DE19604571A1 - Formkörper für die Außendämmung von Bauwerken - Google Patents

Description

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Formkörper für die Außendämmung von Bauwerken.

Die Wärmeschutzverordnung schreibt bei Neubauten vor, daß die Mauern mit Dämmstoff zu bekleiden sind, damit der Gesamtener­ giebedarf eines Jahres nicht überschritten wird. Es wird ge­ schätzt, daß 35 bis 40% der fossilen Brennstoffe durch Gebäude­ heizung verbraucht werden, so daß die Wärmedämmung von Bauwerken einen erheblichen Beitrag zur Verminderung des Kohlendioxidaus­ stoßes beitragen kann.

Die Verordnungen gelten zunächst nur für Neubauten, jedoch ist auch bei Altbauten anzustreben, die Wärmedämmung zu verbessern.

Aus dem Stand der Technik sind zur Wärmedämmung an der Außensei­ te von Bauwerken bisher folgende Konstruktionen bekannt: das Aufbringen von Polystyrolschaum und zweilagiger Putz auf dem Mauerwerk, das Aufbringen von Glas- und Mineralfaserplatten auf dem Mauerwerk und anschließendes Aufbringen von zweilagigem Putz sowie die Verkleidung des Mauerwerks mit einer vorgehängten Fassade aus Glasplatten, Marmor, Stahlplatten oder anderen Materialien.

Hinsichtlich der Rauphysik besteht ein wichtiger Unterschied zwischen den Wärmdämmaßnahmen bei Neubauten und bei Altbauten: bei der Errichtung von Neubauten wird viel Wasser eingesetzt, welches anschließend erst aus dem Mauerwerk heraus verdunsten muß. Dieser Trocknungsvorgang ist im allgemeinen noch nicht abgeschlossen, wenn das Eauwerk bereits fertig ist. Dieser Trocknungsvorgang ist oftmals erst nach einigen Jahren voll abgeschlossen.

Aus bauphysikalischen Gesichtspunkten heraus wird völlig zurecht eine Wärmedämmung auf der Außenseite der Außenwände bevorzugt. Es ist deshalb notwendig, daß die Wärmedämmung in der Lage ist, Wasserdampf durchzulassen und abzuleiten.

Ein weiteres Problem bei der Wärmedämmung sind die sogenannten Wärmebrücken, die nicht nur zu unerwünschten Wärmeverlusten führen, sondern darüber hinaus an der Innenseite der Gebäude zur Bildung von Kondenswasser und Schimmelbildung führen können. Derartige Wärmebrücken sind nahezu unvermeidlich, beispielsweise bei den Auflagerungsstellen massiver Decken auf der Außenmauer, bei Fensterbrüstungen, bei denen der Dämmstoff innenseitig angebracht ist, bei Betondecken, die über die Außenmauer hinweg als Balkon dienen, bei Steildächern an deren Auflagestellen. Bei Dachstühlen aus Holz sollten diese obendrein feuergeschützt werden, um im Brandfall gegen Flugfeuer vom Nachbarhaus ges­ chützt zu sein. Die Wärmeleitung, Lambda-Wert genannt, ist am niedrigsten bei ruhender Luft, nämlich 0,020 W/mK. Er ver­ schlechtert sich, wenn sich die Luft bewegen kann, nämlich von der kalten zur warmen Seite. Diese Luftbewegung ist deshalb möglichst zu verhindern. Das gleiche gilt für die Wärmeleitung durch Wärmestrahlung. Dies kann am besten durch Masse gebremst werden. Die Wärmedämmung sollte deshalb einerseits nicht zu dünn sein und andererseits viel ruhende Luft enthalten, um beide Formen der Wärmeleitung zu mindern.

Auf dem Markt werden zur Zeit folgende thermische Dämmstoffe angeboten:

• 1. organische Dämmstoffe wie Stroh, Schilf, Holzwolle, Holzfa­ sern, Kork, Papierkügelchen, Schafwolle, Baumwolle, die ökologisch bevorzugt sind, da sie aus nachwachsenden Rohstoffen hergestellt sind. Weiterhin gehören hierher die geschäumten Kunststoffe aus Polystyrol, Polyurethan, Polyethylen, Carlamidharzen und anderen, für die jedoch dieser Vorteil meist nicht gilt.

Zur zweiten Gruppe gehören anorganische Dämmstoffe wie flexible und komprimierbare Faserstoffe aus Glas oder Mineralien, wie Glas- und Mineralfaserdämmplatten, Calciumsilikatfasern etc. Weiterhin gehören hierher starre Formkörper wie Glasschaum, Schaumbeton, Vermikulitplatten, Perlitplatten sowie der kerami­ sche Intergraldämmstoff gemäß DE 39 23 284.

Wenn diese Dämmstoffe außen auf dem Mauerwerk angebracht werden sollen, müssen damit folgende Probleme gelöst werden:
Wetterfestigkeit, d. h. Wasserunlöslichkeit, Wasser darf nicht eindringen, UV-Strahlen resistent, niedriger Wasserdampfdif­ fusionswiderstand, damit die Baufeuchtigkeit austrocknen kann, Chemikalienbeständigkeit zumindest gegen sauren Regen, Resistens gegen Fauna- und Floraschädlinge, Gasdiffusionsdichtigkeit, damit Winddruck nicht eindringen kann, Unentflammbarkeit und hohe Feuersicherheit. Dies zeigt, daß somit keiner der auf den Markt befindlichen Dämmstoffe all diese Probleme gleichzeitig lösen kann. Man hilft sich daher damit, indem man beispielsweise mit Hilfe von Bolzen Schaumplatten fest auf den Außenmauern befestigt und diese Platten dann verputzt. Das Anpassen dieser Dämmplatten und der stets vor Ort hergestellt zweilagige Putz erfordern einen hohen Lohnaufwand und besitzen all die Risiken von vor Ort hergestellten Werkstoffen. Es ist deshalb erstre­ benswert, wenn die Wärmedämmung außen aus industriell vorgefer­ tigten Bausystemen bestehen kann, die dann vor Ort nur noch trocken montiert werden müssen.

Ein weiterer Nachteil von organischen Schaumplatten wie Poly­ styrol ist der hohe Brandkalorienwert. Die Baubehörden geneh­ migen daher diese nur bis zur zweigeschossigen Bauweise. Bei mehrgeschossigen Bauten muß der Dämmstoff unbrennbar sein. Man verwendet daher hierfür meistens Mineralfaserdämmplatten, die wegen der Steifigkeit eine Rohdichte von über 140 kg/m³ auf­ weist. Auch diese werden mit Bolzen befestigt und zweilagig verputzt. Meist ist aber noch eine Zwischenschicht notwendig, da der völlig starre anorganische Putz einen völlig starren anorganischen Untergrund verlangt.

Außenputz ist offenporig und dampfdiffusionsoffen. Zusammen mit Mineralfaserplatten ist es somit der Baufeuchtigkeit möglich, nach außen zu entweichen. Der Nachteil dieser Wärmedämmung ist jedoch, daß bei hohen Bauwerken bei Stürmen und Regen der Putz erneut durchfeuchtet wird und durch Winddruck die Feuchtigkeit nach innen gelangt. Eine durchnäßte Mineralfaserdämmplatte verliert weitgehend ihre Wärmedämmfähigkeit, da Wasser eine hohe Wärmeleitzahl von 0,58 W/mK besitzt und gefrorenes Wasser sogar einen Wert von 2,2 W/mK aufweist. Es wird daher wiederum ver­ langt, daß der Dämmstoff wasser- und winddicht ist. Oftmals ist dies jedoch nicht der Fall. Wasser- und winddicht wäre Glas­ schaum. Dieser kann aber nicht die Baufeuchtigkeit durchlassen. Und ist der Außenputz durch Kunststoffadditive dampfdiffusions­ dicht, kann die Baufeuchtigkeit nicht entweichen.

Da der Bauwirtschaft all diese Nachteile bekannt sind, wird als optimale Lösung angesehen die vorgehängte Fassade, die jedoch sehr teuer ist. Vorgehängte Fassaden zum Beispiel mit Glas- oder Natursteinverkleidungen müssen bei höheren Bauwerken den erheb­ lichen Winddruck aufnehmen können. Es sind daher Metallkonstruk­ tionen nötig mit 2 bis 4 cm Abstand von der gedämmten Fassade. Diese muß wiederum mit vielen Ankern fest mit den Mauern verbun­ den sein, was wiederum zu unerwünschten Wärmebrücken und Schwachstellen des Systems führen. Gut wirksam ist bei diesen Konstruktionen allein die 2 bis 3 cm breite Luftzone als Dränage für die Eaufeuchtigkeit.

Die Erfindung hat sich somit die Aufgabe gestellt, einen Ersatz für die vorgehängte Fassade zu schaffen, bei der die geforderte Lüftungszone an der Außenseite des Dämmstoffes vorhanden ist, die Glas- und Mineralfaserdämmstoffe nicht an der Baustelle verarbeitet werden müssen und es nicht einer selbsttragenden Konstruktion vor dem Mauerwerk bedarf. Diese Außendämmung soll darüber hinaus feuerfest sein und auch bei Sturm und Regen seine Dämmwirkung behalten. Ein weiterer wichtiger Vorteil ist da das völlige Vermeiden von Abfall beim Zuschneiden und Anpassen der Schaumdämmstoff oder Mineralfaserdämmplatten. Diese großen Mengen fallen stets in den Bauschutt und sind somit für ein Recyclen endgültig verloren.

Diese komplizierte und in sich oftmals widersprüchliche Aufgabe kann jetzt gelöst werden durch einen Formkörper für die Außen­ dämmung von Bauwerken bestehend aus einem industriell vorgefer­ tigtem, an dem Mauerwerk aufhängbaren Hohlkörper, dessen dem Mauerwerk zugewandten Rückseite wasserdampfdurchlässig ist, dessen seitliche Begrenzung aus einem feuerfesten, anorganischen Material bestehen und dessen dem Mauerwerk abgewandten Vorder­ seite

• a) eine wasserdampfdurchlässige Schicht aufweist und zusammen mit
• b) einer wetterfesten Platte einen Belüftungskanal bildet.

Vorzugsweise besteht die wetterfeste Platte aus zwei etwa gleich großen, gegeneinander versetzten, miteinander fest verbundenen Platten, wobei die äußere Platte in zwei Richtungen über die seitlichen Begrenzungen des Hohlraums hinausragt.

Diese Konstruktion führt zu einer Abdeckung der Fugen zwischen den Formkörpern, so daß weder Wind noch Regen in diese Fugen eindringen können.

Der Hohlraum des Formkörpers kann gefüllt werden mit allen möglichen schüttfähigen, thermischen Dämmstoffen, die je nach den gestellten Anforderungen mehr oder weniger Wärme dämmen und feuerfest sein können. Da sie sich in einem geschlossenen Raum befinden, der keinen direkten Luftzutritt hat, können auch brennbare Materialien eingefüllt werden. Es können aber auch besonders leichte und obendrein unbrennbare Dämmstoffe ein­ gefüllt werden, wie geblähte Vermikulite und Perlite. Für die Füllung des Hohlraums kommen auch nachwachsende ökologisch bevorzugte Dämmstoffe in Frage wie Strohschnitzel, Holzwolle, Wollreste, Papierkügelchen, Kunstharz, Schaumstoffkrümmel oder preiswerte Extruderschäume. All diese Füllungen des Hohlraumes führen zu einer verminderten Wärmeableitung durch Luftbewegung und Strahlung. Sie gestatten dennoch ein langsames Hindurchwan­ dern der Luftfeuchtigkeit in den Belüftungskanal.

Die Rückseite des erfindungsgemäßen Formkörpers sowie die wasserdampfdurchlässige Vorderwand bestehen vorzugsweise aus einem anorganischen Vliesstoff oder anorganischem Gewebe. Die seitlichen Begrenzungen aus einem feuerfesten anorganischen Material bestehen vorzugsweise aus einem anorganischen Integral­ schaum gemäß DE 39 23 284. Der Belüftungskanal zwischen der wetterfesten Platten und der wasserdampfdurchlässigen Schicht der Vorderseite kann durchgehend ausgestaltet sein. Es genügt aber auch, wenn jeweils die Unterseite und/oder Oberseite einer ausreichend große Anzahl von Durchlässen aufweist.

Die architektonische Gestaltung der Außenfassade kann erfin­ dungsgemäß sehr unterschiedlich sein, da von den Außenplatten nur gefordert wird, daß sie ausreichend stabil, wetterfest und besonders UV-Strahlenresistent sind.

Die vorzugsweise eingesetzte faserverstärkten Platten aus einem getemperten Verbundwerkstoff aus Silikat und Mineralmehl können in den verschiedensten Farben und verschiedensten Oberflächenge­ staltungen hergestellt und verwendet werden. Derartige Platten sind beispielsweise beschrieben in der DE-A 42 04 583.

Die erfindungsgemäßen Formkörper sind auf hängbar ausgestaltet. Dies kann beispielsweise erfolgen durch eine schmale Platte auf der Rückseite, die zwei runde Öffnungen und nach oben erweiterte Schlitze aufweisen. Sie können somit ohne weiteres an zwei an der Außenwand befestigten Schrauben angehängt werden, ohne daß eine Wärmebrücke entsteht. Es sind aber auch andere Aufhän­ gungsmöglichkeiten wie zwei Haken möglich, in welche die Rück­ seite der erfindungsgemäßen Formkörper eingehängt werden.

Die Platzierung der Schrauben oder Haken am Bau erfolgt bei­ spielsweise mit Hilfe von Schablonen, die dafür sorgen, daß die Dübel für ihre Befestigung richtig plaziert sind.

Insbesondere an den seitlichen Begrenzungen der Fassade sowie der Ober- und Unterkante ist es sinnvoll, ebenfalls vorgefer­ tigte Begrenzungsstücke zu liefern, die einen Abschluß ermögli­ chen. Insbesondere in diesen Bereichen kann es sinnvoll sein, die vorgehängten Formkörpern zusätzlich zu verkleben) zu ver­ schrauben und die Fugen mit dauerelastischen Massen zu verkle­ ben.

Selbstverständlich ist es natürlich auch möglich, die so ent­ standene äußere Oberfläche der vorgehängten Fassade nochmal zu überkleben oder zu verputzen. Sofern durch diese Putzschicht Wasser eindringen sollte, wird es durch die wetterfeste Platte am weiteren Eindringen in das Mauerwerk gehindert. Von besonde­ rem Vorteil ist jedoch die Trockenmontage und das Vermeiden von qualifizierter manueller Tätigkeit am Bau.

Es versteht sich von selbst, daß die Größe der erfindungsgemäßen Hohlkörper variiert werden kann. So können kleinere und damit teurere Formkörper in Formaten von 15 × 15 cm hergestellt und geliefert werden. Es ist aber auch prinzipiell möglich, die erfindungsgemäßen Formkörper im Format 60 × 100 cm herzustellen und somit bereits mit einem Formkörper wesentlich größere Flächen abzudecken.

Der Abstand zwischen den beiden wasserdampfdurchlässigen Begren­ zungen des Hohlraums kann ebenfalls unterschiedlich gewählt werden, je nachdem wie stark die Wärmedämmung sein soll und welches Füllmaterial in diesem Hohlraum eingefüllt werden soll. Abstände zwischen 3 und 12 cm sind üblich. Abstände zwischen 6 und 10 cm sind bevorzugt.

Die Breite des Belüftungskanals zwischen der wetterfesten Platte und der wasserdampfdurchlässigen Schicht der Vorderwand liegt im allgemeinen zwischen 2 und 4 cm. Ein Abstand von 3 cm ist bevorzugt. Die Dicke der seitlichen Begrenzungen des Hohlraumes aus feuerfestem thermischen Dämmstoff wie nach dem Patent DE 39 23 284 C1 kann ebenfalls innerhalb breiter Grenzwerte gewählt werden. Zu dünne Dicken führen zu einer mechanischen Instabili­ tät des Formkörpers. Zu große Dicken führen zu unnötig hohen Kosten, da dieses Material teurer ist als das in den Hohlraum einfüllbare Dämmaterial, an das im allgemeinen wesentlich geringere Anforderungen gestellt werden. Die seitliche Begren­ zung aus feuerfestem anorganischem Material dient aber nicht nur der mechanischen Stabilität des Formkörpers, sondern auch dem Feuerschutz des Füllmaterials. Solange dieses Füllmaterial nicht mit der Außenluft direkt in Verbindung kommt, kann es selbst bei hohen Temperaturen nicht entflammen und keinen Rauch bilden.

Es ist aber zugleich auch eine Ausführung der seitlichen, die den ganzen Formkörper tragen aus dünnen, kompakten Wandungen, plattenartig wie vorzugsweise nach dem Verbundwerkstoff des Patentes DE 42 04 583 C2, wobei darauf zu achten ist, daß die aus Gründen der Halterung an der Außenwand notwendigen Ecken möglichst schmal sind, um die Wärmebrücke so klein wie möglich zu halten.

Die Verbindung der einzelnen Teile des erfindungsgemäßen Form­ körpers kann vorzugsweise erfolgen durch Verkleben mit anor­ ganischem Kleber auf Basis von Wasserglas, wobei diesen Klebern auch weitere Füllstoffe auf Basis von Silikaten, Aluminaten etc. beigemischt werden können. Das gleiche gilt für die Verklebung von jeweils zwei wetterfesten, gegeneinander versetzten Platten. Die feste Verbindung dieser beiden Platten erfolgt vorzugsweise durch Verkleben mit anorganischen Klebern auf Basis von Was­ serglas.

Diese zweite gegeneinander versetzt angebrachte äußere Platte sollte im allgemeinen mindestens 3 cm über die seitliche Begren­ zung der inneren Platte hinausragen, damit eine ausreichende Fugenabdeckung erfolgt. Es ist aber durchaus möglich, diese äußere Platte weiter über die innere Platte herausragen zu lassen, solange dadurch die mechanische Stabilität der Verkle­ bung mit der inneren Platte nicht leidet und die Handhabbarkeit der erfindungsgemäßen Formkörper unnötig leidet.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Formkörper ist die Möglichkeit, sie bei Bedarf abnehmen und wieder aufhängen zu können. Dies bedeutet auch, daß sie die Wiederverwendung arten­ reiner oder zumindest artenarmer Materialien erleichtert, und zwar die Formkörper selbst und die darunter befindlichen tragen­ den Elemente.

Claims (6)

1. Formkörper für die Außendämmung von Bauwerken bestehend aus einem industriell vorgefertigtem, an dem Mauerwerk auf­ hängbaren Hohlkörper, dessen dem Mauerwerk zugewandten Rückseite wasserdampfdurchlässig ist, dessen seitliche Begrenzung aus einem feuerfesten, anorganischen Material bestehen und dessen dem Mauerwerk abgewandten Vorderseite

• a) eine wasserdampfdurchlässige Schicht aufweist und zusam­ men mit
• b) einer wetterfesten Platte einen Belüftungskanal bildet.

2. Formkörper nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die wetterfeste Platte aus zwei etwa gleich großen, schräg gegeneinander versetzten, miteinander fest verbundene Platten besteht, wobei die äußere Platte in zwei Richtungen über die seitlichen Regrenzungen des Hohlraums hinausragt.

3. Formkörper gemäß Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlraum gefüllt ist mit einem thermischen Dämm­ stoff.

4. Formkörper gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückseite und die wasserdampfdurch­ lässige Schicht der Vorderseite aus einem anorganischen Vliesstoff besteht.

5. Formkörper gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die seitlichen Begrenzungen aus einem anorganischen Schaumstoff bestehen.

6. Formkörper gemäß einem Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die wetterfesten Platten aus einem anorgani­ schen, getemperten Verbundwerkstoff aus einem faserverstärk­ ten, getemperten Verbundwerkstoff aus Silikat und Mineral­ mehl besteht.