CZ16472U1 - Izolační dvojsklo s tepelnou fólií - Google Patents

Description

Oblast techniky

Technické řešení se týká izolačního dvojskla s tepelnou fólií, tvořeného dvojicí skleněných tabulí, mezi nimiž je vložen distanční rámeček tvořený alespoň dvěma profily, mezi nimiž je vle5 pěna tepelná fólie.

Dosavadní stav techniky

Nejsledovanější vlastností izolačního zasklení je stupeň izolačních schopností vyjádřený ve formě součinitele prostupu tepla U s jednotkou W/m2K. Nejběžnější rozsah tohoto součinitele je pro běžnou produkci otvorových výplní v rozmezí U = 1,1 až 2,8 W/m2K.

Současná konstrukce izolačních dvojskel dosahuje doposud normově neuspokojivých hodnot součinitelů prostupu tepla. Uvedená hodnota je nej příznivější ve střední části dvojskla, kde dochází při svislé orientaci dvojskla k výhodnému proudění technického plynu uzavřeného mezi skleněnými tabulemi dvojskla od dolní obvodové hrany dvojskla směrem vzhůru a po ochlazení zase směrem k dolní obvodové hraně dvojskla, čímž se minimalizuje předávání tepla mezi skle15 něnými tabulemi dvojskla přímo prostřednictvím technického plynu.

Tepelně izolační schopnosti dvojskla jsou ovlivněny těmito třemi vlivy:

1) Použitím nízkoemisivně pokovených skleněných tabulí, jejichž funkci lze zjednodušeně přirovnat k tepelnému zrcadlu, kdy nízkoemisivně pokovená vrstva výrazně odráží radiační složku tepla a tím eliminuje úniky tepla vyzařováním z interiéru stavby. Kvalita této vrstvy na skleně20 ných tabulích dosáhla v posledních letech výrazného zlepšení a přiblížila se teoretické hodnotě emisivity 2, konkrétně nejkvalitnější pokovená skla vykazují emisivitu 3. Proto tímto směrem do budoucna nelze očekávat další výrazné zlepšení.

2) Fyzikálními vlastnostmi technických plynů, kterými se v atmosférickém tlaku plní meziskelní prostor. Ovlivňujícími vlastnostmi jsou zejména conductivita (W/m.K), viskozita (kg/m.s), Cp (J/kg.K), hustota (kg/m3), ductivita (W/m.K), viskozita (kg/m.s), Cp (J/kg.K), hustota (kg/m3).

Vhodnými a hojně používanými technickými plyny pro plnění meziskelního prostoru jsou argon, krypton, případně xenon. Určitou nevýhodou těchto technických plynů je jejich malý výskyt ve vzduchu a při používané koncentraci plnění až 90 % je bariéra pro udržení koncentrace technického plynu na obvodové hraně dvojskla extrémně namáhána jejich přirozenou snahou dostat se do rovnovážného stavu s okolním vzduchem. V zásadě je akceptováno, že technické plyny dlouhodobě z těchto jednotek unikají a jsou přirozeně nahrazovány molekulami vzduchu. Předepisuje se a omezuje se pouze stupeň úniku, který by neměl přesahovat 1 % snížení koncentrace ročně.

3) Mírou vodivosti okraje zasklení, která směrem k obvodové hraně dvojskla zhoršuje tepelně izolační schopnosti. Směrem k obvodové hraně dvojskla se tepelně izolační schopností výrazně zhoršují jednak z důvodu nežádoucí cirkulace technického plynu s předáváním tepla prostřednictvím tohoto technického plynu přímo mezi dvojskly a zejména z důvodu tepelného mostu, který je po obvodové hraně dvojskla vytvořen vloženým distančním profilem a zatmelením obvodové spáry.

Zatímco vnitřní cirkulaci technického plynu není možno výrazně změnit, tepelně izolační vlast40 nosti obvodového zapravení dvojskla zlepšit lze. Nejvýznamnější roli v ovlivnění tepelné vodivosti průřezu obvodové hrany dvojskla hraje distanční rámeček a jeho vodivost, protože tento uzavřený profil ve dvou liniích spojuje vnitřní a venkovní skleněnou tabuli dvojskla a při dostatečném teplotním spádu vytváří výkonný tepelný most.

Ačkoliv se popsaný tepelný most do jisté míry v poslední době eliminuje hlubším zapuštěním obvodové hrany dvojskla do tělesa rámu otvorové konstrukce, vlastní tepelná vodivost průřezu obvodové hrany dvojskla stále představuje hlavní iniciátor tepelných úniků.

-1 CZ 16472 Ul

Doposud nejrozšířenějším použitým materiálem pro distanční rámečky je hliník, který sám o sobě jako materiál je velice dobrý vodič tepla, a proto z hlediska tepelně izolačních schopností je pro tento účel zcela nevhodný. Tento materiál má i další nevýhody, jako je rozdílná roztažnost v porovnání se sklem, malá pevnost, vysoká cena, a podobně.

Svou roli v tepelných vlastnostech obvodové hrany dvojskla hraje i vysoušedlo, kterým se plní vnitřní profil distančního rámečku. Množství vysoušedla a nutnost jeho použití umístěním do profilu distančního rámečku dále zvětšuje tepelnou vodivost distančního rámečku a tím také zhoršuje tepelně izolační vlastnosti.

Současné řešení nahrazení nevhodného hliníkového profilu v konstrukci obvodové hrany dvojio skla se odehrává v podstatě ve třech rovinách a to:

- v prvním případě zmenšením aktivního uzavřeného průřezu distančního rámečku s použitím tenkostěnných ušlechtilých kovů, obvykle o tloušťce stěny 0,15 mm s menší tepelnou vodivostí,

- ve druhém případě použitím distančních rámečků z plastů, které ale mají plný průřez a kombinují buďto celoplastový profil nebo kombinovaný profil, kdy nosnou část tvoří ušlechtilý kov a ostatní části jsou z plastu,

- třetí případ představuje doposud méně rozšířené, ale velice pokrokové řešení, kdy se používá plný průřez distančního rámečku, který je ale vyroben z napěněných materiálů jako je silikon, ethylenpropylénový kaučuk nebo akiylát. S tímto řešením jsou dosahovány nejnižší hodnoty tepelné vodivosti průřezu obvodové hrany dvojskla s distančním rámečkem, nicméně i toto řešení přináší určitá úskalí, která jsou dále popsána.

Tepelně izolační schopnosti lze dále zlepšit použitím vícekomorových systémů ať už v podobě trojskla, které je nevýhodné z hlediska neúměrné hmotnosti a ztráty světelných a solárních zisků, nebo použitím speciálně nízkoemisivně pokovených meziskelních fólií, jejichž nevýhodou je vysoká cena například v porovnání s cenou skla a dále obtížná manipulace s těmito fóliemi při výrobě s ohledem na možnosti poškození extrémně měkké nanesené vrstvy pokovení. U tohoto systému rovněž není definitivně vyřešena otázka úniku technických plynů prostřednictvím fólie, která je zatažena až do obvodového tmelu a vytváří svým průřezem prostor pro únik technických plynů z meziskelního prostoru do obvodového tmelu, který je však dlouhodobě pro tyto plyny prostupný.

Podstata technického řešení

Úkolem technického řešení je odstranit uvedené nevýhody a nedostatky a vytvořit vícekomorové izolační dvojsklo, které by výrazně zlepšilo tepelně izolační a užitné vlastnosti izolačního zasklení například oken, dveří, proskleného obvodového pláště budov a také prosklených mrazicích boxů a podobných zařízení.

Uvedený úkol splňuje a uvedené nevýhody a nedostatky odstraňuje izolační dvojsklo s tepelnou fólií, tvořené dvojicí skleněných tabulí, mezi nimiž je vložen distanční rámeček tvořený alespoň dvěma profily, mezi nimiž je vlepena tepelná fólie, podle technického řešení, jehož podstatou je, že pro zlepšení izolačních schopností je tepelná fólie vlepená mezi dvojicí dutých profilů distančního rámečku a zasahuje svou obvodovou částí pouze mezi stykové plochy této dvojice dutých profilů, které jsou v této oblasti z vnější strany opatřeny zkoseními vytvářejícími dutý prostor zaplněný butylovou šňůrou a překrytý hliníkovou páskou, která je společně s obvodovou plochou distančního rámečku překryta do úrovně obvodové hrany dvojskla výplní.

Podle technického řešení je výhodné, když druhý dutý profil distančního rámečkuje tvořen dvojicí průřezově menších dutých profilů spojených v celé délce silnou vrstvou z tepelně izolačního tmelu vykazující řádově stejnou tloušťku jako každý z průřezově menších dutých profilů, přičemž tepelná fólie je vlepena mezi prvním dutým profilem a sousedícím průřezově menším dutým profilem a zasahuje svou obvodovou částí pouze mezi jejich stykové plochy, které jsou v této oblasti z vnější strany opatřeny zkoseními vytvářejícími dutý prostor zaplněný butylovou

-2CZ 16472 Ul šňůrou a překrytý hliníkovou páskou, která je společně s obvodovou plochou distančního rámečku překryta do úrovně obvodové hrany dvojskla výplní.

Výhodou izolačního dvojskla s tepelnou fólií podle technického řešení je výrazné zvýšení tepelně izolačních vlastností, to je snížení součinitele prostupu tepla až na třetinu běžně dosaho5 váných hodnot U = do 0,37 W/m2K izolačních dvojskel.

Dalšími výhodami jsou:

- přerušení tepelného mostu distančního rámečku prodloužením hloubky průřezu, zdvojením distančních profilů a přerušením tepelného mostu butylovými spárami a vloženou tepelnou fólií, čímž se výrazně snižuje tepelný únik přes obvodovou hranu izolačního dvojskla. Tím se v ío místě zejména dolní části obvodové hrany dvojskla, která je orientována do interiéru, zvýší povrchové teploty a tím se výrazně sníží možnost vzniku kondenzátu,

- přerušením homogenních konstrukcí, to je meziprostor/fólie, distanční rámeček/přerušený rámeček, se dosahuje vyšší neprůzvučnosti až o 3 dB,

- umožňuje na rozdíl od skla, u něhož dochází k tepelnému šoku, použití barev a grafiky ve for15 mě potištění fólie,

- umožňuje používat nové skladby zasklení, kdy určité vlastnosti lze odvozovat od vlastností tepelné fólie, zejména u skel se zvýšenou bezpečností, skel obsahujících fotovoltaické články nebo skel se zvýšenou protipožární odolností,

- umožňuje využití odpadů z PET lahví, které jsou částečnou surovinou pro výrobu použitých 20 fólií,

- zlepšené vlastnosti zasklení umožní vývoj a používání nových produktů a částečně i uspoří energie na světlo možností použít prosklení tam, kde stávající zasklení použít nelze, například prosklené obvodové pláště budovy,

- systém umožňuje dosahovat dobrých tepelně izolačních schopností i u ohýbaných skel, kde 25 vysoká teplota při ohybu vylučuje možnost používání pokovených skel,

- systém si udržuje svoje tepelně izolační vlastnosti i u šikmého, případně vodorovného zasklení, kde standardní izolační skla zcela selhávají z důvodu vzniku nepříznivého proudění vnitřního technického plynu přímo mezi skleněnými tabulemi dvojskla, kde fólie vždy tvoří bariéru a tím toto proudění eliminuje,

- systém zcela eliminuje díky vlastnosti tepelné fólie průchod UV záření do interiérů, čímž odstraňuje nepříznivé vlivy blednutí barev, degradace povrchů a rostlin.

Přehled obrázků na výkrese

Příkladné provedení technického řešení je znázorněno na výkrese, kde obr. 1 představuje příčný řez izolačním dvojsklem se zabudovanou rozpěrou a vlepenou tepelnou fólií v prvním příklad35 něm provedení a obr. 2 příčný řez izolačním dvojsklem se zabudovanou rozpěrou a vlepenou tepelnou fólií v druhém příkladném provedení.

Příklady provedení technického řešení

Izolační dvojsklo podle prvního příkladného provedení technického řešení je podle obr. 1 tvořeno dvojicí skleněných tabulí 1, 2, z nichž s výhodou alespoň jedna je opatřena pokovenou vrst40 vou 3. Mezi oběma skleněnými tabulemi i, 2 je při jejich obvodu vložen a butylem přilepen distanční rámeček 4 tvořený dvojicí dutých profilů 5, 6, zhotovených ze slitiny oceli nebo hliníku, mezi nimiž je vložena a lepidlem na bázi silikonu přilepena se skleněnými tabulemi 1, 2 rovnoběžně orientovaná tepelná fólie 7, která svou obvodovou částí zasahuje pouze mezi stykové plochy dvojice dutých profilů 5, 6, které jsou v této oblasti z vnější strany opatřeny zkoseními 8, 9.

Takto vzniklý volný prostor je zaplněn butylovou šňůrou 10, která je překryta hliníkovou páskou

-3CZ 16472 Ul

11. Obvodová plocha distančního rámečku 4 a hliníková páska 11 jsou do úrovně obvodové hrany izolačního dvojskla překryty výplní 12 například z dvousložkového trvale pružného tmelu například z polyuretanu.

U druhého příkladného provedení technického řešení podle obr. 2 je izolační dvojsklo opět tvo5 řeno dvojicí skleněných tabulí I, 2, z nichž s výhodou alespoň jedna je opět opatřena pokovenou vrstvou 3. Mezi oběma skleněnými tabulemi 1, 2 je při jejich obvodu opět vložen a butylem přilepen distanční rámeček 4 tvořený v tomto příkladném provedení prvním dutým profilem 5 shodným s dutým profilem 5 použitým v prvním příkladném prpvedení, a jednou dvojicí průřezově menších dutých profilů 13, 14, zhotovených rovněž ze slitiny oceli nebo hliníku, které jsou io v celé délce spojeny silnou vrstvou 15 z tepelně izolačního tmelu, vykazující řádově stejnou tlouštíku jako každý z průřezově menších dutých profilů 13, 14. Mezi prvním dutým profilem 5 a jedním průřezově menším dutým profilem 13 je vložena a lepidlem na bázi silikonu přilepena se skleněnými tabulemi I, 2 rovnoběžně orientovaná tepelná fólie 7, která svou obvodovou částí zasahuje rovněž pouze mezi stykové plochy prvního dutého profilu 5 a sousedícího průřezově menšího dutého profilu 13, které jsou v této oblasti z vnější strany opět opatřeny zkoseními 8, 16. Takto vzniklý volný prostor je opět zaplněn butylovou šňůrou 10, která je překryta hliníkovou páskou jj.. Obvodová plocha distančního rámečku 4 a hliníková páska 11 jsou do úrovně obvodové hrany izolačního dvojskla překryty výplní 12 například z dvousložkového trvale pružného tmelu například z polyuretanu.

Izolační dvojsklo s izolační fólií podle obr. 1 se zhotoví tak, že se k jedné skleněné tabuli 1 při její obvodové hraně přiloží a butylem jednou stěnou přilepí druhý dutý profil 6 distančního rámečku 4, kteiý se v rozích skleněné tabule i ohne a jeho konce se spojí neznázoměným spojovacím konektorem. Poté se na protilehlou stěnu druhého dutého profilu 6 nanese lepidlo na bázi silikonu, na nějž se přiloží tepelná fólie 7, která se na obvodové ploše opět opatří lepidlem na bázi silikonu, k němuž se přiloží první dutý profil 5 distančního rámečku 4 opět spojený neznázoměným spojovacím konektorem. Po nanesení butylu na vnější stěnu prvního dutého profilu 5 se přiloží druhá skleněná tabule 2. Takto sestavené izolační dvojsklo se sevře, načež se volný prostor mezi zkoseními 8, 9 dutých profilů 5, 6 zaplní butylovou šňůrou 10, která se překryje hliníkovou páskou 11. Obvodová plocha distančního rámečku 4 a hliníková páska 11 se potom překryjí do úrovně obvodové hrany izolačního dvojskla výplní 12 například z dvousložkového trvale pružného tmelu například z polyuretanu. Následným zahřátím izolačního dvojskla dojde vlivem smrštění tepelné fólie 7 k jejímu vypnutí.

Izolační dvojsklo podle obr. 2 se zhotovuje prakticky stejným postupem, pouze místo druhého dutého profilu 6 se použije dvojice průřezově menších dutých profilů 13, 14 spojených silnou vrstvou 15 z tepelně izolačního tmelu.

Průmyslová využitelnost

Izolačního dvojskla s tepelnou fólií podle technického řešení je možno využít při konstrukci rámů do otvorů, jako jsou okna, dveře a prosklené fasády, doplňkově také prosklené mrazicí boxy a podobná zařízení s požadavkem na vysoké tepelně izolační vlastnosti a snížení úniku a ředění technických plynů v meziprostoru mezi skleněnými tabulemi dvojskla.

Claims (1)

1. NÁROKY NA OCHRANU

   1. Izolační dvojsklo s tepelnou fólií, tvořené dvojicí skleněných tabulí, mezi nimiž je vložen distanční rámeček tvořený alespoň dvěma profily, mezi nimiž je vlepena tepelná fólie, vyznačující se tím, že pro zlepšení izolačních schopností je tepelná fólie (7) vlepená

   45 mezi dvojicí dutých profilů (5, 6) distančního rámečku (4) a zasahuje svou obvodovou částí

   -4CZ 16472 Ul pouze mezi stykové plochy této dvojice dutých profilů (5, 6), které jsou v této oblasti z vnější strany opatřeny zkoseními (8, 9) vytvářejícími dutý prostor zaplněný butylovou šňůrou (10) a překrytý hliníkovou páskou (11), která je společně s obvodovou plochou distančního rámečku (4) překryta do úrovně obvodové hrany dvojskla výplní (12).

   5 2. Izolační dvojsklo s tepelnou fólií, podle nároku 1, vyznačující se tím, že druhý dutý profil (6) distančního rámečku (4) je tvořen dvojicí průřezově menších dutých profilů (13, 14) spojených v celé délce silnou vrstvou (15) z tepelně izolačního tmelu vykazující řádově stejnou tloušťku jako každý z průřezově menších dutých profilů (13, 14), přičemž tepelná fólie (7) je vlepená mezi prvním dutým profilem (5) a sousedícím průřezově menším dutým profilem (13) a ío zasahuje svou obvodovou částí pouze mezi jejich stykové plochy, které jsou v této oblasti z vnější strany opatřeny zkoseními (8, 16) vytvářejícími dutý prostor zaplněný butylovou šňůrou (10) a překrytý hliníkovou páskou (11), která je společně s obvodovou plochou distančního rámečku (4) překryta do úrovně obvodové hrany dvojskla výplní (12).