DE102018130843A1 - Device for heat decoupling between a concrete building wall and a floor ceiling and manufacturing process - Google Patents

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    • E04B2001/7679—Means preventing cold bridging at the junction of an exterior wall with an interior wall or a floor

Abstract

Angegeben wird ein Wärmedämmelement zur Wärmeentkopplung zwischen aus Beton zu erstellenden, tragenden Gebäudeteilen, nämlich einer vertikalen Gebäudewand und einer darüber- oder darunterliegenden Geschossdecke, wobei das Wärmedämmelement einen linienförmig zwischen den Gebäudeteilen zu verlegenden Grundkörper aufweist, der zumindest teilweise aus einem druckkraftübertragenden und wärmedämmenden Werkstoff, nämlich Leichtbeton, besteht und eine obere und eine untere Anlagefläche zum vertikalen Anschluss an die Gebäudeteile aufweist. Das Wärmedämmelement weist an seiner oberen und unteren Anlagefläche jeweils mehrere, zumindest teilweise senkrecht zur Verlegerichtung verlaufende Vorsprünge aufweist.A thermal insulation element for heat decoupling between structural parts of the building to be made of concrete, namely a vertical building wall and a floor or ceiling above or below, is specified, the thermal insulation element having a basic body to be laid linearly between the building parts, which is at least partially made of a pressure-transmitting and heat-insulating material, namely lightweight concrete, and has an upper and a lower contact surface for vertical connection to the building parts. The thermal insulation element has on its upper and lower contact surface in each case a plurality of projections which run at least partially perpendicular to the laying direction.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Wärmedämmelement zur Wärmeentkopplung zwischen aus Beton zu erstellenden, tragenden Gebäudeteilen, nämlich einer vertikalen Gebäudewand und einer darüber- oder darunterliegenden Geschossdecke, wobei das Wärmedämmelement einen linienförmig zwischen den Gebäudeteilen zu verlegenden Grundkörper aufweist, der zumindest teilweise aus einem druckkraftübertragenden und wärmedämmenden Werkstoff, nämlich Leichtbeton, besteht und eine obere und eine untere Anlagefläche zum vertikalen Anschluss an die Gebäudeteile aufweist.The present invention relates to a thermal insulation element for heat decoupling between supporting building parts to be made of concrete, namely a vertical building wall and a floor or ceiling above or below, the thermal insulation element having a basic body to be laid linearly between the building parts, which at least partially consists of a pressure-transmitting and heat-insulating Material, namely lightweight concrete, and has an upper and a lower contact surface for vertical connection to the building parts.

Im Hochbau werden tragende Gebäudeteile häufig aus mit einer Bewehrung versehenen Betonkonstruktionen erstellt. Aus energetischen Gründen werden solche Gebäudeteile in der Regel mit einer von außen angebrachten Wärmedämmung versehen. Insbesondere die Geschossdecke zwischen Tiefgeschoss, wie beispielsweise Keller oder Tiefgarage, und Erdgeschoss wird häufig auf der Tiefgeschossseite mit einer deckenseitig angebrachten Wärmedämmung ausgerüstet. Hierbei ergibt sich die Schwierigkeit, dass die tragenden Gebäudeteile, auf denen das Gebäude ruht, wie etwa Stützen und Außenwände, in lastabtragender Weise mit den darüber befindlichen Gebäudeteilen, insbesondere der Geschossdecke, verbunden sein müssen. Dies wird in der Regel dadurch erreicht, dass die Geschossdecke bei durchgehender Bewehrung monolithisch mit den tragenden Stützen und Außenwänden verbunden wird. Hierbei entstehen jedoch Wärmebrücken, die sich nur schlecht durch eine nachträglich von außen angebrachte Wärmedämmung beseitigen lassen.In building construction, load-bearing parts of buildings are often created from reinforced concrete structures. For energy reasons, such parts of the building are usually provided with external thermal insulation. In particular, the floor ceiling between the basement, such as a basement or underground garage, and the ground floor is often equipped with thermal insulation on the basement side. The difficulty arises here that the load-bearing parts of the building on which the building rests, such as supports and outer walls, have to be connected in a load-bearing manner to the parts of the building above it, in particular the floor ceiling. This is usually achieved by monolithically connecting the floor slab to the load-bearing columns and external walls with continuous reinforcement. However, this creates thermal bridges that are difficult to remove by means of thermal insulation that has been attached from the outside.

In der Schrift EP 3 112 542 A1 ist ein Wärmedämmelement mit einem Grundkörper aus Leichtbeton und diesen durchdringenden Bewehrungsstäben aus einem Faserverbundwerkstoff beschrieben. Das dort gezeigte Wärmedämmelement dient zur Wärmeentkopplung zwischen einer Stütze und einer Geschossdecke, ist jedoch für tragende Gebäudewände weniger geeignet.In Scripture EP 3 112 542 A1 describes a thermal insulation element with a base made of lightweight concrete and reinforcing bars made of a fiber composite material and penetrating these. The thermal insulation element shown there is used for heat decoupling between a column and a floor slab, but is less suitable for load-bearing building walls.

Aus der Schrift DE 101 06 222 ist ein mauersteinförmiges Wandelement zur Wärmeentkopplung zwischen Wandteilen und Boden- oder Deckenteilen beschrieben. Das Wärmedämmelement besitzt eine druckfeste Tragstruktur mit in den Zwischenräumen angeordneten Isolierelementen. Die Tragstruktur kann beispielsweise aus einem Leichtbeton bestehen. Ein solches Wärmedämmelement dient zur Wärmedämmung gemauerter Außenwände, indem es beispielsweise wie ein herkömmlicher Mauerstein als erste Steinschicht der tragenden Außenwand oberhalb der Kellerdecke eingesetzt wird.From Scripture DE 101 06 222 describes a brick-shaped wall element for heat decoupling between wall parts and floor or ceiling parts. The thermal insulation element has a pressure-resistant support structure with insulating elements arranged in the spaces. The supporting structure can consist of a lightweight concrete, for example. Such a thermal insulation element is used for thermal insulation of brick outer walls, for example, as a conventional brick, it is used as the first stone layer of the load-bearing outer wall above the basement ceiling.

Aus der Schrift EP 2 405 065 ist ein druckkraftübertragendes und isolierendes Anschlusselement bekannt, welches zur vertikalen, lastabtragenden Verbindung von aus Beton zu erstellenden Gebäudeteilen zum Einsatz kommt. Es besteht aus einem Isolationskörper mit einem oder mehreren darin eingebetteten Druckelementen. Durch die Druckelemente verlaufen Querkraftbewehrungselemente, die sich zum Anschluss an die aus Beton zu erstellenden Gebäudeteile im Wesentlichen vertikal über die Oberseite und die Unterseite des Isolationskörpers hinaus erstrecken. Der Isolationskörper kann beispielsweise aus Schaumglas oder expandiertem Polystyrol-Hartschaum und die Druckelemente aus Beton, Faserbeton oder Faserkunststoff hergestellt werden.From Scripture EP 2 405 065 a pressure-transmitting and insulating connecting element is known, which is used for the vertical, load-bearing connection of building parts to be made of concrete. It consists of an insulation body with one or more pressure elements embedded in it. Shear force reinforcement elements run through the pressure elements and, for connection to the parts of the building to be made of concrete, extend essentially vertically beyond the top and the bottom of the insulation body. The insulation body can for example be made of foam glass or expanded polystyrene rigid foam and the pressure elements made of concrete, fiber concrete or fiber plastic.

Eine vertikale Wärmeentkopplung wird hier also durch eine Verringerung der Anlagefläche zwischen den Gebäudeteilen erzielt. Durch die Wärmeentkopplung treten zwischen den Gebäudeteilen große Temperatursprünge auf. Bei großflächigen Gebäudeteilen wie etwa einer Gebäudewand und einer Geschossdecke kann es aufgrund der damit einhergehenden unterschiedlichen Wärmeausdehnung zu Spannungen und Relativbewegungen zwischen den Gebäudeteilen kommen, welche aufgrund der reduzierten Auflagepunkte zu statischen Problemen führen können.Vertical heat decoupling is achieved here by reducing the contact area between the parts of the building. Due to the heat decoupling, large temperature jumps occur between the parts of the building. In the case of large building parts such as a building wall and a floor ceiling, the resulting different thermal expansion can lead to tensions and relative movements between the building parts, which can lead to static problems due to the reduced support points.

Eine Aufgabe der Erfindung besteht deshalb darin, ein Wärmedämmelement anzugeben, welches für den Einsatz zur Wärmeentkopplung zwischen einer Gebäudewand und einer darüber- oder darunterliegenden Geschossdecke besser geeignet ist.It is therefore an object of the invention to provide a thermal insulation element which is more suitable for use for heat decoupling between a building wall and a floor or ceiling above or below.

Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind den abhängigen Ansprüchen zu entnehmen.The object is achieved by the features of claim 1. Advantageous refinements can be found in the dependent claims.

Bei einem Wärmedämmelement der eingangs genannten Art ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Wärmedämmelement an seiner oberen und unteren Anlagefläche jeweils mehrere, zumindest - in der Draufsicht auf die Anlagefläche gesehen - teilweise senkrecht zur Verlegerichtung verlaufende Vorsprünge aufweist.In the case of a thermal insulation element of the type mentioned at the outset, it is provided according to the invention that the thermal insulation element in each case has a plurality of protrusions on its upper and lower contact surface, at least — viewed in plan view of the contact surface — partially perpendicular to the laying direction.

Die Erfindung basiert auf dem Grundgedanken einer linienförmigen Verlegung der Wärmedämmelemente im Verbund, d.h. die Wärmedämmelemente werden jeweils mit ihrer kurzen Stirnseite Stoß an Stoß verlegt, ohne dass zwischen diesen ein Zwischenraum verbliebe. Die Kraftübertragung zwischen Gebäudewand und Geschossdecke verteilt sich daher statt auf einzelne Auflagepunkte linienförmig über die ganze Länge der Gebäudewand. Der Grundkörper der Wärmedämmelemente ist hierbei vorzugsweise im Wesentlichen quaderförmig ausgebildet, wobei dessen Längsachse die Verlegerichtung vorgibt.The invention is based on the basic idea of a linear laying of the thermal insulation elements in the composite, i.e. The thermal insulation elements are laid with their short end faces butt-to-butt without leaving a space between them. The power transmission between the building wall and the floor ceiling is therefore distributed linearly over the entire length of the building wall instead of on individual support points. The base body of the thermal insulation elements is preferably essentially cuboid, with its longitudinal axis specifying the direction of installation.

Nach Untersuchungen der Erfinder treten aufgrund der temperaturbedingt unterschiedlichen Wärmeausdehnung der angrenzenden Gebäudeteile längs der Gebäudewand gerichtete Kraftkomponenten auf, die durch entgegengesetzt gerichtete Kräfte am Übergang zur Geschossdecke kompensiert werden müssen. Diese Kräfte bewirken ein gewisses Drehmoment auf die Wärmedämmelemente, welches bei der genannten Stoß-an-Stoß Verlegung im Verbund über die angrenzenden Wärmedämmelemente aufgenommen wird. Die erfindungsgemäßen Vorsprünge an den Anschlussflächen der Wärmedämmelemente bewirken hierbei eine Verzahnung zwischen den Wärmedämmelementen und den angrenzenden Gebäudeteilen quer zur Kraftrichtung, durch die eine wirksame Einleitung der seitlich gerichteten Kraftkomponenten in die angrenzenden Gebäudeteile gewährleistet wird. According to investigations by the inventors, due to the temperature-related different thermal expansion of the adjacent parts of the building, force components directed along the building wall occur which have to be compensated for by opposing forces at the transition to the floor ceiling. These forces cause a certain torque on the thermal insulation elements, which is absorbed during the abovementioned joint-to-joint installation via the adjacent thermal insulation elements. The projections according to the invention on the connection surfaces of the thermal insulation elements bring about a toothing between the thermal insulation elements and the adjacent building parts transversely to the direction of force, by means of which an effective introduction of the laterally directed force components into the adjacent building parts is ensured.

Das Wärmedämmelement besteht erfindungsgemäß zumindest teilweise aus Leichtbeton als einem druckkraftübertragenden und wärmedämmenden Werkstoff. Unter Leichtbeton ist nach dem geltenden Regelwerk ein Beton mit einer trockenen Rohdichte von maximal 2000 kg/m3 - typischerweise etwa 1600 kg/m3 - definiert. Die geringe Dichte im Vergleich zu Normalbeton wird durch entsprechende Herstellverfahren und unterschiedliche Leichtbetonkörnungen, vorzugsweise Körnungen mit Kornporosität wie etwa Blähton erreicht. Leichtbeton in der hier zum Einsatz kommenden Zusammensetzung besitzt im trockenen Zustand eine Wärmeleitfähigkeit zwischen etwa 0,4 und 0,6 W/(m · K). Die Wärmeleitfähigkeit λ10,tr wird üblicherweise bei 10° Mitteltemperatur und nach Trocknung bis zur Gewichtskonstanz gemessen.According to the invention, the thermal insulation element consists at least partially of lightweight concrete as a pressure-transmitting and heat-insulating material. Under lightweight concrete, a concrete with a dry bulk density of maximum 2000 kg / m 3 - typically about 1600 kg / m 3 - is defined according to the applicable regulations. The low density compared to normal concrete is achieved by appropriate manufacturing processes and different lightweight concrete grains, preferably grains with grain porosity such as expanded clay. In the dry state, lightweight concrete in the composition used here has a thermal conductivity between approximately 0.4 and 0.6 W / (m · K). The thermal conductivity λ 10, tr is usually measured at a mean temperature of 10 ° and after drying to constant weight.

Aus Leichtbeton lassen sich hochdruckfeste Formelemente mit niedriger spezifischer Wärmeleitfähigkeit herstellen. Je nach statischer Anforderung kann ein solches Leichtbetonteil zusätzlich Hohlkammern oder eingeschlossene, nichtlasttragende Isolierkörper umfassen. Die Höhe des Wärmedämmelements entspricht vorzugsweise in etwa der Stärke einer typischen Wärmedämmschicht, also etwa 5 bis 20 cm, bevorzugt 10 bis 15 cm.High-pressure-resistant molded elements with low specific thermal conductivity can be made from lightweight concrete. Depending on the structural requirements, such a lightweight concrete part can additionally include hollow chambers or enclosed, non-load-bearing insulating bodies. The height of the thermal insulation element preferably corresponds approximately to the thickness of a typical thermal insulation layer, that is to say approximately 5 to 20 cm, preferably 10 to 15 cm.

Durch den Einsatz eines massiven oder in Hohlblockbauweise gefertigten Wärmedämmelements aus Leichtbeton steht bei gleichem oder geringerem Wärmeverlust eine wesentlich größere Anlagefläche zur Verfügung, als dies bei der Verwendung von hochdruckfesten Druckelementen der Fall wäre. Zusätzliche druckkraftübertragende Elemente wie Drucklager bzw. Druckkörper aus Hochleistungsbeton oder dergleichen werden nicht benötigt und sind im Rahmen der Erfindung auch nicht erwünscht bzw. vorgesehen, da aufgrund der höheren Verformbarkeit bzw. niedrigeren Schubsteifigkeit von Leichtbeton die auflastenden Kräfte anderenfalls nicht über den Leichtbeton-Grundkörper abgetragen werden könnten.By using a solid or hollow block construction made of lightweight concrete, a much larger contact surface is available with the same or less heat loss than would be the case when using high-pressure-resistant pressure elements. Additional elements that transmit pressure force, such as thrust bearings or pressure elements made of high-performance concrete or the like, are not required and are also not desired or provided in the context of the invention, since, due to the higher deformability or lower shear rigidity of lightweight concrete, the load-bearing forces would otherwise not be dissipated via the lightweight concrete base body could become.

Der typische E-Modul von Normalbeton, wie er für eine Gebäudewand verwendet wird, beträgt etwa Ecm≈30.000 bis 40.000 N/mm2. Der E-Modul des im Rahmen der Erfindung eigesetzten Leichtbetons beträgt dem gegenüber zwischen etwa 6.000 und 22.000 N/mm2, vorzugsweise zwischen 8.000 und 16.000 N/mm2, höchstvorzugsweise etwa 14.000 N/mm2. Aufgrund ihrer gegenüber den angrenzenden Gebäudeteilen niedrigeren Schubsteifigkeit können die Wärmedämmelemente die aufgrund des abrupten Temperatursprungs an der Wärmedämmzone auftretenden größeren Unterschiede im Wärmeausdehnungsverhalten besser kompensieren. Der von den Wärmedämmelementen gebildete Übergangsbereich zwischen Gebäudewand und Geschossdecke wirkt also nicht nur in bauphysikalischer Hinsicht als Wärmedämmzone und in statischer Hinsicht als lastabtragendes Bauteil, sondern darüber hinaus auch noch als Spannungs-Dämpfungselement zum Ausgleich unterschiedlicher thermischer Ausdehnung.The typical modulus of elasticity of normal concrete, as used for a building wall, is approximately E cm ≈30,000 to 40,000 N / mm 2 . In contrast, the modulus of elasticity of the lightweight concrete used in the context of the invention is between approximately 6,000 and 22,000 N / mm 2 , preferably between 8,000 and 16,000 N / mm 2 , most preferably approximately 14,000 N / mm 2 . Due to their lower shear stiffness compared to the adjacent parts of the building, the thermal insulation elements can better compensate for the larger differences in thermal expansion behavior that occur due to the abrupt temperature jump at the thermal insulation zone. The transition area formed by the thermal insulation elements between the building wall and the floor ceiling thus acts not only in terms of building physics as a thermal insulation zone and in structural terms as a load-bearing component, but also as a stress-damping element to compensate for different thermal expansion.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind bei dem Wärmedämmelement mehreren den Grundkörper durchdringende und sich im Wesentlichen vertikal über die obere und die untere Anlagefläche hinaus erstreckende, stabförmige Bewehrungsmittel, insbesondere Bewehrungsstäbe vorgesehen. Diese ermöglichen eine monolithische Anbindung der Gebäudeteile vor allem in Querkraftrichtung. Die Bewehrungsmittel sind fest in dem Grundkörper des Wärmedämmelements verankert. Hierbei ist insbesondere vorgesehen, dass die stabförmigen Bewehrungsmittel die Vorsprünge durchdringen. Es hat sich nämlich herausgestellt, dass die Querkraftübertragung zwischen den Gebäudeteilen über die im Wärmedämmelement integrierten Bewehrungsmittel verbessert ist, wenn diese durch die Vorsprünge verlaufen, anstatt durch den Bereich zwischen den Vorsprüngen.In a preferred embodiment, a plurality of rod-shaped reinforcement means, in particular reinforcement rods, are provided in the thermal insulation element, which penetrate the base body and extend substantially vertically beyond the upper and the lower contact surface. These enable a monolithic connection of the building parts, especially in the direction of the transverse force. The reinforcement means are firmly anchored in the base body of the thermal insulation element. It is particularly provided that the rod-shaped reinforcement means penetrate the projections. It has been found that the transfer of shear force between the parts of the building is improved via the reinforcement means integrated in the thermal insulation element if these run through the projections instead of through the area between the projections.

Außerdem kann im Rahmen der Erfindung vorgesehen sein, dass die stabförmigen Bewehrungsmittel aus einem Faserverbundwerkstoff bestehen. Während bei herkömmlichen vertikal angeordneten Stahlbetonbauteilen mit einem Bewehrungsgehalt von 1-2 % die Stahlbewehrung etwa die Hälfte zur Gesamtwärmeleitfähigkeit des Gebäudeteils beiträgt, wird durch die Kombination aus Leichtbeton mit einer Bewehrung aus einem Faserverbundwerkstoff im Bereich des Wärmedämmelements der Wärmeübertrag um ca. 90% gesenkt.It can also be provided in the context of the invention that the rod-shaped reinforcement means consist of a fiber composite material. While with conventional vertically arranged reinforced concrete components with a reinforcement content of 1-2%, the steel reinforcement contributes about half to the overall thermal conductivity of the building part, the combination of lightweight concrete with a reinforcement made of a fiber composite material in the area of the thermal insulation element reduces the heat transfer by approx. 90%.

Bei einer bevorzugten Ausführung sind die Vorsprünge als quer zur Verlegerichtung angeordnete Querrippen ausgebildet. Diese ermöglichen eine besonders wirksame Verzahnung mit den angrenzenden betonierten Gebäudeteilen. Die Höhe der Vorsprünge bzw. Rippen beträgt um die beste Wirkung zu erzielen zwischen 10 mm und 30 mm, insbesondere zwischen 15 mm und 20 mm.In a preferred embodiment, the projections are designed as transverse ribs arranged transversely to the laying direction. These enable particularly effective interlocking with the adjacent concrete parts of the building. The high of To achieve the best effect, projections or ribs are between 10 mm and 30 mm, in particular between 15 mm and 20 mm.

Zusätzlich zu den Querrippen kann außerdem zumindest eine in Verlegerichtung angeordnete Längsrippe vorgesehen sein. Diese ermöglicht eine zusätzliche Verzahnung parallel zur Wand und ist somit geeignet, senkrecht auf die Wand einwirkende Lasten wie z.B. Wind in die Gebäudedecke zu übertragen.In addition to the transverse ribs, at least one longitudinal rib arranged in the laying direction can also be provided. This enables an additional toothing parallel to the wall and is therefore suitable for loads acting vertically on the wall, e.g. To transmit wind into the ceiling of the building.

Die vorliegende Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zum Erstellen tragender Gebäudeteile, nämlich einer vertikalen Gebäudewand und einer darüber- oder darunterliegenden Geschossdecke. Zwischen den Gebäudeteilen wird hierbei linienförmig eine Mehrzahl von Wärmedämmelementen verlegt, die jeweils einen Grundkörper aufweisen, der zumindest teilweise aus Leichtbeton als einem druckkraftübertragenden und wärmedämmenden Werkstoff besteht und eine obere und eine untere Anlagefläche zum vertikalen Anschluss an die Gebäudeteile aufweist. Die Wärmedämmelemente besitzen an ihren oberen und unteren Anlageflächen jeweils mehrere, zumindest teilweise senkrecht zur Verlegerichtung verlaufende Vorsprünge. Die Verlegung der Wärmedämmelemente erfolgt im Verbund, d.h. die Wärmedämmelemente werden jeweils mit ihrer kurzen Stirnseite Stoß an Stoß ohne Zwischenraum verlegt. Die Kraftübertragung zwischen Gebäudewand und Geschossdecke verteilt sich daher statt auf einzelne Auflagepunkte linienförmig über die ganze Länge der Gebäudewand.The present invention also relates to a method for creating load-bearing building parts, namely a vertical building wall and a floor or ceiling above or below. Between the parts of the building, a number of thermal insulation elements are laid in a line, each of which has a base body that is at least partially made of lightweight concrete as a pressure-transmitting and heat-insulating material and has an upper and a lower contact surface for vertical connection to the building parts. The thermal insulation elements each have a plurality of projections at least partially perpendicular to the direction of installation on their upper and lower contact surfaces. The thermal insulation elements are laid together, i.e. the thermal insulation elements are laid with their short end faces butt-to-butt with no space between them. The power transmission between the building wall and the floor ceiling is therefore distributed linearly over the entire length of the building wall instead of on individual support points.

Im Rahmen des Bauverfahrens wird zunächst eine Armierung für das untere, aus Beton zu erstellende Gebäudeteil sowie eine um die Armierung angeordnete Schalung erstellt. In diese Schalung werden die Wärmedämmelemente eingesetzt, so dass diese in einer Linie einen Anschluss für das darüber zu erstellende Gebäudeteil bilden. Anschließend wird bis zur Höhe der unteren Anlagefläche der in die Schalung eingesetzten Wärmedämmelemente Frischbeton in die Schalung eingefüllt und gegebenenfalls der Frischbeton mittels eines Rüttelwerkzeuges verdichtet.As part of the construction process, a reinforcement for the lower part of the building to be made of concrete and a formwork arranged around the reinforcement are first created. The thermal insulation elements are inserted into this formwork so that they form a connection in a line for the part of the building to be constructed above. Subsequently, fresh concrete is poured into the formwork up to the height of the lower contact surface of the thermal insulation elements used in the formwork and, if necessary, the fresh concrete is compacted using a vibrating tool.

Weitere Merkmale, Vorteile und Eigenschaften der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden anhand der Figuren und anhand von Ausführungsbeispielen erläutert. Dabei zeigt:

  • 1 eine isometrische Ansicht eines erfindungsgemäßen Wärmedämmelements
  • 2 eine Seitenansicht des Wärmedämmelements aus 1,
  • 3 eine Draufsicht auf das Wärmedämmelement aus 1,
  • 4 ein erstes Ausführungsbeispiel für einen wärmedämmenden Anschluss zwischen einer aus Beton erstellten, tragenden Gebäudewand und einer darüberliegenden, betonierten Geschossdecke, und
  • 5 ein zweites Ausführungsbeispiel für einen wärmedämmenden Anschluss zwischen einer aus Beton erstellten Gebäudewand und einer darunterliegenden, betonierten Geschossdecke.
Further features, advantages and properties of the present invention are explained below on the basis of the figures and on the basis of exemplary embodiments. It shows:
  • 1 an isometric view of a thermal insulation element according to the invention
  • 2nd a side view of the thermal insulation element 1 ,
  • 3rd a plan view of the thermal insulation element 1 ,
  • 4th a first embodiment for a heat-insulating connection between a load-bearing building wall made of concrete and an overlying, concrete floor ceiling, and
  • 5 a second embodiment for a heat-insulating connection between a building wall made of concrete and an underlying concrete floor.

In den 1 bis 3 ist ein Wärmedämmelement 10 mit einem als Leichtbeton-Formteil ausgeführten Grundkörper 11 gezeigt. Es dient zum monolithischen Anschluss und zur lastabtragenden Verbindung einer Gebäudewand 21, beispielsweise im Untergeschoss eines Gebäudes, an die darüber liegende Kellerdecke 22. Möglich ist auch, das Wärmedämmelement 10 zur Wärmedämmung zwischen einer „kalten“ Geschossdecke und einer darüber befindlichen Gebäudewand einzusetzen.In the 1 to 3rd is a thermal insulation element 10th with a basic body designed as a lightweight concrete molding 11 shown. It is used for the monolithic connection and load-bearing connection of a building wall 21st , for example in the basement of a building, to the basement ceiling above 22 . The thermal insulation element is also possible 10th to be used for thermal insulation between a "cold" floor ceiling and a building wall above.

Das Wärmedämmelement 10 umfasst einen im Wesentlichen quaderförmigen Grundkörper 11 mit einer Oberseite 12 und einer Unterseite 13, die jeweils als Anlageflächen für die Kellerdecke bzw. den Abschluss der diese tragenden Gebäudewand 21 dienen. Durch den Grundkörper 11 ragen - ohne dass die Erfindung hierauf beschränkt wäre - in zwei Reihen angeordnet insgesamt sechs Bewehrungsstäbe 15.The thermal insulation element 10th comprises an essentially cuboid body 11 with a top 12 and a bottom 13 , each as contact surfaces for the basement ceiling or the completion of the building wall supporting this 21st serve. Through the body 11 project - without the invention being limited to this - a total of six reinforcement bars arranged in two rows 15 .

Der Grundkörper 11 des Wärmedämmelements 10 besteht aus einem Leichtbeton, welcher einerseits eine hohe Druckstabilität, andererseits eine gute Wärmedämmeigenschaft aufweist. Gegenüber Beton mit einer Wärmeleitfähigkeit von etwa 1,6 W/(m · K) liegt die Wärmeleitfähigkeit bei Verwendung eines geeigneten Leichtbetonwerkstoffs im Bereich von etwa 0,5 W/(m · K), was einer Verbesserung um etwa 70 % entspricht. Der verwendete Leichtbeton besteht im Wesentlichen aus Blähton, Feinsanden, vorzugsweise Leichtsand, Fließmitteln sowie Stabilisatoren, die ein Entmischen durch Aufschwimmen der Körnung verhindern und die Verarbeitbarkeit verbessern. Die Druckfestigkeit des Wärmedämmelements ist dabei ausreichend hoch gewählt, um die statisch geplante Ausnutzung der darunterliegenden Gebäudewand 21 aus Ortbeton zu ermöglichen, beispielsweise entsprechend der Druckfestigkeitsklasse C25/30.The basic body 11 of the thermal insulation element 10th consists of a lightweight concrete, which on the one hand has high pressure stability and on the other hand has good thermal insulation properties. Compared to concrete with a thermal conductivity of approximately 1.6 W / (m · K), the thermal conductivity when using a suitable lightweight concrete material is in the range of approximately 0.5 W / (m · K), which corresponds to an improvement of approximately 70%. The light concrete used essentially consists of expanded clay, fine sand, preferably light sand, flow agents and stabilizers, which prevent segregation by floating the grain and improve the workability. The compressive strength of the thermal insulation element is chosen to be sufficiently high for the statically planned utilization of the building wall underneath 21st made of in-situ concrete, for example according to the compressive strength class C25 / 30th .

Die Bewehrungsstäbe 15, die den Grundkörper 11 des Wärmedämmelements 10 in vertikaler Richtung durchqueren, dienen als Querkraftbewehrung zur Übertragung längs der Gebäudewand 21 sowie senkrecht zu dieser auftretender Querkräfte. Die Bewehrungsstäbe 15 werden bei der Herstellung des Wärmedämmelements 10 in den Leichtbetonwerkstoff des Grundkörpers 11 einbetoniert.The reinforcement bars 15 that the main body 11 of the thermal insulation element 10th Cross in the vertical direction, serve as shear reinforcement for transmission along the building wall 21st as well as perpendicular to this occurring transverse forces. The reinforcement bars 15 are used in the manufacture of the thermal insulation element 10th in the lightweight concrete material of the base body 11 concreted.

Die Bewehrungsstäbe 15 selbst sind im Ausführungsbeispiel aus einem Faserverbundwerkstoff, der aus in Kraftrichtung ausgerichteten Glasfasern und einer Kunstharz-Matrix besteht. Ein solcher Glasfaserbewehrungsstab weist eine extrem niedrige Wärmeleitfähigkeit auf, die bis zu 70-mal geringer ist als bei Betonstahl, und ist somit ideal für die Anwendung in dem Wärmedämmelement 10 geeignet. Alternativ ist jedoch auch der Einsatz von Bewehrungsstäben aus nichtrostendem Stahl möglich und im Rahmen der vorliegenden Erfindung mit umfasst. The reinforcement bars 15 themselves are in the exemplary embodiment of a fiber composite material, which consists of glass fibers aligned in the direction of force and a synthetic resin matrix. Such a glass fiber reinforcement bar has an extremely low thermal conductivity, which is up to 70 times lower than that of reinforcing steel, and is therefore ideal for use in the thermal insulation element 10th suitable. Alternatively, however, the use of reinforcing bars made of stainless steel is also possible and is included in the scope of the present invention.

Sowohl an der oberen Anlageflächen 12 als auch an der unteren Anlageflächen 13 besitzt das Wärmedämmelement 10 je drei Querrippen12a, 13a, die in Richtung senkrecht zur dessen Längserstreckung verlaufen. Die Querrippen 12a, 13a sorgen für eine Verzahnung mit den anschließenden Gebäudeteilen, also der Gebäudewand 21 und der Geschossdecke 22 und tragen Querkräfte aufgrund unterschiedlicher Wärmeausdehnung an das angrenzende Gebäudeteil ab.Both on the upper contact surfaces 12 as well as on the lower contact surfaces 13 has the thermal insulation element 10th three transverse ribs 12a, 13a each, which run in the direction perpendicular to the longitudinal extension thereof. The cross ribs 12a , 13a ensure interlocking with the adjoining parts of the building, i.e. the building wall 21st and the floor ceiling 22 and transfer lateral forces to the adjacent part of the building due to different thermal expansion.

Die Anordnung der Bewehrungsstäbe 15 bezogen auf die Grundfläche des Grundkörpers 11 erfolgt in zwei parallelen Reihen zu je drei Stäben. Hierbei hat es sich als besonders vorteilhaft herausgestellt, wenn die Bewehrungsstäbe 15, wie im Ausführungsbeispiel gezeigt, so angeordnet werden, dass sie durch die Rippen 12a, 13a hindurch verlaufen, anstatt durch die Einschnitte zwischen den Rippen 12a, 13a. Aus diesem Grunde ist es ebenfalls vorteilhaft, dass die Rippen 12a, 13a an Oberseite 12 und Unterseite 13, bzw. im allgemeinen Fall beliebig geformte Vorsprünge mit quer zur Längsrichtung verlaufenden Bereichen, einander entsprechen und spiegelbildlich bzw. in vertikaler Flucht zu einander angeordnet sind. Selbstverständlich können auch Grundkörper mit vier oder mehr Rippen und einer entsprechend größeren Anzahl an Bewährungsstäben zum Einsatz kommen.The arrangement of the reinforcing bars 15 based on the base area of the base body 11 takes place in two parallel rows of three rods each. It has proven to be particularly advantageous here if the reinforcing bars 15 , as shown in the embodiment, are arranged so that they pass through the ribs 12a , 13a run through instead of through the incisions between the ribs 12a , 13a . For this reason, it is also advantageous that the ribs 12a , 13a on top 12 and bottom 13 , or in the general case projections of any shape with areas running transversely to the longitudinal direction, correspond to one another and are arranged in mirror image or in vertical alignment with one another. Of course, base bodies with four or more ribs and a correspondingly larger number of test bars can also be used.

Der Grundkörper 11 des Wärmedämmelements 10 hat im Ausführungsbeispiel, ohne dass die Erfindung hierauf beschränkt wäre, eine Länge von etwa 300 mm. Die Höhe ohne Rippen beträgt 100 mm und entspricht somit der üblichen Stärke einer nachträglich angebrachten Wärmedämmschicht. Die Höhe der einzelnen Rippen 12a, 13a beträgt jeweils 15 mm. Die Breite des Grundkörpers entspricht der geplanten Wandstärke der Gebäudewand, also z.B. 180 mm.The basic body 11 of the thermal insulation element 10th in the exemplary embodiment, without the invention being restricted to this, has a length of approximately 300 mm. The height without ribs is 100 mm and thus corresponds to the usual thickness of a subsequently installed thermal insulation layer. The height of each rib 12a , 13a is 15 mm each. The width of the base corresponds to the planned wall thickness of the building wall, e.g. 180 mm.

In 4 ist eine Anschlusssituation zwischen einer Gebäudewand 21, z.B. im Untergeschoss eines Gebäudes, und der darüberliegenden Geschossdecke 22, z.B. der Kellerdecke, gezeigt. Den obersten Abschluss der Gebäudewand 21 bildet eine linienförmig im Verbund, also ohne Zwischenraum, gesetzte Lage von Wärmedämmelementen 10. Deren Bewehrungsstäbe 15 sind in der aus Ortbeton erstellten Gebäudewand 21 einbetoniert. Die Gebäudewand 21 wurde dabei von unten bis an die Wärmedämmelemente 10 heran betoniert. Über der Lage von Wärmedämmelementen 15 befindet sich die ebenfalls aus Ortbeton erstellte Geschossdecke 22. Die über das Wärmedämmelement 10 hinausragenden Bewehrungsstäbe sind in die Geschossdecke 22 einbetoniert. Durch die Rippen 12a, 13a entsteht eine in Richtung des Wandverlaufs wirksame Verzahnung zwischen der Gebäudewand 21, der Lage aus Wärmedämmelementen 10 und der Geschossdecke 22 in der Art einer verzahnten Fuge.In 4th is a connection situation between a building wall 21st , for example in the basement of a building and the floor above 22 , e.g. the basement ceiling. The top end of the building wall 21st forms a linear layer of thermal insulation elements in the composite, i.e. without a space 10th . Their reinforcing bars 15 are in the building wall made of in-situ concrete 21st concreted. The building wall 21st was from the bottom to the thermal insulation elements 10th concreted up. About the location of thermal insulation elements 15 is the floor slab, also made of in-situ concrete 22 . The over the thermal insulation element 10th protruding reinforcement bars are in the floor ceiling 22 concreted. Through the ribs 12a , 13a there is an effective interlocking between the building wall in the direction of the wall 21st , the layer of thermal insulation elements 10th and the floor ceiling 22 like a toothed joint.

Zur Herstellung wird zunächst in an sich üblicher Weise eine Armierung für die Gebäudewand 21 erstellt und mit einer Schalung versehen. In die Schalung werden als oberster Abschluss die Wärmedämmelemente eingesetzt und mit Hilfsmitteln an der Schalung befestigt. Anschließend wird die Schalung bis an die Unterkante der Wärmedämmelemente heran mit Frischbeton verfüllt und dieser verdichtet. Zum Einfüllen und Verdichten können einzelne Wärmedämmelemente 15 entnommen werden und nach dem Verdichten wieder eingefügt werden. Gleichsam wäre es möglich, in den Wärmedämmelementen Verfüllöffnungen vorzusehen, welche nach dem Verfüllen verschlossen werden können. Eine andere Möglichkeit bestünde darin, die Schalung zunächst mit Frischbeton zu befüllen und diesen zu verdichten und die Lage der Wärmedämmelemente anschließend obenauf in den noch flüssigen Ortbeton einzusetzen.Reinforcement for the wall of the building is initially used in the usual manner 21st created and provided with a formwork. The thermal insulation elements are inserted into the formwork as the top end and attached to the formwork with aids. Then the formwork is filled with fresh concrete up to the lower edge of the thermal insulation elements and this is compacted. Individual thermal insulation elements can be used for filling and compression 15 removed and inserted again after compaction. At the same time, it would be possible to provide filling openings in the thermal insulation elements which can be closed after the filling. Another possibility would be to first fill the formwork with fresh concrete and compact it and then insert the position of the thermal insulation elements on top of it in the still liquid in-situ concrete.

Sobald dieser abgebunden hat, kann in ebenfalls an sich bekannter Weise mit der Erstellung der Geschossdecke 22 weiterverfahren werden, wobei deren Armierung mit den über die obere Anlagefläche 13 der Wärmedämmelemente 10 hinausragenden Bewehrungsstäben 15 aus Faserverbundwerkstoff im Ortbeton der Geschossdecke vergossen wird. Zum Erstellen der Geschossdecke 22 wird oberhalb der bzw. angrenzend an die Wärmedämmelemente 10 eine Schalung installiert und eine Bewehrung für die Geschossdecke verlegt. Anschließend wird die Geschossdecke in an sich üblicher Weise betoniert. Unterhalb der Geschossdecke 22 kann abschließend eine Wärmedämmschicht aus einem hochdämmenden Werkstoff aufgebracht, deren Stärke im Wesentlichen zumindest der Höhe der Wärmedämmelemente 10 entspricht. Als Wärmedämmschicht können beispielsweise Mineraldämmplatten oder Holzwolle-Mehrschichtplatten verbaut werden.As soon as this has set, you can also create the floor ceiling in a manner known per se 22 be proceeding, their reinforcement with the over the upper contact surface 13 the thermal insulation elements 10th protruding reinforcing bars 15 is cast from fiber composite material in the in-situ concrete of the floor ceiling. To create the floor slab 22 is above or adjacent to the thermal insulation elements 10th formwork was installed and reinforcement for the floor slab laid. Then the floor slab is concreted in the usual way. Below the floor ceiling 22 can finally apply a thermal insulation layer made of a highly insulating material, the thickness of which is essentially at least the height of the thermal insulation elements 10th corresponds. Mineral insulation boards or wood-wool multi-layer boards can be installed as thermal insulation layers.

Bei einem alternativen, in 5 gezeigten Ausführungsbeispiel werden die Wärmedämmelemente als unterste Lage zwischen einer Gebäudewand und einer darunterliegenden Geschossdecke oder Bodenplatte - welche im verallgemeinerten Sinne im Rahmen der vorliegenden Erfindung ebenfalls als Geschossdecke bezeichnet wird - angeordnet. Diese Ausführungsform kommt zum Einsatz bei einer „kalten“ Geschossdecke, bei der eine Wärmedämmschicht oberhalb der Geschossdecke verbaut wird.In an alternative, in 5 Embodiment shown, the thermal insulation elements are arranged as the lowest layer between a building wall and an underlying floor or floor slab - which is also referred to in the general sense in the context of the present invention as a floor ceiling. This embodiment is used a "cold" floor ceiling, in which a thermal insulation layer is installed above the floor ceiling.

Zur Herstellung wird zunächst eine Schalung nebst Armierung für die untere Geschossdecke 22 erstellt. Am oberen Rand der Schalung oder in entsprechender Höhe an der Armierung werden die Wärmedämmelemente 10 befestigt. Anschließend wird in an sich üblicher Weise die Geschossdecke 22 aus Frischbeton gegossen und verdichtet. Dabei werden die nach unten weisenden Bewehrungsstäbe 15 der Wärmedämmelemente 10 mit einbetoniert. Nach dem Abbinden bzw. Aushärten des Betons wird oberhalb der Wärmedämmelemente 10 eine Armierung für die Gebäudewand 21 erstellt und um diese und unter Einschluss der aus der betonierten Geschossdecke 22 ragenden Wärmedämmelemente 10 eine Schalung für die Gebäudewand aufgestellt. Anschließend wird diese in herkömmlicher Weise betoniert.First of all, a formwork with reinforcement for the lower floor ceiling is used for production 22 created. The thermal insulation elements are located at the top of the formwork or at the appropriate height on the reinforcement 10th attached. Then the floor is in the usual way 22 poured from fresh concrete and compacted. The downward-facing reinforcing bars 15 the thermal insulation elements 10th concreted with. After the concrete has set or hardened, it is placed above the thermal insulation elements 10th a reinforcement for the building wall 21st created and around this and including the from the concrete floor slab 22 outstanding thermal insulation elements 10th formwork set up for the building wall. Then it is concreted in a conventional manner.

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Claims (11)

Wärmedämmelement zur Wärmeentkopplung zwischen aus Beton zu erstellenden, tragenden Gebäudeteilen, nämlich einer vertikalen Gebäudewand (21) und einer darüber- oder darunterliegenden Geschossdecke (22), wobei das Wärmedämmelement (10) einen linienförmig zwischen den Gebäudeteilen zu verlegenden Grundkörper (11) aufweist, der zumindest teilweise aus einem druckkraftübertragenden und wärmedämmenden Werkstoff, nämlich Leichtbeton, besteht und eine obere und eine untere Anlagefläche (12, 13) zum vertikalen Anschluss an die Gebäudeteile (21, 22) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Wärmedämmelement an seiner oberen und unteren Anlagefläche (13) jeweils mehrere, zumindest teilweise senkrecht zur Verlegerichtung verlaufende Vorsprünge (12a, 13a) aufweist.Thermal insulation element for heat decoupling between load-bearing parts of the building to be made of concrete, namely a vertical building wall (21) and a floor or ceiling (22) above or below, the thermal insulation element (10) having a basic body (11) to be laid linearly between the building parts consists at least partially of a pressure-transmitting and heat-insulating material, namely lightweight concrete, and has an upper and a lower contact surface (12, 13) for vertical connection to the building parts (21, 22), characterized in that the thermal insulation element on its upper and lower contact surface (13) each has a plurality of projections (12a, 13a) running at least partially perpendicular to the laying direction. Wärmedämmelement nach Anspruch 1, welches mehrere den Grundkörper (11) durchdringende und sich im Wesentlichen vertikal über die obere und die untere Anlagefläche (12, 13) hinaus erstreckende, stabförmige Bewehrungsmittel, insbesondere Bewehrungsstäbe (15) aufweist.Thermal insulation element after Claim 1 which has a plurality of rod-shaped reinforcement means, in particular reinforcement rods (15), which penetrate the base body (11) and extend essentially vertically beyond the upper and lower contact surfaces (12, 13). Wärmedämmelement nach Anspruch 2, bei dem die stabförmigen Bewehrungsmittel (15) die Vorsprünge (12a, 13a) durchdringen.Thermal insulation element after Claim 2 , in which the rod-shaped reinforcement means (15) penetrate the projections (12a, 13a). Wärmedämmelement nach Anspruch 2 oder 3, bei dem die stabförmigen Bewehrungsmittel (15) aus einem Faserverbundwerkstoff bestehen.Thermal insulation element after Claim 2 or 3rd , in which the rod-shaped reinforcement means (15) consist of a fiber composite material. Wärmedämmelement nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem die stabförmigen Bewehrungsmittel (15) kraftschlüssig mit dem Grundkörper (11) verbunden sind.Thermal insulation element according to one of the preceding claims, in which the rod-shaped reinforcement means (15) are non-positively connected to the base body (11). Wärmedämmelement nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Grundkörper (11) im Wesentlichen quaderförmig ausgebildet ist und die Längsachse des Grundkörpers (11) die Verlegerichtung vorgibt, zu der in einer Querachse des Grundkörpers (11) die Vorsprünge (12a, 13a) ausgerichtet sind.Thermal insulation element according to one of the preceding claims, wherein the base body (11) is essentially cuboid and the longitudinal axis of the base body (11) specifies the laying direction, to which the projections (12a, 13a) are aligned in a transverse axis of the base body (11). Wärmedämmelement nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem die Vorsprünge (12a, 13a) als quer zur Verlegerichtung angeordnete Querrippen ausgebildet sind.Thermal insulation element according to one of the preceding claims, in which the projections (12a, 13a) are designed as transverse ribs arranged transversely to the laying direction. Wärmedämmelement nach Anspruch 7, bei dem zusätzlich zu den Querrippen (12a, 13a) zumindest eine in Verlegerichtung angeordnete Längsrippe vorgesehen ist.Thermal insulation element after Claim 7 , in which at least one longitudinal rib arranged in the laying direction is provided in addition to the transverse ribs (12a, 13a). Verfahren zum Erstellen tragender Gebäudeteile, nämlich einer vertikalen Gebäudewand (21) und einer darüber- oder darunterliegenden Geschossdecke (22), wobei zwischen den Gebäudeteilen linienförmig eine Mehrzahl von Wärmedämmelementen (10) verlegt werden, die jeweils einen Grundkörper (11) aufweisen, der zumindest teilweise aus einem druckkraftübertragenden und wärmedämmenden Werkstoff, nämlich Leichtbeton, besteht und eine obere und eine untere Anlagefläche (12, 13) zum vertikalen Anschluss an die Gebäudeteile (21, 22) aufweist, und wobei die Wärmedämmelemente an ihrer oberen und unteren Anlagefläche (13) jeweils mehrere, zumindest teilweise senkrecht zur Verlegerichtung verlaufende Vorsprünge (12a, 13a) aufweisen.Method for creating load-bearing building parts, namely a vertical building wall (21) and a floor or ceiling (22) above or below, wherein a plurality of thermal insulation elements (10) are laid linearly between the building parts, each having a base body (11), which at least consists partly of a pressure-transmitting and heat-insulating material, namely lightweight concrete, and has an upper and a lower contact surface (12, 13) for vertical connection to the building parts (21, 22), and the heat insulation elements on their upper and lower contact surface (13) each have a plurality of projections (12a, 13a) running at least partially perpendicular to the laying direction. Verfahren nach Anspruch 9, bei dem die Grundkörper (11) der Wärmedämmelemente (10) im Wesentlichen quaderförmig ausgebildet sind und die Längsachse der Grundkörper (11) die Verlegerichtung vorgibt, und bei dem die Wärmedämmelemente (10) jeweils mit ihrer kurzen Stirnseite ohne Zwischenraum Stoß an Stoß verlegt werden.Procedure according to Claim 9 , in which the base body (11) of the thermal insulation elements (10) is essentially cuboid and the longitudinal axis of the base body (11) specifies the direction of installation, and in which the thermal insulation element (10) is laid with its short end face butt to butt without space . Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, bei dem eine Armierung für das untere, aus Beton zu erstellende Gebäudeteil (21, 22) sowie eine um die Armierung angeordnete Schalung erstellt wird, bei dem in die Schalung die Wärmedämmelemente (10) eingesetzt werden, so dass diese in einer Linie einen Anschluss für das darüber zu erstellende Gebäudeteil (22, 21) bilden und bei dem in die Schalung bis zur Höhe der unteren Anlagefläche (13) der in die Schalung eingesetzten Wärmedämmelemente (10) Frischbeton eingefüllt und gegebenenfalls der Frischbeton mittels eines Rüttelwerkzeuges verdichtet wird.Procedure according to Claim 9 or 10th , in which a reinforcement is created for the lower part of the building (21, 22) to be made of concrete, and a formwork arranged around the reinforcement, in which the thermal insulation elements (10) are inserted into the formwork, so that these form a connection in one line form fresh concrete for the part of the building (22, 21) to be constructed and in which fresh concrete is poured into the formwork up to the height of the lower contact surface (13) of the thermal insulation elements (10) used in the formwork and, if necessary, the fresh concrete is compacted using a vibrating tool.
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