ITRM950748A1 - Parte isolante sottile a piu' lastre ed elevata resistenza termica in particolare per vetri isolanti, con intercapedine tra le lastre ad - Google Patents

Abstract

Pareti isolante sottile a più strati, di ridotto spessore, con migliorato coefficiente di resistenza termica globale, per impieghi edilizi, tecnici ed industriali, ed, in particolare, per la realizzazione di vetri isolanti, comprendente due o più lastre sottili e impermeabili ai gas, piane o comunque curvate, di forma quadrata, rettangolare o geometrica qualsiasi, sigillate al contorno in maniera stagna, separate tra loro da una sottile intercapedine all'interno della quale è stata creata una rarefazione molto spinta di tutto l'aeriforme contenuto, o alto vuoto pneumatico, le lastre essendo mantenute separate da distanziatori di dimensioni e conducibilità termica ridotte e resistenza meccanica, alla compressione, elevata.

Description

DESCRIZIONE

dell’invenzione avente per titolo:

“Parete isolante sottile a più lastre ed elevata resistenza termica, in particolare per vetri isolanti o simili, con intercapedine tra le lastre ad atmosfera altamente rarefatta.”

La presente invenzione riguarda una parete termicamente isolante a più strati, di ridotto spessore, con migliorato coefficiente di resistenza termica globale, per impieghi edilizi, tecnici ed industriali, ed, in particolare, per la realizzazione di vetrate isolanti, costituita da due o più lastre sottili di materiale rigido ed impermeabile ai gas, piane o comunque curvate, di forma poligonale o di forma geometrica qualsiasi; le lastre essendo sigillate al contorno in maniera stagna e distanziate tra loro da una sottile intercapedine all’ interno della quale è stata creata una rarefazione molto spinta di tutto l’aeriforme contenuto fino a raggiungere un elevato grado di vuoto pneumatico, paragonabile a quello delle intercapedini dei vasi Dewar-D’Arsonval; le stesse lastre essendo mantenute separate tra loro da distanziatori di dimensioni e conducibilità termica ridotta e resistenza meccanica alla compressione elevata.

Attualmente le pareti degli edifici, degli armadi espositori per surgelati, delle celle frigorifere ecc., sono costituite, per ottenere l’isolamento termico, o da spesse e pesanti pareti opache, contenenti manufatti isolanti a base di fibre di varia natura, o da vetrature, a due o più lastre, su telai, generalmente metallici, ove nell’intercapedine tra i vetri è contenuta aria disidratata o altro gas.

I problemi derivanti dalla trasmissione termica per conduzione e convezione dovute all’ aeriforme contenuto nell’unica o doppia intercapedine degli attuali vetri isolanti, non sono stati ancora completamente risolti.

Allo stato attuale della tecnica, alcuni dei sistemi utilizzati allo scopo di incrementare la resistenza dello strato o degli strati di aeriforme interposto tra le lastre, producono soltanto risultati parziali, può essere incrementato, entro certi limiti, lo spessore dello strato di aria, normalmente privata di umidità, a scapito, però, dello spessore totale; può essere sostituita l’aria con gas a bassa conducibilità come, ad esempio, l’Argon, può essere limitata la convezione, ad esempio, mediante Aerogel o simili, ovvero delimitando gli spazi tra i vetri mediante celle di materiali plastici, ma la pur bassa conduttività dello strato d’aria o gas considerato fa sì che, nel migliore dei casi correnti, ad esempio doppio vetro da mm 9 ed intercapedine da mm 12 con una superficie semiriflettente ed Argon interposto, non si scenda sotto 1,5 W/m<2 >K di trasmittenza.

Tenuto conto poi deH’importanza che anche le Legislazioni di molti Paesi attribuiscono al contenimento energetico, e delle grandi superfici vetrate oggi largamente impiegate nella maggior parte degli edifici, non solo ad uso abitativo ed uffici, ma anche ad uso industriale, è ben evidente l’esigenza di ridurre al minimo i flussi termici attraverso le pareti di separazione tra gli ambienti interni e l’esterno, mediante una parete isolante a lastre multiple ed intercapedine ad atmosfera altamente rarefatta, come

quella proposta secondo la presente invenzione.

Forma per tanto oggetto della presente invenzione una parete termicamente isolante, di ridotto spessore, a più strati, costituita da lastre di vetro o altro materiale rigido, impermeabile e gas, comunque conformate, e sigillate in maniera stagna e permanente al perimetro, comprendente una o più intercapedini tra le lastre, le intercapedini essendo private di qualsiasi aeriforme, fino a raggiungere un elevato grado di rarefazione, (alto vuoto), ed essendo le lastre separate tra loro da un reticolo di distanziatori di piccole dimensioni, puntiformi o lineari, atti a sopportare il carico della pressione atmosferica sulle lastre.

Il seguente calcolo di massima, dimostra che anche un limitato reticolo di distanziatori e lastre di vetro di esiguo spessore sono in grado di sostenere, senza collassare o deformarsi in maniera inaccettabile, la pressione atmosferica, una volta estratto l’aeriforme contenuto nell’intercapedine.

Si consideri, ad esempio, una lastra di cristallo dello spessore “s” pari a mm 6:

indichiamo con “E” il modulo di Yung per il vetro pari a 7.300 Kg/mm<2>; indichiamo con “r” la resistenza a flessione assunta prudenzialmente pari a 2 Kg/mm<2>;

indichiamo con “q” il carico dovuto alla pressione atmosferica pari a 0,01 Kg/mm<2>;

indichiamo con “a” in millimetri la distanza incognita tra gli appoggi puntiformi del reticolo a maglia quadrata di lato “a”;

indichiamo con “W” il modulo di resistenza pari a “bs<2>/6” dove “b” è la striscia unitaria di materiale considerato;

indichiamo con “K” il valore tabulare del Momento massimo che si verifica sugli appoggi (Timoshenko):

La distanza tra gli appoggi sarà:

Analogamente per spessori di lastra pari a mm 10 si ha:

Calcoliamo ora il carico unitario “Q” a compressione sopportato, nei due casi, dai distanziatori supposti circolari di diametro pari a mm. 3 e superficie “A” pari a mm<2>7:

valori di estrema sicurezza per la maggior parte dei materiali impiegabili, quali vetro, ceramica, metalli, svariate materie plastiche, ecc.

Data l’entità trascurabile delle deformazioni elastiche del vetro o cristallo sotto le sollecitazioni sopra calcolate, lo spessore dell’intercapedine tra le lastre sarà determinata e pari a quella dei distanziatori, potendo questa variare da pochi millimetri al centimetro ed oltre senza per questo modificare sostanzialmente l’efficacia del pannello isolante secondo la presente invenzione.

I distanziatori, nel processo di fabbricazione dei pannelli, potranno essere fissati ad una delle lastre, nei punti del reticolo stabilito, nella fase precedente alla sigillatura dei bordi mediante microquantità di adesivi strutturali, catalizzagli o di diversa natura.

La presente invenzione verrà ora descritta in riferimento ad una delle sue forme di realizzazione attualmente preferite riportate, a titolo illustrativo, ma non limitativo, ed in base alle figure dei disegni allegati in cui:

la Figura 1 mostra una vista in pianta del pannello secondo la presente invenzione;

la Figura 2 mostra una vista in sezione del pannello secondo la presente invenzione;

la Figura 3 - a e b, mostra una vista in pianta ed in sezione di una seconda forma di realizzazione del pannello secondo la presente invenzione;

la Figura 4 mostra un diverso sistema di distanziamento tra le lastre; la Figura 5 mostra un ulteriore sistema di distanziamento tra le lastre.

Si deve notare che, nelle figure, gli spessori e le proporzioni costi tuenti il pannello secondo Γ invenzione, sono stati disegnati con proporzioni ingrandite e non in scala al fine di una migliore comprensione della struttura.

Con riferimento ora alla Figura 1, con 1 è indicata la generica coppia di lastre di vetro, o altro materiale rigido ed impermeabile ai gas; preferibilmente la forma delle lastre sarà quadrata o rettangolare ma altre forme geometriche saranno ugualmente possibili; con 2 sono indicati i distanziatori disposti secondo un reticolo a maglia quadrata o secondo la configurazione più conveniente, risultante dal calcolo della piastra, dati i coefficienti dovuti a forma, spessori, resistenza dei materiali o altri parametri di calcolo; con 3 è indicata la sigillatura perimetrale stagna sui bordi del complesso di lastre ottenuta, preferibilmente per fusione dei bordi, a mezzo di giunto metallico saldato, o mediante adesivi, sigillanti, o mezzi da questi diversi; con 4 si è indicato un sottile tubo o siringa comunicante con la intercapedine o le intercapedini delimitate dalle due o più lastre, predisposta per essere collegato con rimpianto di produzione del vuoto e sigillato permanentemente, nel momento in cui il grado di rarefazione previsto sia stato raggiunto.

Con riferimento ora alla Figura 2 con 1 è indicata la lastra rigida e gas-impermeabile; con 2 è indicato il distanziatore, in Figura 1 indicato con lo stesso numero; 3 rappresenta il telaio distanziatore perimetrale corrente lungo tutto il bordo della lastra, e 4 rappresenta la saldatura sigillante distribuita su tutto il perimetro esterno del pannello isolate; 5 rappresenta la superficie di adesione tra i mezzi distanziatori 2 e 3 e la lastra 1; con 6 è indicata l’intercapedine, ad atmosfera estremamente rarefatta, racchiusa tra le lastre 1.

Convenientemente i distanziatori 2 avranno, preferibilmente, forma cilindrica a basi piane e parallele, ed il materiale costituente sarà vetro, ceramica, metallo o plastica; con 7 è indicata la sezione di un bordo, privo di distanziatore perimetrale, qualora la sigillatura avvenga per fusione localizzata dei bordi delle lastre 1.

Un’altra possibile configurazione dei pannelli, oggetto della presente invenzione, è mostrato in Figura 3-a e b; la Figura 3 mostra un pannello isolante, in pianta e sezione, costituito da tre lastre 1, 2 e 3, e due intercapedini ad alto vuoto, 4 e 5, separate da due distinti reticoli di distanziatori indicati con 6, tra le lastre 2 e 3, e con 7 tra le lastre 1 e 2; la Figura in pianta 3 a mostra una distribuzione ottimale, dal punto di vista termico, dei due ordini di reticoli distanziatori, sfalsati tra loro per ottenere la massima distanza reciproca dove il primo ordine di distanziatori 7 è indicato, in pianta, con croci, il secondo ordine di distanziatori con punti; è evidente l’ulteriore vantaggio, dal punto di vista della resistenza termica, e quindi i dell’isolamento, di una simile configurazione in quanto è limitata a valori praticamente trascurabili la conduzione attraverso i già ridotti “ponti termici” costituiti dai distanziatori 2 di Figura 2.

E’ evidente che, nell’utilizzo di vetri con un così elevato grado di isolamento, particolare cura dovrà essere posta nella scelta dei telai o nel sistema di montaggio delle lastre al fine di non vanificare il beneficio ottenibile col sistema proposto secondo la presente invenzione; l’impiego di profilati in legno o metallo con taglio termico, di lastre con superfici semiriflettenti o a bassa emissività sarà perciò da preferire.

La Figura 4 mostra, in pianta e sezione, come, in una delle forme di realizzazione preferite, il sistema di distanziamento delle lastre avviene per appoggio lineare e non puntiforme; in questa Figura con 1 è indicato il contorno sigillato della parete isolante; con 2 sono indicati i distanziatori lineari tra le lastre 4 e 5; con 3 l’intercapedine in cui è stato creato il grado voluto di rarefazione dell’ aeriforme prima della definitiva sigillatura.

La Figura 5 mostra un ulteriore sistema di distanziamento delle lastre mediante un reticolo continuo a maglia quadrata 1.

Claims (17)

1. RIVENDICAZIONI 1. Pannello sottile, termicamente isolante, a più lastre, per usi edilizi, tecnici o industriali, caratterizzato dal fatto di comprendere due o più lastre di materiale rigido ed impermeabile ai gas, sigillate stabilmente al contorno, separate da un reticolo di distanziatori di dimensioni ridotte o puntiformi ed intercapedine tra le lastre ad alto vuoto pneumatico.
2. 2. Pannello termicamente isolante, secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che le lastre sono piane e parallele.
3. 3. Pannello termicamente isolante, secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che le lastre sono di vetro, cristallo o altro materiale trasparente.
4. 4. Pannello termicamente isolante, secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che le lastre sono sigillate per fusione dei bordi.
5. 5. Pannello termicamente isolante, secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che le lastre sono sigillate per giunto metallico saldato.
6. 6. Pannello termicamente isolante, secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che le lastre sono sigillate per mezzo di adesivi, sigillanti o simili.
7. 7. Pannello termicamente isolante, secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che le lastre hanno perimetro di forma quadrata, rettangolare o poligonale qualsiasi.
8. 8. Pannello termicamente isolante, secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che il materiale delle lastre delimitanti l’intercapedine a vuoto spinto non è vetro ma materiale metallico, ceramico, plastico o di sintesi.
9. 9. Pannello termicamente isolante, secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che le lastre componenti il pannello non hanno superficie piana ma variamente curvata.
10. 10. Pannello termicamente isolante, secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che i distanziatori non sono dello stesso materiale delle lastre.
11. 11. Pannello termicamente isolante, secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che i distanziatori non sono puntiformi ma a sviluppo lineare.
12. 12. Pannello termicamente isolante, secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che il distanziamento tra le superfici racchiudenti l’intercapedine ad alto vuoto è un reticolo, di limitato spessore, a maglia regolare quadrata, a nido d’ape, o geomentrica qualsiasi.
13. 13. Pannello termicamente isolante, secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che i distanziatori delle lastre sono costituiti da sfere, cilindri o dischi dello spessore dell’intercapedine.
14. 14. Pannello termicamente isolante, secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che le lastre sono più di due e l’intercapedine, ad atmosfera altamente rarefatta, più di una.
15. 15. Pannello termicamente isolante, secondo la rivendicazione 14, caratterizzato dal fatto che i reticoli distanziatori puntiformi, posti nell’una e nell’altra intercapedine a vuoto, sono sfalsati tra di loro.
16. 16. Pannello termicamente isolante, secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che lungo il perimetro della lastra sono predisposti uno o più condotti, comunicanti con l’intercapedine, per l’estrazione dell’aeriforme e predisposti per la definitiva sigillatura, a vuoto previsto raggiunto.
17. 17. Pannello termicamente isolante, secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, sostanzialmente come descritto ed illustrato in riferimento alle Figure dei disegni allegati.