CZ20004743A3 - Izolační systém pro stavební konstrukce - Google Patents

Description

Izolační systém pro stavební konstrukce

Oblast techniky >

Vynález se týká izolačního systému pro stavební konstrukce s krajními vrstvami, případně pro stavební konstrukce jakožto základ stavby tvořený základovou deskou na zhutněné zemině, nebo pro střešní konstrukce, 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 hmožděnkami, přitom izolanty mají na povrchu lepící malty a stěrku a jsou armovány umělohmotnou sítí. Ve střechách, jsou izolanty vkládány, podle běžných stávajících technologií, mezi dvě fólie, a to parozábranu a difuzní fólii, a jsou 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 a jsou 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 hydroizolací 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 :

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

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

- lepící 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.

Podstata vynálezu

Uvedené nevýhody se odstraní nebo podstatně omezí u izolačního systému pro stavební konstrukce podle tohoto vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že mezi stavební konstrukcí či střešním pláštěm a izolační vrstvou, která je kontaktní s krajní vrstvou, je vytvořena otevřená a/nebo žlábek. Vzduchové mezery uzavřeny na obou svých uzavřená vzduchová mezera či vzduchový či vzduchové žlábky jsou otevřeny či koncích, nebo mohou být jednostranně otevřeny. Ve vzduchových mezerách či žlábcích dochází k odpařování vlhkosti. Izolační vrstva musí být kontaktní s krajní vrstvou, protože schopnost kapilární vzlínavosti krajní vrstvy převádí vlhkost z izolační vrstvy na vnější povrch krajní vrstvy, odkud je odpařován. Nebo naopak, v opačném případě krajní vrstva absorbuje vlhkost z okolního prostředí zpět.

A * · · - - * · a ·«···« ·»<►»»·· ·♦

Každá krajní vrstva, případně podlaha je vytvořena z materiálu s kapilární vzlínavostí a prostupností pro vzduch a vodní páru, což provzdušňuje izolační systém.

Izolační vrstva je vytvořena z materiálu, který je propustný pro vzduch a vodní páru bez schopnosti kapilární vzlínavostí, 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, t.j. termoizolačním a hydroizolačním, současně. Přitom využívá přirozených funkcí osvědčených přírodních materiálů a izolačních schopností expandovaných plastů. Novost izolačního systému podle tohoto vynálezu je založena na skladbě a sortimentu použitých materiálů, jejich Vrstvení a vzájemném vztahu.

ttit 9.9 * • ···* ·

♦ • · · · · · •'ιι >

0- 0

0' 0

0'

0'

0'

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, který 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 t. zv. komínovému efektu.

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 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 termoizolačního expandujícího materiálu v kovové armatuře, např. ve formě zapěněné sítové rozpěrky. Její velikost je úměrná potřebě zvýšení tepelného odporu izolačního systému nebo vyrovnání povrchu konstrukce stavby.

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

Přehled obrázků na výkresech

Vynález je dále podrobně popsán 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 axonometrickémm 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 1 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 1 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 l a svislou izolační vrstvou 5 je vytvořena vzduchová mezera 6, která odvětrává stavební konstrukci 1. 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 :

Obé krajní vrstvy 1, 7 průběžně absorbují vlhkost pro zachování ···?

9' <<

9. 9 9 9 • · svého přirozeného stavu, a vlhkosti prostředí, t.j. neustálý pohyb okolního

Tato absorpce je závislá na teplotě vzduchu. Touto funkcí se zajištuje jednak vzduchu a jednak vodní páry v otevřené svislé vzduchové mezeře 6, jejich samóčištění a odvlhčení. 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 1, 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 vzduchovou mezeru 6 vzniklým komínovým efektem. Dochází tak k průběžnému odvlhčování celé izolační sestavy, ale také zpětně k jejímu 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, který 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 1.

Kotvicí prvek 4 zapěněný expandovaným plastem umožňuje mezi izolační vrstvou 5 vytvoření vhodné Zapěněním kotvícího prvku 4 jsou vytvořeny nosné a distanční terče s 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.

stavební konstrukcí 1 a svislou otevřené vzduchové mezery 6.

f

91 * · 9

9 ♦

9 ·

• 9 ·

.·· 99··

Příklad 2 (Obr. 2)

Stavební konstrukce 1 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 1.

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 1 v tomto konkrétním provedení sestává ze svislé stavební konstrukce 1 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 1 otevřenými vzduchovými mezerami 6, v podstatě svisle situovanými. Na obou svislých izolačních vrstvách 5 jsou uchyceny krajní vrstvy 2, 7, armované výztužnými sítěmi 2. Tento izolační stavební systém pracuje obdobně dle příkladu provedení 1 tohoto vynálezu 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.

»« *4 >

» 4 4.1

Příklad 4 (Obr. 4)

V tomto příkladném provedeni je uvedena izolace vodorovného základu stavby, s napojením na vertikální stavební konstrukci 1. Vertikální stavební konstrukce 1 je zcela shodná s již popsaným příkladným provedením podle příkladu 1 tohoto vynálezu, včetně její popsané funkce.

Svislá stavební konstrukce 1 je uložena přes kovovou trapézovou komůrkovou izolaci 9 na základové betonové desce 10 včetně patek. Mezi základovou deskou 10 a zhutněnou zeminou 11 je horizontálně uložena izolační vrstva 12 zhotovená z recyklovaných expandovaných plastů, s předem vytvořenými průchozími vzduchovými žlábky 13. Obdobná vodorovně situovaná 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 14 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.

99*9

9 9.

• 9 »· ·· <999

9 9 9 9 φ'φ· 9 9 9

9 9 9 9

9.9 9 9 9 9 9

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

Příklad5 (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 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 17 stavebním samonosným prvkem střešní konstrukce.

Šikmá vzduchová mezera 20 je z obou stran otevřená, takže je permanentně odvětrávaná, a nahrazuje tak používané difuzní fólie.

Vnější krajní vrstva 2 svou kapilární vzlínávostí 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 mezeře 20.

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

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

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.

1.Izolační systém pro stavební konstrukce (1) s nejméně jednou krajní vrstvou (2,7), pro základ stavby tvořený základovou deskou (10) na zhutněné zemině (11), případně pro střešní plášť (19), atp. ,

Claims (9)

1. PATE

   NÁROKY «Φ·· • ·· « « · · • · * φ • · · · >· ·· tím, že mezi stavební konstrukcí (19) a izolační vrstvou (5, 12, 15, která je kontaktní s krajní vrstvou (2, 7), je vytvořena vyznačující se (1, 10) či střešním pláštěm

   17, otevřená a/nebo žlábek (13).

   uzavřená vzduchová mezera (6, 16, 20) či vzduchový
2. 2.Izolační systém podle nároku 1,vyznačující se tím, že každá krajní vrstva (2, 7), případně podlaha (14) je vytvořena z materiálu s kapilární vzlínavostí a prostupností pro vzduch a vodní páru.
3. 3.Izolační systém podle nároku 1 nebo 2, vyznačuj ící se t í m, že izolační vrstva (5, 12, 15, 17) je vytvořena z materiálu, který je propustný pro vzduch á vodní páru bez schopnosti kapilární vzlínavostí.
4. 4.Izolační systém podle nároků 1 až 3 jednotlivě nebó v kombinaci, vyznačující se tím, že krajní vrstva (2, 7) je vytvořena z vápenné nebo vápenócementové omítky a je armována výztužnou sítí (3) .
5. 5.Izolační systém podle nároků 1 až 4 jednotlivě nebo v kombinaci, vyznačující se tím, že jednotlivé prvky (1, 2, 5,

   7, 10, 12, 14, 17) izolačního systému jsou vzájemně spojeny kotvícími prvky (4 ), které jsou zapěněny expandovaným plastem.
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 nároku 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).
8. 8.Izolační systém podle nároku 1 až 7 jednotlivě nebo v kombinaci, vyznačující se tím, že další izolací je kovová trapézová komůrková izolace (9).
9. 9.Izolační systém podle nároku 1 až 8 jednotlivě nebo v kombinaci, vyznačující se tím, že izolační vrstva (17) je současně stavebním prvkem.