ЛЕГКАЯ ФОРМОВАННАЯ ЧЕРЕПИЦА С ИНТЕГРИРОВАННЫМИ СОЛНЕЧНЫМИ МОДУЛЯМИ Российский патент 2019 года по МПК E04D1/28 

ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИ

Данная заявка является частичным продолжением одновременно рассматриваемой заявки на патент США с серийным номером 13/458,277, поданной 27 апреля 2012 года, которая является частичным продолжением заявки на патент США с серийным 12/858,980, поданной 18 августа 2010 года, которая испрашивает приоритет по предварительной заявке на патент США с серийным номером 61/255,629, поданной 28 октября 2009 года.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Область техники

[1] Настоящее изобретение в целом относится к черепице для наружной части зданий и, в частности, к усовершенствованной черепице для зданий, изготавливаемой на основе специальной огнестойкой или огнезадерживающей слоистой системы, очень легкой, ураганостойкой, с высоким теплосопротивлением (R-значение) изоляционного материала, с низкой теплопередачей в чердачное пространство, модернизируемой для любой скатной крыши без необходимости применения конструкционных надстроек, формуемой в блоки одинарного или тройного размера, способной производить обновляемую солнечную энергию, легко транспортируемой и устанавливаемой, не проламываемой под ногами или при приложении больших давлений и формуемой в виде шиферной, деревянной, плоской или рулонной черепицы. В соответствии с вариантом осуществления черепицу изготавливают из полимерного изоцианатного компонента с закрытыми порами и компонента гидрохлорфторуглерода HCFC-2455fa на водной основе с плотностью 48 кг/м³ или более составов или других волокнистых материалов.

Уровень техники

[2] В наружных скатных крышах зданий применяют различные материалы, например, продукты на основе битума, металл, глину, цемент, древесину, шифер и резину, для защиты здания от неблагоприятных погодных условий, например, от повреждения дождем, ультрафиолетовыми лучами, теплом, холодом, снегом, льдом и ветром.

[3] Типовые крыши выполняют из фанеры, рубероида и битумной черепицы. Кроме того, черепицу применяют для покрытия фанеры и рубероида. Традиционную черепицу изготавливают в виде небольших элементов из обожженной глины (терракота), глины или других тяжелых, цементирующих материалов. Традиционная черепица создает большую нагрузку на строительную конструкцию, что требует более прочной и дорогостоящей конструкции здания. Укладка традиционной черепицы является материало- и трудоемкой и связана с транспортированием и подъемом тяжеловесных черепичных элементов и бетонной смеси для подготовительных работ и на протяжении всего монтажа и отделки. Рабочие обрезают традиционную черепицу с помощью опасных режущих инструментов с алмазными дисками, работающих от бензинового привода, при работе которых в воздухе находятся вредные для легких и глаз частицы аэрозоля.

[4] Настоящее изобретение позволяет преодолеть некоторые из проблем, связанных со смесями, ранее применяемой черепицей из цементных и керамических материалов, предлагая плотную очень легкую (на основе пенопласта), 3-фунтовую или 4-фунтовую, формованную черепицу с закрытыми порами, которая долговечна, обладает исключительной устойчивостью к сильному ветру (свыше 225 миль/ч (362 км/ч)), имеет отличное теплосопротивление (R-значение) изоляционного материала, таким образом предложенная в изобретении черепица не удерживает и не передает тепло или холод к нижней поверхности кровельного настила крыши или точнее говоря в «чердачное пространство», ее гораздо легче вырезать с помощью ручной пилы и она является менее дорогостоящей в установке на наружный скат или наклонный кровельный настил крыши здания.

[5] Традиционная цементная и терракотовая черепица легко растрескивается и разрушается в любой момент от извлечения черепицы из формы до завершения ее укладки. Сломанную черепицу конечный пользователь заменяет за свой счет. В среднем процент повреждения составляет 5-10% при каждой погрузке, транспортировке и разгрузке черепицы. Все паллеты черепицы перемещают по меньшей мере два раза после ее изготовления, вследствие чего образуется большое количество отходов и повышается стоимость. В настоящем изобретении эта проблема решена путем создания «черепицы» из пенополиуретанового пенопласта, минерального волокна или стекловолокна, которая является прочной, готовой к паллетированию непосредственно после извлечения из формы, не подверженной разрушению, благодаря чему не допускается повреждение из-за состава ее заполнителя наряду с отличительными конструктивными характеристиками.

[6] С течением времени традиционная черепица подвержена износу из-за состава изделий и воздействия атмосферных условий. Это постепенное ухудшение качественных характеристик приводит к тому, что черепица во время основной эксплуатации становятся хрупкой и со временем растрескивается и разрушается, что вызывает нарушение герметичности и возникновение сквозных отверстий в подложке. В настоящем изобретении эта проблема решена путем применения утолщенной, сверхпрочной клиновидной конструкции, благодаря которой основание или нижнюю часть черепицы придвигают таким образом, что они опираются о подложку/кровельный настил крыши, создавая целостную опорную платформу при установке с помощью клейкой пены, таким образом черепица не ломается под ногами, имея массу в 1/17 от массы традиционной черепицы (объемное соотношение), при этом она не растрескивается/не повреждается при обычной транспортировке, перегрузке и укладке из-за ее долговечности, обусловленной закрытыми порами, применением заполнителя из пены из смеси полимеров или минеральных волокон и долговечного, ударопрочного упругого наружного полимерного покрытия.

[7] Пенопласты на основе полиуретана являются наилучшими изоляционными кровельными системами, доступными на сегодняшний день. Эти изделия отверждаются в течение секунд и в настоящее время их применяют только на плоских крышах. Из-за ограничений применения процедур распыления на стройплощадке нанесение пеноматериалов на основе полиуретана неприемлемо на наклонных крышах, поскольку после отверждения невозможно удовлетворительно выполнить их отделку. Кроме того, класс воспламеняемости стандартных покрытий или верхнего слоя для уретановых плоских кровельных систем, которые применяют после нанесения напыляемой пены, не подходит для применения на скате крыши свыше 2-12 дюймов (5,08-30,48 см), т.е. с «небольшим уклоном». Полимерные покрытия или пластмассы и полиуретановые пенопласты или другие минеральные волокнистые материалы могут включать добавки, позволяющие маркировать эти субпродукты как огнестойкие или огнезадерживающие, что непосредственно определяется способностью вышеуказанных субпродуктов быть невосприимчивыми к пламени, а при воздействии высоких температур из-за возгорания или других обстоятельств возникновения сильного жара их добавки реагируют на жар, передаваемый субпродуктами, одним из двух способов: либо обугливаясь до золоподобной смолы, либо переходя из твердого состояния обратно в горячее жидкое состояние прежде, чем они будут разнесены под действием силы тяжести. Однако, когда огнестойкие или огнезадерживающие полимерные покрытия и огнестойкие или огнезадерживающие пенопласты применяют совместно и вводят в огонь, выделяемые газы, высвобождаемые в обоих субпродуктах, создают летучий продукт, подавляющий некоторые/все огнестойкие или огнезадерживающие свойства. Эта проблема до этого времени не была устранена и представляет собой проблему в отрасли в течение долгого времени.

[8] Черепица, предложенная заявителем, позволяет решить проблемы огнестойкости и огнезащиты путем выполнения черепицы из пеноматериала с применением способа многослойного изготовления с применением специальных материалов покрытия поверх основы черепицы из полиуретановых пенопластов или других минеральных волокнистых материалов. Согласно настоящему изобретению огнестойкую перегородку устанавливают между наружной стороной черепицы/наружным покрытием и основой черепицы из полиуретанового пенопласта, но в данном случае применим только слой на безводной основе, иначе связывание может не произойти. При изготовлении в открытые полости формы для черепицы сначала с помощью робота впрыскивают пластичную смесь из побочных продуктов безусадочного (100% solid) алифатического полимочевинного материала, средства, защищающего от ультрафиолетовых лучей, и огнезадерживающих/огнестойких добавок, придающих прочность верхнему слою черепицы/поверхностному слою, который схватывается менее чем за одну минуту. Во-вторых, применяют жесткую вспучивающуюся при нагревании смесь побочных продуктов на основе негалогенированного фосфата, образующую специальный безусадочный эпоксидный подслой/подповерхностное покрытие, которое выступает в качестве огнестойкой перегородки, наносимую и также впрыскиваемую с помощью робота на наружный алифатический слой, которой дают полностью отвердеть перед закрытием формы и впрыскиванием основы черепицы из полиуретановой пены или минерального волокнистого материала, благодаря чему происходит одновременное связывание всех продуктов в форме, таким образом создают первую оригинальную огнестойкую пенопластовую черепицу. После извлечения черепицы из формы ее можно доставлять и устанавливать на любую 3 дюйма на 12 дюймов (7,62 см. на 30,48 см) или большую скатную крышу. Кроме того, черепица может быть правильно изготовлена, если способ осуществлять в обратном порядке.

[9] Кроме того, при попадании прямых солнечных лучей в жаркие дни температура материала крыши поднимается значительно выше 200 градусов, а в холодные ночи температура материала крыши быстро уменьшается ниже 80 градусов. При воздействии таких погодных условий на нижней поверхности черепицы из-за конденсации постоянно образуются капли, стекающие на подложку, что приводит к быстрому повреждению подложки. Поэтому системы черепичной кровли требуют частого технического обслуживания и часто протекают после короткого периода эксплуатации в связи с постоянным образованием влаги. Черепица, предложенная заявителем, позволяет решить эту проблему за счет высокой теплоизоляции заполнителя изделия, что исключает передачу тепла от верхней поверхности к нижней поверхности черепицы, что значительно повышает срок эксплуатации подложки вследствие незначительного колебания температуры в области поверхности черепицы, предложенной заявителем, подверженной воздействию. Если температура на улице составляет 85 градусов по Фаренгейту, то поверхность заполнителя черепицы, предложенной заявителем, будет по существу отражать даже прямой солнечный свет, что, таким образом, практически исключает значительные колебания температуры и их передачу к нижней поверхности крыши, иначе называемой «чердачным пространством», предотвращая возникновение неудобств непосредственно над жилым или рабочим пространством жилого или коммерческого здания.

[10] Доступные системы черепичной кровли требуют частого технического обслуживания и часто протекают после короткого периода эксплуатации из-за проникновения дождевой воды/влаги между кровельными черепицами, которая стекает на подложку, что также приводит к быстрому повреждению подложки. Черепица, предложенная заявителем, позволяет решить эту проблему за счет многоэлементной отливки изделия (3 в 1) для получения черепицы с увеличенной площадью или строенной черепицы, которая позволяет уменьшить площадь перекрывания краев более чем на 60% на плане крыши, а также за счет наложения черепиц таким образом, что взаимные связи в сформированном конструкционном блоке сильно затрудняют проникновение воды или даже делают его практически невозможным.

[11] Доступные системы наклонной крыши не способны выдерживать ураганный ветер пятой категории (cat-5). Черепица, предложенная заявителем, позволяет решить эту проблему за счет испытания и достижения скорости ветрового подъема свыше 200 миль в час (321 км/ч) без образования каких-либо повреждений. Этот показатель демонстрирует, что изобретение может выдерживать любой ураганный ветер и защитить правильно установленную конструкцию, значительно минимизируя ущерб от ураганов, а также страховые выплаты и премии.

[12] Град может повреждать большинство кровельных систем и иногда способствует проникновению большого количества воды в здание и значительного повреждения интерьера здания. Черепица, предложенная заявителем, позволяет решить эту проблему благодаря пластичному/трещиноустойчивому верхнему слою каждой черепицы и покрытиям подслоя, а также толщине и плотности заполнителя черепицы, предложенной заявителем. При нанесении ударов по черепице, даже настолько сильных, чтобы вдавить ее, не произойдет проникновение воды через черепицу. В случае повреждения черепицы, предложенной заявителем, ее можно легко ремонтировать или заменять по отдельности.

[13] Традиционные системы черепичной кровли очень тяжелы и их установка очень трудоемка. Изобретение заявителя позволяет решить эти проблемы, поскольку предложенная в нем кровельная черепица является очень легкой. Установка черепицы не сложна и при установке предполагает применение гораздо меньших количеств более 35%) полимерного вспененного клея и герметика. Отсутствует необходимость в дополнительных механических крепежных элементах для кровельной черепицы, которые создают места протекания из-за проникновения гвоздей или шурупов в/сквозь подложку за пределы нижнего/начального ряда на наклонной крыше любой конструкции, когда черепицу необходимо уложить на участки крыши с крутым уклоном.

[14] Солнечные панели прикрепляют к крыше для выработки электроэнергии. Кронштейны солнечных панелей прикреплены к металлическими стойкам или подпоркам, которые проникают в кровельные системы таким образом, что требуется установка специальных козырьков и герметизация мест входа. Солнечные панели и их кронштейны, металлический каркас и основания создают дополнительную нагрузку на конструкцию, требуют отдельной установки, ухудшают изоляцию, а также создают потенциальные места продувания и протекания на поверхности крыши. Типовая солнечная панель содержит множество фотоэлектрических элементов, установленных без возможности извлечения, причем для их модернизации или замены для достижения существенного усовершенствования солнечных элементов требуется замена всей панели. Крыша, предложенная заявителем, позволяет решить эти проблемы за счет утопленной установки/заделывания солнечных фотоэлектрических элементов, заключенных внутрь прочного «модуля», имеющего размер черепицы, устраняя необходимость в негерметичных металлических кронштейнах, а также в тяжелом металлическом каркасе и основаниях. Отдельные черепицы и/или их отдельные «модули» можно легко заменять. Для этого необходимо просто отсоединять «модули», используя типовые способы крепления (винты или поставляемые держатели), отключать и время от времени заменять несколько «модулей», что делает выработку солнечной энергии в черепице очень простой и доступной для повышения мощности с развитием технологий в недалеком будущем и устраняет необходимость рассмотрения вопроса возврата к дорогостоящим большим солнечным панелям на крыше.

[15] Солнечные панели, установленные на кронштейнах, которые прикреплены к металлическим стойкам или подпоркам, необходимо снимать для замены кровельного материала каждые 15-30 лет (в зависимости от типа кровельной системы), а затем по отдельности устанавливать снова, создавая различные проблемы из-за возможного повреждения панели, что также предполагает дополнительные затраты, связанные с установкой, неправильным электрическим подключением и/или обеспечением механического крепежа. Крыша, предложенная заявителем, позволяет решить эти проблемы за счет значительного увеличения срока службы черепицы (более 70 лет) и утопленной установки/заделывания солнечных элементов, заключенных внутрь прочного «модуля», который можно легко заменять путем установки солнечного модуля обратно в кровельную черепицу с помощью простых крепежных деталей, благодаря чему устранена необходимость в снятии и замене каких-либо больших солнечных панелей из-за неоднородного разрушения кровельного материала или укороченного ресурса солнечного элемента. Необходимо просто заменить «модуль», установленный в черепице, не затрагивая черепицу или подложку крыши.

[16] Солнечные панели, которые соединены между собой, устанавливаемые на поверхности (устанавливаемые без кронштейна и металлических стоек), механически крепят непосредственно к кровельному настилу, кроме того, они также выступают в качестве основного барьера между атмосферным воздействием и конструкцией. Уже имеющиеся крыши должны иметь точно такие же размеры в длину и ширину, что и установленная комбинация солнечных панелей этих типов, или они должны быть вставлены в кровельные материалы других видов для поддержания баланса зон крыши, не покрытых панелями. Смешивание различных кровельных материалов создает потенциальную угрозу возникновения мест продувания и протекания на поверхности крыши. Настоящее изобретение позволяет решить эти проблемы путем полного замещения любого наклонного кровельного настила из конца в конец (подобного традиционной черепице) без необходимости в применении для солнечной панели кронштейна или дополнительной конструкционной надстройки и в дополнительных технологических затратах благодаря очень легкому заполнителю согласно изобретению и удобной процедуре установки. Суммарная установочная масса на квадратный фут с любой требуемой подложкой согласно изобретению равна такой же или меньшей установочной массе, которую имеет любая обычная или битумная черепица для тяжелых режимов эксплуатации, которая повсеместно одобрена для применения на любых наклонных крышах с уклоном «3 на 12».

РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[17] Множество абсолютно огнестойких, сверхизолированных, предварительно отформованных легких пенопластовых черепиц для наклонной крыши, выполненных с возможностью пригонки друг к другу для полного покрытия крыши снаружи здания, которые с эстетической точки зрения похожи на традиционную черепицу для крыши, выдерживают любые ветры ураганной силы, имеют высокие R-значения, а также низкую теплопроводность сквозь черепицы в чердачном пространстве и позволяют осуществлять модификацию для любой наклонной крыши без необходимости в конструкционных надстройках. Отдельные черепицы могут быть отформованы в отдельную область или блоки, содержащие три области. Любая из черепиц не ломается под ногами или при приложении больших давлений. Черепицы могут быть отформованы на заводе в виде шиферной, деревянной, плоской, рулонной черепицы или некоторых других типов, если их дизайн должен соответствовать типам черепицы прошлых лет. В одном из альтернативных вариантов осуществления некоторые черепицы будут содержать легкосъемные и модернизируемые солнечные фотоэлектрические элементы-«модули», которые будут преобразовывать солнечную энергию в электрическую энергию. Эти черепицы имеют малую массу и поэтому удобны с точки зрения транспортировки и установки.

[18] Каждая формованная черепица выполнена с возможностью размещения в заданном месте в конструкции крыши, например, на вершине или в верхней части крыши, в начальном/первом ряду черепиц вдоль нижнего ряда крыши, а черепицы, содержащие поля, представляют собой черепицы, которые устанавливают между вершиной крыши и нижним рядом черепиц. Черепицы для ребра и конька крыши устанавливают на вершине крыши, а уголковые черепицы устанавливают на боковых сторонах/фронтонах крыши.

[19] Черепицы согласно настоящему изобретению формуют из пенопласта или аналогичного материала, из которого каждый из черепичных элементов изготавливают в отдельных формах. Существуют различные формы для черепиц, содержащих поля, различные формы для черепиц начального ряда, различные формы для черепиц с солнечными модулями, различные формы для черепиц для ребра и конька крыши, а также различные формы для уголковых черепиц. Все черепичные элементы для крыши производят уникальным способом, причем способ изготовления можно настраивать для получения требуемых кровельных изделий.

[20] В одном варианте осуществления состав формуемой черепицы представляет собой комплементарную систему из полимерного изоцианата в качестве «А»-компонента и композитного выдуваемого «В»-компонента (HCFC-245fa) на водной основе. Из смеси с этими ингредиентами выполняют черепицу, которая является легкой и имеет прекрасные термоизоляционные характеристики. Другие композиции для применения на конкретных крышах включают модификации смесей полиуретана А и В, а также минеральных волокон и заполнителей из стекловолокна. Примерами модификаций могут служить добавки для управления формованием. Каждая черепица также может содержать отделочное покрытие, которое может содержать гелеобразное покрытие или подобные добавки. Каждая черепица содержит наружный слой износостойкого покрытия с защитой от ультрафиолетового излучения и подслойное покрытие для создания огнестойкой перегородки на черепице из полиуретанового пенопласта, которую можно безопасно применять на скатной крыше, как описано ниже.

[21] Черепица, предложенная заявителем, позволяет решить проблемы огнестойкости и огнезащиты благодаря способу многослойного изготовления, при котором поверх основы черепицы из полиуретановых пенопластов или других минеральных волокнистых материалов наносят два отдельных слоя различных специальных материалов. Эти два отдельных слоя создают на основе черепицы огнестойкую перегородку между полимерным наружным/поверхностным покрытием и основой черепицы из полиуретанового пенопласта, но в данном случае применим только слой на безводной основе, иначе связывание может не произойти. При изготовлении в открытые полости формы для черепицы сначала с помощью робота впрыскивают пластичную смесь из побочных продуктов безусадочного алифатического полимочевинного материала, средства, защищающего от ультрафиолетового излучения, и огнезадерживающих/огнестойких добавок, придающих прочность наружному слою/поверхностному покрытию, которое схватывается менее чем за одну минуту. Во-вторых, применяют вспучивающуюся при нагревании смесь на основе негалогенированного фосфата, образующую специальный безусадочныйэпоксидный подслой/подповерхностное покрытие, которое выступает в качестве огнестойкой перегородки, также впрыскиваемую с помощью робота на отверждаемый алифатический слой материала в форме, которой дают полностью отвердеть перед закрытием формы и впрыскиванием полиуретановой пены или минерального волокнистого материала, который составляет основу черепицы, благодаря чему происходит одновременное связывание всех продуктов в форме, таким образом создают первую оригинальную огнестойкую и огнезадерживающую кровельную черепицу из пеноматериала. После извлечения черепицы из формы ее можно доставлять и устанавливать на любую 3 дюйма на 12 дюймов (7,62 см. на 30,48 см) или большую скатную крышу. Кроме того, черепица может быть правильно изготовлена, если осуществлять способ в обратном порядке. Например, основу черепицы из пеноматериала формуют и извлекают из формы. В качестве покрытия на черепицу, кроме нижней углубленной части черепицы, наносят внутренний вспучивающийся при нагревании слой из смеси на основе негалогенированного фосфата. После отверждения внутреннего покрытия поверх внутреннего слоя наносят наружное покрытие. Наружное покрытие включает алифатические полимерные материалы и средства, защищающие от ультрафиолетовых лучей, образующие наружный слой черепицы, который также не наносят на нижнюю углубленную часть черепицы, как описано ниже.

[22] Все черепичные элементы для крыши предварительно отформовывают с нанесением покрытия наружного слоя и подслойного покрытия перед поставкой дистрибьютору или на строительный объект, где черепичные элементы прикрепляют к крыше, как описано далее в этом документе.

[23] В качестве примера коммерческое или жилое здание может иметь крышу с деревянным каркасом, покрытым фанерной плитой. На кровельный настил может быть нанесена подготовленная подложка с горячим или холодным битумным верхним слоем многослойной мягкой кровли, подложка из отслаивающегося и прилипающего материала гранулированного типа или подложка любого другого подходящего типа, к которой будут прикреплять черепицы в областях с сильными ветрами. После установки и отверждения подложки черепицу прикрепляют к подложке с помощью обычного полимерного вспененного клея (имеющего состав, отличный от состава черепицы).

[24] Как черепицы, содержащие поля, так и черепицы начального ряда на своих задних сторонах содержат углубленные или куполообразные области, содержащие канавки, имеющие заданный узор, через которые вносят заполнитель черепицы из полиуретанового пенопласта. Формованная черепица, имеющая по существу плоскую нижнюю поверхность, полностью соприкасается со скатом крыши, причем указанная нижняя поверхность содержит углубленную область заданной формы, которая содержит канавки/каналы для приема полимерного клея, которые увеличивают область приклеивания на 23%, причем указанная углубленная область не содержит каких-либо слоев из огнестойких материалов и не содержит слой огнестойкого материала, устойчивого к воздействию ультрафиолетовых лучей, благодаря чему композиция заполнителя основы черепицы открыта для сцепления со стандартным полимерным клеем, применяемым для прикрепления черепицы к подложке крыши. Благодаря этим углубленным областям применяют приблизительно на 35% меньше полимерного вспененного клея, который наносят на подложку крыши, чем для традиционной черепицы. Заполнитель черепицы при изготовлении черепицы будет временно открыт (без верхнего и подслойного покрытий) на нижней поверхности черепицы только в пределах углубленной, отдельной куполо/гнездоподобной области, пока вспененный клей не будет добавлен и приклеиваемая область не будет установлена лицевой стороной вниз на подложку монтажником кровли, в результате чего будет осуществлено 100% заполнение пеноматериалом заполнителя с полным соприкосновением пеноматериала со вспененным клеем для достижения максимальной удерживающей/связывающей способности.

[25] Отдельные кровельные черепицы из пеноматериала вручную размещают на подложке крыши и дают полимерному вспененному клею сильно затвердеть, благодаря чему закрытые поры черепиц из пеноматериала сцепляются с полимерным вспененным клеем и подложкой крыши. Черепицы устанавливают на крышу способом, приближенным к обычному, в связи с тем, что доступны строенные начальные черепицы и черепицы, содержащие поля, причем традиционные черепицы могут не применять совсем из-за их большой массы и легкого растрескивания и разрушения при транспортировке и монтаже, даже если способ производства предполагает применение проволочной сетки.

[26] Применение черепицы с площадью тройного размера или строенной черепицы ускоряет установку для монтажников, что позволяет экономить время и снизить затраты при добавлении общей массы за счет утроенной площади черепицы для лучшего сцепления. Начальную черепицу устанавливают на нижнем краю крыши и применяют порог или башмак, который выравнивает и перекрывает нижний край для стекания влаги, не позволяя влаге достичь края крыши, исключая его возможное повреждение водой в течение длительного периода времени. Трехпольные (которые в три раза шире, чем одинарная черепица) и однопольные черепицы, устанавливаемые в горизонтальные ряды, затем устанавливают внахлест ряд за рядом от нижней части крыши до ее вершины. Уголковые черепицы устанавливают на начальные ряды и на конце рядов черепиц, содержащих поля, и как правило, они выполняют декоративную роль. На вершине крыши черепицы для ребра и конька крыши приклеивают к крыше с помощью полимерного вспененного клея. Следует отметить, что черепицы, содержащие поля, и черепицы нижнего ряда имеют верхнюю и нижнюю части, а также перекрываемые боковые сегменты, которые связывают между собой в виде конструкционного блока для ровной, безошибочной укладки. Черепицы располагают в шахматном порядке для обеспечения расположения в виде кирпичной кладки от ряда к ряду для эффективного стекания влаги.

[27] Применяют жесткую металлическую Z-образную полосу, которую механически крепят на верхний край завершенного нижнего ряда начальной черепицы для предотвращения вертикального соскальзывания черепицы на другие черепицы (называемые черепицами, содержащими поля), установленные выше нижнего ряда, которые можно сразу же устанавливать, не опасаясь смещения/перемещения черепицы вниз до полного отверждения клея для черепицы, который сцепляет черепицу с подложкой.

[28] Задача настоящего изобретения заключается в создании усовершенствованной формованной кровельной черепицы из специального полиуретанового пенопласта (предпочтительно изделий, соответствующих типам, одобренным центром определения соответствия нормативным требованиям округа Майами Дейд (Miami Dade Code Compliance Center)), которая имеет небольшую массу, может выдерживать ураганы пятой категории, имеет высокое R- значение изоляции, низкую теплопроводность в чердачном пространстве, может быть модифицирована для любой наклонной крыши без необходимости в каких-либо конструкционных надстройках, может быть отформована в блоки с одинарной или тройной площадью, не ломается под ногами или при приложении большого давления, может содержать съемные/заменяемые солнечные «модули», которые вырабатывают электричество, проста в установке и может быть отформована в виде шиферной, деревянной, плоской рулонной черепицы или с применением какого-либо другого стиля, если дизайн должен соответствовать типам черепицы прошлых лет.

[29] Чрезвычайно важной задачей настоящего изобретения является создание кровельной черепицы из полиуретанового пенопласта, содержащей огнестойкую перегородку, которая позволяет безопасно применять кровельную черепицу из полиуретанового пенопласта на скатной крыше.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[30] На фиг. 1 представлен перспективный вид сверху трехпольной черепицы, применяемой согласно настоящему изобретению.

[31] На фиг. 2 представлен перспективный вид сверху черепицы с тремя солнечными модулями, применяемой согласно настоящему изобретению.

[32] На фиг. 3 представлен перспективный вид снизу трехпольной черепицы с тремя солнечными модулями, применяемой согласно настоящему изобретению.

[33] На фиг. 4 представлен перспективный вид сверху строенной начальной черепицы, применяемой согласно настоящему изобретению.

[34] На фиг. 5 представлен перспективный вид снизу строенной начальной черепицы, применяемой согласно настоящему изобретению.

[35] На фиг. 6 представлен перспективный вид сверху однопольной черепицы, применяемой согласно настоящему изобретению.

[36] На фиг. 7 представлен перспективный вид снизу однопольной черепицы, применяемой согласно настоящему изобретению.

[37] На фиг. 8 представлен перспективный вид сверху черепицы для ребра и конька крыши, применяемой согласно настоящему изобретению.

[38] На фиг. 9 представлен перспективный вид снизу черепицы для ребра и конька крыши, применяемой согласно настоящему изобретению.

[39] На фиг. 10 представлен перспективный вид сверху уголковой черепицы, применяемой на дальних краях/фронтонах согласно настоящему изобретению.

[40] На фиг. 11 представлен перспективный вид снизу уголковой черепицы, применяемой на дальних краях/фронтонах согласно настоящему изобретению.

[41] На фиг. 12 представлен перспективный вид сверху полого контейнера черепицы или черепицы с соединительной коробкой (JT) по настоящему изобретению.

[42] На фиг. 13 представлен перспективный вид снизу полого контейнера черепицы или черепицы с соединительной коробкой (JT) по настоящему изобретению.

[43] На фиг. 14 представлен перспективный вид сверху солнечного «модуля», применяемого согласно настоящему изобретению.

[44] На фиг. 15 представлен развернутый вид в перспективе солнечного «модуля» по настоящему изобретению.

[45] На фиг. 16 представлен перспективный вид сверху опорной черепицы в виде Z-образной полосы, применяемой согласно настоящему изобретению.

[46] На фиг. 17 представлен перспективный вид в поперечном сечении основы черепицы из пеноматериала и огнезадерживающих внутреннего и наружного слоев.

[47] На фиг. 18 представлен перспективный вид множества черепиц на скатной крыше в соответствии с настоящим изобретением.

[48] На фиг. 19А представлен схематический вид сбоку в вертикальном разрезе множества кровельных черепиц, соответствующих настоящему изобретению, установленных на крыше. На фиг. 19В представлен увеличенный вид в разрезе нижнего края крыши, показанной на фиг. 19А. На фиг. 19С представлен увеличенный вид в разрезе части крыши, показанной на фиг. 19А. На фиг. 19D представлен увеличенный вид в разрезе вершины крыши, показанной на фиг. 19А.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[49] В частности, на фиг. 1 показана формованная трехпольная черепица 10 из полиуретанового материала, предпочтительно полимерного изоцианата и выдуваемого компонента (HCFC- 2455fa) на водной основе.

[50] Черепица 10 содержит наружный слой из безусадочного алифатического полимочевинного материала и, кроме того, защиту от ультрафиолетового излучения. Кроме того, черепица 10 содержит второй внутренний слой или подслой, который представляет собой специальную безусадочную вспучивающуюся при нагревании смесь на основе негалогенированного фосфата, образующую твердый эпоксидный подслой. Этот внутренний слой обеспечивает огнестойкий барьер для защиты основы черепицы из полиуретанового пенопласта от возгорания. Всю наружную поверхность черепицы 10 не покрывают огнезадерживающими и огнестойкими слоями. Нижняя поверхность черепицы, которая содержит углубленную часть, описанную ниже, не содержит огнезадерживающие и огнестойкие наружные и внутренние слои покрытий.

[51] Длина трехпольной черепицы 10 в три раза больше, чем длина одинарной черепицы. Трехпольная черепица 10 содержит боковую краевую обратную часть 15, которую применяют для создания желобчатовидной системы для каждой черепицы, содержащей поля, со смежной черепицей, имеющей перевернутую часть 16 с тем, чтобы смежные черепицы можно было связывать между собой с формированием рядного конструкционного блока. Верхний конец 18 черепицы, который является плоским и прилегает к клиновидной части 13, показан на фиг. 3. Нижняя торцевая поверхность 11 черепицы, показанная на фиг. 1 и 2, представляет собой верхний край перекрытия «верхняя часть над нижней частью» и расположена в виде кирпичной кладки относительно черепиц и непосредственно над черепицей 40, показанной на фиг. 4, показанной изнутри.

[52] Один из альтернативных вариантов осуществления, например, формованная черепица, содержащая поле, с тремя солнечными модулями, показан на фиг. 2. Черепицу 20 формуют из полиуретанового материала, предпочтительно полимерного изоцианата и выдуваемого компонента (HCFC-2455fa) на водной основе. Черепица 20 с тремя солнечными модулями содержит большую углубленную плоскую поверхность 19 для приема съемного солнечного «модуля» (не показан) и углубленные области 17 меньшего размера для соединения двух черепиц с тремя солнечными модулями с помощью электрического кабеля. Черепицы 20 с тремя солнечными модулями аналогично трехпольным черепицам содержат перевернутые части 15 и 16, а также плоский край 18, нижние края 11 и 13.

[53] На фиг. 3 изображена нижняя поверхность черепицы 30 на представленном перспективном виде черепиц, показанных на фиг. 1 и фиг. 2, изображающих как они будут выглядеть после формования из полиуретанового материала, предпочтительно полимерного изоцианата и выдуваемого компонента (HCFC-2455fa) на водной основе. Нижние части трехпольной черепицы 10 и черепицы 20 с тремя солнечными модулями, показанные на черепице 30, содержат три куполовидных углубленных области 12 с канавками, проходящими наружу, которые значительно увеличивают области 12 поверхностного контакта, которые являются достаточно глубокими для приема вспененного клея (не показан), применяемого для надежного прикрепления черепиц 10 и 20 к подложке крыши. Внутренний заполнитель черепицы 30 будет временно открыт на нижней поверхности 12 черепицы только в пределах углубленной, отдельной куполо-/гнездоподобной области 12, пока вспененный клей не будет добавлен монтажником кровли, в результате чего будет осуществлено 100% заполнение пеноматериалом области заполнителя с полным соприкосновением пеноматериала со вспененным клеем для достижения максимальной удерживающей/связывающей способности.

[54] Кроме того, на фиг. 3 показана нижняя ступенеобразная часть 14, которую применяют для перекрытия одной черепицы другой черепицей, показанной на фиг. 1, при осуществлении сборки крыши. Как показано на фигуре, черепица 30 также содержит аналогичные перевернутые части 15 и 16, а также края 11, 13 и 18.

[55] При применении вспененный клей затвердевает до стадии полуотверждения, при этом вспенивание и высыхание происходит в течение нескольких часов. Для прикрепления черепиц 10, 20, 40 и 60 к подложке крыши нижнюю плоскую краевую поверхность 13 черепицы устанавливают таким образом, чтобы она непосредственно соприкасалась с подложкой (не показана), покрытой вспененным клеем, а углубленные куполовидные области и канавки 12 нижней части основы черепицы заполняют вспененным клеем, который связывает нижнюю часть 22 черепицы с подложкой крыши. Полимерный вспененный клей дозированно вносят в куполовидные углубления и канавки 12 черепицы, заполняя таким образом пустые углубленные области и прямоугольные канавки, чтобы увеличить области соприкосновения со вспененным заполнителем черепицы для соответствующего заполнителя для их склеивания, аналогичного связыванию при приваривании.

[56] После дозированного заполнения куполообразной секции 12 черепицы полимерным вспененным клеем и во время отверждения вспененного клея черепицу необходимо перевернуть и установить на место впритык к подложке крыши. Вспененный клей отверждается и высыхает, пока черепица не будет надежно прикреплена к подложке крыши. Нижняя поверхность углубленной куполовидной области 12 может иметь глубину 5/8 дюйма (1,59 см) или быть достаточно глубокой для прикрепления черепицы к подложке.

[57] Черепицы 10, 20, 40, 60, показанные на фиг. 1, 2, 4, 6, представляют собой основные черепицы, применяемые согласно настоящему изобретению и применяемые во всех областях крыши, за исключением самых высоких и краевых областей крыши. Все черепицы, показанные на всех фигурах, при необходимости могут быть обрезаны вручную для изменения длины или для пригонки по боковому краю. Черепица 10, 20, 40, 60, 80, показанная на фиг. 1, 2, 4, 6, 8, имеет очень высокое R-значение изоляции от жары и холода, очень эффективна в отношении теплопроводности и, кроме того, является очень легкой, поскольку каждую черепицу изготавливают из формованного материала, подобного полиуретановому пенопласту.

[58] Черепица 40, показанная на фиг. 4, строенная начальная черепица, изображена так, как она будет выглядеть после формования из полиуретанового материала, предпочтительно полимерного изоцианата и выдуваемого компонента (HCFC-2455fa) на водной основе. Строенная начальная черепица 40 содержит большую, утолщенную торцевую или переднюю поверхность 21, благодаря которой черепица 40 может быть применена в начальном ряду кровельной черепицы на нижнем краю крыши. Эта нижняя торцевая часть 21, которая в два раза толще чем торцевая поверхность 11 черепицы, показанная на фиг. 1 и 2, может проходить ниже линии кровельного настила, но не за пределами краев нижней части крыши в качестве последней черепицы на нижней части крыши. Черепица 40 выполнена иначе, чем черепицы 10 и 20 в связи с размещением черепицы 40 на нижнем краю крыши для создания эстетической формы и обеспечения эффективного стекания влаги. Черепица 40 также содержит аналогичные перевернутые части 15 и 16, а также край 18. Строенную начальную черепицу 40 изготавливают и формуют из такого же материала, что и черепицу, содержащую поля, 10 по фиг. 1 и черепицу 20 по фиг. 2, который представляет собой композицию из полиуретанового пенопласта, описанную выше, причем ее отдельно формуют для каждого элемента и она является очень легкой. Кроме того, строенная начальная черепица 40 имеет эстетичный вид, подобный виду обычной глиняной, цементной, шиферной или гонтовой черепицы, как и все черепицы, упомянутые в этом разделе предпочтительного варианта осуществления.

[59] На фиг. 5 представлен вид нижней поверхности черепицы 50 по перспективному виду на фиг. 4, изображающий, как она будет выглядеть после формования из полиуретанового материала, предпочтительно полимерного изоцианата и выдуваемого компонента (HCFC-2455fa) на водной основе. Нижняя поверхность строенной начальной черепицы 50 содержит область 22 поверхности, которая имеет куполовидный узор 12 для приема полимерного вспененного клея для прикрепления начального ряда кровельной черепицы 50 к подложке крыши. Нижняя часть области 23 перекрытия черепицы представляет собой нетипичную клиновидную часть 13, показанной на фиг. 3, поскольку начальные черепицы установлены в самом нижнем ряду, а другие черепицы для создания перекрытия способом «верхняя часть над нижней частью», отсутствуют. Нижняя часть 23 черепицы почти полностью заполнена таким образом, что опирается кровельный настил, однако наклонена совсем немного, чтобы оставить пространство для металлического отлива, который обычно устанавливают под подложкой на нижнем краю крыши, таким образом, чтобы угол наклона начальных черепиц сильно не отличался от углов установленных черепиц 10 и 20.

[60] Кроме того, черепица 50 содержит боковую краевую обратную часть 15, которую применяют для создания желобчатовидной системы со смежной черепицей, имеющей перевернутую часть 16 с тем, чтобы черепицы можно было связывать между собой с формированием рядного конструкционного блока. На фигуре показана нижняя поверхность 22 нижней черепицы.

[61] Черепица 60, показанная на фиг. 6, представляет собой однопольную черепицу и изображена так, как она будет выглядеть после формования из полиуретанового материала, предпочтительно полимерного изоцианата и выдуваемого компонента (HCFC-2455fa) на водной основе. Однопольная черепица 60 содержит боковую краевую обратную часть 15 и канавку 16, которые применяют для создания желобчатовидной системы для каждой черепицы, содержащей поля, со смежной черепицей, содержащей перевернутую часть 16а с тем, чтобы черепицы можно было связывать между собой с формированием рядного конструкционного блока. Верхний конец 18, который является плоским и прилегает к клиновидной части 13, показан на фиг. 3. Торцевая часть 11, показанная на фиг. 1 и 2, представляет собой верхний край перекрытия «верхняя часть над нижней частью» и расположена в виде кирпичной кладки относительно черепиц 10 и 20 и непосредственно над черепицей 40, показанной на фиг. 4, показанной изнутри.

[62] Черепица 60, показанная на фиг. 7, изображает нижнюю поверхность перспективного вида черепицы, показанной на фиг. 6, а именно то, как она будет выглядеть после формования из полиуретанового материала, предпочтительно полимерного изоцианата и выдуваемого компонента (HCFC-2455fa) на водной основе. Нижняя поверхность однопольной черепицы 60 содержит куполовидную выемку с прямоугольными элементами/отводами, проходящими наружу, которые значительно увеличивают области 12 контакта, которые являются достаточно глубокими для приема вспененного клея (не показан), применяемого для надежного прикрепления черепиц 10, 20, 40, 60 к подложке крыши. Кроме того, на фиг. 7 показана нижняя ступенеобразная часть 14, которую применяют для перекрытия одной черепицы другой черепицей, показанной на фиг. 1, 4, 6 при осуществлении монтажа крыши. Как показано на фигуре, черепица 60 также содержит аналогичные перевернутые части 15 и 16, а также краевые части 11, 13 и 18.

[63] Формованная черепица 80 для ребра и конька крыши, показанная на фиг. 8, изображена так, как она будет выглядеть после формования из полиуретанового материала, предпочтительно полимерного изоцианата и выдуваемого компонента (HCFC-2455fa) на водной основе. На фигуре показана черепица 80 для ребра и конька крыши, которую применяют в местах пересечения различных черепиц, содержащих поля, и на самом высоком месте вершины или конька крыши для покрытия и стыковки верхнего ряда облицовочных черепиц на вершине крыши. Коньковую черепицу 80 формуют и изготавливают из такого же материала, что и все виды черепицы, показанные на фиг. 1, 2, 4, 6, причем она имеет очень малую массу. Кроме того, черепица 80 может быть установлена внахлест благодаря наличию углубленной части 25 на одном ее конце.

[64] Черепица 80, показанная на фиг. 9, изображает нижнюю поверхность перспективного вида черепицы 80, показанной на фиг. 8, а именно то, как черепица 80 будет выглядеть после формования из полиуретанового материала, предпочтительно полимерного изоцианата и выдуваемого компонента (HCFC-2455fa) на водной основе. Нижняя поверхность черепицы для ребра и конька крыши содержит плоскую нижнюю поверхность 24 конька, которая также может принимать вспененный клей вдоль ее нижней части для прикрепления черепиц 10, 20, 40, 60 к смежным черепицам, содержащим поля, или ребру для покрытия и стыковки верхнего ряда черепиц, содержащих поля, на пересечениях, где наклон крыши изменяет угол или направление. Кроме того, как показано на фигуре, на одном конце черепицы 80 имеется перекрывающая углубленная часть 25.

[65] Формованная уголковая черепица 100, показанная на фиг. 10, изображена так, как она будет выглядеть после формования из полиуретанового материала, предпочтительно полимерного изоцианата и выдуваемого компонента (HCFC-2455fa) на водной основе. Показанную на фигуре уголковую черепицу 100 применяют в местах завершения различных черепиц, содержащих поля, и на концах краев или фронтонах для покрытия верхнего ряда черепиц, содержащих поля, на периферии крыши в основном для получения декоративной отделки. Уголковую черепицу 100 формуют и изготавливают из такого же материала, что и все виды черепицы, показанные на фиг. 1, 2, 4, 6, 8, причем она имеет очень малую массу. Черепица 100 может быть перекрыта внахлест без углубленной части в отличие от других видов формованной черепицы, но имеет более тонкий/меньший конец 26, на котором осуществляют перекрывание.

[66] Черепица 100 на фиг. 11 изображает плоскую нижнюю поверхность уголковой черепицы 100, которая также может принимать вспененный клей вдоль ее внутреннего сгиба 27 для прикрепления черепицы 10, 20, 40, 60 к смежным черепицам, содержащим поля, или ребру крыши в местах, где оканчиваются различные поля черепицы и на концах краев или фронтонах для покрытия и обрезания верхнего ряда черепиц, содержащих поля.

[67] Черепица 120, показанная на фиг. 12, содержит полый контейнер черепицы или представляет собой черепицу, которую применяют в качестве черепицы 120 с соединительной коробкой (JT) и устанавливают между несколькими черепицами с тремя солнечными модулями (фиг. 2), причем полая область 28 может быть применена для вмещения устройства 28а с электрической схемой и системы управления. Черепица 120 предназначена для соединения модулей/линий для кровельных изделий и будет обеспечивать защиту, воздушное охлаждение, вентилирование, вмещение для отверстий 29, панелей внутренней проводки, креплений для присоединения различных временно применяемых устройств для облегчения безопасного обслуживания. Комплекты для управления дополнительными средствами устанавливают в JT 120 над JT 120 в виде кирпичной кладки таким образом, чтобы электрические соединения могли проходить от JT 120 к JT 120 по выровненным каналам 30, расположенным на верхней поверхности и в полой области, которая с рукавообразным приспособлением создает вертикальный проход к одной точке ввода для электрической проводки в чердачном пространстве на вершине крыши, перед установкой черепицы для ребра и конька крыши, показанной на фиг. 8. Кровельщикам будет несложно подобрать заглушки с цветной маркировкой к винтовым соединителям на жгутах проводов, таким образом, они будут безопасно закреплены, прежде чем квалифицированный подрядчик по электротехническим работам будет соединять и настраивать систему, устанавливая «модули» 140, показанные на фиг. 14, на соответствующие места на черепице 20 с тремя солнечными модулями, показанной на фиг. 2.

[68] Черепица 120, показанная на фиг. 13, изображает нижнюю поверхность полого контейнера черепицы или черепицы 120 с соединительной коробкой (JT) со снятыми заглушками 31, закрывающими выровненные каналы 30, и такую же куполовидную выемку 12 с прямоугольными канавками/отводами, проходящими наружу, которые значительно увеличивают области контакта, которые являются достаточно глубокими для приема вспененного клея (не показан), применяемого для надежного прикрепления черепиц 10, 20, 40, 60 к подложке крыши. Кроме того, на фиг. 13 показана нижняя ступенеобразная часть 14, которую применяют для перекрытия одной черепицы другой черепицей, показанной на фиг. 1, 2, 4, 6 при осуществлении монтажа крыши. Как показано на фигуре, черепица 120 также содержит аналогичные перевернутые части 15 и 16, а также краевые части 11, 13 и 18.

[69] На фиг. 14 показан солнечный модуль 140, представляющий собой совокупность 25 солнечных элементов, расположенных на некотором расстоянии друг от друга, которые могут быть соединены последовательно или параллельно таким образом, чтобы вырабатывать энергию 1 кВт в сутки с помощью каждых 575 солнечных элементов размерами 3 дюйма × 6 дюймов (7,62 см × 15,24 см). Солнечный «модуль» 140 согласно настоящему изобретению может быть переконфигурирован или перекомбинирован для конкретного дома независимо от применяемых в будущем технологий, причем его устанавливают в черепицу 20 с тремя солнечными модулями, показанную на фиг. 2 (на заводе-изготовителе или на месте), при условии, что он содержит положительный, отрицательный и заземляющий провода. Солнечный модуль 140 вделывают в углубление 19 в черепице 20, показанной на фиг. 2. Вся крыша может быть покрыта черепицами 20 с установленными в них модулями 140 при монтаже крыши.

[70] На фиг. 15 представлено изображение в разобранном виде солнечного «модуля» 140, на котором солнечные элементы могут быть размещены на основании, инкапсулированном путем напыления или ламинирования для предотвращения проникновения влаги, и, могут быть закрыты сверху защитным закаленным стеклом, причем все эти элементы вместе называют солнечным «модулем» 140, и установлены электромонтажником на соответствующие места на черепице 20 с тремя солнечными модулями, показанной на фиг. 2, путем подключения жгута проводов к «модулям», а затем механического закрепления «модулей» на черепице и, наконец, подключения к электрической сети и/или блоку аккумуляторных батарей только после того, как все черепицы и жгуты проводов будут установлены кровельщиком.

[71] Солнечный «модуль» 150 согласно настоящему изобретению может быть переконфигурирован или перекомбинирован для конкретного дома независимо от применяемых в будущем технологий, причем его устанавливают в черепицу 20 с тремя солнечными модулями, показанную на фиг. 2 (на заводе-изготовителе или на месте), при условии, что модуль содержит положительный, отрицательный и заземляющий провода.

[72] Применяя трехпольную черепицу 10, показанную на фиг. 1, черепицу 20 с тремя солнечными модулями, показанную на фиг. 2, с солнечным «модулем» 140, показанным на фиг. 14, строенную начальную черепицу 40, показанную на фиг. 4, однопольную черепицу 60, показанную на фиг. 6, черепицу 80 для ребра и конька крыши, показанную на фиг. 8, уголковую черепицу 100, показанную на фиг. 10, и черепицу 120 с соединительной коробкой, показанную на фиг. 12, всю конструкцию крыши с интегрированными солнечными модулями можно легко и быстро установить с помощью предварительно отформованной черепицы, изготовленной из материала с очень малой массой, и вспененного клея, позволяющих быстро установить и скрепить конструкцию крыши.

[73] Черепица 160 на фиг. 16 изображает Z-образную (в поперечном сечении) жесткую металлическую полосу, которая может иметь различную длину, от 2 фт или больше, которую устанавливают за строенной начальной черепицей 40 и механически крепят к кровельному настилу с помощью кровельных гвоздей, вставляемых в отверстия 32, которые разнесены друг от друга на 4 дюйма (10,16 см). Z-образные полосы 160 плотно прижимают к верхнему концу 18 черепицы и располагают между клиновидной частью 13 черепицы впритык к однопольной черепице 60 или трехпольной черепице 10, но никогда за нижним рядом или строенной начальной черепицей 40. Когда Z-образные полосы 160 закреплены, они образуют места 33 для надежной опоры, причем все остальные вертикальные черепицы по настоящему изобретению упираются в Z-образную полосу, при этом не возникает проскальзывание черепицы из-за не успевшего затвердеть вспененного клея или направленного вниз давления верхних рядов/уровней черепицы, которая также может сползать/проскальзывать из-за свеженанесенного/незатвердевшего вспененного клея.

[74] Наиболее важным признаком улучшенной полиуретановой кровельной черепицы, описанной в данном документе, является ее способность создавать огнестойкий барьер для кровельной черепицы, изготовленной из полиуретанового пенопласта или другого волокнистого материала, применяемого на наклонной крыше. Заявитель обнаружил, что в случае применения алифатического полимерного материала в качестве наружного слоя в сочетании со вспучивающимся негалогенированным фосфатным внутренним слоем образуется огнестойкая перегородка или барьер поверх пенополиуретановой основы черепицы, что позволяет безопасно применять ее на скатных крышах. В производственных условиях в открытые полости формы для черепицы сначала с помощью робота впрыскивают пластичную смесь из побочных продуктов безусадочного алифатического полимочевинного материала, средства, защищающего от ультрафиолетовых лучей, и огнезадерживающих/огнестойких добавок, придающих прочность верхнему слою/поверхностному слою, который схватывается менее чем за 1 минуту. Во-вторых, применяют вспучивающуюся при нагревании смесь на основе негалогенированного фосфата, образующую специальный безусадочныйэпоксидный подслой/подповерхностное покрытие, которое выступает в качестве огнестойкой перегородки, которую, кроме того, впрыскивают с помощью робота и дают полностью отвердеть перед закрытием формы и впрыскиванием полиуретановой пены или минерального волокнистого материала, благодаря чему происходит одновременное связывание всех продуктов в форме. Один из примеров огнестойких материалов перегородки, которые могут быть применены, описан в патенте США №6,773,697, опубликованном 11 мая 2004 года, который полностью включен в данное описание посредством ссылки. Конкретный продукт, который может быть применен, продаваемый под торговой маркой Ceasefire Superior Ероху, представляет собой два огнезадерживающих эпоксидных компонента, в том числе вспучивающееся при нагревании покрытие на основе негалогенированного фосфата. Этот продукт продает компания New Line Safety LLC и он имеет сертификат DNC № F-16685. После извлечения черепицы из формы ее можно доставлять и устанавливать на любую 3 дюйма на 12 дюймов (7,62 см. на 30,48 см) или большую скатную крышу. Кроме того, черепица может быть правильно изготовлена, если осуществлять способ в обратном порядке.

[75] На фиг. 17 показана черепица 170, которая содержит алифатический наружный слой 172, который может содержать материалы, защищающие от ультрафиолетовых лучей, и огнезадерживающие материалы, и внутренний слой 174, образованный из вспучивающейся смеси на основе негалогенированного фосфата. Внутренний слой 174 наносят или прикрепляют во время формования к основе 176 черепицы из полиуретанового пенопласта, которая содержит нижнюю углубленную часть 178, которая не содержит прикрепленных к ней внутреннего или наружного слоя из огнезадерживающего материала. Из числа слоев по настоящему изобретению наружный/поверхностный слой 172 составляет 20 мм, внутренний слой/подслой 174 составляет 20 мм, причем в этом варианте осуществления черепица 176 имеет среднюю толщину 2,25 дюйма (5,715 см) для длительного срока службы.

[76] На фиг. 18 показано множество черепиц 180, которые соединены внахлест с помощью дополнительного клея 186, применяемого для прикрепления накладываемых сверху черепиц к черепицам, расположенным под ними. Как показано на фигуре, дополнительный клей 186 прикрепляет черепицы 182 к подложке 190 крыши.

[77] На фиг. 19А схематически показано множество соединенных внахлест черепиц 196, которые представляют собой черепицы, содержащие поля, описанные в настоящем изобретении в настоящем документе, которые приклеены к настилу 191, который также включает кровельный картон 192 и гранулированную подложку 194, причем все они крепятся к настилу 191. Множество черепиц прикрепляют к гранулированной подложке с помощью вспененного клея. Этот вид представляет собой часть крыши от нижнего края крыши до вершины крыши. Вспененный клей для прикрепления черепиц 196, которые накладываются друг на друга, был описан выше. Как показано на фигуре, отлив 193 представляет собой часть нижнего края крыши вместе с начальной черепицей 195, которая проходит от нижней части крыши. Коньковая черепица 197 также размещена на самом высоком месте или вершине крыши и также прикреплена с помощью вспененного клея 199, как можно лучше видеть на фиг. 19D. На фиг. 19В представлен увеличенный вид начальной черепицы 195 и отлива 193, в частности, его прикрепление к настилу 191 в самом нижнем краю крыши. На фиг. 19С представлен увеличенный вид средней части крыши с черепицей 196, содержащей поля, которая также включает крепежный элемент 198 в виде Z-образных полос, который устанавливают для предотвращения перемещения вниз колонны черепиц 196, содержащих поля, а также для прикрепления начальной черепицы. На фиг. 19D показана коньковая черепица 197, прикрепляемая вспененным клеем 199 к гранулированной подложке 194, покрывающей вершину крыши. Кроме того, применен кровельный картон 192, прикрепляемый к настилу 191.

[78] Традиционные системы черепичной кровли требуют частого технического обслуживания и протекают после короткого периода эксплуатации. Настоящее изобретение позволяет решить эту проблему с помощью нескольких способов, описанных выше.

[79] Настоящее изобретение было показано и описано в данном документе в отношении того, что считается наиболее применимым на практике и предпочтительным вариантом осуществления. Однако признано, что в пределах объема настоящего изобретения могут быть предложены отступления, а для специалистов в данной области техники будут очевидны вероятные модификации.

Изобретение относится к области строительства, в частности к кровельной черепице с интегрированными солнечными модулями. Технический результат изобретения заключается в повышении долговечности черепицы. Черепица из полиуретанового пенопласта содержит слои наружного покрытия, состоящего из огнестойкой слоистой системы, которая содержит первый наружный слой из безусадочного алифатического полимочевинного материала и второй внутренний слой из безусадочного вспучивающегося при нагревании негалогенированного фосфатного материала, причем указанный внутренний слой образует огнестойкую перегородку, а указанный наружный слой обеспечивает защиту от ультрафиолетовых лучей. Черепица не проламывается под ногами или при приложении больших давлений, способна производить обновляемую солнечную энергию, ее легко транспортировать и устанавливать, и можно отформовать в виде шиферной, деревянной, плоской или рулонной черепицы или многих других видов черепицы прошлых лет. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 19 ил.

1. Кровельная черепица, содержащая:

основу черепицы в форме шестигранника, причем каждая сторона по существу имеет прямоугольную форму, при этом основа черепицы выполнена из полиуретанового пенопласта; причем боковые стороны основы черепицы включают верхнюю поверхность, нижнюю поверхность, переднюю поверхность, заднюю поверхность, а также первую и вторую параллельные боковые поверхности;

основа черепицы содержит наружный слой из огнестойкого, безусадочного алифатического полимочевинного материала, устойчивого к воздействию ультрафиолетовых лучей, на указанной верхней, передней, параллельных боковых и задней поверхности, а также части указанной нижней поверхности;

основа черепицы содержит огнестойкий внутренний слой из вспучивающейся при нагревании смеси из негалогенированного фосфата, закрепленный под наружным слоем из огнестойкого, алифатического полимочевинного материала, устойчивого к воздействию ультрафиолетовых лучей, и на указанной нижней поверхности для создания огнестойкого барьера;

нижняя поверхность черепицы содержит плоскую область, выполненную с возможностью соприкосновения с подложкой крыши, причем нижняя поверхность основы черепицы содержит углубленную область заданной куполообразной формы, которая содержит канавки/каналы для приема полимерного вспененного клея, которые увеличивают область контактного соприкосновения клея, а на нижней поверхности основы черепицы углубленная область не содержит наружный слой огнестойкого безусадочного алифатического полимочевинного материала, устойчивого к воздействию ультрафиолетовых лучей, и не содержит внутренний слой огнестойкого материала, вследствие чего композиция полиуретанового пенопласта вспененного заполнителя основы черепицы открыта для сцепления в куполообразной углубленной области черепицы со стандартным полимерным вспененным клеем, применяемым для прикрепления черепицы в виде кирпичной кладки к соответствующей подложке крыши.

2. Кровельная черепица по п. 1, в которой длина указанной черепицы приблизительно в три раза больше, чем длина кровельной черепицы стандартного размера величиной 12 дюймов (30,48 см) в ширину.

3. Кровельная черепица по п. 1, содержащая слой гелеобразного покрытия.

4. Кровельная черепица по п. 1, содержащая по существу верхнюю поверхность, которая содержит верхнюю углубленную область, которая имеет размер по длине, ширине и глубине, позволяющий принимать съемный и модернизируемый солнечный «модуль», выполненный с возможностью прикрепления к верхней поверхности кровельной черепицы и содержащий солнечные фотоэлектрические элементы для выработки электроэнергии, предназначенные для установки в углубленную область верхней поверхности указанной кровельной черепицы.

5. Кровельная черепица по п. 1, содержащая

по меньшей мере одну специализированную кровельную черепицу, выполненную с возможностью содержания электрических соединительных компонентов солнечного элемента для регулировки множества элементов, вырабатывающих энергию/электричество.

6. Легкая кровельная черепица, для использования с множеством идентичных черепиц для покрытия наружной подложки крыши здания, содержащая:

основу кровельной черепицы, выполненную в форме многогранника, выполненную из легкого полиуретанового пенопласта с закрытыми порами с заданной формой, которая содержит верхнюю поверхность, нижнюю поверхность, переднюю поверхность, заднюю поверхность, а также первую и вторую параллельные боковые поверхности;

вспененный клей, нанесенный на указанную нижнюю поверхность основы кровельной черепицы, для постоянного прикрепления основы кровельной черепицы к наружной подложке крыши здания;

причем нижняя поверхность основы кровельной черепицы содержит часть с плоской поверхностью для соприкосновения с наружной подложкой крыши здания и часть с углубленной областью для приема вспененного клея, нижняя углубленная область кровельной черепицы имеет заданную форму и размер для увеличения эффективной области прикрепления вспененного клея по меньшей мере на 20% от плоской области нижней поверхности кровельной черепицы, которая принимает вспененный клей, с увеличением усилия прикрепления основы кровельной черепицы к наружной подложке крыши;

наружный слой огнестойкого алифатического материала и

внутренний огнестойкий слой, выполненный из безусадочной вспучивающейся при нагревании смеси, которая содержит негалогенированный фосфат, прикрепленный к указанному наружному огнестойкому слою и указанной верхней поверхности, указанным частям нижней поверхности, передней поверхности, задней поверхности и первой и второй параллельным боковым поверхностям основы черепицы из полиуретанового пенопласта.

7. Кровельная черепица по п. 6, в которой

указанная углубленная область нижней поверхности кровельной черепицы расположена в центре по отношению к нижней поверхности кровельной черепицы, а также передней, задней и боковым поверхностям кровельной черепицы.

8. Кровельная черепица по п. 6, в которой

основа кровельной черепицы содержит слой огнестойкого безусадочного алифатического полимочевинного материала, устойчивого к воздействию ультрафиолетовых лучей, на указанной наружной поверхности, указанных передней и задней поверхностях и указанных первой и второй боковых поверхностях, а также плоской области указанной нижней поверхности.

9. Кровельная черепица по п. 6, содержащая

огнезадерживающий слой материала, расположенный на основе кровельной черепицы под слоем огнестойкого материала, устойчивого к воздействию ультрафиолетовых лучей, основы кровельной черепицы, причем указанная углубленная область нижней поверхности основы кровельной черепицы не содержит огнестойких или огнезадерживающих слоев с целью повышения надежности прикрепления указанного вспененного клея к углубленной области указанной нижней поверхности кровельной черепицы.

10. Кровельная черепица по п. 6, в которой

основа кровельной черепицы выполнена из материала с плотностью 48 кг/м³ и различных более плотных вспененных компонентов для обеспечения легкости, а также прочностных и термоизоляционных свойств.

11. Кровельная черепица по п. 6, в которой

основа кровельной черепицы изготовлена из полимерного изоцианата и выдуваемого гидрохлорфторуглерода HCFC-2455 на водной основе.