FI79378C - Byggblock. - Google Patents

Description

1 79378 >

Rakennuselementti Tämä keksintö kohdistuu rakennuselementtiin ja tarkemmin sanoen yksikappaleieeen rakennuselementtiin, joka pakeuussuun-nassa käsittää kaksi vierekkäistä eri osaa, joista ensimmäinen osa on kantava, sisältää ontelolta ja on tehty kevytbetonista, ja toinen osa on eristävä ja umpimateriaalia, jolloin kantavan osan paksuus on suurempi kuin eristävän osan paksuus.

Ennestään tunnetaan rakennueelementtejä tai -tiiliä, esim. sementistä tehtyjä, jotka ainakin toiselta pinnaltaan on peitetty eristekerrokeella. Tämän eristekerroksen voi muodostaa eristemateriaalirouhe, kuten sementtilaaetiin sekoitettu korkki, niin kuin on esitetty FR-patentissa 2 237 018, tai vaahto-betoni, kuten on kuvattu BE-patentissa 480 990. Sellaisilla elementeillä ei kuitenkaan ole mahdollista saavuttaa lämmön-8iirtokerrointa k, joka on tarpeeksi matala tyydyttääkseen rakennuksen todellisia eristystarpeita. Itse asiassa liian suuri eristekerroksen lisäys olisi haitallista betonielementille ja johtaisi sen heikentymiseen, jolloin sitä ei enää siitä syystä voisi käyttää kantavien seinien muodostamiseen.

Siitä syystä tämän keksinnön tarkoituksena on aikaansaada edellä kuvatun kaltainen rakennuselementti, joka poistaa edellä mainitun haitan, te. jota voidaan käyttää kantavana elementtinä, ja jonka lämmönsiirtokerroin k on matalampi kuin tekniikan tason mukaisten tunnettujen elementtien.

Keksinnön mukaiselle rakennuselementi1le, jolla päästään yllä mainittuun päämäärään, on tunnusomaista se, että kantavan osan 2 puristus lujuus on välillä 25-175 kg/cm ja näennäistiheys on 3 välillä 900-1250 kg/m ; että tässä kantavassa osassa on pitkänomaisia sy1interimäisiä ontelolta, jotka sijaitsevat korkeussuunnassa, ovat pitkänomaisia leveyssuunnassa ja on järjestetty paksuussuunnassa vuorotteleviin riveihin, jolloin 2 79378 ontelot muodostavat noin 25 * kantavan osan tilavuudesta; että toinen eristävä osa on tehty sementtipohjäisestä hydraulisesta sideaineesta, ensimmäisestä synteettisestä hartsista ja paisutetusta mineraalitäyteaineeeta, jolloin sen näennäistiheys 3 on enintään 270 kg/m , ja että kantava osa ja eristävä osa on liitetty toisiinsa pitkin tasoa, joka on oleellisesti kohtisuorassa mainittua paksuussuuntaa vastaan.

Sopivimmin ensimmäinen kantava osa on tehty kevytbetonista, mahdollisesti synteettisestä hartsista, itse betonin ollessa tehty normaalista sementistä, joka sitoo kevyttä materiaalia, kuten masuunikuonaa, hohkakiveä, murskattua terrakottaa, kevytsoraa, troonaa tai savi 1iusketta, poteolaania, jne. Tämän materiaalin valinta riippuu rakennuselementi1le halutuista ominaisuuksista; esim. paisutettua kuonaa käytetään mieluiten, jotta saataisiin elementti, jonka puristuslujuus on suuri 2 3 (n. 165 kg/cm , näennäistiheyden ollessa n. 1250 kg/m ), kun taas hohkakiveä käytetään mieluiten, jotta saataisiin elementti, jonka eristeominaisuudet ovat paremmat, mutta puris- tuslujuus alhaisempi <n. 40 kg/cm , näennäistiheyden ollessa 3 1000 kg/m ).

Mitä tulee toiseen, eristävään osaan, se on mieluiten tehty hydraulisesta sideaineesta, esim. sementistä, ja synteettisestä hartsista, joka sulkee sisäänsä kivennäistäyteainevaah-don, esim. paisutettuja tai huokoisia lasipalloja, vermikuliittia, polyuretaanirouhetta, paisutettua kiillettä tai po-lystyreenivaahtoa, puulaatuja, jne.

Liitteenä olevat piirustukset kuvaavat keksintöä kaaviomai-sesti ja esimerkkien avulla.

Kuva 1 on perspektiivikuva keksinnön mukaisesta rakennusele-mentistä päältäpäin.

Kuva 2 on tasokuva kuvan 1 mukaisesta elementistä altapäin ja kuva 3 on leikkauskuva pitkin kuvan 2 linjaa III-III.

3 79378

Kuva 4 on tasokuva päältäpäin kahden keksinnönmukaisen elementin välisen sisäkulman toteutuksesta.

Kuva 5 on tasokuva kulmaelementistä päältäpäin, ja kuva 6 on tasokuva kulmaelementistä altapäin.

Kuva 7 on käyrä, joka esittää lämmön siirtymistä (lämpötilan suhde paksuuteen) läpi seinän, joka on tehty keksinnönmukai-sella elementillä.

Viitaten ensin kuviin 1-3» kuvattu rakennuselementti on tyyppiä "parpaing" ja käsittää kevytbetonista tehdyn ylläkuvatun kaltaisen kantavan osan 1, ja eristävän osan 2, joka on myös tehty aiemmin kuvatulla tavalla. Eristävän osan 2 paksuus muodostaa mieluiten ainakin 40$ elementin kokonaispaksuudesta, mutta pysyy pienempänä kuin kantavan osan paksuus.

Kantavassa osassa 1 on umpinaisia, lieriömäisiä ontelolta, joiden poikkileikkaukset vastaavasti ovat muodoltaan pitkänomaisia kouruja, päätyjen 3 ollessa pyöristetyt, kulmiltaan 3' pyöristettyjä suorakulmioita, ympyröitä 3"» jne. Mieluiten nämä eri ontelot sijaitsevat kuvassa 2 esitetyllä tavalla, ts. vuorottaisissa riveissä osan 1 paksuudelta sillä tavoin, että lämmön siirtymiselle syntyy paras mahdollinen vastus. Onteloi-den 3, 3» 3~ tilavuus vastaa suunnilleen 25$ kantavan osan kokonaistilavuudesta .

Edelleen kummassakin, sekä kantavassa osassa 1 että eriste-osassa 2 on kytkentäurat 4» 3» jotka varmistavat rakennusele-menttien paremman päällekkäinpinoutumisen.

"Sisäkulman" eräs toteutustapa on kaaviomaisesti kuvattu tasossa kuvassa 4, mainitun kulman käsittäessä kaksi elementtiä A ja B, jotka molemmat muodostuvat kantavasta osasta 1 ja eris-teosasta 2, 2\ elementin B eristävä osa 2'ei ulotu elementin toisella sivulla sen päähän asti. Kahden elementin A ja B välinen kulmaliitos muodostetaan kulmatuella 6, jossa on osa 6'f joka ottaa elementin B eristekerroksen 2'puuttuvan osan paikan.

4 79378

Lopuksi kuviin 5 ja 6 viitaten esitetään Mulkokulma"elementti, jonka muodostaa olennaisesti suorakulmion muotoinen kantava osa 7, ja eristeosa 8, joka reunustaa mainittua kantavaa osaa kahdella vierekkäisellä sivulla. Kuten yksinkertaisenkin elementin kyseessä ollen, kantavassa osassa 7 on umpinaisia ontelolta 3, 3\ 3" ja kytkentäurat 9* 9» kun taas eristeosassa 8 on myös kytkentäurat 10.

Yllä esimerkkien avulla kuvatun keksinnönmukaisen rakennusele-mentin lämmönsiirtokerroin k on matalampi kuin n. 0.35 W/mK (1 W/mK=0.860 kcal/mh°C); esim. kun kantavan osan pohjana on

O

paisutettu kuona (tiheys 1250 kg/m ), saadaan kertoimeksi k 0.3; kun taas silloin kun kantavan osan perustana on hohkaki-vi, valmiin elementin kerroin k on noin 0.25. Tuollaiset arvot ovat aivan sopivia seinän rakentamiseen keksinnönmukaisia rakennuselementtejä käyttäen, elementtien lämmönsiirtokertoi-men k ollessa yhtäsuuri tai pienempi kuin 0.4- (lukien mukaan sisäpuoliset ja ulkopuoliset rappaukset samoinkuin saumat).

Esimerkin avulla esitetään nyt alla 38.5 cm kokonaispaksuu- 2 deltaan olevan seinän 1 m :n lämmönsiirto-ominaisuudet, seinän ollessa tehty keksinnönmukaisista elementeistä, joiden paksuus on 35 cm, ja seinä käsittää seuraavat osat ulkopuolelta sisälle päin, samoinkuin 5 vaakasaumaa: - ulkopuolinen rappaus: 2 cm (Λ=0·87 W/mK) - keksinnönraukainen elementti: ‘eristävä kerros käsittäen huokoisia lasipalloja: 15 cm (Λ=0.078 W/mK), kts. seuraava "painolaskelma".

Materiaali "SILIPERL", Λ =0.075 W/mK, ei kestä alkalia, minkä vuoksi olemme ottaneet huomioon "painolaskelmassa" vain alkalia kestävän "DENNERT" materiaalin EMPA testin n:o 48 374/1 mukaan, materiaalin A =0.078 W/mK.

‘kantava osa, jonka perusosana on paisutettuja kuonapallo-ja: 20 cm (¾ =0.30 W/mK).

- sisärappaus: 1.5 cm ( Λ =0.70 W/mK) 5 79378

Yllä kuvatussa esimerkissä itse elementillä on lämmönsiirto-kerroin k=0.386. Seinän eri osien rakenne on seuraava: a) Keksinnön mukainen elementti - kantava osa (20 cm paksu) paisutettuja masuunikuonapalloja (GALEX-tyyppinen) 0/3 mm 5.168 kg 4/10 mm 11.320 kg

Tavanomaista Portland sementtiä 4.200 kg »Synteettistä hartsia 0,378 kg - yht. 0,30 1,260 kg ^ yhteensä 22.326 kg

Kerroin vesi/sementti ( ) on tunnettu ja tavanomainen, jollaista käytetään sementtiteollisuudessa.

- eristävä osa (15 cm paksu)

Huokoisia, alkyyleja kestäviä lasipalloja (3/12 mm) 3,440 kg

Erikoissementtiä 1,000 kg »Synteettistä hartsia 4,440 kg 0,360 kg | yht. 0,57 0,390 kg yhteensä 5,190 kg » Synteettiset hartsit ovat akryylihartseja, esim. "UCECRYL"-tyyppisiä (firman UCB), "D 510" ja "B 500" (firmojen ROEHM ja HAAS) jne.

b) Eristävät laastisaumat "GALEX" 0/4 mm 18,360 kg "GALEX" 0/2 mm (valmiiksi murskattua) 6,600 kg

Tavanomaista Portland sementtiä 3,600 kg I 0,80 2,160 kg yhteensä 30,720 kg 6 79378

Seuraavassa taulukossa EMPA-standardien mukaiset painolas-kelmat lämmön siirtymiselle on esitetty yllä kuvatulle seinälle lämpötilaeron kylmän ulkopinnan (-10 C) ja lämpimän sisäpinnan (+20°C) välillä ollessa 30°.

Taulukko k:n laskemiseksi: valmiin 38,5 cm paksun seinän k_0,36_ 1,028 W/K eristävän muurauslaastin, jossa ^ °,3$ paisutettuja kuonapalloja

Ulkoinen lämmönsiirtymä (EMPA-standardien

mukaan) 25 ' °'°43 W/K

Ulkopuolinen tavanomainen rappaus 2 cm 0,02 _ q,023 W/K

0,87

Sisäpuolinen tavanomainen rappaus 1,5 cm 0,015 ^ o,021 W/K

0,70

Sisäpuolinen lämmönsiirtymä (EMPA-standardien mukaan) -g- =0,125 W/K

Vaakasuorien ja pystysuorien saumojen

yhteisarvo R = 1,24.0 W/K

Vaakasuorien ja pystysuorien saumojen 1

. Ϊ· i/ö k = 0.806 W/m2K

k-arvo 1,240

Lopputulos: 92.5 % 38,5 cm paksun valmiin seinän k-arvosta (0,36) k = 0,333 W/m2K

+ 7,5 % saumojen k-arvosta (0.806)

k = 0,060 W/m2K

100$:sen valmiin, 38,5 cm paksun seinän, jossa on mukana saumat

K (yhteisarvo) =0,393 W/m2K

7 79378

Saatua lopullista k-arvoa 0,393 W/m2K voitaisiin vielä kasvattaa käyttämällä eristäviä päällysteitä normaalien rappauksien päällä tai niiden sijasta.

Lopuksi kuvan 7 käyrä esittää esimerkin avulla kuvatun seinän lämpötilakäyrää seinän paksuussuuntaan, ulkoa sisällepäin. Tässä käyrässä ei ole mainittu EMPA-standardin mukaista sisäpuolista siirtymää 1/8 = 1,3°K.

Edelleen, keksinnönmukaisten rakennuselementtien erittäin alhaisen lämmönsiirtokertoimen ansiosta mainituista elementeistä tehdyssä seinässä on suurempi kuin 14- tunnin vaihesiirty-mä. Vaihesiirtymällä tarkoitetaan tässä ulkoa tulevan kylmyyden (tai kuumuuden) sisääntunkeutumishetken ja huoneen sisällä huomattavan lämpötilamuutoksen välistä aikaa; tämän ajanjakson tulisi olla, jos mahdollista, suurempi kuin 10-12 tuntia, jotta tämän vaihe-eron (tai lämpötilaeron) vaikutukset eivät välity seinän toiselle puolelle (sisäpuolelle) ennen sitä hetkeä, jolloin nämä vaikutukset ulkopuolelta ovat merkittävästi vähentyneet tai kadonneet.

Lopuksi, elementin kantavaan osaan tehtyjen suljettujen onte-loiden muotoa tai kokoa ei rajoiteta; on kuitenkin osoittautunut, että esimerkin kuvassa 2 esitetyt muodot olivat sellaisia, jotka aikaansaivat parhaan lämmönsiirtovastuksen.

Claims (9)

1. Ykeikappaleinen rakennueelementti, joka paksuussuun-naeea käsittää kaksi vierekkäistä eri osaa <1, 2), joista ensimmäinen osa <1) on kantava, sisältää ontelolta <3, 3', 3") ja on tehty kevytbetonista, ja toinen osa <2> on eristävä ja umpimateriaalia, jolloin kantavan osan paksuus on suurempi kuin eristävän osan paksuus, tunnettu siitä, että kantavan osan <1) puristua lujuus on välillä 25-175 kg/cm ja näennäis- 3 tiheys on välillä 900-1250 kg/m ; että tässä kantavassa osassa on pitkänomaisia sylinterimäisiä ontelolta <3, 3', 3”), jotka sijaitsevat korkeussuunnassa, ovat pitkänomaisia leveyssuunnassa ja on järjestetty paksuussuunnasea vuorotteleviin riveihin, jolloin ontelot muodostavat noin 25 * kantavan osan tilavuudesta; että toinen eristävä osa (2) on tehty sementti-pohjaisesta hydraulisesta sideaineesta, ensimmäisestä synteettisestä hartsista ja paisutetusta mineraalitäyteaineesta, 3 jolloin sen näennäistiheya on enintään 270 kg/m , ja että kantava osa (1) ja eristävä osa (2) on liitetty toisiinsa pitkin tasoa, joka on oleelliset! kohtisuorassa mainittua paksuussuuntaa vastaan.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen rakennueelementti, tunnettu siitä, että kantava osa (1) sisältää toista synteettistä hartsia sekoitettuna kyseiseen kevytbetoniin.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen rakennueelementti, tunnettu siitä, että ensimmäinen ja toinen synteettinen hartsi ovat akryylihartseja.

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen rakennueelementti, tunnettu siitä, että kevytbetoni sisältää hydraulisena sideaineena materiaalin, joka on joko masuunikuonaa, hohkakiveä, murskattua terrakottaa, kevytsoraa, saviliusketta tai poteo-laania. 9 79378

5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen rakennuselementti, tunnettu siitä, että paisutettu mineraalitäyteaine on joko huokoisia lasipalloja, vermikuliittia, polyuretaanirouhetta, kiillettä, polystyreenivaahtoa tai puulaatuja.

6. Patenttivaatimuksen 1 mukainen rakennuselementti, tunnettu siitä, että sekä kantava osa (1) että eristävä osa (2) kumpikin käsittävät reunaosuudet, joissa on ainakin yksi kytkentäura <4, 5).

7. Patenttivaatimuksen 1 mukainen rakennuselementti, tunnettu siitä, että eristävän osan (2) paksuusmitta on ainakin 40 X kantavan osan paksuudesta.

8. Patenttivaatimuksen 1 mukainen rakennuselementti, tunnettu siitä, että se ylhäältäpäin nähtynä on suorakulmion muotoinen.

9. Patenttivaatimuksen 1 mukainen rakennuselementti, tunnettu siitä, että kantava osa <1) on suorakulmion muotoinen ja eristävä osa (2) on L:n muotoinen ja peittää kantavan osan kahta vierekkäistä sivua. »o 79378