-
Die
Erfindung betrifft ein Wand- oder Deckenelement nach dem Oberbegriff
des Anspruchs 1.
-
Derartige
Wand- und Deckenelemente sind aus der Praxis bekannt. Sie weisen üblicherweise
einen dreischichtigen Aufbau auf, wobei die Dämmschicht in der Mitte angeordnet
ist.
-
Weiterhin
sind gattungsgemäße Wand-
oder Deckenelemente bekannt, bei denen zwei Schichten aus Betonwerkstoff
bekannt sind, von denen die eine als so genannte „Holzbeton" Holzschnitzel enthält und als
Dämmschicht
dient, während
die andere Schicht, ohne eingelagerte Holzschnitzel, als lastabtragende
Schicht dient. Diese Schichten können nass-in-nass
gefertigt werden, so dass sich ein inniger Verbund zwischen den
beiden Schichten ergibt.
-
Allerdings
ist das thermische Ausdehnungsverhalten der beiden Schichten stark
unterschiedlich. Um ein Abreißen
der beiden Schichten voneinander zu vermeiden, sind daher metallische
Verbindungselemente in Form von Ankern vorgesehen, die ähnlich wie
Bewehrungselemente aus Stahldraht ausgestaltet sind.
-
Die
Bewehrungselemente stellen einerseits einen zusätzlichen Kostenfaktor bei der
Herstellung eines Wand- oder Deckenelementes dar, da sie sowohl
Herstellungs- als auch Lagerkosten verursachen sowie durch ihre
erforderliche Handhabung Montagekosten aufgrund der aufgewendeten
Zeit verursachen. Zudem stellen sie eine thermische Brücke dar,
was ggf. unerwünscht
sein kann.
-
Der
Erfindung legt die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Wand-
oder Deckenelement dahingehend zu verbessern, dass dieses eine optimale Dämmwirkung
aufweisen kann und möglichst
preisgünstig
gefertigt werden kann.
-
Diese
Aufgabe wird durch ein Wand- oder Deckenelement mit den Merkmalen
des Anspruchs 1 gelöst.
-
Die
Erfindung schlägt
mit anderen Worten vor, die beiden unterschiedlich thermisch arbeitenden
Schichten so aufeinander abzustellen, dass die thermischen Ausdehnungskoeffizienten
möglichst ähnlich sind.
Beispielsweise verhalten sich die thermischen Ausdehnungskoeffizienten
zwischen Polystyrolschaum einerseits und einer lastabtragenden Betonschicht
andererseits etwa 0,6:10. Demgegenüber kann durch die vorgeschlagene
Ausgestaltung der Dämmschicht
als Schicht aus einem Betonwerkstoff der Unterschied zwischen den
beiden Schichten im Vergleich zu Polystyrolschaum halbiert werden,
so dass beispielsweise die Ausdehnungskoeffizienten zwischen einer
Betonwerkstoff-Dämmschicht
einerseits und einer lastabtragenden Betonschicht andererseits ein
Verhältnis
von 1,2:10 aufweisen können, so
dass die mechanische Belastung an der Grenzfläche dieser beiden Schichten
gegenüber
der vorerwähnten
Ausgestaltung mit einem Polystyrolschaum als Dämmschicht halbiert ist. Zudem
ist vorschlagsgemäß vorgesehen,
dass die lastabtragende Schicht unmittelbar an die Dämmschicht
grenzt und diese beiden Schichten fest miteinander verbunden sind. Aufgrund
der Annäherung
der thermischen Ausdehnungskoeffizienten der beiden Schichten aneinander kann
ein dauerhafter Verbund zwischen den beiden Schichten ermöglicht werden,
wobei in Anpassung an die jeweilige Ausgestaltung der Dämmschicht
einerseits und der lastabtragenden Schicht andererseits der Verbund
zwischen den beiden Schichten so ausgestaltet ist, dass die Dauerhaftigkeit
dieses Verbundes über
beispielsweise einen Zeitraum von 50 Jahren in einer Weise sichergestellt
ist, dass aufgrund der jahreszeitlich bedingten zyklischen Temperaturbe lastungen
der Verbund nur um etwa 30% innerhalb dieser erwähnten 50 Jahre geschwächt wird, während aus
der Praxis bekannte vergleichbare Wärmedämmverbundsysteme maximal eine
Standzeit von 25 Jahren aufweisen, d. h., die Festigkeit des Verbundes
nach dieser Zeitdauer von 25 Jahren zu 100% beeinträchtigt ist.
-
Die
zwangfreie Anpassung der tragenden Betonschicht an die Dämmschicht
aus einem Betonwerkstoff bedeutet, dass bei den sommerlichen oder winterlichen
Temperatureinwirkungen die entsprechenden Verformungen der beiden
Schichten den Verbund zwischen diesen beiden Schichten nicht gefährden.
-
Die
Dämmschicht
ist vorteilhaft als hochdämmender
Abfallbeton ausgestaltet. Entsprechend dem Begriff „Stahlbeton", demgemäß in den übrigen Beton
Stahl eingelagert ist, oder „Polymerbeton", demgemäß der Beton
Kunststoff enthält,
handelt es sich bei dem „Abfallbeton" nicht um aufbereiteten,
alten Beton, sondern um eine Betonschicht, die wärmedämmende Schnitzel aus Abfallstoffen
bzw. Recyclat enthält.
Im Vergleich zu dem aus der Praxis bekannten Holzbeton, wo Holzschnitzel
mit definierter Größe verwendet
und gegebenenfalls als Rohstoff vergleichsweise teuer zugekauft
werden müssen, können die
Abfallstoffe, die ebenfalls wärmedämmende Eigenschaften
aufweisen, erheblich preisgünstiger
zugekauft werden, so dass hierdurch die Entstehungskosten des Wand-
oder Deckenelementes wirtschaftlich positiv beeinflusst werden können.
-
Beispielsweise
kann die Dämmschicht EDV-Schrott,
Plastikmüll,
Holzspäne,
Verpackungsreste oder vergleichbare, thermisch isolierende Abfallstoffe,
ggf. in Form einer Mischung dieser unterschiedlichen Abfallsorten,
enthalten. Bezogen auf den im Betonwerkstoff enthaltenen Gewichtsanteil Sand,
der beispielsweise als Gewichtsanteil von 1 angenommen wird, betragen
die Gewichtsanteile von EDV-Schrott beispielsweise 1, 3, von Holzspänen 1, 9,
von Plastikmüll 2, 4 und
von Verpackungsmüll
bei spielsweise 3, 1, wobei die Wärmeleitfähigkeit
der Wetterschale bei 0,08 bis 0,15 W/mK liegt und eine Trockenrohdichte
bei etwa 0,4 bis 0,8 kg/m3 liegt. Die Ausgangsstoffe
dürfen,
um die gewünschte
Isolationswirkung und die gewünschte
Verarbeitbarkeit sicherzustellen, eine Eigenfeuchte von vorzugsweise maximal
3% aufweisen.
-
Vorteilhaft
kann das Wand- oder Deckenelement aus nur den zwei vorerwähnten Schichten
bestehen, nämlich
der Dämmschicht
und der lastabtragenden Schicht.
-
Die
aus Betonwerkstoff bestehende Dämmschicht
kann auf ihrer der lastabtragenden Schicht gegenüberliegenden Oberfläche, also
auf der Außenseite
eines Gebäudes,
witterungsfest ausgestaltet sein, beispielsweise gestrichen werden
oder mit einer separaten Verblendung versehen werden, die einen
Witterungsschutz für
das Gebäude
und insbesondere für
die Dämmschicht
darstellt, so dass durch Feuchtungen der Dämmschicht, die eine Verschlechterung
der Wärmedämmung bewirken
würden,
zuverlässig
vermieden werden.
-
Alternativ
kann die Dämmschicht
an ihrer Außenseite
eine Putzschicht aufweisen, die den gewünschten Feuchtigkeitsschutz
für die
Dämmschicht darstellt.
-
Vorteilhaft
kann die gewünschte
Verbundwirkung zwischen den beiden Schichten dadurch erzielt werden,
dass zumindest eine der beiden aneinander grenzenden Oberflächen der
lastabtragenden Schicht bzw. der Dämmschicht eine definierte Haftstruktur
aufweist. Im Vergleich zu einer herkömmlichen Fertigung, bei der
die Oberflächenausgestaltung
nahezu zufällig
erfolgt, kann besonders vorteilhaft vorgesehen sein, die Verbundwirkung
der aneinander grenzenden Schichten dadurch zuverlässig einzustellen,
dass wenigstens eine der beiden Grenzflächen eine definierte Haftstruktur
aufweist.
-
Diese
definierte Haftstruktur kann beispielsweise dadurch erzielt werden,
dass die Oberfläche bewusst
aufgeraut wird. So kann beispielsweise vorgesehen sein, eine erste
Schicht, beispielsweise die lastabtragende Schicht, als massive
Betonplatte liegend zu gießen
und auf die Oberfläche
dieser liegenden ersten Schicht mithilfe eines Rechens o. dgl. einzuwirken,
solange die Oberfläche
noch verformbar ist, so dass beispielsweise eine gewisse Rautiefe
eingestellt werden kann. An Stelle eines Rechens kann ein mit Vorsprüngen (beispielsweise
Nägeln)
versehenes Brett über
die Oberfläche
dieser zuerst hergestellten Schicht gezogen werden, um die gewünschte Oberflächenrauhigkeit
sowohl hinsichtlich der Rautiefe als auch hinsichtlich der Abstände der
einzelnen Riefen zueinander einzustellen und auf diese Weise eine
definierte Haftstruktur dieser Oberfläche zu bewirken.
-
Vorteilhaft
kann die Rautiefe mehr als 2 mm betragen beispielsweise 4 oder 5
mm um eine zuverlässige
Anbindung an die weitere Schicht zu ermöglichen.
-
Vorteilhaft
können
in einer der beiden Schichten Polymerfasern vorgesehen sein, um
die Verbundwirkung zu verbessern. Dies kann einerseits die Verbundwirkung
an der Oberfläche
der betreffenden Schicht betreffen, also den Verbund mit der benachbarten
Schicht. Andererseits können
in der Dämmschicht
Polymerfasern vorgesehen sein, um einen Verbund des Betons mit den
eingelagerten Abfallschnitzeln zu verbessern.
-
Vorteilhaft
können
in einer der beiden Schichten Mikrosilika-Teilchen vorgesehen sein. Auch dies
kann den Verbund zwischen den beiden Schichten verbessern helfen
oder den Verbund innerhalb der Dämmschicht
zwischen dem Beton und den eingelagerten Abfallschnitzeln.
-
Vorteilhaft
können
die beiden Schichten eine gemeinsame Grenzfläche aufweisen, die mit einer Vielzahl
von Hinterschnei dungen versehen ist. Dabei sind die Hinterschneidungen
jeweils von einer Schicht ausgebildet und werden von der anderen Schicht
hintergriffen, so dass ein intensiver, mechanisch hoch belastbarer
Verbund zwischen den beiden Schichten geschaffen wird.
-
Beispielsweise
können
die Hinterschneidungen durch sich gegenseitig hintergreifende, etwa schwalbenschwanzförmige Oberflächenprofilierungen
der beiden Schichten geschaffen werden, also durch sich gegenseitig
hintergreifende Trapezquerschnitte.
-
Die
Ausgestaltung der mit Hinterschneidungen versehenen Oberflächen der
beiden Schichten kann vorteilhaft durch ein so genanntes Formblech begünstigt werden,
wobei dieses so genannte Formblech nicht notwendigerweise aus Metall,
also beispielsweise aus einem Blech gebildet sein muss, sondern
beispielsweise auch aus Kunststoff bestehen kann. Es handelt sich
dabei um ein Flächenelement,
welches seinerseits die Hinterschneidungen aufweist. Es kann beispielsweise
in die noch feuchte Oberfläche
der zuerst hergestellten Schicht eingedrückt werden. Diese erste Schicht
kann beispielsweise liegend ausgerichtet werden und die zweite Schicht
kann dann auf die erste Schicht aufgegossen werden, wobei die Fliesfähigkeit
der Betonwerkstoffe jeweils dafür
Sorge trägt,
dass die beiden Schichten jeweils formschlüssig an das Formblech anschließen. Das
Formblech selbst muss dabei keine großen Kräfte aufnehmen, es dient vielmehr
zur Ausgestaltung und Formgebung der Oberflächenprofilierung der beiden
aneinander grenzenden Schichten, so dass diese dann aufgrund der
Oberflächenprofilierung
den gewünschten
Verbund bilden.
-
Vorteilhaft
kann die Haftung der beiden Schichten aneinander durch einen Haftvermittler
verbessert werden, der zwischen den beiden Schichten vorgesehen
ist. Insbesondere wenn kein Formblech, welches die beiden Schichten
voneinander trennt, vorgesehen ist, kann der Haftvermittler die
Haftwirkung der bei den Betonwerkstoffe aneinander verbessern, so
dass die gewünschte
Belastbarkeit des gesamten Wand- oder Deckenelementes auch unter den
temperaturbedingt auftretenden Verformungen der beiden Schichten
gegeben ist.
-
Beispielsweise
kann die erste Schicht hergestellt und als liegendes Element ausgerichtet
werden. Anschließend
wird der Haftvermittler auf diese erste Schicht aufgetragen und
anschließend
kann die zweite Schicht auf die erste Schicht aufgegossen werden,
wobei der Haftvermittler die Ausbildung des gewünschten Verbundes zwischen
den beiden Schichten begünstigt.
Insbesondere wenn eine vergleichsweise geringe Oberflächenrauhigkeit
der ersten Schicht gegeben ist, ihre Haftstruktur also vergleichsweise
schwach ausgeprägt
ist, kann der Haftvermittler den gewünschten Verbund sicherstellen.
-
Vorteilhaft
kann der Haftvermittler in an sich bekannter Weise als Zement- und
Kunststoffdispersionsangereicherte Einschlämmmasse mit Acrylsäurenvergütung ausgestaltet
sein, so dass ein an sich bekanntes und handelsübliches Produkt mit bekannten
und positiven Eigenschaften als Haftvermittler genutzt wird, welches
wirtschaftlich erhältlich
ist. Dieser Haftvermittler kann vorteilhaft in flüssiger Form aufgetragen
werden, so dass eine problemlose und schnelle Handhabung des Haftvermittlers
ermöglicht wird
und auf diese Weise die möglichst
wirtschaftliche Herstellung des Wand- oder Deckenelementes begünstigt wird.
-
Vorteilhaft
kann die lastabtragende Schicht aus einem tragfähigen Leichtbeton ausgebildet
sein, so dass der Transport und die Handhabung des Wand- oder Deckenelementes
vereinfacht und insbesondere möglichst
wirtschaftlich ermöglicht
werden.
-
Vorteilhaft
kann eine Dampfdiffusionsbremse vorgesehen sein, so dass beispielsweise
die Dämmschicht
vor unerwünschter
Feuchtigkeit in Form von Wasserdampf geschützt werden kann.
-
Diese
Dampfdiffusionsbremse kann vorteilhaft in einer der beiden Schichten
als Lochblech vorgesehen sein. Dieses Lochblech besteht aus einem für Wasserdampf
undurchlässigen
Material, kann also beispielsweise aus Metall oder Kunststoff bestehen
und weist Durchtrittsöffnungen
auf, die verhindern, dass die Dampfdiffusionsbremse den Verbund des
Betonwerkstoffs innerhalb der betreffenden Schicht unterbricht.
Die Dampfdiffusionsbremse erstreckt sich im Wesentlichen über die
gesamte Fläche
des Wand- oder Deckenelementes, so dass die gewünschte Schutzwirkung gegen
einen Feuchtetransport quer durch die Schicht gegeben ist.
-
Vorteilhaft
kann das Lochblech als gelochtes Flächenelement aus Metall ausgestaltet
sein, beispielsweise als Aluminiumfolie oder Aluminiumblech. Eine
Profilierung dieses Flächenelementes,
beispielsweise mit näpfchenartigen
Vertiefungen bzw. Vorsprüngen
kann zusätzlich
zu den Durchtrittsöffnungen,
die im Lochblech vorgesehen sind, den Verbund innerhalb der das
Lochblech aufweisenden Schicht verbessern helfen, so dass die Schicht
beispielsweise auch gegen Scherkräfte gesichert ist.
-
Vorteilhaft
kann das Wand- oder Deckenelement frei von Eisenankern sein, die
ansonsten, wie eingangs beschrieben, ähnlich wie Bewehrungsstahl, zur
Verbindung zweier jeweils aus einem Betonwerkstoff bestehender Schichten
dienen. Durch den Verzicht auf diese Armierung bzw. Anker wird einerseits die
möglichst
wirtschaftliche Herstellbarkeit des Wand- oder Deckenelementes begünstigt und
andererseits eine Wärmebrücke vermieden,
welche ansonsten eine Wärmeleitung
von der einen in die andere Schicht ermöglichen könnte.
-
Vorteilhaft
kann die Dämmschicht
die Außenschicht
des Wand- oder Deckenelementes
bilden, während
die lastabtragende Schicht die zum Gebäudeinneren gerichtete Innenschicht
bildet. Auf diese Weise wird eine möglichst gute Wärmedämmung unterstützt.
-
Vorteilhaft
kann das vorerwähnte
Lochblech auf der zum Gebäudeinneren
gerichteten Seite von den Dämmstoffen
angeordnet sein, beispielsweise noch in der Dämmschicht oder auch in der
lastabtragenden Schicht. Auf jeden Fall wird hierdurch verhindert,
dass Wasserdampf vom Inneren her, beispielsweise aus einer Küche, einem
Badezimmer o. dgl. feuchtigkeitsbeladenen Raum durch das Wand- oder Deckenelement
hindurch bis an die Dämmstoffe
gelangen kann und den Wärmeleitwert
der Dämmschicht
negativ beeinträchtigen
kann.
-
Vorteilhaft
kann die Dämmschicht
wenigstens ein evakuiertes Dämmelement
enthalten. Aufgrund der hohen Isolationswirkung evakuierter Elemente
kann mithilfe derartiger Dämmelemente
eine besonders hohe Dämmwirkung
der Dämmschicht
erzielt werden. Es kann sich dabei beispielsweise um Granulat oder ähnlich kleine
Teile handeln. Besonders vorteilhaft kann jedoch ein so genanntes
Vakuumpaneel verwendet werden, welches großflächig eine wirksame Unterbrechung
der Wärmeleitung
in der Dämmschicht
sicherstellt. Derartige Vakuumpaneele können beispielsweise in an sich
bekannter, handelsüblicher
Ausgestaltung aus Aluminium bestehen, wobei je nach Größe des Wand- oder Deckenelementes
mehrere handelsübliche
evakuierte Dämmelemente,
beispielsweise mehrere handelsübliche Vakuumpaneele
eingesetzt werden können,
um einerseits eine möglichst
großflächige Vakuum-Dämmwirkung
innerhalb der Dämmschicht
zu ermöglichen und
andererseits handelsübliche
Dämmelemente
zu verwenden, die im Vergleich zu Sonderanfertigungen besonders
wirtschaftlich sind.
-
Ein
Ausführungsbeispiel
eines vorschlagsgemäßen Wand-
oder Deckenelementes wird anhand der rein schematischen Darstellung
nachfolgend näher
erläutert.
-
Dabei
ist mit 1 insgesamt ein vorgefertigtes Wand- oder Deckenelement
bezeichnet, welches rein beispielhaft liegend dar gestellt wird,
wobei diese Ausrichtung beispielsweise dem in der Fertigung verwendeten
Aufbau des Wand- oder Deckenelementes entspricht. So wird zunächst eine
in der Zeichnung unten dargestellte lastabtragende Schicht 2 aus
einem Betonwerkstoff gegossen, beispielsweise mit einer Schichtdicke
von etwa 10 cm Es handelt sich dabei um einen tragfähigen Leichtbeton,
der als Betonwerkstoff für
die lastabtragende Schicht 2 verwendet wird.
-
Wenn
die obere Oberfläche
der gegossenen lastabtragenden Schicht 2 noch verformbar
ist, wird eine definierte Oberflächenrauhigkeit
dieser Schicht 2 eingestellt, beispielsweise indem die
Oberfläche mittels
eines Rechens aufgeraut wird. Anschließend wird auf den noch feuchten
Betonwerkstoff der lastabtragenden Schicht 2 ein Haftvermittler 3 aufgetragen.
Dieser Haftvermittler 3 liegt in flüssiger Form vor, so dass er
besonders einfach und schnell im Sprühverfahren auf die lastabtragende
Schicht 2 aufgetragen werden kann.
-
Anschließend wird
eine obere Dämmschicht 4 aufgebracht,
beispielsweise in einer Schichtdicke von etwa 20 cm. Diese Dämmschicht 4 bildet
die so genannte Wetterschale, während
die lastabtragende Schicht 2 die so genannte Tragschale
des Wand- oder Deckenelementes 1 bildet.
Die Dämmschicht 4 ist
als so genannter Abfallbeton ausgestaltet, also als Betonwerkstoff,
der wärmedämmende Schnitzel
aus Abfallstoffen enthält.
In die Dämmschicht 4 ist
ein Lochblech 5 eingelegt, welches sich im Wesentlichen über die
ganze Fläche
des Wand- oder Deckenelementes 1 erstreckt, Durchtrittsöffnungen
aufweist, um den Verbund innerhalb der Dämmschicht 4 nicht zu
gefährden
und andererseits aus einem für
Wasserdampf undurchlässigen
Material besteht, so dass beispielsweise das Lochblech 5 als
Aluminiumlochblech ausgestaltet sein kann.