RU2480560C1

RU2480560C1 - Device for additional heat insulation of external walls of operated building premises

Info

Publication number: RU2480560C1
Application number: RU2011138989/03A
Authority: RU
Inventors: Николай Сергеевич Кобелев; Сергей Геннадьевич Емельянов; Александр Николаевич Плетнев; Татьяна Григорьевна Тормышева; Сергей Сергеевич Федоров; Олег Алексеевич Овчаренко
Priority date: 2011-09-22
Filing date: 2011-09-22
Publication date: 2013-04-27

Abstract

FIELD: construction.

SUBSTANCE: device comprises an air layer filled with a frame and formed by an external wall and lining coated from the external side with a reflecting material in the form of an aluminium foil. The frame is made of sheet wavy aluminium foil arranged in waves horizontally in the entire volume of the layer and attached to the lining by wave ridges. The lining is made of a composite material, including a solid material, for instance, an aluminium plate, a heat insulation fibre of a basalt material and an aluminium foil. The solid material at the premise side is coated with the heat insulation fibre attached to the aluminium foil. The composition of the aluminium foil with high coefficient of heat conductivity and fibre of the basalt material with low coefficient of heat conductivity create a bimaterial along with the thermal flow motion.

EFFECT: invention makes it possible to reduce heat losses from a room via external walls.

3 dwg

Description

Изобретение относится к строительству, а именно к устройству для дополнительной теплоизоляции наружных стен помещений эксплуатируемых зданий в качестве теплоизоляционного элемента наружных ограждающих конструкций зданий и сооружений.The invention relates to construction, and in particular to a device for additional thermal insulation of the external walls of the premises of operated buildings as a heat-insulating element of the external enclosing structures of buildings and structures.

Известен теплоизоляционный ламинат (см. патент Германии А1 4141855, E04В 1/74 ИСМ, вып.60, МКИ Е 04 №18), включающий элементы, состоящие из двух слоев алюминиевой фольги и алюминиевых распорок между слоями с небольшой поверхностью сопротивления по сравнению с фольгой.A heat-insulating laminate is known (see German patent A1 4141855, E04B 1/74 ISM, issue 60, MKI E 04 No. 18), including elements consisting of two layers of aluminum foil and aluminum spacers between layers with a small resistance surface compared to the foil .

Недостатком является отсутствие жесткости, что не дает возможности установить ламинат у внутренней стороны наружной стены, и малая теплозащитная эффективность из-за возникновения конвективных токов в вертикальных каналах ламината.The disadvantage is the lack of rigidity, which makes it impossible to install the laminate on the inner side of the outer wall, and low heat-shielding efficiency due to convective currents in the vertical channels of the laminate.

Известно устройство дополнительной теплоизоляции наружных стен помещений эксплуатируемых зданий (см. патент РФ №2126872, МПК Е04В 1/76. Опубл. 27.02.1999), включающее воздушную прослойку, заполненную каркасом и образованную наружной стеной и облицовкой, с наружной стороны покрытой отражательным материалом в виде алюминиевой фольги, причем каркас выполнен из листовой волнообразной алюминиевой фольги, расположенной волнами горизонтально по всему объему прослойки, прикрепленной к облицовке гребнями волн.A device is known for additional thermal insulation of the outer walls of the premises of operated buildings (see RF patent No. 2126872, IPC EV04/76. Publ. 02.27.1999), including an air gap filled with a frame and formed by an outer wall and lining, on the outside coated with reflective material in in the form of aluminum foil, and the frame is made of a wave-like sheet of aluminum foil arranged in waves horizontally throughout the volume of the layer attached to the lining by wave crests.

Недостатком является невысокая теплозащитная эффективность из-за преимущественного использования в элементах устройства алюминия, обладающего высоким коэффициентом теплопроводности, равным 204 Вт/(м·град), что при низкой теплопроводности неподвижного воздуха в сумме элементов устройства приводит к существенным потерям теплоты как через листовую волнообразную алюминиевую фольгу, так и через алюминиевую фольгу, покрывающую твердый материал облицовки.The disadvantage is the low heat-shielding efficiency due to the predominant use of aluminum in the elements of the device, having a high coefficient of thermal conductivity equal to 204 W / (m · deg), which with low thermal conductivity of still air in the sum of the elements of the device leads to significant heat losses as through a sheet wave-like aluminum foil, and through aluminum foil covering the solid cladding material.

Технической задачей предлагаемого изобретения является снижение потери теплоты из помещения через наружные стены, особенно при осуществлении теплоизоляции источника тепла в виде отопительного нагревательного прибора, путем выполнения облицовки из композиционного материала, включающего теплоизоляционное волокно из базальта, наличие которого прерывает процесс передачи теплоты из помещения к наружным стенам по элементам устройства, преимущественно включающим алюминий, обладающий одним из наиболее высоких значений коэффициента теплопроводности (коэффициент теплопроводности - 204 Вт/(м·град), см., например, Нащокин В.В. Техническая термодинамика. Теплопередача, М.: 1980-469 с. ил.).The technical task of the invention is to reduce the loss of heat from the room through the outer walls, especially when insulating the heat source in the form of a heating device, by lining from a composite material including heat-insulating fiber from basalt, the presence of which interrupts the process of transferring heat from the room to the external walls on the elements of the device, mainly including aluminum, which has one of the highest values of the heat coefficient oprovodnosti (heat conduction coefficient - 204 W / (m · deg), see, e.g., V. Nashchokin Heat Engineering Thermodynamics, M .: 1980-469 from yl....).

Технический результат по снижению тепловых потерь достигается тем, что устройство для дополнительной теплоизоляции наружных стен помещений эксплуатируемых зданий включает воздушную прослойку, заполненную каркасом и образованную наружной стеной и облицовкой, с наружной стороны покрытой отражательным материалом в виде алюминиевой фольги, причем каркас выполнен из листовой волнообразной алюминиевой фольги, расположенной волнами горизонтально по всему объему прослойки, прикрепленной к облицовке гребнями волн, при этом облицовка выполнена из композиционного материала, включающего твердый материал, например алюминиевую пластину, теплоизоляционное волокно из базальтового материала и алюминиевую фольгу, причем твердый материал со стороны помещения покрыт теплоизоляционным волокном, закрепленным алюминиевой фольгой.The technical result of reducing heat loss is achieved by the fact that the device for additional thermal insulation of the outer walls of the premises of the operated buildings includes an air gap filled with a frame and formed by an external wall and cladding, on the outside coated with a reflective material in the form of aluminum foil, and the frame is made of wave-like aluminum sheet foil located in waves horizontally throughout the volume of the layer attached to the lining by wave crests, Nena composite material comprising a solid material such as an aluminum plate, the heat-insulating material of basalt fiber and aluminum foil, wherein the solid material is coated on the room side heat insulating fiber, fixed by aluminum foil.

На фиг.1 представлено схематическое изображение устройства для дополнительной теплоизоляции наружных стен помещений эксплуатируемых зданий, на фиг.2 - разрез по А-А устройства, на фиг.3 - разрез облицовки, выполненной в виде композиционного материала.Figure 1 presents a schematic illustration of a device for additional thermal insulation of the outer walls of the premises of operated buildings, figure 2 is a section along aa of the device, figure 3 is a section of the cladding made in the form of composite material.

Устройство включает в себя воздушную прослойку, заполненную каркасом 1; каркас представляет собой листовую волнообразную алюминиевую фольгу. Волны фольги закреплены к облицовке 2, изготовленной из любого твердого материала. Обечайка 3 выполнена из деревянных реек или из другого материала. Между обечайкой 3 и перекрытием размещены уплотнительные полосы 4. Облицовка 2 выполнена из композиционного материала, включающего твердый материал 5, например алюминиевую пластину, теплоизоляционное волокно 6 из базальтового материала и алюминиевую фольгу 7.The device includes an air gap filled with a frame 1; the frame is a sheet of undulating aluminum foil. The foil waves are fixed to the lining 2 made of any solid material. The shell 3 is made of wooden slats or of other material. Between the casing 3 and the overlap are placed sealing strips 4. The lining 2 is made of a composite material including a solid material 5, for example, an aluminum plate, a heat-insulating fiber 6 of basalt material and aluminum foil 7.

Устройство для дополнительной теплоизоляции наружных стен помещений эксплуатируемых зданий работает следующим образом.A device for additional thermal insulation of the outer walls of the premises of operated buildings works as follows.

Тепловой поток (см. фиг.3) из помещения, особенно при размещении у наружной стены источника тепла в виде отопительного нагревательного прибора, контактирует с алюминиевой фольгой 7, которая частично отражает лучистое тепло и, нагреваясь, посредством теплопроводности передает тепло теплоизолирующему волокну 6 из базальтового материала ((λ=0,0037 Вт/(м·град) см., например, ТУ5769-002-134-325-86-004, г. Курск 2002 г.). В результате наблюдается уменьшение потока теплоты до минимальной величины, остаточное значение которой теплопроводностью через твердый материал в виде алюминиевой пластины 5 передается конвекцией неподвижным слоям воздуха, имеющим малое значение коэффициента теплопроводности ((λ=0,0026 Вт/(м·град) см., например, там же) и находящимся в виде замкнутых воздушных прослоек, образованных волнообразной алюминиевой фольгой, обладающей значительным коэффициентом теплопроводности (λ=204 Вт/(м·град), что в соответствии с прототипом в конечном итоге снижает теплоизоляционное свойство неподвижных слоев воздуха. Однако использование в заявленном техническом решении теплоизоляционного волокна 6 до поступления теплового потока к каркасу 1 практически устраняет этот недостаток путем снижения до минимального значения величины теплового потока перед контактом его с неподвижными слоями воздуха, которые в заключительной стадии и устраняют теплопотери наружных стен.The heat flux (see Fig. 3) from the room, especially when placed at the outer wall of a heat source in the form of a heating device, is in contact with aluminum foil 7, which partially reflects radiant heat and, when heated, transfers heat through heat conduction to basalt fiber 6 material ((λ = 0.0037 W / (m · deg) see, for example, TU5769-002-134-325-86-004, Kursk, 2002). As a result, a decrease in the heat flux to a minimum value is observed, residual value of which thermal conductivity through solid mother l in the form of an aluminum plate 5 is conveyed by convection to stationary layers of air having a small value of the coefficient of thermal conductivity ((λ = 0.0026 W / (m · deg) see, for example, in the same place) and located in the form of closed air interlayers formed by a wave-like aluminum foil with a significant coefficient of thermal conductivity (λ = 204 W / (m · deg), which in accordance with the prototype ultimately reduces the heat-insulating property of the fixed layers of air. However, the use of the claimed technical solution of the heat-insulating fiber 6 before the heat flux arrives at the frame 1 practically eliminates this drawback by minimizing the value of the heat flux before contacting it with the fixed layers of air, which in the final stage eliminate heat losses of the external walls.

Жесткое соединение волокна 6, имеющего низкое значение коэффициента теплопроводности, с алюминиевой фольгой 7, имеющей высокое значение коэффициента теплопроводности, посредством клея приводит к образованию конструкции из биматериала, которая при прохождении теплового потока создает на поверхности алюминиевой фольги 7 микротермовибрации (см., например, Дмитриев В.П. Биметаллы. Пермь. 1990 г. - 368 с. ил.). В результате твердые частицы пыли, преимущественно находящиеся в воздушном объеме между облицовкой 2 и отопительным нагревательным прибором, будут непрерывно стряхиваться на пол. Это не только поддерживает постоянство теплоизоляционного действия (отсутствие загрязнений на поверхности алюминиевой фольги обеспечивает ее максимальную отражающую способность) алюминиевой фольги 7 при противодействии передачи тепла тепловым излучением от отопительного нагревательного прибора, т.е. теплопотерям через наружные стены, но и обеспечивается экологическая чистота как устройства для дополнительной теплоизоляции, так и внутри помещения в целом.A rigid connection of fiber 6 having a low coefficient of thermal conductivity with aluminum foil 7 having a high coefficient of thermal conductivity by means of glue leads to the formation of a bimaterial structure which, when the heat flux passes, creates microthermal vibrations 7 on the surface of the aluminum foil (see, for example, Dmitriev V.P. Bimetals, Perm, 1990, 368 pp. Sludge). As a result, solid dust particles, mainly located in the air volume between the cladding 2 and the heating heater, will be continuously shaken on the floor. This not only maintains a constant thermal insulation action (the absence of contaminants on the surface of the aluminum foil ensures its maximum reflectivity) of the aluminum foil 7 while counteracting the transfer of heat by thermal radiation from a heating heating device, i.e. heat loss through the external walls, but also ensures environmental cleanliness as a device for additional thermal insulation, and indoors as a whole.

Оригинальность предлагаемого технического решения по повышению теплоизоляционных свойств в устройстве для дополнительной теплоизоляции наружных стен помещений эксплуатируемых зданий обеспечивается выполнением облицовки из композиционного материала, включающего твердый материал в виде алюминиевой пластины, теплоизоляционное волокно из базальтового материала и алюминиевую фольгу. При этом первый материал по ходу поступления теплового потока из помещения и, особенно, от источника тепла в виде отопительного нагревательного прибора обладает коэффициентом теплопроводности в 100 и более раз больше, чем коэффициент теплопроводности второго материала. В результате жесткого объединения посредством клея или термомеханического соединения волокна из базальтового материала и алюминиевой фольги, имеющих существенное отличие коэффициентов теплопроводности, образован биматериал, который при прохождении теплового потока способствует появлению микровибраций на поверхности алюминиевой фольги, что предотвратит налипание на ней загрязнений в виде пыли и мелкодисперсной влаги, а это в конечном итоге улучшит экологию помещения.The originality of the proposed technical solution to improve the thermal insulation properties in the device for additional thermal insulation of the outer walls of the premises of operated buildings is ensured by the lining of a composite material including a solid material in the form of an aluminum plate, a heat-insulating fiber made of basalt material and aluminum foil. In this case, the first material in the direction of the heat flux from the room and, especially, from the heat source in the form of a heating device has a thermal conductivity of 100 or more times that of the second material. As a result of rigid joining by means of glue or thermomechanical bonding of basalt material and aluminum foil fibers, which have a significant difference in thermal conductivity coefficients, a bimaterial is formed which, when the heat flux passes, contributes to the appearance of microvibrations on the surface of the aluminum foil, which will prevent dirt from sticking to it in the form of dust and finely dispersed moisture, and this will ultimately improve the environment of the room.

Claims

A device for additional thermal insulation of the outer walls of the premises of operated buildings includes an air gap filled with a frame and formed by an external wall and a lining coated on the outside with reflective material in the form of aluminum foil, the frame being made of wave-shaped aluminum foil located horizontally throughout the volume of the layer and attached to the cladding by wave crests, characterized in that the cladding is made of a composite material including hard m material, for example, an aluminum plate, heat-insulating fiber made of basalt material and aluminum foil, the solid material on the room side being covered with heat-insulating fiber attached to aluminum foil, in addition, the composition of aluminum foil with a high coefficient of thermal conductivity and fibers of basalt material with a low coefficient of thermal conductivity bimaterial in the direction of the heat flow.