СТЕНОВАЯ МНОГОСЛОЙНАЯ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННАЯ ПАНЕЛЬ
WALL MULTI-LAYER HEAT-INSULATION PANEL

Изобретение относится к строительству, в частности к изготовлению многослойных стеновых конструкций (сэндвич-панелей) с улучшенными физико-техническими характеристиками, используемых в каркасном строительстве. Изобретение касается также способа изготовления таких конструкций.
Из уровня техники известны многослойные сэндвич-панели, в которых центральным теплоизоляционным слоем является пенополистирол. Использование его позволяет улучшить такие характеристики сэндвич-панели как прочность, долговечность и теплоизоляционные свойства, имея при этом более низкую себестоимость (в сравнении с минераловатным наполнителем). Однако сэндвич-панель с пенополистирольными плитами обладает значительным недостатком, таким как низкая степень огнестойкости, что ограничивает применение их в строительстве.
В патенте РФ №2280132, опубликованном 20.07.2006 по классу МПК Е04С 2/24, Е04С 2/292, описана строительная сэндвич-панель для ограждающих конструкций зданий и сооружений, кровельных покрытий. Данная сэндвич-панель включает два поверхностных слоя из металла и центральную часть, набранную из кусков минеральной ваты, составляющих продольные полосы, параллельные продольной оси панели, а ориентация волокон в кусках перпендикулярна плоскости поверхностных слоев. Между полосами из кусков минеральной ваты дополнительно введены продольные полосы из заливочного пенопласта. Количество полос минеральной ваты в группе составляет от 1 до 4, при этом крайние полосы панели составлены из минеральной ваты. Ширина полосы заливочного пенопласта составляет 1-4 от ширины куска минеральной ваты, а длина полос составляет длину панели. Заявлен технический результат - повышение прочности панели с сохранением звукоизоляции и огнестойкости, а также повышение теплоизоляционных свойств и срока эксплуатации.
Данная конструкция панели имеет недостатки, связанные с усложнением ее изготовления, обусловленным использованием двух различных теплоизоляционных материалов, а также не решает вопрос получения негорючей сэндвич-панели.
В патенте РФ №62411, опубликованном 30.11.2006 по классу МПК Е04С 2/00, заявлена полезная модель «Ссэндвич-панель металлическая трехслойная», представляющая собой трехслойную конструкцию с обшивками из металлического листа и средним утепляющим слоем, отличающаяся тем, что в качестве утепляющего слоя используют комбинированный слой, состоящий из пенополистирола и минеральной ваты на основе базальтовых пород. Теплоизоляционные слои, расположенные послойно, параллельно внешним металлическим листам, соединены между собой посредством клея. Недостатком данной конструкции также являются усложнение технологического процесса, обусловленное использованием двух различных теплоизоляционных материалов, а также ограниченная огне- и химическая стойкость (разрушается под воздействием ультрафиолета, кислорода воздуха, пламени).
Известна конструкция многослойной панели, изготовленной по способу, описанному в патенте РФ №2173752, опубликованном 20.09.2001 по классам МПК Е04С 2/26, С04В 28/24, С04В 28/26. Многослойная панель собрана из обшивочных металлических листов с формой стыка «паз-выступ» заданного треугольного профиля, которые помещают в ограничительную форму, в полость которой заливают пеносиликатную композицию на основе полых зольных микросфер в качестве огнеупорного наполнителя и жидкого стекла в качестве связующего. Полученные таким образом сэндвич-элементы собирают в многослойную панель, а места стыка заполняют пеносиликатной композицией. В качестве внешних ограничительных элементов используют профиль алюминиевой марки АМГ-6. Краевые участки внешних ограничительных элементов жестко закрепляют контурной арматурой в виде элементов фиксации. В данном техническом решении заявляется технический результат, связанный с легкостью панели, обеспечением герметичности и сплошности готовой конструкции, что способствует низким дымо- и пламепроницаемостям. К недостаткам таких конструкций можно отнести высокую стоимость изделия, обусловленную длительностью и сложностью технологического процесса.
Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату является стеновая панель для облицовки и утепления строительных сооружений по патенту РФ №2275480, опубликованному 27.04.2006 по классу МПК E04F 13/14. Стеновая панель состоит из конструктивного слоя, к тыльной стороне которого посредством клеящей композиции присоединен теплоизоляционный материал, в виде расположенных рядами блоков, которые уложены с перевязкой швов. В качестве теплоизоляционного слоя согласно изобретению используются слои вспененного теплоизоляционного материала с закрытыми порами (пеностекло, пенополиуретан, пенополистирол). Однако эта теплоизоляционная панель является облицовочной, а не ограждающей, что обуславливает использование одного конструктивного слоя (листа силикатного стекла или керамогранита). Второй конструкционный слой в стеновой панели отсутствует, его заменяет фасадная поверхность здания, на которую крепится панель. В результате этого на стеновой панели появляются дополнительные конструктивные элементы (слои армирующей сетки, анкерные болты, продольные и/или поперечные пазы, клееные стыки между торцами и др.). Это усложняет не только производственную технологию, но и монтаж непосредственно на строительной площадке. Кроме того, в ходе эксплуатации таких панелей возникают газонеплотные соединения («мостики холода») из-за отсутствия теплоизоляционного слоя в стыках и замкового соединения. Кроме того, использование слоев органических теплоизоляционных материалов (пенополиуретана, пенополистирола) сокращает срок службы конструкции.
Задача изобретения состоит в том, чтобы создать конструкцию стеновой панели, исключающей теплопотери и газонеплотности в местах стыковки панелей, при упрощении технологии ее производства и применения, а также в возможности создания различных стыковочных форм с минимальной механической обработкой.
Положительным результатом изобретения является создание надежной стеновой конструкции с высокими газо- и теплозащитными свойствами без применения конструктивных дополнительных элементов, а также высокими эксплуатационными характеристиками, в частности повышенную надежность и срок службы изделия.
1
2
Технический результат достигается в конструкции стеновой многослойной теплоизоляционной панели, включающей два поверхностных слоя, между которыми размещены теплоизоляционные слои, собранные из блоков пеностекла, уложенных послойно в ряды с перевязкой швов предпочтительно в соседних слоях, при этом все составляющие элементы конструкции панели скреплены между собой посредством клеящей композиции, в которой в отличие от прототипа поверхностные слои выполнены из металлических листов, а средние теплоизоляционные слои, количество которых не менее двух, расположены относительно друг друга таким образом, что один теплоизоляционный слой смещен относительно другого, предпочтительно смежного с ним, на расстояние не менее толщины блока, но не более / горизонтального размера одного сборочного блока пеностекла, при этом полученные смещения торцевых поверхностей граничных блоков панели зеркальны по отношению друг к другу и образуют замковый вид типа «шип-паз», способствующий соединению однотипных панелей между собой.
Количество теплоизоляционных слоев определяется расчетным путем, исходя из технических требований, предъявляемых к стеновой панели, и составляет предпочтительно от двух до пяти слоев.
При увеличении количества теплоизоляционных слоев они могут быть смещены относительно друг друга в различных вариантах чередования смещения через ряд или в каждом ряду. При этом торцы панели при горизонтальном расположении всех слоев будут иметь вид ломаной линии различной формы, причем глубина паза и выступ-шип замка соединения «шип-паз» соответствуют размерам замков поверхностных слоев.
Совокупность изложенных признаков обеспечивает заявленный технический результат за счет оригинальной конструкции панели с возможностью применения различных вариантов изготовления по форме и габаритам. Использование блоков пеностекла способствует получению всех необходимых современных качеств, предъявляемых к стеновым панелям, с возможностью широкого применения в строительстве: высокая прочность, приемлемый вес конструкций, высокая огнестойкость, теплоизоляция, возможность герметизированной сборки множества панелей.
Возможность осуществления изобретения, охарактеризованного приведенной выше совокупностью признаков, а также возможность реализации назначения изобретения может быть подтверждена описанием вариантов реализации конструкции устройства, выполненного в соответствии с настоящим изобретением, которая поясняется графическими материалами, где изображено следующее:
На Фиг.1 представлена панель с двумя слоями из блоков пеностекла, где 1 и 2 - наружные металлические слои со стандартным замком Z-LOCK, между которыми уложены два слоя 3 и 4 блоков пеностекла, с перевязкой швов и смещением одного слоя 3 относительно другого 4 так, что торцевые поверхности 5 и 6 панели образуют Г-образную ломаную линию в разрезе по горизонтальному расположению панели. При этом торцы 5 и 6 панели зеркальны относительно друг друга. Блоки пеностекла имеют одинаковые габариты. Выступ-шип замка соединения «шип-паз» соответствуют размерам замка 7 поверхностного слоя.
1
2
Для изготовления определенного варианта конструкции панели используются промышленные блоки пеностекла одинаковой формы и размеров, например. 600×400×60 мм, 400×475×60 мм и т.д. Наиболее удобным смещением блоков в слоях, т.е. устройство перевязки швов является смещение блоков на расстояние не менее толщины блока, но не более / его размера по ширине или длине.
На последующих чертежах для их упрощения не показаны замковые конструкции поверхностных слоев, которые могут быть выполнены различного вида, включая наиболее распространенные в настоящее время (INTALOCK, термо-, секретное и др.), но как заявлено в предложенной совокупности существенных признаков устройства панели размеры этих элементов находятся в пределах торцевых поверхностей панели.
На Фиг.2 изображена панель с тремя внутренними слоями 8, 9 и 10 из блоков пеностекла, где средний слой 9 смещен относительно слоев 8 и 10 и с торцевой поверхности 11 панели образует в ее середине выступ, а на противоположной торцевой поверхности 12 образует впадину.
На Фиг.3 изображена панель с четырьмя внутренними слоями из блоков пеностекла, обозначенных цифрами 13, 14, 15 и 16, где показано поочередное смещение смежных слоев, что на торцевых поверхностях 17 и 18 образует по две Г-образных ломаные линии.
1
2
На Фиг.4 изображена панель с четырьмя слоями блоков пеностекла, где относительно двух крайних слоев 19 и 20 блоков пеностекла смещены два внутренних слоя 21 и 22, между которыми перевязки швов блоков пеностекла составляют менее / размера одного блока по горизонтали, а на торцевых поверхностях 23 и 24 впадина и выступ имеют ломаные линии, соответственно зеркальные друг другу.
На Фиг.5 представлена панель, имеющая пять внутренних слоев из блоков пеностекла, обозначенных цифрами 25, 26, 27, 28 и 29. Здесь показано поочередное симметричное смешение слоев между собой, что образует на торцевых поверхностях 30 и 31 панели виды «гребенки», у которых со стороны 30 три «зубца», а со стороны 31 - два «зубца» и три впадины.
Все элементы конструкции панели скреплены клеящей композицией, которая для контакта пеностекло-пеностекло представляет собой неорганическое связующее па цементной основе (плитонит и др.), а для контакта пеностекло-металл - например, в виде пенополиуретановых двухкомпонентных систем типа изоцианат-полиол (ведущих фирм Huntsmen, Bayer и др.). При соединении панелей между собой, соответственно одинаковой формы выбранного варианта по количеству внутренних слоев и их взаиморасположения, сборка идет по принципу «шип-паз», что образует в этих местах лабиринтное уплотнение, исключающее продуваемость стен и образование мостиков холода в местах сочленения. При этом не требуется применение дополнительных крепежных приспособлений.
Для расположения замков 7 поверхностных слоев 1 и 2, выполненных из металлических листов, необходимо осуществить в местах их размещения на торцах крайних слоев блоков пеностекла небольшую фрезеровку, в результате которой будут образованы необходимые углубления, соответствующие размерам этих замков 7, как это показано на Фиг.1.
Применение блоков из пеностекла обеспечивает хорошие теплоизоляцию, огнестойкость, а предложенные варианты укладки внутренних слоев панелей устраняют необходимость их дополнительной механической обработки для образования стыковочных форм.
Предложенные варианты укладки внутренних слоев способствуют возможности выбора различных конструкций по форме и размерам в зависимости от задач использования в конкретной строительной конструкции. Обычно габариты таких строительных панелей составляют в мм 1200×(3000-12000)×(125-315).
Срок службы данных стеновых панелей и монтажных конструкций из них практически не ограничен, что значительно отличает их от других известных конструкций (для сэндвич-панелей из минерального волокна срок службы на практике составляет 10-15 лет).