DE19942965A1

DE19942965A1 - Wärmedämmendes, tragendes Bauelement

Info

Publication number: DE19942965A1
Application number: DE1999142965
Authority: DE
Inventors: Peter Curiger
Original assignee: STAHLTON AG ZUERICH
Current assignee: STAHLTON AG ZUERICH
Priority date: 1998-11-12
Filing date: 1999-09-09
Publication date: 2000-05-18
Also published as: CH692992A5

Abstract

Das wärmedämmende, tragende Bauelement besitzt ein tragendes Skelett (4) und einen das Skelett (4) ergänzenden Wärmedämmkörper (5). Das Skelett (4) besteht aus einem geschlossen porösen mineralischen Werkstoff. Ein derartiges Material besitzt geringe Wärmeleitfähigkeit und eine für die Anwendung ausreichende Festigkeit. Das Skelett nimmt einen relativ großen Anteil am Querschnitt des Bauelements ein. Dies hat den Vorteil, dass eine gute Krafteinleitung gewährleistet ist. Das Bauelement eignet sich insbesondere zum Einbau in ein Mauerwerk.

Description

Die Erfindung betrifft ein wärmedämmendes, tragendes Bauelement sowie ein Verfahren zu dessen Her stellung.

Bauelemente dieser Art sind z. B. in EP-A-219 792 beschrieben und werden insbesondere im Bereich des Mauerfusses eingesetzt, wo sie einen vertikalen Wärme fluss über die Mauerwerkswand in den kalten Untergrund (via Geschossdecke bzw. Kellerwand) unterbinden. Je nach Konstruktion, der Kellerwand, Kellerdecke und aufgehendem Mauerwerk können sie auch unter der Kellerdecke angeord net sein.

Herkömmliche derartige Bauelemente bestehen aus einem Wärmedämmstoff, z. B. EPS (expandiertes Polysty rol), und einem tragenden Skelett, z. B. Feinbeton. Um die Wärmeleitfähigkeit gering zu halten, wird der Anteil des Skeletts an der Querschnittfläche möglichst tief gewählt. Deshalb wird das Skelett aus einem hochfesten minerali schen Werkstoff mit einer Druckfestigkeit von mindestens 60 N/mm² gefertigt, was die Auswahl der Materialien ein schränkt. Die Krafteinleitung in das Bauelement erfordert unter Umständen eine spezielle Ausbildung des Skelettes im Querschnitt, da die feinen Skelettstrukturen die Kräf te von den Mauern ohne spezielle Übergänge nicht aufneh men können.

Es stellt sich deshalb die Aufgabe, ein Bau element der eingangs genannten Art bereitzustellen, wel ches mindestens einen Teil dieser Probleme vermeidet. Diese Aufgabe wird vom Bauelement gemäss An spruch 1 gelöst.

Erfindungsgemäss wird als tragendes Skelett ein geschlossenporiger, im wesentlichen mineralischer Werkstoff verwendet. Dieser ist bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe umfassend bzw. bestehend aus Leicht- und Po renbeton, bzw. kann gegebenenfalls organische Zusätze wie etwa polymerische Bindemittel enthalten.

Wider Erwarten zeigt es sich, dass sich mit Hilfe eines Werkstoffs mit einer eher geringen Festigkeit durchaus ein tragendes Skelett fertigen lässt. Bisher wurden nämlich mit derartigen Materialien lediglich homo gene Bauteile, z. B. Mauersteine, hergestellt. Bei ent sprechend hohem Flächenanteil des Skeletts weist dieses eine Tragfähigkeit auf, welche für die vorgesehene Anwen dung ausreichend ist.

Da die Wärmeleitfähigkeit poröser minerali scher Werkstoffe geringer ist als jene konventionell ver wendeter Materialien, werden die Wärmedämm-Eigenschaften des Bauelements auch durch einen relativ grossen Skelet tanteil von z. B. 33%-66% nicht beeinträchtigt. Durch die grösseren Skelettabmessungen wird die Konstruktion des Bauelements vereinfacht.

Bevorzugte poröse (d. h. geschlossenporige) mineralische Werkstoffe weisen eine Wärmeleitfähigkeit von höchstens 0.6 W/mK, eine Dichte zwischen 0.5 und 1.6 kg/dm³, insbesondere zwischen etwa 1.2 bis 1.5 kg/dm³, und/oder eine Druckfestigkeit f_cw zwischen 5 und 30 N/mm² auf.

Zur Herstellung des Bauelements wird der po röse mineralische Werkstoff in den bereits vorgeformten und ausgehärteten Wärmedämmstoff eingegossen und dort ausgehärtet. Dies führt zu einer wesentlichen Vereinfa chung der Produktion, insbesondere wenn der Wärmedämm stoff einen einzigen, zusammenhängenden Körper bildet.

Die Wärmedämmeigenschaften des erfindungemä ssen Bauelements werden über den Flächenanteil des Ske letts und über die materialtechnologisch einstellbare Wärmeleitfähigkeit des verwendeten Werkstoffs erreicht.

Weitere bevorzugte Ausführungen, Vorteile und Anwendungen des erfindungsgemässen Bauelements ergeben sich aus der nun folgenden Beschreibung unter Bezug auf die Figuren. Dabei zeigen:

Fig. 1 eine Ansicht einer Ausführung des er findungsgemässen Bauelements,

Fig. 2 das Skelett des Bauelements von Fig. 1,

Fig. 3 den Wärmedämmkörper des Bauelements von Fig. 1,

Fig. 4 eine Ansicht des Bauelements von Fig. 1 von oben,

Fig. 5 eine Ansicht des Bauelements von Fig. 1 von unten,

Fig. 6 einen Vertikalschnitt entlang Linie A- A von Fig. 4,

Fig. 7 einen Vertikalschnitt entlang Linie B- B von Fig. 4,

Fig. 8 und 9 eine Oberansicht einer zweiten und dritten Ausführung des Bauelements.

Die bevorzugte Ausführung des Bauelements, die in Fig. 1-7 gezeigt wird, ist im wesentlichen qua derförmig. Es besitzt eine obere und untere Tragseite 1 bzw. 2 und senkrecht dazu vier Seitenflächen 3. Es be steht aus einem tragenden Skelett 4 und Dämmaterial 5, wobei das Dämmaterial 5 das Skelett 4 zum Quader ergänzt.

Beim Dämmaterial 5 handelt es sich um einen Wärmedämmstoff, z. B. um EPS, das zu einem einstückigen Dämmkörper geformt wurde. Wie insbesondere aus Fig. 3 er sichtlich, weist der Dämmkörper vertikale Aussparungen auf, welche durch horizontale Aussparungen miteinander verbunden sind. Vertikale und horizontale Aussparungen definieren die Geometrie der Säulenelemente 6 und Stege 7 der Tragstruktur.

Das Skelett 4 besteht aus einem geschlossen porigen mineralischen Werkstoff, z. B. aus einem Porenbe ton. Die Porenstruktur wird vorzugsweise durch die Ver wendung von Luftporenbildner oder Polystyrolkugeln er zeugt. Es ist jedoch auch möglich die Porenstruktur auf eine andere Weise zu erzeugen, wie z. B. durch die Verwen dung von Leichtzuschlägen wie z. B. Glas, porosierter Ton, Holz etc.

Der poröse mineralische Werkstoff weist eine Rohdichte zwischen 0.5 und 1.6 kg/dm³, vorzugsweise ca. 1.2 bis 1.5 kg/dm³, auf. Seine Wärmeleitfähigkeit ist höchstens 0.6 W/mK und die Druckfestigkeit f_cw zwischen 5 und 30 N/mm².

Das Skelett 4 nimmt vorzugsweise zwischen 33% und 66% der Querschnittfläche des Bauelements ein. In ei ner besonders bevorzugten Ausführungsform bildet es Säu len zwischen den tragenden Unter- und Oberseiten 2 bzw. 1 des Bauelements. Diese Säulen sind über Stege 7 verbun den.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird das Skelett durch, über die ganze Bauelementhöhe, durchgehende Stege gebildet, die sich im Grundriss kreu zen.

Das Skelett 4 wird seitlich, d. h. gegen die Seitenflächen 3, vom Wärmedämmstoff 5 abgedeckt.

Der Dämmkörper für das Bauelement wird vorge fertigt und dient als integrierte Schalung. Dadurch kann der Werkstoff der Tragstruktur in einem Giessverfahren in die Hohlräume des Wärmedämmkörpers eingebracht und ausge härtet werden. Um den Dämmkörper als integrierte Schalung verwenden zu können, kann auf der Unterseite des Dämm körpers eine Folie 8 aufgebracht werden. Diese Folie kann dem Dämmkörper zugleich allenfalls die erforderliche Sta bilität verleihen.

Die geometrische Form des Skeletts 4 ist so gewählt, dass es sich sowohl für zentrisch wie für exzen trisch angreifende Vertikalkräfte aus der darüberliegen den Mauerwerkswand bzw. Geschossdecke eignet.

Durch entsprechende Ausbildung der Stege 7 können auch allfällige Horizontallasten aufgenommen wer den. Das Skelett 4 kann bei entsprechend hohem Flächenan teil aus einzelnen Strukturelementen 6 bestehen, welche durch ihre geometrische Form auch Horizontalkräfte auf nehmen können, so dass diesbezüglich keine Stege erfor derlich sind.

In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Stege im Grundriss längs und quer angeordnet. Diese Stege können einseitig im unteren oder oberen Elementbereich angeordnet sein oder auch beidseitig. Einzelne Stege kön nen auch über die gesamte Elementhöhe ausgebildet sein.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform lässt sich die gleiche Wirkung auch durch eine Diagonalo rientierung der Stege erreichen.

In einer besonders bevorzugten Ausführungs form werden die Säulen in der Randzone des Bauteils ange ordnet und so ausgebildet, dass dessen Kernweite mög lichst gross zu wählen.

Die Dimensionen des Bauelements können in weiten Bereichen gewählt werden. Insbesondere kann die Breite jener des jeweiligen Mauerwerks angepasst werden. In Fig. 8 und 9 werden Teile verschiedener Ausführungen des Bauelements mit unterschiedlichen Breiten darge stellt.

Claims

1. Wärmedämmendes, tragendes Bauelement zum Einbau in Mauerwerk, welches ein tragendes Skelett (4) und einen das Skelett (4) ergänzenden Wärmedämmstoff (5) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Skelett (4) aus einem geschlossenporösen, im wesentlichen minerali schen Werkstoff besteht.

2. Bauelement nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, dass der poröse mineralische Werkstoff eine Wärmeleitfähigkeit von höchstens 0.6 W/mK aufweist.

3. Bauelement nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der geschlossen poröse mineralische Werkstoff eine Dichte zwischen 0.5 und 1.6 kg/dm³, insbesondere ca. 1.2 bis 1.5 kg/dm³, auf weist, und insbesondere dass der poröse mineralische Werkstoff ein Poren- oder Leichtbeton ist.

4. Bauelement nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der geschlossen poröse mineralische Werkstoff eine Druckfestigkeit f_cw zwischen 5 und 30 N/mm² aufweist.

5. Bauelement nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Skelett (4) mindestens 33% der Querschnittfläche des Bauelements bil det, insbesondere 33%-66%.

6. Bauelement nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es zwei Last auf nehmende Tragseiten (1, 2) aufweist, zwischen denen das Skelett (4) tragende Säulen (6) bildet, welche über Stege (7) verbunden sind.

7. Bauelement nach Anspruch 6, dadurch ge kennzeichnet, dass auf der Unterseite des Dämmkörpers (5) eine Folie (8) aufgebracht ist und diese zusätzlich die Stabilität des Dämmkörpers erzeugt.

8. Bauelement nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmedämm stoff (5) einen einzigen zusammenhängenden Körper bildet.

9. Bauelement nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmedämm stoff (5) das Skelett (4) seitlich gegen aussen abdeckt.

10. Verfahren zur Herstellung des Bauelements nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, dass der geschlossenporöse mineralische Werk stoff in den vorgeformten Wärmedämmstoff eingegossen und dort ausgehärtet wird.