DE102007025469A1

DE102007025469A1 - Wärmedämmelement mit Lüftungskanälen

Info

Publication number: DE102007025469A1
Application number: DE102007025469A
Authority: DE
Inventors: Gerd Prof.Dr.-Ing. Hauser
Original assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Current assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Priority date: 2007-05-31
Filing date: 2007-05-31
Publication date: 2008-12-11
Also published as: HRP20110680T1; DK2155979T3; US20100175340A1; EP2155979B1; WO2008145402A2; CN101755097A; CN101755097B; ES2369042T3; US8756887B2; PL2155979T3; ATE523643T1; SI2155979T1; EP2155979A2; WO2008145402A3; JP2010528201A; JP5197738B2

Abstract

Vorgestellt wird ein Element 2, insbesondere ein plattenförmiges Element, zur Wärmedämmung eines Gebäudes, das zum außenseitigen Aufbringen auf eine Außenwand 1 eines Gebäudes vorgesehen ist. Dabei weist das Element Kanäle 3 auf, die als Belüftungskanäle dienen können. Das Element 2 zeichnet sich dadurch aus, dass die Kanäle 3 außer in Randbereichen allseitig vom Element 2 umgeben sind.

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft ein Element zur Wärmedämmung eines Gebäudes.
Stand der Technik
In vielen Fällen erfolgt die Wärmedämmung eines Gebäudes dadurch, dass auf der Außenwand des Gebäudes Wärmedämmelemente angebracht werden. Dies kann häufig auch nachträglich erfolgen. So erfolgt die wärmetechnische Sanierung von Außenwänden in der Regel mit Wärmedämmverbundsystemen, die eine auf der Außenwand außenseitig angebrachte Wärmedämmung in Form von Polystyrol-Hartschaumplatten aufweist. Im Zuge der wärmetechnischen Sanierung eines Gebäudes ist es oft sinnvoll, nicht nur die Dämmung der Wände zu verbessern, sondern auch eine geregelte Belüftung vorzusehen. Hierzu erforderliche zentrale Lüftungsanlagen lassen sich im Gebäudebestand aufgrund der meist vorliegenden geringen Raumhöhen und des enormen Platzbedarfs von Lüftungskanälen oft nicht realisieren. Somit können die Lüftungswärmeverluste nicht ebenso effizient wie die Transmissionswärmeverluste gemindert werden. Eine nachträgliche Unterbringung von Lüftungsanlagen kann sinnvoll nur bei Gebäuden mit hohen Geschoßhöhen erfolgen. Hier werden Unterdecken eingezogen, in denen die Lüftungskanäle untergebracht werden. Bei den nach dem Kriege entstandenen Gebäuden sind in der Regel die Geschoßhöhen für das nachträgliche Einziehen von Unterdecken nicht ausreichend.
Dort können bislang nur dezentrale Systeme realisiert werden, die eine raumweise Versorgung der Räume mit Frischluft ermöglichen. Der Wärmetauscher-Wirkungsgrad solcher Systeme ist jedoch deutlich geringer als der Wirkungsgrad zentraler Systeme. Auch ist die Lüftungseffizienz geringer. Solche dezentralen Systeme sind auch teurer. Grund hierfür ist unter anderem, dass eine Vielzahl von Ventilatoren erforderlich ist. Ein Ansatzpunkt, der sich insbesondere für den nachträglichen Einbau zentraler Lüftungsanlagen eignet, ist die Unterbringung von Lüftungskanälen in der Außendämmung. Wenn im Zuge der wärmetechnischen Sanierung eines Gebäudes auf der Außenseite der Außenwand eine Wärmedämmung angebracht wird, können in dieser Lüftungskanäle für ein zentrales Belüftungssystem untergebracht werden. Vereinzelt werden hierzu metallische Wickelfalzrohre in vor Ort angebrachte Aussparungen in der Außendämmung eingesetzt. Für den Innenbereich von Gebäuden werden Lüftungskanäle aus Polystyrol-Hartschaum mit kreisförmigem Innen- und quadratischem Außenquerschnitt angeboten. Geeignet gefertigte Außendämmstoffplatten mit integrierten Lüftungskanälen und geforderten Schalldämpfungseigenschaften existieren bislang nicht. Aus der JP 2004-060288 A2 ist ein Wärmeisolator bekannt, der in einzelnen Bereichen einen Hohlkanal aufweist, durch den für die Belüftung erforderliche Luft fließen kann. Dieser Hohlkanal wird dadurch gebildet, dass der im Allgemeinen dickere Wärmeisolator in ausgewählten Bereichen nur aus einem dünnen Metallisolator besteht. Damit ist das Isolationselement in diesem Bereich dünner. Bringt man das Isolationselement auf die Außenwand, so bildet sich zwischen dem Metallisolator und der Außenwand der besagte Lüftungskanal aus.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein verbessertes System zur Wärmedämmung und Belüftung eines Gebäudes anzugeben. Hierzu wird ein insbesondere plattenförmiges Element zur Wärmedämmung eines Gebäudes vorgeschlagen, das zum Aufbringen auf eine Außenwand eines Gebäudes vorgesehen ist, wobei das Element Kanäle aufweist, die als Belüftungskanäle dienen können. In der Regel wird es sich um ein plattenförmiges Element handeln, das auf eine ebene Wand aufzubringen ist. Des Element könnte aber beispielsweise auch rund sein, wenn es etwa auf eine runde Wand aufgebracht werden muss. Das Element zeichnet sich dadurch aus, dass die Kanäle abgesehen von Randbereichen allseitig vom Element umgeben sind. Das heißt, die Kanäle befinden sich innerhalb der Elemente und nicht am Rand. Folglich werden die Kanäle nicht teilweise von der Außenwand begrenzt. In den Randbereichen kann das Element selbstverständlich die Kanäle nicht allseitig umgeben. Eine derartige Anordnung der Kanäle hat mehrere Vorteile. Werden die Kanäle, wie im Stand der Technik bekannt, teilweise von der Außenwand umgeben, so wird der Schall, der in den Lüftungskanälen vorhanden ist, durch die Außenwand in das Gebäudeinnere übertragen. Dies ist für die Bewohner oder Benutzer des Gebäudes offensichtlich unangenehm. Der Schall in den Lüftungskanälen kann dabei entweder von Strömungsgeräuschen herrühren oder von den zu belüftenden oder zu entlüftenden Räumen gleichsam mit getragen worden sein. Ferner können aus der Außenwand, insbesondere bei einer neu errichteten Außenwand, unangenehm riechende Gase oder Gasgemische entweichen. Würde der Lüftungskanal direkt an der Außenwand anschließen, so würden diese unangenehm riechenden Gase oder Gasgemische in höherer Konzentration in die Zuluft gelangen können. Die vorgenannten Nachteile werden mit dem erfindungsgemäßen plattenförmigen Element auf einfache Weise vermieden.
In einer bevorzugten Weiterbildung erstrecken sich die Kanäle in einzelnen Bereichen des Elements so zu einem Rand des Elements hin, dass sich beim Aufbringen des Elements auf die Außenwand an gewünschten Stellen Verbindungen der Kanäle zur Außenwand ausbilden. Dabei handelt es sich um diese Stellen, an denen die Luft in das Gebäude hinein oder aus dem Gebäude heraus geführt werden soll. An diesen Stellen ist eine Verbindung der Kanäle zur Außenwand trotz der vorgenannten Nachteile unvermeidlich.
Eine besonders bevorzugte Ausführungsform sieht vor, dass das Element dadurch erhältlich ist, dass bei der Herstellung des einstückigen Elements der Kanal durch Entfernung von Dämmmaterial gebildet wird, ohne dass weitere Schritte erforderlich sind. Dabei wird nur so viel Dämmmaterial entfernt, dass im Bereich der Kanäle der Wärmedurchlasswert maximal um 25%, vorzugsweise maximal um 20%, größer ist als im restlichen Bereich des plattenförmigen Bauelements. Damit wird auf sehr einfache Weise der Kanal bereitgestellt. Es entstehen entsprechend vorgefertigte Elemente, die an der Baustelle auch von nicht speziell ausgebildeten Fachleuten verarbeitet werden können. Durch die begrenzte Erhöhung des Wärmedurchlasswerts wird die Entstehung unerwünschter Wärmebrücken weitgehend vermieden. Das üblicherweise verwendete Dämmmaterial ist dick genug, dass durch Entfernen von Dämmmaterial in den Bereichen, in denen die gewünschten Lüftungskanäle angeordnet sein sollen, die Erhöhung des Wärmedurchlasswerts in den genannten, vertretbaren Grenzen bleibt.
Ein geeigneter Baustoff für das plattenförmige Element ist eine Polystyrol-Hartschaumplatte. Derartige Polystyrol-Hartschaumplatten sind als Wärmedämmelemente bekannt und weisen gute Eigenschaften zur Wärmedämmung und Schalldämmung auf. Außerdem sind sie gut verarbeitbar.
Eine besonders einfache und damit preisgünstige Möglichkeit, den Kanal zu bilden, ist das Ausschneiden des Dämmmaterials mit einem heißen Draht. Dies ist insbesondere in Polystyrol-Hartschaumplatten praxiserprobt. Es handelt sich dabei um ein relativ kostengünstiges Verfahren, welches im Stand der Technik bekannt ist.
Um die gewünschte Schalldämpfung und Schalldämmung zu verbessern, können die Wände der Kanäle schalldämpfend und/oder schalldämmend ausgestaltet werden. Hierzu ist es beispielsweise möglich, von den Kanalwänden ausgehende Löcher im Dämmmaterial mit einem Durchmesser von 1 bis 2 mm und einer Tiefe von etwa 10 bis 12 mm vorzusehen. Damit wird ein mikroperforierter Absorber geschaffen, der bekanntlich schalldämpfend wirkt.
Um einerseits einen hinreichend großen Querschnitt des Kanals zu erreichen, der die gewünschte Durchströmung ermöglicht, und andererseits die Erhöhung des Wärmedurchlasswerts zu begrenzen, ist es sinnvoll, wenn der Kanal im Wesentlichen rechteckig ist, wobei die Breite des Kanals etwa 10 mal so groß ist wie die Tiefe. Selbstverständlich kommt es hierbei nicht auf eine genaue rechteckige Form an. Wesentlich ist nur der Umstand, dass die Tiefe des Kanals bestimmend ist für die Erhöhung des Wärmedurchlasswerts im Bereich des Kanals. Um insgesamt die Wärmedämmeigenschaften des Kanals zu optimieren, ist es günstiger, wenn in weiteren Bereichen der Wärmedurchlasswert etwas erhöht wird, als eine deutliche Erhöhung in kleineren Bereichen hinnehmen zu müssen. Es ist also günstiger, die Kanäle deutlich breiter als tief auszubilden. Ein günstiges Maß für die Breite des Kanals ist etwa 30 cm. Folgt man dem angegebenen Verhältnis von Breite und Tiefe, würde dies einer Tiefe von etwa 3 cm entsprechen.
Sollte sich aus fertigungstechnischen Gründen ein Kanal mit einem annähernd kreisrunden Querschnitt als einfacher herzustellen erweisen, ist dies trotz der oben genannten Vorteile annähernd rechteckiger Kanäle, die sehr viel breiter als tief sind, hinzunehmen.
In jedem Fall sollte die Dicke des Elements mindestens 10 cm betragen. Dies gewährleistet, dass auch in dem Bereich, in dem sich die Kanäle befinden, der Wärmedurchlasswert hinreichend niedrig ist.
Bevorzugt weist das Element Verbindungsvorrichtungen auf, welche so angeordnet sind, dass mehrere Elemente so verbindbar sind, dass sich ein gewünschtes Kanalsystem ausbildet. Insbesondere können die Elemente Aussparungen und aufeinander darauf abgestimmte Gegenstücke aufweisen, etwa an den Rändern entsprechende Nuten und Federn, so dass auch nicht spezialisiertes Fachpersonal die Elemente in geeigneter Weise zusammenstecken wird. Damit können Fehler bei der Montage vermieden werden.
Mit einer Vielzahl der oben beschriebenen Elemente lässt sich somit ein Wärmedämmsystem für ein Gebäude ausbilden. Dazu sind in der Außenwand des Gebäudes Öffnungen anzubringen, welche den Gebäudeinnenraum mit dem Kanalsystem verbinden, durch das die Luft in den plattenförmigen Elementen strömt. Die Kanäle in den plattenförmigen Elementen bilden eben jenes Kanalsystem.
Gestaltet man die Öffnungen der Außenwand verschließbar, so erreicht man, dass die Belüftung für einzelne Räume nach Bedarf gesteuert werden kann.
Die Herstellung eines vorgenannten Elements erfordert wenig Aufwand. So können die Elemente einfach dadurch hergestellt werden, dass die Kanäle durch Entfernung von Dämmmaterial aus einem einstückigen Element gebildet werden. Wie bereits erwähnt kann eine handelsübliche Polystyrol Hartschaumplatte zum Einsatz kommen, aus der das Dämmmaterial mit einem heißen Draht leicht entfernt werden kann.
Ausführungsbeispiel
Ohne Einschränkung der Allgemeinheit wird die Erfindung anhand von einem Ausführungsbeispiel nachfolgend näher beschrieben.
Dabei zeigen
1a: eine bestehende Außenwand nach dem Stand der Technik
1b: eine nach dem Stand der Technik wärmetechnisch sanierte Außenwand
2a: einen Vertikalschnitt einer sanierten Außenwand mit Lüftungskanälen
2b: einen Horizontalschnitt einer sanierten Außenwand mit Lüftungskanälen
2c: einen weiteren Schnitt einer sanierten Außenwand mit Lüftungskanälen
In der 1a wird eine bestehende Außenwand 1 gezeigt, wie sie im Stand der Technik bekannt und verbreitet ist. Will man die häufig schlechte Wärmedämmung verbessern kann man, wie in 1b gezeigt, außenseitig ein Wärmedämmelement 2 aus einer gut 10 cm dicken Polystyrol-Hartschaumplatte aufbringen. In 2a ist eine wärmetechnisch sanierte Außenwand 1 mit einem Lüftungskanal 3 im Vertikalschnitt gezeigt. Es ist zu erkennen, dass der Lüftungskanal 3 sich in der Mitte des Wärmedämmelements 2 befindet und sich von unten nach oben ausdehnt. An ausgewählten Stellen 4 erstreckt sich der Lüftungskanal bis an den Rand der Hartschaumplatte. An diesen Stellen 4 weist die Außenwand eine Öffnung 5 auf, so dass die Luft vom Lüftungskanal 3 in den jeweiligen Raum des Gebäudes einströmen oder entsprechend aus dem Raum abströmen kann. In 2b ist ein Vertikalschnitt gezeigt, so dass die Breite des Lüftungskanals 3 erkennbar ist. Aus dem weiteren Schnitt in 2c geht hervor, dass die Lüftungskanäle 3 einen kreisrunden Querschnitt aufweisen.

1: Außenwand
2: Wärmedämmelement
3: Lüftungskanal
4: Erstreckungen
5: Außenwandöffnungen

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- JP 2004-060288 A2 [0003]

Claims

Element, insbesondere plattenförmiges Element, zur Wärmedämmung eines Gebäudes das zum außenseitigen Aufbringen auf eine Außenwand (1) eines Gebäudes vorgesehen ist, wobei das Element (2) Kanäle (3) aufweist, die als Belüftungskanäle dienen können, dadurch gekennzeichnet, dass die Kanäle (3) außer in Randbereichen allseitig vom Element (2) umgeben sind.
Element nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kanäle (3) sich in einzelnen Bereichen des Elements (2) so zu einem Rand des Elements (2) erstrecken, dass sich beim Aufbringen des Elements (2) auf die Außenwand an gewünschten Stellen Verbindungen (4) der Kanäle zur Außenwand ausbilden.
Element nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Element (2) dadurch erhältlich ist, dass bei der Herstellung des einstückigen Elements (2) der Kanal (3) durch Entfernung von Dämmmaterial gebildet wird ohne dass weitere Schritte erforderlich sind.
Element nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Kanäle (3) der Wärmedurchlasswert maximal um 25%, vorzugsweise maximal um 20% größer ist als im restlichen Bereich des Elements (2).
Element nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Element (2) eine Polystyrol-Hartschaumplatte ist.
Element nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Kanal (3) durch Ausschneiden des Dämmmaterials mit einem heißen Draht erhältlich ist.
Element nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Wände der Kanäle (3) schalldämpfend und/oder schalldämmend ausgestaltet sind.
Element nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Kanäle (3) im Wesentlichen rechteckig sind, wobei die Breite der Kanäle (3) etwa 10 mal so groß ist wie die Tiefe.
Element nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite der Kanäle (3) ungefähr 30 cm beträgt.
Element nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kanäle (3) einen annähernd kreisrunden Querschnitt aufweisen.
Element nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke des Elements (2) mindestens 10 cm beträgt.
Element nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass Verbindungsvorrichtungen, insbesondere aufeinander abgestimmte Aussparungen und entsprechende Gegenstücke, vorhanden sind, welche so angeordnet sind, dass mehrere Elemente (2) so verbindbar sind, dass sich ein gewünschtes Kanalsystem ausbildet.
Wärmedämmsystem für ein Gebäude gebildet aus einer Vielzahl von Elementen (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei in der Außenwand (1) des Gebäudes Öffnungen (5) vorhanden sind, welche den Gebäudeinnenraum mit dem Kanalsystem verbinden, welches durch die Kanäle (3) in den Elementen (2) gebildet wird.
Wärmedämmsystem nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnungen (5) in der Außenwand (1) verschließbar sind.
Verfahren zur Herstellung eines Elements nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Kanäle (3) durch Entfernung von Dämmmaterial aus einem einstückigen Dämmelement, insbesondere einer einstückigen Dämmplatte gebildet werden.