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1. WO2010009713 - SYSTEM FOR THERMAL INSULATION AND/OR WALL REPAIR OF BUILDINGS

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[ DE ]

System zur Wärmedämmung und/oder Wandsanierung von Gebäuden

Die Erfindung betrifft ein System zur Wärmedämmung und/oder Wandsanierung von Gebäuden, ein Verfahren sowie eine Verwendung hierfür.

Bei der Innendämmung von Gebäuden bzw. dessen Sanierung sind eine Vielzahl von Auflagen und Aspekten zu beachten. Neben der Erfüllung von Normen bzw. Verordnungen und einer gewünschten Reduktion des Heizenergieverbrauchs müssen Aspekte, wie Wohnbehaglichkeit im Sommer wie auch im Winter, Vermeidung von Schimmelbefall, feuchtebedingte Bauschäden, Umweltverträglichkeit und Brandgefahr beachtet werden.

Aus der DE 197 06 223 A1 ist eine Wandsanierungsplatte für salzbelastete Mauer bekannt. Hierbei wird dem Problem Rechnung getragen, dass Salze zusammen mit der Feuchtigkeit, in der sie gelöst sind, in die Mauer gelangen. Eine einmal durchfeuchtete Wand wird immer stärker belastet, denn mit zunehmender Nässe lagern sich Salze in der Mauer ein, die aufgrund ihrer hygroskopischen Wirkung zusätzliche Feuchtigkeit anziehen. Dadurch bilden sich Salzkristallstrukturen an der Wandoberfläche. Zur Beseitigung dieses Problems wird eine Platte aus einem Calciumsilikat vorgeschlagen, die die Bildung von Pilzen und Keimen vermeidet, nicht brennbar ist, eine hohe Kapillarwirkung, eine Porosität von mindestens 80 Vol.-%, eine Dichte von 250 kg/m3 und dampfdurchlässig ist. Durch die Porosität wird zwar die Wärmedämmung der Mauer zwar verbessert, jedoch nur unzureichend, so dass zur signifikanten Senkung des Heizenergieverbrauchs weitere Maßnahmen erforderlich sind.

In der EP 0 570 012 B1 ist eine Wärmedämmung für Gebäude gezeigt und beschrieben. Eine Wärmedämmplatte aus mineralischem Material für eine Außen- oder Innenwärmedämmung von Außenwänden weist ein spezifisches Gewicht von unter 250 kg/m3, ein Wärmeleitfähigkeitswert von unter 0,050 VWmK und eine Dicke von 20 bis 100 mm auf. Im Fall einer außenseitigen Wärmedämmung wird außenseitig eine Putzschicht aus mineralischen Putzmaterial auf die Platte aufgebracht. Insgesamt soll die Platte mit der Putzschicht wasserdampfdiffusionsfähig sein. Die Platten werden mittels Klebemörtel an der Gebäudewand befestigt. Die Platten sollen dicht an dicht nebeneinander bzw. übereinander, d.h. auf einer Fläche, wie in der Schrift gezeigt ist, unter Vermeidung von Fugen befestigt werden. Außenseitig kann ein Anstrich aus Silikonfarbe angebracht werden, der die Kapillar-Wasserdichtigkeit der Wärmedämmung verbessern soll. Weiterhin soll zwischen jeder Platte und der Putzschicht eine Spachtelmassenlage mit darin eingebetteten Armierungsnetz aufgebracht werden. Eine solche Anordnung mit derartigen Schichten ist jedoch nur für eine Außenwärmedämmung geeignet. Außerdem sind eine Reihe von Schichten erforderlich, die stark in ihren Eigenschaften variieren können, da sie manuell aufgetragen werden müssen. Sie können zum Beispiel unterschiedlich dick aufgetragen werden, je nachdem von welchem Arbeiter sie aufgetragen werden. Zudem ist das Auftragen von Schichten arbeitsintensiv und daher teuer.

Eine Wärmedämmplatte für den Innenbau zeigt die DE 101 46 174 C2. Diese umfasst eine Calciumsilikatplatte mit einem Wasserdampfdiffussionswert μ größer 10 und einer Kapillaraktivität von 5 -10"5 bis 5 -10"11 m2/s. Diese kapillaraktive Platte ist mit einer Hartschaumplatte durch einen Kleber verklebt, der einen höheren Dampfdiffussionswiderstand als die kapillaraktive Platte aufweist. Weiterhin ist zwischen der kapillaraktiven Platte und dem Mauerwerk eine Dampfsperre, wie eine Kunststofffolie angeordnet.

Für Gebäude werden neben den vor Ort zu errichtenden Wänden und

Dachflächen häufig auch in Werkshallen vorgefertigte Bauplatten eingesetzt, die mehrschichtig und als Sandwich-Bauplatten ausgeführt sind. Sie können zum Beispiel dafür eingesetzt werden, in rationeller Weise Stallbauten oder Lagergebäude sowie Ferienhäuser zu errichten. In der DE 10 2005 002 877 A1 wird eine derartige Sandwich-Bauplatte mit zwei aus Holzwerkstoffen ausgeführten Platten und einer isolierenden Zwischenschicht erläutert.

Aus der DE 196 35 671 A1 ist ein mehrschichtiger Wandaufbau zur nachträglichen Verbesserung der Wärmeeigenschaften einer ungedämmten Bauwerkswand bekannt. Der Aufbau umfasst eine einen geringen Wärmedurchgang aufweisende erste Bauplatte, die durch Behandlung mit Wasserglas feuerhemmend eingestellt ist, eine Lattung, eine zweite Bauplatte, die identisch zur ersten Platte ist, eine aus Blähglas bestehende Dämmplatte sowie ein Armierungsgewebe, der einen Armierungsputz trägt. Dieses System ist nicht nur aufwändig, sondern umfasst einen erheblichen Anteil an brennbaren Materialien.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lösung zu finden, um für Gebäude eine kostengünstige Innendämmung zu schaffen und/oder diese kostengünstig innenseitig zu sanieren, wobei neben der Erfüllung von Normen oder Verordnungen und einer gewünschten Reduktion des Heizenergieverbrauchs auch Gesichtspunkte, wie Wohnbehaglichkeit im Sommer wie auch im Winter, Vermeidung von Schimmelbefall, feuchtebedingte Bauschäden, Kristallbildung an Wandoberflächen, Umweltverträglichkeit und Brandgefahr optimal berücksichtigt sind.

Diese Aufgabe wird durch ein System nach Anspruch 1 gelöst.

Weiterhin wird diese Aufgabe durch ein Verfahren nach Anspruch 18 sowie durch die Verwendung nach Anspruch 19 gelöst.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Durch das erfindungsgemäße System ist es möglich, kostengünstig

Sanierungsarbeiten in einem Gebäude durchzuführen. Die montagefreundlichen Wärmedämmplatten können in kurzer Zeit am

Mauerwerk befestigt werden, und zwar ohne aufwändiges Auftragen von zusätzlichen Armierungs- und Putzschichten, Lattungen, Farbschichten, Folien oder dergleichen. Sie können ohne weiteres großflächig ausgeführt sein, so dass eine Gebäudesanierung und Innendämmung eine kurze Bauzeit benötigt.

Indem mehrere Wärmedämmplatten der erfindungsgemäßen Art praktisch stapelartig übereinander liegen, können durch Anpassung der jeweiligen Wärmedämmplatten und Variation der Platteneigenschaften untereinander Normen oder gesetzliche Verordnungen und Auflagen, wie sie in Energieeinsparverordnungen gefordert sind, bei allen erdenklichen Sanierungsfällen in einfacher Weise eingehalten werden. Die beiden äußeren Platten können im Vergleich zur mittleren Platte bezüglich Dicke, Rohdichte, Porosität, Druckfestigkeit, Wärmeleitfähigkeit Wasserdampfdiffusions-eigenschaft, Ausgleichsfeuchte, Kapillaraktivität und/oder Schimmelhemmung unterschiedlich und somit der jeweiligen Sanierungssituation angepasst sein. In bekannter Weise können bauphysikalische Messungen durchgeführt werden, um zum Beispiel Luftfeuchte und Temperatur in Außen- und Raumluft zu messen. Damit kann eine optimale Dämmplattenkombination ermittelt und eingesetzt werden.

Zudem ist eine sehr hohe Reduktion des Heizenergieverbrauchs möglich. Dies gelingt im Wesentlichen dadurch, dass die mittlere Wärmedämmplatte einen niedrigeren Wärmeleitkoeffizienten sowohl als die erste Wärmedämmplatte als auch die zweite Wärmedämmplatte hat. Da die beiden äußeren Platten ebenfalls als Wärmedämmplatten ausgeführt sind, wird insgesamt der Wärmeleitwiderstand höher, denn alle Platten sind hintereinander und somit thermisch gesehen in Reihe angeordnet. Durch die erfindungsgemäße Anordnung wird eine erhebliche bessere Wärmeisolierung im Vergleich zur Anordnung einer einzigen Dämmplatte mit sehr hoher Kapillaraktivität erreicht.

In erstaunlicher Weise wird dieser äußert positive Effekt nicht durch ein Verlust von Wohnbehaglichkeit im Sommer wie auch im Winter erkauft, was bei bisherigen Lösungen nicht gelungen ist. Dies wird in erster Linie durch beide wasserdampfdiffusionsoffenen und kapillaraktiven äußeren Wärmedämmplatten realisiert.

Allein durch Duschen, Waschen und Kochen erzeugt der Mensch bis zu vier Liter Wasser, das sich als Wasserdampf im Innenraum ausbildet. Durch die wassersaugfähigen äußeren Platten wird das Raumklima in Bezug auf Wohnbehaglichkeit verbessert. Auch das Problem einer Schimmelbildung durch Kondensieren des Wasserdampfes wird durch die Erfindung glänzend gelöst.

Die erfindungsgemäße Anordnung vermeidet auch Probleme, wie sie zum Beispiel durch Einsatz von wärmeisolierten Fenstern entstehen. Raumfeuchte setzt sich dann nämlich nicht mehr an der Fensterscheibe sondern an der kalten Außenwand nieder. Durch die an dem Mauerwerk angrenzende äußere wasserdampfdiffusionsoffenen und kapillaraktiven Klimaplatte der Erfindung wird das Mauerwerk vor Schäden, wie Frostschäden oder Kristallbildung, geschützt. Dies ist bei denkmalgeschützten Bauwerken sehr vorteilhaft.

Weil jede Wärmedämmplatte aus einem anorganischem oder mineralischem

Material, wie aus einem Calciumsilikat besteht, ist das System nicht nur schimmelhemmend sondern auch optimal recycelbar und sehr umweltfreundlich. Zudem ist auch wichtig, dass dadurch die Brandgefahr im Gebäude reduziert wird, da derartige Dämm-Materialien nicht brennbar sind.

In einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Wärmedämmsystems ist vorgesehen, dass die Wärmedämmplatten in Sandwich-Bauart zusammengesetzt sind, derart dass die mittlere Wärmedämmplatte zwischen beiden äußeren Wärmedämmplatten sandwichartig unmittelbar befestigbar ist. Die Platten werden somit ohne weitere Schichten oder Zwischenplatten, mit Ausnahme einer möglichen Kleberschicht, zusammengesetzt. Die Sandwich-Bauart, die mit den einzelnen Wärmedämmplatten durch ihre Festigkeit und Formbeständigkeit sehr einfach möglich ist, hat den Vorteil, dass eine weitere Arbeits- und Montageerleichterung möglich ist. Dies ist insbesondere dann sehr günstig, wenn jede Wärmedämmplatte zu einem vorgefertigten Sandwichsystem verbunden ist, so dass eine einzige Sandwich-Bauplatte vorhanden ist. Eine derartige Sandwich-Bauplatte kann schnell und genau verarbeitet werden. Beispielsweise kann die Sandwich-Bauplatte in einem einzigen Arbeitsgang gesägt werden. Es müssen also nicht mehrere Platten einzeln gesägt werden. Durch unpräzises Sägen einzelner Platten, die aufeinander liegen, könnten Fugen an den Stoßstellen benachbarter Platten entstehen, die zu späteren Wärmeverlusten führen. Dies vermeidet diese bevorzugte Sandwich-Ausführungsform. Darüber hinaus ist die Sandwich-Bauplatte sehr formstabil und formbeständig. Diese ist in hohen Stückzahlen kostengünstig herstellbar, da die Vorfertigung zweckmäßigerweise in einem von der Baustelle entfernten Herstellungswerk stattfindet und somit teilweise oder vollautomatisiert bewerkstelligt werden kann.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn an der mittleren Wärmedämmplatte die erste und die zweite Wärmedämmplatte jeweils mit einem dampfdiffusionsoffenen Kleber , insbesondere mit einem Klebermörtel unmittelbar verklebt sind. Hierdurch ist ΘS möglich, dass Wasserdampf kontrolliert von einer äußeren Platte zur mittleren Platte und umgekehrt durchdringen kann. Somit können auch bei Verwendung gleicher Plattentypen für äußere und mittlere Platte unterschiedliche Systeme geschaffen werden, die dem jeweiligen Sanierungsfall angepasst sind. Soll beispielsweise erwünscht sein, dass Feuchtigkeit schnell zwischen beiden äußeren Platten übertragbar ist, so ist ein Klebermörtel mit geringen Dampfdiffusionswiderstand einzusetzen. Soll dagegen eher eine Wasserdampfsperre in einer oder beiden Grenzschichten gewünscht sein, dann muss der Dampfdiffusionswiderstand des Klebers hoch sein.

Auch ist es möglich, die Sandwich-Bauplatte so zu gestalten, dass der Dampfdiffusionswiderstand des Klebers an den Grenzschichten unterschiedlich ist. Ist die erste zwischen erster und mittlerer Platte angeordnete Kleberschicht sehr wasserdampfdurchlässig und die zweite zwischen zweiter und mittlerer Platte angeordnete Kleberschicht weniger wasserdampfdurchlässig, dann entstehen im Prinzip zwei unterschiedliche Systeme, je nachdem welche der äußeren Platten an das Mauerwerk befestigt wird. Es entstehen sozusagen zwei Systeme durch 180° Drehung der Sandwich-Bauplatte. Dies kann dazu genutzt werden um Lagerkosten einzusparen.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung bestehen die erste und die zweite Wärmedämmplatte aus identischem Material, wobei vorzugsweise beide Platten gleich dick sind. Dadurch ist die Bauplatte exakt symmetrisch aufgebaut. Diese Maßnahme ist günstig, um Einbaufehler zu vermeiden. Die Sandwich-Bauplatte kann mit einer beliebigen Plattenseite an dem Mauerwerk befestigt werden.

Als optimal zur Heizkosteneinsparung hat sich herausgestellt, dass die mittlere Wärmedämmplatte sowohl dicker als die erste Wärmedämmplatte als auch dicker als die zweite Wärmedämmplatte sein soll. Durch die relativ dicke, sehr wärmedämmende Zwischenplatte ist nicht nur eine sehr gute Wärmeisolierung möglich, sondern auch eine sehr feste Sandwichstruktur geschaffen.

Von besonderem Vorteil ist es, dass die erste und die zweite Wärmedämmplatte aus einem Calciumsilikat bestehen. Dieses Material ist wärmedämmend, diffussionsoffen, kapillaraktiv, umweltverträglich, schimmelhemmend und nicht brennbar. Zudem kann es leicht gesägt, gebohrt gedübelt und gut verarbeitet werden. Um dies optimal zu erfüllen, bestehen die äußeren Calciumsilikatplatten aus einem Material mit einer Dampfdiffusionswiderstandszahl μ von höchstens 10, insbesondere etwa 6 und/oder mit eine Wärmeleitfähigkeit λz von höchstens 0,09 W/mK, insbesondere etwa 0,060 W/(mK) und/oder mit eine Rohdichte von höchstens 400 kg/m3, insbesondere etwa 160 bis 290 kg/m3. Beide äußere Platten wirken als hervorragende Klimaplatten. Diese Platten sind dann möglichst zwischen 20 mm bis 30 mm, insbesondere etwa 25 mm dick sind.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung des Systems nach der Erfindung besteht auch die mittlere Wärmedämmplatte aus einem Calciumsilikat, wobei aber diese aus einem Wärmedämmmaterial mit einer

Dampfdiffusionswiderstandszahl μ von mindestens 1 , insbesondere etwa 2 bis

6 und/oder mit einer Wärmeleitfähigkeit von höchstens 0,05 W/(mK) und/oder mit einer höheren Rohdichte als beide äußere Platten, insbesondere etwa 80 bis 160 kg/m3, vorzugsweise etwa 130 kg/m3. Die Zwischenplatte hat möglichst eine Dicke zwischen 35 mm und 60 mm. Dadurch bestehen alle

Platten aus einem Calciumsilikat. In der Mitte der Sandwich-Bauplatte, also im

Bereich der Zwischenplatte, sind andere Parameter an den Außenbereichen vorhanden. Hierdurch kann die Bauplatte bezüglich Wärme- und Feuchtetransport optimiert werden. Es wird jedoch vorzugsweise immer ein Calciumsilikat eingesetzt, wodurch die Sandwich-Bauplatte dennoch sehr gut recycelbar ist.

Die mittlere Platte kann alternativ aus einem Perlit, einem Mineralschaum oder auf Zement-Kalk-Basis hergestellt sein. Der Kapillartransportkoeffizient kann zwischen 1 -10~12 und 1 -10"5 m2/s 2 liegen.

Als sehr schimmelhemmend hat sich herausgestellt, wenn die äußeren Calciumsilikatplatten eine Kapillaraktivität von 1 -10"4 bis 1 -10'12 , insbesondere 5 -10"5 bis 5 -10"11 m2/s aufweisen.

Die Erfindung ermöglicht auch Verfahren zur Gebäudesanierung und/oder Innendämmung mit mehreren Wärmedämmsystemen. Durch Veränderung der Platten bezüglich ihrer Materialeigenschaft und/oder Plattendicken und/oder Klebereigenschaft sind mehrere vorgefertigte Sandwichsysteme unterschiedlicher Eigenschaften einsetzbar. Es kann auch ein Modell, insbesondere ein Computermodell, das Klima-, Gebäude- und/oder Innenraumparameter berechnet und/oder berücksichtigt eingesetzt werden. Dadurch kann jeweils eines von mehreren Sandwichsystemen bedarfsgerecht eingesetzt werden, um beispielsweise Auflagen der deutschen Energieeinsparverordnung zu erfüllen.

Ein Ausführungsbeispiel wird anhand der Zeichnungen näher erläutert, wobei weitere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung und Vorteile derselben beschrieben sind.

Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung einer Sandwich-Bauplatte eines erfindungsgemäßen Systems,

Fig. 2 eine perspektivische Explosionsdarstellung der Sandwich- Bauplatte,

Fig. 3 eine Schnittdarstellung der Sandwich-Bauplatte, und

Fig. 4 eine Prinzipdarstellung, bei der die Sandwich-Bauplatte zum

Zwecke einer Wärmedämmung und Wandsanierung an einem Mauerwerk befestigt ist.

In den Figuren sind gleiche Teile mit denselben Bezugszeichen versehen.

Fig. 1 und 2 veranschaulichen ein erfindungsgemäßes System 10. Dieses besteht aus drei Wärmedämmplatten 1 , 2, 3. Die erste und die zweite Wärmedämmplatte 1 und 2, die jeweils außen angeordnet sind, bestehen aus einem Calciumsilikat, das sehr wasserdampfdiffusionsoffen und kapillaraktiv ist. Der Wärmeleitkoeffizient dieser Platten beträgt beispielsweise 0,065 W/mK. Calciumsilikat ist anorganisch und daher gut recycelbar, umweltverträglich und nicht brennbar.

Die mittlere Wärmedämmplatte 3 weist einen Wärmeleitkoeffizient von beispielsweise etwa 0,040 bis 0,045 W/(mK) auf, so dass er kleiner als der zuvor genannte Wert ist. Diese Platte 3 besteht auch aus einem Calciumsilikat, jedoch mit anderen Eigenschaften als die äußeren Platten 1 und 2.

Die eingesetzten Platten 1 bis 3 werden im Prinzip aus Kalk und einer S1O2-Quelle zum Beispiel gemahlener Sand und Wasser hergestellt. Zur Unterstützung des Pressvorgangs können anorganische Hilfsstoffe beigemengt werden. Die Herstellung erfolgt weiterhin durch ein Autoklavierungsverfahren.

Die äußeren Wärmedämmplatten 1 und 2 weisen beispielsweise folgende Werte auf:

Dampfdiffusionswiderstandszahl μ = 6

Wärmeleitfähigkeit λz = 0,060 W/(mK) - Rohdichte =160 bis 290 kg/m3 ' insbesondere 80 bis 270 kg/m3

Kapillaraktivität = 5 -10'5 bis 5 -10"11 m2/s

Dicke = 25 mm

Die mittlere Wärmedämmplatte 3 weist dagegen beispielsweise folgende Werte auf:

Dampfdiffusionswiderstandszahl μ = 1 -6

Wärmeleitfähigkeit λz = 0,040 - 0,045 W/(mK) (höchstens 0,05 W/(mK))

Rohdichte = 90 bis 150 kg/m3

Kapillaraktivität = zwischen 1 -10"12 und

1 -10"5 m2/s m2/s - Dicke = 60 mm Die mittlere Wärmedämmplatte 3 ist mit den äußeren Platten 1 und 2 durch einen dampfdiffusionsoffenen Klebermörtel 4 verklebt, wie in Fig. 3 gezeigt ist.

Wie die Figuren 1 bis 3 veranschaulichen, entsteht auf diese Weise ein Wärmedämmsystem in Sandwich-Bauart bzw. ein vorgefertigtes Sandwichsystem, so dass eine einzige Sandwich-Bauplatte 5 vorhanden ist. Die Sandwich-Bauplatte 5 ist zur Wärme- und/oder Kälteisolierung geeignet, wobei einem Mauerwerk 6 des Gebäudes Feuchtigkeit entzogen bzw. von diesem ferngehalten werden kann.

Fig. 4 zeigt eine Anordnung der Sandwich-Bauplatte 5 an dem Mauerwerk 6. Hierbei ist die erste Platte 1 zum Innenraum des Gebäudes gerichtet, während die zweite Platte 2 zur Gebäude-Innenwand 7 gerichtet ist. Die Sandwich-Bauplatte 5 kann verschraubt oder auf andere Weise mit dem Mauerwerk 6 verbunden sein. Vorgesehen ist das System 10 zur Innenraum-Wärmedämmung und Innenraum-Sanierung von Gebäuden.

Die erste und die zweite Wärmedämmplatte 1 und 2 sind gleich dick, wobei alternativ die zweite Wärmedämmplatte 2 dicker als die erste Wärmedämmplatte 1 sein kann.

Die erste und die zweite Wärmedämmplatte 1 und 2 können z.B. jeweils zwischen 15 mm bis 60 mm, insbesondere etwa 25 mm dick sein. Die mittlere Platte 3 kann z.B. eine Dicke zwischen 35 mm und 120 mm, insbesondere etwa 60 mm haben.

Die Platten 1 bis 3 können entweder in einer Fabrik oder dergleichen oder alternativ vor Ort verklebt werden.

Die Erfindung ist nicht auf dieses Beispiel beschränkt, so kann das System 10 auch vor Ort, also auf der Baustelle sandwichartig zusammengesetzt werden. Auch zur Außendämmung ist das System 10 geeignet. Es können auch andere anorganische bzw. mineralische Materialien eingesetzt werden.

Bezugszeichenliste

erste (äußere) Platte zweite (äußere) Platte mittlere Platte

Klebermörtel

Sandwich-Bauplatte

Mauerwerk

Innenwand

System