NO168661B - Konstruksjonselement - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår et konstruksjonselement, og nærmere bestemt et monolittisk konstruksjonselement som er oppdelt i to forskjellige deler i elementets tykkelseretning.

Det er allerede kjent konstruksjonselementer eller formede blokker, som f.eks. er utført i betong med minst en side kledd med isolerende sjikt. Dette isolerende sjikt kan utgjøres av korn av et isolerende material, som f.eks. kork innleiret i en sementmørtel, slik som beskrevet 1 FR patent nr. 2.237.018, eller av flercellet betong, slik som beskrevet i BE patent nr. 480.990. Med sådanne elementer er det imid-lertid ikke mulig å oppnå en varmegjennomgangskoeffisient (k) som er tilstrekkelig lav til å tilfredsstille de aktuelle fordringer for isolasjon av bygninger. En for utpreget økning av isolasjonssjiktet ville faktisk være uheldig for betongelementet og føre til en svekning av dette, således at det ikke lenger kan anvendes for oppsetning av bærende vegger.

Det er derfor et formål for foreliggende oppfinnelse å frem-bringe et konstruksjonselement av ovenfor angitt art og som unngår den ovenfor nevnte ulempe, hvilket vil si at det kan anvendes som bærende element og samtidig oppviser en varme-gjennomgangskoef f isient (k) som er lavere enn den for tidligere kjente elementer av denne art.

Oppfinnelsen gjelder således et monolittisk konstruksjonselement som over sin tykkelse ved hjelp av en deleflate er oppdelt i to forskjellige sidestilte og sammenhengende deler, hvorav en første del er en bærende del som oppviser hulrom anordnet vinkelrett på elementets bunnflate og er utført i lettbetong, mens en annen del er isolerende og kompakt, idet tykkelsen av den bærende del er større enn tykkelsen av den isolerende del.

På bakgrunn av denne prinsipielt kjente teknikk fra bl.a. patentskriftene FR nr. 2.567.177 og DE nr. 3.124.375, har så det monolittiske konstruksjonselement i henhold til oppfinnelsen som særtrekk at

- den bærende del har en trykkfasthet mellom 25 og 175 kg/cm<2 >og en tilsynelatende densitet mellom 900 og 1250 kg/m5 , idet nevnte hulrom ender blindt og i det minste noen av hulrommene er utvidet i retning parallelt med elementets deleflate samt anordnet i forskjellige hulromsrekker, idet det samlede volum av nevnte hulrom utgjør omtrent 25% av

det totale volum av den bærende del, mens

- den isolerende del har en tilsynelatende densitet på høyst 27 0 kg/m5 , samt består av et hydraulisk bindemiddel på

sementbasis, en syntetisk harpiks og et ekspandert mineralsk fyllstoff, idet tykkelsen av nevnte isolerende del utgjør minst 40% av elementets totale tykkelse, for derved å gjøre det monolittiske elements varmegjennomgangskoeffisient (k) vinkelrett på nevnte deleflate lik eller lavere enn 0,40 W/m<2>K.,

Den lettbetong som danner den første, bærende del er fortrinnsvis blandet med en syntetisk harpiks, som f.eks. akrylharpiks. Lettbetongen kan da 1 tillegg til et vandig bindemiddel omfatte et lett material, slik som smelteovnslag, pimpsten, knust terrakotta,, ekspandert leire, oksydjord eller skifer, pozzolana, eller lignende. Valget av sådant material er avhengig av de tilsiktede egenskaper for konstruksjons-elementet, idet f.eks. et ekspandert slagg vil bli foretrukket brukt for å oppnå et element med høy trykkfasthet (omkring 165 kg/cm<2> for en tilsynelatende densitet på omkring 1250 kg/m<5>), mens pimpsten vil bli foretrukket anvendt for å oppnå et element med bedre isolasjonsegenskaper, men en lavere trykkfasthet (omkring 40 kg/cm<2> for en tilsynelatende densitet på omkring 1000 kg/m<5>).

Når det gjelder den andre, isolerende del omfatter denne fortrinnsvis et ekspanderende mineralsk fyllmiddel valgt fra ekspanderte eller celledannende glasskuler, vermikulitt, granulert polyuretan, mika, ekspandert polystyren og trespon. Oppfinnelsen vil nå bli nærmere forklart ved hjelp av utfør-elseseksempler og under henvisning til de vedføyde tegninger, hvorpå: Fig. 1 er en perspektivskisse, sett ovenfra, av et konstruksjonselement i henhold til oppfinnelsen,

fig. 2 er en planskisse, sett nedenfra, av elementet vist i

fig. 1,

fig. 3 viser et tverrsnitt langs linjen III-III i fig. 2, fig. 4 er en planskisse, sett ovenfra, av en utførelse av et indre hjørne utført med to konstruksjonselementdeler

i henhold til oppfinnelsen,

fig. 5 er en planskisse, sett ovenfra, av et hjørneelement, fig. 6 viser hjørneelementet i fig. 5 sett nedenfra, og fig. 7 er en grafisk fremstilling av varmegjennomgangen (temperatur som funksjon av tykkelse) gjennom en vegg som er bygget opp av elementer i henhold til oppfinnelsen.

Det skal først henvises til fig. 1-3, hvor det viste konstruksjonselement er av "gjennomgående binder"-type og omfatter en bærende del 1 utført i lettbetong, slik som beskrevet ovenfor, samt en isolasjonsdel 2 som også er utført som tidligere beskrevet. Tykkelsen av isolasjonsdelen 2 utgjør fortrinnsvis minst 40% av elementets totale tykkelse, men har likevel mindre tykkelse enn den bærende del 1.

Den bærende del oppviser lukkede sylinderformede hulrom, som i tverrsnitt f.eks. har form av langstrakte slisser 3 med avrundede ender, rektangler 3' med avrundede hjørner, sirkler 3" osv. Fortrinnsvis er disse forskjellige hulrom anordnet som angitt i fig. 2, hvilket vil si i forskjellige rekker over tykkelsen av del 1, på sådan måte at det oppnås best mulig hinder for varmegjennomgang. Det volum som utgjøres av hulrommene 3, 3' og 3" tilsvarer omtrent 25% av det totale volum av den bærende del 1.

Videre oppviser både den bærende del 1 og isolasjonsdelen 2 koblingsspor 4, 5, som tillater bedre stabling av elementene. Planskissen i fig. 4 anskueliggjør skjematisk en utførelse av et "indre" hjørne dannet av to elementdeler A og B som hver utgjøres av en bærende del 1 og en isolasjonsdel 2, 2', idet isolasjonsdelen 2' av elementdelen B ikke strekker seg helt frem til den ene sidekant av denne elementdel. Hjørne-bindingen mellom de to elementdeler A og B oppnås ved hjelp av et hjørnestykke 6, som oppviser et parti 6' som inntar plassen av det manglende parti av isolasjonsdelen 2' av elementdelen B.

I fig. 5 og 6 er det endelig vist et "ytre" hjørneelement, som dannes av en bæredel 7 av hovedsakelig rektangelform samt av en isolasjonsdel 8 som grenser mot nevnte bæredel 7 langs to av dens innbyrdes tilstøtende sider. Liksom ved det enkle grunnelement vist i fig. 1-3, oppviser bæredelen 7 lukkede hulrom 3, 3' og 3" samt koblingsspor 9, 9' mens isolasjonsdelen 8 også oppviser koblingsspor 10.

Konstruksjonselementer i henhold til oppfinnelsen og av den art som er beskrevet ovenfor ved hjelp av utførelseeksempler, oppviser en varmeledningsevne (X) lavere enn ca 0,35 W/mK

(1 W/mK = 0,86 kcal/mh°C). Med en bærende del som hovedsakelig består av et ekspandert slag (med densitet på omkring 1250 kg/m<>>), oppnås f.eks. en k-verdi på omkring 0,3, mens det med en bærende del som stort sett består av pimpsten, er k-verdien for det oppnådde element omkring 0,25. Sådanne verdier er helt tilfredsstillende for å tillate oppføring av en vegg ved anvendelse av elementer i henhold til oppfinnelsen, idet veggens varmegjennomgangskoeffisient vil være lik eller lavere 0,4 (innbefattet ytre og indre grovbearbeiding, såvel som skjøter).

Som et eksempel presenteres nå varmegjennomgangsverdiene for 1 m<J> av en vegg med total tykkelse 38,5 cm og utført med elementer i henhold til oppfinnelsen med en tykkelse på 3 5 cm, og som omfatter følgende komponenter regnet utenfra og innover, såvel som 5 horisontale skjøter:

1) Ytre grovbearbeiding: 2 cm (X = 0,87 W/mK).

2) Isolerende del av element i henhold til oppfinnelsen og som omfatter celledannende glasskuler: 15 cm (X = 0,078 W/mK, se etterfølgende "vektberegninger").

Materialet "SILIPERL" har en varmeledningsevne (X) på 0,075 W/mK, men er ikke bestandig overfor alkaliske sub-stanser. Dette er årsaken til at man i "vektberegning-ene" bare har tatt i betraktning materialet "DENNERT", som i henhold til EMPA-prøve nr. 48.374/1 er bestandig overfor alkaliske stoffer og oppviser en varmeledningsevne (X) på 0,078 W/mK. 3) Bærende del basert på kuler av ekspandert slagg: 20 cm (X = 0,30 W/mK).

4) Indre grovbearbeiding: 1,5 cm (X = 0,70 W/mK).

I det ovenfor angitte eksempel oppviser foreliggende byg-ningselement i seg selv en varmegjennomgangskoeffisient (k) på 0,386 W/m<2>K. Sammensetningen av de forskjellige deler av veggen er følgende:

a) Element i henhold til oppfinnelsen:

- Bærende del (20 cm tykkelse)

Ekspanderte slaggkuler

Forholdet vann/sement (^E) er en kjent og vanlig para-meter som anvendes på betongområdet.

- Isolerende del (15 cm tykkelse)

Celledannende glasskuler bestandig

<*>) De syntetiske harpikser er akrylharpiks, f.eks. av typen "UCECRYL" (fra firmaet UCB), "D 510" og "B 500" (fra ROEHM & HAAS), osv.

b) Isolerende mørtelskjøter

I etterfølgende oppstilling er det vist overslagsberegninger

i henhold til EMPA-standard for varmegjennomgang gjennom den ovenfor angitte vegg, ved en temperaturforskjell mellom den ytre, kalde side (-10°C) og den indre, varme side (+20°C) på 30°C.

Oppstilling for beregning av k-verdi av den ferdige vegg med total tykkelse 3 8,5 cm

Varmeoverføringsmotstand pr. m<2> for den:

Den oppnådde totale k-verdi på 0,393 W/m<2>K kunne ytterligere forbedres ved å anvende isolerende belegg på den vanlige grovbearbeiding eller i stedet for denne.

Til slutt skal det henvises til den grafiske fremstilling i fig. 7 som for den beskrevne vegg i eksemplet ovenfor angir temperaturkurven over veggtykkelsen, fra veggens utside til dens innside. I denne fremstilling er den indre temperatur-overgang på g 1 i henhold til EMPA-standard, og som utgjør ca 1,3°C, ikke tatt med.

Takket være den meget lave varmegjennomgangskoeffisient (k) som konstruksjonselementene i henhold til oppfinnelsen oppviser, vil dessuten en vegg bygget opp av sådanne elementer oppvise en forlenget faseforskyvning på omkring 14 timer. Med faseforskyvning menes her den tid det tar fra kulde (eller varme) trenger inn fra utsiden til dette observeres som en temperaturendring inne i rommet. Dette tidsrom bør fortrinnsvis være større enn 10-12 timer, således at virk-ningene av denne faseforskjell (eller temperaturforandring) ikke overføres til den andre side av veggen (til innsiden) før det tidspunkt hvor påvirkningene fra utsiden har avtatt betraktelig eller forsvunnet.

Form og størrelse av de lukkede hulrom i den bærende del av elementet er ikke begrenset til de tidligere angitte verdier, men det har vist seg at den utforming som er vist f.eks. i fig. 2, var den som ga best motstand mot varmegjennomgang.

Claims (8)

1. Monolittisk konstruksjonselement som over sin tykkelse ved hjelp av en deleflate er oppdelt i to forskjellige sidestilte og sammenhengende deler, hvorav en første del er en bærende del som oppviser hulrom anordnet vinkelrett på elementets bunnflate og er utført i lettbetong, mens en annen del er isolerende og kompakt, idet tykkelsen av den bærende del er større enn tykkelsen av den isolerende del, karakterisert ved at - den bærende del (1) har en trykkfasthet mellom 25 og 175 kg/cm<2> og en tilsynelatende densitet mellom 900 og 1250 kg/m5 , idet nevnte hulrom (3, 3', 3") ender blindt og i det minste noen av hulrommene er utvidet i retning parallelt med elementets deleflate samt anordnet i forskjellige hulromsrekker, idet det samlede volum av nevnte hulrom utgjør omtrent 25% av det totale volum av den bærende del, mens - den isolerende del (2) har en tilsynelatende densitet på høyst 270 kg/m5 , samt består av et hydraulisk bindemiddel på sementbasis, en syntetisk harpiks og et ekspandert mineralsk fyllstoff, idet tykkelsen av nevnte isolerende del utgjør minst 40% av elementets totale tykkelse, for derved å gjøre det monolittiske elements varmegjennomgangskoeffisient (k) vinkelrett på nevnte deleflate lik eller lavere enn 0,40-W/m<2>K.

2. Konstruksjonselement som angitt i krav 1, karakterisert ved at den lettbetong som danner den bærende del er blandet med en syntetisk harpiks.

3. Konstruksjonselement som angitt i krav 1 eller 2, karakterisert ved at den syntetiske harpiks er en akrylharpiks.

4. Konstruksjonselement som angitt i krav 2 eller 3, karakterisert ved at lettbetongen omfatter i tillegg til et vandig bindemiddel et material valgt fra masovnslagg, pimpsten, knust terrakotta, ekspandert leire, og pozzolana.

5. Konstruksjonselement som angitt i krav 1-4, karakterisert ved at den isolerende del omfatter et ekspanderende mineralsk fyllmiddel valgt fra ekspanderte eller celledannende glasskuler, vermikulitt, granulert polyuretan, mika, ekspandert polystyren og trespon.

6. Konstruksjonselement som angitt i krav 1-5, karakterisert ved at elementet har grunn-plan av rektangelform.

7. Konstruksjonselement av hjørnetype og som angitt i krav 1-6, karakterisert ved at elementet omfatter en bærende del (7) av rektangelform samt en isolerende del (8) av L-form og som ligger an mot to tilstøtende sider av nevnte bærende del.

8. Konstruksjonselement som angitt i krav 1-7, karakterisert ved at såvel den bærende del (1, 7) som den isolerende del (2, 8) oppviser et eller flere koblingsspor (4, 5, 9, 9', 10).