PL176931B1

PL176931B1 - Element ścienny zewnętrzny dla budynków

Info

Publication number: PL176931B1
Application number: PL95321829A
Authority: PL
Inventors: Harald Schulz
Original assignee: Norsk Hydro As
Priority date: 1995-04-08
Filing date: 1997-07-08
Publication date: 1999-08-31
Also published as: CZ290764B6; DE19513373A1; DK0820552T3; CZ318497A3; DE59508459D1; EP0820552B1; US6012449A; HUT77983A; WO1996032550A1; FI973899A0; EP0820552A1; NO974007D0; NO974007L; PL321829A1; ATE193744T1; DE19513373C2; CA2217675A1; SK134397A3; JPH11503501A; FI973899A

Abstract

1 . Element scienny zewnetrzny dla budynków, przy czym dla wykorzystania energii slonecznej pomiedzy wewnetrzna powlo- ka scienna i przepuszczalna dla promieniowania slonecznego, zew- netrzna powloka scienna umieszczona jest, graniczaca z ta ostatnia, równiez przepuszczalna dla promieniowania slonecznego, zewne- trzna warstwa termoizolacyjna, oddzielona powierzchnia graniczna, absorbujaca promieniowanie sloneczne z zewnetrznej warstwy ter- moizolacyjnej, od nalezacej do wewnetrznej powloki sciennej, we- wnetrznej warstwy termoizolacyjnej, przy czym co najmniej wew- netrzna powloka scienna jest zaopatrzona w krawedziowe, przebie- gajace poprzecznie od strony wewnetrznej do zewnetrznej, siegaja- ce co najmniej do powierzchni granicznej i przewodzace cieplo w kierunku wewnetrznej strony sciany, elementy obramowania, jak czesci ramy, blachy panelowej lub temu podobnych, znamienny tym, ze zewnetrzna warstwa termoizolacyjna (5) i elementy (8) obramowania sa oddzielone od siebie za pomoca, zle przewo- dzacych cieplo, elementów izolacyjnych (12), które oslaniaja we- wnetrzna warstwe termoizolacyjna (3) od strony elementów (8) obramowania, wzdluz lezacego w powierzchni granicznej (6) pasa brzegowego (13). F i g . 1 PL PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest element ścienny zewnętrzny dla budynków, przy czym dla wykorzystania energii słonecznej pomiędzy wewnętrzną powłoką ścienną i, przepuszczalną dla promieniowania słonecznego, zewnętrzną powłoką ścienną umieszczona jest, granicząca z tą ostatnią, również przepuszczalna dla promieniowania słonecznego, zewnętrzna warstwa termoizolacyjna, oddzielona powierzchnią graniczną, absorbującą promieniowanie słoneczne z zewnętrznej warstwy termoizolacyjnej, od należącej do wewnętrznej powłoki ściennej, wewnętrznej warstwy termoizolacyjnej, przy czym co najmniej wewnętrzna powłoka ścienna jest zaopatrzona w krawędziowe, sięgające co najmniej do powierzchni granicznej i przewodzące ciepło w kierunku wewnętrznej strony ściany, elementy obramowania, jak części ramy, blachy panelowej lub temu podobnych.

Zewnętrzne elementy ścienne tego typu są znane z europejskiego zgłoszenia nr EP 0 250 691 A1. Ich konstrukcja sprawia, że przy wykorzystywaniu energii słonecznej w zewnętrznej warstwie termoizolacyjnej i na powierzchni granicznej z wewnętrzną warstwą termoizolacyjną występują wysokie temperatury, które z uwagi na sięgające do powierzchni granicznej, elementy obramowania wewnętrznej powłoki ściennej mogą powodować problemy, związane albo z niewystarczającą odpornością cieplną materiałów, albo ze zbyt dobrym przewodzeniem ciepła przez elementy obramowania w kierunku pomieszczenia.

Zadaniem wynalazku jest takie udoskonalenie elementu ściennego zewnętrznego opisanego na wstępie typu, aby elementy obramowania, zwłaszcza wewnętrznej powłoki ściennej, były zabezpieczone przed wysokimi temperaturami, występującymi wewnątrz konstrukcji ściennej.

Zadanie to zostało rozwiązane według wynalazku za pomocą elementu ściennego zewnętrznego, charakteryzującego się tym, że zewnętrzna warstwa termoizolacyjna i elementy obramowania są oddzielone od siebie za pomocą, źle przechodzących ciepło, elementów izolacyjnych, które osłaniają wewnętrzną warstwę termoizolacyjną od strony elementów obramowania, wzdłuż leżącego w powierzchni granicznej pasa brzegowego.

Zastosowane według wynalazku elementy izolacyjne osłaniają elementy obramowania przed wysokimi temperaturami w zewnętrznej warstwie termoizolacyjnej oraz na powierzchni granicznej z wewnętrzną warstwą termoizolacyjną, dzięki czemu elementy obramowania nie osiągają tych wysokich temperatur, jak również nie mogą wywoływać zbyt silnego przewodzenia ciepła w kierunku pomieszczenia, co zapewnia ochronę elementów obramowania, zwłaszcza części ram, które nie wytrzymują wysokich temperatur, jak żebra termoizolacyjne, listwy uszczelniające i temu podobne. Pas brzegowy, wzdłuż którego elementy izolacyjne osłaniają wewnętrzną warstwę termoizolacyjną na powierzchni granicznej, jest przy tym tak szeroki, że nie może przezeń zachodzić zbyt duży przepływ ciepła w kierunku poprzecznym do elementów obramowania. Korzystnejest jednak, aby elementy izolacyjne przyczyniały się do wykorzystania energii słonecznej, w którym to celu cały układ jest tak skonstruowany, że energia słoneczna, pochłaniana na absorbującej powierzchni granicznej, mogła płynąć nie tylko przez wewnętrzną warstwę termoizolacyjną, lecz w określonym zakresie również przez elementy izolacyjne i elementy obramowania w kierunku powierzchni ściany, ograniczającej konstrukcję ścienną od strony pomieszczenia. W tym celu elementy izolacyjne mają korzystnie takie parametry przewodnictwa cieplnego, że przepływ ciepła przez elementy izolacyjne i elementy obramowania do powierzchni, oddzielającej elementy obramowania od pomieszczenia, daje taką samą temperaturę, jaką ma odpowiednia powierzchnia wewnętrznej powłoki ściennej.

Korzystny przykład wykonania charakteryzuje się tym, że elementy izolacyjne otaczają zewnętrzną warstwę termoizolacyjną wzdłuż krawędzi na całym obwodzie i na całej jej grubości

176 931 oraz przylegają/jednej strony do wewnętrznej warstwy termoizolacyjnej, zaś z drugiej strony przylegają także do zewnętrznej powłoki ściennej. Elementy izolacyjne ograniczają wówczas wzdłuż obwodu zewnętrzną warstwę termoizolacyjną, chroniąc tym samym, znajdującą się poza elementami izolacyjnymi, konstrukcję ściany przed zbyt silnym obciążeniem cieplnym. Korzystnie zwrócona ku zewnętrznej warstwie termoizolacyjnej powierzchnia elementów izolacyjnych biegnie ukośnie względem płaszczyzny zewnętrznej powłoki ściennej, tak że ograniczona przez elementy izolacyjne powierzchnia zewnętrznej warstwy termoizolacyjnej jest na wewnętrznej powierzchni zewnętrznej powłoki ściennej większa niż na powierzchni granicznej z wewnętrzną warstwą termoizolacyjną. Zaleta tej konstrukcji polega na tym, że osłonięcie zewnętrznej powłoki ściennej przez elementy izolacyjne jest możliwie małe, w związku z czym powierzchnia zewnętrznej powłoki ściennej, przez którą może przechodzić promieniowanie słoneczne, jest w niewielkim stopniu ograniczona przez elementy izolacyjne.

W szczególności zaleca się taką konstrukcję, w której zewnętrzna powłoka ścienna i elementy obramowania wewnętrznej powłoki ściennej są połączone za pomocą elementów dystansowych, które przylegają do zewnętrznej powłoki ściennej po stronie zewnętrznej warstwy termoizolacyjnej, zaś elementy izolacyjne są umieszczone pomiędzy zewnętrznej warstwą termoizolacyjną i elementami dystansowymi, osłaniając elementy dystansowe. Wówczas również elementy dystansowe są objęte zabezpieczeniem cieplnym, jakie zapewniają elementy izolacyjne. Korzystne jest przy tym, jeżeli elementy dystansowe i elementy izolacyjne stanowią jedną część.

Bez względu jednak na to, czy elementy dystansowe stanowią jedną, czy kilka części, w każdym przypadku elementy dystansowe mogą być zaopatrzone z jednej strony w wewnętrzny profil uszczelniający, przylegający do zewnętrznej powłoki ściennej, zaś z drugiej strony w profil kotwiący do połączenia z elementami obramowania. Alternatywnie istnieją możliwość, że elementy dystansowe są z jednej strony sklejone z zewnętrzną powłoką ścienną, z drugiej zaś z elementami obramowania, względnie są z nimi połączone w inny odpowiedni sposób poprzez połączenie materiałowe·.

Jeżeli elementy obramowania wewnętrznej powłoki ściennej wystają poza powierzchnię graniczną w kierunku zewnętrznej powłoki ściennej, wówczas wystająca część elementów obramowania może stanowić oparcie dla elementów izolacyjnych.

Poza tym korzystne jest, jeżeli w związku z elementami izolacyjnymi zastosuje się przejścia dla . redukcji ciśnienia zewnętrznej warstwy termoizolacyjnej na zewnątrz.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 do 9 przedstawiają różne przykłady wykonania elementu ściennego zewnętrznego według wynalazku w przekrojach przez obszar krawędzi elementu; fig. 10 i 11 - przekrój przez elementy izolacyjne z przykładów wykonania ukazanych na fig. 1 względnie 6 w powiększeniu.

Na rysunku zewnętrzna powłoka ścienna jest oznaczona odnośnikiem 1. Może ona mieć postać płyty ze szkła na wskroś hartowanego (ESG) lub szkła częściowo hartowanego (TSG), składającej się z jednej, dwóch lub trzech szyb, przy czym można tu zastosować powłokę termoizolacyjną i/lub przeciwsłoneczną oraz powłoki, ' zmieniające wartość g (stopień całkowitej przepuszczalności energii), na przykład powłoki sitodrukowe, jednak nie ma tu potrzeby szczegółowego opisywania tych powłok. Od strony pomieszczenia, znajdującego się na figurach po prawej stronie, element ścienny zewnętrzny ma wewnętrzną powłokę ścienną 2, zawierającą wewnętrzną warstwę termoizolacyjną 3, która od strony pomieszczenia może być osłonięta, w dużym stopniu nieprzepuszczalną dla pary, warstwą ścienną 4, na przykład blachą, ale również ścianą betonową. Z zewnętrzną powłoką ścienną 1 łączy się w kierunku pomieszczenia zewnętrzna warstwa termoizolacyjna 5, która podobnie do zewnętrznej powłoki ściennej 1 jest również przepuszczalna dla promieniowania słonecznego i którą we wszystkich przykładach wykonania stanowi warstwa powietrza, ale możliwe jest także zastosowanie aerożeli, szkieł, przezroczystych tworzyw sztucznych, płyt kapilarnych i innych. Ta zewnętrzna warstwa termoizolacyjna 3 jest oddzielona od wewnętrznej warstwy temoizolacyjnej 3 powierzchnią graniczną 6, na której obsorbowane jest promieniowanie słoneczne z zewnętrznej warstwy termoizolacyjnej 5. Ta konstrukcja ścienna jest zaopatrzona w obramowanie, które może zawierać zewnętrzne elementy 7

17(5931 obramowania na zewnętrznej powłoce ściennej 1 oraz ma elementy 8 obramowania na wewnętrznej powłoce ściennej 2, które z reguły są wykonane z metalu, dzięki czemu dobrze przewodzą ciepło w kierunku pomieszczenia, a zatem na figurach w prawo. Obramowanie może stanowić rama, jak na fig. 1 do 4, lub blacha panelowa, jak na fig. 5 do 9. Elementy 8 obramowania są w przypadku istnienia zewnętrznych elementów 7 obramowania (fig. 1 do 4) połączone z tymi ostatnimi za pomocą, źle przewodzących ciepło, mostków 9. Poza tym zewnętrzne elementy 7 obramowania są uszczelnione względem zewnętrznej powłoki ściennej 1 za pomocą zewnętrznych uszczelek 10, zaś elementy 8 obramowania za pomocą wewnętrznych uszczelek 11. Przy napromieniowaniu słonecznym w zewnętrznej warstwie termoizolacyjnej 5, zwłaszcza na jej powierzchni granicznej 6 z wewnętrzną termoizolacyjną 2, jak również na jej powierzchni granicznej 6' z zewnętrzną powłoką ścienną 1, występują szczególnie wysokie temperatury. Aby obramowanie, zwłaszcza elementy 8 obramowania na wewnętrznej powłoce ściennej 1 wewnętrzne uszczelki 11 osłonić i zabezpieczyć przed tymi wysokimi temperaturami, zewnętrzna warstwa termoizolacyjna 5 i elementy 8 obramowania są oddzielone od siebie za pomocą, źle przewodzących ciepło, elementów izolacyjnych 12, które osłaniają wewnętrzną warstwę termoizolacyjną 5 od strony elementów 8 obramowania, wzdłuż leżącego w powierzchni granicznej 6 pasa brzegowego 13, wystarczająco szerokiego, aby nie mógł przezeń zachodzić zbyt duży przepływ ciepła z zewnętrznej warstwy termoizolacyjnej 5 do elementów 8 obramowania wewnętrznej powłoki ściennej '2.

W szczególności elementy izolacyjne 12 mają takie parametry przewodnictwa cieplnego, że przepływ ciepła przez elementy izolacyjne 12 i elementy 8 obramowania do powierzchni, oddzielającej elementy 8 obramowania od pomieszczenia, daje taką samą temperaturę, jaką ma odpowiednia powierzchnia wewnętrznej powłoki ściennej 2, zatem zwłaszcza warstwa ścienna 4. W ten sposób elementy izolacyjne 12 pozostają bez wpływu na wykorzystanie energii słonecznej.

W przykładach wykonania elementy izolacyjne 12 otaczają zewnętrzną warstwę termoizolacyjną 5 wzdłuż krawędzi na całym obwodzie i na całej jej grubości, tak że elementy izolacyjne 12 nie tylko przylegają z jednej strony do wewnętrznej warstwy termoizolacyjnej 3, lecz z drugiej strony przylegają także do wewnętrznej powierzchni 6' zewnętrznej powłoki ściennej 1. Zwrócona ku zewnętrznej warstwie termoizolacyjnej 5 powierzchnia 14 elementów izolacyjnych 12 na fig. 1 do 4 biegnie przy tym ukośnie względem płaszczyzny zewnętrznej powłoki ściennej 1, mianowicie tak, że ograniczona przez elementy izolacyjne 12 powierzchnia zewnętrznej warstwy termoizolacyjnej 5 jest na wewnętrznej powierzchni 6'zewnętrznej powłoki ściennej 1 większa niż na powierzchni granicznej 6 z wewnętrzną warstwą termoizolacyjną 3, dzięki czemu powierzchnia zewnętrznej powłoki ściennej 1, umożliwiająca przejście promieniowania słonecznego, jest w możliwie małym stopniu ograniczana przez elementy izolacyjne 12.

We wszystkich przykładach wykonania zewnętrzna powłoka ścienna 1 i elementy 8 obramowania wewnętrznej powłoki ściennej 2 są połączone bezpośrednio za pomocą elementów dystansowych 15, które przylegają do zewnętrznej powłoki ściennej 1 po stronie zewnętrznej warstwy termoizolacyjnej 5, przy czym elementy izolacyjne 12 są umieszczone pomiędzy zewnętrzną warstwą termoizolacyjną 5 i tymi elementami dystansowymi 15, osłaniając elementy dystansowe 15 tak, że są one również zabezpieczone przed zbyt wysokimi obciążeniami cieplnymi. Elementy dystansowe 15 i elementy izolacyjne 12 mogą stanowić jedną część, jak to ukazano na fig. 2,3,6 i 8. Elementy dystansowe 15 i elementy izolacyjne 12 mogąjednak również stanowić oddzielne części, jak to ukazano na fig. 14,5,7 i 9. W przykładzie wykonania na fig. 1 do 4 elementy dystansowe 15 są zaopatrzone z jednej strony w wewnętrzny profil uszczelniający 11, przylegający do zewnętrznej powłoki ściennej 1, zaś z drugiej strony w profil kotwiący 16 do połączenia z elementami 8 obramowania.

W przykładach wykonania na fig. 5 do 9, które ukazują panele ścienne, elementy dystansowe 15 są z jednej strony sklejone z zewnętrzną powłoką ścienną 1 na powierzchni klejenia 15', z drugiej zaś z elementami 8 obramowania na powierzchni klejenia 15, przy czym fig. 5 do 8 ukazują panele z wpuszczoną krawędzią, której ramiona 4', 4 z blachy tworzą elementy 8 obramowania, przyporządkowane wewnętrznej powłoce ściennej 2.

176 931

W przykładzie wykonania paneli bez wpuszczanej krawędzi, ukazanym na fig. 9, elementy 8 obramowania stanowią bezpośrednio elementy dystansowe 15, przy czym element dystansowy 15 jest sklejony od zewnątrz na powierzchni 15' z wewnętrzną powierzchnią 6' zewnętrznej powłoki ściennej 1 oraz na powierzchni 15 bezpośrednio z tylną blachą zewnętrzną 4 wewnętrznej powłoki ściennej 1. Jeżeli grubość wewnętrznej warstwy termoizolacyjnej 3 jest mniejsza lub grubość zewnętrznej warstwy termoizolacyjnej 5 jest większa, tak że przyporządkowane wewnętrznej powłoce ściennej 2 elementy 8 obramowania wystają poza powierzchnię graniczną 6 w kierunku· zewnętrznej powłoki ściennej 1, jak widać na fig;. 1,3,4,7 i 8, wówczas ta wy staj ąca część elementów 8 obramowania może tworzyć oparcie 17 dla elementów izolacyjnych 12.

Elementy izolacyjne, 12 mogą być w postaci ramy zakleszczone pomiędzy zewnętrzną powłoką ścienną 1 i wewnętrzną warstwą termoizolacyjną 3 i/lub mogą być sklejone z nimi, a także z wystającymi częściami 17 elementów 8 obramowania względnie połączone z nimi w inny odpowiedni sposób. Elementy izolacyjne 12 mogą mieć postać profili komorowych, jak widać na fig. 10 i 11. Poza tym korzystnie jest zadbać w związku z elementami izolacyjnymi 12 o to, by zewnętrzna warstwa termoizolacyjna 5 była połączona odpowiednimi przejściami z otoczeniem w celu redukcja ciśnienia, co na rysunku zaznaczono punktowymi liniami 18. Elementy izolacyjne 12 powinny być wykonane z materiału, dobrze izolującego ciepło i wystarczająco odpornego na temperaturę, jak pasy z włókien mineralnych, pasy pianki organicznej, pasy poliuretanu, silikonu lub spienionej żywicy melaminowej, przy czym mogą one mieć postać pełną lub perforowaną. Materiał może być również sztywny. Na elementy dystansowe 15 zaleca się takie materiały, jak drewno, Thermax, poliamid, silikon.

zz zz

176 931

Z3

176 931

LLgJi

176 931 °°l cn

1 X.	Τ'χ—

V	©£\ν

176 931

z¹ /2X3 fig jo

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 70 egz. Cena 2,00 zł.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Element ścienny zewnętrzny dla budynków, przy czym dla wykorzystania energii słonecznej pomiędzy wewnętrzną powłoką ścienną i, przepuszczalną dla promieniowania· słonecznego, zewnętrzną powłoką ścienną umieszczona jest, granicząca z tą ostatnią, również przepuszczalna dla promieniowania słonecznego, zewnętrzna warstwa termoizolacyjna, oddzielona powierzchnią graniczną, absorbującą promieniowanie słoneczne z zewnętrznej warstwy termoizolacyjnej, od należącej do wewnętrznej powłoki ściennej, wewnętrznej warstwy termoizolacyjnej, przy czym co najmniej wewnętrzna powłoka ścienna jest zaopatrzona w krawędziowe, przebiegające poprzecznie od strony wewnętrznej do zewnętrznej, sięgające co najmniej do powierzchni granicznej i przewodzące ciepło w kierunku wewnętrznej strony ściany, elementy obramowania, jak części ramy, blachy panelowej lub temu podobnych, znamienny tym, że zewnętrzna warstwa termoizolacyjna (5) i elementy (8) obramowania są oddzielone od siebie za pomocą, źle przewodzących ciepło, elementów izolacyjnych (12), które osłaniają wewnętrzna warstwę termoizolacyjną (3) od strony elementów (8) obramowania, wzdłuż leżącego w powierzchni granicznej (6) pasa brzegowego (13).
2. Element ścienny zewnętrzny według zastrz. 1, znamienny tym, że elementy izolacyjne (12) mają takie parametry przewodnictwa cieplnego, że przepływ ciepła przez elementy izolacyjne (12) i elementy (8) obramowania do powierzchni, oddzielającej elementy (8) obramowania od pomieszczenia, daje taką samą temperaturę, jaką ma odpowiednia powierzchnia wewnętrznej powłoki ściennej (2).
3. Element ścienny zewnętrzny według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że elementy izolacyjne (12) otaczają zewnętrzną warstwę termoizolacyjną (5) wzdłuż krawędzi na całym obwodzie i na całej jej grubości oraz przylegają z jednej strony do wewnętrznej warstwy termoizolacyjnej (3), zaś z drugiej strony przylegają także do zewnętrznej powłoki ściennej (1).
4. Element ścienny zewnętrzny według zastrz. 3, znamienny tym, że zwrócona ku zewnętrznej warstwie termoizolacyjnej (5) powierzchnia (14) elementów izolacyjnych (12) biegnie ukośnie względem płaszczyzny zewnętrznej powłoki ściennej (1), tak że ograniczona przez elementy izolacyjne (12) powierzchnia zewnętrznej warstwy termoizolacyjnej (5) jest na wewnętrznej powierzchni (6') zewnętrznej powłoki ściennej (1) większa niż na powierzchni granicznej (6) z wewnętrzną warstwą termoizolacyjną (3).
5. Element ścienny zewnętrzny według zastrz. 3 albo 4, znamienny tym, że zewnętrzna powłoka ścienna (1) i elementy (8) obramowania wewnętrznej powłoki ściennej (2) są połączone za pomocą elementów dystansowych (15), które przylegają do zewnętrznej powłoki ściennej (1) po stronie zewnętrznej warstwy termoizolacyjnej (5), zaś elementy izolacyjne (12) są umieszczone pomiędzy zewnętrzną warstwą termoizolacyjną (5) i elementami dystansowymi (15), osłaniając elementy dystansowe (15).
6. Element ścienny zewnętrzny według zastrz. 5, znamienny tym, że elementy dystansowe (15) i elementy izolacyjne (12) stanowią jedną część.
7. Element ścienny zewnętrzny według zastrz. 5 albo 6, znamienny tym, że elementy dystansowe (15) są zaopatrzone z jednej strony w wewnętrzny profil uszczelniający (11), przylegający do zewnętrznej powłoki ściennej (1), zaś z drugiej strony w profil kotwiący (16) do połączenia z elementami (8) obramowania.
8. Element ścienny zewnętrzny według zastrz. 5 albo 6, znamienny tym, że elementy dystansowe (15) są z jednej strony sklejone z zewnętrzną powłoką ścienną (1), z drugiej zaś z elementami (8) obramowania.
9. Element ścienny zewnętrzny według zastrz. 1, znamienny tym, że elementy (8) obramowania wewnętrznej powłoki ściennej (2) wystają poza powierzchnię graniczną (6) w

176 931 kierunku zewnętrznej powłoki ściennej (1) i w swej wystającej części (17) stanowią oparcie dla elementów izolacyjnych (12).
10. Element ścienny zewnętrzny według zastrz. 1, znamienny tym, że elementy izolacyjne stanowią przejścia dla redukcji ciśnienia zewnętrznej warstwy termoizolacyjnej (5) na zewnątrz.