Изоляционный слой для комплексной системы теплоизоляции и комплексная система теплоизоляции

Изобретение относится к комплексной системе теплоизоляции фасада зданий и способу ее монтажа. Изоляционный слой комплексной системы теплоизоляции из фасадных изоляционных элементов имеет во всех зонах стыковых зазоров граничащих друг с другом изоляционных элементов, по меньшей мере, находящуюся со стороны внешней стены выемку в форме подреза, которая заполнена отвержденным и эластичным наполнителем с силовым замыканием. Изобретение позволяет предотвратить проступание зазоров на фасаде здания и повысить его энергоэффективность. 9 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Изобретение касается изоляционного слоя для комплексной системы теплоизоляции. Далее изобретение относится к комплексной системе теплоизоляции, а также к способу ее монтажа.

На фоне возрастающей стоимости энергии и растущих законных требований ключевая роль отводится повышению энергоэффективности зданий. При этом особое значение имеет изоляция фасадов, в частности, в форме комплексной системы теплоизоляции (WDVS). Обычно комплексные системы теплоизоляции возведены из нанесенного на изолируемый фасад или стену при помощи клеев и/или механических крепежных элементов, в частности, тарельчатых дюбелей, изоляционного слоя, который создается из упирающихся друг в друга изоляционных панелей, уложенных совместно в плоскости, и который с внешней стороны закрывается нижним слоем штукатурки с заделанной армирующей тканью и верхним или покровным слоем штукатурки, при необходимости они имеют в качестве последующего слоя наружное окрашивание. В качестве изоляционного материала в комплексных системах теплоизоляции находят применение, в основном, вспененный полистирол (EPS) и изоляционные материалы из минеральной ваты (стекловаты и минеральной ваты), другие изоляционные материалы, в частности, жесткие пеноматериалы, такие как, в частности, экструдированный полистирол и полиуретан (PUR)/полиизоцианурат (PIR) или пенофенопласт/резол, имеют лишь вспомогательное практическое значение.

На протяжении многих лет для повышения энергоэффективности сохраняется тенденция повышения толщин изоляционных материалов. В случае относительно неэластичных изоляционных материалов из жестких пеноматериалов, т.е. вспененного полистирола (EPS), экструдированного полистирола (XPS), полиуретана (PUR), полиизоционурата (PIR), пенофенопласта/резола, увеличение толщины изоляционного материала приводит к проблеме. По причине местных климатических условий, в частности, ориентирования фасада и сопровождающей при этом инсоляции, это приводит к определенному нагреву наружной конструкции здания и изоляционного слоя. С увеличением толщины изоляционного слоя устанавливается все больший градиент температур между обращенной к внешней стороне поверхностью изоляционного слоя и поверхностью, обращенной к несущей стене. Следствием этого является то, что обращенная к внешней стороне поверхность изоляционной панели подвергается значительному воздействию смены температур, в то время как обращенная к стене поверхность имеет лишь очень малые температурные колебания, что выражается в различном, вызванном температурой динамическом продольном расширении обычно образующих изоляционный слой отдельных изоляционных панелей, причем демонстрирующая и без того относительно меньшее изменение длины внутренняя сторона изоляционного слоя у стены дополнительно ограничена в изменении длины из-за крепления. Этот эффект известен как выпячивание.

Это динамическое поведение при расширении изоляционных панелей может приводить к образованию зазоров между соседними изоляционными панелями. Хоть и в комплексной системе теплоизоляции изоляционные панели закрыты армированной штукатуркой, тем не менее, имеющаяся тенденция к более тонким толщинам слоев штукатурки, несмотря на заделанный армирующий слой, ведет к повышенной опасности проступания зазоров из-за растрескивания штукатурки, которая не может выдерживать долгое время динамические нагрузки от выпячивания.

Во избежание описанной проблематики в прошлом был предложен ряд решений.

Так DE 33 12 414 раскрывает изоляционную панель с проходящим по периметру ступенчатым фальцевым профилем, которая в качестве изоляционного слоя комплексной системы теплоизоляции расположена таким образом, что с внешней стороны образуется выемка, которая заполнена предварительно отформованным, идентичным по материалу с изоляционными панелями стыковым профилем, который склеивается с граничащими изоляционными панелями. Стыковой профиль служит в качестве лабиринтного уплотнения, чем должно быть пресечено попадание или проникновение, или образование влаги в зоне зазора. Для выравнивания напряжений стыковой профиль снабжен, в частности, односторонней тканевой обклейкой, которая известным образом заделывается в слой штукатурки. Сравнимое решение с предварительно отформованным нажимным элементом раскрывается в DE 20 2006 015 663 U1. К клеевому соединению предъявляется требование обеспечить безупречное и длительное сцепление профильных элементов и изоляционных панелей между собой. Недостатком в этих решениях является то, что требуются дополнительные, точно подогнанные профильные элементы, которые необходимо уложить по месту, что является трудоемким. К тому же, профильные элементы ограничены просто вставляемыми геометрическими формами, такими как прямоугольник или формы клина, поэтому поверхность контакта ограничена.

DE 35 28 776 предусматривает исполнение зоны стыка в форме эластичной вытяжной полосы, которая с внешней стороны закрыта эластичной уплотнительной массой. Из-за применяемой уплотнительной массы в пазе эластичной вытяжной полосы с меньшей твердостью по Шору (Shore) не должны наблюдаться тепловые движения в эластичной зоне покрытия и, тем самым, в слое штукатурки. Это решение представляет собой трудоемкое и дорогое специальное решение, которое требует изготовление изоляционных панелей и присоединенных вытяжных полос, а также нанесение эластичной уплотнительной массы, по меньшей мере, частично по месту на рабочей площадке.

DE 298 20 778 U1 раскрывает теплоизоляционные панели с пазом и шпунтом из искусственного пеноматериала, которые имеют в промежуточном пространстве двух соседних панелей расширение в форме подреза. Это расширение по положению расположено между пазом и шпунтом и стеной и служит для того, чтобы надежно воспрепятствовать проникновению клеящего раствора, которым изоляционные панели закрепляются на стене, в зону пазов и шпунтов. Образование внешних трещин в зазорах не является предметом обсуждения.

Исходя из такого положения дел, задачей изобретения является создание изоляционного слоя комплексной системы теплоизоляции из фасадных изоляционных панелей, который предотвращает проступание зазоров на фасаде и одновременно является простым в производстве и укладке.

Задача решается с помощью изоляционного слоя из фасадных панелей с признаками пункта 1 формулы изобретения. Независимая защита испрашивается для комплексной системы теплоизоляции с признаками пункта 11, а также способ изготовления комплексной системы теплоизоляции согласно пункту 12. Предпочтительные усовершенствования изобретения отличаются признаками, содержащимися в подпунктах.

Соответствующий изобретению изоляционный слой наносимой на стену здания комплексной системы теплоизоляции из фасадных изоляционных панелей с прямоугольным основным корпусом с двумя противоположными большими поверхностями и четырьмя соединяющими большие поверхности боковыми поверхностями имеет в зонах стыковых швов граничащих друг с другом панелей, по меньшей мере, выемку в форме подреза. При этом профилирование изоляционных панелей сформировано и расположено таким образом, чтобы образовать с соседней, уложенной встык изоляционной панелью по соответствующей поверхности касания выемку, которая при укладке изоляционных панелей в качестве изоляционного слоя комплексной системы теплоизоляции расположена на повернутой от стены стороне. Выемки заполнены эластичной наполнительной массой с клеящими свойствами, поэтому панели жестко соединены друг с другом эластичным соединением с силовым замыканием, поэтому выпячивание существенно уменьшено. Исполнение выемки в форме подреза имеет следствием эластичное соединение с силовым замыканием с особенно хорошими механическими свойствами на основе увеличенной поверхности контакта между наполнительным материалом и увеличенное количество наполнительного материала.

Наряду с выражением выпячивание употребительным является также обозначение выгибание, соответственно, выпуклость, в англоговорящих странах здесь говорят об «изгибании» или «выпучивании». Под этим понимают одностороннее термическое расширение панели на фасаде под воздействием температуры, что сопровождается выпучиванием изоляционных панелей. Панели округляются чашеобразно и, тем самым, в зоне зазора могут образовываться трещины.

Одновременно, наряду с образованием соединения с силовым замыканием, эта связка предпочтительно представляет собой уплотнение поверхности стыка от проникновения связующего раствора в стыковой шов. Нанесением нижнего слоя штукатурки посредством обычной техники укладки невозможно избежать того, что материал связующего раствора будет частично вдавливаться в стыковые швы. Наряду с образующимся вследствие этого раскрытием стыкового шва, подобный язычок связующего раствора сопровождается образованием теплового мостика, который может снизить в целом изолирующее действие комплексной системы теплоизоляции. Хоть и в строительной практике стыковые швы как раз и заполняются в ходе доработки подходящим материалом, чтобы избежать тепловых мостиков из-за более широких стыковых швов, тем не менее, это происходит для стыковых швов определенной ширины, которая зависит от диаметра выходного отверстия прибора для нанесения, обычно картриджа. Более узкие стыковые швы в диапазоне нескольких миллиметров, как правило, не дорабатываются и не имеют друг с другом соединения с силовым замыканием.

Предпочтительно, чтобы фасадная изоляционная панель имела профилирование на двух соседних боковых поверхностях. При такой конфигурации профилирования «под углом» боковые поверхности, противоположные обеим профилированным боковым поверхностям, как раз и не имеют профилирования. Фасадные изоляционные панели в изоляционном слое укладываются совместно так, чтобы профилированная боковая поверхность одной фасадной изоляционной панели граничила с непрофилированной боковой поверхностью граничащей фасадной изоляционной панели, поэтому выемка образуется с помощью профилирования одной панели.

Альтернативно также возможно, чтобы изоляционная панель имела проходящее по периметру профилирование на всех четырех боковых поверхностях, поэтому выемка в изоляционном слое возникает с помощью взаимодействия профилирования и обратного профилирования (граничащей панели).

Хоть и возможно предусмотреть профилирование также на обеих противоположных боковых поверхностях фасадной изоляционной панели, тем не менее, этот вариант имеет тот недостаток, что фасадные изоляционные панели необходимо производить с этой формой профилирования на длинных боковых поверхностях и на коротких боковых поверхностях, т.е. должны быть изготовлены два продукта. Образование в изоляционном слое выемок по всей поверхности, т.е. сплошное, получается, к тому же, только при укладке крестовой связкой, которая, однако, в основном, менее желательна.

Целесообразно профилирование простирается по не более чем 50% толщины изоляционной панели и, тем самым, изоляционного слоя, особо предпочтительно, по не более чем 25% толщины изоляционной панели, соответственно, изоляционного слоя. Непрофилированный участок боковой поверхности служит поверхностью стыка для укладки фасадных изоляционных панелей в изоляционный слой.

Фасадная изоляционная панель в отношении материала предпочтительно образована из вспененного полистирола (EPS), экструдированного полистирола (XPS), полиуретана (PUR), полиизоцианурата (PIR) или фенольной смолы/резола. Особо предпочтителен вспененный полистирол (EPS).

Наполнительная масса имеет адгезивные свойства и делает возможным эластичное соединение с силовым замыканием между граничащими изоляционными панелями. Предпочтительным является то, что наполнительный материал после отверждения имеет модуль упругости Е согласно ISO 527 от 20 МПа до 150 МПа, особо предпочтительно от 50 МПа до 120 МПа.

Целесообразно в качестве наполнительного материала находит применение материал, который имеет теплопроводность согласно DIN 52612-2:1984-06 меньшую или равную 0,060 Вт/(мК), предпочтительно меньшую или равную 0,040 Вт/(мК). С помощью этого изолирующего действия наполнительного материала препятствуют в наибольшей степени предпочтительно проступанию зазоров на оштукатуренном фасаде.

Для достижения хорошего длительного клеевого соединения предпочтительным является то, что наполнительная масса в отвержденном состоянии имеет прочность на разрыв клеевого соединения, по меньшей мере, 60 кПа, предпочтительно, по меньшей мере, 80 кПа согласно EN 15870:2009.

Предпочтительными являются вспениваемые наполнительные массы на основе полиуретана или полиизоцианурата, которые могут поставляться в картриджах. Альтернативно могут использоваться самоотверждающиеся одно- или многокомпонентные клеевые массы на основе искусственных материалов, минеральные клеевые массы или модифицированные («улучшенные») синтетическими материалами минеральные клеевые массы, замещенные изоляционными материалами, предпочтительно вспененным полистиролом (EPS) в форме гранулята.

Способ получения соответствующей изобретению комплексной системы теплоизоляции представлен этапами

- нанесение соответствующего изобретению изоляционного слоя путем укладки встык фасадных изоляционных панелей на изолируемой стене здания с помощью клея и/или механических крепежных средств,

- заполнение образованных между соседними фасадными изоляционными панелями за счет профилирования выемок адгезивной наполнительной массой и отверждение наполнительной массы с образованием эластичного клеевого соединения с силовым замыканием,

- при необходимости, удаление излишков наполнительной массы и/или разравнивание зазора после затвердевания наполнительной массы,

- нанесение нижнего слоя штукатурки, армирующей ткани и верхнего слоя штукатурки и, соответственно, последующих покровных слоев.

Целесообразно изолирующий слой состоит исключительно из соответствующих изобретению фасадных изоляционных панелей.

По причине непредусмотренного использования предварительно отформованных профильных элементов с высокими затратами на изготовление и подгонку, становится возможным простое решение постановки задачи.

Далее изобретение подробнее описывается на примерах исполнения, причем одинаковые предметы обозначены одинаковыми ссылочными обозначениями. Показывают:

Фиг.1 фасадную изоляционную панель для изоляционного слоя по уровню техники на виде в перспективе,

Фиг.2а профилирование фасадной изоляционной панели по фиг.1

Фиг.2b-d различные исполнения профилирования фасадной изоляционной панели для соответствующего изобретению изоляционного слоя.

Фиг.3 фрагмент соответствующего изобретению изоляционного слоя из фасадных изоляционных панелей после нанесения на стену.

Фиг.1 показывает фасадную изоляционную панель 1 из вспененного полистирола (EPS) в форме прямоугольника с первой большой поверхностью 2, противоположной большой поверхностью 3, двумя короткими боковыми поверхностями 4 и двумя длинными боковыми поверхностями 5. Фасадная изоляционная панель 1 имеет на короткой боковой поверхности 4 непрофилированный участок 4' боковой поверхности и профилирование 6 и на длинной боковой поверхности 5 непрофилированный участок 5' боковой поверхности и второе профилирование 7. Оба профилирования 6, 7 выполнены здесь как прямоугольная выемка, которая представлена в разрезе в плоскости A-A' сечения на фиг.2а для фрагмента Z детали. Оба профилирования 6 и 7 имеют равные размеры, так длина, соответственно, ширина первой большой поверхности 2 на 5 мм меньше, чем длина, соответственно, ширина второй большой поверхности 3. Оба профилирования проходят на глубину 30 мм изоляционной панели с габаритами 1000×500×100 мм в пересчете на непрофилированный прямоугольник. На примере глубина профилирования составляет, тем самым, 30% толщины панели. В случае прямоугольной выемки размер каждой промежуточной плоскости, параллельной большим поверхностям 2, 3, по глубине профилирования равен размеру первой большой поверхности 2.

Фиг.2b-2d показывают в увеличенном изображении детали различные исполнения профилирования фасадной изоляционной панели для соответствующего изобретению изоляционного слоя для фрагмента Z детали. Для лучшей сравнимости исполнения с 2а по 2d графически расположены друг под другом таким образом, чтобы непрофилированные участки 4' боковой поверхности располагались на одной прямой.

Фиг.2а представляет в увеличенном виде профиль с прямоугольной выемкой по уровню техники из фиг.1. Ширина профиля, т.е. расстояние между соосной плоскостью непрофилированных участков 4' боковой поверхности и профилированием 4ʺ боковой поверхности 4, постоянна по глубине профиля.

Фиг.2b представляет первое профилирование фасадной изоляционной панели для соответствующего изобретению изоляционного слоя. Здесь профилирование имеет сравнительно малый отступ в 3 мм от соосной плоскости непрофилированных участков 4' боковых поверхностей и образует после параллельной зоны 10 кромки зону 11 подреза вплоть до достижения глубины профиля.

Профилирование на фиг.2с, как следующее профилирование фасадной изоляционной панели для соответствующего изобретению изоляционного слоя, отличается от исполнения по фиг.2b тем, что подрез сформирован не со скосом, а как паз 12 под параллельной зоной 10 кромки.

Профилирование фиг.2d представляет собой выемку 13 в форме корыта или трапеции.

Как непосредственно видно из изображений 2b-2d, длина промежуточной плоскости, т.е. прохождение в направлении плоскости A-A' поперечного сечения вплоть до противоположной боковой поверхности за счет большей ширины профиля, на примере исполнения 2b в зоне 11 подреза, на примере исполнения 2с в каждом месте пазовой выемки 12 и на примере исполнения 2d, по меньшей мере, зона параллельного соосной плоскости низа выемки 13 в форме корыта меньше, чем соответствующая длина первой большой плоскости. Разумеется, это также действительно и для непредставленного случая профилирования (точно) ортогональной боковой поверхности.

Хотя профилирования по фиг. с 2b по 2d в изоляционной панели могут быть предусмотрены только на двух граничащих боковых поверхностях, тем не менее, у этих профилирований является предпочтительным проходящее по периметру профилирование на всех четырех боковых поверхностях, чтобы формировался зеркально симметричный зазор, который для примера исполнения 2d обозначен пунктиром с примыкающей следующей фасадной изоляционной панелью. Тогда зазор имеет подрез по обеим сторонам, который заполняется наполнительным материалом и позволяет более интенсивное соединение наполнительного материала и фасадных изоляционных панелей, чтобы была достижима более высокая прочность зазора.

Фиг.3 представляет собой фрагмент соответствующего изобретению изоляционного слоя 14 из изоляционных панелей после нанесения на стену, причем профилирования 6, 7 повернуты от стороны стены. Для упрощенного представления опущены использованные при необходимости механические крепежные элементы, и ссылочные обозначения нанесены только один раз. Фрагмент согласно фиг.3 показывает всего двадцать фасадных изоляционных панелей 1 с профилированием согласно фиг.2b под «углом» на двух граничащих боковых поверхностях, которые обычно расположены совместно перед нанесением наполнительного материала. На виде сверху можно различить, что фасадные изоляционные панели 1 на примере исполнения расположены таким образом, что профилирования из параллельной зоны 10 кромок и скошенной зоны 11 подреза находятся каждый раз у правого и нижнего края фасадной изоляционной панели 1. С помощью такого регулярного расположения в плоскости на всех стыковых плоскостях изолирующих элементов - проходящие по горизонтали, прерывающиеся по вертикали - получаются зазоры, соответственно, выемки 15. На этом примере исполнения зазор 15 имеет клиновидную форму и формируется профилированием 6, соответственно, 7 и непрофилированной боковой поверхностью 4, соответственно, 5 примыкающей следующей фасадной изоляционной панели 1. Ограничение подреза не видно на виде сверху и на фиг.3 обозначено пунктирными линиями 16.

После нанесения изоляционных панелей 1 и сопутствующего этому образования зазора на последующем этапе работы зазоры 15 запениваются или заполняются пригодным наполнительным материалом, в частности, клеем из пено-ПУР. По прошествии времени для вспенивания и отверждения затем из зазора универсальным ножом удаляется набухший материал и, при необходимости, зазор разравнивается. На подготовленный таким образом изоляционный слой затем известным образом наносятся следующие слои, нижний слой штукатурки с армирующей тканью, верхний слой штукатурки/покровный слой штукатурки и, соответственно, последующие покровные слои, такие как покраска комплексной системы теплоизоляции.

Наряду со склеиванием упирающихся друг в друга соответствующих изобретению фасадных изоляционных панелей в плоскости также предпочтительно могут склеиваться расположенные друг к другу под прямым углом фасадные изоляционные панели в зоне углов, что имеет следствием повышенную механическую стабилизацию.

Кроме прочего, изобретение оставляет место для последующих форм исполнения.

Не требуется, чтобы профилирование на всех профилированных боковых поверхностях имело одинаковую геометрию, также могут быть скомбинированы друг с другом различные геометрии.

Также основная форма фасадного элемента, в отличие от формы прямоугольника, может быть известным элементом ступенчатого фальца. Тогда описанная соответствующая изобретению форма исполнения профилирования предпочтительно сформирована в одном из обоих изоляционных слоев элемента ступенчатого фальца.

Основная форма фасадного элемента, в отличие от формы прямоугольника, может быть известным элементом паз-шпунт. Тогда описанная соответствующая изобретению форма исполнения профилирования предпочтительно расположена в одном из обоих внешних изоляционных слоев трехслойного элемента паз-шпунт.

Для специалиста является очевидным приведение в соответствие друг другу конкретных размеров профилирования, в частности, ширины профиля на месте нанесения, в значительной степени узкой параллельной зоны края согласно фиг.2b-2d, с учетом обратного профиля, свойств текучести наполнительного материала и геометрии органа нанесения, чтобы могло быть достигнуто быстрое заполнение полостей при минимальном использовании материала.

Указанные размеры и параметры материалов носят в этом отношении исключительно иллюстрационный характер. Другие размеры и материалы находятся в рамках испрашиваемого изобретения.

1. Способ изготовления комплексной системы теплоизоляции, характеризующийся этапами

- нанесение изоляционного слоя (14) из фасадных изоляционных панелей (1) с основным телом прямоугольной формы с двумя противоположными большими поверхностями (2, 3) и четырьмя соединяющими большие поверхности боковыми поверхностями (4, 5) путем укладки встык фасадных изоляционных панелей (1) на изолируемой стене здания с помощью клея и/или механических крепежных средств, так что изоляционный слой (14) в зонах стыковых швов граничащих друг с другом панелей имеет по меньшей мере одну внешнюю выемку (6, 7, 15) на большой поверхности, обращенной от стены здания, в форме подреза,

- заполнение образованных между соседними фасадными изоляционными панелями за счет профилирования выемок (6, 7, 15) в форме подреза адгезивной наполнительной массой и отверждение адгезивной наполнительной массы с образованием эластичного клеевого соединения с силовым замыканием,

- при необходимости, удаление излишка наполнительной массы и/или разравнивание выемки (15) после отверждения наполнительной массы,

- нанесение нижнего слоя штукатурки, армирующей ткани и верхнего слоя штукатурки и, при необходимости, последующих покровных слоев.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что фасадные изоляционные панели (1) имеют две граничащие друг с другом профилированные боковые поверхности и две граничащие друг с другом непрофилированные боковые поверхности, и выемки в форме подреза изоляционного слоя образованы путем взаимодействия профилированной и непрофилированной боковой поверхности граничащих фасадных изоляционных панелей.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что фасадные изоляционные панели (1) имеют проходящее по периметру профилирование на всех четырех боковых поверхностях, так что выемки в форме подреза в изоляционном слое образованы путем взаимодействия профилирования и обратного профилирования граничащих панелей.

4. Способ по одному из пп. 1-3, отличающийся тем, что выемка (6, 7) в форме подреза простирается не более чем на 50% толщины изоляционного слоя (14), предпочтительно не более чем на 25% толщины изоляционного слоя (14).

5. Способ по одному из пп. 1-4, отличающийся тем, что фасадные изоляционные панели сформированы из вспененного полистирола, экструдированного полистирола, полиуретана, полизоцианурата или пенофенопласта/резола.

6. Способ по одному из пп. 1-5, отличающийся тем, что наполнительная масса представляет собой эластичную наполнительную массу после своего отверждения с модулем упругости согласно ISO 527 от 20 МПа до 150 МПа.

7. Способ по п. 6, отличающийся тем, что эластичная наполнительная масса после отверждения имеет модуль упругости от 50 МПа до 120 МПа.

8. Способ по п. 6 или 7, отличающийся тем, что наполнительная масса имеет теплопроводность согласно DIN 52612-2:1984-06, меньшую или равную 0,060 Вт/(мК), предпочтительно меньшую или равную 0,040 Вт/(мК).

9. Способ по одному из пп. 6-8, отличающийся тем, что наполнительная масса после отверждения образует клеевое соединение между граничащими друг с другом боковыми поверхностями, которое имеет прочность на разрыв по меньшей мере 60 кПа, предпочтительно по меньшей мере 80 кПа согласно EN 15870:2009.

10. Способ по одному из пп. 6-9, отличающийся тем, что наполнительная масса представляет собой вспененную наполнительную массу на основе полиуретана или полиизоцианурата, соединенную с изоляционным материалом самоотвержденную одно- или многокомпонентную клеящую массу на основе синтетического материала или соединенную с изоляционным материалом самоотвержденную минеральную или модифицированную искусственным материалом минеральную клеящую массу.