Система дополнительной изоляции и способ изоляции фасада

Изобретение относится к системе и способу дополнительной изоляции фасада. Система дополнительной изоляции исходного фасада содержит две или более секции, при этом каждая секция содержит устойчивый к сжатию изолирующий материал, прикрепленный по меньшей мере к одному несущему нагрузку элементу, причем каждая секция имеет внутреннюю сторону, выполненную с возможностью размещения в направлении исходного фасада, и наружную сторону, выполненную с возможностью размещения с обращением от исходного фасада; промежуточный изолирующий материал, выполненный с возможностью размещения в одном или более промежутках между указанными секциями; средство прикрепления системы к исходному фасаду, причем поперечное сечение по меньшей мере одного несущего нагрузку элемента имеет Т-образную форму, поддерживающую крепежное средство. Технический результат - увеличение устойчивости, простоты крепления системы изоляции к фасаду. 2 н. и 16 з.п. ф-лы, 5 ил.

 

Настоящее изобретение относится к системе для совершенствования изоляции исходного фасада, причем система включает в себя две или более секций, при этом каждая секция содержит устойчивый к сжатию изолирующий материал, прикрепленный по меньшей мере к одному несущему нагрузку элементу, и каждая секция имеет внутреннюю сторону, выполненную с возможностью расположения в направлении исходного фасада, и наружную сторону, выполненную с возможностью расположения с обращением от исходного фасада, промежуточный изолирующий материал, выполненный с возможностью расположения в одном или более промежутках между указанными секциями, и средство прикрепления системы к исходному фасаду.

Ввиду изменений климата и т.д. во многих различных областях уделяется повышенное внимание энергетической эффективности. Одной из данных областей является энергопотребление зданий. Способ минимизации энергопотребления для нагревания или охлаждения состоит в добавлении слоя изоляции на исходный фасад здания. Для того чтобы прикрепить дополнительный слой изоляции к исходному фасаду, в данной области известны различные способы.

В SE405028 раскрыта система изоляции. Система основана на использовании стоек многослойных конструкций или составных листов с низкой массой, содержащих два несущих нагрузку элемента, таких как деревянные балки, между которыми расположен изолирующий материал. Между данными стойками многослойных конструкций может быть помещен промежуточный изолирующий материал.

Как правило, подобные стойки многослойных конструкций прикрепляют к исходному фасаду посредством винтов, гвоздей или костылей, которые пронизывают все три слоя многослойной конструкции. С таким элементом многослойной конструкции, однако, может быть трудно располагать винт прямо, как предполагалось, поскольку винт должен входить в более мягкую изоляцию в многослойной конструкции непосредственно вслед за входом в первую балку. Еще одной проблемой является прочность при сдвиге. В стеновых конструкциях сдвигающие силы, прикладываемые к материалам, больше, чем в крышах, потому что стойки многослойных конструкций должны поддерживать наружную обшивку в вертикальном положении, а не в горизонтальном или наклоненном положении. Это может вызвать разрыв стойки, когда сдвигающие силы превышают прочность при сдвиге относительно слабого изолирующего материала.

Задачей изобретения является создание системы упомянутого выше типа, но с большей устойчивостью и более легким прикреплением, когда она подходит к креплению секций к исходному фасаду.

Согласно первому аспекту изобретения система упомянутого выше типа отличается тем, что поперечное сечение по меньшей мере одного несущего нагрузку элемента имеет Т-образную форму. Это обеспечивает более хорошую опору для крепежного средства, которое поддерживается как передней частью, так и корпусом несущего нагрузку T-элемента, перед его входом в устойчивый к сжатию изолирующий материал, который часто является более мягким.

Согласно предпочтительному варианту осуществления поперечное сечение секции является по существу прямоугольным. За счет наличия по существу прямоугольного поперечного сечения секции секцию легко подгонять вместе, например, с промежуточным изолирующим материалом, который может быть расположен бок о бок с секциями.

Согласно еще одному предпочтительному варианту осуществления несущий нагрузку элемент состоит из передней части и корпуса, при этом корпус является по существу перпендикулярным исходному фасаду. Это обеспечивает секции повышенную прочность по сравнению с секцией, известной в данной области техники.

Согласно еще одному варианту осуществления корпус обращен в сторону исходного фасада. Это обеспечивает наиболее хорошую опору для крепежного средства, когда систему прикрепляют к исходному фасаду снаружи. Когда корпус обращен в сторону устойчивого к сжатию изолирующего материала, он дополнительно обеспечивает секции большую прочность при сдвиге.

В качестве альтернативы, когда корпус обращен от исходного фасада, возможно использование выступающего корпуса при добавлении дополнительных слоев, например, для прикрепления наружной обшивки или ветрозащитного барьера. Данные дополнительные слои можно подгонять к боковым сторонам выступающего корпуса, создавая таким образом ровную поверхность или новый фасад. Корпус может всегда заменять профиль, расположенный на определенном расстоянии, как правило, используемый между ветрозащитным барьером и наружной обшивкой.

Согласно еще одному варианту осуществления секция содержит два несущих нагрузку элемента. За счет наличия двух несущих нагрузку элементов секция становится более жесткой и может, например, обеспечивать основу для установки оконной рамы. Кроме того, она обеспечивает секции большую прочность при сдвиге, а также более жесткий зажим промежуточного изолирующего материала.

Предпочтительным вариантом осуществления является вариант, когда несущий нагрузку элемент расположен на наружной стороне секции, причем корпус несущего нагрузку элемента обращен в направлении внутренней стороны секции, как объяснялось выше. Расположение на наружной стороне делает более легким прикрепление секции к исходному фасаду, например, костылями или винтами, так как это обеспечивает опору с наружной стороны, причем с данной стороны обычно будут вводить/ввинчивать крепежные средства. Однако это также означает, что способность секции нести основную нагрузку находится далеко от исходного фасада и, таким образом, близко к наружной обшивке, для которой нужна опора, следствием чего является более прямая передача сил и обеспечение оптимальной жесткости при изгибе.

Корпус несущего нагрузку элемента может преимущественно находиться в желобе устойчивого к сжатию изолирующего материала. Это обеспечивает равномерную передачу сил и снижает риск вытягивания устойчивого к сжатию изолирующего материала из формы под действием ветра на новый фасад. Кроме того, это обеспечивает прочный зажим между изолирующим материалом и несущим нагрузку элементом. Для легкости изготовления устойчивый к сжатию изолирующий материал может быть заранее изготовлен с желобом, совпадающим по размеру и форме с корпусом и возможно также с передней частью.

Согласно еще одному варианту осуществления система дополнительно включает один или более облицовочных элементов и/или ветрозащитный барьер. Это обеспечивает возможность согласования фасада с возможными планами застройки, а также обеспечение поверхности для защиты от влаги и/или непогоды. План застройки представляет собой план, согласованный с местной администрацией. План застройки устанавливает рамки использования, расположения и внешнего вида конкретного района.

Согласно еще одному варианту осуществления наружная поверхность системы является влагоустойчивой. Это предоставляет зданию возможность противостоять действию воды и ветра, снимает необходимость использования ветрозащитного барьера и/или облицовочных элементов.

Согласно еще одному варианту осуществления устойчивый к сжатию изолирующий материал выбирают из группы, состоящей из минеральной ваты, стеклянной ваты, вспененного или экструдированного полимера или любой их комбинации. Данные материалы обладают хорошими изолирующими свойствами с низким коэффициентом теплопередачи (значение лямбда), предпочтительно ниже 0,042 Вт/мК, и обладают достаточной прочностью.

Несущий нагрузку элемент может преимущественно содержать переднюю часть, первый корпус и второй корпус, при этом поперечное сечение несущего нагрузку элемента имеет форму крестовины. Крестообразная форма обеспечивает прочный зажим устойчивого к сжатию изолирующего материала с одной стороны, а также возможность исключения разделительного элемента, так как второй корпус может быть использован как один. Это экономит время во время фазы сборки, так как секция может быть изготовлена вне площадки.

Согласно еще одному варианту осуществления устойчивый к сжатию изолирующий материал прикрепляют к несущему нагрузку элементу посредством приклеивания или отливают в форме, содержащей по меньшей мере один несущий нагрузку элемент. Это обеспечивает более хорошее прикрепление устойчивого к сжатию изолирующего материала к несущему нагрузку элементу, чем могло бы быть обеспечено только за счет Т-формы.

Согласно еще одному варианту осуществления средство прикрепления системы к исходному фасаду выбирают из группы, состоящей из винтов, болтов, анкеров, костылей и гвоздей или любой их комбинации. Данные средства предоставляют возможность легкого прикрепления системы.

Согласно еще одному варианту осуществления несущий нагрузку элемент изготавливают из материала, выбранного из группы, состоящей из древесины, металла, полимера, бетона, композита, армированного волокном композита или любой их комбинации. За счет выбора подходящего материала несущему нагрузку элементу может быть придана прочность и гибкость, которая подходит для индивидуальных строительных проектов.

Согласно еще одному варианту осуществления промежуточный изолирующий материал является самоустанавливающимся. Следовательно, для удерживания промежуточного изолирующего материала на своем месте не требуется никакой наружной обшивки или другого крепежного средства, такого как винты.

Согласно еще одному варианту осуществления промежуточный изолирующий материал и один или более облицовочных элементов и/или ветрозащитный барьер составляют один элемент, внося таким образом вклад в систему защиты от влаги, которая описана выше. Таким образом, впоследствии не нужно применять ветрозащитный барьер и/или наружную обшивку, при этом элемент может быть сделан на заводе, что снижает время строительства на строительной площадке. Кроме того, это обеспечивает промежуточному изолирующему материалу возможность противостоять воде и/или ветру даже во время фазы строительства. В данном случае также, конечно, будет предпочтительным предоставление аналогичной поверхности на наружной стороне секций, т.е. на наружной стороне несущего нагрузку элемента или устойчивого к сжатию изолирующего материала, какой бы ни был предоставлен на внешней стороне.

Для того чтобы в целом обеспечить секциям достаточную способность несения нагрузки, устойчивая к сжатию изоляция должна предпочтительно иметь прочность при сжатии при 2% деформации 70-180 кПа, более предпочтительно 90-160 кПа, а наиболее предпочтительно 110-140 кПа. Высокая прочность при сжатии обеспечивает секции более высокую прочность, а также делает секцию более жесткой, предоставляя ей за счет этого более хорошую способность выносить нагрузки, передаваемые от новой наружной обшивки фасада.

Согласно еще одному варианту осуществления система дополнительно включает воздушную выемку между указанным ветрозащитным барьером и указанными одним или более облицовочными элементами, причем воздушную выемку создают за счет одного или более разделительных элементов или за счет выступающего корпуса Т-образного несущего нагрузку элемента. Это создает еще один слой с изолирующим эффектом и/или предоставляет возможность вентилирования и дренирования между слоями нового фасада.

Согласно второму аспекту изобретения предоставлен способ обеспечения дополнительной изоляции исходного фасада. Способ включает в себя прикрепление двух или более секций, при этом каждая секция содержит устойчивый к сжатию изолирующий материал, прикрепленный по меньшей мере к одному несущему нагрузку элементу, имеющему Т-образное поперечное сечение, расположение промежуточного изолирующего материала в одном или более промежутках между указанными секциями и прикрепление системы к исходному фасаду.

Любой признак первого аспекта может быть применен ко второму аспекту. Другие цели, признаки и преимущества настоящего изобретения станут понятными из следующего подробного раскрытия, из зависимых пунктов формулы изобретения, а также из чертежей.

Ниже изобретение будет объяснено более подробно с помощью примеров вариантов осуществления со ссылкой на чертежи, на которых:

Фиг.1 показывает поперечное сечение варианта осуществления системы.

Фиг.2 показывает перспективное изображение варианта осуществления системы.

Фиг.3 показывает перспективное изображение еще одного варианта осуществления системы.

Фиг.4 показывает перспективное изображение крупным планом сверху варианта осуществления на фиг.1 и 2.

Фиг.5 показывает поперечное сечение третьего варианта осуществления.

На фиг.1 и 2 показана стена 101, покрытая изолирующим слоем, состоящим из промежуточного изолирующего материала 102, а также секции 112 согласно изобретению.

Стена 101, образующая исходный фасад в данном варианте осуществления, может быть выполнена из глиняного кирпича, бетона, древесины, стены из разных материалов, элементов многослойных конструкций или любого другого материала или комбинации материалов, подходящих для наружной стены. На исходном фасаде установлены секции 112, каждая из которых состоит из устойчивого к сжатию изолирующего материала 104 и несущего нагрузку элемента 110.

В качестве устойчивого к сжатию изолирующего материала 104 предпочтительной является минеральная вата, такая как стеклянная вата или каменная вата, но также может быть применен затвердевающий вспененный полимерный материал, такой как полистирол или полиуретан. Устойчивый к сжатию изолирующий материал 104 является по существу прямоугольным, хотя, возможно, снабжен желобом, в который вставляют корпус 106 несущего нагрузку элемента 110.

Секции 112 могут быть прикреплены к стене 101 с расстоянием от одной секции до другой, если смотреть перпендикулярно продольной оси в этом месте, составляющим 600-900 мм, посредством винтов, болтов, анкеров, костылей и гвоздей или любой их комбинации.

Крепежным средством 103 является предпочтительно винт или болт, которые проводят сквозь секцию с наружной стороны, как показано на фиг.1 и 2. Однако они также могут быть в форме крюка или иметь зубцы. Например, крепежное средство 103 сначала можно прикрепить к стене 101, а затем поверх крепежного средства 103 поместить секцию 112. В данном случае крепежное средство 103 предпочтительно может иметь зубцы. Секция 112 может также быть заранее просверлена так, чтобы крепежное средство могло легко проходить в нее. Еще одна опция состоит в том, что на стене 101 предоставлен стеновой анкер, по которому может скользить секция с заранее просверленным отверстием, а впоследствии ее можно прикрепить к стене 101 посредством фиксации стенового анкера или закрепления с помощью других дополнительных принадлежностей.

Тогда наружная поверхность может быть снабжена вырезом для помещения гайки или другой дополнительной принадлежности для того, чтобы гайка или другая дополнительная принадлежность была утоплена и не выступала поверх наружной поверхности. Также может быть использовано утапливание, если секцию 112 прикрепляют винтом или костылем, который вводят с наружной стороны.

Промежуточный изолирующий материал 102 помещают между секциями 112. Промежуточный изолирующий материал 102 может быть обработан таким образом, чтобы он был снабжен поверхностью, защищающей от непогоды или от ветра, и/или чтобы материал был самоподдерживающимся или самоустанавливающимся. Подходящим промежуточным изолирующим материалом может быть гибкая легкая изоляция из стеклянной ваты, такая как ISOVER Flex®, 16 кг/м³.

Как можно увидеть на фиг.1 и 2, ветрозащитный барьер 107 расположен поверх промежуточного изолирующего материала 102 и секций 112 и прикреплен к секции 112. Поверх ветрозащитного барьера 107 помещены разделительные элементы 109, обеспечивающие воздушную выемку 108. Затем наружную обшивку 111 прикрепляют к разделительным элементам 109. Разделительные элементы 109 могут быть изготовлены из древесины, полимера, волокнистого материала, такого как устойчивый к сжатию изолирующий материал, металла, композита или любого другого подходящего материала.

Наружной обшивкой 111 может быть любой материал для облицовки фасадов, изготовленный из древесины, металла, стекла, композита, керамической плитки или оштукатуренной кирпичной кладки, изготовленный посредством армирования сеткой или цементным раствором.

Также воздушная выемка 108 может быть исключена.

Несущий нагрузку элемент может также быть расположен напротив стены 101 с корпусом, обращенным от стены 101. Предпочтительно, если секции 112 принимают крепежное средство 103 из стены 101, например, в виде стенового анкера, так как это будет обеспечивать более хорошую опору для крепежного средства 103.

Для того чтобы получить более жесткий зажим между устойчивым к сжатию изолирующим материалом 104 и несущим нагрузку элементом 110, также может быть обеспечено профилирование поверхности несущего нагрузку элемента 110. Это обеспечивает большую поверхность, например, для нанесения клея для прикрепления устойчивого к сжатию изолирующего материала 104 к несущему нагрузку элементу 110.

В данном варианте осуществления система использована для стены 101, но также она может быть использована для дополнительной изоляции крыши, не несущей стены или любой другой конструкции.

Фиг.3 показывает еще один вариант осуществления системы. В данном случае секцию 301 применяют как вертикально, так и горизонтально. В данном случае секция 301 снабжена двумя несущими нагрузку элементами 110. Данный вариант осуществления является предпочтительным в связи с установкой оконных рам, когда несущая требуется как на внутренней, так и на наружной стороне секции 301. Секция 301, состоящая из передней части 105, корпуса 106 и устойчивого к сжатию изолирующего материала 104, используется в качестве опоры для установки окна 113. На секции 301 установлен листовой материал 114, такой как композит или многослойная фанера. Затем окно 113 устанавливают посредством по существу воздухонепроницаемого соединения с листовым материалом 114.

Конструкция также содержит ветрозащитный барьер 107, разделительные элементы 109 и наружную обшивку 111.

Обеспечивается возможность расположения окна 113 в плоскости изоляции для минимизации потерь тепла через сборный узел между фасадом и окном.

Окна и двери в исходном фасаде могут быть удалены позже в процессе строительства по завершении нового фасада с новыми окнами и дверьми.

Ветрозащитный барьер 107 также может являться частью промежуточного изолирующего материала 102. Наружная обшивка 111 также более или менее может быть частью промежуточного изолирующего материала 102, например, если промежуточный изолирующий материал 102 представляет собой элемент многослойной конструкции, содержащий как ветрозащитный барьер 107, так и наружную обшивку 111.

Секция 301, содержащая один несущий нагрузку элемент 110, также может быть использована в горизонтальных вариантах применения. Секция 301 по меньшей мере с одним несущим нагрузку элементом 110 может также быть использована в стеновых конструкциях перегородок.

Корпус 106 несущего нагрузку элемента 110 может быть обращен в направлении исходного фасада и/или от него. Передняя часть 105 несущего нагрузку элемента 110 может быть также расположена перпендикулярно исходному фасаду, например, в отверстиях для окон или дверей.

Выше корпус 106 несущего нагрузку элемента 110 был показан и описан с обращением в направлении центра секции 301. Однако должно быть понятно, что он также может быть обращен от устойчивого к сжатию изолирующего материала 104 и от стены 101. Данный вариант осуществления предусматривает воздушную выемку 108 между промежуточным изолирующим материалом 102 и наружной обшивкой 111 без использования разделительного элемента 109.

Фиг.4 представляет собой изображение сверху в увеличенном масштабе секции 112 по фиг.1 и 2. Более четко показано, что секция 112 содержит устойчивый к сжатию изолирующий материал 102 и несущий нагрузку элемент 110. Несущий нагрузку элемент состоит из передней части 105 и корпуса 106.

Фиг.5 показывает третий вариант осуществления согласно изобретению. Несущий нагрузку элемент в данном случае представлен в виде крестовины 510, так что корпусы 106, 506 выступают с каждой стороны передней части 105. Секция 512 содержит несущий нагрузку элемент в виде крестовины 510 и устойчивый к сжатию изолирующий материал 104. Когда несущий нагрузку элемент в виде крестовины 510 расположен от стены 101, он предусматривает воздушную выемку 108 между промежуточным изолирующим материалом 102 и наружной обшивкой 111 без использования разделительного элемента. Толщина ветрозащитного барьера 107 и воздушной выемки 108 соответствует длине корпуса 506. Ветрозащитный барьер прикрепляют к передней части с каждой стороны корпуса 506, а наружную обшивку 111 прикрепляют к корпусу 506. Это обеспечивает прочный зажим устойчивого к сжатию изолирующего материала, потому что корпус 106 обращен в сторону устойчивого к сжатию изолирующего материала 104. Кроме того, он имеет встроенный разделительный элемент в виде корпуса 506. Это экономит время на фазе возведения, так как впоследствии не нужно прикреплять никаких разделительных элементов.

Если несущий нагрузку элемент в виде крестовины 510 расположен в направлении стены 101, между стеной 101 и дополнительным слоем изоляции обеспечивается воздушная выемка. Кроме того, это обеспечивает прочный зажим устойчивого к сжатию изолирующего материала 104, потому что корпус 106 обращен в сторону устойчивого к сжатию изолирующего материала 104.

Ссылка на исходный фасад означает, что это уже существующий фасад, который изолируют, создавая за счет этого новый фасад. Фасад также может представлять собой внешнюю или внутреннюю стену.

Квалифицированным специалистам в данной области будет понятно, что различные элементы из различных вариантов осуществления могут быть объединены в виде подходящих комбинаций.

1. Система дополнительной изоляции исходного фасада (101), содержащая
- две или более секций (112, 301, 512), при этом каждая секция (112, 301, 512) содержит устойчивый к сжатию изолирующий материал (104), прикрепленный по меньшей мере к одному несущему нагрузку элементу (110, 510), причем каждая секция (112, 301, 512) имеет внутреннюю сторону, выполненную с возможностью размещения в направлении исходного фасада (101), и наружную сторону, выполненную с возможностью размещения с обращением от исходного фасада (101),
- промежуточный изолирующий материал (102), выполненный с возможностью размещения в одном или более промежутках между указанными секциями (112, 301, 512),
- средство (103) прикрепления системы к исходному фасаду (101), и
отличающаяся тем, что поперечное сечение по меньшей мере одного несущего нагрузку элемента (110, 510) имеет Т-образную форму, поддерживающую крепежное средство (103).

2. Система по п.1, в которой поперечное сечение секции (112) является по существу прямоугольным.

3. Система по п.1 или 2, в которой несущий нагрузку элемент (110, 510) содержит переднюю часть (105) и корпус (106), при этом корпус (106) является по существу перпендикулярным исходному фасаду (101).

4. Система по п.1 или 2, в которой корпус (106) несущего нагрузку элемента (110, 510) расположен в желобе устойчивого к сжатию изолирующего материала (104).

5. Система по п.1 или 2, в которой секция (112, 301, 512) включает в себя два несущих нагрузку элемента (110, 510).

6. Система по п.1 или 2, в которой несущий нагрузку элемент (110, 510) расположен на наружной стороне секции (112, 301, 512), при этом корпус (106) несущего нагрузку элемента (110, 510) обращен в сторону внутренней стороны секции (112, 301, 512).

7. Система по п.1 или 2, в которой устойчивый к сжатию изолирующий материал (104) выбирают из группы, состоящей из минеральной ваты, стеклянной ваты, вспененного или экструдированного полимера или любой их комбинации.

8. Система по п.1 или 2, в которой устойчивый к сжатию изолирующий материал (104) прикреплен к несущему нагрузку элементу (110, 510) посредством приклеивания или отлит в форме, содержащей по меньшей мере один несущий нагрузку элемент (110, 510).

9. Система по п.1 или 2, в которой средство прикрепления системы к исходному фасаду (101) выбирают из группы, состоящей из винтов, болтов, анкеров, костылей и гвоздей или любой их комбинации.

10. Система по п.1 или 2, в которой несущий нагрузку элемент (110, 510) изготовлен из материала, выбранного из группы, состоящей из древесины, металла, полимера, бетона, композита, армированного волокном композита или любой их комбинации.

11. Система по п.1 или 2, в которой наружная поверхность системы является влагоустойчивой.

12. Система по п.1 или 2, в которой промежуточный изолирующий материал (102) является самоустанавливающимся.

13. Система по п.1 или 2, в которой устойчивый к сжатию изолирующий материал (104) имеет прочность при сжатии при 2% деформации между 70-180 кПа, более предпочтительно между 90-160 кПа, а наиболее предпочтительно между 110-140 кПа.

14. Система по п.1 или 2, в которой устойчивый к сжатию изолирующий материал (104) имеет коэффициент теплопроводности ниже 0,042 Вт/мК.

15. Система по п.1 или 2, в которой несущий нагрузку элемент (510) содержит переднюю часть (105), первый корпус (106) и второй корпус (506), при этом поперечное сечение несущего нагрузку элемента (510) имеет форму крестовины.

16. Система по п.1, дополнительно содержащая один или более облицовочных элементов (111) и/или ветрозащитный барьер (107).

17. Система по п.16, в которой промежуточный изолирующий материал (102) и один или более облицовочных элементов (111) и/или ветрозащитный барьер (107) составляют один элемент.

18. Способ осуществления дополнительной изоляции исходного фасада (101) по любому из пп.1-17, в котором:
- прикрепляют две или более секций (112, 301, 512), при этом каждая секция (112, 301, 512) содержит устойчивый к сжатию изолирующий материал (104), прикрепленный по меньшей мере к одному несущему нагрузку элементу (110, 510), имеющему Т-образное поперечное сечение,
- размещают промежуточный изолирующий материал (102) в одном или более промежутках между секциями (112, 301, 512), и
- прикрепляют систему к исходному фасаду (101).