RU176460U1 - Теплоизоляционная панель - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к области строительства, в частности к конструкции теплоизоляционных панелей с улучшенными физико-техническими характеристиками, и может быть использована для облицовки фасадов и повышения теплозащиты жилых, общественных и промышленных объектов инфраструктуры. Разработана теплоизоляционная панель, содержащая слой теплоизоляционного материала и набор облицовочных элементов, расположенных с зазором относительно друг друга и закрепленных на поверхности теплоизоляционного материала, при этом зазоры между облицовочными элементами заполнены материалом, образованным теплоизоляционным материалом и инертным сыпучим материалом, при этом панель содержит армирующий слой, расположенный на глубине не более 0,5 мм от внешней поверхности слоя теплоизоляционного материала и образующий вместе с материалом теплоизоляционного слоя поверхность панели, свободную от облицовочных элементов. Таким образом, заявляемая полезная модель благодаря своему конструктивному исполнению позволяет достичь технического результата, который заключается в предотвращении деформирования панели под воздействием факторов окружающей среды и обеспечении тем самым высокой эксплуатационной надежности и долговечности как каждой отдельной теплоизоляционной панели, так и теплоизоляционной конструкции из указанных панелей в целом. 6 з. п. ф-лы, 1 табл., 2 ил.

Description

Полезная модель относится к области строительства, в частности к конструкции теплоизоляционных панелей с улучшенными физико-техническими характеристиками, и может быть использована для облицовки фасадов и повышения теплозащиты жилых, общественных и промышленных объектов инфраструктуры.

В настоящее время теплоизоляционные панели с теплоизоляционным слоем из пенополиуретана широко применяются для организации теплоизоляции, однако при длительной эксплуатации пенополиуретановых панелей на фасадах зданий с использованием в качестве декоративного покрытия клинкерной, керамической, бетонной плитки или плитки из натурального камня, со временем происходит их коробление, т.е. деформации в результате возникающих внутренних напряжений (особенно на солнечной стороне фасада) из-за усадки пенополиуретана, что в свою очередь может вызывать ухудшение теплоизоляционных свойств панели, нарушение целостности панели, например, растрескивание, трещины в декоративном покрытии, что ухудшает не только эксплуатационные, но и эстетические характеристики панели. Для предотвращения такой деформации в производственном процессе в качестве армирующего материала в настоящее время широко используются различные жесткие материалы на задней поверхности панели, такие как фанера, древесноволокнистая плита (ДВП), древесно-стружечная плита (ДСП), ориентированно-стружечная плита (ОСП), цементно-стружечная плита (ЦСП), металлические профили и др. Каждый из этих материалов имеет существенные недостатки, которые проявляются при производстве, монтаже и эксплуатации теплоизоляционных панелей: плохая адгезия, высокая себестоимость, избыточный вес, подверженность атмосферным воздействиям, коррозии и гниению; низкая морозостойкость, влагостойкость, химстойкость, пожаростойкость и др., что, в свою очередь, существенно ухудшает основные технические и эксплуатационные характеристики данного типа изделий. Поэтому актуальной проблемой остается разработка термоизоляционной панели, в конструкции которой будут преодолены описанные выше недостатки и будет обеспечено соответствие панели требуемым эксплуатационным характеристикам.

Наиболее близким аналогом заявляемого решения является теплоизоляционная панель, описанная в патенте РФ № 2473761, содержащая слой теплоизоляционного материала и набор облицовочных элементов, расположенных с зазором друг относительно друга и закрепленных на поверхности теплоизоляционного материала, при этом зазоры между облицовочными элементами по меньшей мере частично заполнены материалом, образованным теплоизоляционным материалом и инертным сыпучим материалом.

К недостаткам описанного решения можно отнести склонность к деформации и растрескиванию панели, что связано с короблением панели, из-за усадки теплоизоляционного материала в связи с его подверженностью атмосферным воздействиям, указанные недостатки не позволяют обеспечить высокие технические и эксплуатационные характеристики данного изделия, особенно при длительной эксплуатации.

В основу полезной модели поставлена задача разработать теплоизоляционную панель, конструктивное исполнение которой обеспечит достижение технического результата, который заключается в предотвращении деформирования панели под воздействием факторов окружающей среды и обеспечении тем самым высокой эксплуатационной надежности и долговечности, как каждой отдельной теплоизоляционной панели, так и теплоизоляционной конструкции из указанных панелей в целом.

Поставленная задача решается тем, что разработана теплоизоляционная панель, содержащая слой теплоизоляционного материала и набор облицовочных элементов, расположенных с зазором друг относительно друга и закрепленных на поверхности теплоизоляционного материала, при этом зазоры между облицовочными элементами заполнены материалом, образованным теплоизоляционным материалом и инертным сыпучим материалом, при этом панель содержит армирующий слой, расположенный на глубине не более 0,5 мм от внешней поверхности слоя теплоизоляционного материала и образующий вместе с материалом теплоизоляционного слоя поверхность панели, свободную от облицовочных элементов. При такой реализации заявленной теплоизоляционной панели армирующий слой, адгезированный к теплоизоляционному материалу, обеспечивает образование так называемой полимерной «мембраны» (упругой пластинки) с высокими прочностными характеристиками, что эффективно противодействует внутренним напряжениям, возникающим в теле панели в результате усадки теплоизоляционного материала под воздействием внешних факторов окружающей среды, и, в свою очередь, предотвращает деформирование теплоизоляционной панели и препятствует нарушению целостности панели, например, растрескиванию, возникновению трещин в декоративном покрытии, и, таким образом, обеспечивает сохранение изначальной формы панели. Перечисленные выше факторы способствуют повышению эксплуатационной надежности и долговечности теплоизоляционной конструкции в целом и каждого изделия отдельно, что, в свою очередь, значительно снижает материальные затраты в течение времени эксплуатации заявляемого изделия. Расположение армирующего слоя на данной минимальной глубине является наиболее целесообразным, так как при его взаимодействии с теплоизоляционным материалом начиная с указанной глубины будет обеспечиваться наиболее оптимальная поверхностная жесткость панели. При этом, за счет того, что материалы, используемые для армирующего слоя, обладают некой упругостью, панель не будет в целом слишком хрупкой и, следовательно, не будет разрушаться при транспортировке и эксплуатации. В случае повреждения облицовочного слоя, что вполне может произойти в процессе эксплуатации панели, разрушение панели в целом не будет происходить, потому как благодаря закреплению облицовочных элементов на слое теплоизоляционного материала, часть панели, которая откололась, останется соединенной с пористой основой.

Предпочтительно армирующий слой содержит материал, выбранный из группы, содержащей тканый или нетканый материал на основе стеклянного, базальтового, карбонового, синтетического полипропиленового, полиэфирного или арамидного волокна.

В качестве материала армирующего слоя - тканых или нетканых материалов на основе вышеперечисленных волокон - могут использоваться такие материалы как, например, стеклоткань, стеклорогожка, стекломаты, рулонный стеклопластик, ровинги, стеклолавсановые материалы, стеклоткани, покрытые алюминиевой фольгой, ткани на основе базальтового и карбонового волокна и т.д. Все вышеуказанные материалы обладают хорошей адгезией к используемому в данной конструкции теплоизоляционному материалу - пенополиуретану, обеспечивая помимо армирования следующие характеристики панели: морозостойкость, влагостойкость, химстойкость, пожаростойкость, стойкость к солнечным лучам, а также стойкость к коррозии и пр., а также обладают низким коэффициентом теплопроводности, что улучает общие эксплуатационные характеристики заявленной панели. Помимо прочего, такая панель будет характеризоваться меньшим весом в сравнении с панелями, армированными материалами на основе металлов, и не будет утяжелять фасады строений, облицованные заявленными панелями.

Так, например, для стеклокомпозитных материалов, из которых может состоять армирующий слой, характерно сочетание высоких прочностных характеристик, сравнительно низкой теплопроводности, высокой атмосферной, водной и химической стойкости, неподверженности коррозии и гниению. Механические свойства такого армирующего слоя определяются преимущественно характеристиками наполнителя и прочностью связи выбранного материала с пенополиуретаном. Изменяя тип ткани и ориентацию волокон, можно в широких пределах регулировать механические свойства армирующего слоя (сравнительные характеристики приведены ниже в Таблице 1 на примере конструкционного стекломата, выбранного для армирующего слоя). Таким образом, основными особенностями и преимуществами подобного армирующегослоя по сравнению с традиционными конструкционными материалами (ДВП, ДСП, фанера, ОСП, ЦСП, металлические профили) являются:

- неподверженность процессам коррозии и гниения;

- стойкость к действию агрессивных сред;

- меньшая плотность;

- прочность;

- высокая усталостная прочность;

- низкая теплоемкость и теплопроводность.

Все вышеперечисленные положительные характеристики обеспечивают уже упомянутые выше преимущества в применении изделий по целевому назначению:

- значительно меньшие затраты на текущее содержание и ремонт;

- снижение массы изделия;

- повышение эксплуатационной надежности и долговечности теплоизоляционной конструкции в целом и каждого изделия отдельно.

Целесообразно, что плотность материала армирующего слоя находится в диапазоне 100-600 г/м³. Выбор указанного диапазона значений плотности связан с тем, что, таким образом, при необходимости, возможно регулировать степень пропитки армирующего слоя слоем теплоизоляционного материла и размещать армирующий слой либо же на необходимой глубине внутри теплоизоляционного материала, либо формировать с его помощью поверхность панели, свободную от облицовочных элементов. Если требуется полная пропитка материала и размещение армирующего слоя внутри слоя теплоизоляционного слоя на достаточной глубине, то предпочтительно использование материала, обладающего плотностью, находящейся ближе к нижней границе указанного диапазона. Чем ближе необходимо разместить армирующий слой к поверхности панели, тем с большей плотностью материал следует выбирать. Также, в случае возникновения необходимости дополнительного утепления панели, дополнительной защиты слоя теплоизоляционного материала или же предотвращения прилипания теплоизоляционного материала к форме при изготовлении панели, по внешней стороне теплоизоляционного материала может быть добавлен слой утеплителя, например полистирола, или же слой бумаги, или другого материала, обладающего необходимыми свойствами. В таком случае армирующий слой необходимо располагать между слоем теплоизоляционного материала и слоем утеплителя и тогда следует остановить свой выбор на армирующем материале с меньшей плотностью.

Целесообразным является выполнение облицовочного элемента в виде облицовочной плитки. Использование в качестве облицовочных элементов плитки позволяет обеспечить простоту изготовления панели с высокими эстетическими характеристиками, а также позволяет обеспечить желаемый внешний вид и фактуру изготавливаемым панелям.

Предпочтительно инертный сыпучий материал представляет собой кварцевый песок. Указанный материал обладает высокой стойкостью к механическим, химическим, атмосферным и водным воздействиям и широко применяется в производстве декоративно-отделочных материалов.

Также предпочтительно теплоизоляционный материал представляет собой полиуретан.

Целесообразным является то, что теплоизоляционный материал содержит огнестойкие добавки.

Используемый теплоизоляционный материал является легким и прочным гидротеплоизоляционным материалом, имеющим своеобразную структуру, благодаря которой обладает самым низким коэффициентом теплопроводности и самым малым водопоглощением в сравнении с другими теплоизоляционными материалами. Использование вышеуказанного теплоизоляционного материала позволяет обеспечить высокие теплотехнические характеристики заявленной панели.

Заявляемая полезная модель поясняется при помощи графических материалов, представленных ниже.

На фиг. 1 представлен общий вид теплоизоляционной панели.

На фиг. 2 представлен вид сбоку теплоизоляционной панели.

На фиг. 1 представлен вид общий вид теплоизоляционной панели 1, содержащей слой 2 теплоизоляционного материала и набор облицовочных элементов 3, расположенных с зазором 4 друг относительно друга и закрепленных на поверхности теплоизоляционного материала. Также на фигуре представлены отверстия 5 под крепежные элементы.

На фиг. 2 представлен вид сбоку теплоизоляционной панели 1, где помимо приведенных на фиг. 1 позиций показан армирующий слой 6, расположенный в непосредственной близости к внешней поверхности слоя 2 теплоизоляционного материала.

Заявляемая полезная модель реализуется следующим образом.

На опорной поверхности формы для производства теплоизоляционной панели 1 размещают облицовочные элементы 3 в виде облицовочной плитки. Размещение могут осуществлять в каком-то определенном порядке для создания того или иного рисунка, а также могут использовать облицовочную плитку с различными фактурами. Упомянутые облицовочные элементы 3 в закрытой или открытой форме (матрице) размещают с обеспечением зазора 4 друг относительно друга. Далее осуществляют заполнение зазоров 4 инертным сыпучим материалом. После чего осуществляют заливку в форму теплоизоляционного материала, пребывающего в его текучем состоянии, в частности полиуретаном. После заливки теплоизоляционного материала между его поверхностью и крышкой формы укладывают сухой, предварительно раскроенный листовой тканый или нетканый материал. После закрытия крышки формы и фиксации ее посредством замков осуществляют вспенивание полиуретана (его полимеризация) под высоким давлением, при этом происходит пропитывание предварительно размещенного в форме материала теплоизоляционным материалом и при последующей его полимеризации образуется армирующий слой 6 (так называемая высокопрочная «мембрана»), придающий изделию высокую механическую прочность при относительно малой плотности, который будет препятствовать усадке слоя 2 теплоизоляционного материала в теплоизоляционной панели 1 и сохранении ее геометрической формы. Кроме того, после заливки теплоизоляционного материала в форму он по меньшей мере частично проходит сквозь предварительно засыпанный в зазоры 4 инертный сыпучий материал и при последующей полимеризации теплоизоляционного материала происходит формирование материала, заполняющего зазоры 4. После окончания времени выдержки крышку формы открывают и извлекают готовую теплоизоляционную панель 1. Также в ходе размещения в форме исходных материалов в случае необходимости формируют отверстия 5 под крепежные элементы, размещают закладные крепежные элементы, например, закладные шайбы, укладывают элементы из негорючих строительных материалов для формирования противопожарных рассечек или же под крышкой формы размещают специальную пропитанную бумагу с информационным (рекламным) текстом или дополнительный слой теплоизоляции, например, из пенополистирола.

Таким образом, заявляемая полезная модель благодаря своему конструктивному исполнению позволяет достичь технического результата, который заключается в предотвращении деформирования панели под воздействием факторов окружающей среды и обеспечении тем самым высокой эксплуатационной надежности и долговечности как каждой отдельной теплоизоляционной панели, так и теплоизоляционной конструкции из указанных панелей в целом.

Claims (7)

1. Теплоизоляционная панель, содержащая слой теплоизоляционного материала и набор облицовочных элементов, расположенных с зазором относительно друг друга и закрепленных на поверхности теплоизоляционного материала, при этом зазоры между облицовочными элементами заполнены материалом, образованным теплоизоляционным материалом и инертным сыпучим материалом, отличающаяся тем, что содержит армирующий слой, расположенный на глубине не более 0,5 мм от внешней поверхности слоя теплоизоляционного материала и образующий вместе с материалом теплоизоляционного слоя поверхность панели, свободную от облицовочных элементов.

2. Теплоизоляционная панель по п. 1, отличающаяся тем, что армирующий слой содержит материал, выбранный из группы, содержащей тканый или нетканый материал на основе стеклянного, базальтового, карбонового, синтетического полипропиленового, полиэфирного или арамидного волокна.

3. Теплоизоляционная панель по п. 1, отличающаяся тем, что плотность материала армирующего слоя находится в диапазоне 100-600 г/м³.

4. Теплоизоляционная панель по п. 1, отличающаяся тем, что облицовочный элемент представляет собой облицовочную плитку.

5. Теплоизоляционная панель по п. 4, отличающаяся тем, что инертный сыпучий материал представляет собой кварцевый песок.

6. Теплоизоляционная панель по п. 1, отличающаяся тем, что теплоизоляционный материал представляет собой полиуретан.

7. Теплоизоляционная панель по п. 6, отличающаяся тем, что теплоизоляционный материал содержит огнестойкие добавки.

Images