Совмещенная теплоизоляционная панель Российский патент 2024 года по МПК E04B1/76 B32B5/18 E04F13/18 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к теплоизоляционным материалам и может быть использовано при строительстве различных объектов, гражданских и промышленных, в которых необходимо обеспечение теплоизоляции.

Уровень техники

Известна изоляционная панель, содержащая по меньшей мере один слой изоляционного материала, такого как жесткий полиуретан, пенополистирол, экструдированный пенополистирол, фенольную пену, ячеистое стекло, минеральную вату и штукатурную плиту или их комбинацию, и по меньшей мере одну металлическую облицовку, такую как стальной, алюминиевый или медный лист, прикрепленный по меньшей мере к одной стороне изоляционного материала, изоляционная панель дополнительно содержит по меньшей мере один блокирующий профиль, который входит в зацепление с металлической облицовкой таким образом, что блокирующий профиль предотвращает отделение металлической облицовки от изоляционного материала (публикация WO/2009/046718, МПК E04B 1/76, E04C 2/292, 2008 г., 2009 г., https://patentscope.wipo.int/search/ru/detail.jsf?docId=WO2009046718&_cid=P21-LL6ACN-13524-1). Главным недостатком известной изоляционной панели является использование в качестве изоляционного материала сплошных однородных слоев материалов, обладающих негативными характеристиками, например, у пеноматериалов низкая группа горючести и отсутствует паропроницаемость, а у минеральной ваты низкая прочность на сжатие и большой вес.

Известна строительная сэндвич-панель, включающая два поверхностных слоя из металла и центральную часть, включающую полосы из кусков минеральной ваты и пенополистирола, при этом полосы из кусков минеральной ваты набраны с продольным смещением торцев кусков по типу кирпичной кладки и расположены по периметру панели, а середина набрана из плит пенополистирола (патент на полезную модель RU 66761, МПК E04C 2/24, 2007 г., Бюл. № 27, 2007 г., https://www.fips.ru/registers-doc-view/fips_servlet?DB=RUPM&DocNumber=66761&TypeFile=html). Недостатками центральной части известной строительной сэндвич-панели являются:

- необходимость ее фиксации в металлокаркасе из-за отсутствия указания о способе соединения кусков минеральной ваты и пенополистирола между собой;

- выполнение средней части из пенополистирола с низкой паропроницаемостью, что приводит к парниковому эффекту и образованию конденсата, требуя обеспечения хорошей вентиляционной системы;

- низкие показатели пожаростойкости и прочности из-за разных свойств материалов в центре (пенополистирол) и по краям (минеральная вата).

Наиболее близким аналогом того же назначения, что и заявляемое изобретение является теплоизоляционный элемент, состоящий из наполнителя, при этом наполнитель выполнен из пенопласта и/или минеральной ваты, причем в нем находятся неметаллические армирующие элементы (патент на полезную модель RU 52876, МПК E04B 1/76, 2007 г., Бюл. № 27, 2007 г., https://new.fips.ru/registers-doc-view/fips_servlet?DB=RUPM&DocNumber=52876&TypeFile=html). Главным недостатком известного теплоизоляционного элемента является отсутствие указания о способе соединения пенопласта и минеральной ваты, что не позволяет оценить технические характеристики заявленного материала.

Раскрытие сущности изобретения

Задачей заявляемого изобретения является устранение указанных недостатков аналогов и прототипа. Техническим результатом заявляемого технического решения является улучшение технических характеристик изоляционного материала.

Поставленная задача решается, а технический результат достигается за счет того, что совмещенная теплоизоляционная панель выполнена из пеноматериала и минеральной ваты, теплоизоляционная панель имеет неоднородную структуру и выполнена с помощью равномерного по площади запрессовывания брусков минеральной ваты в пеноматериал, причем бруски минеральной ваты и пеноматериал имеют одинаковую толщину, при этом количество минеральной ваты находится в диапазоне от 20% до 80 % от общего объема листа изоляции.

В качестве пеноматериала могут быть использованы пенополистирол, экструдированный пенополистирол, пенопласт, пенобетон, пеностекло.

Совмещенная теплоизоляционная панель благодаря равномерному запресовыванию брусков минеральной ваты имеет равномерную по площади огнестойкость, равномерную прочность на сжатие по всей площади панели и регулируемую паропроницаемость от низкой (0,06 мг/(м*ч*Па)) до высокой (0,21 мг/(м*ч*Па)).

В совмещенной теплоизоляционной панели технические характеристики изоляционного материала, пеноматериала и минеральной ваты, компенсируют недостатки друг друга без влияния на теплопроводность получаемого материала. Например, по сравнению с минераловатной плитой увеличивается прочность листа, одновременно снижаются паропроницаемость, поскольку высокая паропроницаемость создает эффект выветривания тепла и ухудшает теплоизоляционные свойства, и плотность, уменьшая общий вес изделия. По сравнению же с плитой из пеноматериала, например, пенополистирола, заявляемое изобретение обладает повышенными паропроницаемостью, поскольку низкая паропроницаемость создает парниковый эффект в помещении, в отсутствии проветривания конденсируется влага на несущих конструкциях, и как следствие, намокает материал стен, полов и перекрытий, и огнестойкостью.

В отличие от известных теплоизоляционных материалов однородного состава сплошной структуры с фиксированными прочностными и техническими характеристиками заявляемое изобретение позволяет легко регулировать указанные характеристики путем изменения содержания минеральной ваты в пеноматериале. Например, для повышения прочности совмещенной теплоизоляционной панели необходимо уменьшить содержание минеральной ваты, для повышения огнестойкости, наоборот, содержание минеральной необходимо увеличить. Причем при проектировании систем теплоизоляции необходимые требуемые характеристики совмещенной теплоизоляционной панели достигаются регулировкой не только количества брусков минеральной ваты, но и размеров запресованных брусков.

Краткое описание чертежей (если они содержатся в заявке)

Заявляемое изобретение проиллюстрировано фиг. 1 (общий вид панели) и фиг. 2 (поперечный разрез) с использованием следующих обозначений:

1 – минеральная вата;

2 – пеноматериал.

На фиг.1-2 представлена совмещенная теплоизоляционная панель с содержанием минеральной ваты 41 % от общего объема, для получения которой понадобилось 666 брусков минеральной ваты размером 18х18х50 мм.

Осуществление изобретения

Совмещенная теплоизоляционная панель состоит из пеноматериала 2 и минеральной ваты 1. Изготавливают заявляемое изобретение путем прессования под давлением двух указанных компонентов для надежного соединения элементов друг с другом без необходимости использования дополнительных крепежных элементов или клея. При таком способе соединения элементов обеспечивается не только синергетический эффект заявляемого материала, но и его устойчивость к разрушению при высоких нагрузках без риска разделения компонентов.

Например, бруски минераловатной ваты 1 со следующими характеристиками:

- прочность на сжатие при 10% линейной деформации: 0,045 МПа;

- группа горючести: НГ;

- паропроницаемость: 0,3 мг/(м*ч*Па);

- плотность: 131 кг/м³;

- теплопроводность при 25°С: 0,038 Вт/(м*К);

запрессовывают в пенополистирольную плиту 2 ПСБ-С-25 размером 1000х500хh50 мм со следующими характеристиками

- прочность на сжатие при 10% линейной деформации: 0,08 МПа;

- группа горючести: Г1;

- паропроницаемость: 0,028 мг/(м*ч*Па);

- плотность: 25 кг/м³;

- теплопроводность при 25°С: 0,041 Вт/(м*К).

Совмещенная теплоизоляционная панель согласно изобретению в зависимости от содержания минеральной ваты будет иметь новые характеристики (таблица 1, примеры 2-4) по сравнению с плитой из минеральной ваты (таблица 1, пример 1). Согласно представленным в таблице 1 данным при уменьшении количества минеральной ваты в совмещенной изоляционной панели увеличиваются прочность и горючесть последней, при этом уменьшаются ее плотность и паропроницаемость, а теплопроводность, близкая по значению к пенополистиролу, не изменяется. Таким образом, в зависимости от требований, предъявляемых к изоляционному материалу, можно подобрать его оптимальный состав без негативного влияния на его теплопроводность.

Таблица 1 Пример Размер брусков минеральной ваты, мм Содержание минеральной ваты, % от общего объема Прочность на сжатие, МПа Группа горючести Паропроницаемость, мг/(м*ч*Па) Плотность, кг/м³ Теплопроводность при 25°С, Вт/(м*К) 1 -------- 100 0,045 НГ 0,3 131 0,038 2 50х50х50 64 0,067 НГ 0,2 93 0,04 3 18х18х50 41 0,073 НГ 0,15 68 0,04 4 40х40х50 20 0,077 Г1 0,1 46 0,04

Изобретение относится к теплоизоляционным материалам и может быть использовано при строительстве различных объектов, гражданских и промышленных, в которых необходимо обеспечение теплоизоляции. Совмещенная теплоизоляционная панель выполнена из пеноматериала и минеральной ваты, при этом имеет неоднородную структуру и выполнена с помощью равномерного по площади запрессовывания брусков минеральной ваты в пеноматериал, при этом бруски минеральной ваты и пеноматериал имеют одинаковую толщину. Количество минеральной ваты находится в диапазоне от 20 до 80 % от общего объема листа изоляции. В качестве пеноматериала могут быть использованы пенополистирол, экструдированный пенополистирол, пенопласт, пенобетон, пеностекло. Технический результат изобретения – теплоизоляционная панель имеет равномерную по площади огнестойкость, паропроницаемость и прочность на сжатие. Заявляемое изобретение позволяет легко регулировать указанные характеристики путем изменения содержания минеральной ваты в пеноматериале. 1 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл., 1 пр.

1. Совмещенная теплоизоляционная панель, выполненная из пеноматериала и минеральной ваты, отличающаяся тем, что теплоизоляционная панель имеет неоднородную структуру и выполнена с помощью равномерного по площади запрессовывания брусков минеральной ваты в пеноматериал, причем бруски минеральной ваты и пеноматериал имеют одинаковую толщину, при этом количество минеральной ваты находится в диапазоне от 20 до 80 % от общего объема листа изоляции.

2. Панель по п. 1, отличающаяся тем, что в качестве пеноматериала могут быть использованы пенополистирол, экструдированный пенополистирол, пенопласт, пенобетон, пеностекло.