СИСТЕМЫ НАСТЕННОЙ ИЗОЛЯЦИИ С ОПОРОЙ
WALL-MOUNTED INSULATION SYSTEM WITH SUPPORT

Изобретение относится в целом к области строительства зданий. В частности, изобретение относится к области изготовления изолированных металлических стенок для металлических зданий.
Обычно металлические здания сооружают в ходе последовательности операций. Сначала сооружают металлическую раму. Металлическая рама включает в себя многочисленные конструкционные опорные элементы. Кровельные части включают в себя наклонные конструкционные элементы кровли, которые упоминаются как обрешетины. Стены включают в себя разделенные промежутками по вертикали горизонтальные элементы, которые упоминаются как прогоны. После установки рамы обычным является изолирование как кровли, так и стен здания.
Что касается компоновки кровли, то поверх обрешетин укладывают рулонную изоляцию, после чего поверх изоляции крепят кровельные панели. В некоторых случаях известна установка термоблока поверх верхнего борта обрешетины, так что он помещается по всей длине обрешетины поверх наложенной рулонной изоляции.
Что касается обычной стены, то рулонную изоляцию крепят сверху, так что она укладывается поверх идущих по горизонтали прогонов. Затем к наружным бортам прогонов крепят металлические стенные панели, зажимая рулонную изоляцию между стенной панелью и наружным бортом каждого прогона там, где они сопрягаются. Эти линии зажатой изоляции ведут к потерям тепла.
В вариантах реализации изобретение относится к настенной системе, которую структурно поддерживают разделенные по вертикали горизонтальные опорные элементы (т.е. прогоны). В вариантах реализации система включает в себя стенную панель типа, имеющего обращенные внутрь желобки. В первом варианте реализации между стенной панелью и прогонами установлена скоба. Каждая скоба имеет множество лапок. Лапки размещаются через промежутки на скобе и отходят в сторону в наружном направлении. Части каждой лапки конфигурированы так, чтобы закреплять скобу между стенной панелью и смещенным по вертикали горизонтальным опорным элементом. Во втором альтернативном варианте реализации независимые лапки (не находящиеся на скобе) могут быть размещены через промежутки вдоль каждого из горизонтальных опорных элементов. Независимо от этого образуется пространство между наружными бортами прогонов и обращенными внутрь желобками в стенной панели. Это пространство допускает расширение изолирующего покрытия в пространстве, образованном между лапками.
Описан также способ изготовления стены. Этот способ включает в себя (i) применение множества размещенных через промежутки по вертикали горизонтальных конструкционных элементов, (ii) наложение изоляции в наружной стороне на горизонтальные конструкционные элементы, (iii) прикрепление соединительных частей на отходящих в сторону лапках на множестве скоб поверх рулонной изоляции к множеству наружных бортов каждого из множества горизонтальных конструкционных элементов и (iv) установку стенной панели с наружной стороны изоляции путем прикрепления стенной панели к наружному борту скобы.
Краткое описание нескольких видов чертежей
Иллюстративные варианты реализации настоящего изобретения описаны подробно ниже со ссылкой на прилагаемые чертежи, которые включены сюда в качестве ссылки и на которых:
на фиг. 1А показана в поперечном разрезе стенная часть обычной изолированной панели;
на фиг. 1В показан вид сверху в горизонтальном разрезе обычной конструкции стены металлического здания с изоляцией;
на фиг. 1С показан местный разрез, демонстрирующий особенности вокруг прогона при обычной конструкции, показанной на фиг. 1А и 1В;
на фиг. 1D показан перспективный вид приведенной в качестве примера стенной панели;
на фиг. 2 показан перспективный вид изолированной стены согласно описанному здесь изобретению;
на фиг. 3А показан перспективный вид опорной скобы, соответствующей принципам настоящего изобретения;
на фиг. 3В показано плоское металлическое изделие, которое может быть подвергнуто механической обработке для изготовления опорной скобы с фиг. 3А;
на фиг. 3С показан вид с торца опорной скобы с фиг. 3А;
на фиг. 4А показан вертикальный разрез изолированной стены согласно настоящему изобретению;
на фиг. 4В показан горизонтальный разрез изолированной стены согласно настоящему изобретению;
на фиг. 4С показан местный разрез, взятый из вертикального разреза с фиг. 4А;
на фиг. 4D показан местный разрез, взятый из горизонтального разреза с фиг. 4В;
на фиг. 5А показан перспективный вид разделительной лапки, соответствующей принципам настоящего изобретения;
на фиг. 5В показан вид с торца разделительной лапки с фиг. 5А.
Подробное описание
Варианты реализации настоящего изобретения предлагают систему изолированной металлической панели для изоляции здания. Для получения контекста описанных вариантов реализации рассмотрим фиг. 1А, 1В, 1С и 1D, на которых показан существующий уровень этой области техники.
На фиг. 1А показана обычная система 10, в которой металлическая стенная панель установлена для создания стены здания. Тип панельной обшивки, показанный на фиг. 1А-D, обозначается товарной маркой SHADOWALL и выпускается компанией BlueScope Limited, расположенной в Канзас-Сити, шт. Миссури, бизнес-группой BlueScope Steel Limited, Австралия. Как показано на фиг. 1D, стенная панель 12 может включать в себя вертикальные желобки (или гребни) 22, идущие вверх и вниз по панели 12. Эти вертикальные желобки 22 образуют самую внутреннюю часть панели 12, т.е. эти желобки 22 дальше всего выступают в сторону внутренней части здания (см. фиг. 1В). Между каждой из этих вертикальных выемок 22 имеется небольшой V-образный уклон, который тянется в том же направлении, что и желобки (гребни) 22 (см. фиг. 1D).
Как показано на фиг. 1А, этот тип металлической панели 12 обычно крепят к множеству идущих горизонтально и разделенных промежутками по вертикали Z-образных прогонов 14. Каждый Z-образный прогон 14 имеет наружный борт 24 (см. фиг. 1С), к которому с помощью крепежных изделий крепится металлическая стенная панель 12. В качестве крепежных изделий 16 обычно используют винты-саморезы.
Когда требуется изолировать стену, рулон изоляции 18 может быть развернут и наложен на стенную панель 12 до прикрепления панели 12 к Z-образным прогонам 14. Изолирующее покрытие 18 может иметь отделку 19 на внутренней стороне, которая предотвращает контакт с обитателями, придает более привлекательный вид и образует паронепроницаемый барьер. Процесс наложения покрытия может включать в себя прикрепление покрытия 18 определенным образом к самой верхней обрешетине так, чтобы оно оставалось в не развернутом положении. После развертывания и наложения на панель 12 изолирующее покрытие 18 крепится между стенной панелью 12 и наружными бортами 24 множества Z-образных прогонов 14 с использованием крепежных изделий 16 (си. фиг. 1А). В частности, крепежные изделия 16 пропускают сквозь вертикальные желобки 22, изолирующее покрытие 18 и затем в наружные борты 24 Z-образных прогонов 14.
Когда крепежное изделие 16 завинчивают через самую внутреннюю часть (желобок 22) стены, она прижимается к наружному борту 24 соответствующего Z-образного прогона 14 и зажимает часть 26 изолирующего покрытия 18 (см. фиг. 1С). Это сжатие изолирующего покрытия 18 создает участок, на котором ослабевает сопротивление передаче тепла, что допускает значительные потери тепла. Если рассматривать диаграммы теплового потока на участке рядом с бортом 24 Z-образного прогона 14, можно увидеть значительный поток тепловой энергии на участке, окружающем крепежное изделие 16. И наоборот, можно отметить, что тепловые потери уменьшаются в местах, расположенных выше и ниже бортов 24 Z-образных прогонов 14. Уменьшение тепловых потерь на участках между прогонами связано с тем, что изолирующее покрытие 18 (например, посередине между разделенными промежутками по вертикали Z-образными прогонами 14 на фиг. 1А) раздуваются и распухают в наружном направлении тем больше, чем дальше оно находится от бортов прогонов 24, допуская, чтобы больший объем тепла, являющегося хорошим теплоизолятором, способствовал изоляции. Поскольку изолирующее покрытие приколото между внутренней поверхностью выемок 22 и бортом прогона 245 во многих местах на панели 12, возникающие в результате тепловые потери будут проявляться как множество смещенных по вертикали параллельных горизонтальных полос на наружной стороне конфигурированной таким образом каждой стены здания.
Компоновка 110, которая предложена настоящим изобретением и которую можно видеть на фиг. 2-5, значительно уменьшает тепловые потери в металлической стене 112 (см. фиг. 2). Как и обычная система 10, металлическая стена 112 прикреплена снаружи Z-образных прогонов 114 здания с использованием крепежных изделий. Кроме того, подобно обычной системе 10, при установке стены 112 изолирующее покрытие 118 с облицовкой 119 накладывают и устанавливают между стеной 112 и Z-образным прогоном 114. Кроме того, подобно обычной системе 10, новая система 112 крепится на самых внутренних частях выемок 122 стены 112 (см. фиг. 2).
Однако новая система 110 отличается от обычной системы тем, что изолирующее покрытие 118 при закреплении металлической стенной панели 112 не уплотняется непосредственно и не зажимается между металлической стенной панелью 112 и бортом 124 Z-образного прогона 114. Вместо этого поверх изоляции 118 - отходящая в сторону несущая скоба 132 (см. фиг. 2), которая крепится между стенной панелью 112 и наружным бортом 124 Z-образного прогона 114 по длине прогона 114.
Несущая скоба 132, как показано более ясно на фиг. 3А, содержит отходящий в сторону опорный стержень 134 и множество лапок 126, размещенных по длине несущей скобы 134. Каждая лапка 126 имеет отходящую наружу часть 126а, которая тянется наружу от опорного стержня 134 и оканчивается на кромке 126b. Кромка 126b отходящей наружу части 126а образует ту часть отходящей наружу части 126а, которая наиболее удалена от опорного стержня 134. Каждая лапка 126 содержит также отходящую вниз часть 126с, которая проходит вниз от кромки 126b.
Несущая скоба 132 может быть изготовлена из плоской металлической заготовки 131 (см. фиг. 3В), которая конфигурирована известными способами для образования готовой несущей скобы 132. Некоторые или все лапки 126 с их отходящими вниз частями 126с могут включать в себя проемы или отверстия 126h. Опорный стержень 134 может иметь также отверстия 132h, которые располагаются вдоль опорного стержня 134 на расстоянии 1321 друг от друга, каковое расстояние 1321 в общем соответствует поперечному расстоянию между двумя идущими по вертикали соседними желобками 22 (см. измерение 221 на фиг. 1D).
В процессе сборки при сооружении здания Z-образные прогоны 114 будут уже установлены на месте, как показано на фигурах, с остальными компонентами стены, уже установленными с их наружной стороны. В некоторых вариантах реализации изолирующее покрытие 118 будет уложено с наружной стороны бортов 124 Z-образных прогонов 114. Нет необходимости независимо крепить изоляцию 118 в этот момент, но во многих случаях будет иметь смысл прикрепить покрытие 118 сверху и позволить ему опуститься вдоль бортов прогонов 124 перед их прикреплением к стенной панели 112 Z-образных прогонов 114.
Следующая операция согласно вариантам реализации изобретения заключается в закреплении несущих скоб 132. В некоторых вариантах реализации это должно означать, что лапки 126 несущей скобы 132 прикреплены к борту Z-образного прогона 114 поверх изоляции 118 перед тем, как стенная панель 112 будет прикреплена к опорному стержню 134 скобы 132. После выравнивания и закрепления лапок 126 так, что они проходят по длине Z-образного прогона 114, крепежные изделия 116 (см. фиг. 4С) пропускаются через отверстия 126h в лапках 126 и изолирующее покрытие 118 и ввинчиваются в борт 124 Z-образного прогона 114. Участки изоляции, захваченные под лапками 126 несущей скобы 132, относительно малы, и после их прикрепления к борту прогона 124 окружающая изоляция легко разувается, заполняя участки, окружающие лапки 126. Надо стремиться выровнять лапки 126 по горизонтали вдоль борта 126 так, чтобы по меньшей мере один желобок 122 панели 112 при последующей установке панели 112, соответствовал отверстию 132h в опорном стержне 134 скобы 132.
Следующей операцией после прикрепления лапок 126 к борту 124 крепежными изделиями 116 является установка панели 112 вертикально, так что одна или больше желобковых частей 122 панели 112 выравнивается с отверстием 132h опорного стержня 134 скобы 132. В частности, крепежные изделия 133 (см. фиг. 4С) пропускаются через желобок 122 снаружи и затем пропускаются через отверстие 132h в опорном стержне 134. Панель 112, таким образом, опосредованно прикреплена к борту 124 Z-образного прогона 114.
Поскольку выступающие наружу части 126а лапок 126 отводят панель 112 от наружного борта 124 Z-образного прогона 114, между прогоном 114 и панелью 112 образуется значительное свободное пространство, так что изоляция 118 может заполнить пространство. Кроме того, каждая лапка 126 отделена в продольном направлении от соседней лапки расстоянием 130 (см. фиг. 4В), и скоба 132 отделена по вертикали от другой скобы значительным расстоянием 128 (см. фиг. 4А). Эти расстояния образуют большую площадь для раздувания в ней изолирующего покрытия, как между разделенными по вертикали Z-образными прогонами 114, так и в продольных промежутках 130 между соседними лапками 126. Раздувшееся изолирующее покрытие 118 является гораздо более эффективным в качестве теплового барьера, чем прикрепленная изоляция 118. Таким образом, гораздо большая доля стенной панели 112 прикрыта изоляцией, которая идет волнами, а не плотно прикреплена, и поэтому благодаря несущим скобам 132 значительно уменьшаются тепловые потери.
Существует также возможность достичь указанных выше целей путем использования вместо или наряду с опорной скобой 132 множества независимых лапок 200а (см. фиг. 5А и 5В), которые распределены по длине наружного борта 124 Z-образного прогона 114. В этом варианте лапка 200а имеет базовый элемент 202а с кромками 204а и 206а. Соединительная часть 208а, имеющая проем или отверстие 208h, тянется по вертикали вверх от кромки 204а, в то время как соединительная часть 210а, имеющая отверстие или проем 210h, тянется по вертикали вниз от кромки 206а. Лапки сначала прикрепляют к борту 124 Z-образного прогона 114 поверх изоляции 118 крепежным изделием, которое проходит через отверстие 210h в соединительной части 210a и затем ввинчивается в борот 124 Z-образного прогона 114. Как и ранее, при размещении по горизонтали лапок 200а вдоль борта 124 следует стараться, чтобы лапки 200а прикреплялись к борту 124 так, чтобы отверстия 208h в соединительной части 208а совпадали с желобковыми частями 122. После прикрепления лапок 200а к борту 124 панель может стоять вертикально и прикрепляться к соединительным частям 208а лапок 200а; в частности, крепежное изделие может быть пропущено с наружной стороны желоба 122 через желоб 122 и отверстие 208h в соединителе 204а, таким образом опосредованно прикрепляя панель 112 к борту Z-образного прогона 114. Эти независимые лапки 200а могут допустить большую гибкость, чем несущая скоба 132, любое количество лапок 200а может быть прикреплено с нужными промежутками в соответствии с требованиями конкретного проекта.
Возможно много различных компоновок различных изображенных компонентов, так же как не показанных компонентов, без отступления от существа и объема настоящего изобретения. Варианты реализации настоящего изобретения описаны скорее в качестве иллюстрации, а не с целью ограничить рамки изобретения. Для специалистов в данной области техники будут очевидны альтернативные варианты реализации, не отступающие от объема изобретения. Квалифицированный специалист может разработать альтернативные пути осуществления упомянутых улучшений без отступления от объема настоящего изобретения.
Понятно, что некоторые признаки и субкомбинации являются полезными и могут применяться без ссылки на другие признаки и субкомбинации и рассматриваются в рамках формулы изобретения. Не все операции, перечисленные на различных фигурах, требуется выполнять в конкретном описанном порядке.