DE29705221U1 - Buildings and wall elements with a thermal insulation layer for cladding buildings - Google Patents
Buildings and wall elements with a thermal insulation layer for cladding buildingsInfo
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Heinrich August Kleine
Meßlinger Dorfstraße 26Heinrich August Kleine
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Gebäude sowie Wandelemente mit einer Wärmedämmschicht zur Bekleidung von Gebäuden.Buildings and wall elements with a thermal insulation layer for cladding buildings.
Die Erfindung betrifft ein Gebäude, dessen Wand- und Giebelflächen, Hausecken, Fensterecken, Laibungen und Stürze mit Wandelememten bekleidet sind, die eine rückseitige Wärmedämmschicht aus einem Hartschaumstoff aufweisen, und die Erfindung befaßt sich mit Wandelementen für solche Gebäude.The invention relates to a building whose wall and gable surfaces, house corners, window corners, reveals and lintels are clad with wall elements that have a rear thermal insulation layer made of a rigid foam, and the invention relates to wall elements for such buildings.
Wandelemente sind in flacher oder winkelförmiger Ausführungsform bekannt. Sie werden als vorgefertigtes Bauteil (= Fertigbauteil) hergestellt und besitzen auf ihrer Sichtseite je nach Ausführungsform flache oder winkelförmige Ziegelriemchen, die durch Fugen voneinander getrennt sind. Die Rückseite der Wandelemente besteht aus einer vorzugsweise einstückig geschäumten Hartschaumplatte, z.B. aus Polyurethanhartschaum oder Polystyrolhartschaum, die je nach Ausführungsform des Wandelementes flach oder winkelförmige ausgebildet ist.Wall elements are known in flat or angled designs. They are manufactured as prefabricated components (= prefabricated components) and have flat or angled brick slips on their visible side, depending on the design, which are separated from each other by joints. The back of the wall elements consists of a rigid foam panel, preferably made in one piece, e.g. made of rigid polyurethane foam or rigid polystyrene foam, which is flat or angled depending on the design of the wall element.
Das Herstellungsverfahren für beide Ausführungsformen (flaches, plattenförmiges Wandelement oder winkelförmiges Eckelement) ist üblicherweise gleich. In einem ersten Verfahrensschritt werden die Ziegelriemchen mit ihrer Sichtseite nach unten in eine Form gelegt. Sodann werden in einem zweiten Verfahrensschritt die Fugen von hinten mit losem (trockenen) und/oder angemischten (feuchten) Sand gefüllt, wobei es auch bekannt ist, die Fugen mit einem mörtelähnlichen, gegebenenfalls unter Beimischung von Abbindebeschleunigern schnell aushärtenden Fugenmaterial zu füllen. In einem weiteren Arbeitsschritt wird dann eine Hartschaumplatte auf die Rückseite der Ziegelriemchen und die Rückseite der verfüllten Fugen aufgebracht. DieThe manufacturing process for both designs (flat, plate-shaped wall element or angled corner element) is usually the same. In a first step, the brick slips are placed in a mold with their visible side facing downwards. Then, in a second step, the joints are filled from behind with loose (dry) and/or mixed (wet) sand. It is also known to fill the joints with a mortar-like joint material that hardens quickly, possibly with the addition of setting accelerators. In a further step, a rigid foam board is then applied to the back of the brick slips and the back of the filled joints. The
Hartschaumplatten können in einem Stück oder in mehreren Stücken gefertigt sein. Sind die Hartschaumplatten vorgefertigt, dann werden die Platten mittels eines Klebstoffes mit den Ziegelriemchen und mit dem in die Fugen eingefüllten Fugenmaterial verbunden. Für eine weitgehend industrielle Herstellung ist es auch bekannt, die in der unteren Hälfte einer Werkzeugform eingelegten Ziegelriemchen nach dem Verfüllen der Fugen und nach dem Schließen der Werkzeugform direkt in situ zu hinterschäumen.Rigid foam panels can be manufactured in one piece or in several pieces. If the rigid foam panels are prefabricated, the panels are connected to the brick slips and to the joint material filled into the joints using an adhesive. For largely industrial production, it is also known to back-foam the brick slips placed in the lower half of a tool mold directly in situ after the joints have been filled and the tool mold has been closed.
Alle diese bekannten Wandelemente, die mittels Befestigungsdübel o.dergl. direkt an einer Hauswand, einer Giebelfläche oder an den Hausund Fensterecken (= Außenecken) befestigt werden oder die als Sturz-Bekleidung oder z.B. auch als Fensterbank-Bekleidung montiert werden, haben das Problem, daß die mit dem Wandelement verbundene Hartschaumplatte nach der Montage eine sogenannte innenliegende Wärmedämmschicht ist, die nach außen durch die Ziegelriemchen und die verfüllten Fugen und nach innen durch das Material des tragenden Bauteils abgedeckt ist.All of these known wall elements, which are attached directly to a house wall, a gable surface or to the house and window corners (= outside corners) using fastening dowels or similar, or which are installed as lintel cladding or, for example, as window sill cladding, have the problem that the rigid foam panel connected to the wall element after installation is a so-called internal thermal insulation layer, which is covered on the outside by the brick slips and the filled joints and on the inside by the material of the load-bearing component.
Ist die Anordnung einer innenliegenden Wärmedämmschicht unumgänglich, was bei den Wandelementen der vorgenannten Art gattungsbedingt ist, dann muß dafür gesorgt werden, daß die Wärmedämmschicht möglichst keinen Feuchtigkeits-If the installation of an internal thermal insulation layer is unavoidable, which is due to the type of wall elements mentioned above, then it must be ensured that the thermal insulation layer does not absorb any moisture.
belastungen ausgesetzt ist. Feuchtigkeit kann in einen Wandaufbau entweder durch Außenfeuchtigkeit und/oder durch eine Innenfeuchtigkeit, z.B. infolge einer hohen relativen Luftfeuchtigkeit in den Aufenthaltsräumen, eindringen. Physikalisch ist der Eindringvorgang in beiden Fällen gleich und erfolgt durch Wasserdampfdiffusion, durch Kapillarwirkung der Wandbaustoffe oder über Risse und Fugen im Wandaufbau.is exposed to loads. Moisture can penetrate a wall structure either through external moisture and/or through internal moisture, e.g. as a result of high relative humidity in the living areas. Physically, the penetration process is the same in both cases and occurs through water vapor diffusion, through the capillary action of the wall building materials or through cracks and joints in the wall structure.
Es ist hinreichend bekannt, einen Wandaufbau gegen das Eindringen von Innenfeuchtigkeit durch eine auf die Innenseite des Wandaufbaus aufgebrachte wasserdampfundurchlässige Schicht (Dampfsperre, z.B. in Form einer Aluminiumfolie) zu schützen. Hinsichtlich des Schutzes gegen das Eindringen von Außenfeuchtigkeit geht die Fachwelt von der Überlegung aus, daß die Anordnung der mit der rückseitigen Hartschaumplatte verbundenen Ziegelriemchen und eine handwerklich sorgfältige und vollständige Verfugung der Fugen zwischen den Ziegelriemchen ausreichen muß, um den Schutz gegen das Eindringen von Außenfeuchtigkeit zu gewährleisten.It is well known that a wall structure can be protected against the penetration of internal moisture by means of a water vapor-impermeable layer (vapor barrier, e.g. in the form of aluminum foil) applied to the inside of the wall structure. With regard to protection against the penetration of external moisture, experts assume that the arrangement of the brick slips connected to the rear rigid foam board and careful and complete grouting of the joints between the brick slips must be sufficient to ensure protection against the penetration of external moisture.
Das ist jedoch nicht in allen Fällen möglich. Bedingt durch das heute für die Bekleidung von Gebäuden vielfach aus optischen Gründen gewünschte Ziegelmaterial, das in aller Regel einen größeren Porenanteil aufweist und damit Außenfeuchtigkeit aufnimmt, und bedingt durchHowever, this is not possible in all cases. Due to the brick material that is often used today for the cladding of buildings for aesthetic reasons, which generally has a large proportion of pores and thus absorbs external moisture, and due to
Mängel bei der grundsätzlich vor Ort nach der Montage der Wandelemente handwerklich auszuführenden Endverfugung der Wandelemente (die an die Baustelle gelieferten Bauelemente sind im Regelfall ohne Endverfugung, d.h. die Fugen sind entweder noch vollständig frei von Fugenmaterial oder bei der Vorfertigung der Wandelemente ist allenfalls im Fugengrund in einer geringen Schichtdicke eine Vorverfugung eingearbeitet) ist es nicht immer zu vermeiden, daß Durchfeuchtungen der Wandelemente an bestimmten wettergefährdeten Stellen eines Gebäudes auftreten. Bei der dauerhaften oder ständig sich wiederholenden Durchfeuchtung der Wandelemente verschlechtern sich deren Wärmedämmeigenschaften und auch die Stabilität der Wandelemente z.B. gegen Windsogbelastungen ist gefährdet, da sich der Verbund zwischen den Ziegelriemchen und den Hartschaumplatten unter diesen Bedingungen lösen kann.Defects in the final grouting of the wall elements, which is generally carried out on site after the wall elements have been assembled (the building elements delivered to the construction site are usually without final grouting, i.e. the joints are either still completely free of joint material or, when the wall elements are prefabricated, a small layer of pre-grouting is incorporated into the base of the joint) mean that it is not always possible to prevent moisture from penetrating the wall elements in certain parts of a building that are at risk from the weather. If the wall elements are permanently or repeatedly exposed to moisture, their thermal insulation properties deteriorate and the stability of the wall elements, e.g. against wind suction, is also at risk, as the bond between the brick slips and the rigid foam panels can come loose under these conditions.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Lehre zum technischen Handeln aufzuzeigen, wie Gebäude und Wandelemente dafür besser den Belastungen aus Wind und Regen standhalten können.The purpose of the invention is to provide a teaching on technical action as to how buildings and wall elements can better withstand the stresses of wind and rain.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Gebäude an seinen exponierten, d.h. an seinen der Wind- und Schlagregenbelastung besonders ausgesetzten Gebäudeflächen und/oder Gebäudeecken mit Wandelementen bekleidet ist, dieThis object is achieved according to the invention in that the building is clad on its exposed surfaces, i.e. on its building surfaces and/or building corners that are particularly exposed to wind and driving rain, with wall elements that
gemäß einem der nachstehenden Ansprüche 2 bis mit einem Coating-Verschluß der Fugen und, erforderlichenfal Is,auch mit einem Coating-Verschluß der Rückseiten der Ziegelriemchen versehen sind, wobei die normal belasteten Gebäudeflächen mit Wandelementen ohne Coating-Verschluß bekleidet sind.according to one of the following claims 2 to 5, with a coating closure of the joints and, if necessary, also with a coating closure of the backs of the brick slips, whereby the building surfaces subject to normal loads are clad with wall elements without a coating closure.
Nach Anspruch 2 ist ein erfindungsgemäßes Wandelement mit einem Coating-Verschluß der Fugen dadurch gekennzeichnet, daß der Fugengrund mit einer Kunstharzschicht verschlossen ist derart, daß die Kunstharzschicht die Randbereiche der zur Fuge benachbarten Ziegelriemchen miteinander verbindet.According to claim 2, a wall element according to the invention with a coating closure of the joints is characterized in that the joint base is closed with a synthetic resin layer in such a way that the synthetic resin layer connects the edge areas of the brick slips adjacent to the joint.
Nach Anspruch 3 ist ein erfindungsgemäßes Wandelement mit einem Coating-Verschluß der Rückseiten der Ziegelriemchen dadurch gekennzeichnet, daß die Kunstharzschicht nicht nur den Fugengrund verschließt, sondern in einer durchgehenden Schicht zugleich auch die Rückseiten der Ziegelriemchen überdeckt.According to claim 3, a wall element according to the invention with a coating closure of the backs of the brick slips is characterized in that the synthetic resin layer not only closes the joint base, but also covers the backs of the brick slips in a continuous layer.
Die Lehre der Erfindung stellt den Sachverhalt heraus, daß es bei einem Gebäude immer nur (meist wenige) bestimmte Gebäudeecken und/oder Gebäudeflächen, wie z.B. Giebelflächen sind, die einer besonderen Wind- und Schlagregenbeanspruchung ausgesetzt sind. Das variiert je nach den klimatischen Verhätnissen der Region, in der das Gebäude steht, und je nachThe teaching of the invention highlights the fact that in a building there are always only (usually a few) specific corners and/or building surfaces, such as gable surfaces, that are exposed to particular wind and driving rain stress. This varies depending on the climatic conditions of the region in which the building is located and depending on
der individullen Lage, in der das Gebäude innerhalb einer Geländeformation, einer Vegetation oder zwischen Nachbarhäusern angeordnet ist.the individual location in which the building is arranged within a terrain formation, a vegetation or between neighboring houses.
Mit der Erfindung wird vorgeschlagen, diesen Sachverhalt bei der Bekleidung von Gebäuden zu nutzen. Die Wandelemente zur Bekleidung von Gebäuden müssen nur optisch gleich sein, nicht jedoch in ihrem bauphysikalischen Verhalten. Die Erfindung lehrt, die Gebäude "gemischt" mit Wandelementen zu bekleiden, d.h. in den exponierten Bereichen des Gebäudes mittels erfindungsgemäßer Wetterschutz-Elemente das Eindringen von Außenfeuchtigkeit in das Innere der Wand- oder Eckelemente zu verhindern, und in den normal belasteten Bereichen des Gebäudes solche Wandelemente zu verwenden, die in der bisher bekannten Weise ohne Coating-Verschluß hergestellt sind und die einen Feuchtigkeitstransport sowohl von innen nach außen (im Prinzip erwünscht) als auch von außen nach innen (im Prinzip unerwünscht) zulassen.The invention proposes to use this fact in the cladding of buildings. The wall elements for cladding buildings only have to be the same visually, but not in their physical properties. The invention teaches to clad buildings with wall elements in a "mixed" way, i.e. to prevent external moisture from penetrating the interior of the wall or corner elements in the exposed areas of the building by means of weather protection elements according to the invention, and to use wall elements in the areas of the building subject to normal loads that are manufactured in the previously known manner without a coating seal and that allow moisture to be transported both from the inside to the outside (in principle desirable) and from the outside to the inside (in principle undesirable).
Die nach der Lehre der Erfindung vorgeschlagene "gemischte" Bekleidung von Gebäuden mit "feuchtigkeits-geschlossenen" Wandelementen einerseits und mit "feuchtigkeits-offenen" Wandelementen andererseits hat in praktischen Versuchen zu hervorragenden Ergebnissen hinsichtlich eines insgesamt gleichbleibend trockenen Wandaufbaus mit gleichbleibend hohen Wärmedämmwerten geführt. Dies giltThe "mixed" cladding of buildings with "moisture-tight" wall elements on the one hand and "moisture-open" wall elements on the other hand, proposed according to the teaching of the invention, has led to excellent results in practical tests with regard to an overall consistently dry wall structure with consistently high thermal insulation values. This applies
auch schon dann, wenn bei einem Gebäude nur die besonders wind- und schlagregenbeanspruchten Hausecken mit sogenannten Wetterschutz-Ecken gemäß der Erfindung bekleidet werden und die unmittelbar angrenzenden Wandelemente in der bekannten feuchtigkeits-offenen Bauweise ausgeführt sind.even if only the corners of a building that are particularly exposed to wind and driving rain are clad with so-called weather protection corners according to the invention and the immediately adjacent wall elements are constructed in the known moisture-open construction method.
Bei der vorgeschlagenen "gemischten" Bekleidung von Gebäuden ist (wegen der benachbarten Anordnung der feuchtigkeits-offenen Wandelemente) im Prinzip auch ein erfindungsgemäßes Wandelement mit einem zur Wetterseite vollflächigen Coating-Verschluß dennoch wasserdampfdurchlässig, denn Wasserdampf kann erforderlichenfalls über die Seitenränder des Wandelementes und die dortigen Randstöße zum benachbarten Wandelement ausdiffundieren. Das gilt auch für einen Feuchtigkeitstransport von innen nach außen, der über gegebenenfalls vorhandene Kapillarstrukturen zu den Seitenrändern der erfindungsgemäßen Wandelemente erfolgen kann.In the proposed "mixed" cladding of buildings (due to the adjacent arrangement of the moisture-open wall elements), a wall element according to the invention with a coating closure covering the entire surface on the weather side is in principle still permeable to water vapor, because water vapor can, if necessary, diffuse out to the neighboring wall element via the side edges of the wall element and the edge joints there. This also applies to moisture transport from the inside to the outside, which can take place via any capillary structures that may be present to the side edges of the wall elements according to the invention.
Besonder vorteilhafte Ausführungsformen erfindungsgemäßer Wandelemente mit einem gegen die Wetterseite des Elementes gerichteten Coating-Verschluß sind dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb des Coating-Verschlusses, d.h. zwischen der Kunstharzschicht, die den Coating-Verschluß bildet, und der Hartschaumplatte, die die Wärmedämmschicht darstellt, Lüftungskanäle in das Wandelement mit eingeformt sind, die im montierten Zustand desParticularly advantageous embodiments of wall elements according to the invention with a coating closure directed towards the weather side of the element are characterized in that ventilation channels are formed in the wall element underneath the coating closure, i.e. between the synthetic resin layer that forms the coating closure and the rigid foam board that represents the thermal insulation layer, which in the assembled state of the
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Wandelementes vorzugsweise vertikal verlaufen. Die nachfolgenden Ansprüche 5, 7 und 8 kennzeichnen weitere Details solcher Lüftungskanäle. Wall element preferably run vertically. The following claims 5, 7 and 8 characterize further details of such ventilation ducts.
Hervorzuheben ist noch eine besondere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Wandelementes, die herstellungstechnisch besonders günstig zu produzieren ist. Dabei werden in einem ersten Verfahrensschritt die Ziegelriemchen wiederum mit ihrer Sichtseite nach unten in eine Form gelegt und die Fugen zwischen den Ziegelriemchen mit trockenem oder feuchtem Sand gefüllt. Sodann wird die Kunstharzschicht in Form eines Gießharzes aufgebracht (vorzugsweise ist das ein Polyurethan-Gießharz), wobei die Topfzeit des Gießharzes so eingestellt ist, daß der Gießharz bis auf eine gewünschte Tiefe von z.B. 2-3 mm in den Fugensand eindringen kann. In den noch weitgehend flüssigen Gießharz wird sogleich eine vorgefertigte Hartschaumplatte (vorzugsweise wiederum aus Polyurethan) vollflächig eingedrückt (beispielsweise mit Hilfe einer Druckvorrichtung), so daß in einem Arbeitsgang sowohl der Coating-Verschluß auf die Rückseite der Ziegelriemchen aufgebracht ist (und die Rückseite der Ziegelriemchen fest und dauerhaft mit der Kunstharzschicht, die den Coating-Verschluß darstellt, verbunden ist) als auch im Fugengrund eine ausgehärtete Mischung aus Sand und Kunstharz entstanden ist und zugleichAnother special embodiment of a wall element according to the invention is worth highlighting, which is particularly inexpensive to produce in terms of manufacturing technology. In a first process step, the brick slips are again placed in a mold with their visible side facing downwards and the joints between the brick slips are filled with dry or moist sand. Then the synthetic resin layer is applied in the form of a casting resin (preferably a polyurethane casting resin), with the pot life of the casting resin being set so that the casting resin can penetrate into the joint sand to a desired depth of e.g. 2-3 mm. A prefabricated rigid foam plate (preferably made of polyurethane) is immediately pressed into the still largely liquid casting resin over its entire surface (for example using a pressure device), so that in one operation both the coating seal is applied to the back of the brick slips (and the back of the brick slips is firmly and permanently bonded to the synthetic resin layer, which represents the coating seal) and a hardened mixture of sand and synthetic resin is created in the joint base and at the same time
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auch die Hartschaumplatte fest und dauerhaft mit der Kunstharzschicht bzw. dem Coating-Verschluß verbunden ist. Dabei ist es von besonderem Vorteil, daß die Hartschaumplatte vorgefertigt ist, da ein Verfahren, das speziell auf die industrielle Fertigung des Hartschaums gerichtet ist, besser auf die gewünschten Eigenschaften des Hartschaums eingestellt werden kann und den Hartschaum stets in der gewünschten hohen Qualität produziert.the rigid foam board is also firmly and permanently connected to the synthetic resin layer or the coating closure. It is particularly advantageous that the rigid foam board is prefabricated, as a process that is specifically aimed at the industrial production of rigid foam can be better adjusted to the desired properties of the rigid foam and always produces the rigid foam in the desired high quality.
Weitere Einzelheiten der Erfindung sind in den nachfolgenden Ansprüchen 1 bis 8 herausgestellt: Further details of the invention are set out in the following claims 1 to 8:
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