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Die Erfindung betrifft ein Tragelement für wänneisolierte Wand- und Dachkonstruktionen sowie entsprechende Wand- und Dachkonstruktionen unter Verwendung des Tragelements.
In der EP 0 984 114 A2 wird ein zweischaliges Dachsystem mit folgenden Merkmalen beschrieben : - einer tragenden Dachschale, beispielsweise aus trapezförmig gestalteten Profilen, - einer auf der Dachschale angeordneten Wärmedämmschicht, - einer auf der Wärmedämmschicht angeordneten Dachoberschale.
Die Wärmedämmschicht wird über Profilelemente und eingesetzte Schrauben mit der Dachschale verbunden.
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Dieses Dachsystem ist relativ kompliziert aufgebaut.
Bei üblichen Dachsystemen mit Trägernlfragelementen aus Holzbalken oder Metallprofilen entstehen ungewünschte Wärmebrücken.
Mit der Erfindung soll eine einfachere konstruktive Lösung zur Gestaltung wärmeisolierten Wand- und Dachkonstruktionen zur Verfügung gestellt werden. Es wäre wünschenswert, gleichzeitig mindestens eine der folgenden Forderungen zu erfüllen : - Verwendung von Konstruktionselementen mit geringem Eigengewicht, - Reduzierung von Wärme-/Kältebrücken, - Einstellung bestimmter Brandschutzklassen, - weitgehende Vermeidung von Schwind- und Quelleigenschaften, - Ausführung in alterungsbeständiger Weise, - Montagevereinfachung, - Schalltechnische Optimierung.
Die Erfindung hat erkannt, dass für die wärmetechnische Gestaltung derartiger zweischaliger Dachsysteme insbesondere die Ausgestaltung des Zwischenraums zwischen einer Unterkonstruktion und einer zugehörigen Oberschale von
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Die Unterkonstruktion besteht beispielsweise, wie in der EP 0 984 114 A2 beschrieben, aus einer profilierten Dachschale, beispielsweise mit einem mäanderformig verlaufenden Trapezprofil. Für die Unterkonstruktion wird schon aus finanziellen Gründen meist eine Metallkonstruktion gewählt. Gleiches gilt für die Oberschale. Um so mehr kommt es darauf an, den Bereich zwischen beiden Dachschalen wärmetechnisch zu optimieren, insbesondere Wärme-/Kältebrücken zu vermeiden.
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Dazu sieht die Erfindung ein Tragelement vor, das aus zwei gegeneinander gerichteten, beabstandeten U-Profilen besteht, die einen trittfesten Dämmkern umgreifen und zwischen sich aufnehmen..
Ausgehend von der Grundidee, eine thermische Entkopplung durchzuführen lässt sich ein übergeordneter Erfindungsgedanke wie folgt formulieren : Ein wärmeisolierender Dämmkern wird zwischen zwei mechanisch stabilen Konstruktionselementen konfektioniert, die keine unmittelbare Berührung miteinander haben. Über diese Konstruktionselemente, beispielsweise Bleche, Schienen oder dergleichen, wird das insgesamt als Tragelement oder Zwischenschiene bezeichnete Element an einer korrespondierenden Unterkonstruktion beziehungsweise Oberschale befestigt.
Der Dämmkem schafft einen Abstand zwischen den thermisch leitenden Konstruktionselementen und damit eine Isolierung in einer Richtung senkrecht zum Dachverlauf Die Verwendung eines trittfesten Dämmkems, also beispielsweise unter Verwendung von Mineralwolle eines Mineralwolle-Dämmkems mit einer Rohdichte grösser als 100 kg/m3 schafft zusätzliche Stabilität, den Abstand zwischen Unter- und Oberschale konstant zu halten.
Die genannten U-Profile ermöglichen eine besonders einfache Aufnahme des Dämmkerns. Dieser kann nicht nur aus Mineralwolle, sondern auch aus Polyurethan, Kork, expandiertem Polystyrol (EPS), extrudiertem Polystyrol (XPS), Resolschaum oder anderen Dämm-Werkstoffen bestehen. Dabei können beispielsweise Bauprodukte der EURO-Brennbarkeitsklassen Al oder A2 nach der ÖNORM EN 13501-1 oder auch Bauprodukte der Brandschutzklassen Al, A2 oder B l gemäss DIN 4102 verwendet werden.
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Die Verbindung des Dämmkems mit den Konstruktionselementen, beispielsweise U-Profilen, kann über Schrauben erfolgen. Dazu können im Konstruktionselement (U-Profil) Senkkopflöcher vorgesehen werden.
Es ist aber ebenso möglich, die Dämmkeme auf die entsprechenden Konstruktionselemente aufzukleben oder beispielsweise in U-Profile einzukleben.
Weitere technische Möglichkeiten sind : Mindestens eines der Konstruktionselemente, die den Dämmkem aufnehmen, kann auf seiner dem Dämmkem zugewandten Seite mindestens ein Mittel zur Fixierung des Dämmkems aufweisen, beispielsweise in Form eines Klebestreifens, eines Klettverschlusses, eines Doms, einer Nadel, eines Widerhakens oder eines Gewindestiftes. Bei Verwendung von U-Profilen können die entsprechenden Mittel auf der von den U-Schenkeln begrenzten Innenfläche angeordnet werden.
Zum Beispiel von dieser Innenfläche senkrecht abstehende Nadeln mit Widerhaken schaffen die Möglichkeit, das U-Profil unmittelbar auf einen entsprechend zugeschnittenen Dämmstreifen aufzustecken, wobei die Widerhaken für eine sichere Verankerung in der gewünschten Endposition sorgen. Auf der gegenüberliegenden Seite kann ein entsprechendes Profil auf analoge Weise befestigt werden.
Ersichtlich genügt es, wenn die Dome, Nadeln oder dergleichen sich nur über eine Teillänge des zugehörigen Dämmkems in diesen hinein erstrecken. Dadurch wird eine Wänne-/Kältebrücke vermieden.
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Der gleiche Effekt lässt sich erreichen, wenn anstelle eines U-Profils lediglich ein Flachblech verwendet wird, wobei das U-Profil den Vorteil einer seitlichen Führung (Fassung) des Dämmelementes aufweist.
In jedem Fall sollte die Verbindung an mindestens einer Seite weitestgehend schubfest erfolgen.
Die Wand- beziehungsweise Dachkonstruktion umfasst in ihrer allgemeinsten Ausführungsform eine Oberschale sowie Tragelemente der beschriebenen Art als Auflagerschienen auf eine Unterkonstruktion zur Aufnahme der Oberschale.
Die Unterkonstruktion kann nicht nur aus den erwähnten Trapezblechen bestehen.
Sie kann aus Stahlkonstruktionsdecken, Holzdecken oder dergleichen bestehen.
Die Tragelemente können über Schrauben, beispielsweise SenkkopfBefestigungsschrauben, auf der Unterkonstruktion befestigt werden, ebenso durch Kleben, Stecken, Dübeln, Schweissen, Rasten oder dergleichen. Die Verbindung von Tragelement und Unterkonstruktion sollte schubfest erfolgen.
Die Bereiche zwischen der Unterkonstruktion und der Oberschale, die nicht durch Tragelemente ausgefüllt sind, können mit einem wärmedämmenden Material verfüllt werden. Da für die Tragelemente trittfeste Dämmkeme verwendet
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werden können in den Bereichen zwischen den Schienen Dämmstoffe geringerer
Rohdichte verwendet werden. Das Dämmaterial für diese Zwischenzonen kann wiederum aus Mineralwolle bestehen, beispielsweise mit einer Rohdichte kleiner als 100 kg/m3, wobei Rohdichten zwischen 10 und 50 kg/m3 in der Regel genügen.
Die Verwendung von Mineralwolle hat den Vorteil, dass sie leicht auch an unterschiedliche Grössen und Formen der Zwischenzonen angepasst werden kann.
Darüber hinaus lassen sich aber auch mehr oder weniger formstabile Dämmelemente, beispielsweise auf Basis Polyurethan, verwenden, die auf das gewünschte Mass zugeschnitten werden, oder lose Dämmstoffe.
Unmittelbar auf der Unterkonstruktion kann zusätzlich eine Dampfsperre angeordnet werden. Ebenso kann unmittelbar unter der Oberschale ein zusätzlicher Regenschutz vorgesehen werden. Die Oberschale kann wiederum aus einem Wellblech bestehen. Die Verbindung von Wellblech und Zwischenschienen kann durch Verschraubungen erfolgen. Die Oberschale (Dachhaut) wird bevorzugt so verlegt, dass sie thermische Längenänderungen kompensieren kann, zum Beispiel auf Clipsen, die eine freie Bewegung der Dachhaut ermöglichen.
Soweit Wellbleche, beispielsweise Trapezbleche, verwendet werden, können die dabei ausgebildeten Sicken (Kanäle) ebenfalls mit einem wärmedämmenden Material verfüllt werden. Es bietet sich an, die Schienen in Abständen von 0, 20 bis 3, 0 Meter anzuordnen, wobei Abstände zwischen 0, 5 und 1, 5 Meter in der Regel ausreichen. Die Tragelemente können parallel oder kreuzweise, auch übereinander verlegt werden. Dies hängt unter anderem von den zulässigen Punktlasten und der Konstruktionshöhe des Dachs ab.
Der wesentliche Vorteil der beschriebenen Dach- beziehungsweise
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Wandkonstruktion besteht darin, dass zwischen wärmeleitenden Ober- und Unterschichten eine durchgehende Zone wärmeisolierender Bauteile angeordnet wird und eine wärmeleitende Verbindung zwischen Ober- und Unterschale vermindert wird.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Merkmalen der Unteransprüche sowie den sonstigen Anmeldungsunterlagen.
Die Erfindung wird nachstehend näher beschrieben. Dabei zeigen-jeweils in schematisierter Darstellung - Figur 1 : eine perspektivische Teilansicht eines erfindungsgemässen Tragelementes, Figur 2 : einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemässe Dachkonstruktion, Figur 3 : einen Längsschnitt durch die Dachkonstruktion gemäss Figur 2, jedoch in einer Ansicht 90 Grad versetzt, Figur 4 : einen Querschnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel eines U-Profils, Figur 5 : einen Querschnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel eines U-Profils.
In den Figuren sind gleiche oder gleich wirkende Bauteile mit gleichen Bezugsziffern dargestellt.
Figur 1 zeigt ein Tragelement mit zwei gegeneinander gerichteten U-Profilschienen 10,12, die zwischen sich einen Dämmkern 14 (hier : mit nahezu quadratischer Querschnittsfläche) aufnehmen.
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Entscheidend ist, dass die Profilschienen 10,12 keine unmittelbare Berührung haben, das heisst, die Höhe des Dämmkems 14 grösser ist als die Summe der Höhen der Schenkel der Profile 10,12.
Die Bauteile der so gebildeten Zwischenschiene sind über Schrauben 16 miteinander verbunden. Dazu weist die obere Profilschiene 10 mehrere Senkkopflöcher 18 auf, so dass ein Schraubenkopf 16k bündig mit der Oberseite
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Tragkonstruktion.
Ebenso kann die den Kopf 16k aufweisende Schraube auch nur teilweise in den
Dämmkem 14 hineinragen. In diesem Fall weist der Basisschenkel des Profils 12 ein korrespondierendes Senkkopfloch auf, welches einen Schraubenkopf einer zweiten Schraube aufnimmt, die gleichzeitig der Befestigung des Tragelementes an einer Unterkonstruktion dient. Ebenso kann das Tragelement auch auf der
Unterkonstruktion verklebt oder sonstwie befestigt werden.
Diese Unterkonstruktion besteht gemäss den Figuren 2,3 aus einem Trapezblech 20, welches auf Stahlträgem 22 aufliegt. Tragelemente Z der in Figur 1 beschriebenen Art sind mittels der genannten Schrauben auf dem Trapezblech 20 befestigt.
Mehrere Tragelemente Z sind im Abstand zueinander angeordnet (Figur 3), oder auch rechtwinklig zueinander. Ein Raum 23 zwischen Tragelementen Z ist mit einem weiteren Dämmstoff 24 ausgefüllt, der hier wiederum aus Mineralwolle, jedoch mit einer Rohdichte von lediglich 25 kg/m3 besteht. Ein solcher Dämmstoff weist eine höhere Wärmedämmung gegenüber dem
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trittfesten Material 14 des Tragelements Z auf und ist darüber hinaus preisgünstiger und leichter.
Beim Ausführungsbeispiel nach den Figuren 2,3 wird die dargestellte Dachkonstruktion oberseitig wiederum von einem Trapezblech 26 abgedeckt, welches mit Hilfe der bereits beschriebenen Schraubverbindung auf dem oberen Profil 10 der Tragelemente Z befestigt wird.
Figur 4 zeigt ein U-Profil 10, von dessen Basisschenkel 1 Ob, in Richtung der
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Weiter ist ersichtlich, dass die Schiene 10 nach Figur 4 einfach auf einen Dämmkem 14 nach Figur 1 aufgesteckt werden muss und aufgrund der Nadeln mit Widerhaken eine unmittelbare Verbindung der beiden Teile erfolgt, ohne dass dadurch eine Wärme-/Kältebrücke geschaffen würde.
Auf analoge Art und Weise kann selbstverständlich auch das untere Profil 12 gegenüber dem Kern 14 festgelegt werden.
Dieselbe Technik lässt sich realisieren, wenn die U-Profile 10,12 durch einfache Flachbleche ersetzt werden, also dem Basisschenkel l Ob nach Figur 4 entsprechen.
Dies gilt auch für das Ausführungsbeispiel nach Figur 5, wo auf den Basisschenkel
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l Ob ein doppelseitiges Klebeband 32 aufgeklebt ist, das der Fixierung des Mineralwollestreifens 14 dient.
Die Befestigung zwischen Dämmkern 14 und Konstruktionselement 10,12 kann auch auf verschiedene andere Art und Weise erfolgen, beispielsweise mit den eingangs genannten Varianten.
Die Trittfestigkeit des Dämmstreifens 14 kann erhöht werden, wenn er als Mineralfaserlamelle mit senkrecht stehenden Fasern" ausgebildet ist, das heisst, die Fasern eine hauptsächliche Orientierung senkrecht zu den Basisschenkeln l Ob, 12b der Profile 10,12 oder entsprechender Konstruktionsmittel aufweisen.
Um zum Beispiel ein hinterlüftetes Dach- oder Fassadensystem zu schaffen, können auf die Tragelemente auch konventionelle Träger, wie Kunststoff- oder Holzträger (zum Beispiel kreuzweise) befestigt, zum Beispiel verschraubt werden.
Diese Träger können aus Vollmaterial bestehen oder U-, Z-Profile sein.
Eine (weitere) Erhöhung der Trittfestigkeit lässt sich unter anderem durch folgende Massnahmen erreichen : - mehrlagige Dämmkeme - Einlage oder Zwischenlage von Gittern, Geweben etc.
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The invention relates to a support element for thermally insulated wall and roof structures and corresponding wall and roof structures using the support element.
EP 0 984 114 A2 describes a double-skin roof system with the following features: a load-bearing roof shell, for example made of trapezoidal profiles, a heat insulation layer arranged on the roof shell, and an upper roof shell arranged on the heat insulation layer.
The thermal insulation layer is connected to the roof shell using profile elements and screws.
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This roof system is relatively complex.
In conventional roof systems with beam elements made of wooden beams or metal profiles, undesired thermal bridges are created.
The invention is intended to provide a simpler structural solution for the design of heat-insulated wall and roof structures. It would be desirable to meet at least one of the following requirements at the same time: - Use of construction elements with a low dead weight, - Reduction of heat / cold bridges, - Setting certain fire protection classes, - Extensive avoidance of shrinkage and swelling properties, - Design in an age-resistant manner, - Simplification of assembly, - acoustic optimization.
The invention has recognized that, for the thermal design of such double-skin roof systems, in particular the configuration of the space between a substructure and an associated upper shell of
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As described in EP 0 984 114 A2, the substructure consists, for example, of a profiled roof shell, for example with a meandering trapezoidal profile. For financial reasons, a metal construction is usually chosen for the substructure. The same applies to the upper shell. It is all the more important to optimize the area between the two roof shells in terms of heat technology, in particular to avoid heat / cold bridges.
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For this purpose, the invention provides a support element which consists of two mutually directed, spaced U-profiles, which encompass a tread-proof insulation core and accommodate between them.
Based on the basic idea of performing a thermal decoupling, an overarching inventive idea can be formulated as follows: A heat-insulating insulation core is assembled between two mechanically stable construction elements that have no direct contact with one another. Via these construction elements, for example sheet metal, rails or the like, the element, which is generally referred to as a support element or intermediate rail, is fastened to a corresponding substructure or top shell.
The insulation core creates a distance between the thermally conductive construction elements and thus insulation in a direction perpendicular to the roof. The use of a sturdy insulation core, e.g. using mineral wool of a mineral wool insulation core with a bulk density greater than 100 kg / m3 creates additional stability Keep the distance between the lower and upper shell constant.
The above-mentioned U-profiles enable the insulation core to be picked up particularly easily. This can consist not only of mineral wool, but also of polyurethane, cork, expanded polystyrene (EPS), extruded polystyrene (XPS), resol foam or other insulation materials. For example, building products of the EURO flammability classes Al or A2 according to ÖNORM EN 13501-1 or building products of the fire protection classes Al, A2 or B1 according to DIN 4102 can be used.
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The insulation core can be connected to the construction elements, for example U-profiles, using screws. Countersunk holes can be provided in the construction element (U-profile).
However, it is also possible to glue the insulation core to the corresponding construction elements or to glue it into U-profiles, for example.
Further technical possibilities are: At least one of the construction elements that receive the insulating core can have at least one means for fixing the insulating core on its side facing the insulating core, for example in the form of an adhesive strip, a Velcro fastener, a dome, a needle, a barb or one threaded pin. When using U-profiles, the corresponding means can be arranged on the inner surface delimited by the U-legs.
For example, needles with barbs protruding vertically from this inner surface make it possible to plug the U-profile directly onto a correspondingly cut insulation strip, the barbs ensuring secure anchoring in the desired end position. A corresponding profile can be attached in an analogous manner on the opposite side.
It is evidently sufficient if the domes, needles or the like only extend into the associated insulation core over a partial length thereof. This avoids a heat / cold bridge.
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The same effect can be achieved if only a flat sheet is used instead of a U-profile, the U-profile having the advantage of a lateral guide (socket) of the insulation element.
In any case, the connection should be largely shear-resistant on at least one side.
In its most general embodiment, the wall or roof construction comprises an upper shell and supporting elements of the type described as support rails on a substructure for receiving the upper shell.
The substructure can not only consist of the trapezoidal sheets mentioned.
It can consist of steel structure ceilings, wooden ceilings or the like.
The support elements can be fastened to the substructure using screws, for example countersunk fastening screws, as well as by gluing, plugging, doweling, welding, locking or the like. The connection of the support element and substructure should be shear-resistant.
The areas between the substructure and the upper shell, which are not filled with supporting elements, can be filled with a heat-insulating material. Since tread-resistant insulation core is used for the supporting elements
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Insulation materials can be reduced in the areas between the rails
Bulk density can be used. The insulation material for these intermediate zones can in turn consist of mineral wool, for example with a bulk density of less than 100 kg / m3, bulk densities between 10 and 50 kg / m3 generally being sufficient.
The use of mineral wool has the advantage that it can easily be adapted to different sizes and shapes of the intermediate zones.
In addition, more or less dimensionally stable insulation elements, for example based on polyurethane, can be used, which are cut to the desired size, or loose insulation materials.
A vapor barrier can also be arranged directly on the substructure. Additional rain protection can also be provided directly under the upper shell. The upper shell can in turn consist of a corrugated sheet. The corrugated sheet and intermediate rails can be connected by screw connections. The top shell (roof skin) is preferably laid so that it can compensate for thermal changes in length, for example on clips that allow the roof skin to move freely.
If corrugated sheets, for example trapezoidal sheets, are used, the beads (channels) formed in this way can also be filled with a heat-insulating material. It is advisable to arrange the rails at intervals of 0, 20 to 3, 0 meters, whereby distances between 0, 5 and 1, 5 meters are usually sufficient. The support elements can be laid parallel or crosswise, also one above the other. This depends, among other things, on the permissible point loads and the construction height of the roof.
The main advantage of the described roof or
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Wall construction consists in that a continuous zone of heat-insulating components is arranged between the heat-conducting upper and lower layers and a heat-conducting connection between the upper and lower shell is reduced.
Further features of the invention result from the features of the subclaims and the other application documents.
The invention is described in more detail below. 1 shows a perspective partial view of a support element according to the invention, FIG. 2 shows a longitudinal section through a roof construction according to the invention, FIG. 3 shows a longitudinal section through the roof construction according to FIG. 2, but offset by 90 degrees in a view, FIG. 4 : a cross section through a further embodiment of a U-profile, Figure 5: a cross section through a further embodiment of a U-profile.
In the figures, the same or equivalent components are shown with the same reference numerals.
Figure 1 shows a support element with two mutually directed U-profile rails 10, 12, which accommodate an insulation core 14 (here: with an almost square cross-sectional area).
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It is crucial that the profile rails 10, 12 have no direct contact, that is, the height of the insulation core 14 is greater than the sum of the heights of the legs of the profiles 10, 12.
The components of the intermediate rail thus formed are connected to one another via screws 16. For this purpose, the upper profile rail 10 has a plurality of countersunk holes 18, so that a screw head 16k is flush with the upper side
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Supporting structure.
Likewise, the screw having the head 16k can also be only partially in the
Project insulation core 14. In this case, the base leg of the profile 12 has a corresponding countersunk head hole which receives a screw head of a second screw, which at the same time serves to fasten the support element to a substructure. Likewise, the support element on the
Substructure glued or otherwise attached.
According to FIGS. 2, 3, this substructure consists of a trapezoidal sheet 20, which rests on steel supports 22. Support elements Z of the type described in FIG. 1 are fastened to the trapezoidal sheet 20 by means of the screws mentioned.
Several support elements Z are arranged at a distance from one another (FIG. 3), or also at right angles to one another. A space 23 between the support elements Z is filled with another insulating material 24, which in turn here consists of mineral wool, but with a bulk density of only 25 kg / m3. Such an insulating material has a higher thermal insulation than that
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Impact-resistant material 14 of the support element Z and is also cheaper and lighter.
In the exemplary embodiment according to FIGS. 2, 3, the roof construction shown is in turn covered on the upper side by a trapezoidal sheet 26 which is fastened to the upper profile 10 of the support elements Z with the aid of the screw connection already described.
Figure 4 shows a U-profile 10, from the base leg 1 Ob, in the direction of
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It can also be seen that the rail 10 according to FIG. 4 simply has to be plugged onto an insulation core 14 according to FIG. 1 and, because of the needles with barbs, the two parts are connected directly, without this creating a heat / cold bridge.
In an analogous manner, the lower profile 12 can of course also be fixed relative to the core 14.
The same technology can be implemented if the U-profiles 10, 12 are replaced by simple flat sheets, that is to say correspond to the base leg 1 Ob according to FIG.
This also applies to the embodiment of Figure 5, where on the base leg
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l Whether a double-sided adhesive tape 32 is stuck on, which is used to fix the mineral wool strip 14.
The fastening between the insulation core 14 and the construction element 10, 12 can also be carried out in various other ways, for example with the variants mentioned at the beginning.
The tread resistance of the insulation strip 14 can be increased if it is designed as a mineral fiber lamella with vertical fibers ", that is to say the fibers have a main orientation perpendicular to the base legs 10b, 12b of the profiles 10, 12 or corresponding construction means.
For example, to create a rear-ventilated roof or facade system, conventional supports such as plastic or wooden supports (e.g. crosswise) can be attached, for example screwed, to the support elements.
These beams can consist of solid material or be U, Z profiles.
A (further) increase in resistance to treading can be achieved, among other things, by the following measures: - multi-layer insulation cores - insert or intermediate layer of grids, fabrics etc.