用于建筑物平屋顶或平斜屋顶作为防水物的隔热和/或隔音系统以及用于制造作为防水物的隔热和/或隔音系统的方法与流程

1.本发明涉及一种用于建筑物平或平斜外表面、特别是用于平屋顶或平斜屋顶作为防水物的隔热和/或隔音系统，至少包括一个由矿物棉制成、优选由石棉制成并具有主表面的隔离元件，和内衬元件。此外，本发明涉及一种制造用于建筑物的平或平斜外表面、特别是用于平屋顶或平斜屋顶作为防水物的隔热和/或隔音系统的方法，该系统至少包括一个由矿物棉制成、优选由石棉制成并具有主表面的隔离元件，和内衬元件。


背景技术：

2.平屋顶和平斜屋顶在现有技术中是众所周知的，例如作为膜式屋顶系统，根据主要隔热材料的放置位置，一般分为以下几种类型：暖屋顶、倒铺暖屋顶、屋顶花园或绿植屋顶、冷屋顶。
3.膜式屋顶系统用于保护平屋顶或平斜屋顶免受其设计寿命期间可能遇到的所有天气状况的影响。它们通常构建为单层屋顶系统，特别是用于较大的屋顶，或者它们由沥青防水膜尤其是增强沥青防水膜(rbm)构成。后者基于通常为聚酯的载体并涂有沥青，主要是具有不同软化性能的两种不同的沥青层。它们通常在隔热和/或隔音元件上施加两层或更多层展开的片材。
4.典型的膜式屋顶系统包括：结构支撑，提供连续支撑的支承板，蒸汽控制层(如果需要的话)，隔热和/或隔音物(如果需要的话)，防水膜或内衬，以及耐运输或负荷的涂饰(如果出于功能和/或审美的原因而需要的话)。在暖屋顶中，主要的隔热和/或隔音元件直接放置在屋顶覆盖物(即防水膜或内衬)的下方。固定屋顶系统抵御风荷载的三个主要选择是机械紧固、粘合/热粘合/冷胶合、压载物，其中隔离元件和膜可以通过相同或不同的方法附接。
5.优选地，通过使用合适的冷粘合剂的冷胶合，将单层防水物膜或防水内衬附接到基底，即隔离层。而增强沥青防水膜(rbm)通常通过喷射火焰(torching)施工。在这种方法中，特别设计的沥青防水膜从其底侧用气焊火焰加热，以液化一些沥青，不需要单独的粘合沥青或胶。喷射火焰需要特殊的防火措施和预防措施，并且不适合在易燃材料上方或附近。
6.冷胶合需要特别合适的表面，最好是平面，其应该限制所使用的粘合剂的消耗。将增强沥青防水膜直接用喷射火焰热熔到例如矿物棉隔离元件需要一定量的可液化沥青，即一定厚度的沥青层，以充分粘附到所述隔离元件上，特别是在选择自然地包括生产时产生的不平整表面即相应突出部的矿物棉隔离元件时。
7.因此，为了胶合/粘合防水内衬，现有技术的屋顶系统利用面向涂覆屋顶隔热板的外部沥青的织物和纤维来提供足够的隔离层表面。的这些系统既可用于单层屋顶的冷胶合，也可用于沥青防水膜上的喷射火焰。然而，这些系统的缺点是粘合剂或液化沥青可能会扩散到隔离层中。因此，显著降低了所述隔离层的隔离和/或阻尼特性。此外，扩散的粘合剂或沥青会导致更高的消耗和不受控制的粘合强度，从而导致更高的系统成本。此外，这种粘
合剂或所述沥青实质上降低了屋顶隔热系统的耐火性。
8.wo2013/034376a1公开了例如用于平屋顶或平斜屋顶的热和/或声绝缘的绝缘元件，包括：第一层，其由矿物纤维，尤其是岩棉纤维制成；第二层，其由至少一种织物，尤其是充满的绒布制成，其中通过粘合剂将第二层固定到第一层的主表面，其中第二层充满填料，并且第二层与填料组合具有这样的渗透率，该渗透率允许热空气气体穿过第二层并且对于胶合剂或粘合剂在到第一层的方向上的渗透关闭第二层。
9.此外，wo98/31895公开了一种平屋顶复合材料，其包括树脂浸渍的矿物纤维层、整个层具有浸渍粘合剂的织物层，粘合剂也渗透到矿物纤维层的表面中，以及通过粘合剂在此处粘合到织物层的不透水片材。织物优选地由玻璃纤维长丝的编织股线形成。织物在通过固化炉之前与矿物棉隔离芯结合，固化炉固化在纺丝室中施加于纤维上的粘合剂。选择股线和玻璃纤维长丝之间的孔的尺寸以允许液体粘合剂渗透到矿物棉中并减少不透水片材的分层。
10.现有技术中描述的两种系统都可用于建筑物的平屋顶或平斜屋顶。然而，这两种系统都是成本密集型的，因为在这些隔离元件就地用于建筑物顶部之前，必须通过使用饰面和涂层来制备隔离元件。这意味着隔离元件可能由于附加涂层而具有高重量并且其生产成本高。
11.或者，将增强沥青防水膜直接喷射火焰熔化在例如矿物棉隔离元件上，由于与未处理的矿物棉隔离元件表面的连接较差，因此产生的抗风荷载能力较低。例如，参考由德国公司c.hasse&sohn提供的市售产品或系统，相应的产品名为
″
hasse fusion mf
″
。根据etag no.006指南测量的粘合系统的抗风荷载规定为2.500n/m2。


技术实现要素：

12.根据本发明的一种用于建筑物平或平斜外表面作为防水物的新的隔热和/或隔音系统至少包括一个由矿物棉制成、优选由石棉制成并具有主表面的隔离元件，和内衬元件。在本发明的意义上所指的内衬元件构成施加到隔离元件层上的防水系统的第一层。这样的内衬元件至少包括：由内衬材料制成的第一层，和由可通过热(例如，喷射火焰)激活的胶或粘合剂制成且朝向所述隔离元件的所述主表面的第二层，由此所述隔离元件的所述主表面没有突出部，尤其阶梯和空腔，从而是平坦的并且由此所述隔离元件和所述内衬元件之间的区域连接至少为所述隔离元件的主表面面积的70％，优选至少为80％。
13.通常，内衬元件将由增强沥青防水膜(rbm)组成，该膜包括：由具有相对较高软化点的沥青材料制成的第一层，和由具有低软化点且易于通过热(例如，喷射火焰)激活的沥青材料层制成的第二层。软化点是材料软化的温度。对于沥青材料，软化点用于确定和表示沥青的质量。软化点越高，相应材料的熔化温度就越高。
14.作为一种罕见的替代方案并且仅作为示例，内衬元件可以包括单层屋顶膜，该单层屋顶膜包括额外的可热激活的底层，例如热熔粘合剂，或包含如上所述的沥青材料。
15.根据本发明并由矿物棉、优选由石棉制成的隔离元件见标题为《用于建筑物的隔热产品
‑
工厂制造的矿物棉(mw)产品(thermal insulation products for buildings
‑
factory made mineral wool(mw)products)》的欧洲标准en 13162：2012的内容。
16.根据本发明的隔热和/或隔音系统与现有技术相比具有不同的优点。首先，由于隔
离元件没有突出部，尤其是阶梯，当然也没有空腔，内衬元件可以与隔离元件的大约整个主表面区域直接接触，而不是仅固定到突出部——即前文提到的使得内衬元件不与突出部之间的隔离元件的表面接触的阶梯。这种阶梯是在相应为固化炉的硬化装置中的硬化步骤的结果，未固化的隔离元件，即矿物纤维和粘合剂的非织造初级基料被输送通过该固化炉，从而固化粘合剂。这种硬化装置通常在一定距离内配备有两个平行运行的输送机，每个输送机具有多个带有孔的金属板，热空气通过孔从一个输送机吹过隔离元件并吹向第二个输送机。这些金属板被压到隔离元件的主表面上，从而形成由通过金属板中的孔竖立的纤维材料表示的阶梯，金属板以与隔离元件的其他部分相同的方式固化。硬化装置的金属板中和多个金属板之间的相应接头处的所述孔占所述输送机表面积的大约30％至40％。这意味着隔离元件包括从其主表面突出的相同数量的阶梯。
17.因为根据本发明的隔离元件在将被内衬元件覆盖的主表面的区域中没有突出部，为了实现几乎全表面的结合，可以使用少得多的粘合剂或胶来连接内衬元件和隔离元件。与现有技术相比，使用较少粘合剂提高了隔热和/或隔音系统的耐火性，并且进一步降低了生产这种系统的成本。
18.由于需要较少的粘合剂或胶或沥青来连接内衬元件和隔离元件，提供粘合的内衬元件的第二层可以优化为仅包含确保适当粘合所必需的所需量的粘合剂或胶或沥青。因此，结果是减小了内衬元件的厚度，特别是第二层的厚度，以及其生产成本。
19.另一方面是将内衬元件固定在隔离元件上所需的时间，由于粘合剂或胶被施加到由内衬材料制成的层并与隔离元件直接接触，该时间大大减少。根据现有技术，粘合剂(主要是沥青)是内衬材料的一部分，因此内衬材料被加热到沥青的熔化温度，然后被压到隔离元件上，从而连接沥青内衬材料和隔离元件。关于本发明，由于需要加热的粘合剂较少，因此需要较少的能量。
20.内衬元件与隔离元件的区域连接通过隔离元件的主表面面积的至少70％的连接面积来实现。层状结构是由于加热条状的胶或粘合剂层，然后使粘性粘合剂与隔离元件接触而实现的。优选地，层状连接区域垂直于内衬元件的长度方向延伸。
21.根据本发明的另一特征，隔离元件具有至少两个不同体积密度的层，由此具有较高体积密度的层与内衬元件接触。在与内衬元件的接触面区域采用较高的体积密度，其有益效果是可以使隔离元件的平坦表面区域的密度更大，从而可以利用大部分的粘合剂将隔离元件连接到内衬元件上，避免过多的粘合剂渗入隔离元件以至不能用于在内衬元件和隔离元件之间建立连接。因此，大部分粘合剂可以有效地用于隔离元件与内衬元件的连接。
22.根据本发明的另一个特征，隔离元件和内衬元件之间的连接覆盖了隔离元件主表面的90％至99％，这改善了隔离元件和内衬元件之间的连接并且或多或少地等于有效传递风吸力所需的全表面粘合。
23.对于平屋顶或平斜屋顶上的隔热和/或隔音，所谓的剥离强度或剥落强度是一个重要特征，它为隔离元件与覆盖物或内衬元件之间的连接强度提供了衡量标准。换句话说，矿物棉板上相应内衬元件的附着力很重要，尤其是对于屋顶板；这种屋顶板在安装状态下必须能承受风的冲击。剥离强度或剥落强度是通过内部方法测试的，它表示产品与覆盖物或内衬元件粘合时所受到的剥离强度。通过测试剥离强度，作为顶层的覆盖物或内衬元件从隔离元件上移除。粘合剂连接的横截面积选择为样品面积的三分之一。剥离强度是垂直
于隔离元件在其长度方向上与内衬元件(例如沥青防水膜)结合的表面测量的。首先将试样放置或固定在导轨上，以便垂直剥离沥青防水膜。即，隔离元件通过上述导轨垂直地保持就位，该导轨位于材料试验机(例如可在zwickroell购买)的下部横梁处。然而，所述导轨确保试样可以在水平方向上移动并且在测试时不会引入额外的剪切力。相应沥青防水膜的一端被夹在上部横梁处的安装夹具中并且包括测力计。
24.确定给定长度的剥离强度。试样的尺寸选择为隔离元件的长度为350毫米和宽度为150毫米，内衬元件的长度为450毫米和宽度为50毫米。施加2.5 /
‑
0.25n的预载荷，并以100 /
‑
5mm/min的测试速度将内衬元件从隔离元件上撕下，从而给出以[n/50mm]为单位测量的剥离强度。
[0025]
优选地，隔热和/或隔音材料具有至少15[n/50mm]、优选至少18[n/50mm]的垂直于隔离元件的主表面的剥离强度。剥离强度根据如上文详细解释的内部测量方法测量。
[0026]
内衬元件通常在现场粘附到隔离元件上。因此，首先使用例如隔离材料面板以正常方式建造屋顶。之后，通过加热由胶或粘合剂制成的第二层并将被加热的层状区域连接到隔离元件的主表面来将内衬元件施加到一个或多个隔离材料制成的面板，使得两者变得粘附。根据本发明的这种屋顶系统的改进性能还取决于根据本发明的剥离强度，这意味着需要垂直于隔离元件的主表面的一定力才能将内衬元件从隔离元件上剥离。前面提到的剥离强度足够高，足以避免在屋顶寿命期间和正常情况下剥离。
[0027]
另一方面，这种隔热和/或隔音系统的特征可以在于抗风升阻力至少3.500n/m2，优选地至少4.000n/m2，使得这种隔热和/或隔音系统也可以用于预计会产生高风吸力的区域，例如超过10层的高层建筑中的阳台、露台等区域。所述抗风升阻力按照etag no.006指南(2000年3月版，2012年11月修订)测量。
[0028]
最后，关于隔热和/或隔音系统，有利的是，与所述内衬元件接触的隔离元件的层的体积密度比朝向与所述内衬元件反向的层的体积密度高40％至100％，优选地高50％至75％。通过使用两层隔离元件，如前所述的优点之一是粘合剂仅少量渗透到隔离元件中。另一方面，使用体积密度较小的第二层可以补偿屋顶的粗糙表面或建筑物的另一个外表面。
[0029]
根据热和/或声学系统的另一特征，平行于隔离元件的主表面定向的隔离元件的第二主表面没有突出部，尤其是阶梯，并且没有空腔，从而是平坦的。因此，这种隔离元件提供了在系统内朝向建筑物的结构支撑件定向的平坦的主表面。结构支撑件通常是连续的钢或混凝土支承板，并且如果需要还包括蒸汽控制层。根据该进一步特征的一种包括第二主表面的隔离元件具有更好的粘合到结构支撑件的表面和蒸汽控制层的表面(特别是沥青蒸汽控制层的表面)的能力。
[0030]
本发明的另一方面是一种制造用于建筑物平或平斜外表面作为防水物的隔热和/或隔音系统的方法。该方法的特征在于从主表面去除突出部，尤其是阶梯和空腔，使得主表面是平坦的。然后，将隔离元件放置在建筑物的外表面上，平坦表面朝向远离建筑物的外表面的方向。在下一步中，内衬元件被放置在隔离元件的平坦表面上，其胶层至少部分地与隔离元件的主表面接触，从而通过使用热源与胶直接接触将胶加热到其熔化温度。因此，内衬材料的加热可以是非常有限的，从而节省能源，因为胶或粘合剂被直接加热然后与隔离元件接触。
[0031]
优选地，内衬元件以卷的方式放置在隔离元件的平坦表面顶部上，由此卷的上部
区域被加热到胶的熔化温度，由此卷之后被展开直到被加热的上部区域变得与隔离元件的平坦表面接触。在下一步中，内衬元件的下一个区域被加热以与隔离元件连接。与现有技术相比，避免了将要与内衬元件接触的表面与例如明火接触，这种明火接触使得通常为有机粘合剂的隔离元件中的粘合剂燃烧并因此被破坏，这减少了纤维之间的结合力。如果纤维之间的结合力降低，则更多的纤维没有连接到隔离元件并且导致隔离元件与内衬元件的不正确连接。
[0032]
优选地，通过从主表面锯切和/或磨削来去除突出部，然后去除未结合到隔离元件的纤维。在隔离元件离开硬化装置之后通过使用磨削装置或锯去除突出部。在磨削或锯切的过程中，许多纤维从隔离元件上去除，并可能留在隔离元件的平表面上。这些未结合的纤维可能会减少内衬元件和隔离元件之间的连接，因此应通过吹气或者抽吸来去除未与隔离元件结合的纤维，从而清洁隔离元件的平坦表面。该方法步骤的优点是可以通过使用较少的粘合剂或胶来实现隔离元件和内衬元件之间的连接。
[0033]
依照根据本发明的方法的另一特征，内衬元件在隔离元件的平坦表面的至少70％、优选地至少80％上连接到隔离元件。此外，内衬元件连接到具有至少两层不同体积密度的隔离元件，由此具有较高体积密度的层与内衬元件接触。
[0034]
最后，根据本发明的另一实施例，内衬元件连接到隔离元件的平坦表面，其中纤维大部分定向为垂直于或至少倾斜于隔离元件的平坦表面。该特征具有的优点在于，内衬元件固定到或多或少垂直于平坦表面取向的隔离元件内的纤维，从而为隔离元件提供更高的拉伸强度并因此提供更高的剥离强度。根据本发明，通过切割或磨削这些突出部区域来去除隔离元件的一个主表面区域中的突出部。利用具有沿长度方向压缩的曲折层的隔离元件是有利的，从而将大部分纤维移动到直立位置，这意味着几乎垂直于隔离元件的主表面。隔离元件移动通过硬化装置，然后通过切割或磨削去除突出部以及具有平行于至少一个主表面的纤维的隔离元件的区域，从而隔离元件最终具有平坦表面，其中纤维大部分垂直于用于粘合内衬元件的所述主表面定向。
[0035]
为了改善热和/或声学系统的隔离元件的连接，特别是通过胶合，提供了隔离元件的第二主表面，该第二主表面平行于隔离元件的主表面定向，突出部，尤其是阶梯和空腔从该主表面被移除从而是平坦的。
[0036]
因此，这种隔离元件提供了在系统内朝向建筑物的结构支撑件定向的平坦主表面。结构支撑件通常是连续的钢或混凝土支承板，并且如果需要还包括蒸汽控制层。包括根据该进一步特征的第二主表面的一种隔离元件具有更好的粘合到结构支撑件的表面和蒸汽控制层的表面、特别是沥青蒸汽控制层的表面的能力。
附图说明
[0037]
在示出本发明优选实施例的附图中说明了本发明。附图示出在：
[0038]
图1现有技术的平屋顶的示意性侧视图；
[0039]
图2根据本发明的平屋顶的示意性侧视图；
[0040]
图3根据现有技术在隔离元件顶部安装内衬元件；
[0041]
图4根据本发明在隔离元件顶部安装内衬元件；
[0042]
图5内衬元件的示意性侧视图；以及
[0043]
图6在将内衬元件施加到隔离元件的主表面之前对隔离元件的制备。
具体实施方式
[0044]
图1示出一种公知的现有技术用于平屋顶1作为防水物的隔热和/或隔音系统，其包括例如连续的钢支承板的结构支撑件2、蒸汽控制层3、矿物棉隔离元件和布置在所述隔离元件4顶部的内衬元件5。
[0045]
隔离元件4包括矿物纤维(特别是石棉纤维)和有机粘合剂(例如添加有硅烷的酚醛粘合剂)。粘合剂在未示出的硬化装置中硬化，从而在朝向内衬元件5的主表面7的顶部产生突出部6。
[0046]
内衬元件5粘合到突出部6上，从而不与突出部6之间的主表面7.1接触。
[0047]
内衬元件5由沥青层制成，该沥青层可以被加热到使沥青熔化的温度，从而将沥青层连接到突出部6。为了将内衬元件5连接到主表面7.1，大量的沥青必须引入突出部6之间的区域，以改善隔离元件4和内衬元件5之间的连接。
[0048]
图2以示意性侧视图示出了根据本发明的平屋顶1。同样平屋顶1包括结构支撑件2和蒸汽控制层3。矿物棉隔离元件4布置在覆盖支撑件2的蒸汽控制层3的顶部。
[0049]
隔离元件4具有没有突出部和/或空腔的主表面，使得主表面7.2是平坦的并且准备用于将内衬元件5固定在主表面7.2的顶部上。
[0050]
图5中更详细地示出的内衬元件5包括：由内衬材料制成的第一层8和由可通过热激活的胶或粘合剂制成的第二层9。因此，第二层9包括热固性粘合剂或由热固性粘合剂制成。与第一层8相比，第二层9非常薄并且具有大约0.5至2mm的厚度，这使得与现有技术相比并且与现有技术相反可以在短时间内以较少的热能激活热固性粘合剂——现有技术的沥青防水膜包括较厚的大于3mm的沥青的第二层，其需要大量的热量来使沥青有活性并具粘性。
[0051]
图6更详细地示出了用于根据本发明的隔热和/或隔音系统的隔离元件4。根据图6，隔离元件4具有不同密度和厚度的两层10和11。从图6可以看出，与层10相比，层11具有较低的密度和较高的厚度。
[0052]
此外，图6示出了用于去除层11的薄层13的刀片12。通过去除层13，具有突出6(即阶梯)的主表面7.1的一部分，以及纤维平行于主表面7.1取向的层11一部分被移除。其结果是，层11中的主纤维取向垂直于主表面7.1，避免纤维平行于主表面7.2取向。
[0053]
最后，图3和图4示出了将内衬元件5施加到隔离元件4的主表面7.1或7.2的方法。
[0054]
图3表示现有技术并示出由燃烧器15(例如气焊火炬)提供的火焰14，该火焰14被引导到设置在传统沥青内衬元件5的卷17和隔离元件4的主表面7.1之间的裆部16中。在裆部16中使用该火焰14意味着加热隔离元件4的主表面7.1，从而燃烧至少在主表面7.1的区域中的纤维之间的粘合剂。纤维之间的有机粘合剂已经可以被大约200℃的温度破坏。破坏粘合剂意味着隔离元件4的部分纤维不再被束缚，因此降低了隔离元件4的剥离强度。其结果是，需要使用大量的内衬元件5的粘合剂将内衬元件5连接到隔离元件4，由于在粘合剂中纤维被捕获，从而将未结合的纤维连接到隔离元件4的主表面7.1的表面区域中。即，无论如何这种加热现有技术内衬元件5的方式对于液化足够量的粘合剂或沥青以确保适当的连接都是必要的。
[0055]
与此相反，根据本发明，燃烧器15的火焰14仅用于加热内衬元件5的表面的区域18，所述内衬元件5被布置为隔离元件4的平坦表面7.2的顶部上的卷17。加热后有用的区域18在图4中用箭头19表示。可以看出，火焰14没有与隔离元件4的主表面7.2接触，从而防止破坏纤维之间的粘合剂。
[0056]
在卷17的区域18被加热到粘合剂的熔化温度之后，卷17例如沿箭头19的长度部分地展开以将粘性粘合剂连接到隔离元件4的主表面7.2。
[0057]
当然，在屋顶顶部并排使用多个隔离元件4，并且需要使用并排布置且部分重叠的内衬元件5。因此，用于将内衬元件5连接到隔离元件4的粘合剂也可用于连接并排布置且彼此部分重叠的两个内衬元件5。
[0058]
附图标记：1 平屋顶2 支撑件3 蒸汽控制层4 隔离元件5 内衬元件6 突出部7.1 主表面7.2 主表面8 第一层9 第二层10 层11 层12 刀片13 层14 火焰15 燃烧器(气焊火炬)16 裆部17 卷18 区域19 箭头