DE19631967C1 - Außenwand mit hoher thermischer Isolierwirkung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Außenwand mit hoher thermischer Isolierwirkung, insbesondere für ein Niedrigenergiehaus, mit wenigstens einem eine Isolierglasscheibe aufweisenden Fenster mit hochwärmedämmender Isolation der Isolierglasscheibe im Randbereich, wobei die Isolierglasscheibe von dem sie tragenden Rahmen auf ihrer Umfangsfläche oder einer Seitenfläche im Randbereich überdeckt ist.

Niedrigenergiehäuser zeichnen sich dadurch aus, daß sie nur einen sehr geringen Heizbedarf haben, und zwar insbesondere eine Heizbedarf von weniger als 35 kW pro Quadratmeter Wohnfläche und Jahr. Die Außenwände von Niedrigenergiehäusern sind mit einer besonders guten thermischen Isolierung versehen. Da bei mit Isolierglasscheiben verglasten Fenstern der Rand der Isolierglasscheiben im Bereich der metallischen Abstandshalter eine Wärmebrücke darstellt, ist es bekannt, zur Vermeidung dieser Wärmebrücke den die Isolierglasscheibe tragenden Fensterrahmen aus besonders gut isolierendem Material herzustellen bzw. hohle Rahmenprofile mit hochwärmedämmendem Material zu füllen.

Bei einer aus der DE 80 01 718 U1 bekannten Außenwand der eingangs genannten Art ist in dem Profil für die Einfassung des Fensters eine Wärmesperre aus einem wärmedämmenden Material, und zusätzlich hierzu ein in Verlängerung dieser Wärmesperre liegender und unmittelbar an diese Wärmesperre anschließender Wärmeschild angeordnet. Diese Kombination aus Wärmesperre und Wärmeschild ist entweder im Rahmenprofil oder in dem Einfassungsprofil des Fensters angeordnet.

Durch den Einsatz derartiger Fensterrahmenkonstruktionen mit hochwärmedämmenden Eigenschaften kann zwar eine gute thermische Isolation im Randbereich der Isolierglasscheiben erreicht werden, doch wird dadurch der Fensterrahmen verhältnismäßig voluminös. Das Erscheinungsbild eines solchen Fensters wird dadurch beeinträchtigt. Außerdem sind solche Fensterrahmenkonstruktionen verhältnismäßig kostenaufwendig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Außenwand insbesondere für den Einsatz in Niedrigenergiehäusern zu schaffen, bei der mit einem möglichst geringen Einsatz von Material eine möglichst hohe thermische Isolation bewirkt wird. Die Wand und das in ihr enthaltene Fenster sollen ferner ein optisch vorteilhaftes Erscheinungsbild aufweisen.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einer gattungsgemäßen Außenwand dadurch gelöst, daß auf der von dem Rahmen im wesentlichen nicht überdeckten Seite der Isolierglasscheibe im Randbereich ein hochwärmedämmendes Isolationsmaterial enthaltendes Isolationselement in die angrenzende Wandkonstruktion integriert ist und über eine an seiner Begrenzungskante angeordnete Dichtung an der Isolierglasscheibe anliegt.

Die erfindungsgemäße Lösung kehrt von der im Stand der Technik bekannten Lösung, zur Erhöhung der Wärmedämmung den Wärmedämmwert des Rahmens zu erhöhen, ab. Statt dessen wird eine hochwärmegedämmte Wand so ausgebildet, daß Teile der Wandkonstruktion selbst zur thermischen Isolation der Isolierglasscheibe im Bereich des Abstandshalterahmens dienen. Anstatt die Wärmedämmung des Fensterrahmens selbst zu verbessern, wird erfindungsgemäß die erforderliche Isolation durch ein in die Wand integriertes Isolationselement erreicht.

Durch die Abdichtung des Isolationselementes gegen die Isolierglasscheibe wird darüber hinaus erreicht, daß der Randbereich der Isolierglasscheibe gegen strömende Luft abgedichtet ist, so daß auch der Wärmefluß durch Konvektion praktisch ausgeschlossen ist.

Eine erfindungsgemäße Außenwand kann sowohl als hochwärmegedämmte Wand mit einem oder mehreren Fenstern, als auch als eine Vollglaswand ausgebildet sein. Insbesondere im ersten Fall können die Fenster sowohl schwenkbar als auch fest angeordnet sein.

Bei einer erfindungsgemäßen Außenwand weist die Isolierglasscheibe in ihrem Rahmen zweckmäßigerweise einen besonders großen Glaseinstand auf. Als Glaseinstand der Verglasungseinheit wird die Differenz zwischen Glasunterkante und der Oberkante des Flügelrahmens bezeichnet. Zwar soll nach der DIN-Norm 18545 Teil 1 der Glaseinstand weniger als 20 mm betragen, doch ist es zweckmäßig, bei einer hochwärmegedämmten Glasscheibe den Glaseinstand größer zu wählen. Vorteilhafterweise wird der Glaseinstand größer als 25 mm gewählt. Dabei versteht es sich, daß bei einem Flügelrahmen auch die Begrenzungskante des auf der anderen Seite der Isolierglasscheibe angeordneten Isolationselements sich auf der gleichen Höhe befindet wie die Oberkante des Flügelrahmens. Glaseinstände zwischen 25 und 50 mm vereinigen eine hohe thermische Isolation mit einem ausreichenden Schutz der Glasscheibe vor gefährlichen thermischen Spannungen.

Da bei einem erfindungsgemäß ausgebildeten Flügelrahmen die Isolierglasscheibe nur auf einer Seite am Rahmen anliegt, muß sie auf der freien Seite durch Mittel gehalten sein, die die thermische Isolierwirkung des Isolationselements möglichst wenig stören. Das kann zweckmäßigerweise durch Halteprofile geringer Dicke erfolgen, die die Isolierglasscheibe nur unmittelbar am Rand übergreifen.

Als Wärmedämmaterial für die Isolationselemente eignet sich insbesondere Mineralwolle, wie Stein- oder Glaswolle. Eine besonders gute Wärmedämmung im Bereich des Abstandshalterahmens läßt sich dann erreichen, wenn die Mineralwolle möglichst dicht an dem Abstandshalterahmen angeordnet ist. Zwischen der hochdämmenden Mineralwolle und dem Randbereich der Isolierglasscheibe, an dem sie anliegt sollte deshalb eine möglichst dünne Anschlagplatte angeordnet sein. Diese Anschlagplatte kann massiv aufgebaut sein, beispielsweise aus Hartschaum oder einem Laminat bestehen, wenn sie eine Stützfunktion für die Isolierglasscheibe aufweisen soll. Bei einer Konstruktion, bei der diese Stützfunktion nicht notwendig ist, kann diese Anschlagplatte jedoch auch durch eine reißfeste, wasserdichte Folie ersetzt werden.

Während die Platte oder die sie ersetzende Folie dazu dienen, den Durchtritt von Feuchtigkeit in die Mineralwolle zu verhindern, dient eine konventionelle Dichtung zwischen dem Isolationselement und der Isolierglasscheibe dazu, den Durchtritt von Feuchtigkeit zum Abstandshalterahmen zu verhindern.

Diese an der Isolierglasscheibe anliegende Dichtung kann in an sich bekannter Weise aus einem Elastomer mit einer möglichst geringen Wärmeleitfähigkeit bestehen. Neopren ist beispielsweise für die Anwendung bei einer erfindungsgemäßen Glasscheibe besonders geeignet.

Bei der Anwendung der erfindungsgemäßen Lösung auf feststehende Verglasungen wird teilweise oder vollständig auf Rahmenteile für die Randbereiche der Hauptflächen der Glasscheiben verzichtet. So kann z. B. ein Rahmen verwendet werden, der dich nur in Kontakt mit der Umfangsfläche der Isolierglasscheibe befindet, und in dem die Isolierglasscheibe auf geeignete Weise festgelegt wird. In diesem Fall sind die Isolationselemente auf beiden Seiten der Isolierglasscheibe in die Wandkonstruktion integriert, was zu einer besonders wirkungsvollen thermischen Isolierung im Randbereich der Isolierglasscheibe führt.

Besonders zweckmäßig ist es hierbei, wenn die Begrenzungskanten der auf den beiden Seiten der Isolierglasscheibe angeordneten Isolationselemente sich auf der gleichen Höhe befinden.

Weitere Vorteile und zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnungen.

Von den Zeichnungen zeigt

Fig. 1 einen senkrechten Schnitt durch eine Außenwand mit einer fest eingebauten Isolierglasscheibe im übergangsbereich zwischen Isolierglasscheibe und Wandkonstruktion, und

Fig. 2 einen senkrechten Schnitt durch eine Außenwand mit einem Flügelfenster im Bereich des Fensterrahmens.

Fig. 1 zeigt eine Isolierglasscheibe mit drei Einzelglasscheiben 1, 2 und 3, die über Abstandshalter 4 und 5 miteinander verbunden sind.

Die Einzelglasscheiben 1 und 3 weisen auf ihren zu den Scheibenzwischenräumen 10, 11 gerichteten Oberflächen eine wärmedämmende Mehrfachschicht mit niedriger Emissivität auf. Durch eine Beschichtung mit einer Emissivität ε < 0,1 kann der Strahlungsaustausch zwischen den Glasoberflächen nahezu unterbunden werden.

Die Abstandshalter 4, 5 können sowohl in herkömmlicher Weise aus Metall als auch aus einem wärmeisolierenden Material, beispielsweise einem Polymer bestehen. Der erfindungsgemäße Aufbau der Wand führt selbst bei Verwendung von konventionellen metallischen Abstandshaltern zu einer hohen Wärmedämmung, weil eine hohe thermische Isolation des Abstandshalters gegenüber der Umgebungstemperatur erreicht wird.

Die Scheibenzwischenräume 10, 11 sind mit einem geeigneten isolierenden Gas gefüllt. Zur Befüllung eignen sich insbesondere Edelgase, durch die eine hohe Wärmedämmung erzielt wird.

Die durch die Einzelglasscheiben 1, 2 und 3 sowie durch die Abstandshalter 4 und 5 gebildete Isolierglasscheibe ruht über Tragklötze 12 auf einem Fensterrahmen 15, dessen Breite nur geringfügig größer ist als die Dicke der Isolierglasscheibe. Im dargestellten Beispiel ist der Fensterrahmen 15 als ein Holzrahmen ausgebildet. Es ist jedoch gleichermaßen möglich, einen Rahmen aus einem Polymer oder einem anderen, ausreichend harten Material zu verwenden.

An den Seitenflächen des Fensterrahmens 15 liegen hochwärmedämmende Platten 20 und 21 an, die den Randbereich der Isolierglasscheibe um etwa 4 cm überdecken. Diese Platten 20, 21 dienen einerseits zur thermischen Isolation, andererseits zur Festlegung der Isolierglaseinheit. Sowohl die thermische Isolationswirkung als auch die mechanische Festigkeit lassen sich in besonders vorteilhafter Weise dadurch erreichen, daß die Platten 20, 21 einen Schichtaufbau aufweisen, wobei die Schichten im wesentlichen parallel zu den Hauptflächen der Glasscheiben 1 und 3 verlaufen. Besonders zweckmäßig ist es, wenn der Schichtaufbau so gewählt ist, daß Schichten aus einem wärmedämmenden Material mit solchen aus einem Material mit hoher mechanischer Festigkeit abwechseln. Beispiele für derartige Materialien sind spezielle Laminate aus Holzplatten, die sich einerseits durch eine hohe mechanische Stabilität auszeichnen, andererseits jedoch auch eine hohe Wärmeisolation aufweisen.

Zwischen den Außenflächen der Glasscheiben 1 bzw. 3 einerseits und den sich über den Fensterrahmen 15 erstreckenden, zu der Isolierglasscheibe gewandten Oberfläche der Platten 20 bzw. 21 andererseits, ist jeweils ein Isolierstreifen 14 aus einem Polymer wie Neopren oder Polytetrafluorethylen angeordnet. Im Übergangsbereich zwischen den Außenflächen der Glasscheiben 1 bzw. 3 einerseits und den oberen Begrenzungsflächen der Platten 20 bzw. 21 andererseits ist jeweils eine Dichtung 24 bzw. 25 angeordnet, die in besonders vorteilhafter Weise durch ein umlaufendes Dichtprofil 24 bzw. 25 aus einem geeigneten Elastomer gebildet ist. Diese Dichtprofile 24, 25 dienen einerseits zur Verhinderung des Durchtritts von Wasser, andererseits ergänzen sie die thermische Isolation des Abstandshalters durch Unterbindung der Luftkonvektion. An den Platten 20 bzw. 21 liegen Isolationsplatten 30 bzw. 31 aus Steinwolle an, die mit einem Tragputz 34, 35 und einer darauf aufgetragenen Abdeckputzschicht 32, 33 versehen sind.

Im dargestellten Fall befindet sich die Verglasungseinheit innerhalb einer hochwärmegedämmten Wand aus einer Holzkonstruktion mit Haltebalken 40, 41 und Spanplatten 42 und 43, sowie mit Hohlräumen, die mit geeignetem Isoliermaterial, vorzugsweise Mineralwolle ausgefüllt sind.

Fig. 2 zeigt ebenfalls eine in eine Außenwand eingebaute Isolierglasscheibe mit drei Einzelglasscheiben 51, 52 und 53, die durch Abstandshalter 54 und 55 miteinander verbunden sind. Die Einzelglasscheiben 51, 52, 53, die Abstandshalter 54, 55, die Scheibenzwischenräume 60, 61 sowie die Tragklötze 72 entsprechen dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel.

Bei dieser Ausführungsform ist die Isolierglasscheibe jedoch in einem Flügelrahmen 58 eingebaut, der an dem Blendrahmen 65 schwenkbar gelagert ist. Der Flügelrahmen 58 besteht aus einem Holzprofil mit im wesentlichen rechteckigen Querschnitt und einem sich parallel zur Scheibenebene entsprechenden Vorsprung 58a. An dem Flügelrahmen 58 ist ein L-förmiges Halteprofil 59 durch Schrauben 62 befestigt. Hierdurch wird die Isolierglasscheibe auf dem Flügelrahmen 58 festgelegt.

Selbstverständlich sind auch andere geeignete Befestigungen der Isolierglasscheibe an dem Flügelrahmen 58, beispielsweise durch direktes Verkleben, möglich.

Das Halteprofil 59 kann beispielsweise aus Metall bestehen. Es ist jedoch zweckmäßiger, wenn es aus einem Polymer besteht. Wenn hierfür Polymere zur Anwendung kommen, sollten sie eine Shore-A-Härte von mindestens 60 aufweisen. Derartige Polymere haben den zusätzlichen Vorteil, daß sie eine geringere Wärmeleitung aufweisen als Metall.

Der Flügelrahmen 58 weist Dichtungen 66 und 67 auf, die ihn gegenüber der Glasscheibe 53 und dem Blendrahmen 65 thermisch und gegen Feuchtigkeitsdurchtritt abdichten.

Auf der Seite der Isolierglasscheibe, die im eingebauten Zustand zum Gebäudeinnern gewandt ist, ist eine Fensterbank 85 angeordnet, die durch den Haltebalken 41 sowie die mit einem Abdeckputz 91 versehene Innenverkleidungsplatte 90 getragen wird.

Auf der anderen Seite der Isolierglasscheibe, die nicht am Flügelrahmen 58 anliegt, ist eine Abdichtung mit einer Anschlagplatte 70, einem Dichtprofil 74 sowie einer mit einem Tragputz 82 und mit einem Abdeckputz 81 versehenen Isolationsplatte 80, die insgesamt das Isolationselement bilden, vorgesehen.

Der Aufbau auf dieser Seite entspricht im wesentlichen dem in Fig. 1 dargestellten Aufbau. Hierbei kann zwischen dem abgewickelten vertikalen Vorsprung des Halteprofils 59 und dem Dichtprofil 74 wiederum ein Isolierstreifen, wie der Isolierstreifen nach Fig. 1, angeordnet sein.

Sowohl in Fig. 1 als auch in Fig. 2 werden Ausführungsformen dargestellt, bei denen das Isolationselement als solches eine hinreichende mechanische Festigkeit ausweist. Jedoch ist es gleichermaßen möglich, andere Ausführungsformen zu wählen, und den verwendeten Aufbau und die verwendeten Materialien durch andere geeignete Aufbauten oder Materialien zu ersetzen, die den Abstandshalterahmen gleichfalls gegen Wärmeleitung und vorzugsweise auch gegen Wärmekonvektion isolieren.

Claims (10)

1. Außenwand mit hoher thermischer Isolierwirkung, insbesondere für ein Niedrigenergiehaus, mit wenigstens einem eine Isolierglasscheibe aufweisenden Fenster mit hochwärmedämmender Isolation der Isolierglasscheibe im Randbereich, wobei die Isolierglasscheibe von dem sie tragenden Rahmen (15; 58) auf ihrer Umfangsfläche oder einer Seitenfläche im Randbereich überdeckt ist, dadurch gekennzeichnet, daß auf der von dem Rahmen (58) im wesentlichen nicht überdeckten Seite (1, 3; 51) der Isolierglasscheibe im Randbereich ein hochwärmedämmendes Isolationsmaterial enthaltendes Isolationselement (20, 21, 30, 31; 70, 80) in die angrenzende Wandkonstruktion integriert ist und über eine an seiner Begrenzungskante angeordnete Dichtung (24, 25; 74) an der Isolierglasscheibe anliegt.

2. Außenwand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung (24, 25; 74) fest mit dem Isolationselement (20, 21, 30, 31; 70, 80) verbunden ist.

3. Außenwand nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der die Isolierglasscheibe tragende Rahmen (58) als ein in einem Blendrahmen gelagerter Flügelrahmen ausgebildet ist.

4. Außenwand nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierglasscheibe im Flügelrahmen (58) auf der an dem Isolationselement anliegenden Seite durch die Isolierglasscheibe nur am Rand übergreifende Halteprofile (59) gehalten ist.

5. Außenwand nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierglasscheibe (1, 2, 3, 4, 5) in die Wand fest eingebaut und nur auf ihrer Umfangsfläche von dem Fensterrahmen (15) getragen und überdeckt ist, und daß auf beiden Seiten der Isolierglasscheibe Isolationselemente (20, 21, 30, 31 in die Wandkonstruktion integriert sind.

6. Außenwand nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die mit der Dichtung (24, 25; 74) versehene Begrenzungskante des Isolationselementes die dem Luftzwischenraum zugewandte Seite des Abstandshalters um 15 bis 40 mm überragt.

7. Außenwand nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierglasscheibe einen Glaseinstand von 25 mm bis 50 mm aufweist.

8. Außenwand nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierglasscheibe drei Einzelglasscheiben (1, 2, 3; 51, 52, 53) aufweist.

9. Außenwand nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Einzelglasscheibe (1, 3; 51, 53) eine Beschichtung mit einer Emissivität ε < 0,1 aufweist.

10. Außenwand nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Einzelglasscheibe (1, 2, 3; 51, 52, 53) aus vorgespanntem Glas besteht.