CZ11163U1 - Izolační systém pro stavební konstrukce - Google Patents

Description

Izolační systém pro stavební konstrukce

Oblast technikv

Technické řešení se týká izolačního systému pro stavební konstrukce, představující zejména svislé stavební konstrukce s nejméně jednou krajní vrstvou, a/nebo základ stavby tvořený základovou deskou na zhutněné zemině, případně střešní plášť s krajní vrstvou, atp.

Dosavadní stav techniky

Stávající technologie pro zateplování budov jsou jednoúčelové, protože řeší jen zvýšení tepelného odporu pláště budov, bez ohledu na ostatní funkce stavby. Izolanty jsou převážně nalepeny disperzními nebo akrylátovými lepidly, zajištěny polyethylenovými hmoždinkami, přitom izolanty mají na povrchu lepicí malty a stěrku ajsou armovány umělohmotnou sítí. Ve střechách, jsou izolanty vkládány, podle běžných stávajících technologií, mezi dvě fólie, ato parozábranu a difúzní fólii, ajsou uchyceny na krokvích střešní konstrukce tak, aby nenavlhly, a neztratily tepelně izolační schopnost. Fólie chrání izolant před navlhnutím.

Ve vodorovných konstrukcích a základech staveb jsou hydroizolace instalovány v podobě fólií nebo živičných pásů. Zakládají se vertikálně podél základových pásů, s ukončením difúzní lištou umístěnou nad terénem za účelem odvětrání vlhkosti ze základů. Vodorovné izolace zabraňují průsaku vody do podlah a svislých konstrukcí.

Izolace jako takové se dělí na termoizolace a na hydroizolace. Každá z nich je instalována ve stavebních konstrukcích odděleně. Používané materiály pro termoizolaci a pro hydroizolaci mají odlišné vlastnosti. Zatímco hydroizolace jsou nepropustné pro vodu, vodní páru a vzduch, a mají minimální tepelný odpor, jsou termoizolace většinou pro vodní páru a vzduch propustné, nasákavé ajsou zabudovány v konstrukci tak, aby individuálně bránily prostupu tepla nebo vlhkosti.

Nedostatkem těchto stávajících izolací je jejich oddělená funkce v konstrukci staveb, kde působí vždy jedním směrem, takže vzniká nepřirozená bariéra, která se v přírodě nikde nevyskytuje.

U hydroizolaci zabraňuje vodě vstoupit do odizolované části konstrukce, v opačném případě však zabraňuje její odvlhčení.

U termoizolací dochází k trvalému překrytí stavební konstrukce izolantem, který kromě zvýšeného tepelného odporu však vykazuje řadu dalších následujících negativních účinků na stavbu:

- doživotně zastíní stavební konstrukci před solární energií a jejími pozitivními účinky,

- vytváří povrch stavební konstrukce nepropustný pro vzduch a vodní páru, jako např. skleníkový efekt,

- lepicí vrstvy a hmoždinky vytváří tepelné mosty,

- zalepené plochy neumožňují průběžné provádění stavební údržby,

- lepené izolanty jsou nesnadno oddělitelné od ostatní stavební suti a neumožňují čistou recyklaci,

- fólie ve střešních konstrukcích snižují životnost dřevěných částí krovů a dochází tak k vytvoření skleníkového efektu a

- stávající technologie mohou způsobovat vznik plísní převážně v zákoutích a ostěních interiérů.

-1 CZ 11163 Ul

Podstata technického řešení

Uvedené nevýhody se odstraní nebo podstatně omezí u izolačního systému pro stavební konstrukce podle tohoto technického řešení, jehož podstata spočívá v tom, že mezi stavební konstrukcí a izolační vrstvou je vytvořena otevřená a/nebo uzavřená vzduchová mezera, přičemž izolační vrstva je kontaktní s povrchovou vrstvou, vykazující kapilární vzlínavost a prostupnost pro vzduch a vodní páru. Povrchovou vrstvou, vykazující kapilární vzlínavost a prostupnost pro vzduch a vodní páru, je krajní vrstva, případně podlaha na základové desce, což provzdušňuje izolační systém. Vzduchové mezery či vzduchové žlábky jsou otevřeny či uzavřeny na obou svých koncích, nebo mohou být jednostranně otevřeny. Ve vzduchových mezerách či žlábcích dochází k odpařování vlhkosti. Izolační vrstva musí být kontaktní s povrchovou vrstvou, protože schopnost kapilární vzlínavosti povrchové vrstvy převádí vlhkost z izolační vrstvy na vnější povrch této vrstvy, odkud je odpařován. Nebo naopak, v opačném případě tato povrchová vrstva absorbuje vlhkost z okolního prostředí zpět.

Izolační vrstva je vytvořena z materiálu, který je propustný pro vzduch a vodní páru bez schopnosti kapilární vzlínavosti, a tato vrstva nemá schopnost sama absorbovat vlhkost z okolí.

Izolačním prvkem je svislá izolační vrstva či svislá izolační vložka, případně šikmá izolační vrstva, či izolační vrstva se vzduchovými žlábky.

Krajní vrstva je vytvořena z vápenné nebo vápenocementové omítky, je armována výztužnou sítí. Jedná se o přirozenou schopnost přírodního materiálu převádět vlhkost.

Jednotlivé prvky izolačního systému jsou vzájemně spojeny kotvícími prvky, které jsou zapěněny expandovaným plastem. Kotvicí prvky představuje např. kovová síťová rozpěrka, která se po zapěnění stává tepelným izolantem.

Izolační vrstva je vytvořena z recyklovaného expandovaného plastu, což řeší ekologický problém s likvidací organického odpadu, protože umožňuje separaci od ostatních stavebních sutí.

Nejméně jedna vzduchová mezera či vzduchový žlábek jsou situovány v izolační vrstvě, čímž se dále zvyšuje izolační schopnost systému a šetří se i vlastní izolační materiál.

Další izolací může být kovová trapézová komůrková izolace, vhodná pro provzdušnění nadzákladové části stavby. Nahrazuje plné jednoúčelové hydroizolace.

Izolační prvek je současně stavebním prvkem, např. u střešních konstrukcí, u stavebních příček a mezistěn, takže se nahradí nosné a pomocné stavební konstrukce.

Navrhovaný izolační systém řeší izolaci stavebních konstrukcí jako komplexní systém s oběma účinky, tj. termoizolačním a hydroizolačním, současně. Přitom využívá přirozených funkcí osvědčených přírodních materiálů a izolačních schopností expandovaných plastů. Novost izolačního systému podle tohoto technického řešení je založena na skladbě a sortimentu použitých materiálů, jejich vrstvení a vzájemném vztahu.

Materiály jsou podle vlastností sestaveny tak, aby nevytvářely jednostranné izolační bariéry, ale aby byly funkční ve stavbě ve všech směrech s ohledem na zemskou gravitaci.

Skladba materiálu je volena vždy tak, že na površích stavebních konstrukcí musí být vždy materiály přírodní, propustné pro vzduch a vodní páru a se schopností kapilární vzlínavosti. Tyto povrchové vrstvy musí být kontaktní s izolačním podkladem, kteiý je volen s optimálním difúzním odporem.

Za izolační vrstvou je vzduchová mezera či vzduchové žlábky, která je oddělují od stavební konstrukce. Vzduchová mezera zvyšuje termo a hydroizolační účinek izolačního systému a napomáhá optimálnímu provzdušnění konstrukce.

U střešní konstrukce vzniká tato vzduchová mezera mezi šikmou izolační vrstvou a střešním pláštěm, kde dochází k průběžnému provětrání, odpovídající v podstatě tzv. komínovému efektu.

-2CZ 11163 Ul

Jednotlivé vrstvy v izolačním systému se chovají následovně:

- Krajní vrstvy, vnější nebo vnitřní, jsou vždy propustné pro vzduch a vodní páru se schopností přirozené kapilární vzlínavosti. Tyto vrstvy mohou být zhotoveny např. ze dřeva nebo armované minerální omítky.

- Vlastní izolační prvky jsou propustné pro vzduch a vodní páry. S výhodou lze využít jako izolantu expandované plasty a jejich recykláty.

- Vzduchová mezera je vytvořena distancí termoizolaěního expandujícího materiálu v kovové armatuře, např. ve formě zapěněné síťové rozpěrky. Její velikost je úměrná potřebě zvýšení tepelného odporu izolačního systému nebo vyrovnání povrchu konstrukce stavby.

- Vlastní izolační konstrukce může být zhotovena zjakéhokoliv materiálu, který funkčně odpovídá účelu použití pro konkrétní stavbu.

Přehled obrázků na výkresech

Technické řešení je dále podrobně popsáno na příkladech provedení, pro objasnění schematicky znázorněných na připojených výkresech, z nichž představuje, ve svislém řezu obr. 1 izolovanou stavební konstrukci s dvěma otevřenými vzduchovými mezerami, obr. 2 izolovanou stavební konstrukci s uzavřenou vzduchovou mezerou, a v axonometrickém pohledu s částečnými řezy znázorňuje obr. 3 izolace nerovných povrchů stavební konstrukce, obr. 4 izolaci základové stavební konstrukce a obr. 5 svislý řez izolací střešní konstrukce.

Příklady provedení

Příklad 1 (Obr. 1)

Stavební konstrukce I je ze strany interiéru opatřena vnitřní krajní vrstvou 2 kapilárně vzlínavou kupř. z minerální omítky z vápenné nebo vápenocementové omítky, vyztužené výztužnou sítí 3, vytvořené např. kovovou sítí s plastovými napěněnými čočkami. Z vnější strany stavební konstrukce I je pomocí kotvicích prvků 4, zapěněného expandovaným plastem, uchycena svislá izolační vrstva 5, která je propustná pro vzduch a vodní páry. Izolační vrstva 5 je zhotovena např. z recyklovaného expandovaného plastu. Mezi stavební konstrukcí 1 a svislou izolační vrstvou 5 je vytvořena vzduchová mezera 6, která odvětrává stavební konstrukci i- Svislá izolační vrstva 5 představuje sendvič, sestávají ze dvou samostatných izolačních desek, mezi nimiž je vytvořena další svislá vzduchová mezera 6. Na svislé izolační vrstvě 5 je uchycena vnější krajní vrstva 7. Sendvič izolační vrstvy 5 z expandovaného plastu nebo jeho recyklátu je propustný pro vzduch a vodní páry.

Tento izolační systém pracuje následovně:

Obě krajní vrstvy 1, 7 průběžně absorbují vlhkost pro zachování svého přirozeného stavu. Tato absorpce je závislá na teplotě a vlhkosti prostředí, tj. vzduchu. Touto funkcí se zajišťuje jednak neustálý pohyb okolního vzduchu ajednak vodní páry v otevřené svislé vzduchové mezeře 6, jejich samočištění aodvlhčení. Tím se ozdravuje prostředí jak v interiérech, tak v exteriérech.

V případě nedostatku vlhkosti ze vzduchu odebírají krajní vrstvy 2, 7 vlhkost ze stavební konstrukce i, ze svislé izolační vrstvy 5 a z obou otevřených vzduchových mezer 6. Ve svislých vzduchových mezerách 6 se vzduch zvlhčuje odpařováním ze stavební konstrukce 1, přes svislou

-3 CZ 11163 Ul vzduchovou mezeru 6 vzniklým komínovým efektem. Dochází tak k průběžnému odvlhčování celé izolační sestavy, ale také zpětně kjejímu optimálnímu zavlhčování.

Svislá vzduchová mezera 6 je vrstvou s vysokým izolačním a dilatačním účinkem. Při otevřené vzduchové mezeře 6 však dochází k intenzivnímu proudění vzduchu v ní, kteiý snižuje tepelně izolační odpor sestavy. Tento izolační systém s otevřenými vzduchovými mezerami 6 je vhodný pro zavlhlé stavební konstrukce či mokré stavby, kde sice dochází ke snížení tepelného odporu, ale na druhé straně intenzivní proudění způsobuje rychlejší odvlhčování a vysoušení stavební konstrukce L

Kotvicí prvek 4 zapěněný expandovaným plastem umožňuje mezi stavební konstrukcí i a svislou io izolační vrstvou 5 vytvoření vhodné otevřené vzduchové mezery 6. Zapěněním kotvícího prvku 4 - jsou vytvořeny nosné a distanční terče z expandovaného plastu, které po expanzi odstraňují tepelné mosty a dilatují svisle uchycenou izolační vrstvu 5.

Otevřená vzduchová mezera 6 jako taková zvyšuje odpařovací a větrací schopnost celého izolačního systému.

Šipky ve vzduchové mezeře 6 na obr. 1 znázorňují směr proudění vzduchu.

Šipky příčně vedené skrz izolační systém na obr. 1 znázorňují směr pohybu vzduchu a vodních par, způsobený přirozenou kapilární vzlínavostí krajních vrstev 2, 7.

Příklad 2 (Obr. 2)

Stavební konstrukce I v tomto příkladném provedení je shodná s předchozím příkladným provedením, s tím rozdílem, že obsahuje jednu svislou vzduchovou mezeru 6, která je na obou koncích uzavřena uzavíracím prvkem 8, např. zátkou, klapkou atp. Uzavřením vzduchové mezery 6 uzavíracím prvkem 8 dochází k omezení proudění vzduchu v této mezeře 6, což umožňuje zvýšení tepelného odporu a termoizolační schopnosti celého izolačního systému. Toto řešení je vhodné pro suché stavby, kde šetří izolační materiál, který je v tomto případě nahrazován uzavřenou vzduchovou izolací v uzavřené vzduchové mezeře 6.

Svislá vzduchová mezera 6 může být otevřena jednostranně v případě požadavku na pozvolné odvětrávání stavební konstrukce JL

Šipky ve vzduchové mezeře 6 na obr. 2 znázorňují částečnou cirkulaci vzduchu, závislou výšce svislé vzduchové mezery 6 a teplotě vzduchu.

Šipky příčně vedené skrz izolační systém na obr. 2 znázorňují směr pohybu vzduchu a vodních par vlivem přirozené kapilární vzlínavostí krajních vrstev 2, 7.

Příklad 3 (Obr. 3)

Izolace nerovných povrchů stavební konstrukce I v tomto konkrétním provedení sestává ze svislé stavební konstrukce I s jedním jednostranně nerovným povrchem. Do stavební konstrukce 1 jsou z obou jejích vnějších stran pomocí kotvicích prvků 4, uchyceny svisle orientované izolační vrstvy 5, odděleny od stavební konstrukce i otevřenými vzduchovými mezerami 6, v podstatě svisle situovanými. Na obou svislých izolačních vrstvách 5 jsou uchyceny krajní vrstvy 2, 7, armované výztužnými sítěmi 3. Izolační stavební systém pracuje obdobně dle příkladu provedení I tohoto technického řešení s tím, že je určen pro nerovné a poškozené povrchy stavebních konstrukcí 1, např. při zvětrání povrchu zdi a omítek. Systém je vhodný pro rekonstrukce při nichž je zvýšený požadavek na vysoký tepelný odpor a kvalitu úpravy povrchu stavební konstrukce 1.

-4CZ 11163 Ul

Příklad 4 (Obr. 4)

V tomto příkladném provedení je uvedena izolace vodorovného základu stavby, s napojením na vertikální stavební konstrukci I. Vertikální stavební konstrukce i je zcela shodná s již popsaným příkladným provedením podle příkladu I tohoto technického řešení, včetně její popsané funkce.

Svislá stavební konstrukce I je uložena přes kovovou trapézovou komůrkovou izolaci 9 na základové betonové desce 10 včetně patek. Mezi základovou deskou 10 a zhutněnou zeminou Π. je horizontálně uložena izolační vrstva 12 zhotovená z recyklovaných expandovaných plastů, s předem vytvořenými průchozími vzduchovými žlábky 13. Obdobná vodorovně situovaná ío izolační vrstva 12 se vzduchovými žlábky 13 je uložena příčně na základové desce 10 pod vodorovnou podlahu 14.

Mezi svislou stavební konstrukcí 1 a podlahou 14 se spodní izolační vrstvou 12 je svisle uchycena svislá dilatační izolační vložka 15, oddělená dilatační vzduchovou mezerou 16 od svislé stavební konstrukce 1.

Propojení všech prvků izolačního systému na základ stavby je provedeno pomocí kotvicích prvků 4, včetně zapěnění expandovanými plasty.

Izolační systém základu stavby je řešen tak, že izolační vrstvy 12, se žlábky 13 jsou přímo uloženy na zhutněnou zeminu 11 a základovou desku 10 zafixováním obdobně jako izolační vrstvy 5 ve svislé konstrukci 1 a následně opatřeny podlahou 14 s funkcí kapilární vzlínavosti.

Vlhkost v zemině 11, pokud není tlaková, nevzlíná do izolační vrstvy 12 se žlábky 13. Podlaha s kapilární vzlínavosti udržuje svůj normální stav absorpcí vzdušné vlhkosti, následně pak absorbuje vlhkost přes izolační vrstvu 12 se žlábky 13. základové desky 10, a zeminy 11. Při tlaku zemní vlhkosti a působení vody jako živlu, dojde k průsaku přes celý základ stavby systém až do interiéru. Poklesem tlaku vody se však stav přirozenou funkcí této sestavy vyrovná a základ stavby se sám odvlhčí.

Kovová trapézová komůrková izolace 9 může nahradit běžnou hydroizolaci např. z asfaltových pásů, a v tomto je napojena na vzduchové žlábky 13 izolační vrstvy 12.

Kovová trapézová komůrková izolace 9 a vzduchové žlábky 13 odvádí kromě vlhkosti také případné radonové plyny a jiné škodlivé plyny.

Příklad 5 (Obr. 5)

Toto příkladné provedení představuje stavební izolační systém aplikovaný ve střešních konstrukcích s dřevěnými krokvemi.

Mezi neznázorněnými dřevěnými krokvemi je uložena šikmá izolační vrstva 17, která je 35 uchycena pomocí latí 18 na dřevěné krokve. Na spodním povrchu šikmé izolační vrstvy 17 je uchycena vnitřní krajní vrstva 2 armovaná výztužnou sítí 3. Mezi horním povrchem šikmé izolační vrstvy 17 a střešním pláštěm 19 je vytvořena šikmá vzduchová mezera 20.

V tomto příkladném provedení je šikmá izolační vrstva T7 stavebním samonosným prvkem střešní konstrukce.

Šikmá vzduchová mezera 20 je zobou stran otevřená, takže je permanentně odvětrávaná, a nahrazuje tak používané difúzní fólie.

Vnější krajní vrstva 2 svou kapilární vzlínavosti nevyžaduje běžně používané parozábrany. Je schopna samostatně absorbovat vodní páry a omezit jejich kondenzaci na svém povrchu.

Šipky ve vzduchové mezeře 6 na obr. 5 znázorňují směr proudění vzduchu v šikmé vzduchové 45 mezeře 20.

-5 CZ 11163 Ul

Šipky příčně vedené skrz střešní izolační systém na obr. 5 znázorňují směr pohybu vzduchu a vodních par vlivem přirozené kapilární vzlínavostí vnitřní krajní vrstvy 2.

Příklady provedení neomezují další možnosti a kombinace provedení v rámci myšlenky rozsahu patentových nároků tohoto technického řešení.

Průmyslová využitelnost

Izolační systém je vhodný všude tam, kde jsou zvýšené na dokonalé provedení izolací staveb, hlavně pak na rekonstrukce poškozených a zavlhlých objektů a zvětralé povrchy zdí panelových domů. Aplikace vodorovných izolačních systémů jsou vhodné pro stavby a opravy rodinných domků a jiných zejména obytných objektů.

Claims (9)

1. ío NÁROKY NA OCHRANU

   1. Izolační systém pro stavební konstrukce, představující zejména svislé stavební konstrukce (1) s nejméně jednou krajní vrstvou (2, 7), a/nebo základ stavby tvořený základovou deskou (10) na zhutněné zemině (11), případně střešní plášť (19) s krajní vrstvou (2), vyznačující se tím, že mezi stavební konstrukcí a izolační vrstvou (5, 12, 15, 17) je vytvořena otevřená

   15 a/nebo uzavřená vzduchová mezera (6, 16, 20), přičemž izolační vrstva (5, 12, 15, 17) je kontaktní s povrchovou vrstvou, vykazující kapilární vzlínavost a prostupnost pro vzduch a vodní páru.
2. 2. Izolační systém podle nároku 1, vyznačující se tím, že povrchovou vrstvou, vykazující kapilární vzlínavost a prostupnost pro vzduch a vodní páru, je krajní vrstva (2, 7),

   20 případně podlaha (14) na základové desce (10).
3. 3. Izolační systém podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že izolační vrstva (5, 12, 15, 17) je vytvořena z materiálu, který je propustný pro vzduch a vodní páru bez schopnosti kapilární vzlínavostí.
4. 4. Izolační systém podle nároků 1 až 3 jednotlivě nebo v kombinaci, vyznačující se

   25 tím, že krajní vrstva (2, 7) je vytvořena z vápenné nebo vápenocementové omítky aje armována výztužnou sítí (3).
5. 5. Izolační systém podle nároků 1 až 4 jednotlivě nebo v kombinaci, vyznačující se tím, že jednotlivé prvky izolačního systému jsou vzájemně spojeny kotvícími prvky (4), které jsou zapěněny expandovaným plastem.

   30
6. 6. Izolační systém podle nároků 1 až 5 jednotlivě nebo v kombinaci, vyznačující se tím, že izolační vrstva (5, 12, 15,17) je vytvořena z recyklovaného expandovaného plastu.
7. 7. Izolační systém podle nároků 1 až 6 jednotlivě nebo v kombinaci, vyznačující se tím, že nejméně jedna vzduchová mezera (6, 16, 20) či nejméně jeden vzduchový žlábek (13) jsou situovány v izolační vrstvě (5, 12, 15, 17).

   35
8. 8. Izolační systém podle nároků 1 až 7 jednotlivě nebo v kombinaci, vyznačující se tím, že další izolací je kovová trapézová komůrková izolace (9).
9. 9. Izolační systém podle nároků 1 až 8 jednotlivě nebo v kombinaci, vyznačující se tím, že izolační vrstva (17) je současně stavebním prvkem.