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Die Erfindung betrifft ein Dämmelement für ein Mauerwerk sowie ein Verfahren zum Herstellen eines Mauerwerks mit derartigen Dämmelementen.
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Zum Herstellen eines gedämmten Mauerwerks, beispielsweise einer Wand, werden üblicherweise Mauersteine aus einem Baustoff, beispielsweise Kalksandstein, verwendet, wobei nach dem Aneinanderfügen der einzelnen Mauersteine zum Ausbilden des Mauerwerks Dämmelemente, beispielsweise Styroporplatten, an einer außenliegenden Fläche des Mauerwerks befestigt werden, so dass eine thermische Dämmung erreicht werden kann.
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Nachteilig dabei ist, dass die Wand durch das bis zu 30 cm dicke Dämmelement sehr dick wird, wodurch der Platzbedarf steigt. Um dies zu umgehen, können stattdessen als Dämmelenente Vakuum-Paneele aus einem mit einer mehrschichtigen Folie umspannten Dämmstoff verwendet werden, die aufgrund ihres besonders hohen Wärmedurchlasswiderstandes schmaler gefertigt werden können. Nachteilig dabei ist, dass die Vakuum-Paneele sehr empfindlich gegen eine mechanische Beschädigung von außen sind, wobei bei einer Beschädigung in der Regel das Vakuum verloren geht und dadurch die Dämmeigenschaften negativ beeinträchtigt werden. Um dies zu vermeiden, sind bei der Lagerung und bei und nach der Montage aufwändige Schutzmaßnahmen zu treffen. Beispielsweise kann das Vakuum-Paneel von außen mit Styropor geschützt werden, wodurch allerdings die Dicke des Dämmelementes wieder ansteigt.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist daher, ein Dämmelement bereitzustellen, das eine platzsparende Errichtung eines gedämmten Mauerwerks ermöglicht und das zudem in dem Mauerwerk vor äußeren Einflüssen geschützt werden kann. Weiterhin ist es Aufgabe der Erfindung, ein Mauerwerk mit derartigen Dämmelementen sowie ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Mauerwerks anzugeben.
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Diese Aufgabe wird durch ein Dämmelement nach Anspruch 1, ein Mauerwerk nach Anspruch 10 sowie ein Verfahren zum Herstellen eines Mauerwerks nach Anspruch 15 gelöst. Die Unteransprüche beschreiben bevorzugte Weiterbildungen.
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Die erfindungsgemäße Lösung sieht somit insbesondere vor, das Dämmelement als ein Vakuum-Paneel auszuführen, wobei das Vakuum-Paneel eine Schutzschiene mit einem flügelartigen Element, mit dem das Vakuum-Paneel an einem Mauerstein-Paar befestigt werden kann, aufweist.
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Dabei ist vorgesehen, ein Mauerstein-Paar mit jeweils einem inneren Mauerstein und einem äußeren Mauerstein bereitzustellen, deren Innenflächen vorzugsweise parallel zueinander verlaufen, so dass zwischen dem inneren Mauerstein und dem äußeren Mauerstein eine Fuge ausgebildet wird, die beispielsweise eine Breite von ca. 64 mm aufweist. In die Fuge kann das Dämmelement mit dem Vakuum-Panel eingesetzt werden, so dass das Vakuum-Paneel von dem inneren Mauerstein und dem äußeren Mauerstein zur Seite hin vorzugsweise vollständig abgedeckt wird. D. h. die Innenflächen des inneren und des äußeren Mauersteins sind zumindest so groß wie seitliche Außenflächen des Vakuum-Paneels, wobei das Vakuum-Paneel in etwa von einer Oberseite der beiden Mauersteine bis zu einer Unterseite der beiden Mauersteine verläuft.
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Die Fuge ist hierbei in der Vertikalen ausgerichtet, so dass beispielsweise bei einer senkrechten Hauswand aus mehreren derartigen Mauerstein-Paaren mit mehreren darin eingesetzten erfindungsgemäßen Dämmelementen eine Dämmwirkung zwischen einem Außenraum, an den die äußeren Mauersteine angrenzen, und einem Innenraum, an den die inneren Mauersteine angrenzen, erreicht werden kann.
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Dadurch wird bereits der Vorteil erreicht, dass das Vakuum-Paneel im in die Fuge eingesetzten Zustand nach der Montage vor äußeren Einflüssen geschützt werden kann, denn die inneren Mauersteine und die äußeren Mauersteine verhindern eine Beschädigung der Außenflächen des Vakuum-Paneels und somit eine Beeinträchtigung seiner Dämmeigenschaften. Das Material des inneren und des äußeren Mauersteins kann aus einem beliebigen Baustoff gefertigt sein, wobei die Innenflächen vorzugsweise flächig, d. h. ohne hervorstehende Nasen, auszubilden sind, so dass eine Beschädigung der Außenflächen des Vakuum-Paneels durch den inneren oder den äußeren Mauerstein vermieden werden kann. Dazu eignen sich insbesondere Kalksandstein, Ziegelsteine oder auch Natursteine, die mit diesen Eigenschaften gefertigt werden können.
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Als Vakuum-Paneel wird ein auf Vakuumdämmung basierendes im Wesentlichen quaderförmig ausgeführtes Bauteil verstanden, das einen Innenraum mit einem Dämmstoff sowie einer den Innenraum umschließenden, luftdichten Hülle beispielsweise aus einer mehrschichtigen Folie mit einer Aluminium-Lage aufweist, so dass im Innenraum ein Vakuum aufgebaut werden kann. Die seitlichen Flächen der luftdichten Hülle bilden ggf. mit zusätzlichen Schutzfolien die Außenflächen des Vakuum-Paneels.
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Die erfindungsgemäße Schutzschiene ist auf einer Oberseite des Vakuum-Paneels befestigt und ist vorzugsweise als U-Profil ausgeführt, wobei das U-Profil das Vakuum-Paneel an dessen Oberseite umgreift und Flansche des U-Profils zumindest teilweise an den seitlichen Außenflächen des Vakuum-Paneels anliegen und somit im in die Fuge eingesetzten Zustand zumindest teilweise auch in die Fuge hineinragen.
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Dadurch kann weiterhin der Vorteil erreicht werden, dass das Vakuum-Paneel des Dämmelementes auch von der Oberseite vor äußeren Einflüssen, beispielsweise mechanischen Einflüssen oder Einflüsse durch UV-Strahlung, geschützt ist, wobei die Schutzschiene vorzugsweise die gesamte Oberseite des Vakuum-Paneels durchgängig abdeckt, so dass auch die gesamte Oberseite geschützt ist. Die Schutzschiene kann nach der Herstellung des Vakuum-Paneels montiert werden, so dass bereits dann der Schutz von oben gewährleistet ist. Ein weiterer Vorteil ergibt sich daraus, dass die Schutzschiene beispielsweise durch Wind verursachte Druckkräfte, die von der Seite, d. h. senkrecht zur Fuge, auf den inneren oder den äußeren Mauerstein einwirken, insbesondere durch die Flansche abfangen kann. Dadurch werden keine Druckkräfte auf das Vakuum-Paneel übertragen, so dass dieses dadurch nicht beansprucht wird. Die Schutzschiene ist vorteilhafterweise aus einem Kunststoff, vorzugsweise PMMA, mit einer niedrigen Wärmeleitfähigkeit und einer hohen Druckfestigkeit gefertigt, so dass die Dämmwirkung des Mauerstein-Paares mit eingesetztem Dämmelement nicht signifikant beeinträchtigt wird und die Druckkräfte zuverlässig abgefangen werden können.
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Vorteilhafterweise ist weiterhin das an der Schutzschiene befestigte flügelartige Element vorgesehen. Dieses überragt die Schutzschiene zu beiden Seiten, d. h. es verläuft beispielsweise senkrecht zu den Außenflächen des Vakuum-Paneels, derartig, dass es im in die Fuge eingesetzten Zustand mit einem ersten Flügelende oberhalb einer Oberseite des inneren Mauersteins und mit einem zweiten Flügelende oberhalb einer Oberseite des äußeren Mauersteins ausgerichtet und somit auch mit den beiden Oberseiten verbunden werden kann. Das flügelartige Element kann dazu in eine Verbindungsschicht, beispielsweise in eine Mörtelschicht, auf der Oberseite des inneren und des äußeren Mauersteins eingebettet werden, so dass eine stoffschlüssige Verbindung ausgebildet wird. Wie auch die Schutzschiene kann das flügelartige Element über die gesamte Länge des Vakuum-Paneels ausgedehnt sein, um eine größere Fläche zum Verbinden mit dem inneren und dem äußeren Mauerstein zu erhalten.
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Dadurch kann der Vorteil erreicht werden, dass auch Zugkräfte, die auf das Mauerstein-Paar einwirken, abgefangen werden können, da der innere und der äußere Mauerstein über das flügelartige Element miteinander verbunden werden können. Durch die Verbindung des flügelartigen Elementes mit der Schutzschiene werden die Zugkräfte zudem nicht auf das Vakuum-Paneel übertragen.
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Das flügelartige Element ist dazu vorzugsweise aus einem Fasergewebe gefertigt, wobei mehrere Fasern, beispielsweise Glasfasern oder Carbon-Fasern, durchgängig von dem ersten Flügelende oberhalb der Oberseite des inneren Mauersteins durch die Schutzschiene zu dem zweiten Flügelende oberhalb der Oberseite des äußeren Mauersteins verlaufen. Dadurch kann eine Zugfestigkeit erhöht werden, so dass das flügelartige Element auch eine hohe Zugbeanspruchung abfangen kann. Die Befestigung an der Oberfläche der Schutzschiene erfolgt vorzugsweise stoffschlüssig und formschlüssig, beispielsweise durch Einschmelzen oder Einbetten in das Material der Schutzschiene, so dass die Befestigung des Fasergewebes des flügelartigen Elementes an der Schutzschiene bei einer Zugbeanspruchung nicht wesentlich beeinträchtigt wird.
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Zum sicheren Befestigen des flügelartigen Elementes an den Oberseiten des inneren und des äußeren Mauersteins kann das Fasergewebe vorteilhafterweise durchlässig gefertigt sein, d. h. das flügelartige Element weist Ausnehmungen, beispielsweise quaderförmige oder runde Ausnehmungen auf, die netzförmig ausgebildet sind. Dadurch kann der Mörtel oder eine beliebige andere Verbindungsschicht die Ausnehmungen durchdringen und das flügelartige Element kann mit seinen Flügelenden vollständig darin eingebettet werden, so dass eine sichere Befestigung des flügelartigen Elementes an dem inneren und dem äußeren Mauerstein gewährleistet werden kann.
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Das flügelartige Element bzw. das Fasergewebe ist vorzugsweise derartig ausgebildet, dass die Flügelenden jeweils seitlich an der Schutzschiene umgeklappt werden können. Durch die umklappbare Ausführung können diese beim Transport des Vakuum-Paneels seitlich nach unten an die Außenflächen des Vakuum-Paneels geklappt werden, so dass eine Beschädigung des flügelartigen Elementes insbesondere beim Transport vermieden werden kann.
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Zum Herstellen eines Mauerwerks aus mehreren Mauerstein-Paaren ist erfindungsgemäß vorgesehen, einen äußeren Mauerstein und einen inneren Mauerstein zunächst so zu positionieren, dass eine Fuge ausgebildet wird. Dazu wird ein beispielsweise auf einer Palette bereitgestelltes Mauerstein-Paar aus einem äußeren und einem inneren Mauerstein, die auf der Palette mit ihren Innenflächen aneinander liegen, durch ein Spreizwerkzeug ergriffen und dieses anschließend auseinandergespreizt. Das Spreizwerkzeug ergreift hierbei mit einem ersten Greifarm den inneren Mauerstein und mit einem zweiten Greifarm den äußeren Mauerstein. Anschließend werden die Greifarme voneinander separiert, so dass auch die Innenflächen der beiden Mauersteine voneinander separiert werden und sich eine Fuge ausbildet. Die separierten Mauersteine werden anschließend im separierten Zustand auf einen Untergrund, auf dem das Mauerwerk errichtet werden soll, abgestellt. Es sind aber auch andere Methoden denkbar, um zwei durch eine Fuge getrennte Mauersteine bereitzustellen, beispielsweise indem beide Mauersteine nacheinander in einem Abstand zueinander abgestellt werden.
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Der innere Mauerstein und der äußere Mauerstein sind hierbei derartig ausgerichtet, dass die Fuge in Richtung des zu errichtenden Mauerwerk aus mehreren Mauerstein-Paaren verläuft, d. h. bei einem senkrecht zum Untergrund ausgerichteten Mauerwerk, beispielsweise einer Hauswand, verläuft die Fuge ebenfalls senkrecht zum Untergrund und parallel zur Hauswand senkrecht nach oben, um eine Dämmung zwischen dem Außenraum und dem Innenraum des Hauses mit der Hauswand zu erreichen.
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Nacheinander werden dann weitere voneinander separierte Mauerstein-Paare beispielsweise in einer Reihe oder auch um eine Ecke verlaufend nebeneinander auf dem Untergrund positioniert, so dass eine erste Reihe des Mauerwerks ausgebildet wird, in der eine über die erste Reihe ausgedehnte, durchgängige Fuge entsteht. Nach dem Ausbilden der ersten Reihe wird auf die Oberseiten der inneren Mauersteine und der äußeren Mauersteine eine durchgehende Mörtelschicht oder eine andere Verbindungsschicht aufgetragen. Anschließend werden die Dämmelemente mit den Vakuum-Paneelen in die durchgängige Fuge derartig nebeneinanderliegend eingesetzt, dass diese nahezu vollständig mit Vakuum-Paneelen gefüllt ist. Das flügelartige Element wird vor dem Einsetzen zur Seite geklappt, so dass die Flügelenden in etwa parallel zu den Oberseiten des inneren und des äußeren Mauersteins liegen und dadurch nach dem Einsetzen der Vakuum-Paneele in die Fuge auf der Mörtelschicht aufliegen bzw. in diese eintauchen können. Alternativ kann das Auftragen der Mörtelschicht auch stattfinden, nachdem die Vakuum-Paneele eingesetzt sind, indem die oberhalb der Oberseiten der beiden Mauersteine liegenden Flügelenden mit Mörtel bedeckt werden.
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Somit ist die erste Reihe des Mauerwerks abgeschlossen. Auf die noch ungetrocknete Mörtelschicht der ersten Reihe kann anschließend eine weitere Reihe von separierten inneren und äußeren Mauersteinen abgestellt werden, wobei diese durch die Mörtelschicht der ersten Reihe gehalten werden. Das Verfahren für diese zweite Reihe verläuft analog zur ersten Reihe ab. Weitere Reihen können je nach gewünschtem Mauerwerk folgen.
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Das Verfahren ist somit sehr einfach und ohne hohen Montage- und Zeitaufwand durchführbar, da die inneren und äußeren Mauersteine bereits im unseparierten Zustand, d. h. platzsparend, geliefert werden können und ein Positionieren bereits im richtigen Abstand zueinander erfolgt. Zudem ist die Gefahr, dass die Vakuum-Paneele beschädigt werden gering, da diese aus einer geschützten Verpackung direkt in die Fuge eingesetzt werden können und darin vor äußeren Einflüssen geschützt sind. Um das Dämmelement beispielsweise auch in seitlichen Abschlüssen eines Mauerwerks vor äußeren Einflüssen schützen zu können, kann zusätzlich das Anbringen einer seitlichen Schutzschiene mit einem flügelartigen Element am Vakuum-Paneel vorgesehen sein.
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Die Erfindung wird im Folgenden an einem Ausführungsbeispiel und anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
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1 ein Mauerstein-Paar mit einem Dämmelement in einer Schnittansicht;
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2 ein Vakuum-Paneel mit einer Schutzschiene und einem flügelartigen Element in einer perspektivischen Ansicht;
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3 die Schutzschiene gemäß 2 in einer Detailansicht; und
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4a–g Herstellungsschritte zum Fertigen eines Mauerwerks.
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Das Ausführungsbeispiel betrifft gemäß 1 ein Mauerstein-Paar 1 aus einem inneren Mauerstein 2 und einem äußeren Mauerstein 3, wobei eine Innenfläche 2a des inneren Mauersteins 2 und eine Innenfläche 3a des äußeren Mauersteins 3 zueinander parallel verlaufen. Der innere Mauerstein 2 und der äußere Mauerstein 3 sind in einem ersten Abstand B1 voneinander beabstandet, so dass eine Fuge 4 zwischen den Innenflächen 2a, 3a ausgebildet wird. Der Abstand B1 beträgt vorzugsweise ca. 64 mm. Die Breite des inneren Mauersteins 2 und des äußeren Mauersteins 3 muss nicht identisch sein. So kann der äußere Mauerstein 3, der an einen Außenraum 30 angrenzt dünner gefertigt sein als der innere Mauerstein 2, der an einen Innenraum 20 angrenzt. Beispielsweise kann der innere Mauerstein 2 150 mm dick sein und der äußere Mauerstein 3 90 mm dick. Eine Höhe der beiden Mauersteine 2, 3 kann beispielsweise 625 mm betragen und eine Länge ca. 1000 mm, wobei sowohl der innere als auch der äußere Mauerstein 2, 3 aus Kalksandstein gefertigt sind.
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In die Fuge 4 ist ein Dämmelement 15 mit einem Vakuum-Paneel 5 eingesetzt, dessen Außenflächen 5a, 5b den Innenflächen 2a, 3a zugewandt sind und dazu in etwa parallel verlaufen. Das Vakuum-Paneel 5 hat eine Breite B2 von ca. 60 mm, so dass zwischen dem Vakuum-Paneel 5 und dem inneren Mauerstein 2 bzw. dem äußeren Mauerstein 3 gemäß diesem Ausführungsbeispiel jeweils eine ca. 2 mm dicke Luftschicht 6 bleibt.
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Auf dem Vakuum-Paneel 5 ist an dessen Oberseite 5c eine Schutzschiene 7, die als U-Profil ausgeführt ist, angeordnet. Die Schutzschiene 7 verläuft wie in 2 dargestellt über eine gesamte Länge L des Vakuum-Paneels 5 und weist zwei Flansche 8 auf, die zwischen dem Vakuum-Paneel 5 und dem inneren und dem äußeren Mauerstein 2, 3 um ca. 15 mm in die Fuge 4 ragen.
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Auf der Schutzschiene 7 ist an dessen Oberseite 7a ein flügelartiges Element 9 mit einem ersten Flügelende 9a und einem zweiten Flügelende 9b vorgesehen, wobei das erste Flügelende 9a die Schutzschiene 7 gemäß 1 seitlich in Richtung des inneren Mauersteins 2 und das zweite Flügelende 9b die Schutzschiene 7 seitlich in Richtung des äußeren Mauersteins 3 überragt. Weiterhin sind die Flügelenden 9a, 9b umklappbar ausgeführt, so dass wie in 3 dargestellt das flügelartige Element 9 beispielsweise beim Transport an das Vakuum-Paneel 5 angelegt werden kann.
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Die Flügelenden 9a, 9b weisen jeweils eine Breite B3 von ca. 60 mm auf, so dass sie im ausgeklappten Zustand oberhalb von Oberseiten 2b, 3b des inneren Mauersteins 2 und des äußeren Mauersteins 3 angeordnet sind. Die Flügelenden 9a, 9b weisen eine durchlässige, netzartige Struktur mit einer Vielzahl an quadratischen Ausnehmungen 40 auf. Zum Befestigen der Flügelenden 9a, 9b am Mauerstein 1 wird eine Mörtelschicht 10 auf die Oberseiten 2b, 3b des äußeren Mauersteine 2, 3 aufgebracht, die sich um die netzartige Struktur der Flügelenden 9a, 9b legen kann, so dass die Flügelenden 9a, 9b in die Mörtelschicht 10 stoffschlüssig eingebettet werden.
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Das flügelartige Element 9 ist aus einem Fasergewebe beispielsweise mit Carbon-Fasern oder Glasfasern hergestellt, wobei die einzelnen Fasern durchgehend vom ersten Flügelende 9a zum zweiten Flügelende 9b verlaufen, so dass eine durchgängige Faserstruktur ausgebildet wird. Dadurch kann eine auf die Mauersteine 2, 3 wirkende Zugspannung aufgefangen werden. Eine Druckspannung auf die Mauersteine 2, 3 wird durch die Schutzschiene 7 aufgefangen, die aus einem druckfesten und gering wärmeleitfähigen Material, beispielsweise PMMA, gefertigt ist.
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Zum Ausbilden eines Mauerwerks 100, wird gemäß 4a in einem Schritt St0 ein Mauerstein-Paar 1 aus einem inneren Mauerstein 2 und einem äußeren Mauerstein 3 bereitgestellt. In einem ersten Schritt St1 wird mit einem Spreizwerkzeug 11 das Mauerstein-Paar 1 angehoben, wobei ein erster Greifarm 11a in den äußeren Mauerstein 3 eingreift und ein zweiter Greifarm 11b in den inneren Mauerstein 2. In einem zweiten Schritt St2 werden gemäß 4b die beiden Greifarme 11a, 11b auseinandergedrückt, so dass die beiden Mauersteine 2, 3 voneinander separiert werden und sich zwischen den Innenflächen 2a, 3a eine Fuge 4 ausbildet. Die separierten Mauersteine 2, 3 werden auf einen Untergrund gestellt, auf dem das Mauerwerk 100 errichtet werden soll.
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In einem weiteren Schritt St3 werden weitere separierte innere Mauersteine 2 und äußere Mauersteine 3 nebeneinander auf den Untergrund gestellt, so dass wie in 4c gezeigt eine Reihe 50a von Mauersteinen 2, 3 mit einer durchgehenden Fuge 4 entsteht. Auf die Oberseiten 2b, 3b wird dann in einem Schritt St4 durchgehend die Mörtelschicht 10 aufgebracht. Anschließend werden in einem Schritt St5 von oben nacheinander Dämmelemente 15 mit Vakuum-Paneelen 5 nebeneinander in die Fuge 4 eingesetzt, wobei die Flügelenden 9a, 9b wie in 4d und 4e dargestellt vorher zur Seite geklappt werden, so dass die Flügelenden 9a, 9b beim Einsetzen in die Fuge 4 in die Mörtelschicht 10 eintauchen. Die Schutzschiene 7 liegt teilweise ebenfalls in der Fuge 4 und schützt das Vakuum-Paneel 5 insbesondere vor störenden Einflüssen von oben.
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Somit wird gemäß 4f eine Reihe 50a von Mauerstein-Paaren 1 ausgebildet, in denen die Vakuum-Paneele 5 über die flügelartigen Elemente 9 mit den inneren bzw. äußeren Mauersteinen 2, 3 stoffschlüssig verbunden sind. Durch die flügelartigen Elemente 9 können Zugspannungen entlang des Mauerwerks 100 und über die Schutzschiene 7 Druckkräfte senkrecht zu den Mauerstein-Paaren 1 abgefangen werden, so dass das Vakuum-Paneel 5 vor äußeren Einflüssen geschützt ist.
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Nach Fertigstellung der ersten Reihe 50a von Mauerstein-Paaren 1 kann auf die Mörtelschicht 10 eine weitere Reihe 50b von Mauerstein-Paaren 1 aufgebaut werden, wobei die darüber liegende Schicht an Mauersteinen 1 durch die Mörtelschicht 10 gehalten wird. So kann nach und nach ein Mauerwerk 100 aus mehreren Reihen 50a, 50b aufgebaut werden wie in 4g gezeigt.
