專利名稱：：用于建筑結(jié)構(gòu)的絕緣壁系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及用于建筑結(jié)構(gòu)的絕緣壁系統(tǒng)，所述絕緣壁系統(tǒng)包括具有外表面的第一壁，所述外表面具有借助緊固部件附接在所述第一壁的所述外表面上的絕緣材料，所述緊固部件大致垂直于外表面地延伸穿過第二壁的至少一個支撐部件和絕緣材料并被固定在第一壁上。
背景技術(shù)：
：從DE19703874A1可以知道上述類型的絕緣壁系統(tǒng)。在此4皮露的絕多彖壁系統(tǒng)是建筑構(gòu)造的垂直木外壁結(jié)構(gòu)，其中絕緣層借助許多支撐桿固定在木內(nèi)壁上，所述支撐桿置于絕緣材料的外側(cè)上并借助以相對于水平線60°至80。的角度穿過絕緣材料的許多螺釘固定在內(nèi)壁上。建筑物立面(fasade)安裝在支撐桿上。因此，螺釘能將外立面結(jié)構(gòu)的重量轉(zhuǎn)移到內(nèi)壁上，所述內(nèi)壁安裝在建筑基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)上。這種類型的壁系統(tǒng)適于現(xiàn)有建筑外部壁絕緣套的安裝，但限于由于所需長度螺釘所能安裝的絕緣材料量?？墒?，為了滿足建筑絕緣厚度的現(xiàn)代需求，所述厚度可等于300mm或更大，很難設(shè)計能夠以傾斜角度穿透絕緣層的適合的螺釘，因為這些螺4丁必須是特別長的并因此很難控制和確保這些螺絲被適當(dāng)?shù)毓潭ㄔ诮^緣層后面的內(nèi)壁上。此外，在建筑工業(yè)中很容易理解必須限定絕緣殼的穿透量以便避免危及絕緣套的絕緣效果。EP0191144和WO99/35350中4皮露了壁系統(tǒng)的示例，其中絕緣材沖+粘附在壁表面上。膠水在將絕緣層附在壁上的使用可使得穿透絕緣層的安裝螺釘(attachmentscrew)減少并產(chǎn)生熱橋?？墒牵@些方案不適于需要相對厚的絕緣層的壁系統(tǒng)
發(fā)明內(nèi)容在此背景下，本發(fā)明的一個目的是用于提供適合允許安裝相對厚的絕緣層并且很容易安裝的絕緣壁系統(tǒng)。借助開始提及的類型的壁系統(tǒng)可實現(xiàn)該目的，其中通過壓擠絕緣材^"以預(yù)定量的張力預(yù)應(yīng)力地安裝大致垂直的緊固部件，以〗更在絕緣材料和第一壁的外表面之間以及絕緣材料和支撐部件的內(nèi)表面之間分別確定摩擦力。因此，通過在絕緣層和第二壁之間以及絕緣層和第一壁之間確定摩擦力，分別提供絕緣部件與第一壁和第二壁之間的摩擦力，其足以將第二壁的重量全部轉(zhuǎn)移到第一壁上。術(shù)語摩擦表示彼此相鄰的支撐部件表面和絕緣層的作用。因此，摩擦力是型材表面和絕緣層之間、用于防止二者相對移動的阻力。支撐部件的摩才察表面可包括粗糙表面結(jié)構(gòu)和/或例如支撐部件表面上設(shè)置的單獨凸起所^是供的分散的較小壓擠。根據(jù)本發(fā)明，提供一種相對于已知壁系統(tǒng)易于安裝并消耗較少的安裝時間的壁系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明的壁系統(tǒng)包括較少的元件并因為能夠減少構(gòu)成熱橋的元件而提供改進(jìn)的絕緣層。本發(fā)明的另一優(yōu)點是4艮容易調(diào)節(jié)外壁殼的準(zhǔn)確位置，以便外壁的所有殼元件相互齊平(flush)。這點可通過增加選定區(qū)域內(nèi)絕緣部件的預(yù)應(yīng)力實現(xiàn)。根據(jù)本發(fā)明，壓擠絕緣材料并由此提供緊固部件的預(yù)應(yīng)力安裝，所述壓擠優(yōu)選在1.2%和3.2%之間，更優(yōu)選在1.6%和2.4%之間。根據(jù)優(yōu)選實施例，優(yōu)選張力大致為所需摩擦力的兩倍。在另一優(yōu)選實施例中，絕緣材料的厚度和彈性按照以下方式相互關(guān)聯(lián)，即對于絕緣材料的所有厚度，以一個特殊力進(jìn)行的壓擠在一個相同距離的絕緣材料中給出壓痕。這表明相比于較厚的絕緣材料，每毫米的薄絕緣材料是相對更有彈性的。在優(yōu)選實施例中，縱長的緊固部件為螺釘，其優(yōu)選為水平取向。借助使用適當(dāng)設(shè)計的螺釘，利用預(yù)定的張力很容易安裝這些螺釘。這些螺釘還可以是利用扭矩限定裝置安裝以便確保準(zhǔn)確張力的標(biāo)準(zhǔn)螺4丁。在優(yōu)選實施例中，絕緣材料包括至少一層絕緣板。絕緣材料可以是玻璃或石纖維(stonefibre)或任何纖維材料，并且還可以4吏用泡沫產(chǎn)品，如EPS或XPS,或這些產(chǎn)品的任意組合。特別地，絕緣材料優(yōu)選為礦物纖維板，其優(yōu)選具有50至100kg/m3的密度，更優(yōu)選具有大約70kg/m3的密度。絕緣材料可包括用于提供絕緣額外厚度的兩層。在本發(fā)明的實施例中，至少一個絕緣板層包括雙密度礦物纖維板。因此，能夠處理摩擦和壓擠之間的關(guān)系。在本發(fā)明的第一優(yōu)選實施例中，第一壁是建筑結(jié)構(gòu)的內(nèi)壁，而第二壁是建筑結(jié)構(gòu)的外壁。第二壁優(yōu)選包括一個或多個支撐部件以及安裝在所述支撐桿上的建筑殼結(jié)構(gòu)。內(nèi)壁可以是木結(jié)構(gòu)或混凝土壁，石灰壁等。支撐部件可以是承載木建筑殼的木桿(woodenbeam)或金屬型材(metalprofile)。其它殼材料可以是纖維水泥(fibrecement),壓擠的纖維材料，玻璃或金屬，但殼材料的厚度優(yōu)選小于5cm。不過，也可以使用其它的立面結(jié)構(gòu)。根據(jù)本發(fā)明，可以明白本發(fā)明的壁系統(tǒng)可選地是建筑結(jié)構(gòu)的內(nèi)壁或者第一壁和第二壁構(gòu)成建筑結(jié)構(gòu)的屋頂結(jié)構(gòu)。以下，參照附圖更詳細(xì)地描述本發(fā)明，其中圖1是才艮據(jù)本發(fā)明一個實施例的壁系統(tǒng)的示意性截面詳圖；圖2是說明力分布的根據(jù)本發(fā)明的壁系統(tǒng)的示意圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明第二實施例的支撐型材(supportprofile)的示意性頂視4是支撐型材的截面圖；圖5是圖3中型材的詳圖6是根據(jù)本發(fā)明第二實施例的壁系統(tǒng)的示意性分解截面圖7是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的壁系統(tǒng)的示意性透視圖8是示出了根據(jù)本發(fā)明壁系統(tǒng)的最大摩擦力和負(fù)載之間關(guān)系的圖；和圖9是示出了根據(jù)本發(fā)明壁系統(tǒng)的摩擦系數(shù)和負(fù)載之間關(guān)系的圖。具體實施例方式圖1示出了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的壁系統(tǒng)。根據(jù)圖1，提供第一壁1,所述第一壁為該實施例中的內(nèi)壁。在該內(nèi)壁1的外表面11上設(shè)置纖維絕緣層2,且該絕緣材料2借助許多緊固部件3固定在內(nèi)壁1上，所述緊固部件穿過外壁4的外壁支撐部件42以及絕緣材料2而安裝。第二壁4，在該實施例中為外壁4，進(jìn)一步包括外部壁殼43，其可以是立面^1或木殼等并安裝在優(yōu)選垂直設(shè)置的延長的支撐部件42上。在圖l所示的示例中，示出了木壁結(jié)構(gòu)。但是，可以明白在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下能使用其它材料。為了滿足特殊壁結(jié)構(gòu)的預(yù)定熱絕緣需求，可設(shè)置一個或多層絕緣材沖牛2。作為示例，在圖1中示出了兩層的絕^彖材泮牛2、2"。緊固部件3是螺釘，以預(yù)應(yīng)力，即以從絕緣材料2的壓擠和上述材^f的彈性特性得到的、螺釘3中提供的永久張力負(fù)載安裝上述螺釘。因為緊固螺釘3中的永久張力，在絕緣材料2的外表面22和外壁結(jié)構(gòu)4的內(nèi)表面41之間產(chǎn)生法向力Fn。在絕緣材料2的內(nèi)表面21和內(nèi)壁1的外表面11之間也產(chǎn)生相同的法向力。這就意味著產(chǎn)生摩^^力Ff，由此外壁4的負(fù)載W。被傳遞到內(nèi)壁1,如圖2中所示，其安裝在地面7中建筑基礎(chǔ)上。因此，整個壁系統(tǒng)的重力Ft通過內(nèi)壁被傳遞至基礎(chǔ)上。在其它情況中，絕緣材料的重力和負(fù)載Fi被傳遞至基礎(chǔ)(圖2中未示出)，如果基礎(chǔ)被標(biāo)定尺寸以便在絕緣材料下面延伸，并且絕緣材料安裝在基礎(chǔ)6上。根據(jù)本發(fā)明的壁系統(tǒng)，能夠減少基礎(chǔ)的所需尺寸并通過基礎(chǔ)的熱橋可通過根據(jù)本發(fā)明的壁系統(tǒng)而被避免或至少被減少。在圖3至圖6中，示出了本發(fā)明的第二實施例。在該實施例中，金屬型材420設(shè)置成壁系統(tǒng)中的支撐部件42。該型材420是有利的，因為其由防火材料，特別是鋼，優(yōu)選是不銹鋼，鍍鋅鋼等制成。型材420由中心絕緣接合部分422以及中心部分422兩側(cè)上的兩個建筑殼結(jié)構(gòu)4妄收表面421形成。建筑殼接收表面421形成為與中心絕緣相鄰部分422平4亍的平面，并如圖4所示，形成連接部分426，其被形成以關(guān)于中心部分422內(nèi)彎的片材，建筑殼接收表面和連接部分為型材420提供額外的剛性。在建筑殼接收表面421的外側(cè)上，外側(cè)部分427大致垂直于建筑殼接收表面421。如圖4所示，特殊截面形的型材420提供了具有剛性的型材，該剛性確保型材420被安裝在壁系統(tǒng)中時卻確保摩#~力的均勻分布，進(jìn)而夾住型材420和第一壁l之間的絕緣材料2。型材420形成以能夠提供足夠剛性的特殊形狀，以使型材420在借助施加預(yù)應(yīng)力的緊固器3安裝時沿其縱軸大致不彎曲。在型材420的中心部分中，設(shè)置安裝孔424和摩擦增強(qiáng)突起，摩擦增強(qiáng)突起例如為向后延伸的壓紋423。根據(jù)型材420,在型材420和絕緣材料2之間存在均勻接觸(參見圖7)。參照圖6，為了進(jìn)一步確保絕緣材料2的預(yù)確定壓擠的均勻分布，盤425安裝在安裝孔424上，使得緊固器3的張力通過緊固頭31被傳遞至盤425以及型材420的中心部分422上。盤425具有覆蓋安裝孔424附近實體部分的尺寸。型材420優(yōu)選由具有0.5-2mm厚度的鋼板材料制成，并且相應(yīng)盤的厚度優(yōu)選為2-5mm。根據(jù)該實施例，有利地確保安裝孔的所需數(shù)量，即通過建筑結(jié)構(gòu)上的風(fēng)力負(fù)載確定緊固點，而不是主要為了確定所需摩擦。能夠發(fā)現(xiàn)所需摩擦可由相對少的緊固點所確定。絕緣材料可以是泡沫或礦物纖維毛織品(wool)。此外，能夠發(fā)現(xiàn)兩層絕緣材料2、2"被安裝在根據(jù)本發(fā)明的壁系統(tǒng)中。在優(yōu)選實施例中，絕緣材料2可以是具有50至150kg/m3,優(yōu)選為70至150kg/m3，更優(yōu)選為大約100kg/m3的密度的礦物纖維毛織品?？梢园l(fā)現(xiàn)以下優(yōu)點，礦物纖維毛織品的表面硬度相對石更。因此，在優(yōu)選實施例中，表面區(qū)域，例如，最外20mm的礦物纖維毛氈(batt)具有較高的密度，例如180kg/m3。第二壁4直接或間接地安裝在構(gòu)成壁系統(tǒng)中支撐部件42的型材420。根據(jù)該第二實施例的壁系統(tǒng)，負(fù)載承載能力足夠高，以便能夠使本發(fā)明的系統(tǒng)承載木制、混凝土、石瓦或其它建筑殼材料，即等于80-100kg/m2的負(fù)載。參照圖7，壁1配有絕緣材料2，其借助許多支撐型材420安裝在壁1的外側(cè)上，所述型材借助穿透絕緣材料2的緊固器被固定在壁1上以及借助預(yù)定量的張力被安裝，進(jìn)而稍微壓擠絕緣材料2并在壁1和絕緣材料2之間以及絕緣材料2和型材420之間確定摩擦力。此外，型材420被設(shè)計用以支撐建筑的外層，即外壁結(jié)構(gòu)(圖7中未示出)。示例1為了確定能夠獲得的摩擦力，設(shè)定用于測量摩擦的測試。測試的目的是確定摩擦系數(shù)以及測量通過壓擠，即絕緣材料形變可獲得的法向力。適用于測試的壁系統(tǒng)包括木內(nèi)壁和垂直木桿，其具有固定在桿上的木外殼。內(nèi)壁和外壁之間的絕緣是具有70kg/m3密度和250mm厚度的纖維礦物絕緣。法向力Fn,即確定壁和絕緣之間的摩擦力的力由以下等式給出其中摩擦力Ff等于立面，即外部全部殼的負(fù)載；法向力Fn由預(yù)應(yīng)力緊固螺釘上的張力負(fù)載所確定；和p是材料的靜態(tài)摩擦系數(shù)以及所包含的材料，即絕緣材料和壁材料的表面結(jié)構(gòu)。摩擦系數(shù)等于^=0.55，其具有0.4的可變量。表1中列出了說明纖維絕緣sap的形變和法向力Fn之間關(guān)系的測量，i口下所示。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>根據(jù)表l中的測量，通過壓擠250mm厚的絕緣大約3-8mm并更優(yōu)選地借助對250mm絕緣厚度進(jìn)行4-6mm之間的壓擠來確定足夠的摩擦力。這對應(yīng)1.2-3.2%，優(yōu)選為1.6-2.4%的成比例的彈性壓擠。因此，借助相對小的壓擠能夠獲得足夠的摩擦力，進(jìn)而不會損害絕緣效果。對于實際計算目的，纖維絕緣材料和木表面之間的摩擦系數(shù)可以被設(shè)定成4=0.5,使得摩擦力大約為法向力的一半。根據(jù)壁表面結(jié)構(gòu)殼增加摩擦?？筛鶕?jù)該目的處理表面結(jié)構(gòu)，例如通過提供粗糙表面，涂敷材料，如特殊涂料或外壁部件42的涂層，如橡膠材料，帶，塑料甚至膠水等。無論如何，固定螺釘3的張力具有預(yù)定值，其足夠高以確定所需摩擦力以便承載外壁結(jié)構(gòu)4。通過提供壁表面11、41的摩擦增強(qiáng)表面處理，可以減少螺釘3中所需張力。示例2為了確定礦物纖維絕緣材料和型材之間的摩擦力，如圖3至6中所示，設(shè)定用于測量摩擦的測試。測試的目的是確定摩擦系數(shù)以及測量型材縱向方向和橫向方向上所需的張力以便引起型材的位移。使用兩個測試設(shè)定(1)沿毛氈縱向指向的張力，(2)毛氈橫向上的張力。重力被等間距地放置在部分鋼型材桿上以便模擬根據(jù)本發(fā)明的預(yù)應(yīng)力緊固器的作用。固定毛氈以防止位移。部分鋼型材與負(fù)載轉(zhuǎn)換器和液壓缸相連。電子位移轉(zhuǎn)換器用于測量板的位移。轉(zhuǎn)換器與放大器和PC相連以滿足凝:據(jù)需求。根據(jù)橫向和縱向方向上的不同負(fù)載測量移動板必需的張力與位移的對比。以下表2示出了不同負(fù)載的最大張力表2<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>0按照以下計算摩擦系數(shù):『H/(V+G)其中H是測量的張力(kg)V是負(fù)載(kg)G是鋼型材的重力(kg)根據(jù)張力，計算摩擦的最大系數(shù)，如表3中所示。表3<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>圖2和3的測量和計算結(jié)果圖表地示出在圖8和9中。從圖9中可以清楚看出，基于測量的測試結(jié)果的計算的摩擦系數(shù)從大約0.77變化到1.52，并且礦物纖維毛織品和型材之間的摩擦在橫向和縱向上類似。以上，參照垂直側(cè)壁結(jié)構(gòu)描述了本發(fā)明。可是，根據(jù)本發(fā)明，能夠清楚其它壁結(jié)構(gòu)可配有本發(fā)明描述的預(yù)應(yīng)力張力螺釘。這樣的示例可以是屋頂結(jié)構(gòu)。壁系統(tǒng)還可用于建筑結(jié)構(gòu)的內(nèi)壁，其中分隔壁必須具有熱、聲音和/或火絕緣。權(quán)利要求1.一種用于建筑結(jié)構(gòu)的絕緣壁系統(tǒng)，所述絕緣壁系統(tǒng)包括具有外表面(11)的第一壁(1)，絕緣材料(2)借助緊固部件(3)附接在所述第一壁(1)的所述外表面(11)上，所述緊固部件大致垂直于外表面(11)地延伸穿過第二壁(4)的至少一個支撐部件(42)和絕緣材料(2)并固定在第一壁(1)上，其特征在于通過壓擠絕緣材料(2)以預(yù)定量的張力預(yù)應(yīng)力地安裝大致垂直的緊固部件(3)，以便分別確定絕緣材料(2)和第一壁(1)的外表面(11)之間以及絕緣材料(2)和支撐部件(42)的內(nèi)表面(41)之間的摩擦力。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的絕緣壁系統(tǒng)，其中第二壁(4)包括一個或多個延長的支撐部件(42)和安裝在所述支撐部件(42)上的建筑殼結(jié)構(gòu)(43)。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的絕緣壁系統(tǒng)，其中所述至少一個支撐部件(42)是具有用于承載建筑殼(43)的安裝表面的鋼型材。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的絕緣壁系統(tǒng)，其中鋼型材具有摩擦增強(qiáng)表面和一個或多個與建筑殼結(jié)構(gòu)面對的接收表面，所述摩擦增強(qiáng)表面包括抵靠絕緣材料(2)的壓紋陣列。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的絕緣壁系統(tǒng)，其中摩擦增加表面與多個安裝孔一起設(shè)置在鋼型材的中心部分上。6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的絕緣壁系統(tǒng)，其中所述至少一個支撐部件(42)是承載例如木殼的建筑殼(43)的木桿。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的絕緣壁系統(tǒng)，其中預(yù)定張力是所需摩擦力大小的1.5至3倍，預(yù)定張力優(yōu)選是所需摩擦力大小的2倍或更大。8.根據(jù)在前權(quán)利要求中任一項所述的絕緣壁系統(tǒng)，其中絕緣材料被壓擠并由此提供固定部件(3)的預(yù)應(yīng)力安裝，所述壓擠優(yōu)選在1.2%和3.2%之間，并且更優(yōu)選地在1.6%和2.4%之間。9.根據(jù)在前權(quán)利要求中任一項所述的絕緣壁系統(tǒng)，其中縱長的緊固部件(3)是螺釘。10.根據(jù)在前權(quán)利要求中任一項所述的絕緣壁系統(tǒng)，其中絕緣材料包括至少一層絕緣板。11.根據(jù)在前權(quán)利要求中任一項所述的絕緣壁系統(tǒng)，其中絕緣材料是礦物纖維板，優(yōu)選具有50至150kg/m3的密度，更優(yōu)選具有70至120kg/m3的密度，最優(yōu)選具有大約100kg/m3的密度。12.根據(jù)在前權(quán)利要求中任一項所述的絕緣壁系統(tǒng)，其中至少一個絕緣板層包括雙密度礦物纖維板。13.根據(jù)在前權(quán)利要求中任一項所述的絕緣壁系統(tǒng)，其中所述第一壁(l)是建筑結(jié)構(gòu)的內(nèi)壁，而第二壁(4)是建筑結(jié)構(gòu)的外壁。14.根據(jù)權(quán)利要求1至12中任一項所述的絕緣壁系統(tǒng)，其中所述絕》彖壁系統(tǒng)是建筑結(jié)構(gòu)的內(nèi)壁。15.根據(jù)權(quán)利要求1至12中任一項所述的絕緣壁系統(tǒng)，其中所述第一壁(1)和第二壁(4)構(gòu)成建筑結(jié)構(gòu)的屋頂結(jié)構(gòu)。全文摘要本發(fā)明涉及用于建筑結(jié)構(gòu)的絕緣壁系統(tǒng)，所述壁系統(tǒng)包括具有外表面(11)的第一壁(1)，所述外表面具有借助縱長的緊固部件(3)附接在所述第一壁(1)的所述外表面(11)上的絕緣材料(2)，所述緊固部件延伸穿過第二壁(4)的至少一個壁部件(41)和絕緣材料(2)并固定在第一壁(1)上，其中大致垂直于第一壁(1)的外表面(11)地安裝所述縱長的緊固部件(3)并且以預(yù)定量的張力預(yù)應(yīng)力地安裝縱長的緊固部件(3)，進(jìn)而分別確定絕緣材料(2)與第一壁(11)的外表面(11)和第二壁(4)的內(nèi)表面(41)之間的摩擦力。根據(jù)本發(fā)明的壁系統(tǒng)包含較少的元件并因為構(gòu)成熱橋的元件減少可提供改進(jìn)的絕緣。文檔編號E04B1/76GK101410578SQ200780011173公開日2009年4月15日申請日期2007年3月29日優(yōu)先權(quán)日2006年3月29日發(fā)明者戴維·O·C·霍爾姆,普雷本·里斯申請人:羅克伍爾國際公司