DE1771853B1

DE1771853B1 - Aussenwandstein mit Waermedaemmung

Info

Publication number: DE1771853B1
Application number: DE19681771853
Authority: DE
Inventors: Heinz Dennert
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1968-07-20
Filing date: 1968-07-20
Publication date: 1971-11-25

Description

Die Erfindung betrifft einen Außenwandstein mit durch ein Wärmedämmittel ausgefüllten Hohlräumen.
Die Mindestwärmedämmung für Außehwandsteine nach DIN 4108 reicht für neuzeitliche Ansprüche im allgemeinen nicht mehr aus. Die Bestrebungen gehen schon seit längerer Zeit dahin, sie wesentlich zu erhöhen. Als Beispiele hierfür seien genannt: Erhöhung der Porosität von Bausteinen, was jedoch mit einer Verringerung der Druckfestigkeit verbunden ist, Anbringung von Dämmplatten an der Wandaußenseite, was schwierig und kostspielig ist, Verwendung von Hohlblocksteinen mit Hohlräumen, in die Streifen aus einem hart geschäumten Kunststoff eingeschoben sind. Diese Beispiele sollen nur zeigen, welche Entwicklungstendenzen verfolgt werden.
Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß es nicht genügt, wenn Maßnahmen dieser Art lediglich unter dem Gesichtspunkt der Wärmedämmung getroffen werden, daß vielmehr ein zweiter bedeutungsvoller Faktor berücksichtigt werden muß, nämlich die Dampfdiffusion vorn Rauminneren nach der Außenluft. In den Witterungsperioden, in denen die Raumtemperatur über der Außentemperatur liegt, ist der Partialdruck des Wasserdampfes in der Raumluft höher als der Partialdruck des Wasserdampfes in der Außenluft. Es tritt also im Stein eine von innen nach außen gerichtete Diffusionsströmung des Wasserdampfes auf. Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß für eine »gesunde« Wand eine möglichst ungehinderte Diffusionsströmung die Voraussetzung ist und leitet hieraus zunächst die technische Lehre ab, daß das Wärmedämmittel einen sehr geringen spezifischen Diffusionswiderstand haben muß. Wärmedämmittel, z. B. Kunststoffschaumplatten, haben im allgemeinen einen relativ hohen spezifischen Diffusionswiderstand. Ist der Diffusionsfaktor des Steines ohne Wärmemittel beispielsweise 6, so kann dieser Wert bei bekannten Wärmedämmitteln bei 40 und darüber liegen. Das bedeutet aber, daß das Wärmedämmittel als Dampfbremse - wirkt. Der Dampf kann nicht ungehindert nach außen diffundieren, sondern kondensiert in der Wand und gegebenenfalls sogar auch noch im Bereich der Dämmschicht. Die Wand wird durchfeuchtet. Damit wird ihr Wärmedämmwert herabgesetzt, unter Umständen so weit, daß von einer Wärmedämmung nicht mehr gesprochen werden kann. Es kann vorkommen, daß sich im Stein Feuchtigkeit sammelt, die 'zu Bauschäden führt. Auch ein Durchschlagen der Feuchtigkeit nach dem Rauminneren hin ist nicht ausgeschlossen: Es ist also von besonderer Bedeutung, daß das Dämmittel nach der zunächst gefundenen technischen Lehre so zu wählen ist, daß es einen ;aer geringen spezifischen Diffusionswiderstand bieten darf. Um diesen geringen spezifischen Diffusionswiderstand zu schaffen, besitzt das Dämmittel gemäß der Erfindung Kornstruktur, so daß es als Haufwerk in die Hohlräume des Seines einbringbar ist. Das Haufwerk ist durch zahlreiche Poren oder Kanäle gekennzeichnet, die der Diffusionsströmung nur einen sehr geringen Widerstand bieten.
Die zweite aus der erwähnten Erkenntnis abgeleitete technische Lehre ist die, daß die das Dämmmittel aufnehmenden Hohlräume in einer der Außenluftseite des Steines benachbarten Zone vorzusehen sind. Diese Zone soll etwa ein Drittel der Steinbreite nicht überschreiten. Je weiter die Hohlräume nach der Steinaußenseite hin verlegt werden können, um so besser ist die Wirkung. Es läßt sich das folgendermaßen klar machen.
Die außen liegende Wärmedämmschicht hält die an sie nach dem Rauminneren hin anschließende Steinmasse auf einer Temperatur, die nur wenig unter der Raumtemperatur liegt. Zeichnet man sich den Temperaturverlauf über der Dicke dieser Steinmasse auf, so ist das eine Linie, die vom Rauminneren bis zur Wärmedämmschicht nur geringfügig absinkt. Entsprechend dieser Temperatur nimmt auch die Sättigungstemperatur des diffundierenden Dampfes ab. Da diese unter der Temperatur der Steinmasse liegt, kann in dieser Steinmasse keine Kondensation des diffundierenden Wasserdampfes eintreten. Jetzt gelangt der diffundierende Wasserdampf an die Wärmedämmschicht. In dieser nimmt die Temperatur von der Temperatur der an die Wärmedämmschicht angrenzenden Steinmasse bis auf die Außentemperatur ab. Da nun der spezifische Diffusionswiderstand der Wärmedämmschicht gemäß der Erfindung nur gering sein soll, ändert sich am relativen Verlauf der Sättigungstemperatur innerhalb der Dämmschicht praktisch nichts. Sie bleibt unterhalb der Temperatur innerhalb der Dämmschicht. Es tritt also keine Kondensation des durch die Dämmschicht diffundierenden Wasserdampfes ein. Die Wand bleibt trocken.
Würde man die Dämmschicht im Stein entgegen der gefundenen technischen Lehre nach der Rauminnenseite hin verlegen, so würden - sich- folgende Verhältnisse ergeben. Die nach außen liegende Steinmasse würde in etwa die Außentemperatur annehmen. Die Wärmedämmschicht hätte auf ihrer nach dem Rauminneren hin gelegenen Fläche etwa Raumtemperatur, auf ihrer an die Steinmasse angrenzenden Fläche etwa die Außentemperatur. Innerhalb der Dämmschicht würde also ein großes Temperaturgefälle entstehen, während in der nach außen liegenden Steinmasse die Temperatur über den Querschnitt im wesentlichen gleich der Außentemperatur bleibt. Tritt jetzt der durch die nach dem Rauminneren hin liegende Wärmedämmschicht diffundierende Wasserdampf in- die kalte Steinmasse über, so liegt seine Sättigungstemperatur über der Steintemperatur. Es tritt in der kalten Steinmasse, unter Umständen sogar schon in der Dämmschicht, eine Kondensation des Wasserdampfes ein. Der Stein würde feucht werden.
Die Erfindung besteht also zusammenfassend darin, daß bei einem Außenwandstein mit durch ein Wärmemittel ausgefüllten Hohlräumen- das Wärmedämmittel Kornstruktur in Haufwerkspackung mit einem geringen spezifischen Diffusionswiderstand hat, und daß die das- Dämmittel aufnehmenden Hohlräume im Stein in einer der Wandaußenseite benachbarten Steinzone liegen. Unter einem geringen Diffusionswiderstand der Dämmschicht ist ein spezifischer Diffusionswiderstand zu verstehen, der im wesentlichen gleich oder kleiner als der spezifische Diffusionswiderstand des Steinmaterials ist.
Das ein Haufwerk darstellende Wärmedämmittel kann als Schüttgut in die Steinausnehmungen eingebracht werden und hierin seine lose Packung beibehalten. Es kann aber auch vor oder nach dem Einbringen in die Ausnehmungen mit einem Kleber, etwa auf Kunststoffbasis, benetzt werden, so daß die einzelnen Partikeln verkittet werden, unter der Voraussetzung, daß die Verkittung nur in den Berührungsstellen der Partikel erfolgt und die die widerstandsarme Diffusionsströmung ermöglichenden Zwischenräume frei bleiben. Gegebenenfalls können vor dem Einbringen des Dammittels in die Ausnehmungen des Steines verkittete Formkörper aus dem Dammittel in Haufwerksstruktur hergestellt werden, die dann in die Ausnehmungen eingeschoben werden. Es läßt sich das einfach dadurch erreichen, daß man die Körner oder Granalien des Haufwerkes vor dem Einbringen in die Form mit dem Kleber benetzt, so daß sich auf ihnen nur eine dünne Kleberhaut bildet, die die Porigkeit des Haufwerkes nicht stört.
Die Erfindung läßt sich in einer wertvollen Weise weiter ausgestalten.
Die Außenwand des Steines ist zwar verputzt, jedoch ist der Putz keine homogene Schicht. Er weist Poren und zuweilen auch Risse auf, die, wenn sie auch nur klein sind, doch eine Durchbrechung der Putzschicht bedeuten. Es besteht damit die Möglichkeit, daß Feuchtigkeit durch den Putz hindurch an den Stein gelangt, insbesondere bei länger dauerndem Schlagregen. Wird die Dammschicht dabei durchfeuchtet, so würde sie ihre Wärmedämmfähigkeit verlieren. Um das zu vermeiden, wird gemäß der weiteren Erfindung ein hydrophobes Dammmittel verwendet. Unter hydrophob soll dabei die Eigenschaft verstanden werden, Wasser abzustoßen. Das Dammittel darf nicht wie ein Schwamm Feuchtigkeit aufnehmen. Bei Schlagregen kann dann zwar der Stein durchfeuchtet werden, aber nicht das Dammittel, da es wegen seiner hydrophoben Eigenschaften kein Wasser aufnimmt.
Die als hydrophobe Wärmedämmittel in Frage kommenden Materialien lassen sich in zwei Gruppen einteilen, in solche, die von Natur aus nicht wasseraufsaugend sind, um solche, die erst einer zusätzlichen Hydrophobierung unterworfen werden müssen.
Zur ersten Gruppe gehören insbesondere Blähton, Blähschiefer, Glashohlperlen und andere mineralische Werkstoffe, die in der körnigen oder granulierten Form eine glasartige oder nahezu wasserundurchlässige Oberfläche besitzen und schlechte Wärmeleiter sind.
Die zweite Gruppe umfaßt Materialien, die zwar schlechte Wärmeleiter sind, aber die Neigung haben, Wasser aufzunehmen oder zu binden. Hierzu gehören beispielsweise Perlit, Torf, Kork. Diese Materialien lassen sich für die Zwecke der Erfindung verwenden, wenn sie hydrophobiert sind. Zur Technik der Hydrophobierung sei beispielsweise verwiesen auf R ö m p p Chemie-Lexikon 1956, Spalten 7097/98, ohne daß hierin die Technik der Hydrophobierung erschöpfend dargestellt wäre.
Da die Erfindung auf neuartigen Erkenntnissen beruht, ist nicht zu erwarten, daß auf diesem jungen technischen Gebiet bereits alle in Frage kommenden Wärmedämmstoffe mit geringem Diffusionswiderstand angegeben werden könnten. Nachdem aber einmal die neue grundsätzliche Lehre offenbart ist, ist das Auffinden weiterer, den Bedingungen der Erfindung genügenden Dammstoffe Sache einfacher Laborversuche, die der Fachmann ohne zusätzliche eigene Erfindungen durchführen kann. Bei als Schüttgut mit Haufwerkstrtiktur in die Steinausnehmungen eingebrachtem Dämmittel müssen die Ausnehmungen allseitig geschlossen sein.
Die Art des Verschlusses richtet sich nach der Herstellung des Bausteines, die auch auf die Wahl des Dammstoffes zurückwirkt. Wenn der Baustein nach dem Füllen noch einer Wärmebehandlung unterzogen werden muß, wird man verständlicherweise nur einen Dammstoff wählen können, der durch den Erhitzungsprozeß nicht leidet. Hier wird man in erster Linie die erwähnten mineralischen Dammstoffe einbringen. Wird dagegen der Dammstoff in den fertigen Stein eingebracht, so ist man in seiner Wahl frei.
Vor dem Einbringen des Verschlusses wird bei einem Dammstoff in Partikelform darauf zu achten sein, daß sich in der Packung keine ungefüllten Hohlräume bilden. Der Dämmstofff wird also, z. B. durch Andrücken, zu einer möglichst homogenen Packung verdichtet, ehe der Verschluß hergestellt wird.
Eine erste Möglichkeit, den den Dammstoff aufnehmenden Hohlraum zu verschließen, ist die Bildung des Verschlusses in situ.
Bei Ziegelsteinen mit Hohlräumen, die von einem aus der Strangpresse kommenden Strang abgeschnitten werden, lassen sich die Hohlräume durch Verquetschen des noch plastischen Werkstoffes verschließen.
Bei Kalksteinen bildet man den Verschluß zweckmäßig durch eine kalkmörtelähnliche Masse, die zusammen mit dem Stein gehärtet wird.
Analog wird man bei zementgebundenen Steinen den Verschluß mit einem Zementmörtel herstellen, der ebenfalls zusammen mit dem Stein härtet.
Es ist weiter möglich, den Verschluß durch Verkittung der oberen Zone des Haufwerkes mit Hilfe eines Klebers herzustellen, wobei jedoch eine Porig= keit der verkitteten Schicht nicht unbedingt erforderlich ist.
Bei der Herstellung des Verschlusses ist bei Schüttgut darauf zu achten, daß nur die den Wärmedämmstoff aufnehmenden Hohlräume verschlossen werden, sonstige in Stein eingeformte Schlitze oder Kanäle aber frei bleiben.
Bei vorgeformten, verkitteten Dammkörpern ist ein allseitiger Verschluß zweckmäßig, um bei Transport und Lagerung einen Zutritt von Feuchtigkeit zu verhindern.
Die zweite Möglichkeit des Verschlusses ist die durch vorgeformte deckelartige Verschlußteile, Kappen, Kapseln, Scheiben, Platten od. dgl. Auch hier wird wieder zu beachten sein, ob diese Verschlußteile am Erhitzungsprozeß des Steines teilnehmen müssen oder am fertigen Stein angebracht werden.
Die Erfindung sei an Hand der Zeichnung erläutert. Es zeigt F i g. 1 eine Aufsicht auf einen Außenwandstein gemäß der Erfindung in Ausführung als Kalksandstein, F i g. 2 einen Schnitt nach der Linie 11-II der F i g. 1, F i g. 3 einen entsprechenden Schnitt einer anderen Ausführungsform der Erfindung, F i g. 4 eine besondere Ausbildungsmöglichkeit gemäß der Erfindung.
Es ist ein Kalksandlochstein 1 üblicher Form mit fünf geschlossenen Flächen und fünf Reihen von Lochungen 2 angenommen, die den Stein nicht voll durchdringen. 4 ist die Außenwand des Steines, 5 die Innenwand. Die Lochreihen D 1 und D2 sollen gemäß der Erfindung zur Aufnahme eines Wärmedämmittels dienen und liegen gemäß der Erfindung in einer der Außenwand 4 benachbarten Zone. Die Breite b soll, bezogen auf die Steinbreite B, etwa ein Drittel von B, zweckmäßigerweise aber weniger betragen. Je weiter man die Lochungen D 1 und D 2 nach der Außenwandfläche 4 hin verlegen kann, um so besser ist es. Die Lochungen 2 der Reihen D 1 und D 2 sind gemäß der Erfindung mit einem Haufwerk mit Kornstruktur 6 aus wärmedämmendem Material mit geringem spezifischem Diffusionswiderstand ausgefüllt. Im Schnitt der F i g. 2 ist das Haufwerk nur durch eine obere und eine untere Schicht angedeutet. Es ist natürlich die ganze Lochung mit diesem Haufwerk angefüllt zu denken. Die das als Schüttgut eingegebene Dämmittel aufnehmenden Lochungen D 1 und D 2 sind oben durch eine Schicht l aus Kalkmörtel abgeschlossen.
F i g. 3 zeigt eine andere Ausführungsmöglichkeit des Verschlusses der Lochungen D 1 und D2, und zwar dadurch, daß auf das Schüttgut des Haufwerkes eine Kleberschicht 8 aufgebracht ist, welche in die Zwischenräume des körnigen Gutes in der oberen Schicht c eindringt. Diese Verklebung der Körner braucht nicht porig zu sein.
F i g. 4 zeigt das Dämmittel in Form eines vorgefertigten Formkörpers, der in die Lochungen D 1 und D 2 einsetzbar ist. Die Körner des Haufwerkes sind miteinander verklebt, wie durch die Punkte 9 angedeutet ist, ohne daß die Porosität des Haufwerkes hierdurch gestört wird.
Bei Steinen mit durchgehenden Lochungen werden diese beidendig verschlossen.
Der dargestellte Stein 1 hat an den Stirnflächen Auskehlungen 13, 14, die beim Vermauern des Steines mit dem Bindemittel ausgefüllt werden. Sollen auch sie zur Aufnahme des Dämmittels herangezogen werden, so müßte auch auf den Stirnflächen 11 und 12 ein Verschluß hergestellt werden.
Auch die Stirnflächen 15, 16 der Haufwerkssäule nach F i g. 4 können durch eine Schicht abgeschlossen sein.

Claims

Patentansprüche: 1. Außenwandstein mit durch ein Wärmedämmittel ausgefüllten Hohlräumen, d a d u r c h gekennzeichnet, daß das Wärmedämmmittel Kornstruktur in Haufwerkspackung mit einem spezifischen Diffusionswiderstand hat, der im wesentlichen gleich oder kleiner als der spezifische Diffusionswiderstand des Steinmaterials ist, und daß die das Wärmedämmittel aufnehmenden Steinhohlräume in einer der Wandaußenseite benachbarten Steinzone liegen.
2. Stein nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Dämmittel ein geblähtes, gekörntes bzw. granuliertes Mineral, vorzugsweise Blähton, Blähschiefer, Perlit, ist.
3. Stein nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Dämmittel ein von Natur aus hydrophobes Material ist.
4. Stein nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Dämmittel hydrophobiert ist.
5. Stein nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das als Schüttgut in die Steinausnehmungen eingebrachte Dämmittel-Haufwerk, z. B. durch Andrücken, verdichtet ist.
6. Stein nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Dämmittel-Haufwerk an den gegenseitigen Berührungsstellen der Partikel verkittet ist.
7. Stein nach Anspruch 1 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Dämmittel ein Formkörper aus mit Handwerksstruktur verkitteten Partikeln ist. B.
Stein nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die das Dämmittel aufnehmenden Hohlräume allseitig geschlossen sind.
9. Stein nach Anspruch 1 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlräume durch eine Schicht eines dem Steinmaterial gleichen oder gleichartigen Materials verschlossen sind.
10. Stein nach Anspruch 1 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlräume durch eingesetzte deckelartige Verschlußstücke abgeschlossen sind.
11. Stein nach Anspruch 1 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlräume durch eine verkittete Oberflächenschicht des Dämmittel-Haufwerkes verschlossen sind.