СТРОИТЕЛЬНАЯ ПОЖАРОБЕЗОПАСНАЯ СЭНДВИЧ-ПАНЕЛЬ

Полезная модель относятся к строительным материалам, в частности к сэндвич-панелям и может найти применение в современном промышленном и гражданском строительстве, в качестве стеновых или кровельных панелей при изготовлении каркасных зданий и сооружений, холодильных или морозильных камер (контейнеров), а также в качестве панелей для теплоизоляции технологического оборудования.
В зависимости от функционального назначения к этим панелям предъявляются различные требования, в том числе: по теплоизоляции, продольной и поперечной прочности, весу единицы площади, устойчивости к внешним воздействиям, минимальной удельной стоимости. Иногда эти требования противоречивы, но с определенными компромиссами достигаются наиболее благоприятные техническое решение, удовлетворяющее одному или нескольким из таких требований.
Для поддержания температуры внутри зданий или сооружений используются теплоограждающие сэндвич-панели, в которых с целью снижения теплопередачи через плоскость сэндвич-панели используются материалы с высоким термическим сопротивлением и технологи, снижающие теплопередачу. При этом увеличивается требование к теплоизолирующим свойства средней части, что обеспечивается выбором материала и толщиной этой средней части. Для увеличения теплоизолирующих качеств сэндвич панели чаще увеличивают ее толщину.
Известна слоистая панель типа сэндвич [Патент РФ №2156364, МПК Е04С 2/292, 2000 г.], которая включает наружную и внутреннюю обшивки, выполненные из алюминиевых или стальных профилированных листов, и размещенный между ними слой из пенопласта или минеральной ваты.
Пенопластовый утеплитель выполнен из пенополистирола, плотность которого находится в пределах от 10 кг/м3 до 50 кг/м3. Отношение длины панели к ее ширине находится в пределах от 0,04 до 340, отношение толщины утеплителя к толщине обшивки с каждой стороны находится в пределах от 64 до 500.
Недостатками такой панели типа сэндвич являются относительно не высокое значение приведенного сопротивления теплопередаче (ПСТ), в сравнении с приведенным сопротивлением теплопередачи воздуха, а также относительно большая ее масса.
Известна так же сэндвич панель / [Патент RU №2382854, МПК Е04С 2/292 «Сэндвич-панель с сотовым наполнителем»], которая состоит из двух поверхностных слоев, выполненных из листового материала, и внутреннего наполнителя, размещенного между ними; внутренний наполнитель выполняется в виде сотовой конструкции с ячейками в форме правильных полых призм с шестиугольным основанием, заглушенных с одной стороны и имеющих одну общую грань с каждой соседней, причем призмы с заглушенным и открытым основанием расположены попарно встречно друг другу, а оба поверхностных слоя наклеены на внутренний наполнитель.
Техническим результатом такой конструкции сэндвич-панели является увеличение прочности сэндвич-панели, так как внутренний наполнитель представляет собой пластиковые перегородки с низким тепловым сопротивлением, такие сэндвич - панели не являются теплоизолирующими.
Наиболее близким аналогом заявляемой полезной модели (прототипом) является однослойная сэндвич-панель, состоящие из двух внешних покрытий, выполненных, в большинстве случаев, из листов металла и средней части, выполненной из теплоизолирующего материала, например из вспененного полимера [Сэндвич-панель по патенту RU 2280132 С1 от 15.11.2004.]. В такой конструкции используется полосы из минеральной ваты и полосы из пенополиуретана
Плита приклеивается к внешним металлическим листам при этом образуется прочная конструкция теплоизолирующий сэндвич панели. Теплоизолирующие свойства таких панелей определяется теплопроводностью плиты из пенополиуретана, которая по справочным данным составляет 0,4…0,42 кВт/мм.
Такая сэндвич-панель используется преимущественно для стеновых ограждений как для внешних, так и для внутренних стен и перегородок. Для увеличения теплоизолирующих свойств таких плит увеличивают ее толщину. Промышленность выпускает типовые сэндвич-панели регламентированный толщиной, например 20, 60, 80, 100, 120 мм. Чем толще плита из пенополиуретана, тем лучше ее термоизолирующие свойства. Однако при этом увеличивается стоимость таких сэндвич-панелей, уменьшается жесткость конструкции, ухудшается эксплуатационные показатели. Что является недостатком таких сэндвич-панелей.
Задачей полезной модели является устранение указанных недостатков и прежде всего увеличение теплоизолирующих свойств сэндвич панели без увеличения ее толщины.
Задача решается тем, что сэндвич-панель состоящая из двух жестких покровных слоев, преимущественно из металла и неразъемно соединенный с ними средней части, выполненный из плиты пенополиуретана отличается тем, что плита из пенополиуретана выполнена ячеистый, в виды чередующихся участков пустоты и пены. При этом в пене выполнены воздушные каналы, соединяющие все участки пустоты между собой, а пустое от пены пространство заполняется инертным газом аргоном, которое после заполнения вакуумируется, плита из пенополиуретана выполнена из трех слоев, так что средний слой выполнен сплошной плитой.
При таком выполнении сэндвич-панели тепловой поток, проходящий через плоскость панели, можно условно разделить на две части тепловых потока. Одна часть теплового потока проходит через металл-пенополиуретан-металл, вторая часть, через металл - разряженный инертный газ или разряженный воздух-металл. При этом участки сэндвич-панели, содержащие пенополиуретан, обеспечивают прочность соединения внешних слоев со средней частью, а участи - с разряженным газом между внешними слоями, обеспечивают снижение теплопроводности через плоскость сэндвич панели. Сущность изобретения поясняется чертежами.
На фиг. 1 приведен общий вид сэндвич панели, выполненной из плиты пенополиуретана с ячейками.
Сэндвич-панель состоит из двух внешних слоев 1, средней части 2, выполненной из плиты пенополиуретана с ячейками пустот 3. Ячейки пустот 3, соединены между собой сообщающимися каналами 4, так, что все полости сэндвич-панели соединены между собой.
По периметру сэндвич панели выполняются участки без пустых ячеек, образуя по периметру сэндвич-панели вакуум- плотную обечайку 5. Это обеспечивает возможность вакуумирования всех пустых ячеек и увеличивает жесткость и прочность конструкции сэндвич-панели. Размеры пустых ячеек, их форма, а также соотношение суммарной площади пустых ячеек - Fo к суммарной площади участков, в которых средняя часть сэндвич панели заполнена пенополиуретаном - Fp, определяются расчетным путем, и зависят от назначения сэндвич- панели, от величины и направления механического воздействия на сэндвич-панель в период эксплуатации, от толщины металла внешних слоев, от толщины плиты из пенополиуретана и может составлять Fo/Fp=0,2-0,6.
Наиболее рациональными являются ячейки цилиндрической формы при Fo/Fp=0,5. В обечайке сэндвич- панели размещается клапан для введения в пустые ячейки инертного газа аргона, или для последующего вакуумирования этих ячеек. Газ аргон выбирается в связи с тем, что он имеет минимальную теплопроводность, при относительно не высокой себестоимости.
Процесс сборки заявляемой сэндвич-панели может быть таким же, как и процесс сборки панели с цельной плитой из пенополиуретана. Например, на горизонтально установленный первый внешний лист наносится клей, сверху этот лист с прослойкой из клея укладывается плита из пенополиуретана с ячейками, плита из пенополиуретана покрывается клеем, сверху укладывается второй внешний лист, сверху конструкция сжимается прессом и выдерживается необходимое время. После того как сэндвич-панель склеена, через клапан в плите из пенополиуретана, вакуумируется воздух из ячеек плиты, клапан закрывается, или после вакуумирования воздуха в пустоты сэндвич-панели через клапан подается газ аргон. Затем в ячейках полости с аргоном вакуумируется. Для этого смесь воздуха и газа аргона в ячейках неоднократно вакуумируется. Этот процесс вакуумирования смеси аргона и воздуха может быть выполнен два-три раза, тогда доля аргона в пустотах сэндвич-панели будет больше. Завершается такой процесс вакуумированием и закрытием клапана.
В период эксплуатации через плоскость заявляемой сэндвич - панели будет передаваться меньше тепла в сравнении, с передачей тепла через плоскость типовой сэндвич-панель одинаковой толщины. Испытания показали, что теплопроводность заявляемой сэндвич панели, при ее заполнении аргоном без вакуумирования, уменьшается на 8…10%. А у вакуумированный сэндвич-панели (после заполнения аргоном) теплопроводность уменьшается на 10…20%.