СТЕНОВОЙ ЭЛЕМЕНТ
WALL ELEMENT

Изобретение относится к стеновому элементу, в частности для облицовки фасадов зданий, выполненному из сэндвичеобразного комбинированного материала, состоящего из металлических покрывающих листов и по меньшей мере одного расположенного между ними сердцевинного слоя.
Использование коррозионно-защищенных или коррозионно-стойких металлических листов для облицовки фасадов зданий давно известно. Для этого обычно крупноформатные металлические листы, изготавливаемые, например, из оцинкованной горячим способом стальной полосы в виде трапециевидных, кессонных или гофрированных профилей, крепятся на держателях фасадных облицовок и/или непосредственно на наружной стене здания. Нормальные, т.е. однослойные, металлические листы не обеспечивают, однако, удовлетворительные теплоизоляцию и поглощение механического шума.
Кроме того, известно выполнение металлических стеновых панелей в виде панелей-сэндвич для придания им, в частности, улучшенных теплоизолирующих свойств. Для этого изготавливается сэндвичеобразный комбинированный материал, состоящий из металлических покрывающих листов и сердцевинного слоя из пеноматериала. Для изготовления такого комбинированного материала покрывающие листы обычно запениваются.
Из DE 2508353 А1 известна трудногорючая панель, состоящая из плоского металлопластикового комбинированного материала. Металлические слои этого комбинированного материала состоят из коррозионно-стойких металлических листов или снабжены по меньшей мере одним коррозионно-стойким покрытием. Расположенный между металлическими листами пластиковый слой выполнен из пластика, содержащего неорганические добавки в мелкораспределенном виде. Кроме того, предусмотрен слой клея, который соединяет пластик с покрывающими слоями, обладает хорошей прочностью при повышенной температуре и за счет этого обеспечивает передачу усилий сдвига. Пластиковый слой состоит преимущественно из термопласта. Этот известный комбинированный материал, предназначенный для внутренней отделки и фасадной облицовки, отвечает, правда, требованиям в соответствии с классами стройматериалов от В1 до А2 по DIN 4102, однако имеет тот недостаток, что он содержит компоненты, опасные для здоровья по стандарту GHS. В частности, в замкнутых помещениях в случае пожара должно быть исключено, чтобы лица, находящиеся или запертые в этих помещениях, подвергались другим вредным для здоровья воздействиям.
В основе изобретения лежит задача создания стенового элемента описанного выше рода, который был бы безвредным для здоровья, относительно легким, стабильным, долговечным и относительно недорогим в изготовлении.
Для решения этой задачи предложен стеновой элемент с признаками п. 1 формулы изобретения.
Предложенный стеновой элемент изготовлен из сэндвичеобразного комбинированного материала, состоящего из металлических покрывающих листов и по меньшей мере одного расположенного между ними сердцевинного слоя. При этом сердцевинный слой согласно изобретению выполнен из волокносодержащего, температуростойкого, по меньшей мере до 600°С уплотнительного материала, причем толщина сердцевинного слоя составляет до 2 мм.
Помимо температурной стойкости при одновременно хорошей теплоизоляции волокносодержащий, температуростойкий, по меньшей мере, до 600°С, преимущественно, по меньшей мере, до 700°С, сердцевинный слой по сравнению с известным сердцевинным слоем из пластика, содержащимся в комбинированной (т.е. сложенной) панели из DE 2508353 А1, способствует также повышению свойств жесткости стенового элемента. За счет этого его покрывающие листы могут быть выполнены относительно тонкими, так что по сравнению с известным выполнением возможно и уменьшение массы сэндвичеобразного комбинированного материала и изготовленного из него стенового элемента. В остальном стеновой элемент отличается за счет волокносодержащего, температуростойкого сердцевинного слоя также хорошим поглощением механического шума.
Заявленный стеновой элемент или элемент внутренней облицовки отвечает требованиям, по меньшей мере, класса пожарозащиты А2, порой даже класса пожарозащиты А1 по DIN 4102, если он особенно предпочтительно содержит негорючий волокносодержащий сердцевинный слой.
Толщина каждого покрывающего листа стенового элемента лежит, например, в диапазоне от примерно 0,1 мм до 0,8 мм, преимущественно в диапазоне от примерно 0,1 мм до 0,5 мм, особенно предпочтительно в диапазоне от примерно 0,1 мм до 0,4 мм.
Покрывающие листы стенового элемента изготовлены преимущественно из стального материала. Он является относительно недорогим материалом, который отличается высокими температурной стойкостью и сопротивлением к разрушению, а также хорошей формуемостью (деформируемостью), в частности оптимальной способностью к отбортовке и/или тиснению.
Для покрывающих листов стенового элемента подходят также цветные металлы, например алюминий или медь. Алюминий обладает тем преимуществом, что на свободной поверхности при повышении температуры (в случае пожара) в окружающей атмосфере образуется слой оксида алюминия, являющийся высокотемпературостойким.
Чтобы достичь оптимальных материальных затрат и в то же время длительного срока службы стенового элемента, в одном варианте предусмотрено, что покрывающие листы снабжены коррозионно-защитным слоем. Он реализуется, например, путем горячего облагораживания и/или электролитического покрытия металлических покрывающих листов. Характерными покрытиями для горячего облагораживания являются: Z: 99% Zn, ZA: 95% Zn + 5% Al, AZ: 5% Al + 43,4% Zn + 1,6% Si, AS: 88-92% Al + 8-12% Si.
Другой предпочтительный вариант стенового элемента отличается тем, что покрывающие листы имеют разную толщину и/или снабжены разными коррозионно-защитными слоями. Это позволяет получить в отношении высокой изгибной прочности, небольшой массы и высокой атмосферостойкости оптимальный стеновой элемент для внешней облицовки, например, в качестве фасадного элемента.
В другом варианте по меньшей мере один из покрывающих листов снабжен выполненным из цинка коррозионно-защитным слоем. В качестве альтернативы или дополнительно, по меньшей мере, один из покрывающих листов может быть снабжен также выполненным из алюминия коррозионно-защитным слоем.
Помимо классического горячего и электролитического покрытий подходят также CVD-, PVD- и/или золь-гелевые покрытия. Кроме того, покрывающие листы могут также дополнительно облагораживаться или могут быть также дополнительно облагорожены, например, посредством анодирования. Благодаря этому для цветового оформления не существует никаких границ.
Предпочтительно, в частности, если согласно другому выполнению стенового элемента (фасадного элемента) по меньшей мере внешняя сторона верхнего и/или обращенного к солнечной стороне покрывающего листа снабжена выполненным из алюминия коррозионно-защитным слоем. В таком случае такое алюминиевое покрытие придает стеновому элементу (фасадному элементу) очень низкое свойство поглощения солнечного или температурного излучения и высокую теплоотражающую способность.
Согласно другому варианту, по меньшей мере, лицевая сторона в случае внешней или внутренней облицовки дополнительно снабжена органическим покрытием. Органические покрытия в виде лаков могут иметь разные цвета, так что для цветового оформления стенового элемента не существует никаких границ.
Для достижения достаточно высокой температурной стойкости сердцевинный слой или уплотнительный материал сердцевинного слоя стенового элемента имеет в другом варианте толщину преимущественно в диапазоне от примерно 0,6 мм до 1,5 мм, особенно предпочтительно в диапазоне от примерно 0,7 мм до 1,3 мм.
Далее в отношении небольшой массы конструктивного элемента предпочтительно, если согласно другому вариантутолщина сердцевинного слоя составляет по меньшей мере 1,5-кратное, преимущественно по меньшей мере 2-кратное, особенно предпочтительно по меньшей мере 2,5-кратное значение толщины одного из покрывающих листов или самого тонкого из них.
Другой предпочтительный вариант отличается тем, что уплотнительный материал сердцевинного слоя изготовлен из неорганических волокон, преимущественно минеральных волокон, и неорганических наполнителей, преимущественно минеральных наполнителей, в комбинации с органическими волокнами и связующим. Испытания показали, что такой уплотнительный материал обеспечивает температуры длительного применения вплоть до 1000°С.
Уплотнительный материал или сердцевинный слой стенового элемента содержит преимущественно минеральное пожарозащитное средство, которое свободно от галогенов и действует в качестве средства подавления дымовых газов. Это предпочтительно в случае использования стенового элемента в качестве внутренней облицовки замкнутых помещений. Этим можно предотвратить причинение ненужного дополнительного вреда здоровью. Кроме того, уплотнительный материал или сердцевинный слой может содержать преимущественно фунгицид, подавляющий образование плесени в сердцевинном слое.
Для соединения слоев сэндвичеобразного комбинированного материала в другом варианте предусмотрено, что каждый покрывающий лист соединен с сердцевинным слоем посредством слоя клея. В качестве клея при этом применяется преимущественно клей на водной основе, например полиуретановый дисперсионный клей или термоплавкий клей. Толщина соответствующего слоя клея лежит при этом, например, в диапазоне от 5 мкм до 25 мкм, преимущественно в диапазоне от 8 мкм до 15 мкм. Нанесение клея на покрывающий лист осуществляется, например, раклями, распылением или валиками. Покрывающие слои (покрывающие листы) и применяемый для сердцевинного слоя волокносодержащий температуростойкий уплотнительный материал могут быть соединены между собой в виде полосы или панели. Преимущественно соединение покрывающих слоев с сердцевинным слоем осуществляется в двухленточном прессе. Нанесенный на покрывающий лист клей (термоплавкий клей) активируется в двухленточном прессе за счет давления и температуры и сшивается с волокносодержащим температуростойким сердцевинным слоем.
В качестве альтернативы еще при изготовлении уплотнительного материала или сердцевинного слоя в волокносодержащий температуростойкий уплотнительный материал может быть введен, в частности инфильтрован или примешан, клей на водной основе. Благодаря этому может отпасть этап нанесения клея на покрывающие листы. Соединение покрывающих слоев с сердцевинным слоем осуществляется, как уже сказано, преимущественно в двухленточном прессе, в котором за счет давления и температуры клей сначала активируется и сшивается внутри сердцевинного слоя и одновременно или затем сцепляется с покрывающими слоями с замыканием материала.
Сэндвичеобразный комбинированный материал выполнен с возможностью формования, в частности обладает способностью к отбортовке и/или тиснению, так что возможны любые формы от по существу плоской панели до трехмерных структур разных габаритов. В частности, стеновой элемент может быть выполнен в качестве фасадного элемента и элемента внутренней облицовки зданий при сухом строительстве, в пожаро- и взрывоопасных областях, например в топливохранилищах и химических лабораториях, в судостроении, а также в качестве стенового элемента в лифтах, в частности в кабинах лифтов.
Другие предпочтительные варианты приведены в зависимых пунктах формулы.
Ниже изобретение более подробно поясняется со ссылкой на чертежи, на которых изображен пример его осуществления. Единственная фигура показывает в перспективе два расположенных рядом друг с другом стеновых элемента.
Стеновые элементы 1, 1' служат, например, элементами внутренней облицовки зданий, в частности офисных или общественных зданий, например в аэропортах, или судов.
Каждый стеновой элемент 1, 1' выполнен из сэндвичеобразного комбинированного материала 2. Он состоит из двух металлических покрывающих слоев 2.1, 2.2 и волокносодержащего, температуростойкого, по меньшей мере до 600°С сердцевинного слоя 2.3.
Покрывающие слои 2.1, 2.2 состоят, например, из листовой стали, снабженной преимущественно коррозионно-защитным слоем. При этом предпочтительно используются коррозионно-защитные слои на основе цинка или алюминия. Толщина каждого покрывающего слоя (покрывающего листа) 2.1, 2.2 составляет, например, от 0,1 мм до 0,8 мм, преимущественно максимум 0,5 мм, особенно предпочтительно максимум 0,4 мм. В примере на фиг. 1 оба покрывающих листа 2.1, 2.2 имеют по существу одинаковую толщину, например около 0,3 мм, и одинаковое качество материала. Однако для изготовления комбинированного материала 2 могут использоваться также покрывающие листы 2.1, 2.2 разной толщины и/или разного качества материала. Если стеновой элемент служит элементом облицовки фасада, то покрывающие листы 2.1, 2.2 могут быть снабжены разными коррозионно-защитными слоями. Так, например, покрывающий лист 2.1 или 2.2, который после закрепления соответствующего облицовочного элемента обращен к солнечной стороне, может быть снабжен покрытием на основе алюминия, обладающим высокой теплоотражающей способностью.
Сердцевинный слой 2.3 состоит из волокносодержащего, температуростойкого, по меньшей мере до 600°С, преимущественно по меньшей мере, до 700°С уплотнительного материала толщиной от примерно 0,5 мм до 2 мм, преимущественно от примерно 0,6 мм до 1,5 мм, особенно предпочтительно в диапазоне от примерно 0,7 мм до 1,3 мм.
Материал сердцевинного слоя 2.3 состоит из смеси неорганических волокон, преимущественно минеральных волокон, и неорганического наполнителя, преимущественно минеральных наполнителей, с небольшой долей органических волокон и связующего. Неорганические волокна, которые вместе с неорганическим наполнителем образуют главный компонент материала сердцевинного слоя, представляет собой преимущественно биорастворимые минеральные волокна. Кроме того, материал сердцевинного слоя может содержать минеральное, свободное от галогенов пожарозащитное средство, обладающее высоким действием подавления дымовых газов. Поскольку доля органических волокон и органического связующего в сердцевинном слое 2.3 очень мала, при огневом или тепловом воздействии происходит лишь небольшое выделение дымовых газов.
Благодаря неорганическим волокнам и минеральным наполнителям сердцевинного слоя 2.3 такой слой уплотнительного материала выдерживает температуры длительной эксплуатации до 900°С или даже до 1000°С, и он преимущественно негорючий. К тому же выполненный таким образом сердцевинный слой 2.3 обеспечивает хорошие теплоизоляцию и шумопоглощение.
Волокносодержащий сердцевинный слой 2.3 придает сэндвичеобразному стеновому элементу 1, 1' помимо высокой температурной стойкости при одновременно хорошей теплоизоляции также заметно более высокие свойства жесткости по сравнению с сердцевинным слоем из пластика с мелкодиспергированными неорганическими добавками, как, например, у панели из DE 2508353 А1, состоящей из металлопластикового комбинированного материала. Эти более высокие свойства жесткости обеспечивают использование относительно тонких металлических покрывающих слоев 2.1, 2.2 и тем самым уменьшение массы сэндвичеобразного стенового элемента 1, 1'.
На фигуре хорошо видно, что каждый из покрывающих листов 2.1, 2.2 комбинированного материала 2 выполнен значительно тоньше сердцевинного слоя 2.3. Для получения легкого стенового элемента толщина сердцевинного слоя 2.3 составляет по меньшей мере 1,5-кратное, преимущественно по меньшей мере 2-кратное, особенно предпочтительно по меньшей мере 2,5-кратное значение толщины самого тонкого из обоих покрывающих листов 2.1, 2.2.
Покрывающие листы 2.1, 2.2 соединяются с сердцевинным слоем 2.3 посредством склеивания. Для этого, например, одна сторона каждого покрывающего листа 2.1, 2.2, а именно обращенная к сердцевинному слою 2.3 сторона, покрывается клеем. Он представляет собой преимущественно клей на водной основе, например полиуретановый дисперсионный клей. Для достаточного соединения покрывающего листа 2.1, 2.2 и сердцевинного слоя 2.3 клей наносится на покрывающий лист 2.1, 2.2 слоем с толщиной 5-25 мкм, преимущественно 8-15 мкм. Нанесение клея может осуществляться, например, распылением, раклями или валиками. Соединение покрывающих листов 2.1, 2.2 и сердцевинного слоя 2.3 происходит тогда преимущественно в обогреваемом двухленточном прессе (не показан), в котором за счет давления и температуры клей активируется и сшивается с волокносодержащим, температуростойким сердцевинным слоем 2.3.
Преимущественно сердцевинный слой 2.3 комбинированного материала 2 герметизирован за счет клея и/или покрывающих листов 2.1, 2.2 от проникновения влаги.
Предложенный комбинированный материал 2 пластически хорошо формируется, в частности за счет отбортовки и/или тиснения. Для этого, например, от соответствующего полосового комбинированного материала 2 отрезаются заготовки, которые в формующем прессе (не показан) формуются в стеновой элемент 1, 1'.
Реализация изобретения не ограничена изображенным примером. Напротив, возможны многочисленные варианты стенового элемента (стенового облицовочного элемента) 1, 1', которые также в случае выполнений, отличающихся от изображенного примера, могут использоваться в охарактеризованном в прилагаемой формуле изобретения.