Конструкция для реновации наружной оболочки здания
Изобретение относится к конструкции для реновации внешней оболочки здания с целью теплоизоляции старого фасада здания с обеспечением вентиляции, обеспечивающей просушивание старого сооружения. Конструкция для реновации наружной оболочки здания содержит теплоизоляционные элементы, закрепленные на расстоянии, формирующем вентиляционный зазор от наружной поверхности внешней стены. Вентиляционный зазор между внутренней поверхностью теплоизоляционного элемента и внешней стеной выполнен так, чтобы открываться в наружный воздух через по крайней мере одно вентиляционное отверстие в нижней кромке и верхней кромке теплоизоляционного элемента, позволяя влаге выходить из внешней стены через вентиляционный зазор и вентиляционные отверстия, при этом вентиляционные отверстия выполнены так, чтобы закрываться, когда содержание влаги во внешней стене достигает требуемого уровня содержания влаги. Теплоизоляционный элемент имеет сердцевину из минеральной ваты и покрывающие ее с обеих сторон поверхностные панели, причем поверхностные панели имеют шпунт на одной продольной кромке и паз на противоположной продольной кромке. Во внутренней поверхностной панели теплоизоляционного элемента сформировано по меньшей мере одно отверстие. В минеральной вате сердцевины теплоизоляционного элемента сформирован по меньшей мере один вентиляционный канал, открывающийся в наружный воздух непосредственно или через отдельный соединительный канал, при этом минеральная вата позволяет влаге проходить между упомянутым по меньшей мере одним отверстием и вентиляционным каналом. 8 з.п. ф-лы, 4 ил.
Изобретение относится к конструкции для реновации наружной оболочки здания согласно ограничительной части п. 1 формулы, включающей в себя теплоизоляционные элементы, подлежащие креплению к внешней стене здания.
В Финляндии, как и во многих других странах, есть множество зданий, нуждающихся в ремонте. Для ремонта разработаны различные реновацонные элементы, подвешиваемые, например, при помощи крепежных элементов, на несущие конструкции. Однако известные решения, в общем случае, являются компромиссом между теплоизоляцией и адекватной вентиляцией, предотвращающей проблемы, связанные с влагой.
Настоящее изобретение направлено на создание надежной конструкции для реновации старых фасадов, так чтобы можно было получить хорошую теплоизоляцию, достигнув вместе с тем надлежащей вентиляции, обеспечивающей просушивание старого сооружения.
Для решения данной задачи предлагается реновационная конструкция, которая согласно изобретению отличается тем, что теплоизоляционный элемент имеет сердцевину из минеральной ваты и покрывающие ее с обеих сторон поверхностные панели; поверхностные панели имеют шпунт на одной продольной кромке и паз на противоположной продольной кромке, при этом на внутренней поверхностной панели теплоизоляционного элемента сформировано по меньшей мере одно отверстие, в минеральной вате сердцевины теплоизоляционного элемента сформирован по меньшей мере один вентиляционный канал, открывающийся в наружный воздух непосредственно или через отдельный соединительный канал, при этом минеральная вата позволяет влаге перемещаться между упомянутым по меньшей мере одним отверстием и вентиляционным каналом.
Зазор между внутренней поверхностью теплоизоляционного элемента и внешней стеной предпочтительно закупорен на окружной кромке области, заданной одним или более теплоизоляционными элементами, в верхней и нижней кромке которых закупоренная область сформирована с одним или более вентиляционными отверстиями. Альтернативно упомянутые вентиляционные отверстия сформированы в верхней и нижней кромках теплоизоляционного элемента по всей ширине кромки.
Решение согласно изобретению позволяет влаге, возможно имеющейся во внешних стенных конструкциях, выходить через вентиляционные отверстия в наружный воздух. Это особенно необходимо при реновации чрезвычайно сырых сооружений. После того как сооружение достаточно просушено, вентиляционные отверстия можно закрыть, чтобы поддерживать максимально хорошую теплоизоляцию. Предпочтительно применять для закрытия этих вентиляционных отверстий механически управляемые закрывающие элементы, поставляемые вместе с укупоривающим материалом, плотно закрывающим отверстие, наподобие укупорочного материала, применяемого для закупоривания окружной кромки. В качестве укупорочного материала применима, например, мягкая минеральная вата, наружная кромка которой предпочтительна покрыта плитой, чтобы предотвратить проникновение в укупорочный материал влаги снаружи. Вентиляционные отверстия можно сформировать и оставив вентиляционный зазор на верхней и нижней кромках теплоизоляционного элемента полностью открытым. Боковые кромки вентиляционного зазора можно также оставить полностью открытыми, чтобы еще больше увеличить эффективность начальной вентиляции. После того как содержание влаги (влажность) старой стены уменьшилось в достаточной степени, вентиляционные отверстия можно закрыть, например, посредством изолированных листов на окружной кромке области, заданной одним или более теплоизоляционных элементов.
Решение согласно изобретению позволяет обеспечить эффективную начальную сушку и хорошую теплоизоляцию по окончании просушивания сооружения, после того, как вентиляционные отверстия закрыты. Отремонтированное сооружение приобретает свой окончательный внешний вид сразу же после ремонта и дает старому сооружению защиту от погодных условий, предотвращая ее намокание. При ускоренной вентиляции вентилирующий воздух обходит теплоизоляцию нового элемента, поэтому его теплоизоляционный эффект при ускоренной вентиляции оказывается меньше того, что будет в конечном счете. Вентиляционный поток, а также уровни теплоизоляции этого элемента и старого сооружения влияют на нагрев воздуха в вентиляционном отверстии. Данный элемент защищает старое сооружение и уменьшает погодное воздействие. Защита от погодных условий и нагрев вентиляционного воздуха ускоряют удаление влаги старого сооружения через вентиляционный зазор. На поток вентиляционного воздуха можно воздействовать, среди прочего, посредством открывающейся части перфорации крепежных выступов, а также сопротивлением потоку на отверстиях впуска и выпуска воздуха.
Далее изобретение раскрывается более подробно со ссылками на приложенные чертежи, на которых
Фиг. 1 показывает схематично принцип размещения теплоизоляционных элементов при вертикальной установке;
фиг. 2 показывает схематично принцип размещения теплоизоляционных элементов при горизонтальной установке;
Фиг. 3 показывает частичный разрез укупорки между теплоизоляционным элементом и внешней стеной в области верхней кромки; и
Фиг. 4 показывает схематично пример осуществления горизонтальной крепежной опоры.
Фиг. 1 показывает размещение теплоизоляционных элементов 2 при вертикальной установке. Высота h теплоизоляционных элементов 2 составляет обычно 3-12 м, а ширина 1,2 м. Вентиляционный канал в теплоизоляционных элементах предпочтительно расположить на стыковой стороне 10 между элементами, так чтобы выход канала на его верхнем конце, где он открывается в наружный воздух, был закрыт от дождя, например, защитной пластиной (не показано). Когда элементы установлены вертикально, в вертикальном направлении один или более элементов могут быть установлены друг на друга. Здание высотой, например, 20 м, может иметь 2 элемента по 10 метров высотой. В этом случае вентиляция предпочтительно осуществляется на верхней и нижней кромках каждого элемента, т.е. вентиляция осуществляется и в горизонтальном стыке между элементами.
Фиг. 2 показывает размещение теплоизоляционных элементов 2 при горизонтальной установке. Длина L теплоизоляционных элементов 2 составляет обычно 3-12 м, а ширина W 1,2 м. Вентиляционный канал в теплоизоляционных элементах предпочтительно располагается на горизонтальной стыковой стороне 11 между элементами, причем выход канала в соединительный канал находится в соединении с вертикальным стыком 12 между элементами, и упомянутое отверстие соединительного канала, на его верхнем конце, где он отрывается в наружный воздух, закрыто от дождя, например, защитной пластиной. Вентиляционные каналы с фиг. 1 и 2 представляют собой каналы в самом теплоизоляционном элементе или на стыковой стороне между элементами, причем упомянутые каналы формируют нормальную вентиляционную систему здания при эксплуатации. На один элемент может приходиться один или более каналов.
Фиг. 3 показывает установку теплоизоляционного элемента 2 относительно внешней стены 1 в частичном разрезе в области верхней кромки элемента. Теплоизоляционный элемент 2 предпочтительно содержит сердцевину из минеральной ваты, на обеих основных сторонах которой закреплены, предпочтительно приклеиванием, поверхностные панели 3, 4, предпочтительно стальные листы, покрытые пластиком. Слой минеральной ваты предпочтительно формировать из ламеля строительной ваты, в котором волокна расположены по существу перпендикулярно поверхностным панелям 3, 4.
Фиг. 3А показывает реновационный теплоизоляционный элемент, представленный в предшествующей финской патентной заявке FI 20155582 заявителя, в котором в горизонтальной нижней кромке поверхностных панелей 32а, 32b из покрытой пластиком листовой стали проделан паз 34, а в верхней кромке - шпунт 35. Во внутренней поверхностной панели может быть проделано отверстие 37, предпочтительно покрытое проницаемой для водяного пара мембраной 36, прикрепленной к наружной поверхности внутренней поверхностной панели 32b. Можно выполнить множество отверстий, некоторые из которых могут иметь различные формы и различные размеры на поверхности. Общая площадь отверстий составляет предпочтительно примерно 10% площади внутренней поверхностной панели, минимум примерно 5%. Общая площадь отверстий может быть в зависимости от ситуации и больше, например, от 15% до 80%, при условии, что прочность внутренней поверхностной панели это допускает. При приклеивании сердцевины к поверхностной панели 32b с отверстиями сердцевина остается без клеящего слоя на отверстиях в поверхностной панели, и влага имеет возможность проходить на отверстиях через минеральную вату сравнительно легко в вентиляционный канал 39, сформированный в теплоизоляционном элементе, при этом вентиляционный канал предпочтительно расположить вблизи наружной поверхностной панели 32а теплоизоляционного элемента 32 вблизи паза. Вентиляционный канал можно проделать, например, фрезерованием паза желаемой глубины и ширины в кромке основы 32 с при изготовлении теплоизоляционного элемента. Фиг. 3А показывает формирование вентиляционных каналов 33, используемых при начальной сушке, путем оставления части слоя 38 мягкой минеральной ваты. В данном варианте осуществления слой 38 мягкой минеральной ваты используется для сглаживания неровностей внешней стены 1.
Как показано на фиг. 3, теплоизоляционный элемент 2 закрепляют на расстоянии от внешней стены 1, формируя вентиляционный зазор 7. Теплоизоляционный элемент 2 предпочтительно прикреплять посредством отдельных крепежных опор к старой несущей стене 1. Крепежной опорой может быть, например, вытянутый шляпный профиль 20 из металла с фиг. 4, имеющий для крепления к внешней стене боковые поверхности 23, 23', которые могут быть предварительно перфорированы для вставления крепежных элементов (не показаны) во внешнюю стену. Горизонтальные верхняя и нижняя поверхности 21, 21' данного шляпного профиля предпочтительно снабжены перфорациями 22, 22', общая площадь которых составляет соответственно около 15-25% общей площади соответствующей верхней или нижней поверхности. Данные перфорации позволяют воздушному потоку перемещаться в вентиляционный зазор 7, когда крепежные опоры между верхней и нижней кромками установлены горизонтально. Крепежные опоры применимы и при горизонтальной установке теплоизоляционных элементов, тогда крепежные опоры устанавливаются в вертикальном положении и могут быть выполнены без перфораций 22, 22', если вентиляционные отверстия верхней и нижней кромки открыты в вентиляционный зазор между каждой из двух соседних вертикальных крепежных опор. Такие шляпные профили предпочтительно располагать по всей ширине теплоизоляционного элемента, подлежащего закреплению. В качестве крепежных опор применимы, разумеется, и многие иные подходящие крепежные опоры; представленный выше металлический шляпный профиль является лишь примером предпочтительного исполнения крепежной опоры. Крепежные опоры могут быть сформированы, например, из отдельных крепежных элементов, позволяющих потоку воздуха свободно обтекать их как в боковом, так и в вертикальном направлении.
В окружной кромке теплоизоляционного элемента 2 расположена закупоренная секция 5, например, из мягкой минеральной ваты, которой окружена область, сформированная одним или более теплоизоляционными элементами. Например, закупоренная секция с фиг. 1 и 2 предпочтительно проходит вдоль окружной кромки области, заданной совместно всеми элементами, при этом между теплоизоляционными элементами и наружной поверхностью сформирована обширный объем полости. На верхней и нижней кромках закупоренной секции формируется, соответственно, по крайней мере одно вентиляционное отверстие 6, и через эти отверстия воздух, предназначенный для удаления влаги при ускоренной вентиляции в ходе начальной сушки, может перемещаться от вентиляционного отверстия нижней кромки через вентиляционный зазор 7 и вентиляционное отверстие 6 верхней кромки в наружный воздух. В качестве материала изолирующей секции применима, например, мягкая минеральная вата, предпочтительно покрытая по своей наружной кромке пластиной для предотвращения поступления влаги в изолирующий материал снаружи. Для закрытия вентиляционных отверстий применимы механические закрывающие элементы, уже имеющие секцию из мягкой минеральной ваты, плотно закрывающую отверстие 6. Закрывающими элементами могут быть, например, элементы, шарнирно присоединенные к теплоизоляционному элементу 2, или же отдельные элементы, доставляемые на место, когда содержание влаги (влажность) внешней стены опускается до заданного уровня. Содержание влаги внешней стены определяется опытным путем с учетом начального содержания влаги внешней стены, при этом вентиляционные отверстия могут быть закрыты через заданное время или же, предпочтительно, с помощью датчиков влажности, расположенных в соединении с внешней оболочкой, на основании результатов измерения, позволяющих более точно определить надлежащее время закрытия вентиляционных отверстий. Ускоренная вентиляция, предназначенная для начального просушивания, может быть также постепенно замедлена путем частичного закрывания вентиляционных отверстий перед полным прекращением ускоренной вентиляции. Когда ускоренная вентиляция закончилась, вентиляция эксплуатируемого здания осуществляется через вентиляционные каналы в самих теплоизоляционных элементах или же через вентиляционные каналы, расположенные при эксплуатации отдельно. Вентиляционные каналы в теплоизоляционных элементах или отдельно расположенные действуют нормально и в процессе ускоренной вентиляции, внося вклад в начальную просушку здания. Если используются датчики влажности, можно осуществлять активный мониторинг содержания влаги во внешней стене также и после закрывания вентиляционных отверстий, и если содержание влаги по какой-либо причине снова станет необычно высоким, вентиляционные отверстия могут быть по необходимости снова открыты частично или полностью для получения ускоренной вентиляции. Закрывающие элементы вентиляционных отверстий можно, если требуется, также выполнить дистанционно управляемыми, что облегчит их закрывание и возможное повторное открывание.
Начальную вентиляцию можно осуществить также, оставив вентиляционный зазор полностью открытым на верхней и нижней кромках, а возможно и на сторонах, пока вентиляционный зазор не будет закрыт, например, посредством изолированных листов, при достижении в старой внешней стене требуемого пониженного содержания влаги. Изолирующим материалом изолированных листов может быть, например, мягкая минеральная вата или иной подходящий изолирующий материал. Вентиляция эксплуатируемого здания предпочтительно происходит через сформированные в теплоизоляционных элементах вентиляционные каналы, причем в эти каналы обеспечена возможность прохождения влаги, выходящей из здания, через объем полости, закрытый по своим сторонам.
Выше в качестве примера теплоизолирующего материала рассматривалась минераловатная теплоизоляция между покрытыми пластиком стальными листами, описанная в предшествующей финской патентной заявке FI 20155582 заявителя; в данной теплоизоляции были выполнены вентиляционные каналы 39, однако в качестве материала применимы и другие подходящие теплоизолирующие материалы, которые могут иметь различные поверхностные материалы и различные устройства вентиляции во время эксплуатации.
1. Конструкция для реновации наружной оболочки здания, содержащая теплоизоляционные элементы, подлежащие закреплению на внешней стене здания, причем теплоизоляционные элементы закреплены на расстоянии, формирующем вентиляционный зазор от наружной поверхности внешней стены; вентиляционный зазор между внутренней поверхностью теплоизоляционного элемента и внешней стеной выполнен так, чтобы открываться в наружный воздух через, по крайней мере, одно вентиляционное отверстие в нижней кромке и верхней кромке теплоизоляционного элемента, позволяя влаге выходить из внешней стены через вентиляционный зазор и вентиляционные отверстия, при этом вентиляционные отверстия выполнены так, чтобы закрываться, когда содержание влаги во внешней стене достигает требуемого уровня содержания влаги, отличающаяся тем, что теплоизоляционный элемент имеет сердцевину из минеральной ваты и покрывающие ее с обеих сторон поверхностные панели, причем поверхностные панели имеют шпунт на одной продольной кромке и паз на противоположной продольной кромке, тем, что во внутренней поверхностной панели теплоизоляционного элемента сформировано по меньшей мере одно отверстие, и тем, что в минеральной вате сердцевины теплоизоляционного элемента сформирован по меньшей мере один вентиляционный канал, открывающийся в наружный воздух непосредственно или через отдельный соединительный канал, при этом минеральная вата позволяет влаге проходить между упомянутым по меньшей мере одним отверстием и вентиляционным каналом.
2. Конструкция для реновации по п. 1, отличающаяся тем, что вентиляционный зазор закупорен на окружной кромке области, заданной одним или более теплоизоляционными элементами, в верхней и нижней кромке которых уплотненная область сформирована с одним или более вентиляционными отверстиями.
3. Конструкция для реновации по п. 1, отличающаяся тем, что упомянутые вентиляционные отверстия сформированы в верхней и нижней кромках теплоизоляционного элемента по всей ширине кромки.
4. Конструкция для реновации по любому из пп. 1-3, отличающаяся тем, что требуемое содержание влаги определяется опытным путем с учетом начального содержания влаги внешней стены или с использованием датчиков влажности, расположенных в соединении с внешней оболочкой.
5. Конструкция для реновации по п. 1, отличающаяся тем, что теплоизоляционные элементы прикреплены на расстоянии 20-50 мм от наружной поверхности внешней стены.
6. Конструкция для реновации по любому из пп. 1-3, 5, отличающаяся тем, что теплоизоляционные элементы расположены в вертикальном положении и прикреплены к внешней стене на горизонтальных крепежных опорах, причем горизонтальные крепежные опоры снабжены перфорациями, позволяющими воздуху в вентиляционном зазоре перемещаться между вентиляционными отверстиями верхней и нижней кромок.
7. Конструкция для реновации по п. 6, отличающаяся тем, что горизонтальная крепежная опора представляет собой шляпный профиль из металла, в горизонтальной верхней и нижней поверхностях которого сформированы перфорации, причем общая площадь этих перфораций на каждой поверхности находится в диапазоне от 15 до 25% общей площади, соответствующей верхней или нижней поверхности.
8. Конструкция для реновации по любому из пп. 1-3, 5 или 7, отличающаяся тем, что упомянутое по меньшей мере одно отверстие поверхностной панели покрыто проницаемой для водяного пара мембраной.
9. Конструкция для реновации по любому из пп. 1-3, 5 или 7, отличающаяся тем, что материал поверхностных панелей представляет собой листовую сталь, покрытую пластиком.
