ИЗОЛЯЦИОННЫЙ ЭЛЕМЕНТ ДЛЯ ТЕПЛОВОЙ И/ИЛИ ЗВУКОВОЙ ИЗОЛЯЦИИ ПЛОСКОЙ ИЛИ ПЛОСКОЙ НАКЛОННОЙ КРЫШИ И СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИЗОЛЯЦИОННОГО ЭЛЕМЕНТА Российский патент 2023 года по МПК E04D3/35 E04D11/02 B32B5/26 B32B7/12 

Изобретение относится к изоляционному элементу для тепловой и/или звуковой изоляции плоской или плоской наклонной кровли, содержащему первый слой, выполненный из минеральной ваты, в частности из каменной ваты, и второй слой, выполненный по меньшей мере из одного волокнистого материала, в частности ткани, при этом второй слой прикреплен к основной поверхности первого слоя с помощью клеящего вещества, при этом первый слой изготовлен по меньшей мере из одной полосы элемента из минеральной ваты, характеризующегося ориентацией волокон, преимущественно перпендикулярной его основным поверхностям. Кроме того, первый слой содержит отвержденное связующее. Также изобретение относится к способу изготовления изоляционного элемента, описанного ранее.

Плоские крыши и плоские наклонные крыши хорошо известны из уровня техники, например, как мембранные кровельные системы, которые обычно делятся на следующие типы в зависимости от положения, в котором размещена основная тепловая изоляция: теплые крыши, перевернутые теплые крыши, сады на крышах или зеленые крыши и неутепленные крыши.

Мембранные кровельные системы используются для защиты плоских крыш или плоских наклонных крыш от любых погодных условий, которые могут возникнуть в течение их проектного срока службы. Они часто строятся как однослойные кровельные системы, в частности, для больших крыш, или они построены из битумных мембран, в частности армированных битумных мембран (RBM). Последние обычно наносятся в виде двух или более слоев листовых материалов, раскатанных поверх элемента для тепловой и/или звуковой изоляции. Типичная мембранная кровельная система включает конструктивную опору, настил, обеспечивающий непрерывную опору, например, стальной или бетонный настил, пароизоляционный слой (при необходимости), тепловую изоляцию (при необходимости), водонепроницаемую мембрану и покрытие, устойчивое к движению или нагрузкам (при необходимости по функциональным и/или эстетическим причинам).

Настоящее изобретение в первую очередь направлено на так называемые теплые крыши, в которых основная тепловая изоляция размещена непосредственно под кровельным покрытием, а именно водонепроницаемой мембраной. Три основных варианта крепления однослойных кровельных систем это механическое крепление, адгезия/горячее склеивание/холодное склеивание, пригрузка, при этом изоляция и мембрана могут быть прикреплены одним и тем же или разным способом. Предпочтительно однослойная водонепроницаемая мембрана или водонепроницаемая подкладка прикреплена к подложке, то есть к изоляционному слою, путем холодного приклеивания с использованием подходящего холодного клея. В то время как армированные битумные мембраны (RBM) обычно наносятся путем оплавления. Согласно этому способу специально разработанные битумные мембраны нагреваются с их нижней стороны с помощью газовой горелки для расплавления части битума, и не требуется отдельного связующего битума или клея. Оплавление требует специальных мероприятий и мер предосторожности против возгорания и не подходит для использования поверх горючих материалов или рядом с ними.

Изоляционные элементы из минеральной ваты для тепловой и/или звуковой изоляции плоской крыши или плоской наклонной крыши хорошо известны в данной области техники. Соответствующие продукты и общие требования изложены в Европейском стандарте EN 13162:2012+А1:2015, «Теплоизоляционные изделия для зданий Изделия из минеральной ваты (MW) заводского изготовления».

Эти изоляционные элементы из минеральной ваты или соответствующие продукты обычно содержат слоистые или гофрированные изделия сравнительно высокой плотности, обычно от 150 кг/м³ до 250 кг/м³, чтобы обеспечить соответствующее механическое сопротивление для использования на плоской или плоской наклонной кровельной системе. Ориентация их волокон преимущественно ламинарная по отношению к основным поверхностям указанных элементов или несколько извилистая в результате продольного сжатия исходного полотна перед отверждением. В свете возрастающих требований к теплоизоляции и, следовательно, увеличения толщины изделия, такие изоляционные элементы из минеральной ваты в виде плит становятся все тяжелее и тяжелее, и поэтому во многих случаях требуются два слоя изоляционных элементов, чтобы соответствовать местным строительным нормам в отношении тепловых характеристик. Монтаж двух слоев изоляции требует больших временных затрат и трудоемок. С другой стороны, плиты с более высокой объемной плотностью должны быть меньше и/или тоньше, чтобы с ними мог работать только один человек.

В рамках других применений в области теплоизоляции зданий, в частности в сегменте изоляции фасадов, а именно в композитных системах внешней тепловой изоляции, хорошо известны так называемые ламельные изделия. Указанные ламельные изделия изготавливаются из пластинчатых полос-полуфабрикатов, тонкие слои которых нарезаются и затем поворачиваются на 90°, так что образующиеся изоляционные элементы имеют ориентацию волокон, преимущественно перпендикулярную основным поверхностям. Однако указанные ламельные изделия (полосы) чувствительны к силам, прикладываемым в направлении, параллельном их преобладающей ориентации волокон, то есть к сжимающим силам или нагрузкам. Это одна из причин, почему ламельные изделия не используются на плоских или плоских наклонных крышах. Если ламельные изделия используются для изоляции на соответствующей крыше, они должны быть покрыты слоем распределения нагрузки, например, дополнительными облицовочными плитами из минеральной ваты высокой плотности или другими листовыми материалами, например, строительными древесными плитами. Дополнительная установка покрытия или слоя распределения нагрузки требует больших временных затрат и является трудоемкой.

Что касается многослойных или гофрированных изделий для крыши, недавние попытки направлены на расширение области их применения в отношении крепления водонепроницаемой мембраны. В качестве примера сделана ссылка на патент ЕР 2753770 В1, который относится к изоляционным элементам для тепловой и/или звуковой изоляции плоской крыши или плоской наклонной крыши, содержащим первый слой из минеральных волокон, в частности волокон каменной ваты, второй слой, выполненный по меньшей мере из одного волокнистого материала, в частности наполняемой тканью, при этом второй слой прикреплен к основной поверхности первого слоя клеящим веществом, второй слой пропитан неорганическим наполнителем, а именно известью, и при этом второй слой в сочетании с наполнителем характеризуется проницаемостью, позволяющей газам горячего воздуха проходить через второй слой и закрывать второй слой для проникновения клея или клеящего вещества в направлении первого слоя. Соответствующие продукты доказали свою пригодность для адгезии/холодного приклеивания водонепроницаемой мембраны, а благодаря неорганической пропитке второго слоя также для оплавления, например, битумных мембран. Однако получаемые в результате изделия являются тяжелыми, а их производство требует больших затрат, поскольку диапазон их толщин ограничен, и для второго слоя требуются специальные ткани.

Одним из основных аспектов использования такой плоской крыши или плоских наклонных крыш является возможность доступа и ходьбы по меньшей мере по частям крыши без повреждения, особенно водонепроницаемой мембраны и изоляционных элементов. Таким образом, требуется соответствующая опора водонепроницаемой мембраны из изоляционных элементов и соответствующая механическая прочность, что создает у человека, идущего по такой крыше, впечатление безопасности, поскольку элементы наверху опорного настила не прогибаются и не деформируются. Крыши можно классифицировать в соответствии с их доступностью, при этом крыши, на которых требуется специальное оборудование для доступа в целях обслуживания, отличаются от крыш, доступных только для целей обслуживания, от крыш, доступных для частого обслуживания оборудования, размещенного на крыше, от крыш, доступных для пешеходов, от крыш, доступных для легковесных транспортных средств, от крыш, доступных для тяжелых транспортных средств, и от садов на крыше. Согласно изобретению покрываются только крыши, обладающие характеристиками при воздействии механической нагрузки в отношении сжимаемости с испытательной нагрузкой от 40 до 80 кПа и определенной температурой до 80°С. Указанные крыши доступны для пешеходного движения и могут использоваться там, где предусмотрено частое техническое обслуживание оборудования. Кроме того, такие крыши, нагруженные для испытания повышенной нагрузкой, доступны для легковесных транспортных средств и могут использоваться только в том случае, если водонепроницаемое покрытие защищено бетонным покрытием или аналогичным покрытием.

Целью настоящего изобретения является улучшение механических характеристик ламельного изоляционного элемента (полосы) из минеральной ваты, предпочтительно в отношении устойчивости изоляционного элемента при распределенных статических нагрузках. Особенно в отношении проходимости по крышам, доступным для пешеходов и/или легковесных транспортных средств, особенно в отношении ощущения безопасности для человека, идущего по крыше, поскольку компоненты на верхней части настила обеспечивают постоянную поддержку, изгибаясь или деформируясь в очень небольшом интервале. Кроме того, целью настоящего изобретения является создание ламельного изоляционного элемента из минеральной ваты, который является легким, но механически прочным, простым в обращении и может быть нанесен быстро и только одним слоем даже при больших толщинах.

Кроме того, целью настоящего изобретения является создание способа изготовления изоляционного элемента, с помощью которого такой изоляционный элемент может быть произведен с низкими затратами и быть улучшенным в отношении его механических характеристик, в частности в отношении его характеристик обеспечения проходимости на крышах, доступных для пешеходного движения и/или легковесных транспортных средств.

Согласно настоящему изобретению решение в отношении изоляционного элемента из минеральной ваты достигается тем, что клеящее вещество размещено частично в области между волокнами вблизи к основной поверхности первого слоя, направленной ко второму слою, и в области вблизи к основной поверхности второго слоя, направленной к первому слою, так что клеящее вещество соединяет первый слой и второй слой таким образом, что силы, направленные перпендикулярно второму слою, могут быть скомпенсированы пределом прочности на разрыв второго слоя в комбинации с клеящим веществом и/или изгибом волокон первого слоя, являясь причиной улучшенной пешеходной доступности, соответственно максимальной деформации ≤ 5% толщины изоляционного элемента, и при этом клеящее вещество между первым и вторым слоями обеспечено в количестве от 60 г/м² до 400 г/м², предпочтительно от 100 г/м² до 250 г/м², более предпочтительно в количестве 150 г/м².

Таким образом, изоляционный элемент согласно настоящему изобретению состоит из первого слоя в виде ламельного элемента (полосы) из минеральной ваты, состоящего из минеральных волокон и отвержденного связующего, на котором второй слой, выполненный из волокнистого материала, в частности из ткани, прикреплен к основной поверхности полосы с помощью клеящего вещества. Клеящее вещество может быть нанесено на поверхность полосы и/или волокнистого материала. Им можно обрабатывать полосу и/или ткань, таким образом располагая клеящее вещество между волокнами полосы и между частями волокнистого материала так, чтобы силы, направленные перпендикулярно второму слою, были скомпенсированы пределом прочности на разрыв второго слоя в комбинации с клеящим веществом и/или изгибом волокон первого слоя, что приводит к чрезвычайно ограниченной деформации и увеличенной работе изоляционного элемента под действием сосредоточенной нагрузки. Это приводит к улучшенной пешеходной доступности, соответственно максимальной деформации ≤ 5% толщины изоляционного элемента. Максимальная деформация является результатом ориентации волокон с одной стороны, и использования подходящего клеящего вещества, и особенно использования второго слоя, с другой стороны. Указанный второй слой выполнен по меньшей мере из одного волокнистого материала, соединенного с полосой с помощью клеящего вещества, который нанесен между волокнами поверхности полосы, образуя область, в которой большая часть пористой структуры поверхности полосы закрыта клеящим веществом, посредством чего до 90% объема пор поверхности в этой области может быть заполнено клеящим веществом. В результате клеящее вещество образует замкнутый слой, равномерный в этой области, который способен выдерживать продольные силы в направлении, перпендикулярном ориентации волокон полосы. С другой стороны, клеящее вещество также проникает в пористую структуру вблизи поверхности волокнистого материала, образуя почти замкнутый слой внутри волокнистого материала с теми же характеристиками, что и в области в верхней части полосы.

Было обнаружено, что количество клеящего вещества согласно настоящему изобретению формирует достаточную прочность изоляционного элемента, особенно достаточный предел прочности на разрыв клеящего вещества, в результате чего изоляционные характеристики, особенно характеристики тепловой изоляции, не ухудшаются в такой степени, чтобы должны были быть использованы толстые изоляционные элементы для выполнения всех требований к изоляционным характеристикам в крыше.

Поэтому клеящее вещество предпочтительно формирует почти замкнутый слой, соединяющий волокна друг с другом, а также компоненты волокнистого материала. Слой клеящего вещества характеризуется достаточным пределом прочности на разрыв, который поддерживается за счет соединения с волокнами первого слоя и компонентами волокнистого материала, так что сила, приложенная перпендикулярно поверхности изоляционного элемента, например, человеком, идущим по крыше, по меньшей мере частично компенсируется пределом прочности на разрыв клея и/или второго слоя в сочетании с изгибом волокон первого слоя, по меньшей мере частично окруженных клеящим веществом.

Предпочтительно, чтобы второй слой соединялся с битумной мембраной посредством оплавления или с мембранами посредством холодного приклеивания, так что эти изоляционные элементы можно использовать для многих различных изоляционных материалов крыши.

В соответствии с дополнительным аспектом настоящего изобретения клеящее вещество выбрано из меламино-мочевиноформальдегидного, предпочтительно в виде двухкомпонентного клея, акрилового клея на водной основе, фенолформальдегидного порошкового связующего, неопренового вспененного клея на водной основе, порошкового клея на основе полиамида, полиуретанового клея, предпочтительно в виде двухкомпонентного клея, полиуретанового влагостойкого клея или связующего, модифицированного силаном, предпочтительно в виде однокомпонентного влагостойкого клея. Все эти клеящие вещества создают хорошее соединение с минеральными волокнами, и все эти клеящие вещества способны создавать почти замкнутые слои в области полосы, а также в области волокнистого материала, тем самым укрепляя изоляционный элемент в направлении, параллельном основным поверхностям полосы.

Клеящее вещество между первым и вторым слоями обеспечено в количестве от 60 г/м² до 400 г/м², предпочтительно от 100 г/м² до 250 г/м², более предпочтительно в количестве 150 г/м².

Количество клеящего вещества, нанесенного между первым и вторым слоями, как определено выше, следует понимать, как нанесенное влажным или сухим способом вещество в зависимости от типа выбранного клеящего вещества. В качестве примера ниже упоминаются две разные ссылки.

В случае нанесенного влажным способом клея, например, акрилового клея на водной основе, клеящее вещество наносится в количестве около 150 г/м², что соответствует около 90 г/м² сухого вещества (после сушки/отверждения), при этом разбавление такого клеящего вещества для нанесения общеизвестными способами влажного нанесения обычно около 60% сухого вещества, растворенного в жидкости. Это будет аналогичным образом учитываться для указанного выше неопренового вспененного клея на водной основе, однако диапазон разбавления может отличаться.

Что касается клеящих веществ, наносимых сухим способом, таких как, например, фенолформальдегидное порошковое связующее или порошковый клей на основе полиамида, нанесенное количество предназначено для определения сухого вещества, которое существенно не изменится при последующей сушке или отверждении. Следовательно, эти количества обычно находятся в нижнем пределе указанных выше диапазонов, то есть составляют от 60 г/м² до 250 г/м², предпочтительно от 80 г/м² до 150 г/м².

Клеящее вещество наносится на всю поверхность между первым слоем и вторым слоем, обеспечивая очень прочное соединение между слоями и создавая два почти сплошных слоя в двух областях первого слоя и второго слоя, заполняемых клеящим веществом. Преимущество этого варианта осуществления настоящего изобретения заключается в том, что даже если клеящее вещество нанесено только тонким слоем в пределах областей, предел прочности на разрыв этих слоев является достаточным для ограничения максимальной деформации изоляционного элемента, нагруженного человеком с нормальным весом 80 кг, идущего по крыше, или силами, вызванными пешеходным движением и/или легковесными транспортными средствами.

В качестве меры для прочной связи между слоями и обеспечения достаточного сцепления прочность на отслаивание второго слоя является важной характеристикой, которую необходимо разработать при производстве соответствующих изоляционных элементов. Так называемая прочность на отслаивание или сопротивление отслаиванию является важной мерой прочности соединения между изоляционным элементом и таким вторым слоем, например, стекловатой. Другими словами, большое значение имеет адгезия соответствующей стекловаты к плите из минеральной ваты, особенно для кровельных плит; такие кровельные плиты в установленном состоянии должны выдерживать воздействия ветров. Прочность на отслаивание или сопротивление отслаиванию проверяется внутренним методом и показывает прочность на отслаивание, которую получает продукт, когда он приклеивается к водонепроницаемому покрытию или прокладочному элементу. В течение испытания прочности на отслаивание второй слой как верхний слой удаляется с изоляционного элемента. Площадь поперечного сечения клеевого соединения выбирается равной одной трети площади образца. Прочность на отслаивание измеряется перпендикулярно поверхности изоляционного элемента, склеенной по ее длине со стекловатой, и с помощью дополнительно нанесенного самоклеящегося прокладочного элемента, передающего нагрузку, поскольку стекловата сама по себе не будет выдерживать приложенных сил. Сначала образец для испытаний помещается или фиксируется на направляющей, так чтобы битумная мембрана могла быть отделена вертикально. То есть изоляционный элемент вертикально удерживается на месте упомянутой направляющей, которая расположена на нижней траверсе машины для испытания материалов, например, коммерчески доступной под наименованием ZwickRoell. Указанная направляющая обеспечивает перемещение образца в горизонтальном направлении и отсутствие дополнительных сдвигающих усилий, привносимых при испытании. Один конец соответствующей битумной мембраны зажат в монтажном приспособлении на верхней траверсе и содержит датчик нагрузки. Определяется прочность на отслаивание для данной длины. Выбранные размеры образцов: длина 350 мм, ширина 150 мм для изоляционного элемента, и длина 450 мм, и ширина 50 мм для прокладочного элемента. Применяется предварительная нагрузка 2,5 +/- 0,25 Н, и прокладочный элемент вместе со стекловолокном отрывается от изоляционного элемента с испытательной скоростью 100 +/- 5 мм/мин, что обеспечивает прочность на отслаивание, измеряемую в [Н/50 мм]. Предпочтительно изоляционный элемент для тепловой и/или звуковой изоляции для использования в изоляции плоской или плоской наклонной крыши обеспечивает сопротивление отслаиванию перпендикулярно основной поверхности изоляционного элемента не менее 7,5 [Н/50 мм], предпочтительно не менее 10 [Н/50 мм].

Согласно еще одному варианту осуществления настоящего изобретения слой из минеральных волокон и связующего, предпочтительно в количестве от 3 до 7 масс. %, имеет объемную плотность от 80 до 120 кг/м³ и прочность на сжатие от 50 до 130 кПа, измеренные в соответствии с Европейским стандартом EN 826: 2013.

Дальнейшее улучшение изоляционного элемента согласно настоящему изобретению достигается тем, что второй слой выполнен из стекловаты, предпочтительно характеризующейся модулем упругости от 450 до 900 МПа, предпочтительно от 500 до 800 МПа и/или пределом прочности на разрыв от 50 до 110 Н, предпочтительно от 70 до 90 Н в соответствии с Европейским стандартом EN ISO 1924-2:2009. Такой изоляционный элемент может быть использован в плоских крышах и/или плоских наклонных крышах и может быть нагружен человеком, идущим по крыше с ограниченной деформацией и хорошей проходимостью, или даже небольшими транспортными средствами без деформации поверхности более чем на 5% толщины изоляционного элемента.

Наконец, согласно еще одному варианту осуществления настоящего изобретения клеящее вещество снабжено неорганическим наполнителем. Такой неорганический наполнитель, который может быть представлен известью, имеет преимущество, заключающееся в том, что повышается огнестойкость изоляционного элемента, и такой наполнитель дополнительно улучшает характеристики под действием сосредоточенной нагрузки благодаря наличию и свойствам распределения нагрузки стекловолоконной ткани.

Изоляционный элемент согласно настоящему изобретению обеспечивает превосходные механические характеристики, особенно улучшенную доступность для пешеходов по сравнению с сопоставимой панелью, имеющей только слой ткани по всей своей поверхности.

Что касается способа изготовления изоляционного элемента в соответствии с описанием, то задача решается тем, что первый слой, выполненный из по меньшей мере одной полосы из минеральной ваты, имеющей ориентацию волокон, преимущественно перпендикулярную ее основным поверхностям, и состоящей из минеральных волокон и отвержденного связующего, соединен со вторым слоем клеящим веществом. Упомянутое клеящее вещество частично размещается в области между волокнами вблизи к основной поверхности первого слоя, направленной ко второму слою, и в области вблизи к основной поверхности второго слоя, направленной к первому слою, так что клеящее вещество соединяет первый слой и второй слой таким образом, чтобы силы, направленные перпендикулярно второму слою, могли быть скомпенсированы пределом прочности на разрыв второго слоя в комбинации с клеящим веществом и/или изгибом волокон первого слоя, являясь причиной улучшенной пешеходной доступности, соответственно максимальной деформации ≤ 5% толщины первого и второго слоя. Клеящее вещество наносится на первый слой и/или на второй слой перед соединением двух слоев. При соединении двух слоев клеящее вещество проникает в поры первого и/или второго слоя, где клеящее вещество затвердевает после соединения слоев. Проникновение может быть увеличено путем прижатия двух слоев друг к другу или путем приложения механической силы к клеящему веществу перед соединением двух слоев.

Испытания для оценки максимальной деформации изоляционного элемента и его характеристик при воздействии механического напряжения и при определенной температуре проводятся на репрезентативном количестве образцов изоляционного элемента размером 300×300 мм. Указанное испытание заключается в выдерживании образцов для испытаний при температуре, например, 80°С и измерении их деформации в контролируемой атмосфере, пока испытательная нагрузка 40 или 80 кПа продолжает действовать. Сначала определяют начальную толщину испытательного образца при температуре 23°С и давлении 1 кПа, распределенном по всей площади, а затем прикладывают испытательную нагрузку. Испытательную нагрузку выдерживают в течение 7 дней при повышенной температуре 80°С. В течение периода испытаний могут иметь место частые измерения толщины образцов относительно деформации. Через 7 полных дней окончательно измеряют стабилизированную толщину образцов и рассчитывают среднюю результирующую деформацию на основе начальной и конечной толщины. Максимальная относительная деформация должна быть ≤ 5% от начальной толщины изоляционного элемента.

Изобретение поясняется прилагаемыми чертежами, где

на фиг.1 показана часть плоской крыши в поперечном сечении;

на фиг.2 показана диаграмма сосредоточенной нагрузки первого варианта осуществления изоляционного элемента;

на фиг.3 показана работа первого варианта осуществления настоящего изобретения согласно фиг.2 под действием сосредоточенной нагрузки;

на фиг.4 показана диаграмма сосредоточенной нагрузки второго варианта изоляционного элемента и

на фиг.5 показана работа второго варианта осуществления настоящего изобретения согласно фиг.4 под действием сосредоточенной нагрузки.

На фиг.1 показана часть плоской крыши 1, содержащей конструктивную опору 2, пароизоляционный слой 3 и изоляционный элемент 4. Изоляционный элемент 4 содержит первый слой 5, содержащий волокна каменной ваты и связующее, и второй слой 6, выполненный из волокнистой стекловаты с модулем упругости 573 МПа. Предел прочности на разрыв стекловаты составляет 71 Н.

Первый слой 5 представлен одним или несколькими полосами, ориентация волокон которых преимущественно перпендикулярна основной поверхности 7 второго слоя 6. Полоса и, следовательно, первый слой 5 имеют плотность 110 кг/м³ и стандартную толщину 150 мм. Минеральные волокна связаны вместе посредством связующего, отверждаемого в печи для отверждения, перед тем как второй слой 6 прикрепляется к поверхности 8 первого слоя 5 с помощью клеящего вещества 9.

Клеящее вещество 9 расположено частично в области 10 вблизи к основной поверхности 8 первого слоя 5, направленной ко второму слою 6, и в области 11 вблизи к основной поверхности 7 второго слоя 6, направленной к первому слою 5, так что клеящее вещество 9 соединяет первый слой 5 и второй слой 6 таким образом, что силы, направленные перпендикулярно второму слою 6, могут быть скомпенсированы пределом прочности на разрыв второго слоя 6 в комбинации с клеящим веществом 9 и/или изгибом волокон первого слоя 5. Такая сила, равная, например, 80 кПа, направленная перпендикулярно второму слою 6, вызывает ограниченную деформацию менее 5% изоляционного элемента 4 (первого и второго слоя 5, 6) и, следовательно, не более 7,5 мм относительно толщины, равной 150 мм, первого слоя 5. Толщина второго слоя 6 составляет около не более 1 мм и может поэтому не учитываться в этом расчете. Достаточное количество клеящего вещества 9 размещено между волокнами первого слоя 5, таким образом окружая волокна и создавая слой клеящего вещества 9, зафиксированный в первом слое 5.

Клеящее вещество 9 размещено в количестве 80 г/м² между двумя слоями 5 и 6 в качестве акрилового клея. Достаточное количество клеящего вещества 9 диффундирует (распространяется) в первый слой 5 и второй слой 6. Таким образом, клеящее вещество 9 составляет слой, соединяющий первый слой 5 и второй слой 6, и который зафиксирован в обоих слоях 5, 6.

На фиг.2 показана диаграмма с двумя графиками, причем нижний график (пунктирная линия) представляет собой отношение нагрузки к деформации в полосе, как уже известно из предшествующего уровня техники. Верхний график показывает зависимость нагрузки от деформации изоляционного элемента 4 согласно настоящему изобретению.

Плотность полосы из минеральной ваты в изоляционном элементе 4 согласно настоящему изобретению составляет 110 кг/м³. Второй слой 6 имеет предел прочности на разрыв 71 Н и модуль упругости 573 МПа. Оба слоя 5, 6 соединены акриловым клеем в количестве 80 г/м².

Как видно из верхнего графика, прочность при сосредоточенной (точечной) нагрузке изоляционного элемента 4 значительно улучшается за счет второго слоя 6 в комбинации со слоем клеящего вещества 9. В области небольших деформаций от 0 до 1,5 мм оба элемента (полоса и изоляционный элемент согласно настоящему изобретению) демонстрируют упругие свойства, но изоляционный элемент согласно настоящему изобретению принимает более высокую нагрузку, что означает, что этот изоляционный элемент имеет более высокий модуль упругости по сравнению с полосами, известными из предшествующего уровня техники.

В диапазоне от 1,5 до 12 мм изоляционный элемент 4 согласно настоящему изобретению намного прочнее полос, известных из предшествующего уровня техники. Эти улучшения прочности при сосредоточенной нагрузке, особенно при малых деформациях, также можно рассматривать как улучшение пешеходной доступности.

На фиг.3 показана вторая диаграмма для описанного выше изоляционного элемента 4, показывающая работу [Дж] под действием сосредоточенной нагрузки по отношению к деформации. И снова верхний график относится к изоляционному элементу 4 согласно настоящему изобретению, а нижний график (пунктирная линия) относится к полосе согласно предшествующему уровню техники.

Настоящее изобретение доказывает, что пешеходная доступность изоляционного элемента 4 связана с произведением нагрузки и деформации, которая возникает, когда человек идет по изоляционному элементу 4. Соответствующая нагрузка также может быть описана как сила, а деформация как смещение.

Произведение сосредоточенной нагрузки и деформации представляет собой работу, основанную на общем уравнении

работа = сила × перемещение.

Чем выше работа, тем лучше пешеходная доступность. Это особенно важно при деформации в диапазоне от 0 до 10 мм или сосредоточенной нагрузке до 800 Н. На графике (пунктирная линия) согласно фиг.3 показана работа для той же полосы, что и на предыдущем графике на фиг.2.

Как видно из графика для изоляционного элемента 4 согласно настоящему изобретению работа примерно на 25% выше, чем после деформации 5 мм, и примерно на 80% выше после деформации 10 мм. Это значительно улучшает пешеходную доступность.

Таких результатов можно достичь даже при использовании полосы плотностью 85 кг/м³, как показано на фиг.4 и 5. Все остальные параметры соответствуют параметрам на фиг.2 и 3.

Измерения сосредоточенной нагрузки выполняются в соответствии с Европейским стандартом EN 12430:2013 «Теплоизоляционные изделия для применения в строительстве определение характеристик при действии сосредоточенной нагрузки».

Номера позиций

1 крыша

2 опора

3 пароизолирующий слой

4 изоляционный элемент

5 слой

6 слой

7 поверхность

8 поверхность

9 клеящее вещество

10 область

11 область

Изобретение относится к области мембранных кровельных систем и касается изоляционного элемента для тепловой и/или звуковой изоляции плоской или плоской наклонной крыши. Изоляционный элемент (4) состоит из первого слоя (5), выполненного из минеральной ваты, и второго слоя (6), выполненного по меньшей мере из одного волокнистого материала, при этом второй слой (6) прикреплен к основной поверхности (7) первого слоя (5) с помощью клеящего вещества (9), при этом первый слой (5) выполнен по меньшей мере из одной полосы, имеющей ориентацию волокон, преимущественно перпендикулярную основным поверхностям (8) второго слоя (6), при этом первый слой (5) содержит отвержденное связующее, клеящее вещество (9) частично размещено в области (10) между волокнами вблизи основной поверхности (7) первого слоя (5), направленной ко второму слою (6), и в области (11) вблизи основной поверхности (8) второго слоя (6), направленной к первому слою (5), так что клеящее вещество (9) соединяет первый слой (5) и второй слой (6) таким образом, чтобы силы, направленные перпендикулярно второму слою (6), могли быть скомпенсированы пределом прочности на разрыв второго слоя (6) в комбинации с клеящим веществом (9) и/или изгибом волокон первого слоя (5), вызывая максимальную деформацию ≤ 5% толщины первого и второго слоя (5). Изобретение обеспечивает улучшение механических характеристик ламельного изоляционного элемента (полосы) из минеральной ваты, предпочтительно в отношении устойчивости изоляционного элемента при распределенных статических нагрузках, а также способа изготовления ламельного изоляционного элемента из минеральной ваты, который является легким, но механически прочным, простым в обращении и может быть нанесен быстро и только одним слоем даже при больших толщинах. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Изоляционный элемент для тепловой и/или звуковой изоляции плоской или плоской наклонной крыши, содержащий первый слой, выполненный из минеральной ваты, в частности из каменной ваты, и второй слой, выполненный по меньшей мере из одного волокнистого материала, в частности ткани, при этом второй слой прикреплен к основной поверхности первого слоя с помощью клеящего вещества, при этом

первый слой выполнен по меньшей мере из одной полосы, характеризующейся ориентацией волокон, преимущественно перпендикулярной основной поверхности второго слоя, и при этом первый слой содержит отвержденное связующее,

отличающийся тем, что

клеящее вещество расположено частично в области между волокнами вблизи основной поверхности первого слоя, направленной ко второму слою, и в области вблизи к основной поверхности второго слоя, направленной к первому слою, так что клеящее вещество соединяет первый слой и второй слой таким образом, что силы, направленные перпендикулярно второму слою, могут быть скомпенсированы пределом прочности на разрыв второго слоя в комбинации с клеящим веществом и/или изгибом волокон первого слоя, вызывая максимальную деформацию ≤ 5% толщины первого и второго слоя, и при этом клеящее вещество между первым слоем и вторым слоем находится в количестве от 60 до 400 г/м², предпочтительно от 100 до 250 г/м², более предпочтительно в количестве 150 г/м².

2. Изоляционный элемент по п. 1, отличающийся тем, что второй слой изготовлен из стекловаты, предпочтительно характеризующейся модулем упругости от 450 до 900 MПa, предпочтительно от 500 до 800 MПa, и/или пределом прочности на разрыв от 50 до 110 Н, предпочтительно от 70 до 90 Н.

3. Изоляционный элемент по п. 1, отличающийся тем, что второй слой присоединен к гидроизоляционной мембране из битума посредством оплавления или к мембранам с помощью холодного склеивания.

4. Изоляционный элемент по п. 1 или 2, отличающийся тем, что клеящее вещество выбрано из меламино-мочевиноформальдегидного, предпочтительно в виде двухкомпонентного клея, акрилового клея на водной основе, фенолформальдегидного порошкового связующего, неопренового вспененного клея на водной основе, порошкового клея на основе полиамида, полиуретанового клея, предпочтительно в виде двухкомпонентного клея, полиуретанового влагостойкого клея или связующего, модифицированного силаном, предпочтительно в виде однокомпонентного влагостойкого клея.

5. Изоляционный элемент по любому из пп. 1-4, отличающийся тем, что нанесенное сухое клеящее вещество, предпочтительно фенолформальдегидное порошковое связующее или порошковый клей на основе полиамида, расположено между первым слоем и вторым слоем в количестве от 60 до 250 г/м², предпочтительно от 80 до 150 г/м².

6. Изоляционный элемент по любому из пп. 1-5, отличающийся тем, что клеящее вещество нанесено по всей поверхности между первым слоем и вторым слоем.

7. Изоляционный элемент по любому из пп. 1-6, отличающийся тем, что первый слой выполнен из минеральных волокон и связующего, причем связующее присутствует в количестве предпочтительно от 3 до 7 мас.%, имеет объемную плотность от 80 до 120 кг/м³ и прочность на сжатие от 50 до 130 кПа.

8. Способ изготовления изоляционного элемента по одному из пп. 1-7, отличающийся тем, что характеризуется наличием этапов, на которых

первый слой, выполненный по меньшей мере из одной полосы, характеризующейся ориентацией волокон, преимущественно перпендикулярной основной поверхности второго слоя, и состоящей из минеральных волокон и отвержденного связующего, соединяют со вторым слоем клеящим веществом, расположенным частично в области между волокнами вблизи к основной поверхности первого слоя, направленной ко второму слою, и в области вблизи к основной поверхности второго слоя, направленной к первому слою, так что клеящее вещество соединяет первый слой и второй слой таким образом, что силы, направленные перпендикулярно второму слою, могут быть скомпенсированы пределом прочности на разрыв второго слоя в комбинации с клеящим веществом и/или изгибом волокон первого слоя, вызывая максимальную деформацию ≤ 5% толщины первого и второго слоя, при этом клеящее вещество наносят на первый и/или второй слой перед соединением двух слоев и отверждением клеящего вещества, и при этом клеящее вещество между первым слоем и вторым слоем обеспечивают в количестве от 60 до 400 г/м², предпочтительно от 100 до 250 г/м², более предпочтительно в количестве 150 г/м².

9. Способ по п. 8, отличающийся тем, что клеящее вещество размещают на основной поверхности первого и/или второго слоя до того, как второй слой будет размещен на первом слое, тем самым вдавливают клеящее вещество в поры первого и/или второго слоя, при этом клеящее вещество отверждается после соединения слоев.