋头装置的方式虽然不易被人察觉，由于顶层上切口，无论如何在垫圈销栓区域坚实顶层的稳定效果还是被削弱了，顶层中的力因此不能传递到垫圈销栓上。
此外，本专利申请的公司有一种叫作“silatherm”的已知产品，它也是采用双层外墙面隔热板来达到热传导族035的目的。这种隔热板包括层状矿棉底层，其良好的隔热效果尤其要归功于其纤维取向。顶层位于面向外部抹灰层的一侧，其包括纤维是三维各向同性排列的矿棉，其强度明显优于底层，同时其隔热性能仅有微弱削弱。这类具有三维各向同性纤维取向的矿棉层可以根据如德国专利申请公开DE 103 59 902 A1中的方法制得。这时，展开具有层状纤维结构即主取向平行于主表面的纤维的原始无纺布，即采用如栓辊或梳理机的设备生产的矿棉薄片单体。随后，将分别得到的矿棉薄片或单纤维重组形成中级无纺布，这样导致其在全部三个空间方向上纤维取向同性。关于更多的细节，参见这篇文献所附内容。
这种方法生产的产品在实际中也便于在热传导族035中使用。但是考虑到必需的稳定性，使用的销栓垫圈的直径不得小于90mm，或变成使用更多的小直径垫圈销栓。只因在劳动和时间上的成本原因，后者这种变化不再适用或在实际中难以被接受。此外，产品“Silatherm WVP 1-035不可能在外墙隔热板上布置的销栓垫圈凹陷。
本发明的目的是改进用于建筑物外墙隔热的外墙隔热板，改进方式为：在依据德国工业标准欧洲标准13162具有额定热传导系数λ＜0.040W/mK的系统中，使用埋头垫圈销栓将其固定在外墙上，与现有技术相比，不必增加固定用的垫圈销栓的数量。此外，本发明还提出了一种改进的复合隔热系统以及制造这类外墙隔热板的方法。
这一目的通过外墙隔热板实现，该外墙隔热板是用于建筑物外墙2隔热的外墙隔热板4，其由粘结的矿棉形成并且依据德国工业标准欧洲标准13162满足额定热传导系数λ＜0.040W/mK，其中，外墙隔热板包括底层41和顶层42，其中所述底层41为层状矿棉形成，以及其中与所述底层相比，所述顶层42包含的矿棉具有更高机械强度，其特征在于：位于所述顶层42和所述层状底层41之间边界层区域的粘合剂含量高于其它区域。在本发明中，所述外墙隔热板可作为复合隔热系统1的组成部分。这种外墙隔热板的特征在位于矿棉顶层和层状底层之间边界层区域的粘合剂含量高于其它区域，顶层与层状底层相比具有更高的强度(在下文中所指的“顶层”没有其它近似的指代)。
本发明首次提出粘合剂沿外墙隔热板厚度方向非均匀分布。具体而言，本发明的框架是这样实现的，层状底层与顶层相互作用——其结合了隔热性能好的优势外还具有与之适合的层内固有稳定性强的其它优势——具有较高粘合剂含量的层，整体上位于边界层区域，而边界层在顶层与层状底层之间，这样就得到了外墙隔热板，其独具可靠的稳定性。在此上下文中，在此情况下，比如外墙隔热板安装在复合隔热系统中，外墙隔热板在与垫圈销栓相互作用时发挥着重要的作用，其承受由外墙隔热板上的销栓垫圈施加的力，并通过有较高粘合剂含量的内层这种特别适合的方式将力传递到邻近区域。
此外，依照本发明的构思，特别挑选出的外墙隔热板很重要的一点就是当外墙隔热板固有稳定性和强度性能大幅提高的同时相关的隔热性能不会被削弱。依照本发明，可得到外墙隔热板其额定热传导系数λ＜0.040W/mK，满足德国工业标准欧洲标准13162，这种外墙隔热板在节能方面很有优势。
另外，依照本发明的外墙隔热板，由于提高了强度性能，当外墙隔热板固定在如具有复合隔热系统框架结构的建筑外墙时，和现有技术相同数目的垫圈销栓能充分发挥作用。因此，依照本发明，附加的垫圈销栓安装这一劳动强度大、费时、昂贵的额外工作步骤不再需要。另外，这也使销栓垫圈直径小于90mm的垫圈销栓能够用于本发明外墙隔热板的安装。
同时，根据本发明，无论是在面对外墙面的底层表面还是在顶层的灰浆承载层上，外墙隔热板的性能在其大表面上都没有丝毫削弱，如此卓越的性能可从已知的现有技术中得到，举例说明，来自产品“Silatherm”。
依据本发明，外墙隔热板的有用改进包括：外墙隔热板的的顶层包含三维各向同性取向的矿棉。所述顶层为打乱的矿棉，优选是三维打乱的矿棉形成。所述顶层由堆密度大的层状矿棉组成。该层状矿棉的堆密度大于150kg/m3，优选大于180kg/m3。在该外墙隔热板中，所述粘合剂含量较高区域大体上包括所述层状底层41中面向所述顶层42的边缘层41a。在另一实施方式中，所述顶层42中粘合剂含量均值高于所述层状底层41中粘合剂含量的均值。在一个实施方式中，所述顶层42中纤维直径均值大于所述层状底层41中纤维直径均值。在一个实施方式中，所述层状底层41的厚度大于所述顶层42的厚度。在一个实施方式中，依据德国工业标准欧洲标准13162，所述外墙隔热板满足额定热传导系数λ≤0.036W/mK，优选λ≤0.035W/mK。
顶层可由矿棉成型，该矿棉具有三维各向同性排列的纤维。一种替代方式为，顶层由打乱的(upset)矿棉组成。这种情况下，优选三维打乱的矿棉，如其可参照德国专利申请公开DE 198 60 041 A1中公开的技术细节制得。第三种替代方式为，顶层由层状矿棉片成型，该层状矿棉片与层状底层相比增大了堆密度。这时，此层状顶层的堆密度总计大于150kg/m3，尤其是大于180kg/m3。
粘合剂含量高的区域同样可大体上包括面向顶层的层状底层的边缘层。发现在此区域添加粘合剂对提高本发明外墙隔热板的强度性能特别有效。这是由纤维取向大多平行于底层大表面造成的。一方面，此处增加粘合剂含量可形成硬化结构，并以此提高横向抗拉强度，另一方面，此处的单纤维主方向容许压力和拉力很好地传到同一平面的邻近区域，因此力在更大面积上更好地分布。
此外，当顶层中粘合剂含量的均值高于层状底层中粘合剂含量的均值时更为有利。发现本发明外墙隔热板的固有稳定性能以这种方式有效提高，在很大程度上不会影响隔热性能。在顶层中，附加的粘合剂使得单纤维非常有效地结合以利于加强结构。
进一步，顶层中纤维直径均值可大于层状底层中纤维直径均值。试验中发现，这种方式使顶层更为坚固并以此提高本发明外墙隔热板的稳定性。尤其是当顶层中为较大直径纤维时，会将引入的力在邻近区域更好分布，因此，如风吸力引起的横向拉应力能够被更好地消减。
顶层的层厚这样设计：顶层中的残余层用于保持位于顶层的垫圈销栓随之产生的下陷，残余层有足够的厚度来消减荷载，在放置销栓时，残余层可任选深层延伸、预切槽或切口的方式与销栓结合。由于顶层的热传导性能比较差，不宜使该层的厚度大于必要厚度。在标准厚度为100和120mm的实际产品试验中发现，当层厚度的比例为底层大约为60％顶层大约为40％时，尤其适合得到额定热传导系数λ小于0.040W/mK的系统。当层状底层被制作成比顶层厚时，它隔热性能独具优势，能在本发明的外墙隔热板中得到有效应用。考虑到彼此的依赖性，随本发明的外墙隔热板厚度的增加，顶层与底层厚度的比例最好降低。
依据德国工业标准欧洲标准13162，本发明的外墙隔热板满足额定热传导系数λ≤0.036W/mK，这种外墙隔热板可以通过本发明的方法制得，进而此板有利于在热传导族035系统中使用，以满足有关节能规定最高的要求。更适合的方式是依据德国工业标准欧洲标准13162，使本发明的外墙隔热板的额定热传导系数λ≤0.035W/mK。
本发明的另一方面是提供一种用于建筑外墙隔热的复合隔热系统，该复合隔热系统包括隔热层和外部抹灰，隔热层为本发明外墙隔热板，其中所述外墙隔热板适宜粘结在建筑外墙上，并适合以垫圈销栓方式与其固定连接，同时用作外部抹灰的灰浆承载板，而垫圈销栓陷入外墙隔热板顶层中，且销栓垫圈的有效直径小于90mm。
根据本发明可以得到一个有效的复合隔热系统——考虑到本发明的外墙隔热板——恰好适用于额定热传导系数λ＜0.040W/mK的隔热系统。进而，虽然该系统还需使用垫圈销栓，但是由于根据本发明的外墙隔热板的力学性能的提高，该垫圈销栓的数量不必超过常规隔热系统的数量。此外，依据本发明，还首次实现对复合隔热系统的设计，如埋头垫圈销栓固定的热传导族035隔热系统。
另外，本发明还首次实现了以垫圈有效直径小于90mm的埋头垫圈销栓固定、热传导族优于WLG 040的复合隔热系统。与此同时，还保证了人工与资金支出都非常低。
因此，根据本发明的复合隔热系统，在完工的外墙上看到销栓外观与现有技术中使用垫圈直径为90mm的垫圈销栓以及热传导系数λ≤0.036W/mK的系统基本相同，同时可以避免现有技术中的热桥(thermal bridge)。
本发明关于复合隔热系统的有效改进包括：所述销栓垫圈61有效直径小于70mm，优选约60mm。所述外墙隔热板4有凹陷，该凹陷用来在与所述销栓垫圈61的接触面上嵌入所述销栓垫圈61。所述外墙隔热板4在与所述销栓垫圈61接触面内有切口43，所述切口外形与所述销栓垫圈61的外围轮廓基本相符，所述销栓垫圈61在此区域嵌入所述外墙隔热板4中。所述切口43的深度(T)小于所述顶层42的厚度。所述顶层42在所述切口43处保留的残余厚度为所述顶层42总厚度的至少5％。优选至少10％，更优选至少20％。所述嵌入的销栓垫圈61覆盖有塞子7，特别是矿棉材料的塞子。
销栓垫圈的有效直径可以小于70mm，尤其是可以约为60mm，以此进一步减少人工和成本的支出。
此外，本发明的优势还在于，外墙隔热板在与销栓垫圈接触面有用于嵌入销栓垫圈的凹陷。此时，垫圈销栓能以这种方式嵌入外墙隔热板，而实际上这种方式对嵌入位置邻近的纤维结构不会产生削弱。
作为一种替代方式，外墙隔热板可在与销栓垫圈接触面处有切口，该切口外形与销栓垫圈的外围轮廓基本相符，其中销栓垫圈在此区域嵌入外墙隔热板中。此时不必强制取出垫圈销栓嵌入区域内的矿棉纤维材料，这些保留的材料恰恰有利于进一步提高系统的强度特性以及提高系统的稳定性。虽然切口会导致销栓垫圈覆盖的邻近区域矿棉材料中的结构内聚力消失，但是紧固垫圈销栓的同时仍然会对当前区域中的材料产生挤压，使其成为改进的反向支承抵御销栓的紧固力。垫圈销栓在外墙隔热板上有极为稳定的基座从而允许有更好的固定方式与外墙相连。此外还发现，位于销栓垫圈之下的压缩矿棉材料，通过与本发明的外墙隔热板中具有较高含量粘合剂的层结合相互作用，这种方式有利的进一步提高了系统的稳定性。
切口的深度小于顶层的厚度，顶层在所述切口处保留层的残余厚度最好保留顶层总厚度的至少5％，尤其是至少10％，最优实施方式是至少20％。通过保留残余厚度，使顶层的荷载在邻近区域内有利分布成为可能。因此本发明的复合隔热系统的稳定性能够得到进一步提高。
如果埋头销栓垫圈覆盖有一个塞子，这样有利于在隔热层的外侧形成一个基本上连续的表面。而且，这个塞子如果是矿棉材料时，有利于使隔热板外部呈现为连续单一材料。伴随而来的是热桥现象的消失，此外，历来在外墙上的可见垫圈销栓位置也不易察觉。
依然是根据本发明的另一方面，本发明外墙隔热板的制作方法，其包括以下步骤：准备含有未固化粘合剂的第一矿棉粗无纺布，其具有一层状纤维取向，准备第二矿棉粗无纺布，与第一矿棉粗无纺布相比，其具有更高的机械强度，将第一矿棉粗无纺布和第二矿棉粗无纺布组合起来以形成无纺棉网，其中将无纺棉网中的粘合剂分布调整为位于第一矿棉粗无纺布和所述第二矿棉粗无纺布之间边界层区域的粘合剂含量高于其它区域，固化粘合剂，并且通过切割步骤将固化的无纺布分成隔热板。
在下文中，与第一矿棉粗无纺布相比具有更好的机械强度的矿棉粗无纺布是指一种矿棉粗无纺布在固化后或在成品时分别与由第一矿棉粗无纺布形成的层相比具有好的机械强度。
依据本发明的方法，可通过这种有效的方式制造外墙隔热板。然而，其基本上还是使用传统的生产设备，因此根据本发明的生产外墙隔热板的设备花费低。仅仅在粘合剂分布调整这一独创方式需要改变过程参数，但是实施起来并不复杂。
本发明关于方法的有效改进包括：所述准备第二矿棉粗无纺布包括将含有未固化粘合剂的层状无纺棉网展开的步骤，随后重组展开的矿棉材料以形成具有三维各向同性纤维取向的所述第二矿棉粗无纺布。在另一实施方式中，准备第二矿棉粗无纺布包括步骤将打乱的矿棉或具有一层状纤维取向且堆密度大的矿棉调整到包含固化粘合剂的顶层中。在一个实施方式中，所述矿棉是三维打乱的矿棉。在一个实施方式中，为准备所述矿棉粗无纺布，原始无纺布在包含了若干纤维化单元的成纤机中成型，其中在所述原始无纺布的预定区域添加的粘合剂的浓度高于其它区域，并将所述原始无纺布分成所述第一矿棉粗无纺布和所述第二矿棉粗无纺布，使粘合剂浓度高的区域出现在所述第一矿棉粗无纺布的边缘层。在一个实施方式中，所述第一矿棉粗无纺布和所述第二矿棉粗无纺布在不同的成纤机中成型，其中添加在所述第一矿棉粗无纺布边缘层区域的粘合剂其浓度高于其它区域。在一个实施方式中，在组合之前，将粘合剂分别添加在所述第一矿棉粗无纺布和/或所述第二矿棉粗无纺布或固化顶层的面向其它棉网的主表面上。在一个实施方式中，所述第二矿棉粗无纺布中粘合剂的加入量大于所述第一矿棉粗无纺布的粘合剂加入量。在一个实施方式中，所述第二矿棉粗无纺布中纤维直径均值大于所述第一矿棉粗无纺布中纤维直径均值。
准备第二矿棉粗无纺布包括将含有未固化粘合剂的无纺棉网展开的步骤，随后重组展开的矿棉材料以形成具有三维各向纤维同性的第二矿棉粗无纺布，这一层可以采用等同的方法以可靠经济的方式制造。如德国专利申请公开DE10359902A1中公开了适合这一目的的技术，具体细节在此省略。
在一个替代的实施例中，准备第二矿棉粗无纺布包括将打乱的，尤其是三维打乱的矿棉或具有一层状纤维取向且堆密度大的矿棉调整到包含固化粘合剂的顶层中。
此外，为准备矿棉粗无纺布，它可以形成原始无纺布，其在包含了若干纤维化单元的成纤机中成型，其中在原始无纺布的预定区域添加的粘合剂的浓度高于其它区域，并将所述原始无纺布分成第一矿棉粗无纺布和第二矿棉粗无纺布，以使粘合剂浓度高的区域出现在第一矿棉粗无纺布的边缘层。这样，可以在只具有一台成纤机这样并不复杂的单一生产设备上生产出预定分布粘合剂的产品。这种方法可通过费用低廉、生产安全的方式实施。
在另一个替代的实施例中，第一矿棉粗无纺布和第二矿棉粗无纺布可在不同的成纤机中成型，其中添加在第一矿棉粗无纺布边缘层区域的粘合剂其浓度高于其它区域。据此，依照本发明，同样可以通过不复杂的生产工艺和设备得到粘合剂浓度为预定值的产品。
此外，在其组合之前，分别在第一矿棉粗无纺布和/或第二矿棉粗无纺布面向其它各个棉网的主表面上添加粘合剂。该技术可以替代前述技术使用，也可作为补充，实现依照本发明预定的粘合剂浓度，而此技术可以等同于另一项利用调整位于顶层和底层之间的边界层区域内的粘合剂的浓度来促进生产的技术。
另外，还可以使第二矿棉粗无纺布中粘合剂的加入量大于第一矿棉粗无纺布的粘合剂加入量，这没有增加生产技术的复杂性，更容易实现。
再者，第二矿棉粗无纺布中纤维直径均值可以大于第一矿棉粗无纺布中纤维直径均值。这种纤维直径的变化在生产技术领域很容易以常规已知的方式实施，从而能产出材料性能提高到预期值的最终产品。
下面参照附图，结合实施例对本发明进行更详细的说明，其中：
图1所示为根据本发明复合隔热系统实施例的纵剖面图；以及
图2所示为根据本发明外墙隔热板中粘合剂分布模型图。
如图1所示，用于外墙2中的复合隔热系统1，包括由外墙隔热板4形成的隔热层，隔热层借助于粘结灰浆3与外墙2连接在图例为单点的部分。复合隔热系统1还包括外部抹灰5。在图1中可以看到，外墙隔热板4还通过垫圈销栓6锚固在外墙2中，其中垫圈销栓6嵌入外墙隔热板4中，而垫圈销栓6与外部抹灰5之间的间隙由塞子7封闭。
在这个实施例中，复合隔热系统1用于重新整修的旧建筑。这里的外墙2包括外侧墙21以及旧的灰浆涂层22形成了复合隔热系统1的基面，这个基面平坦且具有很好的承载能力。此外，位于外墙2上的销栓孔23通过已知常规的方式形成，垫圈销栓6锚固于此。
垫圈销栓6包括销栓垫圈61，在当前实施例中销栓垫圈的直径为60mm。销栓垫圈与销栓杆62整体成型，销栓杆62伸入外墙隔热板4中，并可与销栓螺钉63配合，以常规方式锚固在外墙2中。
外部抹灰5包括第一涂层51，加强层52嵌在第一涂层中。此外，在第一涂层外侧设置终涂层53。
由图1看到更多细节，外墙隔热板4包括底层41以及顶层42，在当前这个实施例中二者在无纺矿棉网中彼此结合为一体，无纺矿棉网包含未固化的粘合剂并分别设置在底层41和顶层42的顶面上，随后放入固化炉中粘结固化。此时底层41有一个层状纤维取向，即大多数矿棉纤维的主取向大体上与底层41的大表面平行。
另一方面，顶层42包含的矿棉纤维取向在三维方向上各向同性，也就是这一层中所包含的纤维其取向在三维空间具有基本相同的比率。
由图1还可看到，外墙隔热板4包括切口43，切口自顶层42的灰浆承载侧延伸至顶层42中，其延伸的尺寸为T，此时顶层42中剩下的残余厚度总计约为未加工时该层总厚度的15％。切口43可以借助于芯钻头产生，而在此实施例中，位于切口内部的矿棉材料并没有被取走。如图1所示，在将外墙隔热板4紧固在外墙2的过程中，销栓垫圈61压紧开口43内的材料。
在外墙隔热板4的内部，底层41包含边缘层41a，边缘层位于底层41朝向顶层42的主平面上。位于底层41与顶层42之间的边界层，在图1中以短划线清楚地表示。
由图2的图表可见，这个边缘层41a比外墙隔热板4其它区域的粘合剂含量高。在这个实施例中，在顶层粘合剂含量选择约为5％。图示例子中，底层大面积都位于粘合剂含量为3.7％的范围内，然而在边缘层粘合剂含量上升至超过6％。当提高边缘层区域粘合剂含量时，由于生产过程的内在环境的影响，以及在生产外墙隔热板4过程中其向顶层42的边缘区域的渗透，顶层中靠近位于顶层和底层之间的边界层的部分，其粘合剂含量会因此有些提高，边界层在图2中依然用短划线标出。
顶层42的材料内部具有更好的承载能力，特别是销栓垫圈61下面的压缩矿棉材料，边缘层41a具有较高的粘合剂含量，上述联合作用造成了复合隔热体系1中的隔热层在固定时其能可靠地吸收力，同样能可靠地将荷载传递到垫圈销栓的邻近部分。这样对外墙隔热板4和复合隔热系统1的稳定性都有积极效果。
外墙隔热板4可以通过喷吹冲压机类的成纤机生产的，例如连续设置十个喷头的喷吹冲压机。在当前这个实施例中，其具有六个此类的喷头用来形成底层41的矿棉，以及位于下游的四个喷头用来形成顶层42，在形成底层41的第六个喷头的区域添加粘合剂的量比其它区域多。原始无纺布具有一个层状纤维取向，在成型后被分为第一矿棉粗无纺布和第二矿棉粗无纺布，这样使粘合剂浓度高的区域出现在第一矿棉粗无纺布的边缘层。再下一步，将第二矿棉粗无纺布展开，随后重组，因此其纤维取向各向同性。然后将这些无纺布复合成为复合无纺布，在这种无纺布中，边缘层粘合剂含量较高。随后粘合剂固化，外墙隔热板4包括由第二矿棉粗无纺布成型的顶层42和由第一矿棉粗无纺布成型的底层41，其通过切割步骤成型。
在所举的实施例中，外墙隔热板4的总厚度为100mm，其中顶层42约40mm厚，底层41约60mm厚。所举实施例中，边缘层41约10mm厚。图2详细表示了粘合剂的含量，整块外墙隔热板4的粘合剂含量均值大约为4.5％。所举实施例中，顶层42的堆密度约为120kg/m3，底层41的堆密度约为100kg/m3。这样，依据德国工业标准欧洲标准13162，外墙隔热板4达到了额定热传导系数λ约为0.035W/mK。
除了讨论的实施例外，本发明允许使用更进一步的方法。
这样以来，如外墙隔热板4的参数可以如下：
顶层为依据德国专利申请公开DE 198 60 040 A1中公开的技术生产的三维混合矿棉，堆密度约为130kg/m3以及其粘合剂含量约为4％，厚度约为60mm。底层只有一层，厚度约为140mm，其堆密度约为100kg/m3，其粘合剂含量约为3.5％，边界层中的粘合剂含量调整到接近5％，最终依据本发明的外墙隔热单元的粘合剂含量均值约为3.9％。
依照本发明的第三个实施例，所提供的顶层形式是层状矿棉层，具有较大的堆密度约为200kg/m3以及其粘合剂含量约为4％，厚度约为50mm。底层是厚度约为110mm的一层，其堆密度约为100kg/m3，其粘合剂含量约为3.5％，边界层中的粘合剂含量调整到接近5％，最终依据本发明的外墙隔热单元的粘合剂含量均值约为3.8％。
作为替代，这两种实现的变形可通过粘结固化层生成，所述固化层设定指标参数，或固化顶层与未固化的层状底层经共同固化的生产过程得到。
再者，在结构方面，粘结剂含量更高的区域不是必须出现在底层41的边缘层。在其生产过程中，向底层41和/或顶层42的主表面上喷涂额外的粘合剂，举例来说，也能直接提供位于两层之间的边界层上粘合剂含量较高的的部分，当然，其粘合剂在一定程度上会渗透到这两层的表面。
此外，顶层42中的粘合剂含量的均值不是必须高于底层41中粘合剂含量的均值；这些粘合剂的含量可以近似相等。这里，在整个外墙隔热板横截面上，除了边缘层41a外，其它的粘合剂含量可以调至相等。
依据本发明，顶层42中的纤维直径大于底层41中的纤维直径，但这不是强制性的；也可以使用相同配置的纤维。
作为制作外墙隔热板4的材料，石棉在列举的实例中已被使用，然而，构成底层41和/或顶层42的材料也可以是如玻璃棉的材料。
底层41和顶层42层厚度的比值不仅仅局限在特定的比值60∶40上，还可以根据应用变化为其它比值。
正如前面的详细介绍，本发明的第一个目的在于提出一种建筑物外墙隔热用的外墙隔热板，更具体而言是作为复合隔热系统的组成部分，其由由粘结的矿棉形成而且依据德国工业标准欧洲标准13162满足额定热传导系数λ＜0.040W/mK。外墙隔热板包括底层和顶层，底层为层状矿棉成型。顶层包括比底层具有更高机械强度的矿棉。在此首次提出了粘结剂的含量，顶层和层状底层之间边界层区域的粘合剂含量高于其它区域。此外，本发明还讨论了一种包含此类新型外墙隔热板的复合隔热系统。最后，本发明还提出一种制作此类外墙隔热板的方法。

Claims (33)

1.用于建筑物外墙(2)隔热的外墙隔热板(4)，其由粘结的矿棉形成并且依据德国工业标准欧洲标准13162满足额定热传导系数λ＜0.040W/mK，
其中，外墙隔热板包括底层(41)和顶层(42)，
其中所述底层(41)为层状矿棉形成，以及
其中与所述底层相比，所述顶层(42)包含的矿棉具有更高机械强度，
其特征在于：
位于所述顶层(42)和所述层状底层(41)之间边界层区域的粘合剂含量高于其它区域。
2.根据权利要求1所述的外墙隔热板，其特征在于：所述外墙隔热板作为复合隔热系统(1)的组成部分。
3.根据权利要求1所述的外墙隔热板，其特征在于：所述的顶层包含三维各向同性取向的矿棉。
4.根据权利要求1所述的外墙隔热板，其特征在于：所述顶层为打乱的矿棉。
5.根据权利要求1所述的外墙隔热板，其特征在于：所述顶层为三维打乱的矿棉形成。
6.根据权利要求1所述的外墙隔热板，其特征在于：所述顶层由堆密度大于150kg/m3的层状矿棉组成。
7.根据权利要求6所述的外墙隔热板，其特征在于：所述层状矿棉的堆密度大于180kg/m3。
8.根据权利要求1-6所述的任一外墙隔热板，其特征在于：所述粘合剂含量较高区域大体上包括所述层状底层(41)中面向所述顶层(42)的边缘层(41a)。
9.根据权利要求1-7所述的任一外墙隔热板，其特征在于：所述顶层(42)中粘合剂含量均值高于所述层状底层(41)中粘合剂含量的均值。
10.根据权利要求1-7所述的任一外墙隔热板，其特征在于：所述顶层(42)中纤维直径均值大于所述层状底层(41)中纤维直径均值。
11.根据权利要求1-7所述的任一外墙隔热板，其特征在于：所述层状底层(41)的厚度大于所述顶层(42)的厚度。
12.根据权利要求1-7所述的任一外墙隔热板，其特征在于：依据德国工业标准欧洲标准13162，其满足额定热传导系数λ≤0.036W/mK。
13.根据权利要求1-7所述的任一外墙隔热板，其特征在于：依据德国工业标准欧洲标准13162，其满足额定热传导系数λ≤0.035W/mK。
14.用于建筑外墙隔热的复合隔热系统(1)，包括：
根据权利要求1-8所述任一外墙隔热板(4)的隔热层和外部抹灰(5)，
其中所述外墙隔热板(4)适宜粘结在所述建筑外墙(2)上，且适合以垫圈销栓(6)方式固定，并用作所述外部抹灰(5)的灰浆承载板，
其中所述垫圈销栓(6)置于所述外部抹灰(5)的下面，并且
所述垫圈销栓(6)嵌入所述外墙隔热板(4)的所述顶层(42)中，且销栓垫圈(61)的有效直径小于90mm。
15.根据权利要求14所述的复合隔热系统，其特征在于：所述销栓垫圈(61)有效直径小于70mm。
16.根据权利要求14所述的复合隔热系统，其特征在于：所述销栓垫圈(61)有效直径是约60mm。
17.根据权利要求14或15所述任一复合隔热系统，其特征在于：所述外墙隔热板(4)有凹陷，该凹陷用来在与所述销栓垫圈(61)的接触面上嵌入所述销栓垫圈(61)。
18.根据权利要求14或15所述任一复合隔热系统，其特征在于：所述外墙隔热板(4)在与所述销栓垫圈(61)接触面内有切口(43)，所述切口外形与所述销栓垫圈(61)的外围轮廓基本相符，所述销栓垫圈(61)在此区域嵌入所述外墙隔热板(4)中。
19.根据权利要求18所述的复合隔热系统，其特征在于：所述切口(43)的深度(T)小于所述顶层(42)的厚度。
20.根据权利要求19所述的复合隔热系统，其特征在于：所述顶层(42)在所述切口(43)处保留的残余厚度为所述顶层(42)总厚度的至少5％。
21.根据权利要求19所述的复合隔热系统，其特征在于：所述顶层(42)在所述切口(43)处保留的残余厚度为所述顶层(42)总厚度的至少10％。
22.根据权利要求19所述的复合隔热系统，其特征在于：所述顶层(42)在所述切口(43)处保留的残余厚度为所述顶层(42)总厚度的至少20％。
23.根据权利要求17所述的复合隔热系统，其特征在于：所述嵌入的销栓垫圈(61)覆盖有塞子(7)。
24.根据权利要求23所述的复合隔热系统，其特征在于：所述塞子是矿棉材料的塞子。
25.根据权利要求1-13所述任一外墙隔热板(4)的制作方法，包括步骤：
准备含有未固化粘合剂的第一矿棉粗无纺布，其具有层状纤维取向，
准备第二矿棉粗无纺布，与所述第一矿棉粗无纺布相比，其具有更高的机械强度，
将所述第一矿棉粗无纺布和所述第二矿棉粗无纺布组合起来以形成无纺棉网，其中调整所述无纺棉网中的粘合剂分布，使位于所述第一矿棉粗无纺布和所述第二矿棉粗无纺布之间边界层区域的粘合剂含量高于其它区域，
固化所述粘合剂，并且
通过切割步骤将硬化的矿棉无纺布分成隔热板。
26.根据权利要求25所述的方法，其特征在于：所述准备第二矿棉粗无纺布包括将含有未固化粘合剂的层状无纺棉网展开的步骤，随后重组展开的矿棉材料以形成具有三维各向同性纤维取向的所述第二矿棉粗无纺布。
27.根据权利要求25所述的方法，其特征在于：
准备第二矿棉粗无纺布包括步骤将打乱的矿棉或具有一层状纤维取向且堆密度大的矿棉调整到包含固化粘合剂的顶层中。
28.根据权利要求27所述的方法，其特征在于：所述矿棉是三维打乱的矿棉。
29.根据权利要求25-28所述的任一方法，其特征在于：为准备所述矿棉粗无纺布，原始无纺布在包含了若干纤维化单元的成纤机中成型，其中在所述原始无纺布的预定区域添加的粘合剂的浓度高于其它区域，并将所述原始无纺布分成所述第一矿棉粗无纺布和所述第二矿棉粗无纺布，使粘合剂浓度高的区域出现在所述第一矿棉粗无纺布的边缘层。
30.根据权利要求25-28所述的任一方法，其特征在于：所述第一矿棉粗无纺布和所述第二矿棉粗无纺布在不同的成纤机中成型，其中添加在所述第一矿棉粗无纺布边缘层区域的粘合剂其浓度高于其它区域。
31.根据权利要求25-28所述的任一方法，其特征在于：在组合之前，将粘合剂分别添加在所述第一矿棉粗无纺布和/或所述第二矿棉粗无纺布或固化顶层的面向其它棉网的主表面上。
32.根据权利要求25-28所述的任一方法，其特征在于：所述第二矿棉粗无纺布中粘合剂的加入量大于所述第一矿棉粗无纺布的粘合剂加入量。
33.根据权利要求25-28所述的任一方法，其特征在于：所述第二矿棉粗无纺布中纤维直径均值大于所述第一矿棉粗无纺布中纤维直径均值。
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