DE102013018016A1 - Strahlungs-Isolier-Packet (SIP) - Google Patents

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Abstract

Strahlungs-Isolier-Paket zum Schutz gegen Wärme und Kälte, Schall und elektromagnetische Wellen vorzugsweise in Gebäuden, dadurch gekennzeichnet, dass es von innen nach außen aus bis zu 3 verschiedenen Schichtgruppen besteht, davon mindestens eine mit dazwischen liegendem Reflektionsabstand.

Description

  • Was ist die Erfindung?
  • Bei der Erfindung handelt es sich um ein „Strahlungs-Isolier-Paket” (SIP) zum Schutz gegen Wärme und Kälte, vorzugsweise in Gebäuden aller Bauarten, Funktionen und Baujahre.
  • Die Erfindung ist eine Alternative in der Zielsetzung zur Energieeinsparung gegenüber derzeit gängigen, außen aufgebrachten Dämmkonstruktionen und -systemen. Dieses neue Isoliersystem wird raumseitig innen vor Außenbauteilen wie Wänden, Decken, Böden und Dächern eingebaut. Daher ist der Einbau möglich in
    • 1. unterschiedlichste Bauarten wie Mauerwerks-, Beton- und Holzrahmen- oder Massivholzkonstruktionen
    • 2. neu zu errichtende und auch in bestehende Gebäude (insbesondere bei Denkmalschutz)
    • 3. Wohngebäude wie auch in sonstige Nutzgebäude, in den eine Isolierung der Außenwände als Wärme- und Kälteschutz erforderlich ist
    • 4. mobilen Raumeinheiten wie Campingfahrzeugen, Bussen, Zügen, Kühlwagen und Flugzeugen einsetzbar.
  • Welchen Nutzen hat die Erfindung?
  • Mit der Erfindung wird primär die Temperatur von Räumen in Gebäuden vorteilhaft konstant gehalten durch eine intelligente Anordnung von Materialien, insbesondere Abstände und Stärke der Distanzen nach Bauanforderung, bei einem sehr geringen Platzbedarf und Gewicht.
  • Gesamtstärken von Wandkonstruktionen im Neubaubereich können einschließlich der innenseitigen Dämmung (thermische Isolierung) aus dem Strahlungswärme-Isolier-Paket (SIP) mit einem wesentlich verbesserten Wärmeisoliereffekt schlank gehalten werden (z. B. Massivholzbau: tragender Querschnitt ab 10 cm Wandstärke + Vorsatzschale (Installationsebene) innen mit SIP 8 cm + Wetterschutzbekleidung ca. 2 cm = ca. 20 cm/Mauerwerksbau: tragender Querschnitt ab 17,5 cm Wandstärke + Vorsatzschale Installationsebene) innen mit SIP 8 cm + Wetterschutzbekleidung ca. 2 cm = ca. 27,5 cm).
  • In Bestandsbauten führt das Strahlungswärme-Isolier-Paket vor Außenwänden durch schlanke Vorwandkonstruktion im Vergleich zu konventionellen Innendämmsystemen zu weniger Nutzflächenverlust bei höherem Isoliereffekt.
  • Durch den geringen Aufbau von (SIP) werden im Außenbereich enorme Kosten gespart, zum größten Teil können Dachüberstände, Dachrinnen unverändert bleiben.
  • Der benötigte Energieaufwand für die Raumtemperierung im Winterfall (winterlicher Wärmeschutz) wird durch das Isoliersystem stärker herabgesetzt als bei konventionellen Dämmsystemen bei wesentlich geringerer Isolierstärke. Um einen Passivhaus-Standard erreichen zu können, wird in der Regel eine herkömmliche Dämmung zwischen 25 und 40 cm eingebaut; SIP erfordert nur eine Stärke (bei gleicher Isolier-Dämmfunktion) von maximal 4 (plus-minus) cm.
  • Der benötigte Energieaufwand für die Raumtemperierung im Sommerfall (sommerlicher Wärmeschutz) wird durch das SIP-System stärker herabgesetzt als bei konventionellen Dämmsystemen bei wesentlich geringerer Isolierstärke (von nur maximal 4 (plus-minus) cm).
  • Dadurch werden die Ziele zur Energieeinsparung im besonderen Maße unterstützt.
  • Mit der Erfindung wird im Weiteren der Schallschutzwert bestehender und neuer Wandkonstruktionen verbessert.
  • Besonders zu erwähnen ist der Feuchteschutz, der mit dem „Strahlungs-Isolier-Paket” gegeben ist und eine Schimmelbildung nahezu ausschließt.
  • Erklärung der Erfindung – Darstellung
  • Es wird ein „Strahlungs-Isolier-Paket” (SIP), nach physikalischen Gesetzmäßigkeiten optimiert, aufgebaut. Hierbei werden die Besonderheiten der Wärmestrahlung (Infrarot-Strahlung) berücksichtigt, um Heizkosten zu minimieren bei gleichzeitiger Vermeidung von Feuchteschäden und Schimmelbildung.
  • Ausgangsmaterialien für die Erfindung sind:
    • 1. Reflektionsbahnen (Schichtgruppe), dreilagig, bestehend aus zwei einseitig metallbedampften (vorzugsweise Alu) Kunststoffbahnen (1) mit einer Mittellage aus einer oder mehreren Luftpolsterfolien (2) als Träger der Kunststoffbahnen (auf dem Markt erhältlich) (Siehe 1).
    • 2. Erfindungsgemäß ist eine modifizierte Ausstattung der vor beschriebenen Reflektionsbahnen (Schichtgruppe) vorgesehen, wobei eine Kunststoffbahn als Deckfolie (3) schwarz, nicht reflektierend (möglichst ε = 0) ausgeführt ist. (Siehe 2).
  • Der Aufbau des Strahlungs-Isolier-Paketes (SIP) ist wie folgt als Regelaufbau konzipiert:
    (Siehe 3 und 4)
    • 1. Schicht(gruppe): bestehend aus einem Folienverbund
    Vorderseite (1) hochgradig zum Innenraum reflektierende dünne Schicht, vorzugsweise aus Polyethylen, aluminiumbedampft
    Mittelschicht (2) Trägerschicht, vorzugsweise Luftpolsterfolie(n) aus Polypropylen
    Rückseite (3) Deckfolie, tiefschwarz, vorzugsweise Polyethylen strahlungsabsorbierend oder strahlungsabsorbierend beschichtet
    • 2. Schicht: Reflektionsluftraum aus abstandhaltenden Materialien (4), vorzugsweise punktuell, z. B. doppelseitig klebend bzw. Abstände und Stärke der Distanzen nach Bauanforderung, im Raster von ca. 60 × 60 cm positioniert, Dicke größer 3 mm
    • 3. Schicht(gruppe): bestehend aus einem Folienverbund
    Vorderseite (1) hochgradig zum Innenraum reflektierende dünne Schicht, vorzugsweise aus Polyethylen, aluminiumbedampft
    Mittelschicht (2) Trägerschicht, vorzugsweise Luftpolsterfolie(n) aus Polypropylen
    Rückseite (1) wie Vorderseite (1)
    • 4. Schicht: Reflektionsluftraum aus abstandhaltenden Materialien (4), vorzugsweise punktuell, z. B. doppelseitig klebend bzw. Abstände und Stärke der Distanzen nach Bauanforderung, im Raster von ca. 60 × 60 cm positioniert, Dicke größer 3 mm
    • 5. Schicht(gruppe): bestehend aus einem Folienverbund
    Vorderseite (3) Deckfolie, tiefschwarz, vorzugsweise Polyethylen strahlungsabsorbierend oder strahlungsabsorbierend beschichtet
    Mittelschicht (2) Trägerschicht, vorzugsweise Luftpolsterfolie(n) aus Polypropylen
    Rückseite (1) hochgradig zum Bauteil reflektierende dünne Schicht, vorzugsweise aus Polyethylen, aluminiumbedampft
  • Die Wirkung der Erfindung:
  • Winterfall:
  • Über Reflektionsluftschicht werden durch hintereinander angeordnete hochreflektierende Schichten bis zu 97% Strahlungswärme reflektiert. Der Energieverlust beträgt somit kleiner 3% der Strahlungsenergie.
  • Sommerfall:
  • Außenseitig auftreffende Wärmestrahlung wird bereits über die Bauteilschichten des Gebäudes außen absorbiert und gelangt je nach Rohdichte und speicherfähiger Masse dieser Schichten mit einer Amplitudendämpfung unter einer Phasenverschiebung an das Strahlungs-Isolier-Paket (SIP). Über den angeordneten Reflektionsluftraum wird die auftretende Wärmestrahlung von den außen angeordneten hochreflektierenden Schichten bis zu 97% reflektiert. Der Wärmeeintrag beträgt somit 3% der Strahlungsenergie.
  • Vorteile der Erfindung
  • Die Erfindung wird vorzugsweise als innenseitige Isolierung vor bauseitigen Außenkonstruktionen wie Wänden, Dächern, Böden und Decken eingebracht.
  • Dadurch ist ganzjährig eine wetterunabhängige Durchführung der Isoliermaßnahme gegeben. Ein hoher Vorfertigungsgrad nach Projektaufmaß ermöglicht einen schnellen Baufortschritt (wichtig für terminbegrenzte Ausführungen). Montagen innen können mit üblichen Rollrüstungen schnell und preiswert durchgeführt werden. Aufwendige Einrüstungen, wie bei fassadenseitig aufgebrachten Dämmsystemen, entfallen.
  • Das Strahlungs-Isolier-Paket (SIP) kann auch für eine Außenisolierung an Gebäuden als Ersatz für eine raumgreifende Dämmschicht eingesetzt werden.
  • Unterschiede zu anderen bekannten Produkten
  • Das Strahlungs-Isolier-Paket (SIP) unterscheidet sich von bekannten Reflektionssperren durch folgende wesentliche Merkmale:
    • 1. Weitgehend formstabile Lagenkonstruktion bei konstanter Paketstärke
    • 2. Erreichung einer effektiven Wärmereflektion bis zu 97% durch Anordnung der Reflektionsflächen annähernd ohne Kontakt mit anderen Materialien (nur Distanzhalter). Herkömmliche (bekannte) Strahlungsisolierungen für den Hausbau (Einsatz im Bau) wurden auf Basis Dämmung und Reflektion gebaut. Strahlungsfolien und Luftpolsterfolie(n) aus Polypropylen (Schaumstoff) liegen dabei direkt aneinander und haben keine Reflektionsabstände. Die Wärmereflektion ist dadurch sehr gering (Innovationsgrad des „Strahlungs-Isolier-Pakets”.
    • 3. Einbeziehung von schwarzen, nicht reflektierenden, energieaufnehmenden Schichten
    • 4. Keine Verwendung von faserigen, porigen oder schaumigen Schichten, die immer eine gewisse Wärmeleitung zulassen, Reflektion verhindern und feuchteanfällig sein können
    • 5. Es können entsprechend Anforderungsprofilen verschiedene Einbausituationen bedient werden: a. Normal – Sperrwirkung in eine Richtung i. In kalten Klimata nur von innen nach außen ii. In heißen Klimata nur von außen nach innen b. Maximal – Sperrwirkung in beide Richtungen (winterlicher und sommerlicher Wärmeschutz im gemäßigten Klima) c. Minimal – in beengten Situationen wie Fensterleibungen und anderen Anschlüssen
    • 6. Lagen können a. untereinander versetzt angeordnet werden für Paketstöße („Stufenfalz”) b. untereinander in unterschiedlicher Breite oder Länge verbunden werden für Anschlüsse, z. B. in Fensterleibungen
    • 7. weitere Eigenschaften sind nutzbar und planbar, wie die Minderung von Schall- oder elektromagnetischen Wellen.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Reflektionsschicht/-folie
    2
    Trägerschicht/-folie
    3
    Absorbtionsschicht/-folie
    4
    Reflektionsabstand durch Einbau geeigneter Materialien/Produkte (z. B. Stäbe, Schnüre, Leisten, Gewebe, Kunststoffgitter, Metallgitter)
    S
    Bekleidung/Beplankung
    6
    Heizsystem
    7
    Balken
    8
    Dampfsperre
    9
    Bauteil
    10
    Verbindungsnut
    10a
    Verbindungsfeder

Claims (5)

  1. Strahlungs-Isolier-Paket zum Schutz gegen Wärme und Kälte, Schall und elektromagnetische Wellen vorzugsweise in Gebäuden, dadurch gekennzeichnet, dass es von innen nach außen aus bis zu 3 verschiedenen Schichtgruppen besteht, davon mindestens eine mit dazwischen liegendem Reflektionsabstand.
  2. Strahlungs-Isolier-Paket nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass a. es aus einer weitgehend formstabilen Lagenkonstruktion besteht, die flexibel und dennoch standfest ist und eine Reflektionsfunktion aller Folien von 90 bis ca. 97% gegeben ist. b. es aus Anordnung und Verbund eine konstante Paketstärke hat und beibehält c. die Schichtenfolgen nach strahlungsphysikalischer Gesetzmaßigkeit und Wirkmechanismen Strahlungswärme aufnehmen und/oder reflektieren können d. es unempfindlich ist gegenüber Feuchte- und Temperatureinwirkung. e. es ist langlebig ist und keinen Ungezieferbefall fördert.
  3. Strahlungs-Isolier-Paket nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass a. es Anforderungsprofilen verschiedener Einbausituationen mit einer, zwei oder drei Schichtenfolgen bedienen kann b. Verbindungen der Paketelemente durch den Versatz von Lagen untereinander mit Überdeckung hergestellt werden können.
  4. Strahlungs-Isolier-Paket nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass a. die definierten und erforderlichen Abstände zwischen den Schichtgruppen durch geeignete Distanzkörper (Funktionsabstände für Strahlung/Reflektion) minimalster Abmessungen eingehalten werden b. es umlaufend und stumpf an den benachbarten Wänden, Decken, Fußböden, Überständen und sonstigen Bauteilen vor der zu isolierenden Außenfläche anliegt c. es keiner zusätzlichen Unterkonstruktion zum Einbau bedarf.
  5. Strahlungs-Isolier-Paket nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass a. es zum Innenraum hin durch eine Verkleidung wie aus Holz oder Gipskarton oder dünne Vorwandelemente oder aus einer Betonschale geschützt wird, die zu den umliegenden Flächen wie Wänden, Decken oder Fußböden angeschlossen werden können b. es punktuell für die Befestigung von Lastübertragungselementen durchstoßen werden kann und keine Durchfeuchtungsgefahr wie bei bekannten Dampfsperren aufweist c. es durch die Herstellung eine Vorspannung infolge Wölbung erfährt und sich dadurch einerseits vollflächig an die Kontaktfläche anschmiegt und sich andererseits nicht zur Verkleidung von außen hinwölben oder ausbeulen kann und damit auch dort anliegt. Das straff gespannte „Strahlungs-Isolier-Paket” ermöglicht maximale (ca. 97%) Reflektion.
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