DE1917920C3 - Stranggepreßter Gitterziegel - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen stranggepreßten Gitterziegel mit quer zur Wänr. -flußrichtung sich erstreckenden, schmalen, croßteils gegeneinander versetzten und durch gleich dicke, vorzugsweise gerade Scherbenstege voneinander getrennten, nach beiden Schmalseiten hin sich verjüngenden Hohlräumen, deren Länge/Breiteverhältnis mindestens 4: 1 beträgt, sowie mit Resthohlräumen, die am Ziegelstoßrand nach einer Schmalseite hin sich verjüngen und gegebenenfalls im Ziegelinnern durch Einfügen von Querstegen in zwei halbe, nach beiden Schmalseiten hin sich verjüngende Hohlräume aufgeteilt sind.

Eine Steigerung des Wärmeleitwiderstandes eines Gitterziegels ergibt sich aus dem durch das Versetzen der Hohlräume verlängerten Wärmeflußweg sowie aus dem Verkleinern der Scherbenstegdicke. Demgemäß ist in letzter Zeit häufig unter Verringern der Scherbenstegdicke der Hohlraum bis auf das in Hinblick auf das zu vermeidende Einfließen des Fugenmörtels zulässige Maß vergrößert worden. Diese Entwicklung führt jedoch nicht zu einer optimalen Wärmedämmung. Letztere ist vielmehr bei relativ klein bemessenen Hohlräumen gegeben. Die Enge der Hohlräume erreicht sogar ein solches Maß, daß mit Rücksicht auf die Befestigung der die Hohlräume erzeugenden Kerne im Mundstück einer Strangpresse nur mit nach einer oder nach beiden Seiten hin sich verjüngenden Hohlräumen die günstipte Hohlraumbreite als mittlere Breite verwirklicht werden kann. Die aus der für die Kernbefestigung resultierende größte Hohlraumbreite ist mithin größer als die für den Wärmenuß maßgebende mittlere Breite des Hohlraums. Aus diesem Grund knüpft die Erfindung an Gitterziegelformen an, wie sie beispielsweise in der schwedischen Patentschrift 52 894 und in der österreichischen Patentschrift 168 134 beschrieben sind. Im ersten Fall handelt es eich um einen Hohlziegel mit im Grande rauSrmigen Hohlräumen und. drei eckigen Resthohlräumen an den Ztegelrändern, im zweiten Fall um SSÄ Hohlräume. In beiden Fallen sollen Form und Anordnung der Hohlräume unter anderem auch der Wärroedämrowirkung des Ziegels dienlich sein iedoch ist die erzielte Därarawirkung weitgehend dem Zufall überlassen und nicht vorherbestimmt, sondern kann erst am fertigen Produkt ermittelt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe ™g™^de, be» einem Gitterziegel der vorbescbnebenen Art die mittlere Hoblraumbröte einer vorherbestimmten Stegdicke so anzupassen, daß sich Für den Gitterziegel der höchste Wärmeleitwiderstand ergibt.

Um oroblemlos zu einem unter den heute wirtschaftlichen Fertigungsmetboden stranggepreßten Gitterziegel der eingangs angeführten Art nut optimaler Wärmedämmung zu kommen, wird erfindungsgemaß vorgeschlagen, daß die mittlere Brate d der Hohl räume mit einer Toleranz von -0,1 bis +0,2 cm einer vorherbestimmten Stegdicke s dadu** angepaßt ist. daß die kleinste Wärmeleitzahl /.„ einer aus einem Steg und einem Hohlraum bestehenden Gitterziegeleinheit mit der Formel

d + s

dl>._d + s/λ,

ermittelt ist.

In der Beme.ssungsformel bedeutet /., die Wärmeleitzahl des Ziegelscherbens in kcal/mh° und /._d die Wärmeleitzahl der Luftschicht im Hohlraum in kcal/ mh° bezogen auf die der mittleren Breite d des Hohlraums entsprechende Luftschichtdicke, wobei /.,, durch die Werte

/.,, = 0,0211 kcal/mh'
λ_ά = 0,0370 kcal/mh'
X_d = 0,0560 kcal/mh'
λ_ά = 0,0990 kcal/mh'

für d —* 0 cm
für d = 0,5 cm
für d = 1,0 cm
für d = 2,0 cm.

die, wie unten näher beschrieben, dem VDl-Wärmeatlas (Ausgabe 1953, S. Db 4) bzw» der ON OR M B 8110 (österreichische Normvorschnften) entstammen, festgelegt ist.

Durch die erfindungsgemäße Bemessung ist unter Berücksichtigung des Umstands, daß bei Gitterziegeln mit reihenweise versetzten und nach beiden Seiten hin sich verjüngenden Hohlräumen, deren Länge Breiteverhältnis mindestens 4:1 beträgt, wobei eine anzustrebende geringe Scherbenstegdicke vorherbestimmt werden kann, die überraschende Erkenntnis verwertet, daß der Anteil des Wärmeflusses, der über die Scherbenstege in ihrer Längsrichtung fließt, hinter dem Anteil, der quer über die Scherbenstege und über die Hohlräume fließt, zurückbleibt. Durch die Erfindung ist eine Grundlage für eine sich noch im Bereich einer wirtschaftlichen Fertigung bewegenden optimalen Bemessung eines Ziegelgitters gegeben, bei der umfangreiche Vorermittlungen, insbesondere Laborversuche, sich erübrigen. Ein empirisches Festlegen ist nicht mehr gegeben.

Die in Rede stehenden und für die Anwendung der Erfindung vornehmlich in Betracht kommenden Hohlraumformen Raute und Dreieck mögen so verstanden sein, daß die spitz auslaufenden Enden der Hohlräume allenfalls auch abgestumpft und die Ecken etwa aus preßtechnischen Gründen verrundet sein können.

Bei dem erfindungsgemäßen Gitterziegel bleibt der Hohlraumanteil in der Ziegelquerschnittsfläche in

niedrigen Grenzen. Hieraus ergibt sich eine verhüll-Jsmäßig hohe Rohdichte. Das bedeutet, daß der Gilterziegel neben dem hohen Wärmedümmvermögen und einer angemessenen Tragfähigkeit auch noch die Vorzüge eines hohen Wärmespeicher- und Schalldämmvermögens aufweist.

Die theoretischen Grundlagen der Erfindung und die praktische Anwendung derselben werden — soweit sie durch den Patentanspruch gedeckt sind — im folgenden an Hand der Zeichnungen erläutert. Es zeigt

Fig.. em Diagramm über den Zusammenhang zwischen der Wärmeleitzahl*,, im Verhältnis zur Luftschichtdicke d,

F i g- 2 ein Schema zur Erläuterung des Wärmeflusses durch ein aus Scherbensteg und Luftzwischen- is raum gebildetes Sy&tem und

F i g. 3 bis 9 verschiedene Querscbnittsformen der Erfindung entsprechender Ziegel, wobei die mit a bezeichneten Figuren eine Art Ersatzscheraa und die mit b und c bezeichneten Figuren die zugehörigen praktisch ausführbaren Ziegelquerschnitte darstellen.

Faßt man den Ziegel mit den versetzten Hohlräumen für die Überlegungen als ein Paket von Scherbenplatten mit zwischen den Platten eingefügten, gleichdicken Luftschichten gemäß dem Schema nach der F i g. 2 der Zeichnung auf und nimmt man die Annahme vorweg, daß die von Luftschicht zu Luftschicht versetzt angeordneten Scherbenverbindungsstege im Vergleich zur Dicke der Luftschicht relativ weit voneinander entfernt liegen, so ist leicht einzusehen, daß die im (gedachten) Mauerwerk lotrechten Luftschichten an der Wärmeleitung durch den Ziegel beteiligt sind. Für die Ermittlung des Maßes dieser Leitung ist die Kenntnis der äquivalenten Wärmeleitzahl von lotrechten Luftschichten in Abhängigkeit von ihrer Dicke d erforderlich.

Für normale Baustoffe nennt beispielsweise die österreichische Norm ÖNORM B 8110 hierzu Wärmedurchlaßwiderstände d/k_ä gemäß der zweiten Spalte der TcJeI 1. Aus diesen Werten errechnen sich die äquivalenten Wärmeleitzahlen /_d der dritten Spalte. Schließlich gelte der in der vierten Spalte angeführte Wert als Wärmeleitzahl für die gegen Null gehende Schichtdicke. Dieser Wert ist dem VDI-Wärmeatlas für 2O⁰C entnommen. F i g. 1 der Zeichnung zeigt den nur schwach gekrümmten Verlauf der durch die also bekannten Werte gezogenen Kurve und soll als Rechtfertigung für eine lineare Interpolation zur Ermittlung von Zwischen werten dienen. Eine solche Interpolation ist nämlich bei der Errechnung der Werte ?._d in der dritten Spalte der Tcfel angewendet worden.

Mit Bezug auf F i g. 2, welche die Paarung einer Scherbenschicht von der Stegdicke s mit einer Luftdämmschichi mit der mittleren Breite d darstellt, gilt entsprechend der Serienschaltung von zwei Wärmeleitwiderständen bei einem Wärmefluß in der Pfeilrichtung die Beziehung

d + s

d-Werte unabhängig davon, ob von den schwerpunktsmSßig für Ziegelscherben geltenden Werten λ, = 0,5 oder 0,6 kcal/mh ausgegangen wird. Nachweislich ist diese Unabhängigkeit praktisch selbst dann noch gegeben, wenn von den noch weiter streuenden, in den Normyorscbriften angegebenen Rechenwerten der Wärmeleitzahlen von Ziegeln ausgegangen wird, die beim rechnerischen Nachweis der Wärmedämmung der Bauteile zu verwenden und daner auch für die Auswertung der Erfindung in Betracht zu ziehen sind. Diese Recbenwerte berücksichtigen übrigens auch bereits den Einfluß der stets vorhandenen Feuchtigkeit.

Man erkennt ferner, daß kleineren Scherbenstegdicken kleinere Werte der Wärmeleitzahl zugeordnet sind. Beim beutigen Stand der Aufbereitungstechnik sind im allgemeinen Scherbenstegdicken von etwa 7 mm mit einem für Massenware wirtschaftlich vertretbaren Aufwand durchaus zu erreichen. Die Entwicklung zu noch kleineren Stegdicken ist jedoch im Gange. Jedenfalls ist die Preite d der Hohlraumluftschicht für den Optimalfaii schon so klein, daß die ihr entsprechenden Mundstückkerne zur Aufnahme ihrer Befestigungselemente entgegen einer Ausführung entsprechend einfachen Rechiteckschlitzen zumindest örtlich Erweiterungen aufweisen müßten.

Tafel 1

Aus Tafel 2 ist die Auswertung dieser Formel mit für zwei verschiedene Tonziegelmaterialien geltenden Wärmeleitzahlen ;., des Scherbens zu entnehmen. Man erkennt an den fettgedruckten Werten, daß die Wärmeleitzahl /_p des betrachteten Systems für nach dem heutigen Usus der Hohlraumgestaltiing relativ klein erscheinende Werte von d ein Minimum erreicht. Überraschenderwei»« ergeben sich die optimalen

	I	Km)	d>.t	I	'■4	I	0.0340	(kcal/mh')		0.5	0,0221
ί		0,3	Im'h kcal)	Ikcal mh )		0,0370	0,0370	t i_ '/	—
lern)	I	0,4		0.0310		0,0408	0,0560	0.075	—
0		0,5	0,135		0,0445	0,0990	0.070	—
0,5		0,6	0,179		0,0483	8110	0,069	VDI-
1,0		0,7	0,202		0,0310		0,070	Wärmeatlas
2,0		0.8			0,0340		0,072
Quelle		0,3			0.0370		0.074	(kcal/mh )
		0.4			0,0408	0.090
		0.5			0,0445	O.A83	I 0.6
		0.6			0,0483	0,081	(kcal/mlT)
S		0,7			0,0340	0,081
lern)		0,8	ÖNORM B		0,0370	0,082
		0,4			0,0408	0,084
		1/.5	Tafel:		0,0445	0,101
0.5		0,6			0,0483	0,097
		0.7			n.nwr	0,096
		0,8		l	0.096
		0.9		0,097
			nnos
0.7
1,0
		0,076
		0,071
		0,070
		0,071
		0,073
	0,075
	0,092
	0,085
0,082
0,082
0,083
0,085
0,104
0,099
0,098
0,098
0,099
η im

Die fur ein Paket von Scherbenplatten mit /wischen den Platten eingefügten gleichdicken Luftschichten angestellten Überlegungen behalten indessen ihre Gültigkeit auch für rautenförmige sowie für stumpfwinkelig dreieckige, schlanke Hohlräume bei, wenn man d als die mittlere Breite des Hohlraums auffaßt. Dabei sei als mittlere Breite d die Hohlraumfläche geteilt durch die Hohlraumlänge definiert.

Von einer mittleren Hohlraumbreite mit thermisch günstiger Wirkung kann auch dann noch die Ftede sein, wenn vom mathematischen Optimalwert geringfügig abgewichen wird, wie z. B. durch Aufteilung der Kernreihen auf eine genormte Ziegelbreite. Aus Tafel 2 ist zu erkennen, daß beispielsweise selbst Abweichungen von 0,1 cm nach unten oder 0,2 cm nach oben den λ_ρ*Wert nur unerheblich verändern, wobei noch zu bedenken ist, daB dieser Wert selbst wieder nur eine Komponente der spezifischen Leitfähigkeit des Ziegels bildet.

Bei der Wahl von Rauten- oder Dreieckshohlräumen mit einem Länge-Breite-Verhältnis von mindestens 4:1, das zusammen mit der erfindungsgemäßen Abstimmung der mittleren Hohlraumbreite auf die kleinstrnögliche Scherbendicke eine hohe Dämmwirkung des Ziegels sichert, bedarf es im allgemeinen besonderer Maßnahmen für die Verfestigung des Ziegelgitters in bezug auf die Festigkeit des Formlings während der verschiedenen Fertigungsstadien sowie auf die an den Ziegel im Mauerwerk vor allem hinsichtlich einer angemessenen Querzugfestigkeit zu stellenden Ansprüche. In diesem Sinne sind zunächst die Hochloeh-Oilter-

S ziegel F i g. 3 bis 7 zu verstehen, indem in das nur aus Rauten- bzw. Dreieckshohlräumen gedacht bestehende Orundnetzwerk in regelmäßiger Verteilung einzelne Querstege t unter Bildung von spitzwinkeligen Dreieckshohlräumen 2 eingefügt erscheinen. Die Quer stege 1 können dabei in für die Festigkeit besonders vorteilhafter Weise auch so eingefügt sein, daß ein wabenförmiges Netz die Gitterung durchsetzt, wie in den schematischen Zeichnungen F i g. 4a, Sa und 7 a durch die verstärkten Linien dargestellt ist. Ein dem

Gitter überlagertes Wabennetz tritt ferner auch bei einem aus stumpfwinkelig dreieckigen Hohlräumen gebildeten Gitter auf, wenn der Hohlraumversalz auf jede zweite Hohlraumreihe beschränkt ist (vgl. F i g. 8 und 9).

Bei F i g. 8 handelt es sich um einen Hochlochziegel, bei F i g. 9 um einen Langlochziegel. BSei letzterem wurden in der schematischen Darstellung der F i g. 9 an Stelle des Wabennetzes die die Hauptlast tragenden vertikalen Stege verstärkt dargestellt. In

das Ziegelgitter gemäß den Ausführungsbdspielen fügen s«ch stoßseitige Randnuten 3 als Mörtelfüllöffnungen und Grifflöcher 4 zwanglos ein, wie aus den F i g. 4, 5 und 7 bis 9 ersichtlich ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch;

   Stranggepreßter Gitterziegel mit quer zur Wärmeflußrichtung sich erstreckenden, schmalen, großteils gegeneinander versetzten und durch gleich dicke, vorzugsweise gerade Scherbenstege voneinander getrennten, nach beiden Schmalseiten bin sich verjüngenden Hohlräumen, deren Länge/Breiteverbältnis mindestens 4:1 beträgt, sowie mit Restnoblräumen, die am Ziegelstoßrand nach einer Schmalseite bin sich verjüngen und gegebenenfalls im Ziegelinnero durch Einfügen von Querstegen in zwei halbe, nach beiden Schmalseiten bin sich verjüngende Hohlräume aufgeteilt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die mittlere Breited der Hohlräume mit einer Toleranz von -0,1 bis +0,2 cm einer vorherbestimmten Stegdicke s dadurch angepaßt ist, daß die kleinste Wärmeleitzahl l_p einer aus einem Steg mit der Wärmeleitzahl λ, und einem Hohlraum mit .1er bekanntermaßen von d abhängigen Wärmeleitzahl λ,, bestehenden Gitterziegeleinheit mit der Formel

   d + 5

   sp.,

   ermittelt ist.