PL217077B1 - Element budowlany - Google Patents
Element budowlanyInfo
- Publication number
- PL217077B1 PL217077B1 PL384382A PL38438208A PL217077B1 PL 217077 B1 PL217077 B1 PL 217077B1 PL 384382 A PL384382 A PL 384382A PL 38438208 A PL38438208 A PL 38438208A PL 217077 B1 PL217077 B1 PL 217077B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- walls
- insulator
- matrix
- insulators
- elements
- Prior art date
Links
- 239000012212 insulator Substances 0.000 claims abstract description 71
- 238000010276 construction Methods 0.000 claims abstract description 9
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 37
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 8
- 239000012774 insulation material Substances 0.000 claims description 4
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 34
- 239000004567 concrete Substances 0.000 description 26
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 19
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 10
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 10
- 239000011449 brick Substances 0.000 description 8
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 6
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 description 5
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 description 5
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 description 4
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 description 4
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 3
- 239000011464 hollow brick Substances 0.000 description 3
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 3
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 3
- 239000011800 void material Substances 0.000 description 3
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 2
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 2
- 241001391944 Commicarpus scandens Species 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000004566 building material Substances 0.000 description 1
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 239000004794 expanded polystyrene Substances 0.000 description 1
- 238000009422 external insulation Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 1
- 238000005187 foaming Methods 0.000 description 1
- 238000009415 formwork Methods 0.000 description 1
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 239000008262 pumice Substances 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 1
- 238000010561 standard procedure Methods 0.000 description 1
- 230000008719 thickening Effects 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 238000013519 translation Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E04—BUILDING
- E04C—STRUCTURAL ELEMENTS; BUILDING MATERIALS
- E04C1/00—Building elements of block or other shape for the construction of parts of buildings
- E04C1/40—Building elements of block or other shape for the construction of parts of buildings built-up from parts of different materials, e.g. composed of layers of different materials or stones with filling material or with insulating inserts
- E04C1/41—Building elements of block or other shape for the construction of parts of buildings built-up from parts of different materials, e.g. composed of layers of different materials or stones with filling material or with insulating inserts composed of insulating material and load-bearing concrete, stone or stone-like material
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E04—BUILDING
- E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
- E04B2/00—Walls, e.g. partitions, for buildings; Wall construction with regard to insulation; Connections specially adapted to walls
- E04B2/02—Walls, e.g. partitions, for buildings; Wall construction with regard to insulation; Connections specially adapted to walls built-up from layers of building elements
- E04B2002/0202—Details of connections
- E04B2002/0204—Non-undercut connections, e.g. tongue and groove connections
- E04B2002/0208—Non-undercut connections, e.g. tongue and groove connections of trapezoidal shape
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E04—BUILDING
- E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
- E04B2/00—Walls, e.g. partitions, for buildings; Wall construction with regard to insulation; Connections specially adapted to walls
- E04B2/02—Walls, e.g. partitions, for buildings; Wall construction with regard to insulation; Connections specially adapted to walls built-up from layers of building elements
- E04B2002/0256—Special features of building elements
- E04B2002/0289—Building elements with holes filled with insulating material
- E04B2002/0293—Building elements with holes filled with insulating material solid material
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Architecture (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Building Environments (AREA)
Description
Przedmiotem wynalazku jest element budowlany, złożony z izolatorów z materiału termoizolacyjnego oraz z osnowy, przeznaczony do murowania ścian.
Znany jest z opisu patentowego nr 181 846 „element budowlany”, złożony z kształtowego, ciągłego rdzenia utworzonego z materiału termoizolacyjnego oraz z osnowy wypełniającej komory tego rdzenia. Ciągły rdzeń ma przynajmniej jedną płaszczyznę równoległą do jego podstawy, stanowiącej płaszczyznę, w której leżą czoła brył geometrycznych, która to płaszczyzna dzieli ciągły rdzeń na przynajmniej dwie, stanowiące jedną całość warstwy. Kształt przekroju poprzecznego warstwy w płaszczyźnie stanowi lustrzane odbicie przekroju poprzecznego warstwy w tej samej płaszczyźnie. Przekroje poprzeczne warstw są wzajemnie przesunięte. Bryły geometryczne są umieszczone przynajmniej w dwóch szeregach, tworząc labirynt, przy czym bryły jednego szeregu są połączone z bryłami drugiego szeregu za pomocą łączników, tworzących z tymi bryłami jedną całość.
Znany jest z opisu patentowego nr 195 666 element budowlany, w kształcie bryły prostopadłościennej, składający się z wielokanałowej wkładki z materiału o dobrych własnościach termoizolacyjnych, otoczonej i wypełnionej materiałem, tworzącym osnowę nośną tak, że stanowią one dwie bryły zespolone przestrzennie, wzajemnie się odwzorowujące w procesie formowania na zasadzie pozytyw - negatyw, przy czym każda z nich jest co najmniej trzywarstwowa. Przewiązki wielokanałowej wkładki z materiału termoizolacyjnego są usytuowane prostopadle względem usytuowanych wzdłużnie wewnątrz elementu przewiązek osnowy nośnej.
W elementach znanych z opisów patentowych: nr 181 846 „element budowlany” i nr 195 666 „element budowlany” w poszczególnych warstwach elementu izolator dzieli osnowę nośną na poszczególne fragmenty, które łączy kolejna warstwa elementu, powoduje to dużą wrażliwość elementów na siły łamiące element zarówno na jego długości jak i szerokości. Spowodowane to jest faktem, że izolator wnika w różnych miejscach począwszy od powierzchni górnej i dolnej na pewną głębokość w ściankę osnowy, co poza faktem zmniejszenia przekroju samej warstwy betonu w tym miejscu, powoduje efekt karbu bardzo ułatwiający łamanie warstwy posiadającej ten karb. Efekt ten wymusza szczególne środki ostrożności w transporcie elementów ich przekładaniu i murowaniu, ogranicza także ich możliwości konstrukcyjne. Ponadto na poziomie płaszczyzny podziału jak i powyżej oraz poniżej łączników izolatora występuje stosunkowo krótka droga dla przepływającego ciepła w porównaniu do reszty elementu co skutkuje ograniczoną jednorodnością termiczną elementu jak i ogranicza całkowitą jego termoizolacyjność nie dając możliwości na pełne wykorzystanie właściwości termoizolacyjnych dobrych izolatorów jak na przykład neopor.
Z opisu patentowego nr US 5209037 znany jest element budowlany, którego osnowa dzielona i równocześnie utrzymywana jest przez rdzeń izolacyjny w kształcie serpentyny o wyraźnie pofałdowanej strukturze przypominającej na zagięciach literę „T albo „Ω” i ich fragmenty. Taki nierozłączny z osnową kształt rdzenia izolacyjnego zapewnia utrzymywanie połówek osnowy i zapewnia wznoszenie muru o ciągłej strukturze rdzenia. Pomimo pewnych modyfikacji wprowadzonych w stosunku do wcześniejszego rozwiązania US 4551959 w dalszym ciągu element jest wrażliwy na uszkodzenia i nie możliwe są zmiany jego grubości, gdyż brak jest sztywnego połączenia pomiędzy oboma czołowymi ściankami. Zwiększenie grubości izolatora do ilości pozwalającej na osiągnięcie izolacyjności niezbędnej dla domów energooszczędnych wymagałoby konieczności zastosowania dodatkowych połączeń między, rozdzielonymi izolatorem, warstwami betonu w postaci kotew czy siatek aplikowanych w czasie murowania. Elementy te mają zwartości konstrukcyjne.
Znany jest ze zgłoszenia wynalazku nr PL 341 998 zestaw elementów ściennych, który charakteryzuje się tym, że składa się z pustaka podstawowego, pustaka uzupełniającego i pustaka uzupełniającego symetrycznego. Ściany boczne pustaków mają z jednej strony ukształtowane liniowe wgłębienia, przechodzące w liniowe występy, a w części środkowej w owalne gniazdo, zaś na przeciwległej ścianie bocznej znajdują się, ukształtowane z tym samym rozmieszczeniem i wymiarami, z zamianą w płaszczyznach liniowych wgłębień, liniowe występy, a w płaszczyznach liniowych występów liniowe wgłębienia, tworząc po połączeniu z przyległymi elementami ściennymi zamki pionowe, przy czym w części środkowej owalne gniazdo, po połączeniu z przyległym, owalnym gniazdem, tworzy obustronnie kanały przelotowe, wypełniane w procesie budowy zaprawą ciepłochronną. W wewnętrznej przestrzeni pustaka podstawowego znajdują się komory, rozmieszczone równolegle wzdłuż osi podłużnej, w dwóch rzędach, mając w przekrojach poprzecznych kształty figur geometrycznych, natomiast w pustaku uzupełniającym i w pustaku uzupełniającym symetrycznym, między dwoma rzędami
PL 217 077 B1 komór, ukształtowanych jak w pustaku podstawowym, wypełnionych masą ocieplającą, znajduje się szczelina podziałowa z karbami na ścianach czołowych.
W elementach opisanych w zgłoszeniu PL 341 998 pustki posiadają charakter wybrań, a więc część osnowy nośnej znajdująca się poniżej wybrań i zwieńczająca wszystkie ścianki elementu stanowi duży bezpośredni mostek termiczny. Ponadto osnowa nośna ukształtowana jest tak, że jej ścianki poprzeczne tworzą praktycznie bezpośrednie mostki termiczne. Nawet wewnętrzne ścianki poprzeczne łączące podłużne warstwy betonu i usytuowane pod pewnym kątem do nich nie wydłużają mostka termicznego jaki stanowi osnowa, powodują jedynie niewielkie minięcie się ścianki poprzecznej łączącej ścianki podłużne, ze ścianką poprzeczną łączącą kolejną warstwę podłużną. Takie ukształtowanie ścianek poprzecznych osnowy może dać jedynie niewielki efekt przy teoretycznym obliczaniu izolacyjności elementu bez uwzględniania faktu, że ciepło płynie drogą o mniejszym oporze cieplnym, to znaczy nie uwzględniając faktu, że strumień ciepła omija izolator drogą jaką stanowi osnowa nośna. Także boczne powierzchnie elementu są bezpośrednim mostkiem termicznym. Owalne gniazdo w ich środkowej części nie wydłuża mostka termicznego na tyle, aby mogło to mieć jakiekolwiek znaczenie dla izolacyjności całego elementu. Ponadto całe elementy według zgłoszenia PL 341 998 charakteryzują się zamkniętym obrysem i bardzo niekorzystnym stosunkiem ich długości do szerokości. W efekcie budowa tych elementów skutkuje występowaniem stosunkowo dużej ilości bezpośrednich mostków termicznych jak i bardzo dużą powierzchnią przewodzenia ciepła w stosunku do powierzchni całego elementu. Oznacza to, że droga, jaką ma do pokonania strumień ciepła, jest bardzo krótka i efekt omijania izolatora przez ciepło jest w tych elementach duży. Zastosowanie dobrych izolatorów w tych elementach nie da efektu, aplikowanie do tych elementów materiału o coraz mniejszym współczynniku lambda skutkować będzie coraz większym strumieniem ciepła płynącym drogą mostków cieplnych omijających izolator. Dysproporcja między przewodnością cieplną materiału osnowy nośnej a współczesnymi materiałami izolacyjnymi mogącymi wypełniać pustki elementu jest gigantyczna. Współczynnik lambda lekkiego betonu założonego w zgłoszeniu PL 341 998, czyli beto3 nu o gęstości 1100 kg/m3, wynosi ok. 0,3 - 0,2 W/mK, a współczynnik lambda, na przykład neoporu to 0,031 W/mK, więc oczywistym jest, że strumień ciepła w znaczący sposób ominie izolator, a przede wszystkim przy takiej dysproporcji oporu cieplnego boczne powierzchnie i dolna powierzchnia tych elementów stają się bardzo dużym, bezpośrednim mostkiem cieplnym nieakceptowalnym w dzisiejszych rozwiązaniach ściennych. Dlatego autor tego rozwiązania przewiduje zastosowanie jako izolatora materiału o słabych właściwościach izolacyjnych jakim jest mieszanka granulatu styropianowego ze spoiwem wapienno - cementowym. W efekcie powstaje element, którego współczynnik U, jak podaje 2 w opisie sam autor, wynosi 0,28 W/m2 K. Jest to izolacyjność zdecydowanie za mała dla domów energooszczędnych.
Z opisu patentowego nr DE 271 4840 A znany jest element budowlany, w którym wewnętrzne ścianki wyprofilowane są wzdłuż linii łamanej faliście. Element ten jest cegłą, konkretnie cegłą dziurawką z pustkami powietrznymi. W cegle nie można w znaczący sposób wykorzystać przedstawionej zasady wydłużania mostka termicznego ze względu na zamknięty kształt bryły elementu co jest znamienne dla wszystkich elementów ceglanych. Efekt wydłużania mostka termicznego wewnątrz cegły jest ograniczony zarówno litymi brzegami elementu jak i mnogością łączników, nieważne jak ukształtowanych. Konieczna w cegle ich znaczna ilość skraca długość mostków termicznych omijających puste przestrzenie i powoduje tworzenie dużej powierzchni przewodzenia ciepła. Ostateczny kształt cegieł zgodnych z wynalazkiem DE 27 14 840, a przede wszystkim ich parametry, ograniczone są możliwościami formowania i wypalania gliny oraz izolacyjnością pustek powietrznych. Ograniczenia te to:
1. zamknięty obrys bryły elementu w przekroju poziomym, kształt ten powoduje obecność bezpośrednich mostków termicznych jakie stanowią boczne powierzchnie cegieł,
2. mała długość elementów w stosunku do ich szerokości co w połączeniu z dużą ilością połączeń między poszczególnymi warstwami wynikająca ze sposobów formowania cegieł, niweluje efekt wydłużenia mostka cieplnego dzięki zastosowanemu kształtowi ścianek wewnętrznych i tworzy dużą powierzchnię przewodzenia ciepła,
3. wykorzystanie jako izolatora pustek powietrznych, znacznie ogranicza efekt kształtowania ścianek wewnętrznych. Powietrze jest dobrym izolatorem, ale pod dwoma warunkami: po pierwsze jeżeli nie ma możliwości ruchów konwekcyjnych i po drugie jeżeli jest suche. W elementach według patentu DE 27 14 840 oba te warunki nie są spełnione.
Powietrze zawarte w pustkach podlega swobodnym ruchom konwekcyjnym i ma taką wilgotność jaką ma ściana, a jest to wilgotność nie mała, średnio 6-12%, często większa. W elementach
PL 217 077 B1 według patentu DE 27 14 840 ścianki osnowy ukształtowane są w sposób wydłużający mostek termiczny jaki stanowi osnowa kształtująca i omijająca pustkę ale jednocześnie, w porównaniu ze ściankami tradycyjnie łączącymi się pod kątem prostym, zwiększający znacznie powierzchnię styku ścianki osnowy z powietrzem wypełniającym pustkę, a więc zwiększona zostaje znacznie powierzchnia wymiany ciepła między ścianką osnowy a powietrzem nią ograniczonym, co potęguje ruchy konwekcyjne i wymianę ciepła między osnową a powietrzem i między powietrzem a kolejną warstwą osnowy.
Znany jest także ze zgłoszenia wynalazku nr 361 566 element budowlany składający się z osnowy elementu, zawierającej ściankę zewnętrzną i wewnętrzną, pomiędzy którymi rozmieszczone jest ażurowe wypełnienie w postaci żeber oraz umieszczone są termoizolacyjne rdzenie wypełniające przestrzenie pomiędzy ściankami i żebrami osnowy. Osnowa posiada żebra, usytuowane faliście pomiędzy ściankami osnowy, przy czym co najmniej jedną linię żeber tworzą żebra o większej szerokości niż pozostałe, a rdzenie umieszczone przy ściance zewnętrznej są szersze od rdzeni umieszczonych przy ściance wewnętrznej. W elementach tych stosunkowo długą drogę dla strumienia cieplnego omijającego izolator uzyskuje się dzięki stosunkowo dużej długości całego elementu i małej ilości żeber osnowy stanowiącej łączniki żeber podłużnych, dlatego aby cały element miał wystarczającą sztywność i wytrzymałość na siły działające w płaszczyźnie poziomej żebra osnowy ukształtowane są w sposób wywołujący wsparcie dla powierzchni czołowej elementów podobnie jak w sklepieniach i innych konstrukcjach łukowych, przez co bryły izolatora w przekroju poziomym mają kształt wielokątów wypukłych. Powoduje to, że wytrzymałość elementów na siły działające w płaszczyznach poziomych wzrasta ale przez to skraca się droga dla strumienia cieplnego omijającego izolator przez żebra osnowy oraz powoduje, że wszystkie ścianki osnowy ukształtowane są w sposób zbieżny z ogólnym gradientem temperatur, dlatego zgodnie z opisem, elementy według zgłoszenia nr 361 566, muszą być wykonywane z betonów lekkich o małym współczynniku lambda, dodatkowo skrócenie drogi dla ciepła omijającego izolator kompensowane jest także stosunkowo dużą długością całego elementu co dodatkowo wymusza zastosowanie do jego produkcji betonów lekkich ze względu na ciężar całego elementu. Konieczność kompensowania skrócenia drogi dla strumienia cieplnego omijającego izolator przez stosowanie betonów lekkich o niskim współczynniku lambda, a więc o stosunkowo niskiej wytrzymałości na ściskanie powoduje ograniczenia w zastosowaniu tych elementów jako elementów konstrukcyjnych.
Element budowlany wg wynalazku składa się z rdzenia ze sztywnego materiału termoizolacyjnego w postaci brył izolatorów i osnowy, zawierającej czołowe ścianki zewnętrzną i wewnętrzną, pomiędzy którymi rozmieszczone jest ażurowe wypełnienie łączące ściankę wewnętrzną ze ścianką zewnętrzną i wypełniające przestrzenie między bryłami izolatorów, tworzące ścianki podłużne i łączniki poprzeczne między ściankami podłużnymi wyprofilowanymi wzdłuż linii łamanej faliście, przy czym powierzchnie izolatorów stykające się z osnową łączą się z osnową na zasadzie adhezji, charakteryzuje się tym, że bryły izolatorów w przekroju poziomym mają kształt wielokąta wklęsłego, a pomiędzy nimi rozmieszczone są poprzeczne względem ścianek czołowych łączniki. Łączniki łączące poprzecznie ścianki czołowe i podłużne ścianki wewnętrzne osnowy elementu budowlanego tworzą z podłużnymi ściankami wewnętrznymi kąt mniejszy niż kąt prosty. Łączniki te rozmieszczone są w najszerszych miejscach izolatorów.
W efekcie łączna długość łączników jest większa od grubości całego elementu co w połączeniu z przebiegiem odcinków ścianek środkowych znajdujących się między łącznikami, a będącymi pod kątem do płaszczyzn czołowych elementu daje znaczące wydłużenie drogi dla strumienia cieplnego biegnącego drogą osnowy elementu.
Najszersze miejsce izolatora w jednej warstwie odpowiada najwęższemu miejscu izolatora w warstwach sąsiednich, a więc łącznik łączący sąsiednie ścianki podłużne znajduje się w miejscu gdzie warstwy izolatora znajdującego się w warstwach sąsiednich są najwęższe i mają najmniejszy opór cieplny. Ciepło płynąc zgodnie z różnicą temperatur i drogą mniejszego oporu cieplnego szybciej przenika warstwę izolatora w miejscu gdzie jest on cieńszy co zmniejsza różnicę temperatur występującą w osnowie nośnej omijającej bryłę izolatora redukując przepływ ciepła przez tę osnowę. Ponadto odcinki podłużnych ścianek wewnętrznych znajdujące się między kolejnymi łącznikami przebiegają w kierunku przeciwnym do ogólnego gradientu temperatur co ewidentnie hamuje przepływ strumienia cieplnego wywołanego różnicą temperatur w osnowie omijającej bryłę izolatora, ponieważ ta różnica temperatur jest niwelowana przez ogólny gradient temperatury jaki występuje na przekroju całego elementu. Takie ukształtowanie osnowy elementu powoduje, że ciepło w warstwach środkowych musi
PL 217 077 B1 płynąć wbrew ogólnemu gradientowi temperatur, a zgodnie z mocno zniwelowaną różnicą temperatur jaka występuje w osnowie omijającej bryłę izolatora.
Synergizm opisanych zjawisk, to znaczy dużego wydłużenia mostka termicznego jaki stanowią elementy osnowy, redukcji różnicy temperatur w elementach osnowy omijających poszczególne bryły izolatora oraz odcinki osnowy wymuszające przepływ ciepła wbrew ogólnemu gradientowi temperatur powoduje, że zjawisko omijania brył izolatora przez strumień ciepła płynący drogą jaką stanowi osnowa jest maksymalnie ograniczone, niezależnie od oporu cieplnego samej osnowy. Daje to możliwość zastosowania do produkcji elementów według wynalazku praktycznie dowolnego rodzaju betonu przy jednoczesnym zastosowaniu najlepszych obecnie materiałów izolacyjnych do wytworzenia izolatorów. Przy tej samej grubości elementu według wynalazku co elementów istniejących i przy tej samej ilości izolatora uzyskuje się znacznie mniejszy współczynnik U, a w przypadku zastosowania betonu o większej wytrzymałości na ściskanie mającego mniejszy opór cieplny, uzyskuje się elementy o podobnej izolacyjności termicznej ale znacznie większej wytrzymałości na ściskanie. W efekcie, elementy według wynalazku rozwiązują problem łączenia coraz lepszych obecnie izolatorów w elementach przeznaczonych do ścian jednowarstwowych domów energooszczędnych i pasywnych, a posiadających zwartość konstrukcyjną i paroprzepuszczalność z betonami o wytrzymałości eliminującej ograniczenia konstrukcyjne tego typu elementów, wykonanymi z dowolnego rodzaju kruszywa, więc potencjalnie tańszymi od betonów lekkich. Ponadto, poprawiają efektywność zastosowania betonów lekkich o stosunkowo dużej izolacyjności termicznej wykonanych z kruszyw typu keramzyt, pumeks itp. pozwalając na pogrubienie ścianek osnowy przy niewielkiej ich ilości na przykład jak przedstawia rysunek - czterech warstw.
Z kolei zwiększenie szerokości warstw osnowy nośnej pozwala na zastosowanie grubszego kruszywa o średnicy ziaren ponad 8 mm, a nawet ponad 10 mm. Wiadomym jest, że im jest większa średnica kruszyw lekkich tym lepsza jest ich izolacyjność termiczna. Dlatego do produkcji tych elementów można użyć na przykład keramzytobeton o współczynniku lambda nawet poniżej 0,16 W/mK, co jest korzystne do tego aby opór cieplny jaki stawia osnowa nośna omijająca izolator był jak najbardziej zbliżony do oporu cieplnego jaki ma omijany izolator gdy izolator stanowi stosunkowo grubą warstwę jak przedstawiony na rysunku. W efekcie elementy według wynalazku o grubości 36 cm mają współczynnik U = 0,15 W/m2 K, a o grubości 42 cm współczynnik U=0,1 W/m2 K oraz charakteryzują się jednorodnością termiczną, a więc mogą stanowić budulec do ścian jednowarstwowych dla domów energooszczędnych i pasywnych. Kształt elementu powoduje znakomite polepszenie parametrów cieplnych samej osnowy nośnej. Zapewnia to synergizm dwóch efektów zastosowanego kształtu: wydłużenia drogi przewodzenia ciepła z polepszeniem parametrów cieplnych samej osnowy nośnej, dodatkowo stosunek powierzchni czołowej całego elementu do powierzchni przekroju łączników jest wysoki i w efekcie stanowi o niezwykle małej powierzchni przewodzenia ciepła. Reasumując: długa droga i mała powierzchnia przewodzenia ciepła oraz lepsze parametry cieplne osnowy nośnej przez zastosowanie grubego kruszywa pozwala radykalnie zmniejszyć dysproporcje w izolacyjności osnowy nośnej a termicznym izolatorem, a co za tym idzie znacznie zwiększyć efektywność zastosowanego izolatora. W elementach według wynalazku osiągnięto efekt polegający na tym, że gdyby element tylko betonowy był pokryty warstwą izolatora wykonaną z tej jego ilości jaka została użyta do wykonania termoizolacyjnego rdzenia to izolacyjność przegrody byłaby praktycznie taka sama. We wszystkich dotychczasowych elementach zawierających materiał termoizolacyjny typu styropian, neopor czy poliuretan a zachowujących zwartość konstrukcyjną osnowy i paroprzepuszczalność, izolacyjność termiczna w różnym stopniu, ale jest mniejsza od przegrody wykonanej z równoważną ilością izolacji zewnętrznej.
W elementach według wynalazku można użyć do wytworzenia izolatorów najlepszych obecnie materiałów termoizolacyjnych, takich jak styropiany o podwyższonej izolacyjności, neopor czy poliuretany, wykorzystując w pełni ich właściwości termoizolacyjne ponieważ dysproporcja między izolacyjnością osnowy a izolatorami praktycznie jest zniwelowana.
Osnowa nośna w elemencie według wynalazku zapewnia jak największe wykorzystanie właściwości termoizolacyjnych zastosowanego izolatora w połączeniu ze zwartością konstrukcyjną osnowy gdyż w zależności od jej właściwości może mieć kształt zapewniający żądaną długość drogi przewodzenia ciepła oraz minimalną powierzchnię przewodzenia ciepła, ale tak ukształtowany beton uwypukla swoją małą wytrzymałość na rozciąganie i łamanie przy rozciąganiu, szczególnie przy tak małej ilości połączeń między warstwami. Ta mała wytrzymałość ujawniałaby się przy urazach i siłach działających szczególnie na płaszczyzny czołowe pustaków, gdyby pustki w tych elementach nie zawierały
PL 217 077 B1 izolatora o odpowiedniej sztywności. Wytrzymałość osnowy nośnej o kształcie według wynalazku, na urazy i siły gniotące ją w płaszczyźnie poziomej ograniczona jest do jej wytrzymałości na łamanie przy rozciąganiu. A atrybutem betonów jest ich wytrzymałość na ściskanie natomiast wytrzymałość betonu na ścinanie, rozciąganie i łamanie jest stosunkowo mała. Dlatego tworzenie tak wysublimowanych kształtów możliwe jest tylko przy istnieniu izolatora, który amortyzuje urazy w czasie produkcji i transporcie elementów do czasu ich wmurowania. Pozwala na to bardzo duża powierzchnia styku betonu z izolatorem o stosunkowo dużej sztywności takim jak, na przykład spienione polimery typu styropian, neopor czy poliuretan oraz precyzyjne przyleganie betonu do izolatora i pewne połączenie betonu z izolatorem na całej powierzchni ich styku.
Przedmiot wynalazku uwidoczniono w przykładzie wykonania na rysunku, na którym ukazano widok elementu z góry.
Element budowlany złożony jest z czołowych 1 i wewnętrznych 2 warstw nośnych przedzielonych warstwami izolatorów 3, 4, 5 i połączonych łącznikami 6, 7 w najszerszych miejscach izolatorów. Tymi miejscami są krawędzie końcowe izolatorów. Zarówno warstwy nośne, łączniki jak i elementy izolacyjne stanowią pionowe bryły określające gabaryty elementu budowlanego, jego wysokość. Wewnętrzne warstwy nośne 2 w płaszczyźnie pionowej znajdują się pod pewnym kątem do powierzchni czołowych 1 elementu i wyprofilowane są wzdłuż linii łamanej faliście i jak ukazano w przykładzie również i symetrycznie. W przykładzie według wynalazku uwidoczniono dwie warstwy nośne 2, jednakże ilość tych warstw może być większa. Zbytnie zwiększanie ilości warstw niweluje jednak korzystne skutki zastosowania gruboziarnistego kruszywa. Łączna długość średnich długości łączników 6, 7 prostopadłych do czołowych ścianek elementu jest większa od grubości elementu. Średnia długość łącznika prostopadłego do ścianki czołowej oznacza długość łącznika liczona pomiędzy zewnętrzną płaszczyzną ścianki czołowej 1 i środkiem przenikania się łącznika 6 lub 7 z wewnętrzną warstwą nośną 2. Na płaszczyznach bocznych elementu budowlanego wykonane są garby 8 i wyżłobienia 9 dla ułatwienia pozycjonowania elementów budowlanych w trakcie wznoszenia murów. Dlatego izolatory 3 i 5 znajdujące się w pobliżu wyżłobień 9 na końcach są częściowo zdeformowane dla zachowania grubości ścianki osnowy. Izolatory 5 i 3 mogą być różnej grubości w zależności od umiejscowienia w murze.
Połączenie osnowy z izolatorem na całej powierzchni ich styku zapewniają dwie metody produkcji elementów według wynalazku.
1. Kształtowanie betonu na wcześniej wyprodukowanym znanymi metodami i zaaplikowanym do formy izolatorze.
W tym przypadku, izolator stanowi tracony szalunek dla formowanego betonu. Aplikacja świeżej mieszanki betonowej do formy z umieszczonym w niej izolatorem gwarantuje dobre i trwałe połączenie się betonu z izolatorem dzięki wykorzystaniu zdolności łączenia się świeżego betonu z materiałem do niego przylegającym na zasadzie adhezji.
2. Tworzenie izolatorów w obrębie wcześniej wyprodukowanej znanymi metodami i stwardniałej osnowy.
W tym przypadku, osnowa jest częściową formą dla izolatora. Osnowa po uzyskaniu odpowiedniej wytrzymałości umieszczana jest w urządzeniu wytwarzającym i formującym, znanymi metodami, spieniony polimer. Spienianie i formowanie styropianu i neoporu odbywa się w temperaturze topnienia polistyrenu co gwarantuje jego sklejenie się z powierzchnią osnowy, także ekspandujący w obrębie osnowy poliuretan dzięki swoim znakomitym właściwością klejącym gwarantuje trwałe i mocne połączenie się z osnową.
W prawdzie wytrzymałość samego izolatora jest stosunkowo mała, ale duża powierzchnia przylegania betonu do pojedynczej bryły izolatora w typowych gabarytach elementu, wynosząca średnio 2 ok. 720 cm2 na jedną pustkę powoduje, że wypadkowa siła potrzebna do odkształcenia warstwy betonu doprowadzającego do jego rozerwania jest duża, przy standardowym sposobie użytkowania elementy te wręcz charakteryzują się dużą wytrzymałością na uszkodzenia w porównaniu do istniejących. Dzięki temu elementy według wynalazku doskonale znoszą transport, przenoszenie na budowie, cięcie, montaż oraz wszelkie standardowe urazy, są w pełni stabilne i odporne na siły działające we wszelkich kierunkach.
Claims (3)
1. Element budowlany składający się z rdzenia ze sztywnego materiału termoizolacyjnego w postaci brył izolatorów i osnowy, zawierającej czołowe ścianki zewnętrzną i wewnętrzną, pomiędzy którymi rozmieszczone jest ażurowe wypełnienie łączące ściankę wewnętrzną ze ścianką zewnętrzną i wypełniające przestrzenie między bryłami izolatorów, tworzące ścianki podłużne i łączniki poprzeczne między ściankami podłużnymi wyprofilowanymi wzdłuż linii łamanej faliście, przy czym powierzchnie izolatorów stykające się z osnową łączą się z osnową na zasadzie adhezji, znamienny tym, że bryły izolatorów (3, 4, 5) w przekroju poziomym mają kształt wielokąta wklęsłego, a pomiędzy nimi rozmieszczone są poprzeczne względem ścianek czołowych (1) łączniki (6, 7).
2. Element według zastrz. 1, znamienny tym, że łączniki (6, 7) łączące poprzecznie ścianki czołowe (1) i podłużne ścianki wewnętrzne (2) osnowy elementu budowlanego tworzą z podłużnymi ściankami wewnętrznymi (2) kąt mniejszy niż kąt prosty.
3. Element według zastrz. 1, znamienny tym, że łączniki (6, 7) rozmieszczone są w najszerszych miejscach izolatorów (3, 4, 5).
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL384382A PL217077B1 (pl) | 2008-02-04 | 2008-02-04 | Element budowlany |
| PL09707707T PL2250325T3 (pl) | 2008-02-04 | 2009-01-30 | Element budowlany |
| EP09707707.7A EP2250325B1 (en) | 2008-02-04 | 2009-01-30 | Construction element |
| PCT/PL2009/000011 WO2009099345A1 (en) | 2008-02-04 | 2009-01-30 | Construction element |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL384382A PL217077B1 (pl) | 2008-02-04 | 2008-02-04 | Element budowlany |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL384382A1 PL384382A1 (pl) | 2009-08-17 |
| PL217077B1 true PL217077B1 (pl) | 2014-06-30 |
Family
ID=40627540
Family Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL384382A PL217077B1 (pl) | 2008-02-04 | 2008-02-04 | Element budowlany |
| PL09707707T PL2250325T3 (pl) | 2008-02-04 | 2009-01-30 | Element budowlany |
Family Applications After (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL09707707T PL2250325T3 (pl) | 2008-02-04 | 2009-01-30 | Element budowlany |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP2250325B1 (pl) |
| PL (2) | PL217077B1 (pl) |
| WO (1) | WO2009099345A1 (pl) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2017095249A1 (en) | 2015-11-30 | 2017-06-08 | Centrum Nowych Technologii Budowlanych Sp. Z.O.O. | Building element |
| PL443595A1 (pl) * | 2023-01-26 | 2024-07-29 | Joniec Mieczysław Firma Produkcyjno-Usługowo-Handlowa Joniec | Pustak budowlany antypęknięciowy zwłaszcza do konstrukcji hybrydowych |
| PL443598A1 (pl) * | 2023-01-26 | 2024-07-29 | Joniec Mieczysław Firma Produkcyjno-Usługowo-Handlowa Joniec | Pustak budowlany antypęknięciowy zwłaszcza do konstrukcji narożnych |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1898105U (de) * | 1964-04-30 | 1964-08-06 | Walter Seeberger | Hohlstein. |
| AT278319B (de) * | 1967-05-12 | 1970-01-26 | Walter Seeberger Betonsteinwer | Hohlraumstein |
| AT329830B (de) * | 1974-07-19 | 1976-05-25 | Wienerberger Baustoffind Ag | Hohlraumstein |
| DE2714840A1 (de) * | 1977-04-02 | 1978-10-05 | Haessler Andreas | Waermedaemmender lochziegel |
| AT371875B (de) * | 1980-05-09 | 1983-08-10 | Ebenseer Betonwerke Gmbh | Hohlformstein |
| CH683856A5 (de) * | 1991-08-02 | 1994-05-31 | Schumacher & Co Ziegelei Koerb | Quaderförmiger Mauerziegel mit verbesserter Wärmedämmung. |
| DE102006002825B4 (de) * | 2005-07-21 | 2008-07-24 | Deutsche Rockwool Mineralwoll Gmbh & Co. Ohg | Satz aus Mauersteinen |
-
2008
- 2008-02-04 PL PL384382A patent/PL217077B1/pl unknown
-
2009
- 2009-01-30 PL PL09707707T patent/PL2250325T3/pl unknown
- 2009-01-30 WO PCT/PL2009/000011 patent/WO2009099345A1/en not_active Ceased
- 2009-01-30 EP EP09707707.7A patent/EP2250325B1/en not_active Not-in-force
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2017095249A1 (en) | 2015-11-30 | 2017-06-08 | Centrum Nowych Technologii Budowlanych Sp. Z.O.O. | Building element |
| PL443595A1 (pl) * | 2023-01-26 | 2024-07-29 | Joniec Mieczysław Firma Produkcyjno-Usługowo-Handlowa Joniec | Pustak budowlany antypęknięciowy zwłaszcza do konstrukcji hybrydowych |
| PL443598A1 (pl) * | 2023-01-26 | 2024-07-29 | Joniec Mieczysław Firma Produkcyjno-Usługowo-Handlowa Joniec | Pustak budowlany antypęknięciowy zwłaszcza do konstrukcji narożnych |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP2250325A1 (en) | 2010-11-17 |
| PL2250325T3 (pl) | 2018-08-31 |
| EP2250325B1 (en) | 2018-03-14 |
| PL384382A1 (pl) | 2009-08-17 |
| WO2009099345A1 (en) | 2009-08-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5058345A (en) | Reinforced structural panel and method of making same | |
| US9074370B2 (en) | Load transfer device | |
| KR101552057B1 (ko) | 고하중용 열교차단 장치 | |
| WO2002055798A9 (en) | Composite building block with modular connective structure | |
| US9194125B1 (en) | Construction component having embedded internal support structures to provide enhanced structural reinforcement and improved ease of construction therewith | |
| CN102209819B (zh) | 用于预制的隔热面板的连接系统 | |
| HU213764B (en) | Single-layer or multilayer permanent shutterin for multiple-purpose application to building and process for shaping bearing structures with permanent shutterin | |
| US20130266793A1 (en) | Building panels | |
| WO2015140482A1 (en) | Insulating concrete formwork and a method of building using such | |
| FI61939C (fi) | Ihaoligt tegel | |
| PL217077B1 (pl) | Element budowlany | |
| US4056910A (en) | Structural building element | |
| US5099630A (en) | Building components, especially for wall construction, and bricks which are semi-finished means for manufacturing the same | |
| ES2222897T3 (es) | Elemento de estructura de construccion y elementos de placa de refuerzo para este elemento. | |
| GB2505894A (en) | Insulating concrete formwork | |
| ES2204003T3 (es) | Conector de empalme estructural para paredes emparedadas de material aislante y hormigon. | |
| RU2688696C2 (ru) | Строительный блок (варианты) | |
| EP3464743B1 (en) | Wall element with a heat-insulating core | |
| PL248658B1 (pl) | Blok budowlany wielowarstwowy | |
| RU78833U1 (ru) | Многослойный строительный блок (варианты) | |
| PL210627B1 (pl) | Element budowlany | |
| CN108118801B (zh) | 热桥阻断功能的墙体 | |
| RU2296198C2 (ru) | Сборная стеновая панель | |
| RU2848284C1 (ru) | Строительный блок с разомкнутыми контурами аддитивного производства | |
| RU2304674C1 (ru) | Строительный элемент для возведения стен и способ их кладки |