DE10315649A1 - Ziegelstein und Verfahren zur Herstellung eines Ziegelsteins - Google Patents

Ziegelstein und Verfahren zur Herstellung eines Ziegelsteins Download PDF

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DE10315649A1 DE2003115649 DE10315649A DE10315649A1 DE 10315649 A1 DE10315649 A1 DE 10315649A1 DE 2003115649 DE2003115649 DE 2003115649 DE 10315649 A DE10315649 A DE 10315649A DE 10315649 A1 DE10315649 A1 DE 10315649A1
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Abstract

Ein Ziegelstein (1), insbesondere Planziegelstein, zur Erzeugung von wärme- und schallgedämmtem Mauerwerk von Gebäuden, mit einer mit Außenputz zu versehenden Außenschale (2) und einer dem Innenraum von Gebäuden zugewandten Innenschale (3), wobei die Außenschale (2) und die Innenschale (3) einen Dämmbereich (4) begrenzen, ist im Hinblick auf die Aufgabe, eine Erzeugung von optimal schall- und wärmegedämmten Gebäuden unter bautauglichen Bedingungen zu realisieren, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenschale (2), die Innenschale (3) und der Dämmbereich (4) als einzelne Komponenten ausgebildet sind, welche zu einem festen, einstückigen Verbund zusammengefügt sind. Des Weiteren ist ein Verfahren zur Herstellung eines Ziegelsteins, insbesondere eines Planziegelsteins, zur Erzeugung von wärme- und schallgedämmtem Mauerwerk von Gebäuden, gegebenenfalls nach einem der Ansprüche 1 bis 21, mit einer mit Außenputz zu versehenden Außenschale (2) und einer dem Innenraum von Gebäuden zugewandten Innenschale (3), wobei die Außenschale (2) und die Innenschale (3) einen Dämmbereich (4) begrenzen, angegeben, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass der Ziegelstein (1) in eine Innenschale (3) und in eine Außenschale (2) aufgeteilt wird und die Innenschale (3) und Außenschale (2) zu einem festen Verbund zusammengefügt werden, der einen Dämmbereich (4) einschließt.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Ziegelstein, insbesondere Planziegelstein, zur Erzeugung von wärme- und schallgedämmtem Mauerwerk von Gebäuden, mit einer mit Außenputz zu versehenden Außenschale und einer dem Innenraum von Gebäuden zugewandten Innenschale, wobei die Außenschale und die Innenschale einen Dämmbereich begrenzen. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Ziegelsteins, insbesondere eines Planziegelsteins, zur Erzeugung von wärme- und schallgedämmtem Mauerwerk von Gebäuden, mit einer mit Außenputz zu versehenden Außenschale und einer dem Innenraum von Gebäuden zugewandten Innenschale, wobei die Außenschale und die Innenschale einen Dämmbereich begrenzen.
  • Vorrichtungen und Verfahren der hier in Rede stehenden Art sind aus der Praxis bereits bekannt. Insbesondere sind Ziegelsteine mit plangeschliffenen Auflageflächen, so genannte Planziegelsteine, zur Erzeugung homogener und ebener Mauerwerke aus DE 197 42 419 A1 , DE 198 07 040 A1 sowie DE 43 33 981 C2 bekannt. Ziegelsteine dieser Art können mit einer Stoßfugenverzahnung an entgegengesetzten Seitenflächen des Ziegelsteins versehen sein, damit diese Ziegelsteine innerhalb des Mauerwerks ineinander greifend gelegt werden können.
  • Eine zufrieden stellende Schall- oder Wärmedämmeigenschaft eines mit diesen Ziegelsteinen errichteten Mauerwerks kann nur realisiert werden, wenn dafür Sorge getragen wird, dass sich keine Stege aus Mörtel oder Kleber an unerwünschten Stellen ausbilden. Solche Stellen sind beispielsweise als Dämmbereich wirkende Hohlräume innerhalb der Ziegelsteine, in denen die Stege als Schall- oder Wärmebrücken zwischen Innen- und Außenschale wirken.
  • Insbesondere aber beim Aufbau von Mauerwerken, welche eine Innen- und Außenschale aufweisen, die einen Dämmbereich begrenzen sollen, sind Wärmebrücken zwischen Innen- und Außenschale in höchstem Maße unerwünscht und führen zu ganz erheblichen Verschlechterungen der Wärmedämmeigenschaft des Mauerwerks. Insoweit muss bei der Schalenbauweise mit größter Sorgfalt darauf geachtet werden, dass sich auch zwischen Innen- und Außenschalen keine Stege ausbilden, die dann als Schall- und/oder Wärmebrücken wirken. Dies erfordert bei Verwendung von Planziegelsteinen in ihren Dimensionen exakt aufeinander abgestimmte Ziegelsteine, was letztlich bei Verwendung von Ziegelsteinen aus verschiedenen Produktionschargen schlicht nicht möglich ist.
  • Gerade im Baubereich ist es aber von großer Bedeutung, dass ein Gebäude zügig errichtet wird, so dass letztlich eine besondere Sorgfalt beim Errichten eines Mauerwerks im Hinblick auf die Vermeidung von Schall- oder Wärmebrücken durch Mörtel oder Kleber höchst unrealistisch und nicht akzeptabel ist. Erhöhte Sorgfalt bedeutet letztlich längere Zeiten bis zur Fertigstellung eines Gebäudes und damit einhergehend erhöhte Baukosten.
  • Mit anderen Worten ist es mit den bekannten Ziegelsteinen und Verfahren zur Herstellung von Ziegelsteinen nur unter erheblichem Aufwand und unter praxisfernen Bedienungen möglich, zu gewährleisten, dass ein mit den Ziegelsteinen errichtetes Mauerwerk optimale Schall- und Wärmedämmeigenschaften aufweist.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Ziegelstein und ein Verfahren zur Herstellung eines Ziegelsteins der eingangs genannten Art derart auszugestalten und weiterzubilden, dass eine Erzeugung von optimal schall- und wärmegedämmten Gebäuden unter bautauglichen Bedingungen realisierbar ist.
  • Erfindungsgemäß wird die voranstehende Aufgabe hinsichtlich eines Ziegelsteins mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Danach ist ein Ziegelstein, insbesondere Planziegelstein, zur Erzeugung von wärme- und schallgedämmtem Mauerwerk von Gebäuden dadurch gekennzeichnet, dass die Außenschale, die Innenschale und der Dämmbereich als einzelne Komponenten ausgebildet sind, welche zu einem festen, einstückigen Verbund zusammengefügt sind.
  • In erfindungsgemäßer Weise ist erkannt worden, dass ein Maurer Ziegelsteine verarbeiten kann, welche aufgrund ihres Aufbaus die Ausbildung von Wärmebrücken zwischen Außenschale und Innenschale nahezu unmöglich machen. Beim Verarbeiten der Ziegelsteine muss der Maurer nicht darauf achten, dass sich zwischen Außen- und Innenschale Stege ausbilden, da die Außen- und Innenschale werksseitig durch einen fest vorgesehenen Dämmbereich beabstandet sind. Verrückungen zwischen Innen- und Außenschale sowie das ungewollte Eindringen von Mörtel an den Anlageflächen der Ziegelsteine sind insoweit ausgeschlossen, da die Innen- und Außenschale einerseits einen festen Verbund bilden und andererseits derart passgenau aufeinander abgestimmt sind, dass sich keine unebenen Flächen oder Hohlräume zwischen den einzelnen Ziegelsteinen ausbilden können. Insoweit können die Ziegelsteine als einstöckige Elemente zügig verarbeitet werden, ohne beim Aufbau des Mauerwerks besonderes Augenmerk auf die Ausbildung von Wärmebrücken zu errichten.
  • Folglich ist ein Ziegelstein angegeben, mit dem eine Erzeugung von optimal schall- und wärmegedämmten Gebäuden unter bautauglichen Bedingungen realisierbar ist.
  • Die Innenschale und Außenschale könnten aus einem monolithischen Ziegelsteinrohling gefertigt sein. Hierdurch ist gewährleistet, dass beim Zusammensetzen der Innenschale und Außenschale zu einem passgenauen Verbund keine Überstände oder eventuelle Versetzungen auftreten.
  • Der Verbund könnte zwei Auflageseiten, zwei Stirnflächen und zwei Seitenflächen aufweisen. Die quaderförmige Ausgestaltung des Ziegelsteins ermöglicht einen besonders problemlosen Transport und eine Verarbeitung mit auf Baustellen gängigen Geräten. Die Auflageseiten der Innen- und Außenschale jeweils miteinander fluchten und die Seitenflächen und Stirnflächen der Innen- und Außenschale jeweils parallel zueinander orientiert sind. Diese konkrete Ausgestaltung ermöglicht den Aufbau von Mauerwerk mit ebenen Auflageflächen ohne Hohlräume und Versatzbehaftete Zonen, wodurch ein Minimum an Mörtel oder Kleber eingesetzt werden kann, um einzelne Ziegelsteine fest miteinander zu verbinden.
  • In ganz besonders vorteilhafter Weise könnten die Komponenten des Verbunds durch eine an der Innen- und Außenschale anliegende komprimierte Lage so unter mechanischer Spannung stehen, dass sie unverrückbar aneinander liegen. Durch diese konkrete Ausgestaltung ist gewährleistet, dass die Komponenten sich nicht gegeneinander verschieben, wenn sie verarbeitet werden. Insoweit wird sichergestellt, dass der Verbund in einem Spannungszustand steht, der ein späteres Verrutschen der Außen- und Innenschale zueinander beim Transport zur Baustelle und beim Vermauern wirksam verhindert.
  • Die Innenschale und Außenschale könnten mit einem mit Glasfäden verstärkten Glasvlies, vorzugsweise mit einem Glasseidengewebe, verbunden sein. Die Vorkehrung des Glasseidengewebes realisiert vorteilhaft, dass die unter Druck zusammengepressten Außenschalen und Innenschalen ihre relative Position zueinander nicht verändern. Darüber hinaus ist vorteilhaft realisiert, dass ein eventuell komprimierter Dämmbereich stets unter Spannung steht und seine Dicke nicht ändert. Vorteilhaft ist des Weiteren, dass ein Glassseidengewebe eine nahezu unwirksame Wärmebrücke zwischen Außen- und Innenschale darstellt, die letztlich die Qualität der Wärmedämmung des Mauerwerks nicht beeinträchtigt.
  • In besonders vorteilhafter Weise könnte der Verbund mindestens zwei gezahnte Flächen zur Anlage an komplementär gezahnte Flächen eines anderen Verbunds aufweisen. Durch diese konkrete Ausgestaltung ist sichergestellt, dass zwei Ziegelsteine unverrückbar aufeinander gesetzt werden können. Hierbei ist nur ein Minimum an Mörtel- oder Klebereinsatz möglich, wodurch die Ausbildung von Stegen zwischen Innen- und Außenschale zusätzlich unterbunden wird.
  • Der Verbund könnte eine Gesamtdicke von 30 bis 40,5 cm aufweisen. Diese Dimensionierung trägt den hohen Anforderungen von Passiv- und 0-Energiehäusern Rechnung. Für solche Häuser sind Wärmedurchgangskoeffizienten in Höhe von 0,10 bis 0,15 W/m2K erforderlich. In Ganz besonders vorteilhafter Weise werden durch diese Dimensionierung die von bisherigen Ziegelaußenwandsystemen nicht erfüllbaren Anforderungsvorschläge für den Schallschutz zwischen fremden Wohnungen im Geschosswohnungsbau gemäß VDI-Empfehlungen gerecht, welche Schalldämmmaße von ≥ 57 dB vertikal und horizontal vorschlagen. Die konkrete Dimensionierung ist weiterhin vorteilhaft, da sie die statischen Anforderungen für Außenwände im Geschosswohnungsbau für 5 bis 9 Stockwerke erfüllt. Diesen statischen Anforderungen können hochwärmedämmende Leichtziegel, welche aus dem Stand der Technik bekannt sind, bisher nicht entsprechen. Je nach statischer, schalldämmender und/oder wärmedämmender Anforderung sind variable Wanddicken denkbar. Denkbar ist auch, dass der Dämmbereich, die Innenschale und die Außenschale komplett voneinander unabhängige oder miteinander korrelierte Dimensionierungen aufweisen, um den jeweiligen Anforderungen gerecht zu werden.
  • Der Verbund könnte eine jeweilige Steinhöhe von 24,9 cm bei einem Steinmaß in Wandlängsrichtung von 24,9 cm (16 Steine pro m2), bzw. eine Steinhöhe von 49,9 cm bei einem Steinmaß in Wandlängsrichtung von 49,9 cm aufweisen. Die Ziegelgröße 49,9 x 49,9 cm wird auf der Baustelle mittels Versetzkran vermauert. Dieses Format erfordert nur 4 Steine pro Quadratmeter und spart daher Arbeitszeit. Durch diese Dimensionierung kann den zuvor aufgezeichneten Anforderungen in besonders günstiger Weise entsprochen werden.
  • Der Dämmbereich könnte eine Dicke von 1 bis 6 cm aufweisen. Ganz in Abhängigkeit von den Dicken der Innen- und Außenschale können bei dieser Dimensionierung theoretische Wärmeleitzahlen von 0,04 W/mK, was einem Wärmedurchgangskoeffizient von 0,10 W/m2K entspricht, realisiert werden. Letztlich bedeutet dies, dass eine 36,5 cm dicke Wand des Ziegelsteins theoretisch so wärmedämmend ist wie eine gleich dicke Wand aus Styropor der Wärmeleitgruppe 040. Vor diesem Hintergrund sei angemerkt, dass ein Ziegelstein mit einer Wanddicke von 30 cm eine theoretische Wärmeleitzahl von sogar nur 0,03 W/mK erreichen kann, was einem Wärmedurchgangskoeffizienten von ebenfalls 0,10 W/m2K entspricht
  • Der Dämmbereich könnte nicht brennbare Dämmstoffe enthalten. Dies hat den Vorteil, dass der Ziegelstein in die Brandschutzklasse A1 bzw. A2 eingestuft werden kann. Hierdurch ist eine Brandwandtauglichkeit gegeben.
  • Der Wärmedämmkern könnte eine Vakuumdämmschicht aufweisen. Die Vakuumdämmschicht könnte eine Dicke von 10 bis 40 mm aufweisen. Eine Vakuumdämmschicht einer Dicke von 40 mm, welche eine hochwärmedämmende Wärmeleitzahl von 0,0042 W/mK aufweist, realisiert eine praktische Wärmeleitzahl von 0,0045 W/mK, sofern berücksichtigt wird, dass sich minimale Wärmebrücken ausbilden. Die Verwendung der Vakuumdämmschicht zwischen einer Außenschale und einer Innenschale bewirkt, dass die Innenschale mit ihrer hohen Rohdichte von 1,2 kg/dm3 aufgrund des enorm hohen Wärmedämmwertes der davor liegenden Vakuumdämmschicht praktisch gleichmäßig durchwärmt ist. Insoweit kann diese auf ganzer Schalenstärke wärmespeichernd wirksam sein. Im Gegensatz dazu wirkt homogenes Leichtziegelmauerwerk bei einer Raumtemperatur von 20°C, welche bei Nachtabsenkung auf 16°C abgesenkt wird, nur mit einer Wandschichtdicke von 3 bis 4 cm. Die Schicht ab 5 cm von der Wandinnenseite aus betrachtet hat nur noch eine Temperatur von ≤ 16°C und kann deshalb für die Wärmespeicherung nicht mehr herangezogen werden. Durch den konstruktiven Aufbau des Ziegelsteins ist es jedoch gewährleistet, dass die gesamte vorhandene Schichtdicke der schweren Innenschale für die Wärmespeicherung genutzt wird. Die schwere Innenschale erwärmt sich bei einer Raumtemperatur von 20°C in ihrer gesamten Schichtdicke auf ebenfalls 20°C und kann diese gespeicherte Wärme auch auf ganzer Schalendicke (auch bei Nachabsenkung) an den Innenraum abgeben. Insoweit ist der Ziegelstein auch bestens für Gebäude mit Wandheizungen geeignet, da an den Wandinnenseiten keine zusätzlichen Dämmschichten mehr erforderlich sind.
  • Die Vakuumdämmschicht könnte mikroporöses Kieselsäurepulver mit einem Porendurchmesser ≤ 0,0005 mm aufweisen. Hierbei ist vorteilhaft, dass mikroporöses Kieselsäurepulver nicht brennbar ist und in die Brandschutzklasse A2 oder A1 eingestuft wird. Durch die Umhüllung des Dämmbereichs von außen mittels 9,0 bzw. 11,5 cm dicken, verputzten Außenschalen der Rohdichteklasse 1,2 kg/m3 und der Umhüllung von innen durch 16 bis 22,5 cm Dicke verputzte Innenschalen, ist hier von einer zu erreichenden Feuerwiderstandsklasse ≥ F180 und einer Brandwandtauglichkeit bei Wanddicken von bereits 30 bis 36, 5 cm auszugehen. Der Pulverkern der Vakuumdämmschicht aus mikroporösem Kieselsäurepulver mit einem Porendurchmesser von ≤ 0,0005 mm ausgestattet ist hochtemperaturstabil bis 1000°C, so dass viele brandschutztechnische Einsatzgebiete erschließbar sind.
  • Darüber hinaus gewährleistet die Verwendung des Kieselsäurepulvers einen hervorragenden Schutz gegen Strahlen, die vom Sendemasten ausgehen.
  • In vorteilhafter Weise könnte das Material des Dämmbereichs aus mineralisch aufgebauten mikroporösen Kieselsäurepulverplatten bestehen. Dieses ist baubiologisch völlig unbedenklich und daher leicht zu entsorgen.
  • Der Dämmbereich könnte eine Trittschall-Mineralfaserdämmung aufweisen. In ganz besonders vorteilhafter Weise könnte die Trittschall-Mineralfaserdämmung zum Schutz der Vakuumdämmung ausgebildet sein. Dabei könnte die Vakuumdämmschicht schon gegebenenfalls vor der Auslieferung vom Hersteller beidseitig mit jeweils 5 mm dicken Trittschall-Mineralfaserdämmplatten beklebt werden. Die Trittschall-Mineralfaserdämmung ist unter Druck geringfügig elastisch zusammendrück bar und verhindert somit bei aufrechterhaltener Druckspannung auf die Innen- und Außenschale das gegenseitige Verrutschen der Schalen. Insoweit wird eine besondere Stabilisierung des Verbunds gewährleistet.
  • Die Trittschall-Mineralfaserdämmung könnte hydrophob ausgestaltet sein. Hierdurch wir vorteilhaft realisiert, dass Feuchtigkeit am Eindringen in den Kern des Dämmbereichs gehindert wird. Hierdurch ist wirksam vermieden, dass die Wärmedämmeigenschaften durch Feuchtigkeit verschlechtert werden.
  • Die Trittschall-Mineralfaserdämmung könnte zweilagig, vorzugsweise mit 0,5 cm Lagendicke ausgebildet sein. Diese Dimensionierung ist dahingehend vorteilhaft, dass der eigentlich aktive, optimale Dämmbereich der Vakuumdämmung nur minimal, nämlich um etwa 1 cm in seiner Dicke reduziert wird. Die Wärmeleitzahl der Trittschallmineralfaserdämmung beträgt 0,04 W/mK, die der Vakuumdämmung jedoch beträgt durch diese Maßnahme 0,0045 W/mK.
  • Die Außenschale der Rohdichtegruppe 1,2 kg/dm3 könnte eine Dicke von 9 bis 11,5 cm aufweisen. Diese Dimensionierung ist dahingehend vorteilhaft, dass auf diese relativ schwere Außenschale problemlos als Außenputz ein herkömmlicher, kostengünstiger Maschinenleichtputz mit der Wärmeleitzahl von 0,31 W/mK der Dicke von ca. 2 cm aufgetragen werden kann. Leichtziegelwände der Rohdichtegruppe 0,6 bis 0,7 kg/dm3 und Wärmeleitzahlen von nur 0,09 bis 0,12 W/mK erfordern teure hochwärmedämmende Faserleichtputze mit Wärmeleitzahlen von ≤ 0,20 W/mK. Insoweit können mit einer solchen Außenschale erhebliche Kosten gespart werden.
  • Die Außenschale könnte eine Rohdichte von ≥ 1,2 kg/dm3 aufweisen. Bei Ziegelschalen der Rohdichtegruppe ≥ 1,2 kg/dm3 wird die Stabilität des Mauerwerks trotz vorhandener optimierter Wärmedämmwerte des Wandsystems hervorragend gewährleistet.
  • Die Innenschale könnte eine Dicke von 16 bis 24 cm aufweisen. Diese Dimensionierung bewirkt bei einer Dicke von 20 cm und einer Rohdichte der Innenschale von 1,2 kg/dm3 eine Wärmeleitzahl von 0,5 W/mK.
  • Die Innenschale könnte als tragendes Bauteil ausgebildet sein. In ganz besonders vorteilhafter Weise wird durch diese Ausgestaltung die Last auf die Innenschalen der Ziegelsteine verteilt. Die Innenschale könnte dabei so ausgestaltet sein, dass sie einer zulässigen Mauerwerksdruckspannung von 1,8 N/mm2 problemlos standhält.
  • Die Innenschale und/oder Außenschale könnten L-förmig ausgebildet sein. Dabei könnte der Dämmbereich ebenfalls L-förmig ausgebildet sein. Durch eine solche Ausgestaltung ist sichergestellt, dass auch Ecken und verwinkelte Bereiche eines Gebäudes mit einem optimal wärmedämmenden Mauerwerk versehen werden können.
  • Die zuvor genannten konstruktiven Eigenschaften des Ziegelsteins ermöglichen darüber hinaus die Einhaltung hoher Schallschutzanforderungen gemäß DIN 4109 sowie die Anforderungen nach den Vorschlägen von VDI-Richtlinien, welche weit über die Empfehlungen zu DIN 4109 hinausgehen. Statt einem erforderlichen Schalldämm-Maß zwischen fremden Wohnungen horizontal und vertikal von 55 dB ist nach den Vorschlägen der VDI-Richtlinien ein Schalldämm-Maß von 57 dB vorgesehen. Diese VDI-Richtlinien werden zur allgemein erkannten Regel der Technik werden und werden deshalb künftig zu erfüllen sein.
  • Mit einem zweischaligen Ziegelstein der Rohdichte von 1,2 kg/dm3 ist eine enorme Abminderung der Dickenresonanz bei Schallbelastung möglich, wodurch eine Schallübertragung auf Nebenwegen nachweislich auf ein Minimum reduziert ist. Insoweit ist es möglich, ein Schalldämm-Maß von ≥ 57 dB in Wohnanlagen zwischen fremden Wohnungen und zwar horizontal und vertikal zu realisieren. Bei Wanddicken von 36,5 cm wird bei diesem System ein bewertetes Schalldämm-Maß für den Schutz gegen Außenlärm von ≥ 52 dB erreicht. Die Schalldämm-Maße von herkömmlichen Leichtziegelwänden gleicher Wanddicken und den Rohdichtegruppen von 0,6 bis 0,8 kg/dm3 liegen bei nur 44 bis 46 dB.
  • Diese Werte können von homogenen, wärmedämmenden Leichtziegelwänden der Rohdichtegruppen von 0,6 bis 0,8 kg/dm3 nicht erreicht werden. Auch von den bisher bekannten zweischaligen Leichtziegel-Einzelsteinen mit Wärmedämm-Kern sind diese Werte nicht erreichbar.
  • In ganz besonders vorteilhafter Weise können im Geschosswohnungsbau fünf bis achtgeschossige Wohnanlagen und Bürogebäude erstellt werden, da ein Mauerwerk, welches mit dem Ziegelstein errichtet wird, den staatlichen Anforderungen gerecht wird. Ein Mauerwerk der genannten Art muss bei einer Außenschalendicke eines Ziegelsteins von 11,5 cm erst in Höhenabständen von etwa 12 m abgefangen werden, um eine Stabilität des Gebäudes zu gewährleisten. Im Mauerwerksbau sind üblicherweise als Verbindung zwischen Innen- und Außenschale jeweils fünf Drahtanker pro m2 Wandfläche vorgeschrieben. Bei einem Wandbereich bis 12 m Höhe sind dies üblicherweise V4A-Stahlanker mit einem Mindestdurchmesser von 3 mm (bei Gebäudehöhe größer als 12 m ist ein Mindestdurchmesser von 4 mm vorgeschrieben). In ganz besonders vorteilhafter Weise dürfen bei dem hier beschriebenen Ziegelstein auch andere Ankerformen Verwendung finden. Um Wärmebrücken durch Stahlanker zu vermeiden bzw. stark zu reduzieren, werden Maueranker aus Aramid-Fasern (so genannte GRIP-RIP-Anker) verwendet. Die Aufgaben solcher Anker werden bei dem Ziegelstein von der komprimierten 2 x 0,5 mm dicken Trittschall-Mineralfaserdämmung und der mit Druck belasteten Vakuumdämmschicht übernommen.
  • Die Ziegelsteine können mit einer Walze gemäß deutscher Patentschrift DE 43 34 096 C2 miteinander verbunden werden. Dabei wird mit der Walze ein Dünnbettmörtel auf die Auflageschicht eines exakt plan geschliffenen Ziegelsteins aufgetragen. Um im Bereich des etwa 5 cm breiten Dämmbereichs Wärmebrücken zu vermeiden, wird die Dünnbettmörtelauftragsöffnung mit Hilfe eines eingehängten horizontal gehaltenen Rundeisens mit einem Durchmesser von ca. 18 mm abgesperrt. Hierdurch ist die Ausbildung von Wärmebrücken vermieden.
  • Der Dünnbettmörtel kann auch mit einer so genannten V-Plus-Walze gemäß der Offenlegungsschrift 197 42 419 unter Verwendung eines Glassseidengewebes aufgebracht werden. Um bei Verwendung dieser Walze Wärmebrücken auf und unter den Ziegelsteinen zu vermeiden, kann der Dünnbettmörtelauftrag im Bereich des etwa 5 cm breiten Dämmbereichs durch eine eingebaute, elastische Stahlplatte verhindert werden. Die elastische Stahlplatte streift den beidseitig am Gewebe haftenden Dünnbettmörtel mit sanftem Druck ab.
  • Des Weiteren ist die obige Aufgabe im Hinblick auf ein Verfahren zur Herstellung eines Ziegelsteins mit den Merkmalen des Patentanspruchs 22 gelöst. Danach ist ein Verfahren zur Herstellung eines Ziegelsteins der eingangs genannten Art derart ausgestaltet, dass der Ziegelstein in eine Innenschale und in eine Außenschale aufgeteilt wird und die Innenschale und Außenschale zu einem festen Verbund zusammengefügt werden, der einen Dämmbereich einschließt.
  • Um Wiederholungen zu vermeiden sei in Bezug auf die erfinderische Tätigkeit auf die Ausführungen zum Ziegelstein verwiesen.
  • In ganz besonders vorteilhafter Weise könnte der Ziegelstein einstrangig gepresst, getrocknet und gebrannt werden, und dessen Auflageseiten plan geschliffen werden. Hierdurch ist gewährleistet, dass ein Planziegel exakter Dimensionen erzeugt wird, der sich von weiteren Planziegeln in seinen Dimensionen nicht unterscheidet und eine homogene und ebene Mauerwerksstruktur gewährleistet. Überstände, Unebenheiten und Hohlräume, die sich mit Mörtel füllen und letztlich Wärmebrücken ausbilden, sind insoweit wirkungsvoll vermieden.
  • Der Ziegelstein könnte durch einen Spaltvorgang oder einen Sägevorgang geteilt werden. Hierdurch ist sichergestellt, dass die Innen- bzw. Außenschale, welche durch den Teilungsvorgang entstehen. Nach Einfügung des Wärmedämm-Kerns so zusammen fügbar sind, dass keine Überstände oder unebenen Flächen entstehen. Es ist sichergestellt, dass die baulich relevanten Flächen der Innen- bzw. Außenschale miteinander fluchten und einen definierten Planziegel ergeben. Bekanntlich ist es in der Ziegelproduktion nicht möglich, dünne Wandschalen der Dicke 9,0 bzw. 11,5 cm einstrangig ohne Verkrümmungen, in so genannter „Bananenform", herzustellen. Die zuvor beschriebene gemeinsame einstrangige Pressung der Innen- und Außenschale ermöglicht eine exakte, in Wandlängsrichtung fluchtende Außenschale der Dicken 9,0/11,5 cm in den Maßen 24,9 x 24,9 cm und in den Maßen 49,9 x 49,9 cm ohne Verkrümmungen. Sie ermöglicht demnach die Abspaltung oder den Abschnitt einer exakt fluchtenden 9,0 bzw. 11,5 cm dicken Ziegelaußenschale, welche mit der gleichzeitig produzierten tragenden Innenschale immer maßgenau zusammengefügt werden kann.
  • Zwischen die Innenschale und die Außenschale könnte eine Vakuumdämmschicht eingelegt werden. Hierdurch ist gewährleistet, dass zwischen Innen- und Außenschale keine Wärmebrücken entstehen.
  • In einer vorteilhaften Ausführung des Verfahrens zur Herstellung des Ziegelsteins könnten die Innenschale und die Außenschale zu einem festen Verbund mit dem Dämmbereich verbunden werden, indem mit vier Heißkunststoffdüsen feinster Maulweite an den verzahnten Seiten der jeweiligen Innen- und Außenschale des Ziegelsteins ein hauchdünnes Band aus heißem Kunststoff aufgezogen wird. Sofort anschließend könnte ein mit Glasfäden verstärktes Glasvlies mit hoher Reißkraft (auch in diagonaler Richtung) auf ganzer Kontaktfläche durch vier heiße plane Stahlplatten in die kurz vorher aufgezogenen noch heißen, in diesem Zustand noch klebenden Kunststoffbänder eingedrückt und aufgebügelt werden. Das Glasvlies könnte eine Flächendichte von 30 bis 50 g/m2 aufweisen. Diese Verfahrensweise ist dahingehend vorteilhaft, weil nach Abzug der heißen Metallplatten die Normaltemperatur der beiden schweren, kühlen Schalen die erhitzten, hauchdünnen Kunststoffverbindungen sofort erkalten und erstarren lässt und die an den Ziegelsteinflanken aufgebaute Druckkraft von ca. 50 bis 100 kg nun zurückgefahren werden kann. Die beiden mit Glasfäden verstärkten Glasvliese halten die erzeugte Stauchung aufrecht, wobei die äußere Schale des Ziegelsteins nun absolut plan und maßgenau, horizontal, diagonal und vertikal unverschieblich dauerhaft mit der inneren Schale und dem Dämmbereich verbunden ist. Insoweit ist ein zweischaliger Ziegelstein mit innen liegendem Dämmbereich hergestellt, bei dem die beiden Schalen wärmebrückenfrei zu einem monolithischen Ziegelstein verbunden sind. Dabei fluchten sämtliche Seiten der Innen- und Außenschale miteinander.
  • Nach den maßgebenden Vorschriften von DIN 1053, könnten Außenschale und Innenschale nicht mit je 5 V4a-Stahl-Drahtankern, welche einen Durchmesser von 3 bzw. 4 mm aufweisen, sondern mit den ebenfalls in dieser DIN zugelassenen hochreißfesten Aramidgewebe-Ankern verbunden werden.
  • Um Wiederholungen zu vermeiden, sei hinsichtlich weiterer Ausführungen zu vorteilhaften Ausgestaltungen des Verfahrens auf die Ausführungen bezüglich der Vorrichtungsansprüche verwiesen.
  • Es gibt nun verschiedene Möglichkeiten, die Lehre der vorliegenden Erfindung in vorteilhafter Weise auszugestalten und weiterzubilden. Dazu ist einerseits auf die dem Patentanspruch 1 nachgeordneten Patentansprüche und andererseits auf die nachfolgende Erläuterung bevorzugter Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Ziegelsteins anhand der Zeichnung zu verweisen. In Verbindung mit der Erläuterung der bevorzugten Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnung werden auch im Allgemeinen bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Lehre erläutert. In der Zeichnung zeigen
  • 1 in einer schematischen Ansicht eine Außenschale und eine Innenschale eines Ziegelsteinrohlings,
  • 2 in einer schematischen Ansicht ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Ziegelsteins mit einer Außenschale, einer Innenschale und einem zwischen den beiden Schalen angeordneten Dämmbereich,
  • 3 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Ziegelsteins gemäß 2, jedoch mit anderen Dimensionen,
  • 4 in einer schematischen Ansicht einen Ausbildung des erfindungsgemäßen Ziegelsteins als Eckziegel und
  • 5 voneinander abspaltbare Eckziegel mit entsprechenden passenden Verzahnungen.
  • 1 zeigt einen im Einstrangverfahren gepressten, getrockneten, gebrannten und plan geschliffenen ungeteilten Ziegelstein 1 mit einer Außenschale 2 und einer Innenschale 3. Der Ziegelstein 1, welcher plan geschliffen ist, stellt einen monolithischen Ziegelsteinrohling dar und ist nach dem Planschliff durch einen Spaltvorgang oder Sägevorgang spaltbar, wodurch eine Innenschale 3 und eine Außenschale 4 erzeugt werden.
  • 2 zeigt einen Ziegelstein 1 mit einer Außenschale 2 und einer Innenschale 3, welche einen Dämmbereich 4 begrenzen. Die Außenschale 2 und Innenschale 3 wurden erzeugt, indem ein Ziegelsteinrohling gemäß 1 durch einen Spalt- oder Sägevorgang nach Planschliff gespalten wurde. Der Dämmbereich 4 weist eine Vakuumdämmschicht 5 auf, welche von zwei Trittschall-Mineralfaserdämmungen 6 begrenzt wird. Dabei beträgt die Außenschale 2 eine Dicke von 90 mm bei einer Rohdichte von 1,2 kg/dm3. Sie weist eine Wärmeleitzahl von 0,50 W/mK auf. Die Trittschall-Mineralfaserdämmungen 6 haben eine Dicke von jeweils 5 mm, sind hydrophobiert und unter Druck gestaucht. Sie weisen eine Wärmeleitzahl von 0,04 W/mK auf. Die Vakuumdämmschicht 5 ist getütet und hat eine Dicke von 40 mm bei einer Wärmeleitzahl von 0,0045 W/mK, hierbei sind Fugenanteile berücksichtigt. Die Innenschale 3 weist eine Dicke von 160 mm auf und hat eine Dichte von 1,2 kg/dm3 bei einer Wärmeleitzahl von 0,5 W/mK. Der Wärmedurchgangskoeffizient einschließlich Innen- und Außenputz dieses Ziegelsteins beträgt 0,10 W/m2K. Die Verankerung der Innen- und Außenschale wird durch ein hochreißfestes, mittels Glasfäden verstärktes Glasvlies einer Flächendichte größer gleich 30 g/m2 wärmebrückenfrei realisiert. Der Glasfadenabstand beträgt dabei 3 mm vertikal und horizontal. Die Reißkraft je Verzahnungsseite beträgt ≥ 370 kg.
  • 3 zeigt eine Seitenansicht eines Ziegelsteins gemäß 2, wobei die Außenschale 2, die Innenschale 3 und der Dämmbereich 4 gezeigt sind. Der Ziegelstein gemäß 3 unterscheidet sich in seinen Dimensionen und technischen Daten von dem in 2 gezeigten wie folgt: Der Dämmbereich 4 weist eine Vakuumdämmschicht 5 auf, welche von zwei Trittschall-Mineralfaserdämmungen 6 begrenzt wird. Dabei beträgt die Außenschale 2 eine Dicke von 115 mm bei einer Rohdichte von 1,2 kg/dm3. Sie weist eine Wärmeleitzahl von 0,50 W/mK auf. Die Trittschall-Mineralfaserdämmungen 6 haben eine Dicke von jeweils 5 mm, sind hydrophobiert und unter Druck gestaucht. Sie weisen eine Wärmeleitzahl von 0,04 W/mK auf. Die Vakuumdämmschicht 5 ist getütet und hat eine Dicke von 40 mm bei einer Wärmeleitzahl von 0,0045 W/mK, hierbei sind Fugenanteile berücksichtigt. Die Innenschale 3 weist eine Dicke von 200 mm auf und hat eine Dichte von 1,2 kg/dm3. Der Wärmedurchgangskoeffizient einschließlich Innen- und Außenputz dieses Ziegelsteins beträgt 0,1 W/m2K. Die Verankerung der Innen- und Außenschale wird durch ein hochreißfestes, mittels Glasfäden verstärktes Glasvlies 7 einer Flächendichte größer gleich 30 g/m2 wärmebrückenfrei realisiert. Der Glasfadenabstand beträgt dabei 3 mm vertikal und horizontal. Die Reißkraft je Verzahnungsseite beträgt ≥ 370 kg. Dabei ist das Glasvlies mit Heißkunststoff verklebt.
  • 4 zeigt einen Eckziegelstein 8, welcher aus einer rechtwinkligen Außenschale 9 und einer Innenschale 10 besteht, die durch einen rechtwinkligen Dämmbereich 11 voneinander beabstandet sind. Der Dämmbereich 11 weist eine Vakuumdämmschicht 12 auf, welche von zwei Trittschall-Mineralfaserdämmungen 13 begrenzt wird. Dabei beträgt die Außenschale 9 eine Dicke von 115 mm bei einer Rohdichte von 1,2 kg/dm3. Sie weist eine Wärmeleitzahl von 0,50 W/mK auf. Die Trittschall-Mineralfaserdämmungen 13 haben eine Dicke von jeweils 5 mm, sind hydrophobiert und unter Druck gestaucht. Sie weisen eine Wärmeleitzahl von 0,04 W/mK auf. Die Vakuumdämmschicht 12 ist getütet und hat eine Dicke von 40 mm bei einer Wärmeleitzahl von 0,0045 W/mK, hierbei sind Fugenanteile berücksichtigt. Die Innenschale 10 weist eine Dicke von 200 mm auf und hat eine Dichte von 1,2 kg/dm3. Der Wärmedurchgangskoeffizient einschließlich Innen- und Außenputz dieses Ziegelsteins beträgt 0,10 W/m2K. Die Verankerung der Innen- und Außenschale wird durch ein hochreißfestes, mittels Glasfäden verstärktes Glasvlies 7 einer Flächendichte größer gleich 30 g/m2 wärmebrückenfrei realisiert. Der Glasfadenabstand beträgt dabei 3 mm vertikal und horizontal. Die Reißkraft je Verzahnungsseite beträgt ≥ 370 kg. Dabei ist das Glasvlies mit Heißkunststoff verklebt.
  • 5 zeigt einen Ziegelstein 14, der abspaltbar ist, um einen Ziegelstein gemäß 4 zu erzeugen.
  • Schließlich sei ausdrücklich darauf hingewiesen, dass die voranstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele lediglich zur Erörterung der beanspruchten Lehre dienen, diese jedoch nicht auf die Ausführungsbeispiele einschränken.

Claims (30)

  1. Ziegelstein (1), insbesondere Planziegelstein, zur Erzeugung von wärme- und schallgedämmtem Mauerwerk von Gebäuden, mit einer mit Außenputz zu versehenden Außenschale (2) und einer dem Innenraum von Gebäuden zugewandten Innenschale (3), wobei die Außenschale (2) und die Innenschale (3) einen Dämmbereich (4) begrenzen, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenschale (2), die Innenschale (3) und der Dämmbereich (4) als einzelne Komponenten ausgebildet sind, welche zu einem festen, einstückigen Verbund zusammengefügt sind.
  2. Ziegelstein nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenschale (3) und die Außenschale (4) aus einem monolithischen Ziegelsteinrohling gefertigt sind.
  3. Ziegelstein nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Komponenten des Verbunds durch eine an der Innen- (3) und Außenschale (2) anliegende komprimierte Lage so unter mechanischer Spannung stehen, dass sie unverrückbar aneinander liegen.
  4. Ziegelstein nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenschale (3) und Außenschale (2) mit einem mit Glasfäden verstärkten Glasvlies (7), vorzugsweise einem Glasseidengewebe, verbunden sind.
  5. Ziegelstein nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbund mindestens zwei gezahnte Flächen zur Anlage an komplementär gezahnte Flächen eines anderen Verbunds aufweist.
  6. Ziegelstein nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbund eine Gesamtdicke von 30 bis 40,5 cm aufweist.
  7. Ziegelstein nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbund eine Gesamthöhe von 24,9 bis 49,9 cm aufweist.
  8. Ziegelstein nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Dämmbereich (4) eine Dicke von 1 bis 6 cm aufweist.
  9. Ziegelstein nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Dämmbereich (4) nicht brennbare Dämmstoffe enthält.
  10. Ziegelstein nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Dämmbereich (4) eine Vakuumdämmschicht (5) aufweist.
  11. Ziegelstein nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Vakuumdämmschicht (5) eine Dicke von 10 bis 40 mm aufweist.
  12. Ziegelstein nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Vakuumdämmschicht (5) mikroporöses Kieselsäurepulver mit einem Porendurchmesser kleiner 0,0005 mm aufweist.
  13. Ziegelstein nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Dämmbereich (4) eine Trittschall-Mineralfaserdämmung (6) aufweist.
  14. Ziegelstein nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Trittschall-Mineralfaserdämmung (6) hydrophob ist.
  15. Ziegelstein nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Trittschall-Mineralfaserdämmung (6) zweilagig, vorzugsweise mit 0,5 cm Lagendicke, ausgebildet ist.
  16. Ziegelstein nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenschale (2) eine Dicke von 9 bis 11,5 cm aufweist.
  17. Ziegelstein nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenschale (2) eine Rohdichte von ≥ 1,2 kg/m3 und eine Wärmeleitfähigkeit von ≥ 0,5 W/mK aufweist.
  18. Ziegelstein nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenschale (3) eine Dicke von 16 bis 24 cm aufweist.
  19. Ziegelstein nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenschale (3) als tragendes Bauteil ausgebildet ist.
  20. Ziegelstein nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenschale (3) und/oder die Außenschale (2) L-förmig ausgebildet sind.
  21. Ziegelstein nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Dämmbereich (4) L-förmig ausgebildet ist.
  22. Verfahren zur Herstellung eines Ziegelsteins (1 ), insbesondere eines Planziegelsteins, zur Erzeugung von wärme- und schallgedämmtem Mauerwerk von Gebäuden, gegebenenfalls nach einem der Ansprüche 1 bis 21, mit einer mit Außenputz zu versehenden Außenschale (2) und einer dem Innenraum von Gebäuden zugewandten Innenschale, wobei die Außenschale (2) und die Innenschale (3) einen Dämmbereich (4) begrenzen, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ziegelstein (1) in eine Innenschale (3) und in eine Außenschale (2) aufgeteilt wird und die Innenschale und Außenschale (2) zu einem festen Verbund zusammengefügt werden, der einen Dämmbereich (4) einschließt.
  23. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass der Ziegelstein (1) einstrangig gepresst, getrocknet und gebrannt wird und die Auflageseiten des Ziegelsteins (1) plan geschliffen werden.
  24. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass der Ziegelstein (1) durch einen Spalt- oder Sägevorgang in eine Innen- und eine Außenschale (2) geteilt wird.
  25. Verfahren nach einem der Ansprüche 22 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen die Innenschale (3) und die Außenschale (2) eine Vakuumdämmschicht (5) eingelegt wird.
  26. Verfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass an die an der Vakuumdämmschicht (5) anliegende Außenschale (2) und Innenschale (3) eine Trittschall-Mineralfaserdämmung (6) angelegt wird.
  27. Verfahren nach einem der Ansprüche 22 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenschale, die Innenschale (3) und die Vakuumdämmschicht (5) unter Anwendung mechanischer Druckkraft zusammengefügt und nach Zusammenfügen unter mechanischer Spannung gehalten werden.
  28. Verfahren nach einem der Ansprüche 22 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass auf die Außenschale (2) und die Innenschale (3) ein Kunststoffband aufgebracht wird.
  29. Verfahren nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass auf das Kunststoffband ein mit Glasfäden verstärktes Glasvlies (7) aufgebracht wird.
  30. Verfahren nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass Außenschale und Innenschale mit hochreißfesten Aramidgewebe-Ankern verbunden werden.
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