DE10146174A1 - Wärmedämmplatte für den Inneneinbau - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Wärmedämmplatte, bestehend aus einer außenwandseitig anzuordnenden Wärmedämmaterialschicht (2) mit einem Wasserdampfdiffusionswiderstand mit mu-Wert größer 10 und einer raumseitig damit flächig verbundenen festeren mineralischen Schicht (4), wobei eine mineralische Schicht (4) mit einer Kapillaraktivität von 5.10·-5· bis 5.10·-11· m·2·/s eingesetzt ist.
Description
- Die Erfindung betrifft eine Wärmedämmplatte, bestehend aus einer außenwandseitig anzuordnenden Wärmedämmaterialschicht mit einem Wasserdampfdiffusionswiderstand mit µ-Wert größer 10 und einer raumseitig damit flächig verbundenen festeren mineralischen Schicht.
- Derartige Wärmedämmplatten sind beispielsweise als Kombination einer Polystyrolschaumplatte mit einer Gipsfaserplatte oder Gipskartonplatte bekannt. Bei diesen erbringt der Schaumstoff die gewünschte Wärmedämmung und die Gipsplatte eine glatte, druckfeste Oberfläche. Da die Gipskartonplatte eine relativ geringe Dampfdiffusionswiderstandszahl (µ-Wert) von etwa 10-12 gegenüber dem Schaumstoff hat, dessen µ-Wert etwa 40 beträgt, und ihre Wärmeleitfähigkeit etwa zehnmal größer ist, besteht je nach der Luftfeuchtigkeit im Innenraum und der Temperaturdifferenz von innen nach außen die Gefahr einer unzulässigen Tauwasserkondensation an der Außenwand, weshalb dort eine Dampfsperre anzuordnen ist, die aus einer geeigneten Kunststoffolie, Teer, Bitumen, Aluminiumfolie oder dgl. besteht. Diese muß völlig dicht sein, was bei der Handhabung und Verarbeitung und der späteren Nutzung der Wand nur schwer sicherzustellen ist. Die Gipsplatte nimmt praktisch keine Feuchtigkeit auf und leitet sie mangels einer merklichen Kapillaraktivität nicht in den Raum ab, wodurch eine Feuchteansammlung in der Dämmschicht auftreten kann.
- Weiterhin sind Calciumsilikatplatten bekannt, die insbesondere zur Sanierung feuchter Außenwände und zur Feuchtestabilisierung in Räumen dienen, indem deren relativ große Kapillaraktivität von 5.10-6 bis 5.10-9 m2/s genutzt wird. Die Kapillarkraft transportiert Mauerfeuchtigkeit in den Innenraum und nimmt u. U. dabei auch schädliche Mauersalze auf. Die Wärmeleitfähigkeit von Calciumsilikat ist deutlich höher als die von Schaumstoffmaterialien; eine der geltenden Energieverordnung entsprechende Wärmedämmung wäre nur mit einer unrealistisch teuren und dicken Calciumsilikatplatte erreichbar.
- Üblicherweise werden derzeit bei Innendämmungen von der Raumseite gesehen zwei prinzipielle Konstruktionen verwendet:
- - Dampfsperre + Wärmedämmstoff, z. B. Folie + Mineralwolle mit WLF-Gruppe 040 oder 035, + Platten für den Innenausbau aus Gipskarton, Holzpaneele etc.
- - Kapillaraktives Material ohne Dampfsperre, derzeit nur mit Calciumsilikat realisierbar, mit Kleber auf den Untergrund vollflächig oder punktuell aufgebracht.
- Während mit der ersten Konstruktion jeder gewünschte Wärmedurchgang erreicht werden kann, jedoch in der Regel (Ausnahme Holzpaneele) keine Regulation der im Innenraum vorhandenen Luftfeuchtigkeit erfolgt, können Aufbauten der zweiten Art zwar die Luftfeuchtigkeit im Inneren des Raumes regulieren, erreichen jedoch nicht die Bestimmungen der neuen EVO 2001 bezüglich des Wärmedurchganges. Die zuerst angegebene Variante wird in der Regel bei Neubauten verwendet. Im Gegensatz dazu verwendet man die zweite angegebene Variante in der Regel bei hygrisch motivierten Sanierungsfällen, also bei Altkonstruktionen.
- Die Funktionssicherheit über den vorgesehenen Einsatzzeitraum, die in der Regel Jahrzehnte beträgt, der ersten bekannten Konstruktion hängt zwingend von der Unversehrtheit der Dampfsperre ab. Im anderen Fall sind die Grenzen dieser Konstruktion abhängig von den Materialkennwerten des Calciumsilikates, WLF, Sorptionsisotherme, µ-Werte, Schichtdicke und der Altkonstruktion sowie der Art und der Ausführung der Verklebung.
- Prinzipiell sind beide Konstruktionen empfindlich gegen unsachgemäße Ausführungen am Bau.
- Es ist Aufgabe der Erfindung, die eingangs bezeichnete Wärmedämmplatte so zu verbessern, daß sie einfacher zu verarbeiten, einfacher handzuhaben ist, einen sicheren Schutz vor Staunässe bildet und ein feuchtemoderiertes Innenraumklima erbringt.
- Die Lösung besteht darin, daß eine mineralische wasserbeständige Schicht mit einer Kapillaraktivität von 5.10-5 bis 5.10-11 m2/s eingesetzt ist.
- Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
- Als Wärmedämmschicht eignen sich Platten aus geschlossenporigem Kunststoffschaum, z. B. Polystyrolschaum oder Hart-PUR-Schaum, und als mineralische Schicht ist Calciumsilikat als Xonotlit und insbesondere als Tobermorit vorwiegend geeignet. Die Dichte geeigneter Calciumsilikatplatten liegt aufgrund des großen Kapillarvolumens bei 150-300 kg/m3, wodurch zusätzlich eine Wärmedämmwirkung erbracht wird, die durch eine Wärmeleitfähigkeit von 0,05-0,08 w/mk gekennzeichnet ist, jedoch 1,5-3 mal größer als die von Kunststoffmaterial ist.
- Die Verbindung der Hartschaumplatte 2 mit der Calciumsilikatplatte 4 ist - wie Fig. 1 und 2 zeigen - vollflächig, damit anfallende Feuchtigkeit durch die Kapillaren in den Innenraum gefördert wird. Die Verbindung läßt sich auf verschiedene Weise herstellen. Es kann gemäß Fig. 2 ein Kleber 3 benutzt werden, der bevorzugt einen höheren Dampfdiffusionswiderstand als die mineralische Schicht 4 aufweist. Auch kann eine mechanische Verbindung mittels einer Verdübelung hergestellt werden, wobei Kunststoffdübel und Verbinder zum Einsatz kommen, um Kältebrücken zu vermeiden.
- Besonders günstig ist es, eine Schicht 2 aus PUR-Schaum auf eine Calciumsilikatplatte 4 unmittelbar aufzuschäumen, wobei eine innige Verbindung entsteht, wie in Fig. 1 gezeigt.
- Die Dichte des Schaumstoffes aus Polystyrol oder PUR kann relativ niedrig bei 30-40 kg/m3 gewählt werden, da die Festigkeit zum Raum hin durch die Silikatplatte geboten wird. Deren Dichte sollte im allgemeinen zwischen 180-350 kg/m3 liegen, aber in Fällen hoher Belastung auch bis 1.000 kg/m3 reichen.
- Im allgemeinen ist, wie Fig. 1 und 2 zeigen, eine gesonderte Dampfsperre 1 zwischen dem Mauerwerk M und der Wärmedämmplatte 2 nicht erforderlich, da diese selbst als eine Dampfsperre dient. Wegen ihrer Dicke von mehr als einem Zentimeter ist deren Dichtigkeit auch bei einer Montage auf unebenem Grund gewährleistet. Die Dichtigkeit an den Stößen der Platten wird durch eine Nut-Feder-Verbindung hergestellt.
- Unter besonderen Anforderungen kann zusätzlich zwischen dem Mauerwerk M und der Wärmedämmplatte 2 eine Dampfsperre 1 vorgesehen werden. Diese kann aus einer Kunststoffolie, Teer, Bitumen, Aluminiumfolie und/oder einem kunststoffvergüteten Kleber oder mit Mikrosilica modifizierter Kleber oder Wasserglas bestehen. Die Wärmedämmplatte 2 wird in ihrer Dicke im wesentlichen bezüglich der gewünschten Wärmedämmung dimensioniert und wird gewöhnlich 20-70 mm dick sein. Die Calciumsilikatplatte wird dickenmäßig bezüglich der gewünschten Festigkeit und insbesondere der Feuchtigkeitsaufnahmeeigenschaft oder Kapillaraktivität dimensioniert und 10-25 mm dick sein.
- Bei gleichartigen Stoffen haben solche mit höherer Dichte, wenn sie in sinnvollen Grenzen als Wärmedämmstoff zu verwenden sind, in der Regel eine höhere Wärmeleitfähigkeit und eine höhere Dampfdiffusionswiderstandszahl. Die Kapillaraktivität und auch die Sorptionsisotherme ist dagegen vergleichsweise nur wenig verschieden, da die Gesamtporosität und insbesondere die Porenradienverteilung hier ausschlaggebend sind. Die Sorptionsfähigkeit wird maßgeblich vom Porenvolumen enthalten in Poren mit Durchmessern kleiner 10-7 m, die Kapillaraktivität vom Porenvolumen enthalten in Poren mit Durchmessern zwischen 10-7 und 10-4 m beeinflußt. Die Porenradienverteilung wird aber bei Calciumsilikat maßgeblich durch die Art des gebildeten Calciumsilikathydrates und dessen Kristallisationsgrad bestimmt. Es entstehen typische Porenradienverteilungen, bei Xonotlit z. B. 0,2-0,4 µm als häufigster Porenradius und ca. 10% Porenvolumen zwischen 10-100 µm, welche auch bei höher verdichteten Materialien erhalten bleiben. Beispiel Calciumsilikat 1 (Xonotlit): Dichte 200 kg/m3, Gesamtporosität: 91,8%
Calciumsilikat 2 (Xonotlit): Dichte 300 kg/m3, Gesamtporosität: 87,7% - Die Porenradienverteilung und damit die Sorptionseigenschaften und die Kapillaraktivität sind, bezogen auf das Volumen, vergleichbar.
- Fig. 1-3 zeigen Beispiele der Dämmplatte und ihrer Eigenschaften.
- Eine Sorptionsisotherme von Calciumsilikatmaterial ist in Fig. 3 dargestellt.
- Es sind typische Meßkurven der aufgenommenen Volumenprozente an Feuchtigkeit über der relativen Luftfeuchtigkeit bei konstanter Temperatur von 23°C für Xonotlit und für Tobermorit dargestellt. Man ersieht den sehr steilen Anstieg ab 85% Luftfeuchte. Nahe 100% Luftfeuchte wurden 2% bzw. über 10% Feuchteaufnahme gemessen.
- Gipskarton der vorbekannten kombinierten Wandplatten hat dagegen die drei- bis fünffache Dichte, eine fünf- bis zehnfache Wärmeleitfähigkeit, eine geringere Kapillaraktivität, insbesondere wenn eine Hydrophobierung vorgenommen wurde. Im übrigen ist bei Gips keine Wasserbeständigkeit gegeben, die im Gegensatz dazu bei Calciumsiliat extrem gut ist.
- Die Plattenkombination gemäß der Erfindung benötigt keine gesonderte Dampfsperre, da durch die Kapillaraktivität eventuell doch ausfallendes Tauwasser beherrscht wird und Calciumsilikatmaterial selbst absolut immun gegen Wasser ist. Dadurch kann Calciumsilikat die relative Luftfeuchtigkeit regulieren, ohne daß das Material selbst oder die gesamte Konstruktion durch Wasser geschädigt wird.
- Die erfindungsgemäße Dämmplattenkombination soll insbesondere für die Innendämmung von genutzter Bausubstanz zum Einsatz kommen. Genutzte Bausubstanz bedeutet in diesem Fall das Vorhandensein von anthropogenen Wasserdampfquellen im von der Dämmung umfaßten Raumvolumen.
- Dabei befindet sich, wie Fig. 1 zeigt, an der dem Innenraum IR zugewandten Seite der Dämmplatte 1-4 eine kapillaraktive Materialschicht 4, welche vorrangig für die Beherrschung der anfallenden Tauwassermenge und die Regelung des Raumklimas über die Sorptionsisotherme (Adsorption und Desorption von Wasserdampf) des Materials verantwortlich zeichnet.
- Hinter dieser kapillaraktiven Schicht 4 befindet sich eine mit dieser vollflächig verbundene zweite Schicht 2, welche aus einem Wärmedämmstoff besteht. Diese Dämmschicht 2 kann selbst auch aus verschiedenen Unterschichten bestehen, falls dies aus bauphysikalischen oder anderen Gründen sinnvoll erscheint.
- Unmittelbar hinter der kapillaraktiven Schicht 4 steigt der Dampfdiffusionswiderstand in der Dämmplatte stark an, während die Wärmeleitfähigkeit deutlich abfällt. Die Wärmedämmplatte 1-4 kann selbstverständlich aus praktischen Gründen an der dem Mauerwerk M zugewandten Seite mit einer Dampfsperre 1 kaschiert, beschichtet oder anderweitig behandelt sein.
- Die neue Dämmplatte 1-4 vereinigt die dargestellten Vorteile beider vorbekannter Dämmplattenvarianten ohne deren Nachteile. Während die kapillaraktive Schicht 4, z. B. Calciumsilikat, über die Sorptionsfähigkeit des Materials die Regulation der Raumfeuchte ohne technische Hilfsmittel übernimmt und die Kapillaraktivität den Transport des anfallenden Tauwassers, welches infolge des Temperaturgradienten über das Calciumsilikat anfällt, an die dem Innenraum zugewandte Oberfläche des Calciumsilikates sicherstellt, bewirkt die dahinterliegende Schicht 2 aus Wärmedämmstoff die Realisierung der geforderten Wärmedurchgangswiderstände. Dabei wird durch die hinter der kapillaraktiven Schicht 4 angeordnete, wesentlich dampfdichtere Schicht 2 die anthropogen freigesetzte Wasserdampfmenge im Wirkungsbereich der kapillaraktiven Schicht gehalten. Diese neuartige Konstruktion ist in der Lage, jeden gewünschten technisch sinnvollen Wärmedurchgangswiderstand zu realisieren.
- Besondere Aufmerksamkeit genießt in dieser neuartigen Dämmplatte die Position der auch als Dampfsperre fungierenden Schicht 2. Diese Funktionsschicht 2 wird von einem Wärmedämmstoff 4 mit einer relativ großen Dicke hinter einem kapillaraktiven Material, in der Regel die dünnere Schicht 4, übernommen, welches vorzugsweise selbst ein Wärmedämmstoff, z. B. der Wärmeleitfähigkeitsgruppe 060, ist. Diese implizierte Dampfsperre ist durch diese Auslegung praktisch immun gegen Beschädigungen.
- Die Wirkungsweise der Dämmplatte ist dadurch im Gegensatz zu den vorbekannten Anordnungen auch dann sichergestellt, wenn es zu versehentlichen Beschädigungen, nämlich oberflächliche Schäden, der Schicht 2 kommt. Das wird allein schon durch die Stärke der Schicht sichergestellt.
Claims (11)
1. Wärmedämmplatte, bestehend aus einer außenwandseitig
anzuordnenden Wärmedämmaterialschicht (2) mit einem
Wasserdampfdiffusionswiderstand mit µ-Wert größer 10 und einer raumseitig
damit flächig verbundenen festeren mineralischen Schicht (4),
dadurch gekennzeichnet, daß eine wasserbeständige mineralische
Schicht (4) mit einer Kapillaraktivität von 5.10-5 bis 5.10-11 m2/s
eingesetzt ist.
2. Wärmedämmplatte nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmedämmschicht (2) aus
geschlossenporigem Polystyrolschaum oder geschlossenporigem PUR-
Hartschaum besteht.
3. Wärmedämmplatte nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmedämmschicht (2) eine Dichte
von 30-100 kg/m3 aufweist.
4. Wärmedämmplatte nach einem der Ansprüche 1-3,
dadurch gekennzeichnet, daß die mineralische Schicht (4) aus
Calciumsilikat, wie Xonotlit und/oder Tobermorit besteht.
5. Wärmedämmplatte nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, daß die mineralische Schicht (4) eine
Dichte von 100-600 kg/m3 aufweist.
6. Wärmedämmplatte nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmedämmschicht (2) mittels eines
Klebers (3) mit der mineralischen Schicht (4) verbunden ist, der
einen höheren Dampfdiffusionswiderstand als diese aufweist.
7. Wärmedämmplatte nach einem der Ansprüche 1-5,
dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmedämmschicht (2) auf die
mineralische Schicht (4) aufgeschäumt und so mit ihr verbunden
ist.
8. Wärmedämmplatte nach einem der Ansprüche 1-5,
dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmedämmschicht (2) und die
mineralische Schicht (4) mittels Kunststoff-Dübelverbindern
verbunden sind.
9. Wärmedämmplatte nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmedämmschicht (2) mit Nut-
Feder-Verbindungen jeweils seitlich einzelner Platten
untereinander verbunden ist.
10. Wärmedämmplatte nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmedämmschicht (2) eine zwei-
oder mehrfache Dicke hat wie die mineralische Schicht (4).
11. Wärmedämmplatte nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmedämmschicht (2) mauerseitig
eine Dampfsperre (1) trägt.
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