CS201618B1 - Sendvičová výplň a vysokou tepelnou odolností - Google Patents

Description

Vynález se týká sendvičové výplně s vysokou tepelnou odolností, určené pro konstrukci požárně-dělicích stěn a příček, stropů, uzávěrů, obkladových nebo obvodových panelů atd.

V současné době se pro konstrukci sendvičových výplní, které mají sloužit jako nehořlavá, tepelně izolující vložka, užívá nejrůznějěích materiálů. Jsou to především minerální nebo skleněná vlákna, až Již v deskovém, lamelovém nebo kobercovém provedení, desky na bázi keramických materiálů, pěnového skla, různé typy silikátových desek, papírové voštiny, expandovaný perlit, keramit, v menší míře potom tuhé lehčené plasty, zvláště polyvinylchlorid nebo polyuretan. Tyto výplně plní ▼ podstatě dva základní účely. Jednak je to ochrana před tepelnými ztrátami při normálním provozu zařízení, tj. za normálních teplot dlouhodobým vyzařováním tepla do okolí, jednak slouží jako nárazová ochrana před požárem, tedy jako ohnivzdorná stěna nebo bariéra. Je zřejmé, že tyto funkce nelze řešit obvykle pouze'jediným materiálem. Většina běžnýoh tepelných izolací obsahuje z funkčních důvodů velké množství vzduchu v uzavřených buňkách nebo prostorách, mají však malou konstrukční pevnost a špatně odolávají účinku vysokých teplot. To platí především o lehčených plastech, které se mimo to i tepelně rozkládají a vyvíjejí přitom značné množství dusivých a jedovatých zplodin (HC1, HCN, CO atd.). Měkké desky z minerálních vláken sice velmi dobře izolují tepelně, špatně odolávají proudění vzduchu během hoření a rychle se účinkem plamene poškozují. Mimoto vždy potřebují pevné uzavření v nosné konstrukci, jejich okraje jsou enadno zranitelné, špatně

201 618

201 018 se ohřáni. Sen patří i různé typy izolačních koberců, minerální nebo skelná vlna atd. Pro zlepšení soudržnosti se do těohto kobercovin všivá řada nosičů, počínaje skleněnými tkaninami nebo rohožemi až po hliníkové fólie, které rozvádějí teplo po oelé ploěe, a tak po určitou dobu působí jako chladič. Tvrdé deaky a minerálních vláken nebo ekelnýoh pramenoů mají tepelně izolační účinek nižěi, přičemž lze stanovit závislost, že ae stoupající speolfiokou hmotností desky klesá její tepelně izolační schopnost. Z toho důvodu ss u používaných sendvičových výplní z těchto materiálů musí užívat poměrně silnýoh vrstev, v některých případech až 100 a více milimetrů. Tím ovšem velmi rychle stoupá i speoifioká hmotnost celého dílce, pro který je sendvičová výplň tohoto typu použita, což může v řadě případů zcela znsmožnost její použiti pro daný účel, například pro ručně ovládané nebo manipulované dílce. Další podstatnou nevýhodou tohoto řeěení je i vysoká nasákavost těchto materiálů, což představuje bu3 zvýšené náklady na vodovzdornou izolaci ochranné vrchní konstrukce, do které je výplň uložena, popřípadě zkrácenou životnost celého dílce e postupným zvyšováním celkové hmotnosti.

Papírové voštiny, perlit a další podobné materiály vesměs slouží jako dodatková tepelná izolace, určená pouze pro běžné teploty. Při vyšším tepelném namáhání dochází k rychlému zuhelnatění a vyhoření papíru, naopak, při porušení vnějšího pláště se stává prášková keramická izolace neúčinná.

Uvedené nevýhody odstraňuje sendvičová výplň β vyeokou tepelnou odolností podle vynálezu. Podstata vynálezu spočívá v tom, že tvrdé desky z minerálních nebo skleněných vláken jsou vzájemně odizolovány jednou nebo více vrstvami zpěňovatelné fólie, popřípadě zpěňovatelného nátěru a proloženy nejméně jedním distančním rámem ze dřeva, minerálních nebo skelných vláken, eklolaminátu nebo třískocementu. Tím ee vytvoří v sendvičové výplni potřebný prostor, který umožní zpočátku zlepšenou tepelnou izolaci v podstatě klasickým způsobem, tedy jako vzduchový polštář, při překročení teploty nad 100°C potom dojde k expanzi zpěňovatelné fólie, nejprve z jedné, potom i z druhé strany, čímž dojde uvnitř výplně k několikanásobnému ochlazování a opětnému zvýšení izolačního efektu vlivem nově vytvořených pěnových vrstev. Je zřejmé, že postačí, aby desky z minerálních nebo skelných vláken byly v tomto případě poměrně velmi tenké, protože jejich funkoe je dána především jejich celkovou tuhostí jako nosiče zpěňovatelné fólie, popřípadě nátěru. Tepelně izolační efekt potom bude dán především počtem fólií a distančních rámů, vzájemně deskami oddělených. V případě, že půjde o zvlášl vysoké namáhání dlouhodobého charakteru, mohou být distanční rámy rovněž obaleny zpěňovatelnou fólií, popřípadě opatřeny zpěňovatelným nátěrem nebo vyplněny přídavnou izolací, až již voštinovou, nebo z měkkých kobercových vložek na bázi minerálních nebo skleněných vláken, tenkými vloženými deskami z pěnového skla nebo expandovaných silikátů atd. Smyslem této přídavná izolaoe je opět vytvoření dalšího fázového rozhraní, ovšem tak, aby byla umožněna expanze zpěňovatelného povlaku.

Pro zvýšení celkové pevnosti a soudržnosti sendvičové výplně je řešeno oplášiování poměrně snadno zranitelných desek z minerálních nebo skleněnýoh vláken deskami na bázi dřevovláknitých, dřevotřískových, překližovanýoh materiálů, popřípadě dřeva nebo eklolaminátu.

201 618

Dále je samostatně řešena celková ochrana výplně pomocí další vrstvy zpěňovatelné protipožární folie, popřípadě nátěru. Z použití zpěňovatelných fólii i nátěrů vyplývá, že není podstatné, o jaký typ této fólie nebo nátěru se jedná, ale jde spíše o jeho funkci, která je podmíněna dostatečně vysokou vrstvou tepelně isolující pěny.

Výhody navržené kompozice jsou jednoznačné. Ha rozdíl od všech dosud užívaných kompozic lze tímto způsobem především značně snížit celkovou hmotnost výplně při velmi, značně zvýšené tepelné odolnosti. Protože výplň tvoří uzavřený celek, povrchově chráněný ve fólii, popřípadě nátěru, je možno použit pro tepelnou izolaci i materiálů jinak běžně hořlavých a tedy nepoužitelných. Navíc dochází při tepelném namáhání několikrát po sobě k vnitřnímu ochlazování a snižování teploty výplně vlivem vnitřní expanze fólie v uzavřeném prostoru, což je jinými způsoby nedosažitelné. Při zkouškách bylo zjištěno, že při teplotách mezi 90 a 100 °C na odvrácené straně v průběhu 10 až 15 minut několikrát poklesla teplota v celé ploše až na 85 °C a tím se zastavil nepřetržitý pozvolný růst teplot na odvrácené straně zkušebních desek. Zkouškami byla naměřena tzv. požární odolnost takto komponovaných výplní až 190 minut při tloušíoe 60 mm.

Další výhodou řešení podle vynálezu je možnost snadné a velmi produktivní prefabrikace této výplně ve velkých sériíoh, přičemž velmi příznivě se projevují ochranné překližované pláště, které umožňují dobou skladovatelnost a transport. Mimoto se těmito krycími plášti podstatně zvýší pevnost vnější konstrukce a nosného rámu například obvodových panelů nebo požárních uzávěrů.

Sendvičová výplň podle vynálezu je s výhodou použitelná především pro požární uzávěry libovolného typu s požární odolností nad 45 minut, dělicí požární stěny a příčky, ochranné pláětě stropů, různých technologických zařízení atd. Značné použití je i při konstrukci leh kých obvodových plášíů s pohledovými vrstvami na bázi polyesterových skelných laminátů.

Příkladné řešení sendvičových výplní podle vynálezu je uvedeno v následujících příkladech a schematicky znázorněno na výkresech.

Sendvičová výplň (obr.1) sloužící jako vnitřní obložení stěn výpočetního střediska s požární odolností 45 minut sestává ze dvou desek 2 minerální vlny tlouštky 15 mm. Mezi deskami 2, které jsou na vnitřní straně opatřeny vždy jednou vrstvou zpěňovatelné fólie 2, je vložen distanční dřevěný rám 2 ⁰ výšce 20 mm. Celek je pomocí vrutů vzájemně spojen do distančního rámu 2· na venkovních stěnách opatřen latexovým nátěrem.

Sendvičová výplň sloužící jako stropní pohled - izolace ocelové konstrukce obchodního zařízení je zobrazena na obr. 2. Mezi dvěma okrajovými deskami 2 z minerální vlny o tloušíce 10 mm, povrchově děrovanými pro zvýšení zvukové izolace, na vnitřních stranách opatřenými vrstvou zpěňovatelné fólie 2 je přes dva distanční rámy 2 ^na bázi třískocementu o tloušl ce 30 mm vložena středová deska 2 ze skelných vláken, ^loušíka desky 2 činí 25 mm. Středová deska 2 J® P° obou stranách rovněž opatřena vrstvami zpěňovatelné fólie 2. Celek je vzájemně slepen pomocí epoxidové pryskyřice a povrchově upraven nátěrem.

201 018

Sendvičová výplň (obr.3), určená pro nehořlavé itolační panely krytů blokových trafostanic s požární odolností 90 minut sestává ze dvou desek 2 ba báti skelných vláken o tloušťce 15 mm na vnitřní stranč opatřených zpěňovatelnou folií 2, mezi kterými je upevněn distanční rán J z přířezů stejné desky o výšce 40 nm. Přířezy jsou obaleny vrstvou zpěňovatel· né fólie 2. Distanční rám 2 je mezi deskami 2 vyplněn expandovaným perlitem a celek je vzájemně slepen a zaeponkován.

Sendvičová výplň protipožárních dveří o požární odolnosti 120 minut je zhotovena podle obr. 4· Výplňové desky z minerálních vláken o tloušťce 13 w* na vnitřní straně opatřené vrstvou zpěňovatelné fólie 2 jsou proloženy dřevěným distančním rámem 2 opatřeným protipožárním zpěňovatelným nátěrem 2* desky 2 jsou překryty na vnějěí straně překližovanými dřepěnými plášti 6 o tloušťce 10 mm, které jsou spojeny do středového distančního rámu 2 vruty. Celek je obalen vrstvou zpěňovatelné fólie 2 tak, že je přetažena a sponkami uchyoena v bocích sendvičové výplně.

Claims (6)

1. Sendvičová výplň s vysokou tepelnou odolností, například pro konstrukci požárně dělicích stěn a příček, stropů, uzávěrů, obkladových i obvodových panelů, vyznačená tím, že sestává nejméně ze dvou desek (1) z minerálních nebo skelných vláken, pokrytých nejméně po jedné straně vrstvami zpěňovatelného nátěru (5), popřípadě zpěňovatelné fólie (2), a obrácenými proti sobě, mezi nimiž je umístěn nejméně jeden pevný distanční rám (3) z tepelně izolační hmoty.

2. Sendvičová výplň podle bodu 1, vyznačená tím, že distanční rám (3) je opatřen vrstvou zpěňovatelné fólie (2) nebo zpěňovatelného nátěru (5).

3. Sendvičová výplň podle bodu 1, vyznačená tím, že vnitřní prostor mezi deskami (1) z minerálních nebo skelných vláken pokrytých zpčňovatelnou fólií (2) nebo zpěňovatelným nátěrem (5) v distančním rámu (3) je vyplněn přídavnou izolací (4)..

4* Sendvičové výplň podle bodu 1, vyznačená tím, že povrchové desky (1) z minerálních nebo skleněných vláken jsou opatřeny vrstvou (6) na bázi dřeva o tloušťce 1 až 25 mm.

5. Sendvičová výplň podle bodu 1, vyznačená tím, že sestavený celek výplně je ze všech stran obalen vrstvou zpěňovatelné fólie (2).

6. Sendvičová výplň podle bodu 1, vyznačené tím, že sestavený celek výplně je po celé ploše opatřen ochranným zpěňovatelným nátěrem (5).