PL226897B1 - Element konstrukcji budowlanej doaktywnej izolacji budynków - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest element konstrukcji budowlanej do aktywnej izolacji budynków, dołączalny do zewnętrznej warstwy budowlanych elementów ograniczających przestrzeń wewnętrzną budynku oraz zawierający wewnętrzny człon izolacyjny i zewnętrzny człon izolacyjny, pomiędzy którymi jest człon rozprowadzający energię cieplną, przy czym człon rozprowadzający posiada co najmniej jeden element rurowy do przeprowadzania czynnika przekazującego energię cieplną.

W ostatnim czasie coraz ważniejszą rolę spełnia odpowiednia izolacja termiczna zewnętrznej warstwy budowlanych elementów ograniczających przestrzeń wewnętrzną budynku. Żądaną izolację termiczną uzyskuje się w ten sposób, że na zewnętrznych ścianach i stropach budynków, od strony zewnętrznej lub wewnętrznej, mocuje się rożne materiały izolacyjne. Wadą takich rozwiązań jest to, że rośnie grubość ścian budynków, wydłuża się czas wykonania, zwiększa się koszt budowy, a przewodność termiczna konstrukcji zmniejsza się jedynie nieznacznie.

Z opisu patentowego HU227029 znane jest rozwiązanie mające na celu zapobiec temu problemowi. To rozwiązanie polega na tym, że ściany zewnętrzne i stropy są wykonane z dwóch położonych równolegle do siebie metalowych mat, które są połączone ze sobą metalowymi drutami, przechodzącymi przez materiał izolacyjny, umieszczony pomiędzy matami. Do zewnętrznej maty jest zamocowana wężownica. Na zewnętrzną i wewnętrzną stronę ściany i stropu jest nanoszony materiał utwardzalny (beton), a następnie na stronę zewnętrzną, która zawiera wężownicę, jest zamocowana następna warstwa izolacyjna. W wyniku tej metody jest utworzony taki element budowlany z aktywną izolacją, w którym dzięki czynnikowi do przekazywania energii cieplnej, płynącemu w rurach, jest umożliwione zmniejszenie przepływu energii cieplnej poprzez ściany i stropy budynku. Niepodważalną zaletą tego rozwiązania jest to, że w dużym stopniu jest poprawiona izolacyjność konstrukcji danej ściany i stropu, przez co znacznie mniejsza ilość energii jest potrzebna do utrzymania założonej temperatury w przestrzeni wewnętrznej budynku. Z kolei wadą jest to, że rozwiązanie jest możliwe do zastosowania tylko przy budowie nowych ścian i stropów, a ponadto budowa ścian z materiału utwardzalnego jest możliwa tylko w kilku etapach oraz jest to czasochłonne i kosztowne, a ponadto z powodu połączenia dwóch metalowych mat drutami poprzez warstwę izolacyjną powstają mostki termiczne pomiędzy warstwami utwardzalnymi, co zmniejsza efektywność izolacyjną warstwy izolacyjnej i ponadto może spowodować inne problemy budowlane na stronie wewnętrznej chronionej ściany.

Element konstrukcji budowlanej do aktywnej izolacji budynków, dołączalny do zewnętrznej warstwy budowlanych elementów ograniczających przestrzeń wewnętrzną budynku oraz zawierający wewnętrzny człon izolacyjny i zewnętrzny człon izolacyjny, pomiędzy którymi jest człon rozprowadzający energię cieplną, przy czym człon rozprowadzający posiada co najmniej jeden element rurowy do przeprowadzania czynnika przekazującego energię cieplną, według wynalazku charakteryzuje się tym, że wewnętrzny człon izolacyjny wraz z elementem ograniczającym przestrzeń wewnętrzną budynku posiada sumarycznie mniejszy współczynnik przewodności cieplnej niż współczynnik przewodności cieplnej zewnętrznego członu izolacyjnego, zaś człon rozprowadzający posiada dobrą przewodność cieplną i ma element nośny z pierwszymi elementami mocującymi, którymi są zamocowane elementy rurowe.

Korzystnie element nośny członu rozprowadzającego energię cieplną jest w postaci blachy metalowej z rowkami, w których jest położona co najmniej część elementów rurowych, przy czym pierwszy element mocujący jest na tej blasze metalowej w postaci wypuklenia na krawędzi rowka do mocowania elementów rurowych.

Dalsze korzyści uzyskuje się, jeśli w pobliżu brzegu elementu nośnego członu rozprowadzającego są położone pierwsze otwory, korzystnie o kształcie owalnym, a ponadto sam element nośny posiada specjalne drugie otwory.

Kolejne korzyści uzyskiwane są w odmiennym wykonaniu, jeśli element nośny członu rozprowadzającego ma warstwę utwardzalną, korzystnie z betonu, a w warstwie utwardzalnej jest mata zbrojeniowa, do której są zamocowane elementy rurowe pierwszymi elementami mocującymi, a ponadto do maty zbrojeniowej elementu nośnego członu rozprowadzającego są zamocowane drugie elementy mocujące, które są przeprowadzone przez warstwę utwardzalną i przez wewnętrzny człon izolacyjny, przy czym element konstrukcji budowlanej jest zamocowany drugimi elementami mocującymi do elementu ograniczającego przestrzeń wewnętrzną budynku.

W rozwiązaniu według wynalazku są wyeliminowane niedociągnięcia elementów budowlanych, w których stosuje się aktywną izolację, a ponadto są stworzone takie odmiany, które nadają się do

PL 226 897 B1 zastosowania aktywnej izolacji do gotowych ścian i stropów, prostym sposobom, przy dogodnych kosztach.

Poprzez zastosowanie elementów rurowych do przeprowadzania czynnika przekazującego energię cieplną, umocowanych na specjalnie ukształtowanych elementach nośnych, które albo same, lub z innymi elementami, posiadają dobrą przewodność cieplną oraz nadają się do przyjmowania warstw izolacyjnych albo z jednej albo z obu stron i które mają lepsze właściwości izolacyjne od zwykłych materiałów, jest możliwe wykonanie takiego elementu konstrukcji budowlanej, który prostym i szybkim sposobem można umocować od zewnętrznej strony do istniejących ścian budynków, a ponadto jest możliwe utworzenie elementu konstrukcji budowlanej z aktywną izolacją, w elemencie rurowym którego może krążyć czynnik o odpowiedniej temperaturze do przenoszenia energii cieplnej, co rozwiązuje postawione zadanie w zakresie wyeliminowania wad znanych rozwiązań.

Rozwiązanie według wynalazku posiada wiele zalet, z których najważniejsze opisano dalej. Element konstrukcji budowlanej jest wielowarstwowy i złożony w odmienny sposób od znanych rozwiązań, przy czym jest on mocowany do zewnętrznej powierzchni budowlanych elementów ograniczających przestrzeń wewnętrzną budynku (ścian i stropów) prostym, szybkim i pewnym sposobem tak, że przy odpowiednim doborze wymiarów i wielkości przewodności cieplnej wewnętrznego i zewnętrznego członu izolacyjnego w postaci warstwy materiału izolacyjnego, wartość straty cieplnej budynku można ustawiać na wartość żądaną i logiczną, przy minimalnym zwiększeniu grubości ścian budynku. Dalszą zaletą jest to, że stosując rozwiązanie według wynalazku strata cieplna budynku może być utrzymana na prawie niezmiennym, niskim poziomie, niezależnie od zmiany temperatury zewnętrznej. Ilość ciepła wychodząca z wewnętrznej przestrzeni budynku proporcjonalnie jest o wiele mniejsza, niż bez zastosowania elementu konstrukcji budowlanej według wynalazku.

Element konstrukcji budowlanej zmontowany lub zbudowany na istniejącym budynku likwiduje mostki termiczne pomiędzy przestrzenią wewnętrzną i zewnętrzną budynku, co występuje w znanych rozwiązaniach, przez co zmniejsza koszty ogrzewania lub chłodzenia, a ponadto stwarza w pewnych przypadkach zdrowsze warunki dla osób przebywających wewnątrz budynku. Kolejną zaletą jest to, że element konstrukcji budowlanej według wynalazku może być zastosowany do budowy budynków o lekkiej konstrukcji. Następną zaletą jest to, że przy zastosowaniu elementu konstrukcji budowlanej według wynalazku i przy pomocy aktywnej izolacji budynku, jest umożliwione wykorzystanie energii odnawialnej, w tym przypadku nisko temperaturowego ogrzewania przez energię gruntu i słońca.

Przedmiot wynalazku jest bliżej objaśniony w przykładach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia fragment elementu konstrukcji budowlanej w pierwszym wykonaniu w przekroju wzdłużnym, fig. 2 - fragment elementu konstrukcji budowlanej w drugim wykonaniu w przekroju wzdłużnym, fig. 3 i 4 przedstawiają fragment członu rozprowadzającego energię cieplną, z elementem nośnym i elementem rurowym, elementu konstrukcji budowlanej w drugim wykonaniu, odpowiednio na fig. 3 - w powiększonym przekroju i na fig. 4 - w widoku z kierunku IV pokazanego na fig. 3, zaś fig. 5 przedstawia fragment elementu konstrukcji budowlanej w drugim wykonaniu, w przekroju pionowym budynku.

Element konstrukcji budowlanej 10, według wynalazku, do aktywnej izolacji budynków 1 jest dołączalny do zewnętrznej warstwy budowlanych elementów ograniczających 1a przestrzeń wewnętrzną budynku 1 oraz zawiera wewnętrzny człon izolacyjny 2 i zewnętrzny człon izolacyjny 4, pomiędzy którymi jest człon rozprowadzający 3 energię cieplną, przy czym człon rozprowadzający 3 posiada co najmniej jeden element rurowy 5 do przeprowadzania czynnika przekazującego energię cieplną.

Wewnętrzny człon izolacyjny 2 wraz z elementem ograniczającym 1a przestrzeń wewnętrzną budynku 1 posiada sumarycznie mniejszy współczynnik przewodności cieplnej niż współczynnik przewodności cieplnej zewnętrznego członu izolacyjnego 4, zaś człon rozprowadzający 3 posiada dobrą przewodność cieplną i ma element nośny 3a z pierwszymi elementami mocującymi 6, którymi są zamocowane elementy rurowe (5).

Na fig. 1 jest pokazany element konstrukcji budowlanej 10 w pierwszym wykonaniu, zamocowany drugimi elementami mocującymi 9 do elementu ograniczającego 1a przestrzeń wewnętrzną budynku 1. Element konstrukcji budowlanej 10 składa się z wewnętrznego członu izolacyjnego 2 o mniejszym współczynniku przewodności cieplnej, w tym przypadku grubszego, z zewnętrznego członu izolacyjnego 4 o większym współczynniku przewodności cieplnej, w tym przypadku cieńszego i umieszczonego pomiędzy nimi członu rozprowadzającego 3 energię cieplną. Człon rozprowadzający 3 energię cieplną zawiera w sobie element nośny 3a, którym w tym przypadku jest metalowa mata

PL 226 897 B1 zbrojeniowa 3f, zaś do niej jest zamocowany element rurowy 5 przy pomocy pierwszych elementów mocujących 6, w tym przypadku w postaci elementów drutowych. Element rurowy 5 jest zamocowany do maty zbrojeniowej 3f, aby ich pozycja pozostała stabilna tak długo, dopóki warstwa utwardzalna 3 g nie utwardzi się w trakcie wykonania elementu konstrukcji budowlanej 10. Drugi element mocujący 9, w zależności od sposobu wykonania elementu konstrukcji budowlanej 10, może być zwyczajnie w postaci kołka, który można umocować do elementu ograniczającego 1a przestrzeń wewnętrzną budynku, przeprowadzając przez wewnętrzny członu izolacyjny 2, ale może być to też inny element, który spełnia tę funkcję, przy czym ważne jest to, aby zapewniał bezpieczne utrzymanie i odpowiedni docisk elementu konstrukcji budowlanej 10 do elementu ograniczającego 1a przestrzeń wewnętrzną budynku 1. Element konstrukcji budowlanej 10 w pierwszym wykonaniu może być wytworzony następującym sposobem. Najpierw mocuje się wewnętrzny człon izolacyjny 2 i matę zbrojeniową 3f elementu nośnego 3a członu rozprowadzającego 3 energię cieplną do zewnętrznej strony elementu ograniczającego 1a przestrzeń wewnętrzną budynku 1 przy pomocy drugich elementów mocujących 9. Następnie element rurowy 5 mocuje się do maty zbrojeniowej 3f, po czym nanosi się warstwę utwardzalną 3g członu rozprowadzającego 3 energię cieplną, na przykład technologią natrysku betonu na maty zbrojeniowe 3f wraz z elementami rurowymi 5. Po utwardzeniu warstwy utwardzalnej 3g, zewnętrzny człon izolacyjny 4 mocuje się na warstwie utwardzalnej 3g, na przykład poprzez klejenie. W tym wykonaniu człon rozprowadzający 3 energię cieplną wraz z matą zbrojeniową 3f i warstwą utwardzalną 3g stanowi jednolitą bryłę monolitową, dzięki czemu w trakcie działania elementu konstrukcji budowlanej 10 człon rozprowadzający 3 energię cieplną ma równomierną temperaturę na całej powierzchni stykającej się z powierzchnią wewnętrznego członu izolacyjnego 2 elementu ograniczającego 1a przestrzeń wewnętrzną budynku 1.

Na fig. 2 jest pokazany element konstrukcji budowlanej 10 w drugim wykonaniu, w którym posiada on także, podobnie jak w pierwszym wykonaniu, wewnętrzny człon izolacyjny 2 i zewnętrzny człon izolacyjny 4, ale umieszczony pomiędzy nimi człon rozprowadzający 3 energię cieplną posiada odmienną budowę. W tym przypadku człon rozprowadzający 3 energię cieplną zawiera element nośny 3a, który jest z materiału o dobrej przewodności cieplnej i posiada odpowiednią sztywność, na przykład z blachy metalowej, w której są ukształtowane rowki 3b. Z kolei w wewnętrznym członie izolacyjnym 2 są uformowane odpowiednie gniazda, mieszczące rowki 3b, w których są osadzone elementy rurowe 5. Zamocowanie elementów rurowych 5 w rowkach 3b elementu nośnego 3a członu rozprowadzającego 3 energię cieplną umożliwiają wypuklenia 3d na krawędzi 3c rowka 3b. W tym przypadku wypuklenie 3d stanowi pierwszy element mocujący 6, którym są zamocowane do siebie element nośny 3a i element rurowy 5, co jest przedstawione na fig. 3.

Na fig. 4 jest pokazany, ten sam co na fig. 3, człon rozprowadzający 3 energię cieplną, w widoku z przodu, na którym to widoku jeszcze lepiej są uwidocznione wypuklenia 3d na krawędzi 3c elementu nośnego 3a, które stanowią pierwsze elementy mocujące 6. Na fig. 4 jest pokazany także sposób zamocowania elementu rurowego 5 poprzez wypuklenia 3d. Element nośny 3a członu rozprowadzającego 3 energię cieplną, w tym wykonaniu, zawiera jeszcze owalne, pierwsze otwory 7 w pobliżu brzegu 3e elementu nośnego 3a do połączenia umieszczonych obok siebie członów rozprowadzających 3 energię cieplną. Element nośny 3a posiada jeszcze drugie otwory 8 do zamocowania członu rozprowadzającego 3 energię cieplną do elementu ograniczającego 1a (nie pokazanego na fig. 4) przestrzeń wewnętrzną budynku 1.

Element konstrukcji budowlanej 10 w drugim wykonaniu, przedstawiony na fig. 2, może być wytworzony i zamocowany następującym sposobem. Najpierw wewnętrzny człon izolacyjny 2, w którym są uformowane gniazda, łączy się z elementem nośnym 3a członu rozprowadzającego 3 energię cieplną, a w ten sposób zmontowany pośredni element konstrukcyjny, mocuje się, na przykład przy pomocy drugich elementów mocujących 9, do elementu ograniczającego 1a przestrzeń wewnętrzną budynku 1, przy czym drugie elementy mocujące 9 przeprowadza się przez drugie otwory 8 elementu nośnego 3a i razem dociska wewnętrzny człon izolacyjny 2 i element nośny 3a do elementu ograniczającego 1a przestrzeń wewnętrzną budynku. Zamocowanie trzeba wykonać w taki sposób, aby obok siebie umieszczone rowki 3b elementu nośnego 3a członu rozprowadzającego 3 energię cieplną znajdowały się w jednej linii prostej. Następnie mocuje się elementy rurowe 5 do rowka 3b i łączy ze sobą, a w końcu zewnętrzny człon izolacyjny 4 przykleja się do zewnętrznej strony członu rozprowadzającego 3 energię cieplną, który jest zamocowany do elementu ograniczającego 1a przestrzeń wewnętrzną budynku 1.

PL 226 897 B1

Na fig. 5 jest przedstawione położenie elementu konstrukcji budowlanej 10, pokazanego na fig. 2, 3 i 4, na elementach budynku 1. Do elementu ograniczającego 1a przestrzeń wewnętrzną budynku 1 są zamocowane wewnętrzne człony izolacyjne 2, a zewnętrzne człony izolacyjne 4 znajdują się od strony otoczenia zewnętrznego elementu ograniczającego 1a przestrzeń wewnętrzną budynku 1. Pomiędzy wewnętrznym członem izolacyjnym 2 i zewnętrznym członem izolacyjnym 4 jest umieszczony człon rozprowadzający 3 energię cieplną. Należy dodać, że w przypadku tego rozwiązania, za element ograniczający 1a przestrzeń wewnętrzną budynku uważa się nie tylko ściany pionowe, ale także strop, a nawet konstrukcję dachową.

Claims (6)

1. Element konstrukcji budowlanej do aktywnej izolacji budynków, dołączalny do zewnętrznej warstwy budowlanych elementów ograniczających przestrzeń wewnętrzną budynku oraz zawierający wewnętrzny człon izolacyjny i zewnętrzny człon izolacyjny, pomiędzy którymi jest człon rozprowadzający energię cieplną, przy czym człon rozprowadzający posiada co najmniej jeden element rurowy do przeprowadzania czynnika przekazującego energię cieplną, znamienny tym, że wewnętrzny człon izolacyjny (2) wraz z elementem ograniczającym (1a) przestrzeń wewnętrzną budynku (1) posiada sumarycznie mniejszy współczynnik przewodności cieplnej niż współczynnik przewodności cieplnej zewnętrznego członu izolacyjnego (4), zaś człon rozprowadzający (3) posiada dobrą przewodność cieplną i ma element nośny (3a) z pierwszymi elementami mocującymi (6), którymi są zamocowane elementy rurowe (5).

2. Element konstrukcji budowlanej według zastrz. 1, znamienny tym, że element nośny (3a) członu rozprowadzającego (3) jest w postaci blachy metalowej z rowkami (3b), w których jest położona co najmniej część elementów rurowych (5), przy czym pierwszy element mocujący (6) jest na tej blasze metalowej w postaci wypuklenia (3d) na krawędzi (3c) rowka (3b).

3. Element konstrukcji budowlanej według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że w pobliżu brzegu (3e) elementu nośnego (3a) członu rozprowadzającego (3) są położone pierwsze otwory (7), korzystnie o kształcie owalnym.

4. Element konstrukcji budowlanej według zastrz. 2 albo 3, znamienny tym, że element nośny (3a) posiada drugie otwory (8).

5. Element konstrukcji budowlanej według zastrz. 1, znamienny tym, że element nośny (3a) członu rozprowadzającego (3) ma warstwę utwardzalną (3g), korzystnie z betonu, a w warstwie utwardzalnej (3g) jest mata zbrojeniowa (3f), do której są zamocowane elementy rurowe (5) pierwszymi elementami mocującymi (6).

6. Element konstrukcji budowlanej według zastrz. 5, znamienny tym, że do maty zbrojeniowej (3f) elementu nośnego (3a) członu rozprowadzającego (3) są zamocowane drugie elementy mocujące (9), które są przeprowadzone przez warstwę utwardzalną (3g) i przez wewnętrzny człon izolacyjny (2), przy czym element konstrukcji budowlanej (10) jest zamocowany drugimi elementami mocującymi (9) do elementu ograniczającego (1a) przestrzeń wewnętrzną budynku (1).