CZ2015271A3

CZ2015271A3 - Hollow panel unit for air-tight ventilation systems of building cladding

Info

Publication number: CZ2015271A3
Application number: CZ2015-271A
Authority: CZ
Inventors: Erik Šagát; Libor Matějka
Original assignee: Vysoké Učení Technické V Brně
Priority date: 2015-04-22
Filing date: 2015-04-22
Publication date: 2016-05-18
Also published as: CZ305961B6

Abstract

Dutinový panel (1) pro vzduchotěsné větrací systémy opláštění budov sestává z čelní stěny a bočních stěn a je průchozí. V podélném osovém směru jsou provedeny uzavřené podélné průchozí štěrbiny (4), které vymezují vnitřní podélné uzavřené dutiny (2), přičemž štěrbiny (4) jsou uspořádány ve dvou sestavách (3a, 3b) a mezi nimi je střední příčná dutina (16) propojená s podélnými obvodovými dutinami (7). Součástí panelu (1) je do alespoň jednoho z jeho vodorovných otevřených okrajů (5a, 5b) nasaditelné přechodové těsnění (9), které je oboustranně otevřené a duté a je opatřeno příčnými výztuhami (15) vymezujícími průchozí kanálky (14). Mezi horní částí (10) a spodní částí (11) těsnění (9) je po celém vnějším obvodu proveden obvodový doraz (12), přičemž obvodové vnější plochy horní části (10) i spodní části (11) těsnění (9) jsou provedeny jako zešikmené obvodové plochy (13) pro dokonalé uzavření spoje s panelem (1).The hollow panel (1) for airtight ventilation systems of building cladding consists of a front wall and side walls and is a through-wall. In the longitudinal axial direction, closed longitudinal through slots (4) are provided which define the inner longitudinal closed cavities (2), the slots (4) being arranged in two assemblies (3a, 3b) and interposed between them with longitudinal peripheral cavities (7). A transitional seal (9) which is open and hollow on both sides and is provided with transverse stiffeners (15) defining through passages (14) can be inserted into at least one of its horizontal open edges (5a, 5b). A circumferential stop (12) is provided between the upper part (10) and the lower part (11) of the gasket (9), the peripheral outer surfaces of the upper part (10) and the lower part (11) of the gasket (9) being formed as bevelled circumferential surfaces (13) for perfect closure of the panel (1).

Description

• * · i * « * f\j zV-nois• * * i * «* f zV-nois

Dutinový panel pro vzduchotěsné větrací systémy opláštění budov Oblast technikyCavity Panel for Airtight Ventilation Systems for Building Cladding Technology

Vynález se týká pasivního systému větrání opláštění budov pro snížení jejich energetické náročnosti. Základní funkcí takového systému je odvedení přebytečné tepelné energie z konstrukce v letním období a naopak přivedení tepelné energie do konstrukce v zimním období. Zvláště se vynález týká dutinového panelu pro zmíněný systém.BACKGROUND OF THE INVENTION The invention relates to a passive ventilation system for cladding buildings to reduce their energy performance. The basic function of such a system is to dissipate the excess heat energy from the structure in the summer and vice versa to bring thermal energy into the structure in the winter. In particular, the invention relates to a cavity panel for said system.

Dosavadní stav technikyBackground Art

Vzhledem k současnému trendu snižování energetické náročnosti budov jsou používány různorodé konstrukce a principy pro omezování tepelných toků obálkou budovy nebo jejich efektivní přesměrování.Due to the current trend of reducing the energy intensity of buildings, diverse structures and principles for reducing heat flows through the building envelope or their effective redirection are used.

Hlavními cíli zabezpečující nízkou energetickou náročnost budovy při zachování tepelné pohody jsou omezení úniku tepla přes obálku budovy v zimním období, omezení přehřívání objektu v letním období a efektivní výměna vzduchu v místnostech budovy.The main objectives of ensuring a low energy performance of a building while maintaining thermal comfort are to reduce heat leakage through the building envelope in winter, reduce overheating of the building during the summer, and effectively exchange air in the building.

Za účelem omezení toku energií přes obálku budovy se používají tepelně izolační vrstvy nebo konstrukce. Z hlediska snížení tepelných ztrát v zimě a nežádoucích tepelných zisků v létě jsou s výhodou používány provětrávané konstrukce opláštění budov. Účinnost provětrávaných konstrukcí je omezena vzhledem k náročnosti kvality jejich provedení, zejména zachování průřezu provětrávané mezery v celé ploše pláště budovy a nízké tepelné kapacitě vzduchu.Thermal insulation layers or structures are used to limit the flow of energy through the building envelope. In terms of reducing heat losses in winter and unwanted heat gains in summer, ventilated building envelope structures are preferably used. The efficiency of the ventilated structures is limited due to the complexity of their performance, in particular the retention of the cross-section of the ventilated gap over the entire surface of the building and the low heat capacity of the air.

Další nevýhodou ve většině případů je, že do mezery se přivádí vzduch z exteriéru v dolní části průčelí pláště budovy. Ten je v letním období na osluněné straně objektu přehřátý, v zimním období je teplota vzduchu na přívodním otvoru naopak nízká a dochází k prochlazování konstrukce prouděním chladného vzduchu v mezeře. Cílem vynálezu je představit panel, který by vyplnil cílené provětrávanou mezeru a vhodně zvětšil teplosměnnou plochu.Another disadvantage in most cases is that air from the exterior at the bottom of the facade of the building is fed into the gap. This is overheated on the sunlit side of the building in summer, while the temperature of the air inlet is low in winter and the structure is cooled by flowing cool air in the gap. It is an object of the present invention to provide a panel that fills a targeted ventilated gap and appropriately increases the heat transfer surface.

Podstata vynálezu Výše uvedené nedostatky odstraňuje do značné míry dutinový panel pro vzduchotěsné větrací systémy opláštění budov podle vynálezu, jehož podstata - 2 • « ··*» ♦ • · · ···· ·· · · spočívá v tom, že v podélném osovém směru jsou provedeny uzavřené podélné průchozí štěrbiny, které vymezují vnitřní podélné uzavřené dutiny, přičemž štěrbiny jsou uspořádány ve dvou sestavách a mezi nimi je střední příčná dutina propojená s podélnými obvodovými dutinami, přičemž součástí panelu je do alespoň jednoho z jeho vodorovných otevřených okrajů nasaditelné přechodové těsnění, které je oboustranně otevřené a duté a je opatřeno příčnými výztuhami vymezujícími průchozí kanálky, a mezi horní částí a spodní částí těsnění je po celém vnějším obvodu proveden obvodový doraz, přičemž obvodové vnější plochy horní části i spodní částí těsnění jsou provedeny jako zešikmené obvodové plochy pro dokonalé uzavření spoje s panelem. Přehled obrázků na výkresechSUMMARY OF THE INVENTION The aforementioned drawbacks are largely eliminated by the hollow panel for airtight ventilation systems of building claddings according to the invention, the principle of which is based on the fact that, in the longitudinal axis closed longitudinal through slots are defined which define inner longitudinal closed cavities, the slots being arranged in two assemblies and between them a central transverse cavity communicating with the longitudinal circumferential cavities, a transitional seal being fitted into at least one of its horizontal open edges. which is open and hollow on both sides and is provided with transverse stiffeners defining passageways, and a circumferential stop is provided over the entire outer periphery between the upper part and the lower part of the seal, the circumferential outer surfaces of the upper part and the lower part of the seal being as a slanted circumferential surface for a perfect seal with the panel. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Vynález bude blíže popsán pomocí výkresů, na kterých obnjjl představuje celkový svislý řez objektem opatřeným vzduchotěsným větracím systémem s dutinovými panely podle vynálezu se zemním výměníkem, obr. 2 je detail D u soklu při aplikaci panelů u objektu zobnjí, obr. 3 představuje čelní pohled na panel podle vynálezu, obr.4 je podélný řez dutinovým panelem v řezové rovině A-A z obrjí, obr.j^ je příčný řez dutinovým panelem v řezové rovině B-B z obr.j3, na obr. 6 je axonometrický pohled na panel, obr^ představuje axonometrický pohled na přechodové těsnění pro uložení mezi jednotlivými panely, které vždy s panelem tvoří základní jednotku sestavy, obr^B je schematický podélný řez přechodovým těsněním zobr| a na obr|9 je zobrazeno přechodové těsnění i s panely v sestavě v podélném řezu. Příklad provedení vynálezuBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The invention will now be described in more detail with reference to the accompanying drawings, in which: FIG. 2 is a detail view of a plinth when the panels are applied to an object; Fig. 4 is a longitudinal section through the cavity panel in sectional plane AA of the giant; Fig. 6 is a cross-sectional view of the cavity panel in section line BB of Fig. 3; Fig. 6 is a perspective view of the panel; an axonometric view of a transition seal for mounting between the individual panels, which always forms the base unit of the assembly with the panel; and Fig. 9 shows a longitudinal cross-sectional seal with panels in the assembly. An embodiment of the invention

Na obr.jj je celkový svislý řez objektem 2Λ opatřeným pasivním systémem větrání opláštění budovy zabezpečujícím snížení energetické náročnosti objektu. Součástmi systému jsou zemní výměník 22, provětrávaná mezera 23 mezi stěnou objektu a opláštěním 26, nasávací otvor 24 pro výměník 22, který je chráněný mřížkou proti vniknutí hmyzu do systému, stejně jako odváděči otvor 25 z provětrávané mezery 23 mezi stěnou objektu a opláštěním 26, kdy stěnu objektu bude tvořit tepelně izolační materiál 27 v jedné nebo ve více vrstvách. - 3 — I V «· ι * f * i i « « « • « · · ·Fig. 1 is an overall vertical sectional view of the object 2Λ provided with a passive ventilation system for sheathing the building to reduce the energy performance of the building. The system includes a ground exchanger 22, a vented gap 23 between the building wall and the sheath 26, an inlet opening 24 for the exchanger 22, which is protected by a grid against insect entry into the system, as well as a drain hole 25 from the ventilated gap 23 between the building wall and the sheath 26, wherein the wall of the object will be a thermally insulating material 27 in one or more layers. - 3 - I «« ι * f * i i «« «• · · · ·

Mi « < · *»»Mi «< · * »»

Na obrjž. je detail D u soklu při aplikaci panelů I u objektu z obr|l, kdy jsou tyto v sestavě nainstalovány v provětrávané mezeře 23 a vzduch proudí ze zemního výměníku 22 přímo do po svém obvodu uzavřeného panelu 1 který je opatřen množstvím štěrbin 4 a u kterého probíhá výměna energie s okolím přes jeho teplosměnnou plochu. Tak je dosaženo zvětšení teplosměnné plochy s okolím a rovněž je zabezpečena difúzní otevřenost konstrukce budovy. Tyto panely I mají jak spodní, tak i horní okraj otevřené a na sebe vzduchotěsně navazují přes těsnění, čímž je zabráněno přisávání exteriérového vzduchu do systému. O těsnění bude pojednáno později. Mezi panely i a opláštěním 26 je odspodu otevřená vzduchová mezera 17, do které je vzduch přiváděn přímo z exteriéru. Těsnost je požadována u napojení 29 zemního výměníku 22 na nejspodnější panel 1 sestavy a rovněž i ve spojích mezi jednotlivými panely 1 a to právě díky zmíněnému těsnění.Na obrjž. is a detail D of the plinth when the panels I are applied to the object of FIG. 1, wherein the plinth is installed in the vented gap 23 and the air flows from the ground exchanger 22 directly into its perimeter of the enclosed panel 1 which is provided with a plurality of slots 4 and in which exchanging energy with the environment through its heat exchange surface. In this way, an increase in the heat transfer surface with the surroundings is achieved, as well as the diffusion openness of the building structure. These panels I have both lower and upper edges open and are airtightly bonded to each other, thereby preventing exterior air from entering the system. The seal will be discussed later. Between the panels 1 and the sheath 26 there is an open air gap 17 from below, into which the air is fed directly from the exterior. Tightness is required for the connection 29 of the earth exchanger 22 to the lowermost panel 1 of the assembly as well as at the junctions between the individual panels 1, due to the aforementioned seal.

Na obr. 3 je schematicky znázorněn čelní pohled na samotný panel 1, který je použit ve variantě, že je provzdušněná mezera 23 vyplněna právě níže popsanými panely i v sestavě. Jednotlivý panel i se skládá z čelní stěny, zadní stěny a ty s bočními stěnami tvoří plášť 6. Jak horní okraj 5a tak i spodní okraj 5b jsou otevřeny. Panel i je opatřen dvěma sestavami 3a a 3b průchozích podélných štěrbin 4, které vymezují vnitřní podélné dutiny 2 panelu 1. Mezi sestavami 3a, 3b podélných štěrbin 4 je uspořádaná střední příčná dutina 16. Ta je propojena s obvodovými dutinami 7. Pro ukotvení panelu 1 k nosné stěnové konstrukci slouží konzoly 8 po stranách panelu t Na vodorovné okraje 5a, 5b, které jsou otevřené, bude nasazeno přechodové těsnění 9 pro vzájemné spojení panelů i do na obr^ a 2 naznačené sestavy o kterém , bude pojednáno později.Fig. 3 schematically shows a front view of the panel 1 itself, which is used in the variant that the aerated gap 23 is filled with the panels described below in the assembly. The individual panel 1 consists of a front wall, a rear wall and those with the side walls forming a housing 6. Both the upper edge 5a and the lower edge 5b are open. The panel 1 is provided with two passages 3a and 3b through the longitudinal slots 4, which define the inner longitudinal cavities 2 of the panel 1. Between the longitudinal slits 4a, 3b is arranged a central transverse cavity 16. This is connected to the peripheral cavities 7. To anchor the panel 1 to the supporting wall structure, the brackets 8 are used on the sides of the panel. At the horizontal edges 5a, 5b that are open, a transition seal 9 will be fitted to interconnect the panels 1 and 2 of the assembly that will be discussed later.

Na ob* obrjj je podélný řez dutinovým panelem z obrj^ v řezné rovině A-A, Jsou vidět konzoly 8 i okraje 5a, 5b a středová dutina 16.FIG. 2 shows a longitudinal section through the cavity panel of FIG. 1 in the cutting plane A-A. The brackets 8 and the edges 5a, 5b and the central cavity 16 are visible.

Na obr.| je příčný řez dutinovým panelem 1 z obrj3 v řezné rovině B-B a je vidět střídavé uspořádání průchozích štěrbin 4 a podélných dutin 2. ✓FIG 3 is a cross-sectional view of the cavity panel 1 of FIG. 3 in the cutting plane B-B and the alternating arrangement of the through-slots 4 and the longitudinal cavities 2 is shown.

Na obr.jS je pro lepší názornost opět pohled na panel 1 s výše uvedenými konstrukčními prvky.Referring to FIG. 5, for better clarity, the panel 1 is again shown with the aforementioned components.

Na obr|7 je pak opět názorný pohled na zmíněné přechodové těsnění 9. Jsou dobře vidět výztuhy 15 a průchozí kanálky 14. Jsou vidět i šikmé stěny 13 a obvodový doraz 12, o kterých bude pojednáno níže.7 again shows a view of said transition seal 9. The reinforcements 15 and the passageways 14 are well visible. The oblique walls 13 and the circumferential stop 12 are shown, which will be discussed below.

Na obr. 8 je zobrazen schematický podélný řez přechodovým těsněním 9 vyrobené z vhodného plastového materiálu pro svislé spojení panelů i v místech jejích vodorovných okrajů 5a, 5b. Příčné výztuhy 15 vytvářející průchozí kanálky 14 jsou s výhodou po celé výšce těsnění 9. Toto umožní prostup vzduchu z jednoho panelu i do druhého. Uprostřed je pro vnějším obvodu přechodového těsnění 9 proveden obvodový doraz 12, který zabezpečuje vzájemnou polohu nasazených panelů 1 po jejich nasazení zvnějšku na těsnění 9, brání nadměrnému vsunutí těsnění 9 do jednoho ze spojovaných panelů i a o jejich dobré a těsné usazení se stará zešikmená obvodová plocha 13 na horní části 10 i na spodní části H těsnění 9. Rozměry těsnění 9 obecně odpovídají rozměrům panelů 1 Vždy je brán ohled na difúzní otevřenost pláště budovy pro zabezpečení dostatečného odvedení vlhkosti z konstrukce. To umožní štěrbiny jimiž prochází vlhkost z konstrukce do provětrávané mezery. S využitím dutinových panelů vymezujících větranou mezeru opláštění je možné vhodně zredukovat tepelné toky. Jednotlivé panely jsou konstrukčně navrženy jako vzduchotěsné, takže při důsledném provedení spojů jsou potenciálně využitelné v systémech přivádějících do opláštění energeticky upravené plynné nebo kapalné medium. Dutinové panely jsou opatřeny kotevními prvky pro osazení do skladby opláštění, jakož i pro osazení dalších vrstev dle druhu jejich určení. Protože panely nenahrazují funkci provětrávané mezery z hlediska odvedení vlhkosti z konstrukce obálky budovy, tak je jejich poloha v souvrství pláště budovy vymezena v klasické provětrávané mezeře s přívodem vzduchu z exteriéru v dolní části pláště a odváděcím otvorem v jeho horní části. Jelikož materiál panelů je vzduchotěsný, tak by při plných panelech docházelo k vytvoření parozábrany na exteriérové straně souvrství obálky budovy. Z tohoto důvodu jsou panely navrženy s příčnými otvory, které zabezpečí dostatečnou difúzi vodní páry ze skladby opláštění do otevřené větrané mezery. Příčné otvory představují navíc i ztužení zabezpečující rozměr průřezu větrané mezery v celé ploše, nemůže tedy dojít k jeho zúžení při nevhodném provedení.FIG. 8 shows a schematic longitudinal section through the transition seal 9 made of a suitable plastic material for vertically joining the panels even at its horizontal edges 5a, 5b. The transverse braces 15 forming the passageways 14 are preferably over the entire height of the gasket 9. This will allow air to pass from one panel to the other. In the middle, a circumferential stop 12 is provided for the outer periphery of the transition seal 9, which ensures the relative position of the mounted panels 1 after they have been placed externally on the seal 9, preventing excessive insertion of the seal 9 into one of the panels to be bonded and their good and tight fit. on the upper part 10 and on the lower part 11 of the gasket 9. The dimensions of the gasket 9 generally correspond to the dimensions of the panels 1. This will allow the slots through which moisture from the structure passes into the ventilated gap. By utilizing hollow panels defining a ventilated cladding gap, heat flows can be appropriately reduced. The individual panels are structurally designed to be airtight so that they can potentially be used in systems supplying energy-treated gaseous or liquid media to the cladding when the joints are made consistently. The hollow panels are provided with anchoring elements for mounting into the sheathing structure as well as for installing additional layers according to their type of destination. Since the panels do not replace the function of the ventilated gap in terms of moisture removal from the building envelope structure, their position in the building envelope stack is defined in a conventional ventilated air inlet gap from the exterior at the bottom of the shell and a drain hole at its top. Since the material of the panels is airtight, in the case of solid panels, a vapor barrier would be created on the exterior side of the building envelope. For this reason, the panels are designed with transverse holes to provide sufficient diffusion of water vapor from the cladding composition to the open ventilated gap. In addition, the transverse holes also provide stiffening to ensure the cross-sectional dimension of the ventilated gap in the entire area, so that it may not be narrowed down when unsuitable.

Existuje více možností aplikace provětrávaných panelů v opláštění budov, zahrnující jejich osazení do provětrávaných fasád, provětrávaných střech, použití v kombinaci s geotermálním vzduchovým nebo kapalinovým výměníkem, případně jiným typem výměníku energie. U vzduchových výměníků je možnost nasávání vzduchu z exteriéru a jeho odvedení v horní části provětrávaného pláště. Kapalinové systémy musí být uzavřeny s oběhem teplonosné látky. U obou případů je potřebné v dolní části opláštění provést napojení dutinových větraných fasádních panelů na - 5 - liniový přívod teplonosné látky. U kapalinových systémů jsou panely v horní části napojeny na liniový sběrač s potrubím přivádějícím kapalinu zpět do geotermálního nebo jiného typu výměníku.There are several possibilities for applying ventilated panels in building cladding, including their installation in ventilated facades, ventilated roofs, use in combination with a geothermal air or liquid exchanger, or other type of energy exchanger. In the case of air exchangers, it is possible to draw air from the exterior and remove it from the top of the ventilated jacket. Liquid systems must be sealed with heat transfer fluid. In both cases, it is necessary to connect the cavity ventilated façade panels to - 5 - line heat transfer fluid in the lower part of the cladding. In liquid systems, the panels at the top are connected to a line collector with a conduit supplying liquid back to the geothermal or other type of exchanger.

Pro zabezpečení funkčnosti a zabráněni poškození panelů v zimním období musejí být kapalinové systémy napuštěny nemrznoucí směsí. Vzduchové systémy mohou fungovat na principu přirozené konvekce bez vnějšího zdroje podporujícího proudění, kapalinové jen s nuceným oběhem.To ensure functionality and prevent damage to panels in winter, the liquid systems must be filled with antifreeze. Air systems can operate on the principle of natural convection without an external source of flow, liquid only with forced circulation.

SezfmnTVZtafíovvctrznaček— jRetrievingTeams

1 - dutinový panel J 2 - dutina / 3a, 3b sestavy (průchozích podélných štěrbin 4 na panelu) 4 - štěrbina / / 5a,5b - otevřené okraje panelu 1 7 - podélné dutiny panelu 8 - konzola / 9 - přechodové těsnění 10- horní část (těsnění) 11 - spodní část (tísnění) 12 - obvodový doraz (těsnění) / 13 - zešikmená vnější plocha (těsnění) j 14 - průchozí kanálky (těsnění 9) 15 - příčné výztuhy (těsnění 15) 16 - středová příčná dutina (panelu) 17-vzduchová mezera 21 - objekt 22 - výměník 23 - provzdušňovaná mezera 24 - vstup do výměníku 25 - výstup vzduchu 26 - opláštění1 - cavity panel J 2 - cavity / 3a, 3b of the assembly (through longitudinal slots 4 on the panel) 4 - slot / / 5a, 5b - open panel edges 1 7 - longitudinal cavities of panel 8 - bracket / 9 - transition seal 10- top part (gasket) 11 - lower part (seal) 12 - peripheral stop (seal) / 13 - beveled outer face (gasket) j 14 - through channel (gasket 9) 15 - transverse reinforcement (gasket 15) 16 - central transverse cavity ( panel 17-air gap 21 - object 22 - exchanger 23 - aerated gap 24 - inlet to exchanger 25 - air outlet 26 - sheathing

Claims

PATENT REQUIREMENTS A hollow panel for airtight ventilation systems of building claddings consisting of a front wall and side walls, characterized in that in the longitudinal axial direction closed longitudinal through slots (4) are provided which define inner longitudinal closed cavities (2), wherein the slots (4) are arranged in two assemblies (3a, b) and between them a central transverse cavity (16) communicating with the longitudinal peripheral cavities (7), the panel (1) being at least one of its horizontal open edges (5a, 5b) an insertable intermediate seal (9) which is open and hollow on both sides and is provided with transverse stiffeners (15) defining passageways (14) and between the upper portion (10) and the lower portion (11) of the seal (9) a circumferential stop (12) is provided over the entire outer circumference, the peripheral outer surfaces of the upper part (10) and the lower part (11) being The seals (9) are designed as bevelled circumferential surfaces (13) for perfect closure of the panel (1).