SK30494A3 - Thermo-insulating multilayer system - Google Patents

Description

Tepelnoizolačný viacvrstvový systém Oblasť techniky

Vynález sa týka tepelnoizolačného viacvrstvového systému pre upevnenie na stenu budovy, ktorý pozostáva zo svetlo pohlcujúcej vonkajšej plochy steny, z jedného, aspoň čiastočne svetlo prepúšťajúceho tepelnoizolačného materiálu a prípadne, pri vložení svetlo prepúšťajúcej výstuže, z vonkajšej strany systému, vplyvom počasia odolávajúcej a aspoň čiastočne svetlo prepúšťajúcej vrstvy omietky o hrúbke medzi 0,5 až 6 mm z plniacej hmoty, ktorá obsahuje vytvrdzovací spájací prostriedok v takom rozsahu, aby stupeň priepustnosti svetla pri kolmom žiarení bol viac ako 20 %. Súčasný stav techniky U známeho tepelnoizolačného viacvrstvového systému tohto druhu podľa európskej prihlášky patentu sa ukázala ako nevýhodná skutočnosť, že pri silnom svetelnom žiarení a súčasne pri vysokých vonkajších teplotách. ktoré sú predovšetkým v lete, dochádza k nežiadúco vysokej premene. systémom prechádzajúcej a na stenu budovy dopadajúcej, svetelnej energie na teplo a zodpovedajúcemu vzrastu teploty vo vnútri budovy. Z iného nemeckého patentu je už známa aplikácia v závislosti na teplote priechodnosť svetla regulujúceho tekutého materiálu, ktorý je s pomocou priehľadného obmedzenia priestoru urobený do použiteľného tvaru a ktorého priepustnosť svetla pri dosiahnutí vopred určenej teploty reverzibilne klesá. Tekutý materiál sa v tomto prípade vkladá medzi stavebné prvky, ako sú napríklad viacnásobné tabule, dvojité tabule z umelej hmoty alebo iné priehľadné telesá. Presnejšie povedané vkladá sa medzi ne a vytvára s nimi automatické tieniace plochy. Tieto tabule, medzi ktoré sa vkladá materiál, určujú vonkajšie rozmery jednotky, t.j. rozmery nimi tvoreného plochého telesa. Pomocou takýchto telies sa dá vyriešiť zatienenie sklenených plôch, to znamená vyrobiť účinné a pokiaľ možno automaticky pracujúce tieniace zariadenie, ktoré umožní využitie slnečného svetla v zime na vykurovanie. 1 avšak v lete zabráni tomu, ; ;i by došlo vpi y vor. i slnečných 1 účov k podstatnému zohr i a t :i u . N i e sú p o t oni p o t r e h)! i c ; obvyklé a d r a h é rolety, s pomocou ktorých sa dá re gu 1 ov a K p r e r. i i k a .i ú c e .m n OŽS tví.i tep 1 a -

Zo stavebného hľadiska sa však ukázalo nevýhodné, ze z týchto zvyčajných jednotiek zložené telesá sú veľrai neskladné a tažko sa s nimi manipuluje. Spracovanie týchto pi'edvyro-bených priesvitných telies je preto nielen obtiažne, ale i drahé, pretože je nutný presný architektonický plán, aby sa tieto telesá dali ulozit na vopred určených miestach a to ako vzhľadom k sebe, tak i vzhľadom k ostatným stavebným prvkom stavanaj budovy. Tieto telesá, vďaka svojim tabuliam s hladkým povrchom pôsobia dojmom, že stavba je z prefabrikátov a tento dojem je zvyčajne negatívny. Z funkčného hľadiska je nevýhodné, že svetlo prechádza tabuľami a až vo väčšom či menšom odstupe od nich je absorbované. Doskovité telesá nechávajú infračervené žiarenie, ktoré spôsobuje ohriatie tak dlho voľne prechádzať, pokiaľ sa oblasti nachádzajúce sa za týmito telesami už neprehrejú a tepelným vedením odtiaľ k telesám nedajú impulz k žiadanému zníženiu priesvitnosti.

Podstata vynálezu

Vyššie uvedené nedostatky do značnej miery odstraňuje tepelnoizolačný viacvrstvový systém podľa vynálezu, ktorého podstata je v tom, že na tepelne izolačnom materiáli je nanesená aspoň jedna vrstva s množstvom v nej uložených dutých telies, prípadne dutých mikrotelies, ktoré tvoria priesvitné obmedzenie priestoru pre materiál, ktorého priepustnosť svetla sa reverzi bilne znižuje pri prekročení vopred určenej teploty. Zmienená vrstva môže byt usporiadaná ako dodatočná vrstva medzi tepelnoizolačným materiálom a vonkajšou vrstvou omietky. Ako mimoriadne účelné sa osvedčilo, keď je vrstva tvorená priechod svetla regulujúcim materiálom obsahujúcim duté telesá respektíve duté mikrotelesá. V tomto prípade tvoria účinný materiál duté telesá respektíve mikrotelesá, ktoré sa zmiešajú s omietkou ako tzv. extendér Cnastavovadlo) a omietka je tak nanášaná priamo na stenu budovy alebo na najvyššiu, svetlo prepúšťajúcu vrstvu tepelnoizolačného materiálu. V tejto omietke sa totiž schopnosti tejto vrstvy regulovať množstvo 3 svet J a i'iužu p i n e rosyiin'iĽ , bez tuhu h I <y < <vpl yvľiova I i i.; h a rak tej. on .1 etky.

Duté telesá sú s výhodou guľovité, nožu mat v žiak i i n ý tvar, napríklad pozdĺžny alebo oválny.

Do dodatočnej vrstvy respektíve vrstvy omietky zasadené a aktívnym materiálom obklopené duté telieska môžu byt z umelej hmoty, ktorá mimoriadne dobre absorbuje svetelné a najmä infračervené žiarenie. Takáto umelá hmota je vystavená následkom dopadajúceho svetla predovšetkým rýchlemu a bezprostrednému nárastu teploty, čo vedie veľmi rýchlo k požadovanému zníženiu priesvitnosti. Ako mimoriadne výhodné sa však osvedčili duté telieska zo skla, pretože sklo má, v zrovnaní s väčšinou infračervené svetlo pohlcujúcich umelých hmôt, veľkú odolnosť proti oteru, čo má mimoriadne veľkú výhodu vtedy, keď sú telieska zo skla zmiešavané miešacími prostriedkami s materiálmi, ktoré tvoria omietku. Telieska z umelej hmoty nemôžu splniť nároky na odolnosť proti oteru pri styku s miešacími prostriedkami, najmä pokiaľ majú telieska veľmi malú veľkosť vo forme mikrokapslí, ktoré sa v praxi už desaťročia používajú na obaľovanie chemicky účinných látok, napríklad pri zakapsľovávaní atramentových tekutín pri tlači f ormu1 árov. Ďalšia podstatná výhoda nasadenia skla na obaľovanie za účelom obmedzenia priepustnosti svetla je v tom. že sa vlastnosti omietky podstatne zlepšujú pre prípad požiaru, pretože na jednej strane sa chová sklo horľavo neutrálne a naviac materiál v tomto obale v prípade rozpadu systému prispeje k haseniu požiaru. Z tohto dôvodu sa hodí podľa vynálezu omietka, obsahujúca duté telesá regulujúce priepustnosť svetla, predovšetkým pre vonkajšie povrchy priesvitnej tepelnej izolácie odolnej proti požiaru.

Ako aktívny materiál môžu byť použité rôzne látky. Mnohé príklady pre telesá s reverzibiInou priesvitnosťou v závislosti na teplote sú opísané v nemeckých patentoch DE OSn 2 738 253 a 3 213 092. Už v úvode spomínaný patent, ktorý má číslo DE OS 3 522 078 opisuje látky, ktoré majú tú výhodu, že umožňujú jednoducho zmenou pomeru množstva v širšom meradle nastavenie vratného bodu pre teplotu. Za účelom regulácie priepustnosti svetla použité materiály obsahujú napríklad od 2,5 až do 40 hmot.% polyéterovej zlúčeniny s ety1énoxidovými 4 skupi n am i , O až. 25 h r:i o ť. % zraéead i a , ‘.i až 10 e t., y i ériox i dových skupín v molekúl e. 2,5 až 22,5 hraot.. % s vodou raiešateľného rozpúšťadla, 0,1 až 2 hmôt. % karboxyviny1 poiynéru, 0,05 až 2 hmôt. % zásady, 50 až 60 hmôt. % vody a prípadne až 2 hraot. % bežnej p 1'í sady.

Pri výrobe tepelnoizolačných v iacvrstvových systémov podľa vynálezu sa dajú duté telesá regulujúce priechod svetla vmiešať do omietkovej hmoty ako tzv. plnivo (nastavovadlo) a nie je nebezpečenstvo ovplyvnenia architektonického zámeru. Aj vtedy, keď sú duté telesá tak veľké, že sú vhodné len pre relatívne hrubú omietku, plnia svoju funkciu dokonca v dvojitom zmysle. Ich usadenie do omietky totiž zlepšuje štruktúi'u omietky. Toto je, rovnako ako architektonické stvárnenie, málo spojené s geometriou- Omietka sa dá spracovávať ako omietka s obvyklými nastavovadlami. Vložením takýchto nastavovadiel s nastaviteľným indexom lomu do zvyčajných plniacich látok krycej vrstvy odolnej voči poveternostným vplyvom nanášanej na steny budov, ktorá má charakter omietky, sa dosiahne , že duté telesá týchto jednotiek s reverzibiInou priepustnosťou svetla zaisťujú pri bezprostrednom ohriatí na základe dopadajúceho žiarenia veľmi rýchlo priamu reguláciu priesvitnosti a tým nakoniec dodávku požadovaného množstva tepla respektíve regulovanie teploty.Pripevnenie sa robí vhodnými viac či menej priesvitnými spojovacími prostriedkami, s výhodou syntetickými živicami vo forme disperzií alebo roztokov. Pritom materiál omietky obsahuje polyakryláty, polymetakryláty a ich kopolyméry, styrén-, etylén-, vinylacetát- respektíve fluóretylenové kopolyméry, silikónové živice, polykarbonáty, epoxidy rešpektívne polyuretány. Ako spojivo pre omietku odolávajúcu poveternostným vplyvom, ktorá obsahuje nastavovadlá s reverzibiInou priesvitnosťou sú vhodné anorganické spojivá, predovšetkým vodné sklo.

Prehľad obrázkov na výkresoch

Vynález bude ďalej opísaný pomocou výkresov, na ktorých obr. 1 prestavuje schématický pohľad v reze na tepelný izolačný viacvrstvový systém so znázornením charakteristického prieheu teplôt a obr. 2 znázorňuje diagram predstavujúci priebeh teplôt v rozd i e J nyc h obi asti ach i.epel noi zo lačného v iacvrstvového systému podľa obr. 1.

Príklady vyhotovenia vynálezu

Na obr. 1 je vidiet. že na stenu 1 budovy je pevne uložená vonkajšou plochou 2, ktorá pohlcuje svetlo, tepelnoizolačná sústava 3. Táto sústava sa skladá z aspoň čiastočne svetlo pohlcujúceho tepelnoizolačného materiálu 4, ktorý je z vonkajších strán chránený proti poveternostným vplyvom. Za týmto účelom má tepelne izolačný materiál 4 omietku 5 odolávajúcu vplyvom počasia a obsahujúcu vytvrdzujúce spojivo, v ktorom sú aspoň čiastočne svetlo prepúšťajúce plnidlá a to v takom rozsahu, aby bol stupeň priepustnosti žiarenia slnečného svetla pri kolmom nasvietení a hrúbke vrstvy medzi 0,5 - 6 mm nad 20 %. Medzi svetlo prepúšťajúcou omietkou 5 a tepelne izolačným materiálom 4 je svetlo prepúšťajúca výstuž 6, ktorá je vytvorená vrstvou svetlo prepúšťajúceho náterového tmelu s uloženým pletivom zo sklených alebo umelých vlákien. Tepelne izolačný materiál 4 môže byť pevne upevnený pomocou vrstvy lepidla priamo na stene JL, presnejšie na jej vonkajšej ploche 2- Toto pripevnenie tepelne izolačného materiálu 4 sa dá urobiť veľmi jednoducho, keď je vyhotovený vo forme tepelne izolačných dosiek. Tepelnoizolačné dosky sú účelne vytvorené ako kapilárne dosky, tzn. že pozostávajú z veľkého množstva na sebe ležiacich a spolu spojených rúrok z umelej hmoty o vnútornom priemere od 1 do 3, 5 mm, s výhodou 2,5 mm, ktoré sú uložené priečne k rovine dosky , to znamená v smere priechodov svetelných lúčov. K spájaniu rúrok dochádza napríklad .v priebehu ich zastrihávania pomocou žeraveného drôtu, tzn. vždy v oblasti v rovinách vonkajších plôch dosky nachádzajúcich sa koncov rúrok. Pri nanášaní omietky 5 bezprostredne pred výstužou 6 sa vtláča materiál mierne do otvoru kapilár a prispieva tak potom v stuhnutom stave k vzájomnej súdržností koncov rúrok. Pri bezprostrednom upevnení tepelnoizolačných dosiek na stenu 1 budovy sa použije vrstva lepidla, ktorá potom súčasne môže tvoriť svetlo pohlcujúcu vonkajšiu plochu 2. Z obrázku je ďalej vidieť, že svetlo prepúšťajúci tepelno- izolačný materiál 4 prilieha bezprostredne na stenu - 6 - 1 pripevnený nepriesvi tný t.epe '1 ne j zo lačný materiál \2 z polystyrénu a to tak, že tepe i ne izolačná sústava pozostáva teda z aspoň jednej, čiastočne svetlo prepúšťajúcej časti , a z aspoň -jednej nepriesvi tne j časti. Ako nepriesvitný tepelnoizolačný materiál jL2, tak i svetlo prepúšťajúce tepelnoizolačný materiál 4 sú pevne pripevnené na stenu 1 budovy. Aby sa dosiahol bezštrbinovitý spoj nepriesvitných tepelnoizolačných dosiek 12 so svetlo prepúšťajúcimi tepelnoizolačnými doskami 4, vkladajú sa nepriesvitné dosky zakrývajúce výstuž 13 cez styky dosák 14 medzi nepriesvitné a svetlo prepúšťajúce tepelnoizolačné dosky až k okrajovej časti svetlo prepúšťajúcich tepelnoizolačných dosiek 4. Na túto výstuž JL3 bezprostredne priliehajú svetlo prepúšťajúce a tepelno- izolačné dosky 4 zakrývajúce svetlo prepúšťajúcu výstuž 6- Je možné použiť jednu a tú istú omietku 5 na zakrytie ako nepriehľadného tepelnoizolačného materiálu 12, tak i svetlo prepúšťajúceho tepelnoizolačného materiálu 4, prípadne i výstuže 6.

Materiál, z ktorého sa skladá omietka 5, môže z podstatnej časti zahŕňať akrylátovú disperziu, rovnako ako rozpúšťadlo, odpeňovač, zahustovadlo a konzervačný prostriedok. V omietke s týmito súčasťami sú podľa vynálezu uložené aj duté telieska resp. duté mikrotelieska s do nich zatlačeným svetlo prepúšťajúcim materiálom.

Ako je ďalej vidieť na obr. 1 zabezpečuje špeciálna omietka 5 to, aby sa dopadajúce svetlo, skôr než dopadne na vonkajšiu plochu 2 steny, už zohrialo. To naznačuje priebeh krivky T. Rýchly vzostup teploty je spojený so zodpovedajúcim rýchlym obmedzením priestupnosti svetla v omietke uložených dutých telesách, čím sa zodpovedajúco rýchlo zabráni nadmernému vzrastu teploty v oblasti vonkajšej plochy 2 steny. Ako ukazuje priebeh krivky T, smerom od omietky 5 už dochádza len k relatívne malému vzrastu smerom k vonkajšej ploche 2. Odtiaľ klesá teplotná krivka T k vnútornej strane steny.

Obr. 2 predstavuje typický priebeh teploty závislý na čase pre tepelno izolačný systém podľa obr. 1 pri svetelnosti asi 800 M/na izbovej teplote. Ukazuje sa, zohriatie priesvitnej omietky - krivka 5, prebieha prekvapujúco rýchlo, pričom sa absorpčná vrstva na vonkajšej ploche 2 steny 1 - krivka 2, len pomaly ohrieva. Okamžik, kedy krivka 2 pretne

Krivku :.ι za i *'-ž i v jedni n.! j vyirh prípadoch na š kru k t. ú r e steny 1. Stena z dobre tepeJ ne vod i vého matéria ľu sa ohreje pomalšie ako stena z menej tepelne vodivého materiálu. V predstavenom prípade to trvá asi m. minút, pokiaľ vonkajšia stena nedosiahne rovnakú teplotu ako omietka. Nepriehľadná omietka 13 - krivka 13 dosiahne, ako je to z tohto obrázku vidiet, v zrovnaní len nízku teplotu, ktorá však zostáva aj dlhší čas prakticky konštantná.

Priemyselná využiteľnosť Z vyhotovenia je zrejmé, že sa vrstva omietky respektíve výstuže ohreje respektíve ochladí podstatne rýchlejšie ako vonkajšia plocha steny budovy. Tepelne izolačný systém podľa vynálezu je preto predovšetkým vhodný na samoreguláciu.

Claims (4)

1. ο P čí t e n t o v é n á r o k y 1. Tepelnoizolačný viacvrstvouý systém pre upevnenie na stenu budovy, ktorý pozostáva zo svetlo pohlcujúcej vonkajšej plochy (2) steny, z jedného aspoň Čiastočne svetlo prepúštajúceho tepelne izolačného materiálu (4) a prípadne. pri vložení svetlo prepúštajúcej výstuže C6) z vonkajšej strany systému, vplyvom počasia odolávajúci, aspoň čiastočne svetlo prepúštajúce vrstvy omietky (5> s hrúbkou v rozpätí medzi 0,5 až 6 mm z plniva, ktoré obsahuje vytvrdzovací spájací prostriedok v takom rozsahu, aby stupeň priepustnosti svetla pri kolmom žiarení bol viac ako 20%, vyznačujúci sa t ý m, že na tepelne izolačnom materiáli C4) je nanesená aspoň jedna vrstva C5) s množstvom v nej uložených dutých telies, prípadne dutých mikrotelies, ktorá tvorí priesvitné obmedzenie priestoru pi'e materiál, ktorého svetelná priepustnost sa reverzibilne znižuje pri prekročení vopred určenej teploty.
2. 2. Tepelne izolačný viacvrstvový systém podľa nároku 1 . vyznačujúci sa tým, že jeho vrstva je tvorená materiálom regulujúcim priechod svetla, ktorý osahuje v omietke (5) duté telesá prípadne duté mikrotelesá.
3. 3. Tepelne izolačný viacvrstvový systém podľa nároku 1 alebo 2,vyznačujúci sa tým, že duté telesá sú guľovité, pozdlžné, alebo oválne.
4. 4. Tepelne izolačný viacvrstvový systém podľa jedného z predchádzajúcich nárokov, vyznačujúci sa tým, že duté telesá sú sklenené.