Энергоэффективная фасадная панель с воздушной ячеистой каверной

Полезная модель относится к области промышленно-гражданского строительства, в частности к системам ограждения зданий, и может быть использована при возведении и строительстве энергоэффективных зданий, так и при реконструкции ранее эксплуатируемых сооружений, для придания им эстетических качеств и повышения степени теплоизоляции и защиты от внешних атмосферных воздействий.
Основной целью данного конструктивного предложения является обеспечение теплозащиты здания, увеличение активного термического сопротивления и уменьшение потерь тепла, повышение энергоэффективности строящихся и эксплуатируемых зданий и сооружений за счет эффективной фасадной конструкции без применения теплоизоляционного материала (утеплителя).
В настоящий момент практически все ограждающие конструкции зданий и сооружений являются многослойными, где теплозащиту здания обеспечивает теплоизоляционный слой – утеплитель. Существуют системы навесных вентилируемых фасадов, многослойные ограждающие конструкции и панели с теплоизоляционным слоем, фасады с буферными зонами, а также плоские фасадные панели и кассеты.
Из уровня техники известен навесной вентилируемый фасад из коробчатых панелей (RU 2 320 834 C1), включающий закрепленный на подвергающейся облицовке поверхности опорный профиль и совокупность укрепленных на нем установочных элементов для закрепления коробчатых панелей, отличающийся тем, что на верхних и нижних стенках коробчатых панелей выполнены отверстия, вблизи которых укреплены крепежные элементы, а установочные элементы снабжены упругодеформируемыми фиксирующими лапками, расположенными вне плоскости опорного профиля, при этом форма и размеры отверстий, крепежных и установочных элементов, фиксирующих лапок, а также взаимное их расположение выбраны из условия обеспечения возможности заглубления фиксирующих лапок через отверстия вовнутрь полости панелей при их монтаже и упругого их взаимодействия с крепежными элементами панелей при их конечном положении при условии опирания боковых стенок коробчатых панелей на опорный профиль.
Основным недостатком такого решения является, что оно направлено в большей степени на улучшение внешнего вида фасада, упрощение монтажа и экономию крепежных элементов, при это такое решение не обеспечивает должный уровень теплозащиты здания и может применяться в тех регионах, где нет существенной разницы в температурах внутри помещения и окружающей среды.
Известна энергосберегающая фасадная панель (RU 172633 U1) энергосберегающая панель, состоящая из по меньшей мере одной плиты из теплоизолирующего материала на основе базальтового волокна толщиной не менее 40 мм, помещенной в два несущих металлических профиля, причем металлические профили выполнены C-образной формы, толщиной не менее 1,3 мм и неподвижно соединены с плитой методом прессования, а плиты соединены между собой неметаллическими фасадными крепежными элементами.
Недостатком данной конструкции является то, что для обеспечения теплозащитных свойств необходимо наличие теплоизоляционного материала, она не в полной мере использует возможности воздуха как теплоизоляционного материала и требует наличие теплоизоляционного слоя, существует потенциал для значительного увеличения активного термического сопротивления за счет объемов, содержащих неподвижный воздух.
Наиболее близким техническим решением к заявляемому является многослойная фасадная панель (RU 191 998 U1), которая содержит два теплоизоляционных слоя, соединенные между собой несущими перфорированными профилями, образуя замкнутый вентилируемый воздушный зазор; при этом к внутреннему теплоизоляционному слою панели монтированы влагостойкие цементные плиты, а наружный теплоизоляционный слой выполнен из композитного материала с сердечником из минераловатного заполнителя. Недостатком данной конструкции является то, что она не в полной мере использует возможности воздуха как теплоизоляционного материала и требует наличие теплоизоляционного слоя, существует потенциал для значительного увеличения активного термического сопротивления за счет объемов, содержащих неподвижный воздух. К недостатку известного описанной панели можно отнести также вес панели, который ограничивает сферу использования данной конструкции малоэтажным строительством и вынуждает применять массивные крепежные элементы.
В предлагаемом устройстве для увеличения активного термического сопротивления и уменьшения потерь тепла, воздушный зазор выполнен в виде герметичных ячеек, размеры которых выбраны так, чтобы блокировать свободно-конвективные течения внутри каждой ячейки, чтобы создать неподвижное воздушное пространство внутри каждой ячейки.
В настоящий момент практически все ограждающие конструкции зданий и сооружений являются многослойными, где теплозащиту здания обеспечивает теплоизоляционный слой – утеплитель. Существуют системы навесных вентилируемых фасадов, многослойные ограждающие конструкции и панели с теплоизоляционным слоем, фасады с буферными зонами, а также плоские фасадные панели и кассеты.
Техническим результатом будет являться значительное увеличение активного термического сопротивления и уменьшение массы панели.
Технический результат достигается тем, что в конструкции используются объемы, содержащие неподвижный воздух (или инертный газ - аргон, ксенон, криптон, гексафторид серы) с низкой теплопроводностью.
Сущность полезной модели поясняется чертежами.
На фигуре 1 изображена энергоэффективная фасадная панель с воздушной ячеистой каверной, в которой для увеличения активного термического сопротивления и уменьшения потерь тепла, воздушный зазор выполнен в виде герметичных ячеек, размеры которых выбраны так, чтобы блокировать свободно-конвективные течения внутри каждой ячейки, чтобы создать неподвижное воздушное пространство внутри каждой ячейки. На фигуре изображены следующие элементы: 1- стена, 2 - композитная панель;3 – шарообразные элементы с неподвижным воздухом (или инертным газом - аргон, ксенон, криптон, гексафторид серы), 4– полипропиленовая сетка; 5-крепежный элемент; 6– терморазрыв.
На фигуре 2 представлен объемный вид энергоэффективной фасадной панели с воздушной ячеистой каверной. На фигуре изображены следующие элементы: 2- композитная панель; 3 – шарообразные элементы с неподвижным воздухом (или инертным газом - аргон, ксенон, криптон, гексафторид серы), 4– полипропиленовая сетка; 5-крепежный элемент.
На фигуре 3 представлены крепежные элементы.
На фигуре 4 представлен крепежный элемент.
Панель крепится к основному несущему элементу - колонне, перекрытию или стене (1) с помощью крепежных элементов (5), которые удерживают панель в четырех местах и которые устанавливаются в перекрытия, стены и колонны, в вертикальном промежутке в зависимости от размера предлагаемой панели и конструктивных решений здания. Расстояние между крепежными элементами может варьироваться в зависимости от конструктивной потребности. Панель представляет собой облицовочный элемент коробчатой формы. Наружная грань, а также торцевые, формирующие длину панели, выполнены из композитной панели (2). 3 грани (внутренняя, прилегающая к стене и 2 торцевых, нижняя и верхняя, формирующие толщину панели), представляют собой полипропиленовую сетку (4). Полость панели представляет собой воздушную каверну, заполненную шарообразными элементами (ячейками) (3) с неподвижным объемом воздуха (или инертного газа - аргон, ксенон, криптон, гексафторид серы) из воздухонепроницаемого полимерного материала. Между несущим основанием и крепежным элементов устанавливается терморазрыв (6) для избежания образования мостиков холода и минимизации их негативного влияния на теплотехнические свойства ограждающих конструкций.
Грани, выполненные из сетки, позволяют избежать переувлажения стеновой конструкции и образования точки росы на границе стены и панели. Размер шарообразных элементов определяется путем проведения теплотехнического расчета в зависимости от типа здания и соответствующей климатической зоной. Наружная грань, а также торцевые, формирующие длину панели, выполнены из композитной панели (2 листа алюминия и заполнение между листами).
Внутренняя полость коробчатой формы представляет собой воздушный зазор в виде герметичных ячеек, размеры которых выбраны так, чтобы блокировать свободно-конвективные течения внутри каждой ячейки, чтобы создать неподвижное пространство, заполненное воздухом (или газом - аргон, ксенон, криптон, гексафторид серы) внутри каждой ячейки.
Таким образом достигается основной технический результат – увеличение активного термического сопротивления и уменьшение потерь тепла, обеспечение теплозащиты здания, повышение энергоэффективности строящихся и эксплуатируемых зданий и сооружений за счет эффективной фасадной конструкции без применения теплоизоляционного материала (утеплителя).
Помимо теплозащиты и защиты от переувлажнения конструкции, такая панель очень легкая, что позволяет снизить нагрузку на несущие конструкции зданий и сооружений, благодаря этому ее можно применять для возведения зданий и сооружений любой высоты. Применение панели получить дополнительную экономию за счет отказа от дополнительного теплоизоляционного слоя, работ по его креплению и сопутствующих комплектующих и транспортных издержек.