DE10147409B4 - Heat-insulating, load-bearing component and method for its production - Google Patents

Heat-insulating, load-bearing component and method for its production Download PDF

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Abstract

Wärmeisolierendes, tragfähiges Bauelement für Gebäude, mit einer Mehrschichtstruktur mit mindestens einer äußeren Schale (1) aus einem tragfähigen Material, mindestens einer inneren Schale (2) aus einem tragfähigen Material und mindestens einer zwischen der äußeren und der inneren Schale (1, 2) angeordneten Isolierschicht (3), wobei die äußere und die innere Schicht (1, 2) durch Verbundanker (8) geringer Wärmeleitfähigkeit miteinander verbunden sind und wobei die Verbundanker (8) sich durch Aussparungen in der Isolierschicht (3) erstrecken, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolierschicht eine Vakuumisolierschicht istA heat-insulating structural member for buildings, comprising a multi-layered structure comprising at least one outer shell (1) of viable material, at least one inner shell (2) of viable material and at least one between the outer and inner shell (1, 2) Insulating layer (3), wherein the outer and inner layers (1, 2) are interconnected by low thermal conductivity composite anchors (8) and wherein the composite anchors (8) extend through recesses in the insulating layer (3), characterized in that Insulating layer is a vacuum insulating layer
Figure 00000001

Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein wärmeisolierendes, tragfähiges Bauelement für Gebäude gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie auf ein Verfahren zu dessen Herstellung.The The present invention relates to a heat-insulating, load-bearing component for buildings according to the generic term of claim 1 and to a method for its production.
  • Ein beispielsweise aus der WO 95/27 835 A1 bekanntes wärmeisolierendes Bauelement, von welchem die vorliegende Erfindung ausgeht, besteht aus einer ersten und einer zweiten tragfähigen Platte, die im Abstand zueinander angeordnet und durch Verbundanker miteinander verbunden sind, wobei zwischen den beiden Platten noch eine Isolierschicht angeordnet ist. Dieses Element wird unter anderem so hergestellt, dass zunächst eine erste tragfähige Platte aus einem fließfähigen, aushärtenden Material hergestellt und vor dem Aushärten mit einer Isolierschicht bedeckt wird, woraufhin Verbundanker entweder durch in die Isolierschicht eingebrachte Bohrungen hindurch gesteckt werden oder aber mit ihrer entsprechend geformten Spitze die Isolierschicht direkt durchbohren, wobei sie so lang ausgebildet sind, dass sie in die darunter liegende, noch nicht ausgehärtete und noch immer genügend fließfähige Schicht eindringen und in dieser verankert werden. Ein Flansch, welcher das andere Ende des Verbundankers umgibt, definiert beim Aufsetzen auf der Oberfläche der Isolierschicht eine Endposition, nachdem die Spitze des Verbundankers um eine durch die Länge des Verbundankers und die Dicke der Isolierschicht vorgegebene Tiefe in die erste Schicht eingedrungen ist. Anschließend wird eine zweite, fließfähige und aushärtende, tragende Schicht auf das Isoliermaterial aufgebracht und umfließt dabei entsprechende Köpfe der Verbundanker, die über den Flansch hinausragen und auf diese Weise auch in der zweiten Schicht verankert werden. Im Ergebnis erhält man ein wärmeisolierendes, tragfähiges Bauelement, welches zwischen zwei äußeren tragfähigen Schichten, welche durch Verbundanker miteinander verbunden sind, eine Isolierschicht aufweist.An example from the WO 95/27 835 A1 known heat insulating component, from which the present invention proceeds, consists of a first and a second load-bearing plate, which are arranged at a distance from each other and interconnected by composite anchors, wherein between the two plates, an insulating layer is disposed. This element is manufactured, inter alia, that first a first load-bearing plate made of a flowable, hardening material and covered before curing with an insulating layer, whereupon shear anchors are inserted either through holes introduced into the insulating layer or with their correspondingly shaped tip Pierce the insulating layer directly, where they are so long that they penetrate into the underlying, not yet cured and still sufficiently flowable layer and anchored in this. A flange surrounding the other end of the composite anchor defines an end position when placed on the surface of the insulating layer after the tip of the composite anchor has penetrated the first layer by a depth determined by the length of the composite anchor and the thickness of the insulating layer. Subsequently, a second, flowable and curing, bearing layer is applied to the insulating material and thereby flows around corresponding heads of the composite anchors, which protrude beyond the flange and are anchored in this way in the second layer. As a result, a heat-insulating, load-bearing member is obtained, which has an insulating layer between two outer load-bearing layers, which are interconnected by composite anchors.
  • Ähnliche Strukturen und Verfahren sind beschrieben in der DE 29 44 424 C2 sowie der DE 100 07 100 A1 .Similar structures and methods are described in DE 29 44 424 C2 as well as the DE 100 07 100 A1 ,
  • Mit Ausnahme der erstgenannten WO 95/27 835 verwenden die vorgenannten Druckschriften metallische Stäbe, Gitter oder Bleche als Verbundanker. Dieses ist jedoch von Nachteil, da Metalle generell relativ gute Wärmeleiter sind und somit die Isolationseigenschaften der Platte insgesamt beeinträchtigen.Except for the former WO 95/27 835 use the aforementioned documents metallic rods, mesh or sheets as a composite anchor. However, this is disadvantageous because metals are generally relatively good heat conductors and thus affect the overall insulation properties of the plate.
  • Insbesondere von Fertighäusern sind Bauelemente in Form kompletter Wände oder in Form von Wandelementen bekannt, die neben einer tragfähigen inneren Struktur auch eine äußere Isolierschicht aufweisen. Fertighäuser erlauben jedoch nur in begrenztem Maße eine individuelle Gestaltung eines Gebäudes. Außerdem sind die tragenden Strukturen von Fertighäusern nur auf relativ geringe Gebäudehöhen abgestellt, das heißt sie haben keine besonders hohe Tragfähigkeit, die die Herstellung von sechs oder mehr Geschossen ermöglichen würde. Größere Gebäude und auch individuelle Wohnhäuser werden in der Regel durch Errichten eines Mauerwerks oder Gießen von Betonwänden, Errichten eines Stahlskeletts, etc. hergestellt, wobei die Isolierung in der Regel nachträglich auf die tragenden Außenwände aufgebracht wird.Especially of prefabricated houses are components in the form of complete walls or in the form of wall elements known, in addition to a viable inner structure also have an outer insulating layer. Prefabricated houses however, allow only to a limited extent an individual design a building. Furthermore The load-bearing structures of prefabricated houses are only relatively small Building heights turned off, this means They do not have a particularly high carrying capacity, which is the manufacture of six or more floors. Larger buildings and also individual homes will be usually by erecting a masonry or pouring of Concrete walls, Erecting a steel skeleton, etc. manufactured using the insulation usually retrospectively applied to the supporting outer walls becomes.
  • Die zunehmend strenger werdenden Wärmeschutzverordnungen haben in den vergangenen Jahren dazu geführt, daß immer mehr Aufwand für eine ausreichende Wärmeisolation getrieben werden mußte. So können z. B. Gebäude aus Stahlbeton entsprechende Wärmeschutzbestimmungen nur dann erfüllen, wenn die Außenseite der Betonwände mit einer isolierenden Abdeckung versehen wird, die beispielsweise aus mindestens 120 mm starkem Polystyrol besteht. Oft müssen auch noch dickere Isolationsschichten auf Außenwänden entsprechender Gebäude angebracht werden. Diese äußere Isolation hat den Nachteil einer nur geringen mechanischen Festigkeit, so daß zusätzliche Bauteile praktisch nur dadurch an der Außenwand eines Gebäudes befestigt werden können, daß man entsprechende Anker oder Dübel durch die Isolierschicht hindurch in den tragfähigen Bereich der Wand einbringt. An entsprechender Stelle entsteht dann allerdings eine Wärmebrücke.The increasingly stringent heat protection regulations have in recent years led to more and more effort for a sufficient thermal insulation had to be driven. So can z. Building made of reinforced concrete appropriate heat protection regulations only then fulfill if the outside the concrete walls provided with an insulating cover, for example made of at least 120 mm thick polystyrene. Often, too even thicker insulation layers on outer walls of appropriate buildings attached become. This outer insulation has the disadvantage of only low mechanical strength, so that additional Components practically only attached to the outer wall of a building can be that he corresponding anchors or dowels through the insulating layer into the load-bearing area of the wall. At the appropriate place, however, then creates a thermal bridge.
  • Es sind weiterhin Bauelemente bekannt, z. B. größere Blöcke aus Leichtbeton oder Glasschaum, die intrinsisch bereits eine geringe Wärmeleitfähigkeit besitzen. Allerdings haben die preiswerteren dieser Bauelemente den Nachteil, daß sie dennoch eine zu hohe Wärmeleitfähigkeit aufweisen, so daß zur Erfüllung entsprechender Bestimmungen dennoch eine zusätzliche Wärmeisolationsschicht auf dem Mauerwerk aufgebracht werden muß, auch wenn man womöglich mit einer dünneren Zusatzisolation auskommt. Soweit Bauelemente im übrigen eine intrinsisch sehr geringe Wärmeleitfähigkeit aufweisen, sind sie entweder nicht hinreichend stabil, um damit mehrgeschossige Gebäude errichten zu können, oder aber sie sind ausgesprochen teuer, so daß ein Aufbau von Gebäuden aus solchen Bauelementen praktisch nicht in Frage kommt.It are still known devices, for. B. larger blocks of lightweight concrete or glass foam, which intrinsically already have a low thermal conductivity. Indeed the cheaper of these devices have the disadvantage that they still too high thermal conductivity have, so that the fulfillment Nevertheless, an additional layer of thermal insulation on the Masonry must be applied, even if you might with a thinner one Additional insulation manages. As far as components are otherwise intrinsically very intricate low thermal conductivity either they are not sufficiently stable to handle multi-storey buildings to be able to build or else they are extremely expensive, leaving a build up of buildings such devices is practically out of the question.
  • Gegenüber dem eingangs genannten Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein wärmeisolierendes, tragfähiges Bauelement für Gebäude und ein Verfahren zu dessen Herstellung zu schaffen, welches bei gleicher Tragfähigkeit und gleicher oder gar geringerer Wandstärke eine noch bessere Isolierung von Gebäuden gewährleistet.Compared to the The aforementioned prior art is the present invention the object is to provide a heat-insulating, stable component for buildings and to provide a method for its production, which at the same carrying capacity and equal or even lower wall thickness an even better insulation guaranteed by buildings.
  • Hinsichtlich des Bauelements wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass die Isolierschicht eine Vakuumisolierschicht ist.Regarding of the component, this object is achieved in that the insulating layer a vacuum insulation layer.
  • Hinsichtlich des entsprechenden Verfahrens wird die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 15 gelöst, wobei als Isolierschicht eine Vakuumisolierschicht verwendet wird.Regarding the corresponding method is based on the invention Problem solved by the features of claim 15, wherein as an insulating layer a vacuum insulation layer is used.
  • Im Ergebnis wird also die Isolierschicht durch eine tragfähige äußere Schale und eine tragfähige innere Schale sandwichartig umfasst und ist damit vor äußeren Einflüssen weitgehend geschützt ist. Dies wiederum bedeutet, daß man gemäß der vorliegenden Erfindung eine sehr hochwertige, wenn auch ansonsten gegenüber äußeren Einflüssen (Stöße, mechanischer Druck, etc.) empfindliche Vakuumisolierschicht verwenden kann, die durch die beiden tragfähigen Schichten geschützt ist.in the The result is thus the insulating layer by a sustainable outer shell and a viable one Inner shell sandwiched and is therefore largely free from external influences protected is. This in turn means that one according to the present Invention a very high quality, although otherwise to external influences (shocks, mechanical Pressure, etc.) can use sensitive vacuum insulation layer, the through the two viable Layers protected is.
  • Außerdem wird durch die Verbundstruktur, das heißt zwei durch Verbundanker fest verbundene, tragfähige innere und äußere Schalen mit einer dazwischen angeordneten Isolierschicht ein grundlegendes, sehr variables Bauelement geschaffen, welches ähnlich wie Wandteile oder auch großvolumige Ziegel verarbeitet werden kann.In addition, will through the composite structure, ie two by composite anchors firmly connected, sustainable inner and outer shells with a sandwiched insulating layer a basic, created very variable device, which is similar to wall parts or also large-volume bricks can be processed.
  • Dies erleichtert und beschleunigt den Bau von Gebäuden mit entsprechenden Bauelementen, da eine nachträgliche Isolation nicht mehr notwendig ist und gleichzeitig die Bauelemente eine hohe Tragfähigkeit haben, also auch mehrgeschossige Bauten damit ohne weiteres erstellt werden können, wobei insbesondere auch eine völlig individuelle Gestaltung des Gebäudes möglich ist. Selbstverständlich ist die vorliegende Erfindung auch übertragbar auf Bauelemente, die beispielsweise komplette Wände bilden und könnte insofern auch im Fertighausbereich eingesetzt werden. Dabei erspart man sich insbesondere das nachträgliche Aufbringen der Isolation auf den Bauelementen. Die äußere Schale ist außerdem hinreichend stabil, um Zusatzbauteile daran befestigen zu können, wobei die zwischen äußerer und innerer Schale angebrachte Isolierschicht unangetastet bleibt.This facilitates and accelerates the construction of buildings with appropriate components, since an afterthought Isolation is no longer necessary and at the same time the components a high load capacity have so also created multi-storey buildings so easily can be in particular, a completely individual design of the building possible is. Of course is the present invention also applicable to components, for example, complete walls form and could insofar also be used in the prefabricated house area. Spared in particular, the subsequent Applying the insulation on the components. The outer shell is also sufficiently stable to attach additional components to it, wherein the between outer and Inner shell attached insulating layer remains untouched.
  • Die äußere und die innere Platte sind zwar einerseits durch die Isolierschicht voneinander getrennt, sind aber dennoch durch einige Verbundanker miteinander verbunden, da nur diese Anker der Platte insgesamt die erforderliche Festigkeit geben können und die äußere und die innere Schale mechanisch sicher zusammenhalten. Zweckmäßigerweise bestehen solche Verbundanker aus einem faserverstärkten Kunststoff, der eine gute mechanische Festigkeit mit geringer Wärmeleitfähigkeit verbindet.The outer and on the one hand, the inner plate is through the insulating layer separated from each other, but are still connected by some composite anchors connected, since only this anchor the plate in total the required Can give strength and the outer and mechanically hold the inner shell together. Conveniently, such composite anchors consist of a fiber-reinforced plastic, the good mechanical strength with low thermal conductivity combines.
  • Die äußere und die innere Schale sind in der bevorzugten Ausführungsform aus Beton oder aus Leichtbeton hergestellt, während die Isolierschicht eine Vakuumisolierschicht ist. Konkret kann diese Vakuumisolierschicht aus vakuumisolierten Hohlkörpern bestehen oder ganz allgemein aus Partikeln mit kleinen Abmessungen, die in der Schicht zusammengefaßt sind und sich in einem evakuierten Hohlraum befinden. Die Hohlkörper bzw. Partikel sind vorzugsweise offenporig und insbesondere mikroporöse Pulver wie z. B. pyrogene Kieselsäure. Daneben kommen aber auch andere Füllmaterialien in Frage, wie z. B. Glasfasern, offenporige Schäume etc. Wesentlich ist, daß die Partikel oder Hohlkörper, die sich in dem vakuumisolierten Raum befinden, ihrerseits nur eine geringe Wärmeleitfähigkeit und gleichzeitig aber auch eine genügende mechanische Festigkeit haben, um die durch gasdichte Folien abgegrenzte Isolierschicht gegen den äußeren Luftdruck abzustützen, so daß insgesamt eine formstabile Isolierschicht, vorzugsweise in Plattenform, vorliegt. Eine geringe Wärmeleitung wird bei den vorgenannten Materialien und Partikeln allein schon dadurch gewährleistet, daß es sich um sehr feinstrukturierte, dünnwandige Partikel und Hohlkörper handelt, so daß schon die möglichen Wärmeleitungspfade durch das Isoliermaterial sehr lang werden und nur über sehr dünne und feine Strukturen erfolgen. Selbstverständlich sollte das Material auch intrinsisch eine niedrige Wärmeleitfähigkeit haben, was für die genannten Stoffe wie Glasfasern und pyrogene Kieselsäure zutrifft.The outer and the inner shell are in the preferred embodiment of concrete or lightweight concrete made while the insulating layer is a vacuum insulating layer. Specifically, this can be Vacuum insulating layer of vacuum-insulated hollow bodies or generally of particles with small dimensions, which are combined in the layer and are in an evacuated cavity. The hollow body or Particles are preferably porous and in particular microporous powders such as As fumed silica. In addition, however, other fillers come into question, such as. As glass fibers, open-cell foams etc. It is essential that the Particles or hollow bodies, which are located in the vacuum-insulated room, in turn only one low thermal conductivity but at the same time also a sufficient mechanical strength have to the demarcated by gas-tight films insulating layer against the outside air pressure support, so that in total a dimensionally stable insulating layer, preferably in sheet form, is present. A low heat conduction becomes already alone with the aforementioned materials and particles thereby ensuring that it are very finely structured, thin-walled particles and hollow bodies, so that already the possible ones Heat conduction paths be very long by the insulating material and only over a lot thin and fine structures take place. Of course, the material should also intrinsically a low thermal conductivity have what for the substances mentioned, such as glass fibers and fumed silica, apply.
  • Die maximalen Abmessungen dieser Partikel oder Hohlkörper sollten in der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung 5 mm nicht übersteigen und vorzugsweise noch kleiner als 2 mm sein, wobei es am zweckmäßigsten ist, wenn die entsprechenden Partikel nahezu kugelförmig sind oder auch die Form von sehr feinen, dünnen und kurzen Fasern haben.The maximum dimensions of these particles or hollow bodies should be in the preferred embodiment of the invention does not exceed 5 mm and preferably still less than 2 mm, where it is most convenient is when the corresponding particles are nearly spherical or have the form of very fine, thin and short fibers.
  • In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die fast pulverförmigen Partikel in Plattenform in eine evakuierte Folie eingeschweißt. Das Bauelement besteht im wesentlichen aus einer äußeren und einer inneren Schale, die jeweils eine in etwa rechteckige Plattenform haben, wobei zwischen diesen Platten die Isolationsschicht bzw. die Isolationsplatten angeordnet sind. Dabei können die einzelnen Isolationsplatten auch eine kleinere Fläche haben als die Platten der äußeren bzw. inneren Schale, so daß man einfach mehrere Isolierplatten zwischen der äußeren und inneren Schale anordnet. Diese Platten weisen dann zweckmäßigerweise Zwischenräume für die Verbundanker auf, wobei im einfachsten Fall die Zwischenräume durch abgeschrägte Ecken der rechteckigen Isolationsplatten gebildet werden, so daß dort, wo vier rechteckige Platten aneinanderstoßen, die Abschrägungen insgesamt eine mehr oder weniger quadratisch geformte Lücke bilden.In a particularly preferred embodiment of the invention are the almost powdery particles in plate form welded into an evacuated foil. The component consists essentially from an outer and an inner shell, each having an approximately rectangular plate shape have, between these plates, the insulation layer or the insulation plates are arranged. The individual insulation plates can also a smaller area have as the plates of the outer or inner shell, so that one simply several insulating plates between the outer and inner shell arranges. These plates then expediently interspaces for the Composite anchor on, in the simplest case, the spaces through beveled Corners of the rectangular insulation panels are formed so that there where four rectangular plates abut each other, the chamfers altogether form a more or less square-shaped gap.
  • In manchen Ausführungsformen ist ein zusätzlicher Schutz der Isolierschicht geboten und bevorzugt. Zum Beispiel kann eine besonders empfindliche Isolierschicht beidseitig noch durch eine Zusatzisolier- bzw. Schutzschicht abgedeckt sein, die dann gemeinsam mit der eigentlichen Isolierschicht zwischen der äußeren und der inneren Schale angeordnet wird.In some embodiments is an additional Protection of the insulating layer offered and preferred. For example, can a particularly sensitive insulating layer still on both sides a Zusatzisolier- or protective layer to be covered, which then together with the actual insulating layer between the outer and the inner shell is arranged.
  • Außerdem kann auch ein umlaufender Kantenschutz für die entlang der Plattenkanten freiliegende Isolierschicht vorgesehen werden. Ein solcher umlaufender Kantenschutz kann z. B. aus einem geschlossenzelligen Polyurethan bestehen, wie er unter dem Markennamen PUREN® vertrieben wird.In addition, a circumferential edge protection for the exposed along the plate edges insulating layer can be provided. Such a circumferential edge protection can, for. B. consist of a closed-cell polyurethane, as sold under the brand name PUREN ® .
  • Die Platten können außerdem entlang ihrer Kante jeweils einen Falz aufweisen, und zwar jeweils an zwei zusammenhängenden Seiten einen ersten Falz und an den beiden anderen Seiten einen dazu komplementären Falz, so daß mehrere Platten leicht zu einer größeren Fläche dicht und im wesentlichen mit geschlossenen Fugen zusammengesetzt werden können.The Plates can Furthermore each have a fold along its edge, in each case on two related Pages a first fold and on the other two sides one complementary to it Fold, so that several Plates easily to a larger area tight and can be assembled essentially with closed joints.
  • Hinsichtlich des eingangs genannten Verfahrens zum Herstellen wärmeisolierender, tragfähiger Bauelemente für Gebäude, wird die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe durch die folgenden Merkmale gelöst:
    • a) Gießen einer ersten Platte aus einem tragfähigen Material in eine Schalung, die gegebenenfalls auch Bewehrungsmaterial enthält,
    • b) Einsetzen von Verbundankern entweder vor dem Gießen der ersten Platte in den Schalungshohlraum oder in das noch nicht ausgehärtete Material der ersten Platte an Positionen, die dem Rastermaß von Zwischenräumen zwischen Isolierplatten entsprechen, und Aushärtenlassen der ersten Platte,
    • c) Gießen einer zweiten Platte, deren Maße mit denen der ersten Platte korrespondieren, in eine Schalung, die gegebenenfalls eine Bewehrung enthält,
    • d) Auflegen der ersten Platte auf die zweite Platte, die sich im noch nicht ausgehärteten Zustand befindet, wobei die aus der ersten Platte hervorstehenden Verbundanker (8) in das Material der zweiten Platte eingedrückt werden, und
    • e) vor oder während der Schritte b) oder d) Anordnen von Isolationsplatten zwischen der ersten und der zweiten Platte, wobei die Isolationsplatten im Bereich der Verbundanker Zwischenräume aufweisen.
    With regard to the above-mentioned method for producing heat-insulating, load-bearing components for buildings, the object underlying the invention is achieved by the following features:
    • a) casting a first plate made of a load-bearing material into a formwork, which optionally also contains reinforcing material,
    • b) inserting composite anchors either prior to casting the first panel into the formwork cavity or into the uncured material of the first panel at positions corresponding to the pitch of spaces between isolation panels and allowing the first panel to cure;
    • c) casting a second plate, the dimensions of which correspond to those of the first plate, in a formwork, which optionally contains a reinforcement,
    • d) placing the first plate on the second plate, which is in the uncured state, wherein the protruding from the first plate composite anchor ( 8th ) are pressed into the material of the second plate, and
    • e) before or during steps b) or d) arranging insulation plates between the first and the second plate, the insulation plates having spaces in the region of the composite anchors.
  • Vorzugsweise werden die Isolierplatten 3 vor dem Auflegen der ersten Platte auf die zweite Platte entweder an der ersten Platte fixiert oder auf die noch nicht ausgehärtete zweite Platte aufgelegt.Preferably, the insulating plates 3 before placing the first plate on the second plate either fixed to the first plate or placed on the not yet cured second plate.
  • Auf diese Weise ist es möglich, relativ schnell und preiswert Bauelemente mit einer sehr guten Wärmeisolation herzustellen. In besonderen Ausgestaltungen des Verfahrens können die Innenschale und die Außenschale in etwa entlang ihrer Diagonalen verschoben werden, so daß sich entlang zweier benachbarter Kanten jeweils ein Falz auf einer Seite bildet und auf den beiden anderen Kanten ein komplementärer Falz gebildet wird.On this way it is possible relatively fast and inexpensive components with a very good thermal insulation manufacture. In particular embodiments of the method, the Inner shell and the outer shell be shifted along its diagonal, so that along two adjacent edges each forms a fold on one side and on the other two edges a complementary fold is formed.
  • Zweckmäßig ist auf jeden Fall auch das Anbringen eines Kantenschutzes entlang des umlaufenden Randes der Isolierschicht, das heißt dort, wo die Isolierschicht nach außen freiliegt.Is appropriate In any case, the attachment of an edge protection along the circumferential edge of the insulating layer, that is, where the insulating layer outward exposed.
  • Isolierplatten bestehen, wie bereits erwähnt, aus einem gepreßten, nanoporösen Pulver oder einem ähnlichen Füllmaterial, welches in Plattenform gepreßt, in eine Folienumhüllung eingebracht und in der Folie evakuiert wird, woraufhin die Folie vakuumdicht verschweißt wird.insulation exist, as already mentioned a pressed, nanoporous Powder or similar Filling material, which pressed in plate form, in a foil wrapper is introduced and evacuated in the film, whereupon the film vacuum-sealed becomes.
  • Es versteht sich, daß dabei ausschließlich Folien Verwendung finden, die nur einen äußerst geringen Diffusionskoeffizienten haben, so daß das Vakuum in der Platte entsprechend lange erhalten bleibt. Insbesondere kommen metallisierte Kunststoffolien in Frage, bei denen die Metall- eine Aluminiumschicht, als Diffusionssperrschicht wirkt. Weiterhin ist darauf zu achten, daß das Material der Folien jedenfalls auf der Außenseite der Platten mit dem Baumaterial verträglich ist, welches als Trägerschicht beiderseits der Isolationsplatte aufgebracht wird. Für die Verwendung von Beton ist es beispielsweise notwendig, daß die Folie alkalibeständig ist. Vorzugsweise werden Folien verwendet, die gegen eine Vielzahl von Chemikalien beständig sind und insbesondere ist es auch möglich, die Vakuumisolationsplatten durch zusätzliche Folien oder weitere Isolationsschichten beidseitig abzudecken, die den direkten Kontakt mit einem Baumaterial, wie z. B. Beton verhindern, so daß nur die mit dem Baumaterial in Kontakt kommenden Schichten entsprechend beständig sein müssen, nicht aber die Folie der Isolierplatten selbst, in welche die isolierenden und gleichzeitig abstützenden Partikel eingeschweißt sind.It understands that in doing so only foils Use only a very low diffusion coefficient so that that Vacuum in the plate is maintained for a correspondingly long time. Especially metallized plastic films are suitable in which the metal is an aluminum layer, acts as a diffusion barrier layer. Furthermore, it is important to that this Material of the films in any case on the outside of the plates with the Building material compatible which is as a carrier layer is applied to both sides of the insulation plate. For the use For example, it is necessary for concrete to be alkali resistant. Preferably, films are used which are resistant to a variety of Chemical resistant In particular, it is also possible to use the vacuum insulation panels by additional Cover films or other insulation layers on both sides, the the direct contact with a building material, such. B. Prevent concrete, so that only corresponding to the layers coming into contact with the building material resistant not have to be but the foil of the insulating panels themselves, in which the insulating and at the same time supporting Particles welded are.
  • Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung werden deutlich anhand der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform und der dazugehörigen Figuren. Es zeigen:Further Advantages, features and applications of the present Invention will become apparent from the following description of a preferred embodiment and the associated Characters. Show it:
  • 1 eine Draufsicht auf eine (unterbrochene) Kante des erfindungsgemäßen Bauelements, 1 a top view of a (broken) edge of the device according to the invention,
  • 2 einen vergrößerten Randbereich aus der Ausführungsform nach 1, 2 an enlarged edge portion of the embodiment according to 1 .
  • 3 eine perspektivische Ansicht einer entsprechenden Platte, 3 a perspective view of a corresponding plate,
  • 4 einen Längsschnitt durch eine weitere Ausführungsform, 4 a longitudinal section through a further embodiment,
  • 5 eine Draufsicht auf eine tragfähige Platte, mit einer angedeuteten Position der Verbundanker und der Isolierplatten, und 5 a plan view of a load-bearing plate, with an indicated position of the composite anchor and the insulating plates, and
  • 6 eine Ausschnittvergrößerung des Eckbereichs von vier an ihren Ecken zusammenstoßenden Platten. 6 a partial enlargement of the corner of four at their corners colliding plates.
  • Man erkennt in 1 sehr deutlich die Sandwichstruktur des erfindungsgemäßen Bauelements, welches aus einer harten und tragfähigen Außenschale 1, einer harten und tragfähigen inneren Schale 2 und einer dazwischen angeordneten Isolierschicht 3 besteht. Weithin erkennt man, daß die äußere Platte 1 gegenüber der inneren Platte 2 und auch gegenüber der Isolierschicht 3 etwas versetzt ist, so daß sich auf einer Seite ein Falz 7 bildet, während auf der anderen Seite ein komplementärer Falz 7' zu erkennen ist, so daß man gleichartige Bauelemente dieser Art sehr leicht zusammensetzen kann, ohne daß nennenswerte Fugen entstehen.One recognizes in 1 very clearly the sandwich structure of the device according to the invention, which consists of a hard and stable outer shell 1 , a hard and stable inner shell 2 and an insulating layer disposed therebetween 3 consists. It is widely recognized that the outer plate 1 opposite the inner plate 2 and also opposite the insulating layer 3 is slightly offset, so that on one side a fold 7 forms, while on the other side a complementary fold 7 ' can be seen, so that you can very easily assemble similar components of this type without significant joints arise.
  • 2 zeigt ein Detail aus 1, so daß man am Rand der Isolierschicht 3 eine Schutzschicht 4 erkennen kann. Auch hier kann es sich beispielsweise um faserverstärkten Kunststoff handeln oder um irgendein anderes Material geringer Wärmeleitung, welches ausreichend stabil ist bzw. Schutz bietet für die unter Umständen sehr empfindliche Schicht 3. Insbesondere wenn die Schicht 3 aus Platten besteht, die aus einer mit Mikropartikeln gefüllten und anschließend evakuierten Kunststoffolie bestehen. Eine solche evakuierte Folie ist relativ empfindlich gegen mechanische Beschädigungen, weil eine Beschädigung der Folie dazu führt, daß das Vakuum gebrochen wird, so daß sich der Hohlraum mit Luft füllt und dabei die Partikel auch wieder ihre lockere Struktur annehmen und nicht mehr als relativ biegesteife Platte erkennbar sind. Dabei geht die Isolationseigenschaft der Platte weitgehend verloren, wohingegen die Platten im evakuierten Zustand eine hervorragende Isolationsfähigkeit aufweisen und das im übrigen häufig verwendete Polystyrol um ein Vielfaches übertreffen. In 3 ist eine entsprechende Platte in einer perspektivischen Darstellung wiedergegeben, wobei hier zur Verdeutlichung die Falze etwas überhöht gezeichnet sind. 2 shows a detail 1 so that you are at the edge of the insulating layer 3 a protective layer 4 can recognize. Again, it may be, for example, fiber-reinforced plastic or any other material of low heat conduction, which is sufficiently stable or provides protection for the possibly very sensitive layer 3 , Especially if the layer 3 consists of plates consisting of a microparticle-filled and subsequently evacuated plastic film. Such an evacuated film is relatively sensitive to mechanical damage, because damage to the film causes the vacuum to be broken so that the cavity fills with air and the particles again assume their loose structure and no longer as a relatively rigid plate are recognizable. In this case, the insulating property of the plate is largely lost, whereas the plates in the evacuated state have excellent insulation and exceed the otherwise often used polystyrene many times over. In 3 is a corresponding plate reproduced in a perspective view, in which case the folds are drawn slightly exaggerated here for clarity.
  • In 4 erkennt man eine weitere Ausführungsform der Erfindung, die gekennzeichnet ist durch zwei zusätzliche Schutzschichten 5, 6, welche die eigentliche Isolierschicht beiderseitig umgeben. Dabei kann es sich um herkömmliches Isolationsmaterial handeln, welches mechanisch relativ widerstandsfähig ist und seinerseits auch zu einer guten Isolation beiträgt. Insbesondere wenn zu befürchten ist, daß die Schalen 1 und 2, die z. B. aus Stahlbeton bestehen, mit ihren rauhen Innenflächen oder durch hervorstehende Steine oder dergleichen die Oberfläche einer Vakuumisolation beschädigen, so daß das Vakuum gebrochen wird und damit die Isolationswirkung weitgehend verlorengeht, kann es zweckmäßig sein, die Vakuumisolierschicht 3 durch zwei zusätzliche andere Schichten 5, 6 mechanisch zu schützen.In 4 recognizes another embodiment of the invention, which is characterized by two additional protective layers 5 . 6 which surround the actual insulating layer on both sides. This may be conventional insulation material, which is mechanically relatively resistant and in turn also contributes to a good insulation. In particular, if it is to be feared that the shells 1 and 2 that z. B. made of reinforced concrete, with their rough inner surfaces or by protruding stones or the like damage the surface of a vacuum insulation, so that the vacuum is broken and thus the insulation effect is largely lost, it may be appropriate, the vacuum insulation 3 through two additional layers 5 . 6 mechanically protect.
  • Auch die freie Kante der Isolierschicht 3 und auch der zusätzlichen Schutzschichten 5 und 6 wird wieder durch ein Schutzmaterial 4 bzw. 4' abgedeckt. Dabei kann das Material der Schutzschicht 4 auch dasselbe sein wie das der Schichten 5 und 6.Also the free edge of the insulating layer 3 and also the additional protective layers 5 and 6 is again protected by a protective material 4 respectively. 4 ' covered. In this case, the material of the protective layer 4 also the same as that of the layers 5 and 6 ,
  • 5 zeigt eine Draufsicht auf ein in Form einer rechtwinkligen Platte hergestelltes Bauelement gemäß der vorliegenden Erfindung. Dabei sind zusätzlich auch die Isolierplatten 3 und die Verbundanker 8 eingezeichnet. Wie man erkennt, wird die Plattenfläche der Platten 1, 2 durch mehrere Platten der Isolierschicht 3 abgedeckt. Wie man in 6 erkennt, weisen die Platten 3 an ihren Ecken allesamt Abschrägungen auf, so daß insgesamt eine Aussparung 9 gebildet wird, durch welche ein Verbundanker 8 hindurchgreifen kann. Wie man sieht, sind bei dem hier dargestellten Bauelement 4 größere Isolierplatten zu einem Rechteck zusammengesetzt und es sind weiterhin auch schmale Randplatten vorgesehen, und all diese Platten werden unter anderem auch durch die Verbundanker 8 an ihrem Platz gehalten, zumindest solange bis auf die Platten 3 die weitere Schale aufgebracht ist, so daß die Isolierschicht 3 von beiden Seiten durch eine tragfähige Schale abgedeckt ist. 5 shows a plan view of a manufactured in the form of a rectangular plate device according to the present invention. In addition, the insulating panels are also included 3 and the composite anchors 8th located. As you can see, the plate surface of the plates 1 . 2 through several plates of the insulating layer 3 covered. How to get in 6 recognize, assign the plates 3 at their corners all bevels, so that a total of a recess 9 is formed, through which a composite anchor 8th can reach through. As you can see, are in the device shown here 4 larger insulation panels assembled into a rectangle and there are also provided narrow edge plates, and all these plates are, inter alia, by the composite anchors 8th held in place, at least until the plates 3 the further shell is applied, so that the insulating layer 3 is covered by a viable shell from both sides.

Claims (20)

  1. Wärmeisolierendes, tragfähiges Bauelement für Gebäude, mit einer Mehrschichtstruktur mit mindestens einer äußeren Schale (1) aus einem tragfähigen Material, mindestens einer inneren Schale (2) aus einem tragfähigen Material und mindestens einer zwischen der äußeren und der inneren Schale (1, 2) angeordneten Isolierschicht (3), wobei die äußere und die innere Schicht (1, 2) durch Verbundanker (8) geringer Wärmeleitfähigkeit miteinander verbunden sind und wobei die Verbundanker (8) sich durch Aussparungen in der Isolierschicht (3) erstrecken, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolierschicht eine Vakuumisolierschicht istHeat-insulating, load-bearing component for buildings, having a multilayer structure with at least one outer shell ( 1 ) of a load-bearing material, at least one inner shell ( 2 ) of a load-bearing material and at least one between the outer and the inner shell ( 1 . 2 ) arranged insulating layer ( 3 ), wherein the outer and the inner layer ( 1 . 2 ) by composite anchor ( 8th ) of low thermal conductivity are connected to each other and wherein the composite anchor ( 8th ) through recesses in the insulating layer ( 3 ), characterized in that the insulating layer is a vacuum insulating layer
  2. Bauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierschicht aus evakuierten Hohlkörpern, insbesondere aus mikroporösen oder nanoporösen Partikeln besteht.Component according to Claim 1, characterized that the Insulating layer of evacuated hollow bodies, in particular of microporous or nanoporous particles consists.
  3. Bauelement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlkörper maximale Abmessungen von weniger als 5 mm, vorzugsweise von weniger als 1 mm, haben und vorzugsweise nahezu kugelförmig sind.Component according to claim 2, characterized in that the hollow body maximum dim tions of less than 5 mm, preferably less than 1 mm, and are preferably almost spherical.
  4. Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierschicht (3) aus Partikeln geringer Wärmeleitfähigkeit gebildet wird, welche in Plattenform in eine evakuierte Folie eingeschweißt sind.Component according to one of Claims 1 to 3, characterized in that the insulating layer ( 3 ) is formed from particles of low thermal conductivity, which are welded in plate form in an evacuated film.
  5. Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Partikel und/oder Hohlkörper aus pyrogener Kieselsäure in Form eines nano- oder mikroporösen Pulvers bestehen.Component according to one of Claims 1 to 4, characterized that the Particles and / or hollow bodies from fumed silica in the form of a nano- or microporous powder.
  6. Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbundanker (8) aus einem faserverstärkten Kunststoff bestehen.Component according to one of Claims 1 to 5, characterized in that the composite anchors ( 8th ) consist of a fiber-reinforced plastic.
  7. Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Schale (1) und die innere Schale (2) aus Beton oder Leichtbeton bestehen.Component according to one of Claims 1 to 6, characterized in that the outer shell ( 1 ) and the inner shell ( 2 ) consist of concrete or lightweight concrete.
  8. Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß es aus einer plattenförmigen Außenschale (1), einer plattenförmigen Innenschale (2) und mehreren dazwischen angeordneten Isolierplatten besteht, deren Fläche insgesamt in etwa der Fläche der Außenschale und der Innenschale entspricht.Component according to one of claims 1 to 7, characterized in that it consists of a plate-shaped outer shell ( 1 ), a plate-shaped inner shell ( 2 ) and a plurality of insulating plates arranged therebetween, the surface of which in total corresponds approximately to the surface of the outer shell and the inner shell.
  9. Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß es als Verbundplatte hergestellt ist, die im wesentlichen rechteckig ist.Component according to one of Claims 1 to 8, characterized that it is made as a composite plate, which is substantially rectangular is.
  10. Bauelement nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte an jeweils zwei zusammenhängenden Seiten einen Falz (7) aufweist, während die beiden gegenüberliegenden Seiten mit einem komplementären Falz (7') versehen sind.Component according to claim 9, characterized in that the plate on each two contiguous sides a fold ( 7 ), while the two opposite sides with a complementary fold ( 7 ' ) are provided.
  11. Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenräume in der Isolierschicht durch Abschrägungen der Ecken rechtwinkliger Isolierplatten (3) gebildet sind.Component according to one of Claims 1 to 10, characterized in that the interstices in the insulating layer are formed by chamfering the corners of rectangular insulating panels ( 3 ) are formed.
  12. Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Kante der Isolierschicht umlaufend von einer Schutzschicht abgedeckt ist.Component according to one of Claims 1 to 11, characterized that the outer edge of the Insulating layer is circumferentially covered by a protective layer.
  13. Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierschicht von der inneren und der äußeren Schale durch jeweils eine zusätzliche Schutzschicht (5, 6) getrennt ist.Component according to one of claims 1 to 12, characterized in that the insulating layer of the inner and outer shell by an additional protective layer ( 5 . 6 ) is disconnected.
  14. Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierschicht aus mehreren vakuumisolierten Platten besteht, die durch mindestens eine mehrere nebeneinander angeordnete Platten überdeckende Folie zusammengehalten werden, wobei die Folie vorzugsweise beidseitig auf den Platten angeordnet ist und wobei die Folie Verbundanker trägt, die in Zwischenräume zwischen den einzelnen vakuumisolierten Platten eingesteckt sind und auf beiden Seiten aus den Abdeckfolien hervorstehen.Component according to one of Claims 1 to 13, characterized that the Insulating layer consists of several vacuum-insulated panels through at least one more juxtaposed plates covering Foil are held together, the film preferably on both sides is arranged on the plates and wherein the foil is composite anchor wearing, the in between spaces are inserted between the individual vacuum-insulated plates and protrude from the covers on both sides.
  15. Verfahren zur Herstellung wärmeisolierender, tragfähiger Bauelemente für Gebäude, mit den folgenden Merkmalen: a) Gießen einer ersten Platte aus einem tragfähigen Material in eine Schalung, die gegebenenfalls auch eine Bewehrung enthält, b) Einsetzen von Verbundankern entweder vor dem Gießen der ersten Platte in den Schalungshohlraum oder in das noch nicht ausgehärtete Material der ersten Platte an Positionen, die dem Rastermaß von Zwischenräumen zwischen Isolierplatten entsprechen, und Aushärtenlassen der ersten Platte, c) Gießen einer zweiten Platte, deren Maße mit denen der ersten Platte korrespondieren, in eine Schalung, die gegebenenfalls eine Bewehrung enthält, d) Auflegen der ersten Platte auf die zweite Platte, die sich im noch nicht ausgehärteten Zustand befindet, wobei die aus der ersten Platte hervorstehenden Verbundanker (8) in das Material der zweiten Platte eingedrückt werden, e) vor oder während der Schritte b) oder d) Anordnen von Vakuumisolationsplatten auf der ersten bzw. zwischen der ersten und der zweiten Platte, wobei die Vakuumisolationsplatten im Bereich der Verbundanker Zwischenräume aufweisen,A method of manufacturing heat insulating structural building elements, comprising the following features: a) casting a first sheet of viable material into a formwork, optionally including a reinforcement, b) inserting composite anchors either prior to casting the first sheet into the formwork Forming cavity or in the uncured material of the first plate at positions corresponding to the pitch of interstices between insulating and curing of the first plate, c) casting a second plate whose dimensions correspond to those of the first plate in a formwork, the optionally containing a reinforcement, d) placing the first plate on the second plate, which is in the uncured state, wherein the protruding from the first plate composite anchor ( 8th ) are pressed into the material of the second plate, e) before or during steps b) or d) placing vacuum insulation plates on the first or between the first and the second plate, wherein the vacuum insulation panels have spaces in the region of the composite anchors,
  16. Verfahren nach Anspruch 15, wobei die Isolierplatten (3) vor dem Auflegen der ersten Platte auf die zweite Platte entweder an der ersten Platte fixiert oder auf die noch nicht ausgehärtete zweite Platte aufgelegt werden.Method according to claim 15, wherein the insulating plates ( 3 ) are fixed either on the first plate or placed on the not yet cured second plate before placing the first plate on the second plate.
  17. Verfahren nach Anspruch 15 oder 16, wobei die Platten rechteckig sind, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Platte etwa in Richtung ihrer Diagonalen relativ zur zweiten Platte etwas versetzt mit dieser verbunden wird.The method of claim 15 or 16, wherein the plates are rectangular, characterized in that the first plate approximately in Direction of their diagonal relative to the second plate slightly offset connected to this.
  18. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Platte und die Vakuumisolierplatten beim Auflegen auf die zweite Platte an Führungselementen der Schalung der zweiten Platte geführt werden.Method according to one of claims 15 to 17, characterized that the first plate and the vacuum insulation panels when placed on the second plate on guide elements the formwork of the second plate are performed.
  19. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Kante der Isolierschicht, die zwischen den äußeren und inneren Schalen angeordnet ist, durch eine Verstärkungsschicht abgedeckt wird.Method according to one of claims 15 to 18, characterized that the Edge of the insulating layer, which is arranged between the outer and inner shells is through a reinforcing layer is covered.
  20. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Vakuumisolationsplatten nebeneinander beidseitig mit einer Folie abgedeckt und/oder verklebt werden, welche die mehreren Vakuumisolationsplatten zu einer größeren Platte zusammenfaßt, wobei im Bereich von Zwischenräumen zwischen den Vakuumisolationsplatten Dübel durch die Folien hindurchgesteckt werden, die beiderseits der Folien hervorstehen und wobei diese Einheiten als Ganzes gemäß Schritt b) auf eine erste Platte aufgelegt und dabei die Verbundanker in die erste Platte eingedrückt werden, woraufhin eine zweite Platte auf die freie Seite der größeren Isolierplatte gegossen wird, aus der jeweils ein Abschnitt der Verbundanker in das Material der zweiten Platte hervorsteht.Method according to one of claims 15 to 19, characterized that several Vacuum insulation panels side by side on both sides with a foil covered and / or glued, which are the multiple vacuum insulation panels to a larger plate summarizes, being in the range of spaces Inserted between the vacuum insulation panels dowels through the films which protrude on both sides of the films and these Units as a whole according to step b) placed on a first plate while the composite anchor in pressed in the first plate Then, place a second plate on the free side of the larger insulating plate is poured from each one section of the composite anchor in the material of the second plate protrudes.
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