Зовнішній стіновий композиційний елемент з тепловою ізоляцією

Корисна модель відноситься до галузі виготовлення будівельних теплоізоляційних елементів, зокрема плит для зовнішньої теплоізоляції стін конструкцій будинків. Через зовнішнє огородження будинків тепловитрати складають до 80% усіх тепловитрат у будинках. Тому завдання підвищення рівня і якості зовнішньої теплоізоляції житлових будинків і промислових будівель, збереження тепла в приміщеннях з одночасним скороченням витрат палива для його отримання і, як наслідок, скорочення викидів продуктів згорання палива в атмосферу є державною проблемою. Найбільш перспективною з погляду ефективності є зовнішня теплоізоляція, яка обумовлює сприятливі температурновологові умови роботи основної стіни, що сприяє підвищенню надійності і довговічності конструкцій будівлі. Зовнішня теплоізоляція захищає стіну від добових і сезонних температурних коливань, зледеніння і промерзання, утворення цвілі, захищає конструкцію від перемінного замерзання і відтавання капілярної вологи, яка ініціює руйнування поверхневого шару стіни будівлі. В якості зовнішньої теплоізоляції в теперішній час найбільше розповсюдження знайшли пінопластові плити утеплювача прямокутної форми з поверхневою армуючою сіткою і захисним покриттям [1]. Недоліком такого одношарового утеплювача є його невисока теплоізоляційна властивість. Значно ефективнішою теплоізоляцією володіє стіновий теплоізолюючий елемент, взятий за прототип, що складається із двох паралельних жорстких плит-утеплювачів із мінерального і/або органічного матеріалів, утворюючими замкнутий повітряний прошарок за допомогою взаємоперпендикулярних рівновисоких рейок-ребер [2]. Зовнішня поверхня цього елемента вкрита армуючою сіткою і захисним органічним покриттям. Якщо функціональне призначення захисного органічного покриття - створення декоративно-естетичного вигляду зачищуваної стіни будівлі, збереження теплоізоляційних властивостей утеплювача органічного походження, особливо від негативного впливу ультрафіолетового випромінювання, то використання армуючої органічної сітки в якості основи під захисне органічне покриття дає можливість гальмувати фронт руйнування матеріалу утеплювача від вірогідної дії зовнішнього впливу природних і антропогенних факторів - утворення спочатку поверхневих мікротріщин, розповсюдження їх в глибину покриття, попадання в них вологи, її замерзання в зимовий період, розклинююча дія і, нарешті, руйнування покриття. При руйнуванні останнього волога попадає в матеріал утеплювача і ефективність теплоізоляції різко знижується. Отже, виникає гостра необхідність в пошуку вдосконаленого і ефективного захисту теплової ізоляції від зовнішніх факторів для тривалого збереження її функціональних властивостей. В основу корисної моделі поставлено завдання по удосконаленню зовнішнього стінового композитного елемента з тепловою ізоляцією з використанням композиції двох плит із теплоізоляційних матеріалів із внутрішнім замкнутим повітряним прошарком між ними, захисту зовнішньої поверхні композиції від негативного впливу природних і антропогенних факторів з метою тривалого збереження теплоізоляційних властивостей утеплювача зовнішнього стінового елементу. Поставлене завдання досягається тим, що згідно з корисною моделлю, зовнішня поверхня верхньої мінеральної плити ізольована облицювальним тонкошаровим металевим листом із антикорозійним покриттям, а нижня органічна плита подвійного утеплювача прикріплена до стіни будівлі. Згідно з корисною моделлю, облицювальний тонкошаровий металевий лист з наклеєним з внутрішньої сторони подвійним утеплювачем з повітряним прошарком між ними, з'єднаний через отвори в листі з розвальцьованими з одного кінця і жорстко приєднаними до листа металевими трубками, а з іншого кінця - з завальцьованим дном з центральним отвором для входження дюбеля, внутрішній об'ємний простір трубки після з'єднання дюбелем із стіною будівлі ізольований послідовно монтажною герметизуючою піною і металевою пробкою з антикорозійним покриттям з внутрішнім утеплювачем. Згідно з корисною моделлю, висота стінки трубки від розвальцьованого кінця до кінця трубки в завальцьованому дні з центральним отвором відповідає товщині подвійного утеплювача з повітряним прошарком, а внутрішній діаметр трубки на товщину стінки більший діаметра головки дюбеля. Загальними ознаками із прототипом є: дві паралельні плити-утеплювачі, з'єднувальні рейки-ребра, замкнутий повітряний прошарок. На Фіг.1-3 показані окремі складові зовнішнього стінового композиційного елементу з тепловою ізоляцією, що включає: 1 - облицювальний з антикорозійним покриттям металевий лист з отворами 2, 3 - мінеральна плита утеплювача, 4 - органічна плита утеплювача, 5 - з'єднувальні рейки-ребра, 6 - повітряний прошарок, 7 - мастика, 8 - металева трубка з розвальцьованою верхньою частиною і завальцьованим днищем з отвором 9 в нижній частині, 10 - дюбель, 11 - монтажна гермитизуюча піна, 12 - металева пробка із захисним покриттям і утеплювачем, 13 - зовнішня стіна будівлі. Підготовка зовнішнього стінового композиційного елемента з тепловою ізоляцією з наступним кріпленням його до стінки виконують в приміщенні в такій послідовності: 1. Здійснюють розмітку під отвори 2 на облицювальному металевому листі 1; 2. Штампувальним пресом роблять отвори 2 в листі 1; 3. Паралельно розрізають, наприклад, алюмінієву трубку діаметром 40мм на трубки 8 довжиною 120мм, кінці яких розігрівають до 350-400°С, один із яких розвальцьовують із створенням кільцевого борта розміром 30-40мм, а інший кінець завальцьовують із створенням дна із отвором 9 діаметром 10мм під дюбель; 4. Підготовлену трубку 8 зовнішньою поверхнею розвальцьованого борта з використанням поліуретанової конструкційної 2-компонентної піни або точковим зварюванням жорстко приєднують до внутрішньої кільцевої поверхні навколо отвору облицювальної плитки; 5. Готують дві паралельні теплоізоляційні плити - одна товщиною 30мм на мінеральній основі 3, а інша товщиною 20мм на органічній 4 з отворами 2 діаметром 40мм із з'єднувальними рейками-ребрами на органічній основі 5 розміром 20´40мм; 6. На внутрішню поверхню облицювальної металевої плити із антикорозійним покриттям 1 - профнастил ПР15 (500x1170x2500мм) із прикріпленою алюмінієвою трубкою 8 наклеюють мінеральну (із скловолокна або базальтового волокна) плиту 3 товщиною 30мм, а потім по краям і середині плити наклеюють рейки-ребра 5 товщиною 20мм, до яких приклеюють плиту 4 на органічній основі (пінопласт) з утворенням внутрішнього просторового прошарку 6. Перед кріпленням елементу на поверхню стіни останню готують -очищають, вирівнюють і наносять на неї шар клею або мастики. Утворений таким чином композиційний елемент із тепловою ізоляцією транспортують до місця будівельного об'єкту, свердлять через отвір в трубці зовнішню стіну 13 будівлі, вводять і закріплюють дюбель 10 для надійного сполучення композиційного елемента із стіною. Частково об'єм трубки заповнюють конструкційною 2-компонентною піною марки URFOAM-2K на основі поліуретану і закривають отвір металевою пробкою 12 із захисним покриттям з утеплювачем, герметизуючи її мастикою. Завдяки відомій низькій величині теплопровідності мінеральних і органічних матеріалів в межах Вm Вm , використання виключно низької теплопровідності повітря 0,023 в повітряному прошарку 0,035 - 0,041 0К м м0К подвійного утеплювача, розмежування замкнутого простору рейкам-ребрами для утворення окремих менших за об'ємом повітряних прошарків для обмеження конвекції досягається висока теплоізоляція стінового елементу. Ізоляція облицювальним тонкошаровим металевим листом із антикорозійним покриттям композиції двох плит із теплоізоляційним матеріалом із внутрішнім замкнутим повітряним прошарком між ними, захищених мастикою, дозволяє забезпечити тривале збереження теплоізоляційних властивостей утеплювача зовнішнього стінового елемента. Використання трубок з розвальцьованими і завальцьованими кінцями створює одночасно надійний міцний зв'язок із облицювальним тонкошаровим металевим листом з захисним покриттям, подвійним утеплювачем із замкнутим повітряним прошарком і захищуваною стіною будівлі. Використання мастики для з'єднання мінеральної плити з облицювальним металевим листом і органічної плити із стінкою будівлі з наступним кріпленням композиції за допомогою дюбелів забезпечує механічне надійне її сполучення із захищуваною стіною. Використання для зовнішньої плити подвійного утеплювача мінерального матеріалу - скло- або базальтового волокна обумовлено необхідністю підвищення заходів пожежної безпеки стінового композиційного елементу з тепловою ізоляцією. Використання поліуретанової конструкційної 2-компонентної піни марки URFOAM-2K забезпечує надійну термічну ізоляцію з'єднувальної складової - металевої трубки. Піна має хорошу адгезію до різних поверхонь матеріалів, зокрема, бетону, металу, склу, але «боїться» прямого впливу ультрафіолетового випромінювання. Термостійкість після затвердіння від -40 до +90°С. Запропоноване технічне рішення ініціює важливе соціально-економічне питання будівельної галузі збереження тепла і економію енергоносіїв, підвищення надійності та довговічності експлуатації будівельних споруд. Таким чином, вказані аспекти дають можливість використання запропонованої корисної моделі в промислових умовах і забезпечення її відповідності критерію «промислова придатність». Література 1. Патент RU №2171340, МПК Е04В1/74, Е04В2/00, 2001. 2. Патент UA №24734, МПК Е04С2/10, Е04В1/74, 2007.