PL181284B1

PL181284B1 - Compound thermally-insulating shaped member

Info

Publication number: PL181284B1
Application number: PL96325156A
Authority: PL
Inventors: Harald Schulz
Original assignee: Norsk Hydro As
Priority date: 1995-09-05
Filing date: 1996-09-05
Publication date: 2001-07-31
Also published as: DK0927808T3; EP0848781B1; WO1997009504A1; NO980935L; PL325156A1; ATE186967T1; EP0927808A3; NO309782B1; CA2231102A1; CZ65998A3; JPH11512158A; EP0927808B1; DE59603733D1; DE59610159D1; EP0848781A1; ATE232936T1; NO980935D0; EP0927808A2

Abstract

The outer and inner profiled metal sections (3,4) are joined by a mating profiled insulating rib (5,6) fitting in grooves in them. The insulating rib comprises two parallel walls (6.1,6.2) joined by transverse ribs so as to form lengthwise chambers (11). Dependent on the degree of resistance required to heat-transfer, the width of the insulating rib is 20,30,40 or 50 mm. The chamber width is equal to or less than the insulating rib width where the chamber height is 5 mm. or less, and wall thickness also regulates the resistance to heat transfer.

Description

Przedmiotem wynalazku jest profil kształtowy zespolony termoizolacyjny, zwłaszcza dla okien, drzwi, elewacji lub temu podobnych, składający się z zewnętrznych i wewnętrznych metalowych elementów kształtowych, połączonych ze sobą i utrzymywanych we wzajemnym odstępie za pomocą co najmniej jednego żebra izolacyjnego zaopatrzonego w przyłączeniowe elementy kształtowe, wchodzące w rowki mocujące zewnętrznych i wewnętrznych metalowych elementów kształtowych profilu, przy czym żebro izolacyjne ma dwie równoległe ścianki ograniczające, zawierające pomiędzy sobą co najmniej jedną wydzieloną pustą przestrzeń, przy czym zwłaszcza pomiędzy ściankami ograniczającymi umieszczone jest, biegnące poprzecznie do nich, co najmniej jedno żebro poprzeczne, dzielące pustą przestrzeń wewnątrz żebra izolacyjnego na komory umieszczone jedna za drugą wzdłuż żebra izolacyjnego.The subject of the invention is a heat-insulating composite shaped profile, especially for windows, doors, facades or the like, consisting of external and internal metal shaped elements connected to each other and held at a distance from each other by at least one insulating rib provided with connection shaped elements, penetrating into the fastening grooves of the outer and inner metal profile elements, the insulating rib having two parallel delimiting walls with at least one separated void between them, in particular between the delimiting walls at least one rib running transversely to them transverse, dividing the void inside the insulating rib into chambers placed one behind the other along the insulating rib.

Tego typu profile kształtowe zespolone termoizolacyjne są znane na przykład z niemieckiego opisu patentowego nr DE 42 38 750. Posiadają one żebro izolacyjne względnie żebra izolacyjne zapewniające termiczne rozdzielenie zewnętrznych i wewnętrznych metalowych elementów kształtowych.Heat-insulating composite profiles of this type are known, for example, from DE 42 38 750. They have an insulating rib or ribs for thermal separation of the outer and inner metal moldings.

Przy doborze wymiarów żeber izolacyjnych należy zwrócić uwagę na to, że transport ciepła z cieplejszego do zimniejszego metalowego elementu kształtowego może odbywać się na trzy różne sposoby, mianowicie poprzez przewodnictwo cieplne, promieniowanie cieplne oraz przenoszenie ciepła w drodze konwekcji, przy czym z reguły wszystkie trzy mechanizmy transportu występująjednocześnie obok siebie.When selecting the dimensions of the insulating ribs, it should be noted that the heat transfer from the warmer to the colder metal profile can take place in three different ways, namely through thermal conductivity, thermal radiation and heat transfer by convection, all three mechanisms being generally transport occurs side by side.

Przy przewodzeniu ciepła, energia cieplna jest przenoszona pomiędzy bezpośrednio sąsiadującymi częściami ciał stałych lub nieruchomymi cieczami względnie gazami. Przewodzone ciepło składa się w niniejszym przypadku z części ciepła, która płynie przez ścianki ograniczające z jednej strony i nieruchome powietrze wewnątrz pustej przestrzeni względnie pustych komór oraz w przestrzeni, graniczącej od zewnątrz z żebrem izolacyjnym. Część ciepła, płynąca przez żebro izolacyjne, jest określona w zasadzie przez grubość i szerokość ścianek ograniczających oraz przewodność cieplną materiału. Wielkości mechaniczne (wytrzymałość, grubość, grubość ścianek, szerokość) wyznaczają jednak równocześnie mechaniczne własności statycznie nośnego, stanowiącego element dystansowy, żebra izolacyjnego. Dlatego też dalsze zmniejszanie przewodnictwa cieplnego jest z reguły ograniczone ze względów statycznych (grubość ścianek, szerokość).In the case of heat conduction, thermal energy is transferred between immediately adjacent parts of solids or stationary liquids or gases. The conducted heat consists in the present case of a portion of the heat which flows through the boundary walls on one side and the stationary air inside the cavity or cavities and in the space adjacent to the outside with the insulating rib. The part of the heat flowing through the insulating rib is essentially determined by the thickness and width of the boundary walls and the thermal conductivity of the material. However, the mechanical values (strength, thickness, wall thickness, width) also determine the mechanical properties of the statically load-bearing spacer, insulating rib. Therefore, a further reduction in thermal conductivity is generally limited for reasons of static (wall thickness, width).

Natomiast przy promieniowaniu cieplnym nie jest potrzebne medium przenoszące, w związku z czym wymiary żebra izolacyjnego nie mają znaczenia, o ile nie należy uwzględnić cieni, odbić lub temu podobnych oddziaływań żebra izolacyjnego na promieniowanie.On the other hand, with thermal radiation, no transmission medium is needed, so that the dimensions of the insulating rib do not matter, as long as shadows, reflections or similar radiation effects of the insulating rib are not taken into account.

Przy konwekcji, energia cieplna jest przenoszona na płynące ciecze, gazy lub pary na zasadzie przewodnictwa ewentualnie również promieniowania, a następnie prowadzona dalej za pomocą przepływu. Ponieważ nośnik ciepła przy poborze energii cieplnej zmniejsza swoją gęstość, co prowadzi do jego unoszenia, w związku z czym samo przenoszenie ciepła powoduje przepływ ciepła, nazywany konwekcją.In convection, thermal energy is transferred to the flowing liquids, gases or vapors by conduction, possibly also radiation, and then conducted further by the flow. Since the heat carrier reduces its density when taking heat energy, which leads to its lifting, therefore the heat transfer itself causes a heat flow, called convection.

Okazało się, że ukształtowanie żebra izolacyjnego wpływa w znacznym stopniu na ilość ciepła przenoszonego drogą konwekcji, w związku z czym zadaniem niniejszego wynalazku jest takie ulepszenie kształtu żebra izolacyjnego w opisanych na wstępie elementach kształtowych, aby konwekcja, a zatem ilość ciepła przenoszonego za pomocą przepływu, była ograniIt has turned out that the design of the insulating rib has a significant influence on the amount of heat transferred by convection, and therefore the object of the present invention is to improve the shape of the insulating rib in the moldings described at the outset so that convection, and therefore the amount of heat transferred by flow, she was limited

181 284 czona do takiej wartości, żeby uwarunkowany nią przepływ ciepła był tego samego rzędu, co czyste przewodnictwo przy nieruchomym powietrzu, i żeby jednocześnie ulegała zmniejszeniu wymiana w drodze promieniowania (transport ciepła za pomocą długofalowego promieniowania podczerwonego). Dzięki temu powinno osiągnąć się zmniejszenie strat cieplnych o około 30% w porównaniu z dotychczasowym stanem techniki.181 284 so that the resulting heat flow is of the same order as pure conductivity in stationary air, and that the exchange by radiation is reduced at the same time (heat transport by long-wave infrared radiation). As a result, a reduction in heat losses of approximately 30% compared to the prior art should be achieved.

Profil kształtowy zespolony termoizolacyjny według wynalazku, charakteryzuje się tym, że szerokość co najmniej jednej pustej komory żebra izolacyjnego jest co najmniej równa jednej trzeciej szerokości żebra izolacyjnego i co najwyżej równa szerokości żebra izolacyjnego dla wysokości żebra poprzecznego pustej komory co najwyżej równej 5 mm. Natomiast dla wysokości żebra poprzecznego żebra izolacyjnego zawartej pomiędzy 5 i 20 mm, stosunek wysokości do szerokości żebra poprzecznego jest co najmniej równy 0,2 i co najwyżej równy 5, a zwłaszcza jest co najmniej równy 0,5 i co najwyżej równy 2.The inventive shaped composite profile is characterized in that the width of at least one hollow chamber of the insulating rib is at least one third of the width of the insulating rib and at most equal to the width of the insulating rib for a height of the transverse rib of the hollow chamber of at most 5 mm. However, for a cross rib height of an insulating rib between 5 and 20 mm, the ratio of the height to width of the cross rib is at least 0.2 and at most 5, in particular at least 0.5 and at most 2.

Korzystnie, stosunek pionowej wysokości do poziomej szerokości pustej komory jest taki, że iloczyn tego stosunku boków i liczby Rayleigha (Ran) jest mniejszy niż wartość liczbowa 72.Preferably, the ratio of the vertical height to the horizontal width of the void is such that the product of this ratio of sides and the Rayleigh number (Ran) is less than the numerical value 72.

Korzystnie, żebro izolacyjne profilu ma trzy puste komory, zaś odniesiony do zewnętrznego zarysu listwy izolacyjnej (jej szerokości i wysokości) stosunek geometryczny leży wewnątrz przedziału 1,3*D - 0,022*D² < H < 4,14*D - 0,088*D².Preferably, the insulating rib of the profile has three empty chambers, and the geometric ratio, related to the external contour of the insulation strip (its width and height), is inside the interval 1.3 * D - 0.022 * D ² <H <4.14 * D - 0.088 * D ² .

Korzystnie, żebro izolacyjne ma żebro poprzeczne ustawione prostopadle do ścianek ograniczających tego żebra izolacyjnego i połączone z nimi na stałe. Żebro izolacyjne może mieć również żebro poprzeczne usytuowane względem ścianek ograniczających żebra izolacyjnego pod kątem leżącym w przedziale pomiędzy 75 i 105°.Preferably, the insulating rib has a transverse rib arranged perpendicular to the bounding walls of the insulating rib and permanently connected thereto. The insulating rib may also have a transverse rib arranged with respect to the walls delimiting the insulating rib at an angle comprised between 75 and 105 [deg.].

Korzystnie, żebro izolacyjne ma przyłączeniowe elementy kształtowe usytuowane symetrycznie względem żebra izolacyjnego.Preferably, the insulating rib has connection moldings symmetrical to the insulating rib.

Bezwymiarowa liczba Rayleigha Rah stanowi iloczyn liczby Grashofa i liczby Prandtla, charakteryzującej jedynie własności materiałowe fluidu, znajdującego się w zamkniętej pustej przestrzeni. Liczbę Prandtla dla powietrza można przyjąć jako Pr = 0,71. Wartość liczby Grashofa stanowi wskaźnik ciepła, transportowanego w drodze konwekcji z ciepłej na zimną stronę pustej przestrzeni względnie pustych komór. Jeżeli teraz geometrię żebra izolacyjnego, a zatem stosunek boków h/d pustej przestrzeni względnie pustych komór dobierze się przy uwzględnieniu oczekiwanych parametrów temperaturowych, tak, że iloczyn kwadratu stosunku boków i liczby Rayleigha pozostanie mniejszy niż wartość liczbowa 72, wówczas konwekcja wewnątrz pustej przestrzeni względnie pustych komór będzie na tyle ograniczona, że transport ciepła będzie tego samego rzędu, co w przypadku czystego przewodnictwa w nieruchomym powietrzu.The dimensionless Rayleigh Rah number is the product of the Grashof number and the Prandtl number, which characterizes only the material properties of a fluid in a closed empty space. The Prandtl number for air can be taken as Pr = 0.71. The Grashof number value is an index of the heat transported by convection from the warm side to the cold side of the void or void chambers. If now the geometry of the insulating rib, and therefore the side ratio h / d of the void or void chambers, is selected taking into account the expected temperature parameters, such that the product of the square of the side ratio and the Rayleigh number remains less than the numerical value 72, then convection inside the void relatively void spaces the chambers will be so limited that heat transfer will be of the same order as for pure conductivity in still air.

Liczba pustych komór wynika z szerokości i wysokości żebra izolacyjnego oraz zadanego stosunku boków pustych komór.The number of empty chambers results from the width and height of the insulating rib and the given ratio of the sides of the empty chambers.

Osiągnięte w rozwiązaniu według wynalazku korzyści polegają w zasadzie na tym, że przy ukształtowaniu żeber izolacyjnych według podanych cech osiąga się również, poza optymalną izolacją cieplną, korzystne parametry w zakresie osiągalnej wytrzymałości żeber izolacyjnych. Taki dobór wymiarów opiera się ponadto na znajomości faktu, że materiały, jakie można zastosować na żebra izolacyjne, zwłaszcza PCW, polipropylen i poliamid, charakteryzują się w podanej kolejności coraz większą przewodnością cieplną. Aby zwiększyć ich wytrzymałość mechaniczną, stosuje się dodatki do tych materiałów, zwiększające wprawdzie wytrzymałość, jednak zarazem prowadzące do wzrostu przewodności cieplnej.The advantages achieved with the solution according to the invention consist essentially in the fact that, in the design of the insulation ribs according to the characteristics indicated, favorable parameters are also achieved, in addition to optimal thermal insulation, in terms of the achievable strength of the insulation ribs. Such a selection of dimensions is also based on the knowledge that the materials that can be used for the insulating ribs, in particular PVC, polypropylene and polyamide, are characterized in the order given by an increasing thermal conductivity. In order to increase their mechanical strength, additives are used for these materials, increasing their strength, but also leading to an increase in thermal conductivity.

Jeżeli szerokość ścianek ograniczających jest niewielka, wówczas obciążenie żebra izolacyjnego jest wprawdzie małe, zwiększa się jednak równocześnie przewodnictwo cieplne wskutek niewielkiej odległości pomiędzy obydwoma metalowymi elementami kształtowymi. Z drugiej strony, dzięki mniejszemu obciążeniu można zastosować mniejszą ilość dodatków, co z kolei zmniejsza przewodność cieplną.If the width of the boundary walls is small, the load on the insulating rib is small, but at the same time the thermal conductivity increases due to the short distance between the two metal moldings. On the other hand, thanks to the lower load, fewer additives can be used, which in turn reduces the thermal conductivity.

Zaproponowana według wynalazku kombinacja cech wyznacza zatem granice, wewnątrz których poza optymalną izolacją cieplną osiąga się także wymaganą wytrzymałość żebra izolacyjnego. Nawet przy większej szerokości ścianek ograniczających występujące wówczas pogorszenie przepływu ciepła wskutek wymiarów pustych komór, w których jest zamknięte powietrze, jest kompensowane z nadmiarem dzięki osiągniętej korzyści.The combination of features proposed according to the invention thus delineates the limits within which, in addition to optimal thermal insulation, the required strength of the insulating rib is also achieved. Even with the greater width of the delimiting walls, the deterioration in heat flow that occurs then due to the dimensions of the hollow chambers in which the air is trapped is overcompensated by the advantage achieved.

181 284181 284

Ponadto, w ramach wynalazku grubość ścianek ograniczających i/lub przewodność cieplna ścianek ograniczających są na tyle małe w ramach zadanego przedziału, że szerokość ścianek ograniczających może leżeć w przedziale pomiędzy 20 i 50 mm, a odstęp pomiędzy ściankami ograniczającymi może leżeć w przedziale pomiędzy 1 i 15 mm, a zwłaszcza pomiędzy 5il0 mm.Moreover, within the scope of the invention, the thickness of the bounding walls and / or the thermal conductivity of the bounding walls are so small within a predetermined range that the width of the bounding walls can be between 20 and 50 mm, and the gap between the bounding walls can be between 1 and 15 mm, especially between 5-10 mm.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia pojedyncze żebro izolacyjne w ujęciu schematycznym, służącym do wyznaczenia baz wymiarowych, fig. 2 - profil kształtowy zespolony w przekroju, zaś fig. 3 kolejny przykład wykonania profilu w przekroju, odpowiadającym fig. 2.The subject matter of the invention is illustrated in the drawing, in which fig. 1 shows a single insulating rib in a schematic view, used to determine the dimensional bases, fig. 2 - a composite shaped profile in cross-section, and fig. 3 - another profile embodiment in cross-section, corresponding to fig. 2.

Na figurze 1 z profilu kształtowego zespolonego termoizolacyjnego, przeznaczonego zwłaszcza dla okien, drzwi, elewacji lub temu podobnych, uwidoczniony jest zewnętrzny i wewnętrzny metalowy element kształtowy 3, 4 oraz zaopatrzone na każdym z obu boków w jeden przyłączeniowy element kształtowy 5 żebro izolacyjne 6, które łączy ze sobą oba metalowe elementy kształtowe 3, 4 i utrzymuje je w odstępie względem siebie.1 shows an external and internal metal profile 3, 4 from a thermally insulating composite profile, especially for windows, doors, facades or the like, and provided on each of the two sides with one connection profile 5 insulating rib 6, which joins the two metal shapes 3, 4 together and keeps them spaced from each other.

Żebro izolacyjne 6 ma dwie, w zasadzie równoległe, zawierające pomiędzy sobą pustą przestrzeń, ścianki ograniczające 6.1, 6.2, przy czym pomiędzy ściankami ograniczającymi 6.1, 6.2 umieszczone są dwa biegnące poprzecznie do nich żebra poprzeczne 10, wskutek czego pusta przestrzeń wewnątrz żebra izolacyjnego 6 jest podzielona na kilka, umieszczonych jedna za drugą wzdłuż żebra izolacyjnego 6, pustych komór 11.The insulating rib 6 has two essentially parallel and interconnecting hollow walls 6.1, 6.2, two transverse ribs 10 extending transversely between the boundary walls 6.1, 6.2, so that the void inside the insulating rib 6 is divided into several empty chambers 11 arranged one behind the other along the insulating rib 6.

Transport ciepła można obliczyć przy uwzględnieniu opisanych na wstępie mechanizmów transportu za pomocą odpowiednich metod. Jeżeli zmienia się stosunek pionowej wysokości (h) do poziomej szerokości (b) pustej przestrzeni względnie pustych komór, wówczas okazuje się, że udział transportu ciepła z cieplejszego do zimniejszego metalowego elementu kształtowego, który polega na konwekcji do pustych komór 11, można na tyle zmniejszyć za pomocą odpowiedniego doboru stosunku boków, że jego udział w porównaniu do przewodnictwa cieplnego i promieniowania cieplnego staje się pomijalny.Heat transport can be calculated taking into account the transport mechanisms described at the beginning, using appropriate methods. If the ratio of the vertical height (h) to the horizontal width (b) of the void or of the void chambers changes, it turns out that the proportion of heat transport from the warmer to the colder metal form, which consists in convection into the void chambers 11, can be so reduced by appropriate selection of the side ratio, its contribution to thermal conductivity and thermal radiation becomes negligible.

Jeżeli opór przenikania ciepła dla różnych szerokości żebra izolacyjnego 6 naniesie się na wysokość żebra, wówczas otrzymuje się obszar, w którym opór przenikania ciepła wykazuje maksimum. Stąd widać, że przy uwzględnieniu temperatur, oczekiwanych na zewnętrznych i wewnętrznych metalowych elementach kształtowych 3, 4, oraz odpowiednim doborze stosunku boków pustych komór można osiągnąć poprawę izolacji cieplnej.If the heat transfer resistance for the different widths of the insulating rib 6 is applied to the height of the rib, a region is obtained in which the heat resistance is at its maximum. Hence, it can be seen that, taking into account the temperatures expected on the external and internal metal shapes 3, 4 and the appropriate selection of the ratio of the sides of the hollow chambers, an improvement in the thermal insulation can be achieved.

Również przy naniesieniu zależności oporu przenikania ciepła od wysokości żebra izolacyjnego dla różnych grubości ścianek otrzymuje się maksimum dla określonego przedziału wartości. Zmiana grubości ścianek prowadzi wprawdzie, z uwagi na zmieniające się przewodnictwo cieplne, do zmiany całkowitego oporu cieplnego; wpływ składowej konwekcyjnej jest jednak widoczny również tutaj.Also, when plotting the dependence of the heat transfer resistance on the height of the insulating rib, a maximum is obtained for a given range of values for different wall thicknesses. Indeed, a change in the wall thickness leads to a change in the overall thermal resistance due to the changing thermal conductivity; the influence of the convective component is also visible here.

Można to wykorzystać do obliczenia żebra izolacyjnego w następujący sposób:This can be used to calculate the insulating rib as follows:

W oparciu o grubość ścianki s = 0,5 mm i przewodność cieplną lambda = 0,35 W/mK ścianek ograniczających 6.1, 6.2 przyjęto dla osiągnięcia oporu przenikania ciepła przez żebro izolacyjne w przedziale pomiędzy 0,15 m²K/W i 0,30 m^K/W szerokość (D) żebra izolacyjnego równą 20 m, w przedziale pomiędzy 0,25 m²K/W i 0,50 m²K/W szerokość (D) żebra izolacyjnego równą 30 mm, w przedziale pomiędzy 0,35 m²K/W i 0,65 m²K/W szerokość (D) żebra izolacyjnego równą 40 mm, zaś w przedziale pomiędzy 0,40 m²K/W i 0,80 m²K/W szerokość (D) żebra izolacyjnego równą 50 mm. Szerokość (d) pustej przestrzeni względnie pustych komór jest przy tym mniejsza lub równa szerokości (D) żebra izolacyjnego i większa lub równa jednej trzeciej szerokości (D) żebra izolacyjnego, o ile wysokość pustej przestrzeni względnie pustych komór 11 jest mniejsza lub równa 5 mm. Przy wysokości pustej przestrzeni względnie pustych komór od 5 do 20 mm i co najmniej jednym istniejącym żebrze poprzecznym 10 stosunek wysokości (h) do szerokości (d) jest większy lub równy 0,2 i mniejszy lub równy 5. Jeżeli grubość (s) ścianki zmienia się w przedziale pomiędzy 0,25 mm i 1,0 mm, wówczas należy uwzględnić zależność oporu przenikania ciepła od grubości (s) ścianki zgodBased on the wall thickness s = 0.5 mm and the thermal conductivity lambda = 0.35 W / mK of the boundary walls 6.1, 6.2, it was assumed to achieve the heat transfer resistance through the insulating rib in the range between 0.15 m ² K / W and 0, 30 m ^ K / W width (D) of the insulating rib equal to 20 m, in the range between 0.25 m ² K / W and 0.50 m ² K / W width (D) of the insulating rib equal to 30 mm, in the range between 0 , 35 m ² K / W and 0.65 m ² K / W width (D) of the insulating rib equal to 40 mm, and in the interval between 0.40 m ² K / W and 0.80 m ² K / W the width (D ) an insulating rib equal to 50 mm. The width (d) of the void or voids 11 is less than or equal to the width (D) of the insulating rib and greater than or equal to one third of the width (D) of the insulating rib, provided the height of the void or voids 11 is less than or equal to 5 mm. With a void height or void chambers of 5 to 20 mm and at least one existing transverse rib, the ratio of height (h) to width (d) is greater than or equal to 0.2 and less than or equal to 5. If the wall thickness (s) changes in the range between 0.25 mm and 1.0 mm, then the dependence of the heat transfer resistance on the wall thickness (s) should be taken into account

181 284 nie z równaniem R(s) = R(s = 0,25 mm) + (s-0,25)/0,25 * delta R, przy wartości delta R od 0,025 do 0,05. Zwiększenie przewodności cieplnej ścianek ograniczających 6.1, 6.2 o 10% w przedziale pomiędzy 0,15 W/mK i 0,40 W/mK prowadzi do zmniejszenia oporu przenikania ciepła od 2 do 4%, co należy odpowiednio uwzględnić przy dobranych na wstępie wielkościach wyjściowych.181 284 not with the equation R (s) = R (s = 0.25 mm) + (s-0.25) / 0.25 * delta R, with a delta R value of 0.025 to 0.05. Increasing the thermal conductivity of the boundary walls 6.1, 6.2 by 10% in the range between 0.15 W / mK and 0.40 W / mK leads to a reduction of the heat transfer resistance by 2 to 4%, which should be appropriately taken into account in the initial values selected at the beginning.

Przy ustalaniu kształtu żebra izolacyjnego można wówczas przyjąć, że liczba pustych komór 11 wynika z szerokości i wysokości żebra izolacyjnego oraz zadanego stosunku boków.When determining the shape of the insulating rib, it can then be assumed that the number of empty chambers 11 results from the width and height of the insulating rib and the given ratio of sides.

Jeżeli żebro izolacyjne ma trzy puste komory 11, wówczas można w uproszczeniu oszacować stosunek boków: odniesiony do zewnętrznego zarysu listwy izolacyjnej (szerokość D i wysokość H) stosunek geometryczny powinien wówczas leżeć w przedziale 1,3*D - 0,022*D² < H < 4,14*D - 0,088*D². Dla innej liczby pustych komór 11 można wyznaczyć odpowiednie granice przedziałów.If the insulating rib has three empty chambers 11, then the ratio of the sides can be estimated in a simplified manner: the geometric ratio related to the external contour of the insulation strip (width D and height H) should then be in the range 1.3 * D - 0.022 * D ² <H < 4.14 * D - 0.088 * D ² . For a different number of empty chambers 11, suitable interval limits can be set.

W przedstawionych na fig. 2 i 3 przykładach wykonania element kształtowy zespolony jest zastosowany w oknie, z którego widoczny jest jedynie przekrój ramy skrzydła i ościeżnicy.In the embodiments shown in FIGS. 2 and 3, the composite molding element is provided in a window from which only the cross-section of the sash frame and the casing is visible.

Zarówno element kształtowy 1 ościeżnicy, jak też element kształtowy 2 skrzydła mają postać elementu kształtowego zespolonego termoizolacyjnego. Każdy z nich składa się zatem z zewnętrznego 3 i wewnętrznego 4 metalowego elementu kształtowego, połączonych ze sobą i utrzymywanych we wzajemnym odstępie za pomocą dwóch, zaopatrzonych w przyłączeniowe elementy kształtowe 5, żeber izolacyjnych 6. Ukształtowane w kształcie jaskółczego ogona, przyłączeniowe elementy kształtowe 5 są przy tym osadzone kształtowo w rowkach mocujących metalowych elementów kształtowych 3,4.Both the frame molding 1 and the sash molding 2 are designed as a thermally insulating composite molding. Each of them thus consists of an outer 3 and an inner 4 metal profile joined together and held at a distance from each other by two insulating ribs 6 provided with connection forms 5. The dovetail shaped connection forms 5 are they are fitted positively in the fastening grooves of the metal moldings 3,4.

Szyba 7 jest zamocowana na elemencie kształtowym 2 skrzydła za pomocą listwy 9 poprzez uszczelki 8.The pane 7 is fixed on the sash profile 2 by means of a strip 9 through gaskets 8.

Żebra izolacyjne 6 mają z kolei dwie, w zasadzie równoległe, ścianki ograniczające 6.1, 6.2, pomiędzy którymi znajduje się pusta przestrzeń. Ścianki ograniczające 6.1, 6.2 są przy tym połączone za pomocą kilku żeber poprzecznych 10, przy czym liczba żeber poprzecznych 10 jest zależna od opisanych powyżej warunków brzegowych.The insulating ribs 6 in turn have two substantially parallel boundary walls 6.1, 6.2, between which there is a void. The boundary walls 6.1, 6.2 are connected here by a plurality of transverse ribs 10, the number of transverse ribs 10 depending on the boundary conditions described above.

Poza tym zaleca się, aby określająca odstęp pomiędzy metalowymi elementami kształtowymi 3, 4 szerokość ścianek ograniczających 6.1, 6.2 była tak dobrana w zależności od grubości ścianek 6.1, 6.2, że jednostkowy strumień ciepła q₀, a zatem strumień ciepła, płynący przez ścianki ograniczające listwy o długości 1 m przy delta T = 1 K, był mniejszy niż 0,02 W.In addition, it is recommended that the width of the boundary walls 6.1, 6.2 defining the spacing between the metal moldings 3, 4 be selected depending on the wall thickness 6.1, 6.2 that the unit heat flux q ₀ , and therefore the heat flux, flowing through the boundary walls of the battens 1 m long with a delta T = 1 K, it was less than 0.02 W.

W przedstawionych na fig. 2 i 3 przykładach wykonania żebro poprzeczne 10 jest ustawione prostopadle do ścianek ograniczających 6.1, 6.2 i połączone z nimi na stałe. Istnieje jednak możliwość ustawienia żeber poprzecznych 10 również pod kątem od 75 do 105°, a nawet jeszcze większym, względem ścianek ograniczających 6.1, 6.2, o ile nie spowoduje to znaczącego pogorszenia izolacji cieplnej.In the embodiments shown in FIGS. 2 and 3, the transverse rib 10 is arranged perpendicular to the boundary walls 6.1, 6.2 and permanently connected thereto. However, it is possible to arrange the transverse ribs 10 also at an angle of 75 to 105 [deg.] Or even greater with respect to the boundary walls 6.1, 6.2, as long as this does not significantly impair the thermal insulation.

Grubość ścianek ograniczających 6.1, 6.2 może leżeć w przedziale pomiędzy 0,4 i 1 mm, przy czym grubości obu ścianek ograniczających 6.1, 6.2 są równe. Szczególnie korzystne okazało się, jeżeli grubość ścianek ograniczających 6.1, 6.2 leży w przedziale pomiędzy 0,5 i 0,8 mm.The thickness of the boundary walls 6.1, 6.2 may be between 0.4 and 1 mm, with the thicknesses of the two boundary walls 6.1, 6.2 being equal. It has proved to be particularly advantageous if the thickness of the boundary walls 6.1, 6.2 lies in the range between 0.5 and 0.8 mm.

Przy doborze materiału na ścianki ograniczające 6.1, 6.2 należy zwrócić uwagę na to, aby przewodność cieplna L leżała pomiędzy 0,17 i 0,35 W/(mK). Należy przy tym uwzględnić fakt, że dodanie domieszek do materiału zwiększa wprawdzie jego wytrzymałość, zarazem jednak zwiększa jego przewodność cieplną wskutek czego należy tu znaleźć taki kompromis pomiędzy zaproponowanym według wynalazku przedziałem oraz grubością ścianek ograniczających 6.1, 6.2, aby przy odpowiedniej szerokości i grubości ścianek ograniczających 6.1, 6.2 jednostkowy strumień ciepła q₀, a zatem strumień ciepła, płynący przez ścianki ograniczające 6.1, 6.2 listwy o długości 1 m przy delta T = 1 K, był mniejszy niż 0,02 W. Ponieważ zbyt duża szerokość ścianek ograniczających 6.1, 6.2 prowadzi do wzrostu obciążenia, grubość ścianek ograniczających 6.1, 6.2 i/lub ich przewodność cieplną muszą być na tyle małe w ramach zadanego przedziału, aby szerokość ścianek ograniczających 6.1, 6.2 leżała w przedziale pomiędzy 20 i 50 mm.When selecting the material for the boundary walls 6.1, 6.2, it must be ensured that the thermal conductivity L is between 0.17 and 0.35 W / (mK). It should be taken into account that the addition of admixtures to the material increases its strength, but at the same time increases its thermal conductivity, so that a compromise between the interval proposed according to the invention and the thickness of the boundary walls 6.1, 6.2 should be found here, so that with the appropriate width and thickness of the boundary walls 6.1, 6.2 unit heat flux q ₀ , and therefore the heat flux, flowing through the boundary walls 6.1, 6.2 of the 1 m long strip with a delta T = 1 K, was less than 0.02 W. Because the width of the boundary walls 6.1, 6.2 was too large leads to an increase in load, the thickness of the boundary walls 6.1, 6.2 and / or their thermal conductivity must be small enough within a predetermined range that the width of the boundary walls 6.1, 6.2 lies between 20 and 50 mm.

181 284 7181 284 7

W przedstawionym na fig. 2 przykładzie wykonania przyłączeniowe elementy kształtowe 5 są symetryczne, to znaczy usytuowane centralnie względem żebra izolacyjnego 6. Istnieje jednak również możliwość asymetrycznego usytuowania przyłączeniowych elementów kształtowych 5 na żebrze izolacyjnym 6, zwłaszcza wówczas, gdy zastosowane są żebra izolacyjne 6 o stosunkowo daleko rozstawionych ściankach ograniczających 6.1, 6.2. Taki przykład jest przedstawiony na fig. 3, na której oba żebra izolacyjne 6 w elemencie kształtowym 1 ościeżnicy i górne żebro izolacyjne 6 w elemencie kształtowym 2 skrzydła są ukształtowane w opisany wyżej sposób. Istnieje przy tym również możliwość dalszego zwiększenia odstępu ścianek ograniczających 6.2 żeber izolacyjnych 6 od ścianek ograniczających 6.1.In the exemplary embodiment shown in FIG. 2, the connection profiles 5 are symmetrical, i.e. located centrally in relation to the insulating rib 6. However, it is also possible to arrange the connection profiles 5 asymmetrically on the insulating rib 6, especially when insulating ribs 6 are used with relatively far apart boundary walls 6.1, 6.2. Such an example is illustrated in Fig. 3, in which the two insulating ribs 6 in the frame profile 1 and the upper insulating rib 6 in the sash profile 2 are formed in the manner described above. There is also the possibility of further increasing the distance between the boundary walls 6.2 of the insulating ribs 6 and the boundary walls 6.1.

181 284181 284

Fig.1Fig.1

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 60 egz. Cena 2,00 zł.Publishing Department of the UP RP. Mintage 60 copies. Price PLN 2.00.

Claims

Patent claims

1. Composite heat-insulating shaped profile, in particular for windows, doors, façades or the like, consisting of external and internal metal moldings connected to each other and held at a distance from each other by at least one insulating rib provided with connecting moldings extending into into the fastening grooves of the outer and inner metal profile elements, the insulating rib having two parallel delimiting walls with at least one separated void between them, and in particular between the delimiting walls there is at least one transverse rib , dividing the void inside the insulating rib into chambers arranged one behind the other along the insulating rib, characterized in that the width (d) of at least one empty chamber (11) of the insulating rib (6) is at least one third of the width (D) of the insulating rib. yjnego (6) and at most equal to the width (D) of the insulating rib (6).

2. Shaped profile according to claim 1 The method of claim 1, characterized in that the ratio of the vertical height (h) to the horizontal width (d) of the empty chamber (11) is such that the product of this ratio of sides and the Rayleigh number (Rah) is less than the numerical value 72.

3. Shaped profile according to claim 1 3. A method as claimed in claim 1, characterized in that the insulating rib (6) has three empty chambers, and the geometric ratio relative to the external contour of the insulation strip (width D and height H) is inside the interval 1.3 * D - 0.022 * D ² <H <4, 14 * D - 0.088 * D ² .

4. Shaped profile according to claim 1 The insulating rib (6) as claimed in claim 1, characterized in that the insulating rib (6) has a transverse rib (10) perpendicular to the boundary walls (6.1, 6.2) of the insulating rib (6) and permanently connected thereto.

5. Shaped profile according to claim 1 The insulating rib (6) as claimed in claim 1, characterized in that the insulating rib (6) has a transverse rib (10) arranged with respect to the boundary walls (6.1, 6.2) of the insulating rib (6) at an angle comprised between 75 and 105 °.

6. Shaped profile according to claim 1 Device according to claim 1, characterized in that the insulating rib (6) has connection shapes (5) arranged symmetrically with respect to the insulating rib (6).

7. Composite heat-insulating shaped profile, in particular for windows, doors, façades or the like, consisting of external and internal metal moldings connected to each other and held at a distance from each other by at least one insulating rib provided with connecting moldings extending into into the fastening grooves of the outer and inner metal profile elements, the insulating rib having two parallel delimiting walls with at least one separated void between them, and in particular between the delimiting walls there is at least one transverse rib dividing the void inside the insulating rib into chambers arranged one behind the other along the insulating rib, characterized in that the ratio of height (h) to width (d) of the transverse rib (6) is at least 0.2 and at most equal to 5.

8. Shaped profile according to claim 1 The method of claim 7, wherein the ratio of height (h) to width (d) is at least 0.5 and at most equal to 2.

9. Shaped profile according to claim 1 A method according to claim 7 or 8, characterized in that the ratio of the vertical height (h) to the horizontal width (d) of the empty chamber (11) is such that the product of this ratio of sides and the Rayleigh number (Rah) is less than the numerical value 72.

10. Shaped profile according to claim 1 7, characterized in that the insulating rib (6) has three empty chambers, and the geometric ratio relative to the external outline of the insulating strip (width D and height H) lies inside the interval 1.3 * D - 0.022 * D ² <H <4, 14 * D - 0.088 * D ² .

11. Shaped profile according to claim 1 The insulating rib (6) as claimed in claim 7, characterized in that the insulating rib (6) has a transverse rib (10) perpendicular to the boundary walls (6.1, 6.2) of the insulating rib (6) and permanently connected thereto.

12. Shaped profile according to claim 1 The insulating rib (6) as claimed in claim 7, characterized in that the insulating rib (6) has a transverse rib (10) arranged with respect to the boundary walls (6.1, 6.2) of the insulating rib (6) at an angle comprised between 75 and 105 °.

13. The shaped profile according to claim 1 A device as claimed in claim 7, characterized in that the insulating rib (6) has connection profiles (5) arranged symmetrically with respect to the insulating rib (6).

* * *