PL218408B1

PL218408B1 - Element elewacyjny, zwłaszcza płyta i sposób wytwarzania elementu elewacyjnego, zwłaszcza płyty

Info

Publication number: PL218408B1
Application number: PL381729A
Authority: PL
Inventors: Grzegorz Mrozowski; Janusz Rednowski
Original assignee: Mrozowski Grzegorz Rednowski Janusz Mr Pur Izolacje Spółka Cywilna
Priority date: 2007-02-09
Filing date: 2007-02-09
Publication date: 2014-12-31
Also published as: PL381729A1; WO2008097113A2; WO2008097113A3

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest element elewacyjny, zwłaszcza płyta i sposób wytwarzania elementu elewacyjnego, zwłaszcza płyty.

Z opisu zgłoszenia patentowego P 334890 znana jest płyta budowlana przeznaczona do ocieplania obiektów budowlanych. Płyta posiada ramę wykonaną z ceownika zimno giętego, do której od wewnątrz przyspawany jest arkusz blachy trapezowej. Do blachy trapezowej przyklejony jest arkusz spienionego tworzywa izolacyjnego, na przykład styropianu, na który przyklejona jest metalowa siatka, pokryta od zewnątrz warstwą tynku.

W opisie wzoru użytkowego nr Ru 61003 ujawniona jest dwuwarstwowa płyta izolacyjno-elewacyjna do ocieplania ścian zewnętrznych budynków składająca się z płyty styropianowej z naniesioną warstwą ochronną tynku.

Z opisu zgłoszeniowego P - 326646 znany jest układ do okładania elewacji zawierający płyty i zespół mocujący, podtrzymujący te płyty, zaś z opisu P - 347984 znana jest płyta izolacyjna posiadająca rdzeń wykonany z materiału termoizolacyjnego, którego co najmniej jedna powierzchnia pokryta jest warstwą poliuretanu.

Znany jest sposób montażu elewacji budynku, w którym na ścianie budynku montuje się konstrukcję stalową, w której następnie umieszcza się ocieplenie, korzystnie wełnę mineralną, po czym montuje się na niej płyty. W przypadku użycia płyt kamiennych, które zazwyczaj są bardzo ciężkie występują problemy technologiczne z montażem, ze względu na jej ciężar. Problemem jest również pracochłonna konstrukcja stalowa, konieczność dokonywania wierceń otworów na krawędziach płyt w celu ich zamocowania. Powoduje to olbrzymi nakład środków, przy dość ograniczonych i nie stałych w czasie właściwościach termoizolacyjnych.

Ponadto taki sposób okładania ścian budynków płytami elewacyjnymi z zastosowaniem konstrukcji metalowych stwarza problem w postaci mostka termicznego, zaś materiał izolacyjny umieszczony pomiędzy elementami konstrukcji wykazuje brak ciągłości. Powoduje to, w połączeniu z brakiem szczelności na styku konstrukcji i izolatora, zmniejszenie wynikowego oporu cieplnego ściany (przegrody).

Znane jest stosowanie w budownictwie jako izolatora pianki poliuretanowej wytwarzanej metodą natrysku w miejscu jej przeznaczenia. Proces tworzenia warstwy izolacyjnej poprzez natrysk na dowolne podłoże skutkuje powstaniem zwartej, lekkiej bezspoinowej warstwy izolacyjnej. Z uwagi na sposób wytwarzania (natrysk ręczny pistoletem), metoda ta nie nadaje się do produkcji estetycznego wykończenia elewacji budynków.

Celem wynalazku jest ukształtowanie, samonośnego gotowego elementu elewacyjnego, nie wymagającego dodatkowej konstrukcji mocującej i w którym warstwa izolacyjna stanowiąca izolator cieplny jest wykonana z zaformowanego poliuretanu. Kolejnym celem jest uzyskanie samonośnego elementu izolacyjnego posiadającego zatopioną w warstwie izolacyjnej nośną konstrukcję uchwytu przeznaczoną do mocowania na ścianie i suficie.

Dalszym celem jest uzyskanie elewacji odpornej na wpływy środowiska i bez występowania mostków termicznych.

Kolejnym celem wynalazku jest uzyskanie szybkiego i pewnego montażu elementu elewacyjnego na ścianie, które jest tanie i niezawodne pod względem izolacyjności.

Element elewacyjny, zwłaszcza płyta, według wynalazku, składający się z zewnętrznej warstwy wyłożenia, połączonej z warstwą izolacyjną z tworzywa sztucznego i wyposażony w zespół mocujący, charakteryzuje się tym, że warstwa izolacyjna jest ukształtowana z zaformowanej pianki poliuretanowej i jest zintegrowana z warstwą zewnętrzną, a wewnątrz warstwy izolacyjnej jest usytuowany zespół mocujący w postaci nośnej konstrukcji uchwytu zawierającej co najmniej jeden kształtownik, korzystnie płaskownik, z zamocowanymi do niego poprzecznie prętami, przy czym każdy kształtownik, przynajmniej na jednym końcu wystaje poza obrys elementu elewacyjnego oraz ma część wygiętą ukośnie w kierunku do spodu elementu elewacyjnego i dalej odgiętą w kierunku jego obrzeża, zakończoną uchem montażowym wystającym poza obrys elementu elewacyjnego, przy czym na części wygiętej ukośnie kształtownika są uformowane przetłoczenia, zaś część odgięta z wystającym uchem montażowym jest usytuowana w płaszczyźnie powierzchni tylnej warstwy izolacyjnej zaformowanego poliuretanu, natomiast co najmniej jeden poprzeczny pręt nośnej konstrukcji uchwytu ma ukształtowany występ dystansowy, ustalający położenie nośnej konstrukcji w warstwie izolacyjnej, przy czym tak uformowany element elewacyjny stanowi samonośną konstrukcję, a ponadto w warstwie izolacyjnej

PL 218 408 B1 jest ukształtowane co najmniej jedno wybranie, w którym jest umieszczone ucho montażowe sąsiedniego elementu elewacyjnego.

₃

Korzystnym jest gdy pianka poliuretanowa warstwy izolacyjnej ma gęstość 80-100 kg/m³, a jej grubość jest dobrana w zależności od wielkości oczekiwanego oporu cieplnego U.

Warstwa izolacyjna wystaje poza obrys elementu na odległość zapewniającą szczelinę dylatacyjną pomiędzy warstwami zewnętrznymi sąsiednich elementów.

Wybrania są usytuowane w linii ucha montażowego na boku przeciwległym do uch montażowych.

Kształtownik wystaje poza obrys elementu elewacyjnego z obu stron, na odległość zależną od ukształtowania konstrukcji nośnej sąsiedniego elementu elewacji.

Zatopiona w warstwie izolacyjnej część nośnej konstrukcji uchwytu jest sztywna, zaś jej część wystająca na zewnątrz jest odkształcalna.

Korzystnym jest gdy kształtownik jest zakończony uchami na obu jego końcach.

Kształtowniki są połączone z prętami poprzecznymi za pomocą spoin.

Występ dystansowy ma wysokość dopasowaną i proporcjonalną do grubości warstwy izolacyjnej.

Korzystnym jest gdy kształtowniki są ułożone równolegle względem siebie, a w szczególności kształtowniki są ułożone zbieżnie ku sobie pod kątem zapewniającym odstęp pomiędzy nimi na całej długości elementu elewacyjnego.

Ucha montażowe są usytuowane od strony większego oddalenia kształtowników od siebie.

Nośna konstrukcja uchwytu zawiera jeden kształtownik ułożony ukośnie.

Element elewacyjny jest ukształtowany jako samonośna płyta, która stanowi obłożenie elewacji, a warstwa zewnętrzna jest z materiału wybranego z grupy obejmującej kamień naturalny, konglomerat, gips, tworzywo sztuczne i tym podobne.

Element elewacyjny korzystnie jest ukształtowany jako ościeże, gzyms, fliza i tym podobny.

Sposób wytwarzania elementu elewacyjnego, zwłaszcza płyty, według wynalazku, w którym formuje się element elewacyjny z zespołem mocującym zawierający, zewnętrzną warstwę stanowiącą wyłożenie i warstwę izolacyjną, charakteryzuje się tym, że w formie umieszcza się wstępnie przygotowaną zewnętrzną warstwę elementu elewacyjnego, po czym układa się na warstwie zewnętrznej nośną konstrukcję uchwytu składającą się z co najmniej jednego kształtownika, korzystnie płaskownika zakończonego co najmniej jednym uchem montażowym i połączonych z nim, poprzecznie ułożonych prętów, przy czym co najmniej jedno ucho montażowe umieszcza się w specjalnych gniazdach ściany formy, a następnie wlewa się piankę poliuretanową i zamyka się formę na czas utwardzenia poliuretanu, po czym wyjmuje się gotowy samonośny element elewacyjny.

Warstwę zewnętrzną wstępnie przygotowuje się poprzez oczyszczenie i odtłuszczenie oraz ogrzewanie do temperatury 30°C.

Stosuje się ogrzaną formę, której dno stanowi warstwa zewnętrzna elementu elewacyjnego.

Natryskuje się wewnętrzną powierzchnię formy separatorem woskowym.

Nośną konstrukcję uchwytu wytwarza się w technologii stemplowania na prasie oraz przy wykorzystaniu spawania.

Wlewa się do formy piankę poliuretanową ogrzaną do temperatury 25°C w ilości zależnej od optymalnej, założonej gęstości i miąższości warstwy izolacyjnej.

Po wyjęciu z formy usuwa się pozostałości separatora z powierzchni warstwy izolacyjnej gotowego elementu elewacyjnego za pomocą szczotkowania.

Element elewacyjny kształtuje się jako samonośną płytę, zawierającą warstwę zewnętrzną materiału wybranego z grupy obejmującej kamień naturalny, konglomerat, gips, tworzywo sztuczne i tym podobne.

Element elewacyjny kształtuje się w postaci ościeży, gzymsów, fliz i tym podobnych.

Zaletą proponowanego rozwiązania jest to, że izolacja wraz z konstrukcją nośną uchwytu stanowi integralną część produktu. Element elewacyjny może mieć warstwę zewnętrzną wykonaną z kamienia naturalnego (granitu, piaskowca, marmuru), konglomeratów, gipsów i tworzyw sztucznych. Montaż samonośnego elementu jest znacznie prostszy i nieporównywalnie szybszy od znanych i stosowanych. Formowanie poliuretanu w warunkach produkcji fabrycznej, przy kontrolowanych parametrach wytwarzania powoduje, że siły adhezji poliuretanu i płyty kamiennej osiągają na tyle dużą wartość, że pozwala to na zawieszenie tej płyty na warstwie izolacji. Zatopiona w poliuretanie nośna konstrukcja uchwytu przenosi obciążenia na ścianę. Proponowana technologia pozwala na stosowanie kamiennego wyłożenia warstwy zewnętrznej o mniejszej grubości niż jest to dotychczas stosowane, to

PL 218 408 B1 znaczy o grubości ok. 1,5 cm z uwagi na brak wierceń na otwory mocujące płytę oraz na właściwości zbrojące poliuretanowego ocieplenia wraz z konstrukcją uchwytu. W celu ograniczenia wpływu rozszerzalności termicznej płyt kamiennych oraz płyt z innych materiałów na trwałość elewacji, stosuje się dylatację o rozmiarze wymaganym dla konkretnego rodzaju materiału wyłożenia. Osiąga się to poprzez wysunięcie warstwy izolacyjnej z poliuretanu poza obrys płyty. Podczas montażu warstwa izolacyjna z poliuretanu montowana jest na styk, a pomiędzy elementami elewacji pozostaje przerwa pozwalająca na ruchy termiczne kamienia. Jednocześnie poliuretanowy izolator współpracuje z płytą wyłożenia rozszerzając się i kurcząc (3-5%) wraz ze zmianami temperatury, bez uszkodzenia swojej polimerowej struktury. Ponadto samonośne preizolowane elementy elewacyjne stanowią tańszą alternatywę dla stosowanych dotychczas technologii. Połączenie płyty kamiennej z izolatorem cieplnym w postaci warstwy zaformowanej pianki poliuretanowej oraz elementu nośnego pozwala za pomocą nośnej konstrukcji uchwytu na szybki i pewny montaż na ścianie co stanowi obecnie najtańsze i najlepsze pod względem izolacyjności. Właściwości tej technologii powodują, że nakłady przy pracach elewacyjnych można ograniczyć o ponad 50%. Właściwości pianki poliuretanowej są nieporównywalnie lepsze od stosowanej dotychczas wełny mineralnej i styropianu oraz niezmienne w czasie, zwłaszcza z powodu braku możliwości zawilgocenia i przemieszczenia się tej warstwy oraz nie występowanie mostków cieplnych. Zaformowany w warunkach produkcji poliuretan jest substancją zablokowaną chemicznie (chemicznie nie czynną). Nie uwalnia on żadnych związków mogących wpływać na właściwości płyty wyłożenia. Nie występują tutaj zjawiska wykwitów i degradacji materiału kamiennego. Procesy starzenia się, degradacji polimeru związane wyłącznie z promieniowaniem UV nie występują z uwagi na osłonięcie od światła. Poliuretanowy izolator odporny jest także na agresywne chemicznie środowisko. Proponowane rozwiązanie upodabnia prace z udziałem ciężkich kamiennych płyt elewacyjnych, do prac ocieplających przebiegających z zastosowaniem styropianu.

Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przykładach wykonania na rysunku, na którym, fig. 1 jest widokiem perspektywicznym od spodu płyty elewacyjnej, według wynalazku, fig. 2 jest widokiem z boku, przekroju płyty elewacyjnej według wynalazku, fig. 3 ilustruje nośną konstrukcję uchwytu płyty według wynalazku, w widoku perspektywicznym od spodu, fig. 4 jest widokiem z boku nośnej konstrukcji uchwytu płyty w drugim przykładzie wykonania, fig. 5 przedstawia następny przykład wykonania nośnej konstrukcji uchwytu płyty według wynalazku, w widoku od spodu, fig. 6 jest kolejnym przykładem nośnej konstrukcji uchwytu płyty w widoku od spodu, fig. 7 przedstawia układ płyt zamocowanych na ścianie budynku, w przekroju pionowym, fig. 7a szczegół A z fig. 7, ukazujący zamocowanie na budynku płyty w powiększeniu, fig. 8 ilustruje szczegół B z fig. 7 zamocowania płyty na listwie startowej, w powiększeniu, fig. 9 przedstawia inny przykład układu płyt zamocowanych na ścianie budynku z wykorzystaniem dodatkowych elementów w przekroju pionowym, fig. 10 - schematycznie pierwszy przykład układu płyt, według wynalazku, na ścianie budynku, w widoku od spodu fig. 10a - schematycznie inny przykład układu płyt według wynalazku na ścianie budynku, w widoku od spodu, fig. 11 przedstawia układ płyt zgodnie z fig. 10a w widoku perspektywicznym z boku.

Przedstawiony na fig. 1 i fig. 2 element elewacyjny ma postać samonośnej płyty 1, składającej się z dwóch warstw : zewnętrznej warstwy 2, która stanowi tak zwane wyłożenie oraz warstwy izolacyjnej 3. Zewnętrzna warstwa 2 może być z kamienia, konglomeratu, gipsów lub tworzyw sztucznych. Element izolacyjny może być ukształtowany jako ościeże, gzyms, fliza i tym podobne. W warstwie izolacyjnej 3 usytuowana jest nośna konstrukcja uchwytu 4 składająca się z kształtowników 9 zakończonych, wystającymi poza obrys płyty 1 uchami montażowymi 5, przy czym kształtowniki 9 są zamocowane do porzecznie usytuowanych prętów 10. Kształtowniki mogą być płaskownikami, prętami lub tym podobnymi. Jeden z prętów 10 ma ukształtowany występ dystansowy 7. Jest oczywistym, że występów dystansowych 7 może być więcej, w zależności od potrzeb i przewidzianej konstrukcji płyty 1. Szczegóły nośnej konstrukcji uchwytu 4 płyty zostaną opisane poniżej w odniesieniu do fig. 3.

Przedstawiona na fig. 1 płyta 1 ma również uformowane wybrania 6, przeznaczone do umieszczania w nich uch montażowych 5 sąsiedniej płyty 1 po zamontowaniu na ścianie. Wybrania 6 są usytuowane w warstwie izolacyjnej 2 w linii ucha montażowego 5 i na przeciwległym boku do uch montażowych 5.

W opisanym przykładzie wykonania warstwa zewnętrzna 2 ma grubość zawartą w przedziale od

1,5 cm do 4 cm. Natomiast warstwę izolacyjną 3 stanowi zaformowana w procesie produkcji pianka ₃ poliuretanowa o gęstości 80-100 kg/m³. Grubość warstwy izolacyjnej 3 jest zależna od oczekiwanego współczynnika przenikania ciepła U. Praktycznie jej grubość jest zawarta w przedziale od 5 cm do 15 cm. Warstwa izolacyjna 3 wystaje poza obrys płyty 1 tworząc po montażu dla płyt wyłożenia szczePL 218 408 B1 linę dylatacyjną 15 (patrz fig. 7a) pomiędzy warstwami zewnętrznymi 2 sąsiednich elementów. W warstwie izolacyjnej 3 jest zatopiona nośna konstrukcja uchwytu 4, z której wystają na zewnątrz ucha montażowe 5. Oczywistym jest, że ilość uch montażowych 5 jest zależna od kształtu elementów elewacji przewidzianych w projekcie architektonicznym.

Przedstawiona na fig. 3 nośna konstrukcja uchwytu 4, jest dopasowana do poszczególnych rodzajów materiału warstwy zewnętrznej i jej wielkości, wynikającej z rozwiązań architektonicznych. Szczegóły tej konstrukcji opracowuje się dla poszczególnych projektów elewacji z uwzględnieniem grubości warstwy izolacyjnej 3 i wielkości elementów elewacyjnych. Do montażu elementów elewacyjnych na ścianach pionowych stosuje się nośną konstrukcję uchwytu 4 tak zwanego jednostronnego mocowania, zaś do montażu na sufitach, górnych częściach ościeży itp. nośna konstrukcja uchwytu 4 ma dwustronne mocowanie (patrz fig. 4). Nośna konstrukcja uchwytu na fig. 3 ma postać dwóch płaskowników z przyspawanymi do nich prętami 10 poprzecznymi uniemożliwiającymi wysunięcie się płaskowników z materiału warstwy izolacyjnej 3. Płaskowniki, w górnej części płyty 1 wystają poza jej obrys, i są zakończone uchami montażowymi 5. Płaskowniki nośnej konstrukcji uchwytu 4 posiadają część wygiętą ukośnie w kierunku do spodu elementu elewacyjnego i dalej odgiętą w kierunku jego obrzeża, zakończoną uchem montażowym 5. Na części wygiętej ukośnie są uformowane usztywniające przetłoczenia 8, wykonane podczas kształtowania na prasie. Część odgięta z wystającymi uchami montażowymi 5 jest odkształcalna i jest usytuowana w płaszczyźnie powierzchni tylnej warstwy izolacyjnej 3. W procesie montażu elementu elewacyjnego, podczas dokręcania mocujących kotew 13, część ta odchyla się i przylega do ściany budynku 11 ( patrz fig. 7a). Taka konstrukcja pozwala na prawidłowy i pewny montaż elementu elewacyjnego na ścianie, z drugiej strony podczas montażu pozostała część nośnej konstrukcji pozostaje sztywna. Zapewnia to, że w żadnym momencie etapu mocowania nie dochodzi do naruszenia struktury poliuretanowej warstwy izolacyjnej 3. Ostatni z prętów 10 licząc od strony wystających uch montażowych 5 posiada występ dystansowy 7, ustalający położenie nośnej konstrukcji 4 w warstwie izolacyjnej 3, podczas formowania poliuretanu. Występ dystansowy 7 ma wielkość dopasowaną i proporcjonalną do grubości warstwy izolacyjnej 3.

Jak to ilustruje fig. 4 i fig. 5 kształtowniki 9 nośnej konstrukcji uchwytu 4 są ułożone zbieżnie ku sobie pod kątem zależnym od wielkości elementu elewacyjnego. Od strony większego oddalenia kształtowników 9 są otwory do montażu. Natomiast ucha montażowe 5 usytuowane po stronie przeciwległej wsuwa się pod płytę sąsiednią, już wcześniej zamocowaną do ściany. Na fig. 6 przedstawiony jest inny przykład wykonania nośnej konstrukcji uchwytu 4, która ma jeden kształtownik 9 obustronnie wystający na zewnątrz i ułożony ukośnie.

Jak to ilustruje fig. 7 i 7a po zamontowaniu na ścianie elementu elewacyjnego, wystające poza obrys warstwy izolacyjnej 3 ucha montażowe 5 nośnej konstrukcji uchwytu 4, z łbami mocujących je kotew 13, przykryte zostają warstwą izolacyjną 3 następnej płyty 1. Do tego przeznaczone są wybrania 6 ukształtowane na naprzeciwległej do uch montażowych 5 krawędzi warstwy izolacyjnej 3. Rozmieszczenie wybrań 6 (patrz fig. 1) ściśle odpowiada rozmiarom nośnej konstrukcji uchwytu 4, a te z kolei określa wielkość i sposób rozmieszczenia elementów elewacyjnych. Każda kamienna płyta lub płyta z konglomeratu posiadająca zintegrowaną warstwę izolacyjną 3 z pianki poliuretanowej wraz z nośną konstrukcją uchwytu 4 z uchem montażowym 5 jest mocowana do ściany 11 za pomocą dwóch kotew 13, utrzymujących jej ciężar. Podczas montażu na ścianie budynku 11 (przegrodzie) stosowane jest wstępne klejenie środkiem przylepnym 12, które dopasowuje powierzchnię płyty 1 do powierzchni podłoża 11. Poliuretanowa, zintegrowana warstwa izolacyjna 3 stanowi ciągłą powierzchnię pozbawioną mostków termicznych.

W przypadku gdy projekt architektoniczny zakłada zastosowanie płyt elewacyjnych o różnej wielkości istnieje możliwość dobrania rastra uchwytów dokładnie do tego projektu. Oczywistym jest, że możliwy jest układ płyt o równej powierzchni jak i o powierzchni różnej. W takim przypadku opracowuje się nośną konstrukcję uchwytu 4 o takich wymiarach by możliwy był montaż płyt większych np. w jednym rzędzie i płyt mniejszych w rzędzie powyżej. W dalszym ciągu wystające poza płytę ucha montażowe 5 muszą być przykryte płytą następną, która musi mieć wybrania 6 w warstwie izolacyjnej na ucho uchwytu 5 i kotwę mocującą 13. Ponadto dobranie odpowiedniego rastra pozwala na montaż płyt z przesunięciem np. o 1/2, 1/3, 1/4 itp.

Parametry termiczne samonośnych elementów elewacyjnych wynikają z grubości zaformowanej warstwy poliuretanu stanowiącej warstwę izolacyjną. Rozwiązanie przewiduje stosowanie warstwy izolacyjnej 3 poliuretanu o grubości w zakresie od 5 cm do 15 cm, w zależności od oczekiwanego

PL 218 408 B1 oporu cieplnego. Przyjęto do obliczeń, współczynnik przewodzenia ciepła dla pianki poliuretanowej na poziomie: λ=0,03 W/mK. Wartość ta deklarowana jest przez producenta poliuretanu.

Poniższa tabela pokazuje wartości oporu cieplnego w zależności od grubości poliuretanu.

Tab.1.1.

Grubość warstwy izolacyjnej elementu elewacyjnego	Opór samego izolatora (m² K/W)	Odpowiadająca grubość wełny mineralnej
5 cm	Rc = 1,66	6,5 cm
6 cm	Rc = 2,00	8 cm
7 cm	Rc = 2,33	10 cm
8 cm	Rc = 2,66	11 cm
9 cm	Rc = 3,00	12 cm
10 cm	Rc = 3,33	13 cm

Oczywiście, oprócz zastosowań w obiektach nowych, samonośne płyty elewacyjne według wynalazku stosuje się do termomodernizacji obiektów już istniejących. W każdych warunkach i dla każdego obiektu dobrać można grubość warstwy izolacyjnej i materiał stanowiący elewację.

Samonośna płyta elewacyjna, według wynalazku jest jak dotąd jedynym rozwiązaniem, w którym nie występują mostki termiczne (poza technologiami tynków lekkich). Ściana posiadająca taką elewację jest całkowicie osłonięta i zabezpieczona przed wpływem warunków atmosferycznych. Występowanie zintegrowanej warstwy izolacyjnej na powierzchni zewnętrznej przegrody powoduje, że ściana tak zaizolowana nie przemarza.

Przykładowo proponuje się wyłożenie elewacji wykonane z granitu w postaci płyt o wymiarach

100 x 100 cm na ścianie wykonanej z betonu komórkowego (24 x 24 x 48) z warstwą izolacyjną ₂ o grubości 10 cm dającą opór cieplny na poziomie 3,33 m²K/W. Wynikowy współczynnik przenikania ₂ ciepła U dla takiej przegrody będzie na poziomie: U=0,27 W/ m²K.

W celu wykonania elementu elewacji, według wynalazku, początkowo materiał w postaci płyty kamiennej, konglomeratu lub gipsowej, stanowiący warstwę zewnętrzną gotowego elementu elewacyjnego przygotowuje się do procesu produkcji czyszcząc go i odtłuszczając. Gdy warstwę zewnętrzną stanowi płyta kamienna nagrzewa się ją do temperatury 30°C. Natomiast warstwę izolacyjną wytwarza się w formie. Przygotowuje się formę dobierając jej wymiary odpowiednio do wielkości elementu elewacji i natryskuje się wewnętrzną powierzchnię formy separatorem woskowym. Etap formowania warstwy izolacyjnej prowadzi się w ogrzewanej wielostanowiskowej formie o temp. 30°C. Odpowiednio uformowaną nośną konstrukcję uchwytu układa się na wstępnie przygotowanej płycie kamiennej przed zalaniem poliuretanem. Wystające na zewnątrz ucha montażowe nośnej konstrukcji uchwytu umieszcza się w specjalnych gniazdach ściany formy. Ucha wraz z występem dystansowym ostatniego poprzecznego pręta nośnej konstrukcji uchwytu ustalają położenie tej konstrukcji względem płyty kamiennej i warstwy izolacyjnej.

Gniazda w ścianie formy jednocześnie są przeznaczone do odpowietrzania formy w procesie formowania poliuretanu. Za pomocą agregatu wlewa się ogrzaną do 25°C piankę poliuretanową do formy w ilości odpowiedniej dla osiągnięcia optymalnej, założonej gęstości i miąższości warstwy izolacji. Po czym zamyka się formę na czas odpowiedni do zaformowania poliuretanu, zależny od wymiarów warstwy izolacyjnej i szybkości systemu poliuretanowego. Po otwarciu formy i wyjęciu elementu elewacyjnego usuwa się z niego pozostałości separatora z powierzchni warstwy izolacyjnej za pomocą szczotkowania. Tak przygotowany samonośny element elewacyjny przekazuje się do magazynu wyrobów gotowych.

W czasie reakcji chemicznej pianka poliuretanowa rośnie zwiększając swoją objętość aż do wypełnienia formy w 100%. Wytwarza się tutaj duże ciśnienie, a jego wartość zależy od tzw. współczynnika przepełnienia (dlatego stosuje się dosyć masywne formy do wytwarzania pianki poliuretanowej). Po okresie wzrostu pianka zaczyna twardnieć. W tym okresie utwardza się jej polimerowy szkielet zamykający pęcherzyki środka spieniającego (najczęściej CO2).

W rozwiązaniu, według wynalazku, w procesie technologicznym jako jedną ze ścian formy (spód) stosuje się warstwę zewnętrzną płyty elewacyjnej. Sprężony pod dużym ciśnieniem jeszcze płynny poliuretan wciska się we wszystkie pory materiału, penetruje go i po stwardnieniu posiada barPL 218 408 B1 dzo duże siły adhezji. Wytrzymałość takiego połączenia zależy w tym przypadku tylko od wytrzymałości (na rozrywanie, ścinanie) struktury polimeru. W warstwie izolacyjnej kształtuje się również wybrania dla uchwytów sąsiedniej płyty. Ich kształt i usytuowanie zostało opisane powyżej.

Jak to przedstawiono na fig. 7 i fig. 7a okładanie ściany budynku elementem elewacji, według wynalazku, na przykład płytą, zaczyna się od montowania listwy startowej 17.

Określa się przez to poziom pierwszego rzędu układu płyt. Następnie przykleja się płyty do podłoża za pomocą środka przylepnego w postaci kleju. Jest to klej znanego rodzaju, stosowany powszechnie w przypadku wykonywania ocieplenia budynku. Na tym etapie dokonuje się pozycjonowania i licowania płyt. Poprzez otwory w uchwycie płyty wierci się otwory w przegrodzie (ścianie budynku 11), w których umieszcza się kotwy mocujące 13 znanego rodzaju, zabezpieczając płyty 1 przed przewróceniem się zanim nastąpi stwardnienie środka przylepnego 12.

Po ułożeniu pierwszego rzędu płyt 1 i stwardnieniu kleju dokręca się kotwy 13 do ściany 11. Powstaje w ten sposób właściwe mocowanie elewacji. Obowiązuje tutaj zasada ścisłego dosunięcia do siebie powierzchni warstwy izolacyjnej 3 płyt 1. Po uformowaniu pierwszego rzędu płyt układa się i montuje na nim kolejny rząd z przesunięciem lub bez przesunięcia, w zależności od konkretnego projektu architektonicznego.

Płyta górna, montowana nad istniejącą dolną płytą samoistnie dociskana jest swoim ciężarem do płyty dolnej co stwarza możliwość układania płyt bez zachowania szczelin pomiędzy warstwami izolacyjnymi.

Wybrania 6 (patrz fig. 1) w warstwie izolacyjnej 3 usytuowane w dolnej części płyty 1 stanowią przykrycie uch montażowych 5 płyty dolnej wraz z wystającymi łbami kotew 13.

Środek przylepny 12 stosowany do układania, jest dodatkowym zamocowaniem, a jego zastosowanie pozwala na dopasowanie lica elewacji do ewentualnych nierówności ściany. Cały ciężar płyty 1 przenosi się na nośną konstrukcję uchwytu 4.

Jak to uwidoczniono na fig. 8 proponuje się zastosowanie kotwy ŁSR, które wbija się i dokręca poprzez otwór w uchwycie płyty 1. Jako listwę startową 14 stosuje się kątownik o wymiarach odpowiednich dla grubości warstwy izolacyjnej. Oczywistym jest, że przy montażu listwy startowej 14 istnieje możliwość montażu elementu maskującego (ozdobnego). Listwa startowa 14 po zupełnym montażu elewacji nie pełni roli nośnej i może zostać zdjęta.

Jak to ilustruje fig. 7a warstwy środka przylepnego 12, które również dopasowują płytę do ściany są rozmieszczone z odstępem. Pomiędzy warstwami zewnętrznymi sąsiednich płyt są utworzone szczeliny dylatacyjne 15, których wielkość dobierana jest na etapie wytwarzania elementów elewacyjnych i zależy od rodzaju materiału warstwy zewnętrznej 2 (wyłożenia) oraz wymagań architektonicznych.

Listwa startowa 14 (patrz fig. 8), na której wspiera się pierwszy rząd płyt, musi wytrzymać jej ciężar do czasu stwardnienia kleju i zakołkowania. Listwa ta musi być wykonana z kątownika będącego profilem hutniczym, równoramiennym o wymiarach dostosowanych do wielkości użytej warstwy izolacyjnej w płycie. Kątownik musi obejmować całość warstwy izolacyjnej. Nie powinien zachodzić na warstwę stanowiącą wyłożenie (warstwa zewnętrzna płyty elewacyjnej). Między krawędzią kątownika a wyłożeniem kamiennym powinna być odległość ok. 2-3 mm.

W przypadku płyt elewacyjnych w których zewnętrzna warstwa jest wykonana z materiałów innych niż kamień naturalny dylatację dobiera się indywidualnie w zależności od rodzaju materiału wyłożenia. Dolny narożnik warstwy izolacyjnej płyt pierwszego rzędu należy fazować szczotką drucianą lub nożem w celu dopasowania go do wewnętrznej powierzchni kątownika. Przy tej okazji reguluje się wielkość odstawania powierzchni warstwy izolacyjnej od ściany, potrzebnego do neutralizacji nierówności ściany budynku.

Przy układaniu pierwszego rzędu płyt należy zwrócić uwagę, że dobór kątownika jako listwy startowej musi być podyktowany wielkością obciążenia występującego przy montażu pierwszego rzędu płyt oraz faktem, że ilość kołków mocujących go do ściany ograniczona jest ilością wybrań uformowanych w warstwie izolacyjnej, pozwalających na montaż kołków. Praktycznie z wyjątkiem konstrukcji specjalnych, ilość mocowań ograniczona jest do 2 szt./płytę.

Przykładowe usytuowanie pierwszej płyty jest pokazane na fig. 7a, fig. 8, na których kątownik stanowiący listwę startową 14 nie dotyka zewnętrznej warstwy 2 płyty. W przypadku gdy listwa startowa 14 ma pozostać po montażu elewacji bo pełni np. rolę nośnika listwy ozdobnej, styk listwy startowej musi być uszczelniony środkami uszczelniającymi np. silikonami. W przypadku zdjęcia listwy startowej uszczelnienie dolne zrealizować można za pomocą znanych budowlanych materiałów uszczel8

PL 218 408 B1 niających. Kotwy 13 są rozmieszczone na wysokości wybrań 6 uformowanych w warstwie izolacyjnej. Pomiędzy ścianą budynku 11, a warstwą izolacyjną 3 płyty jest umieszczony środek przylepny. Poniższa tabela przedstawia zalecane rodzaje kątownika jako listwy startowej: Tab. 1.2.

Tab. 1.2.

Grubość izolatora [cm]	Wymiar płyty [cm]	Wymiary kątownika (profil hutniczy) [mm]	Materiał
5	30 x 30	50 x 50 x 4	St3S (PN-88 H-84020)
5	60 x 60	50 x 50 x 4	S235JRG2 (EN10025)
5	80 x 80	50 x 50 x 4	Granica plastyczności
5	100x100	50 x 50 x 5	R=235 N/mm²
6	30 x 30	60 x 60 x 4
6	60 x 60	60 x 60 x 5
6	80 x 80	60 x 60 x 6	Wytrzymałość na rozciąganie
6	100x100	60 x 60 x 6	Rn = 360-510 N/mm²
7	30 x 30	70 x 70 x 4
7	60 x 60	70 x 70 x 5
7	80 x 80	70 x 70 x 6
7	100x100	70 x 70 x 6
8	30 x 30	75 x 75 x 5
8	60 x 60	75 x 75 x 5
8	80 x 80	75 x 75 x 6
8	100x100	75 x 75 x 6
10	30 x 30	100 x 100 x 7
10	60 x 60	100 x 100 x 7
10	80 x 80	100 x 100 x 7
10	100x100	100 x 100 x 7

Należy zwrócić uwagę, że układanie płyt według wynalazku prowadzi się jednocześnie z izolowaniem termicznym ściany, a sam montaż z uwagi na występowanie elementów nośnych w montowanej płycie przebiega znacznie szybciej. Właściwości izolacji znacznie przewyższają pod względem ciepłochłonności stosowane dotychczas rozwiązania.

Ponadto w przypadku, gdy pianka poliuretanowa stanowi integralną część elementu elewacyjnego, chroni go i zabezpiecza przed udarami podczas montażu. Taka technologia pozwala na zmniejszenie grubości płyty kamiennej do 1,5 cm co pociąga za sobą zmniejszenie obciążenia ściany elewacją nawet o 60%. Koszt kamienia elewacyjnego jest też odpowiednio mniejszy. Płyty według wynalazku bez względu na rodzaj materiału stanowiącego lico elewacji można poprzez cięcie dostosować do potrzeb konkretnego projektu architektonicznego. Rozwiązanie przewiduje zastosowanie cięcia płyt, tak aby odcięta część posiadała jeden uchwyt. Na fig. 10, 10a i fig. 11 przedstawiono przykładowe wzory układania płyt na ścianie budynku, przy czym fig. 10a i fig. 11 przedstawiają ułożenie z przesunięciem o 1/2 względem siebie.

Opisane tu przykłady wykonania nie ograniczają rozwiązania do materiałów i charakterystyk tu wymienionych, które można zamieniać dostosowując je do wymagań architektonicznych i nie wychodząc poza zakres ujawnienia.

Oczywistym jest, że gdy w projekcie architektonicznym występują elementy elewacji o kształtach i rozmiarach nie skorelowanych z rastrem całości wyłożenia płytowego (ościeże, gzymsy, flizy itp.) elementy te oznaczone na fig. 9 jako 16, 17 wraz z uchwytami i z warstwą izolacyjną także są

PL 218 408 B1 wytworzone sposobem według wynalazku w odpowiednio skonstruowanych formach i dostarczane na plac budowy jako gotowe elementy.

Oczywistym jest, że element elewacyjny według wynalazku, jest stosowany zwłaszcza jako samonośny element elewacji, mogący stanowić segment układu płyt elewacyjnych jak również może być stosowany w postaci pojedynczej płyty, ościeża, gzymsu i tym podobne.

Proponowana płyta samonośna jest stosowana również w przypadku, gdy na elewacji budynku występuje tynk lekki, a pod nim, na przykład styropianowe ocieplenie. W takim wypadku w miejscu występowania elewacji kamiennej rezygnuje się z dotychczasowego ocieplenia i zawiesza samonośną, preizolowaną płytę elewacyjną o określonej grubości warstwy izolacyjnej, przy czym jako preizolowany element uważa się tutaj prefabrykowany element zawierający warstwę izolacyjną o wymaganym i określonym przez projektanta oporze cieplnym posiadający ponadto nośną konstrukcję uchwytu, przeznaczoną do pewnego mocowania elementu elewacji na przegrodzie.

Claims

1. Element elewacyjny, zwłaszcza płyta, składający się z zewnętrznej warstwy wyłożenia, połączonej z warstwą izolacyjną z tworzywa sztucznego i wyposażony w zespół mocujący, znamienny tym, że warstwa izolacyjna (3) jest ukształtowana z zaformowanej pianki poliuretanowej i jest zintegrowana z warstwą zewnętrzną (2), a wewnątrz warstwy izolacyjnej (3) jest usytuowany zespół mocujący w postaci nośnej konstrukcji uchwytu (4) zawierającej co najmniej jeden kształtownik (9), korzystnie płaskownik, z zamocowanymi do niego poprzecznie prętami (10), przy czym każdy kształtownik (9), przynajmniej na jednym końcu wystaje poza obrys elementu elewacyjnego oraz ma część wygiętą ukośnie w kierunku do spodu elementu elewacyjnego i dalej odgiętą w kierunku jego obrzeża, zakończoną uchem montażowym (5) wystającym poza obrys elementu elewacyjnego, przy czym na części wygiętej ukośnie kształtownika (9) są uformowane przetłoczenia (8), zaś część odgięta z wystającym uchem montażowym (5) jest usytuowana w płaszczyźnie powierzchni tylnej warstwy izolacyjnej (3) zaformowanego poliuretanu, natomiast co najmniej jeden poprzeczny pręt (10) nośnej konstrukcji uchwytu (4) ma ukształtowany występ dystansowy (7), ustalający położenie nośnej konstrukcji (4) w warstwie izolacyjnej (3), przy czym tak uformowany element elewacyjny stanowi samonośną konstrukcję, a ponadto w warstwie izolacyjnej (3) jest uformowane co najmniej jedno wybranie (6), w którym jest umieszczone ucho montażowe (5) sąsiedniego elementu elewacyjnego.

2. Element elewacyjny według zastrz. 1, znamienny tym, że pianka poliuretanowa warstwy ₃ izolacyjnej (3) ma gęstość 80-100 kg/m³, a jej grubość jest dobrana w zależności od wielkości oczekiwanego oporu cieplnego U.

3. Element elewacyjny według zastrz. 1, znamienny tym, że warstwa izolacyjna (3) wystaje poza obrys elementu na odległość zapewniającą szczelinę dylatacyjną pomiędzy warstwami zewnętrznymi (2) sąsiednich elementów.

4. Element elewacyjny według zastrz. 1, znamienny tym, że wybrania (6) są usytuowane w linii ucha montażowego (5) na boku przeciwległym do uch montażowych (5).

5. Element elewacyjny według zastrz. 1, znamienny tym, że kształtownik (9) wystaje poza obrys elementu elewacyjnego z obu stron, na odległość zależną od ukształtowania konstrukcji nośnej (4) sąsiedniego elementu elewacyjnego.

6. Element elewacyjny według zastrz. 1 albo 5, znamienny tym, że zatopiona w warstwie izolacyjnej (3) część nośnej konstrukcji uchwytu (4) jest sztywna, zaś jej część wystająca na zewnątrz jest odkształcalna.

7. Element elewacyjny według zastrz. 5, znamienny tym, że kształtownik (9) jest zakończony uchami (5) na obu jego końcach.

8. Element elewacyjny według zastrz. 1, znamienny tym, że kształtowniki (9) są połączone z prętami poprzecznymi (10) za pomocą spoin.

9. Element elewacyjny według zastrz. 1, znamienny tym, że występ dystansowy (7) ma wysokość dopasowaną i proporcjonalną do grubości warstwy izolacyjnej (3).

10. Element elewacyjny według zastrz. 1, znamienny tym, że kształtowniki (9) są ułożone równolegle względem siebie.

PL 218 408 B1

11. Element elewacyjny według zastrz. 1, znamienny tym, że kształtowniki (9) są ułożone zbieżnie ku sobie pod kątem zapewniającym odstęp pomiędzy nimi na całej długości elementu elewacyjnego.

12. Element elewacyjny według zastrz. 1, znamienny tym, że ucha montażowe (5) są usytuowane od strony większego oddalenia kształtowników (9) od siebie.

13. Element elewacyjny według zastrz. 5, znamienny tym, że nośna konstrukcja uchwytu (4) zawiera jeden kształtownik (9) ułożony ukośnie.

14. Element elewacyjny według zastrz. 1, znamienny tym, że jest ukształtowany jako samonośna płyta (1), która stanowi obłożenie elewacji, a warstwa zewnętrzna (2) jest z materiału wybranego z grupy obejmującej kamień naturalny, konglomerat, gips, tworzywo sztuczne i tym podobne.

15. Element elewacyjny według zastrz. 1, znamienny tym, że jest ukształtowany jako ościeże, gzyms, fliza i tym podobny.

16. Sposób wytwarzania elementu elewacyjnego, zwłaszcza płyty, w którym formuje się element elewacyjny z zespołem mocującym zawierający, zewnętrzną warstwę stanowiącą wyłożenie i warstwę izolacyjną, znamienny tym, że w formie umieszcza się wstępnie przygotowaną zewnętrzną warstwę elementu elewacyjnego, po czym układa się na warstwie zewnętrznej nośną konstrukcję uchwytu składającą się z co najmniej jednego kształtownika, korzystnie płaskownika zakończonego co najmniej jednym uchem montażowym i połączonych z nim, poprzecznie ułożonych prętów, przy czym co najmniej jedno ucho montażowe umieszcza się w specjalnych gniazdach ściany formy, a następnie wlewa się piankę poliuretanową i zamyka się formę na czas utwardzenia poliuretanu, po czym wyjmuje się gotowy, samonośny element elewacyjny.

17. Sposób według zastrz. 16, znamienny tym, że warstwę zewnętrzną wstępnie przygotowuje się poprzez oczyszczenie i odtłuszczenie oraz ogrzewanie do temperatury 30°C.

18. Sposób według zastrz. 16, znamienny tym, że stosuje się ogrzaną formę, której dno stanowi warstwa zewnętrzna elementu elewacyjnego.

19. Sposób według zastrz. 16, znamienny tym, że natryskuje się wewnętrzną powierzchnię formy separatorem woskowym.

20. Sposób według zastrz. 16, znamienny tym, że nośną konstrukcję uchwytu wytwarza się w technologii stemplowania na prasie oraz przy wykorzystaniu spawania.

21. Sposób według zastrz. 16, znamienny tym, że wlewa się do formy piankę poliuretanową ogrzaną do temperatury 25°C w ilości, zależnej od optymalnej, założonej gęstości i miąższości warstwy izolacyjnej.

22. Sposób według zastrz. 16, znamienny tym, że po wyjęciu z formy usuwa się pozostałości separatora z powierzchni warstwy izolacyjnej gotowego elementu elewacyjnego za pomocą szczotkowania.

23. Sposób według zastrz. 16, znamienny tym, że element elewacyjny kształtuje się jako samonośną płytę, zawierającą warstwę zewnętrzną materiału wybranego z grupy obejmującej kamień naturalny, konglomerat, gips, tworzywo sztuczne i tym podobne.

24. Sposób według zastrz. 16, znamienny tym, że element elewacyjny kształtuje się w postaci ościeży, gzymsów, fliz i tym podobnych.