Mauerstein, insbesondere Hohlblockstein und eine Verwendung des Steins
Die Erfindung betrifft einen Mauerstein, insbesondere einen Hohlblockstein, mit Dämmstoffschichten oder federartigen Dämmstoffleisten. Solche Schichten oder Leisten haben den Zweck, die Kälteleitung bei aus solchen Steinen hergestellten Mauern herabzusetzen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen mit Dämmstoffschichten oder Dämmstoffleisten versehenen Mauerstein anzugeben, bei dem Kältebrücken in den Lager- und Stossfugen der aus solchen Steinen errichteten Mauern ausgeschlossen sind.
Bei den Mauersteinen und Mauerziegeln, welche etwa bis zum Jahre 1930 im allgemeinen zum Bau von Häusern verwendet wurden, stellte man an die Fugen keine besonderen Anforderungen, da die Wärmedurchlasswiderstände von Fugen und Steinen ungefähr gleiche Werte besassen. Inzwischen hat man jedoch Steine und Wandkonstruktionen entwickelt, deren Dämmwerte um ein Vielfaches günstiger sind als bei den früher für diese Zwecke verwendeten Stoffen.
Im Gegensatz zu dieser Weiterentwicklung ist die Zusammensetzung der für Mauerfugen verwendeten Stoffe seit über 1000 Jahren bis zum heutigen Tage etwa die gleiche geblieben. Das Problem der Erhöhung des Wärmedurchlasswiderstandes liegt also in der Verhinderung des Kälteflusses durch die Fuge.
Mauerfugen haben die primäre Aufgabe, die einzelnen Steine untereinander zu verbinden. Die sekundäre Aufgabe von Mauerfugen besteht darin, die Masstoleranzen von Mauersteinen auszugleichen und durch geringe Veränderung der Fugendicke das genaue Einhalten von gewünschten Massen zu ermöglichen.
Da an die Endfestigkeiten von Mauerfugen in bezug auf Druck und Haftung verhältnismässig hohe Anforderungen gestellt werden, ist es schwierig, eine geeignete Lösung für das Problem der Wärmedämmung durch die Fugen zu finden.
Es sei in diesem Zusammenhang erwähnt, dass der Herstellung von Hohlblocksteinen aus Leichtbeton die Norm DIN 18 151 zugrunde liegt. Die Herstellung von Hohlblkocksteinen und T-Hohlsteinen aus Schwerbeton erfolgt nach dem Normentwurf DIN 18 153 vom Januar 1965.
In diesen Normen ist festgelegt, wie die entsprechenden Mauersteine geschaffen sein müssen. Vor allem sind die Masse und Masstoleranzen der Hohlblocksteine in den Normen genau festgelegt. So geht z.B. aus den Normen hervor, dass die Dicke von Lagerfugen 1,2 cm und die Dicke von Stossfugen 1,0 cm betragen soll.
Bei den hoch kälteleitenden Schwerbetonsteinen ist sogar schon in den Entwurf DIN 18 153 eine teilweise Unterbrechung der Stossfugen vorgesehen worden. Die Unterbrechung soll dadurch erfolgen, dass an den Stossfugen zwei gegenüberliegende Nuten angeordnet werden.
Einerseits ist diese Unterbrechung aufgrund der technischen Gegebenheiten nicht vollständig, andererseits ist zu befürchten, dass sie durch das Eindringen von Mörtel nicht erreicht wird.
Diese aufgezeigten Mängel haben offenbar den Normenausschuss dazu bewogen, es dem Steinhersteller zu überlassen, wie er die Stossfugenausführung herzustellen beabsichtigt.
Es ist nun gelungen, das aufgezeigte Problem durch eine geeignete Ausbildung der Mauersteine selbst zu lösen. In der Erfindung wird von einem Stein mit Dämmstoffschichten oder federartigen Dämmstoffleisten ausgegangen. Gemäss der Erfindung sind diese Dämmstoffschichten oder federartigen Dämmstoffleisten in ein, zwei oder mehr zur gedachten Mauerfläche parallelen Ebenen des Steines derart vorgesehen, dass sie aus je einer Lagerfugenfläche und einer Stossfugenfläche herausragen, während die diesen Flächen gegenüberliegenden Flächen mit korrespondierenden Nuten versehen sind.
Der Mauerstein gemäss der Erfindung ist also so ausgebildet, dass die Mörtelfugen durch die Dämmstoffschichten oder federartigen Dämmstoffleisten unterbrochen werden, wenn dieser Stein zum Aufbau einer Mauer verwendet wird. Dabei können die federartigen Dämmstoffleisten auch lose an die Baustelle angeliefert werden, um dann in die umlaufende Nuten aufweisenden Steine eingebracht zu werden.
Es scheint jedoch zweckmässiger, die Dämmstoffschichten oder derartigen Dämmstoffleisten bereits werksseitig an den Steinen anzubringen.
Dämmstoffleisten können gegebenenfalls auch aus dem gleichen Material wie der Stein hergestellt sein, sofern ein Material mit einem ausreichenden Wärmedämmwert verwendet wird.
Bei Hohlblocksteinen ist es besonders wichtig, auch die Abdeckung über den Hohlkammern zu unterbrechen.
Diese Abdeckung besteht in der Regel aus einem Stoff, welcher die Kälte verhältnismässig gut leitet. Die Abdekkung der Hohlkammer bilden mit den Stegen zusammen die Auflage für das Mörtelbett.
Zur Durchführung der Erfindung gibt es nun eine Reihe von Ausführungsmöglichkeiten, sowohl bei massiven Mauersteinen als auch bei Hohlblocksteinen. So können Dämmstoffschichten beispielsweise in den Stein entweder mittig, unsymmetrisch oder zu beiden Seiten eingebracht werden; im letzteren Fall weist dann ein solcher Stein zwei Dämmstoffschichten auf.
Wenn der erfindungsgemässe Mauerstein in seiner Ausführungsform mit unsymmetrisch zur Mittelebene eingebrachte Dämmstoffschichten o.der federartige Dämmstoffleisten zur Herstellung von Mauerwerk für beheizte Räume verwendet wird, dann werden die Steine so verlegt, dass die Dämmstoffschichten oder Dämm stoffleisten nahe der Rauminnenseite zu liegen kommen.
Ausführungsformen der Erfindung sollen nun anhand der Zeichnung erläutert werden.
In Fig. 1 ist zunächst das Prinzip der Erfindung dargestellt, wobei angenommen ist, dass zwei Mauersteine 1 und 3 unter Zwischenfügen einer Mörtelfuge 4 aufeinandergesetzt werden. Die Steine besitzen nun Nuten 2, in welche eine Dämmstoffleiste 5 federartig eingreift.
Sofern es sich um einen massiven Stein handelt, wie er in Fig. 2 dargestellt ist, besitzt der Stein eine ringsumlaufende Nute 2, in welche dann die Dämmstoffleisten eingebracht sind. In den Prinzipdarstellungen der Fig. 3 und 4 sind zwei weitere Beispiele im Schnitt gezeichnet, bestehen jeweils aus zwei übereinandergesetzten Steinen 1 und 3, welche als Hohlblocksteine ausgebildet sind.
Die Hohlräume sind mit 6 bezeichnet, während die übrigen Teile die gleichen Bezeichnungen besitzen, welche anhand der Fig. 1 und 2 erläutert worden sind.
In den Fig. 5 bis 12 sind jeweils in einem senkrechten Schnitt und in einer Ansicht von unten entsprechend der Erfindung hergestellte Mauersteine wiedergegeben. Die Schnitte sind gezogen in Richtung der Linie A-B.
Man erkennt aus dem Beispiel gemäss Fig. 5 und 6, dass hier ein Hohlblockstein vorgesehen ist, welcher mit einer mittig eingebrachten Dämmstoffschicht 5 versehen ist. Diese Dämmstoffschicht ragt an einer Lagerfuge 9 sowie an einer Stossfuge 10 seitlich heraus, so dass durch diese Dämmstoffschicht das Mörtelbett einer Mauerfuge unterbrochen wird, welches zwei aufeinandergesetzte Steine miteinander verbinden soll.
In dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 7 und 8 wird von einer anderen Konstruktion des Hohlblocksteines ausgegangen; ausserdem sind in diesen Hohlblockstein in gleicher Weise wie bei dem Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 5 und 6 Dämmstoffschichten eingebracht, in diesem Fall jedoch zu beiden Seiten der Hohlräume 6. Diese Dämmstoffschichten sind mit 7 und 8 bezeichnet.
Die Fig. 9 und 10 einerseits und die Fig. 11 und 12 andererseits stellen weitere Beispiele für Bausteine dar und zwar wird in den Fig. 9 und 10 ein armierter Baustein benutzt, welcher in seiner Mitte eine Betonarmierung 11 aufweist. Die durchgezogenen Stahldrähte sind mit 12 bezeichnet.
Im Gegensatz zu dieser Ausführungsform nach Fig. 9 und 10 ist in dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 11 und 12 die Betonarmierung 11 einseitig in dem Stein angebracht. Dementsprechend ist in dem letztgenannten Ausführungsbeispiel auch lediglich eine Dämmstoffschicht vorgesehen.
In den Fig. 13-17 ist nochmals ein Hohlblockstein dargestellt, welcher etwa der Ausführungsform gemäss den Fig. 5 und 6 entspricht. Diesem Ausführungsbeispiel, insbesondere seiner Fig. 14, ist die Ausbildung der Dämmstoffschicht 5 klar zu entnehmen, welche kammartig in den Hohlblockstein eingesetzt ist.
In Fig. 16 ist ein Schnitt entlang der Linie C-D und in Fig. 17 ein Schnitt entlang der Linie E-F wiedergegeben.
In den Fig. 18-22 ist eine weitere Steinkonstruktion mit der Ausbildung der Dämmstoffstreifen näher erläutert, welche etwa der Ausführungsform gemäss Fig. 7 und 8 entspricht. Die Fig. 21 stellt einen Schnitt entlang der Linie G-H und die Fig. 22 einen solchen Schnitt entlang der Linie M-N dar.
Schliesslich ist in den Fig. 23-27 die Anwendung der Erfindung bei einem Schalstein besonderer Ausbildung erläutert. Man erkennt in Fig. 24 dieses Ausführungsbeispiels wiederum die Ausbildung der Dämmstoffschichten, welche zahnartig in den Stein eingesetzt sind. Fig. 26 stellt einen Schnitt entlang der Linie O-P und Fig. 27 einen Schnitt entlang der Linie Q-R dar.
Die Aushöhlung 13 dieses Steines dient der Aufnahme von in diesem Fall horizontal verlaufenden Armierungsdrähten.
Welche der Ausführungarten, von denen anhand der Zeichnungen einige Ausführungsbeispiele erläutert worden sind, in der Praxis angewendet werden, dürfte in der Regel von dem Baukörper selbst und dem zur Verwendung kommenden Heizungssystem abhängen.
Für sehr hohe Bauten wird man die als Schal-Steine ausgebildete Ausführung wählen, weil diese Ausführung die ausreichende Festigkeit gewährleistet.
Bei Anwendung von trägen Heizungssystemen wird man eine Ausführung wählen, bei der die Mauerfugen in der Steinmitte unterbrochen werden, damit ein wesentlicher Teil der aus solchen Steinen aufgebauten Wand als Puffer und Speicher wirken kann.
Für z.B. mit Gas und Elektrizität beheizte Bauten wird man jedoch zweckmässig die beidseitig unterbrochene Ausführungsart wählen. Für diesen Zweck dürfte sich allerdings auch die Ausführungsart eignen, bei der die Dämmstoffschicht einseitig auf der Mauerinnenseite verläuft Der Grund für die Verwendung dieser Steinkonstruktionen besteht darin, dass Heizungssysteme, welche mit Edelenergie betrieben werden, besonders wirtschaftlich dann arbeiten, wenn nur sehr kurze Aufheizzeiten erforderlich sind.
In den Ausführungsbeispielen sind jeweils nur Mauersteine mit ein oder zwei Dämmstoffschichten oder in einer oder zwei Ebenen liegenden Dämmstoffleisten dargestellt. Sofern der gewünschte Dämmwert es erforderlich macht, können aber auch mehr als zwei Dämmstoffschichten oder in mehr als zwei Ebenen liegende Dämmstoffleisten eingebracht werden.
Diese Dämmstoffschicht bzw. -schichten oder Dämmstoffleisten sollen zweckmässig eine solche Stärke aufweisen, dass der Wärmedurchgangswidersand durch den Stein etwa demjenigen durch die gebildete Mauerfuge entspricht.
Weiterhin wird man die Dämmstoffschicht oder -schichten zweckmässig aus einem Material herstellen, das elastisch ist.
Schliesslich sei noch darauf hingwiesen, dass diese Schichten oder Leisten mindestens um die Fugendicke aus dem Stein herausragen sollen.
Brick, in particular hollow block and a use of the stone
The invention relates to a brick, in particular a hollow block, with layers of insulation or spring-like insulation strips. Such layers or strips have the purpose of reducing the cold conduction in walls made of such stones.
The invention is based on the object of specifying a brick provided with layers of insulating material or strips of insulating material, in which cold bridges are excluded in the bearing and butt joints of the walls built from such stones.
In the case of masonry stones and bricks, which were generally used to build houses until around 1930, no special requirements were placed on the joints, since the thermal resistance of joints and stones had approximately the same values. In the meantime, however, stones and wall constructions have been developed whose insulation values are many times cheaper than the materials previously used for this purpose.
In contrast to this further development, the composition of the materials used for wall joints has remained roughly the same for over 1000 years to this day. The problem of increasing the thermal resistance lies in preventing the flow of cold through the joint.
Wall joints have the primary task of connecting the individual stones to one another. The secondary task of wall joints is to compensate for the dimensional tolerances of masonry stones and to enable the desired dimensions to be adhered to precisely by changing the joint thickness slightly.
Since relatively high demands are made on the final strengths of wall joints in terms of pressure and adhesion, it is difficult to find a suitable solution to the problem of thermal insulation through the joints.
It should be mentioned in this context that the production of hollow blocks from lightweight concrete is based on the DIN 18 151 standard. The production of hollow blocks and hollow T-blocks from heavy concrete is carried out in accordance with the draft standard DIN 18 153 from January 1965.
These standards specify how the corresponding bricks must be created. Above all, the mass and dimensional tolerances of the hollow blocks are precisely defined in the standards. E.g. The standards indicate that the thickness of horizontal joints should be 1.2 cm and the thickness of butt joints 1.0 cm.
In the case of the highly cold-conducting heavy concrete blocks, a partial interruption of the butt joints was even provided for in the draft DIN 18 153. The interruption should take place in that two opposing grooves are arranged at the butt joints.
On the one hand, this interruption is not complete due to the technical conditions; on the other hand, it is to be feared that it will not be reached by the penetration of mortar.
These identified shortcomings have evidently induced the standards committee to leave it to the stone manufacturer how he intends to produce the butt joint design.
It has now been possible to solve the problem identified by suitably designing the bricks themselves. The invention is based on a stone with layers of insulation or spring-like insulation strips. According to the invention, these insulating material layers or spring-like insulating material strips are provided in one, two or more planes of the stone parallel to the imaginary wall surface in such a way that they protrude from one bearing joint surface and one butt joint surface, while the surfaces opposite these surfaces are provided with corresponding grooves.
The brick according to the invention is so designed that the mortar joints are interrupted by the insulation layers or spring-like insulation strips when this brick is used to build a wall. The spring-like insulating strips can also be delivered loosely to the construction site in order to then be introduced into the surrounding grooves having stones.
However, it seems more expedient to apply the insulating material layers or such insulating material strips to the stones at the factory.
Insulation strips can optionally also be made of the same material as the stone, provided that a material with a sufficient thermal insulation value is used.
In the case of hollow blocks, it is particularly important to interrupt the cover over the hollow chambers.
This cover usually consists of a material that conducts the cold relatively well. The cover of the hollow chamber together with the webs form the support for the mortar bed.
There are a number of possible embodiments for carrying out the invention, both with solid masonry stones and with hollow blocks. For example, layers of insulation can be introduced into the stone either in the middle, asymmetrically or on both sides; in the latter case, such a stone then has two layers of insulation.
If the brick according to the invention in its embodiment with layers of insulation or the spring-like insulation strips introduced asymmetrically to the center plane is used to produce masonry for heated rooms, then the blocks are laid in such a way that the layers of insulation or strips of insulation come to lie near the inside of the room.
Embodiments of the invention will now be explained with reference to the drawing.
In Fig. 1, the principle of the invention is first shown, it being assumed that two bricks 1 and 3 are placed on top of one another with the interposition of a mortar joint 4. The stones now have grooves 2 in which an insulating strip 5 engages like a spring.
If it is a solid stone, as shown in Fig. 2, the stone has a circumferential groove 2, in which the insulation strips are then introduced. In the schematic representations of FIGS. 3 and 4, two further examples are drawn in section, each consisting of two stones 1 and 3 placed one above the other, which are designed as hollow blocks.
The cavities are denoted by 6, while the other parts have the same designations that have been explained with reference to FIGS. 1 and 2.
In FIGS. 5 to 12, bricks produced according to the invention are shown in a vertical section and in a view from below. The cuts are drawn in the direction of line A-B.
It can be seen from the example according to FIGS. 5 and 6 that a hollow block is provided here, which is provided with a layer of insulation 5 introduced in the middle. This insulation layer protrudes laterally at a horizontal joint 9 and at a butt joint 10, so that this insulation layer interrupts the mortar bed of a wall joint which is intended to connect two stones placed on top of one another.
In the embodiment according to FIGS. 7 and 8, a different construction of the hollow block is assumed; In addition, layers of insulation are introduced into this hollow block in the same way as in the exemplary embodiment according to FIGS. 5 and 6, but in this case on both sides of the cavities 6. These layers of insulation are denoted by 7 and 8.
9 and 10, on the one hand, and FIGS. 11 and 12, on the other hand, show further examples of building blocks, namely a reinforced building block is used in FIGS. 9 and 10 which has a concrete reinforcement 11 in its center. The steel wires drawn through are labeled 12.
In contrast to this embodiment according to FIGS. 9 and 10, in the embodiment according to FIGS. 11 and 12 the concrete reinforcement 11 is attached to one side in the stone. Accordingly, only one insulation layer is provided in the last-mentioned embodiment.
A hollow block is shown again in FIGS. 13-17, which roughly corresponds to the embodiment according to FIGS. 5 and 6. This exemplary embodiment, in particular its FIG. 14, clearly shows the formation of the insulation layer 5, which is inserted into the hollow block like a comb.
FIG. 16 shows a section along the line C-D and FIG. 17 shows a section along the line E-F.
In FIGS. 18-22 a further stone construction with the formation of the insulation strips is explained in more detail, which roughly corresponds to the embodiment according to FIGS. 7 and 8. FIG. 21 shows a section along the line G-H and FIG. 22 shows such a section along the line M-N.
Finally, in FIGS. 23-27, the application of the invention to a scarf block of special design is explained. One recognizes in Fig. 24 of this embodiment again the formation of the insulation layers, which are inserted into the stone like teeth. Fig. 26 shows a section along line O-P and Fig. 27 shows a section along line Q-R.
The cavity 13 of this stone is used to receive reinforcement wires, which in this case run horizontally.
Which of the types of construction, of which some exemplary embodiments have been explained with reference to the drawings, are used in practice should generally depend on the structure itself and the heating system used.
For very tall buildings, the version designed as a shawl stone will be selected because this version ensures sufficient strength.
When using sluggish heating systems, you will choose a design in which the wall joints are interrupted in the middle of the stone so that a substantial part of the wall built from such stones can act as a buffer and storage.
For e.g. Buildings heated with gas and electricity will, however, expediently be chosen in the design with interruptions on both sides. For this purpose, however, the type of construction in which the insulation layer runs on one side of the inside of the wall is also suitable.The reason for using these stone constructions is that heating systems that are operated with noble energy are particularly economical when only very short heating times are required are.
In the exemplary embodiments, only bricks with one or two insulation layers or insulation strips lying in one or two levels are shown. If the desired insulation value makes it necessary, however, more than two layers of insulation material or insulation strips lying on more than two levels can be used.
This insulation layer or layers or insulation strips should expediently have a thickness such that the heat transmission resistance through the stone corresponds approximately to that through the wall joint formed.
Furthermore, the insulation layer or layers will expediently be made of a material that is elastic.
Finally, it should be pointed out that these layers or strips should protrude from the stone by at least the thickness of the joint.