DE3744037C2 - Aus Kunststoffschaum, insbesondere Polystyrolschaum bestehende Schale eines Schalungssteines - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine aus Kunststoffschaum, insbesondere Polystyrolschaum, bestehende Schale eines Schalungssteines zur Errichtung von Betonwänden, welche einen mit Beton ausgieß­ baren Innenraum umgibt.

Tragende Wände können besonders preiswert aus sogenannten Scha­ lungssteinen ausgeführt werden, die übereinandergestellt und deren Innenräume mit Beton ausgegossen werden. Die Schale des Schalungssteines ist dabei eine einfach zu errichtende Schalung für den Betoniervorgang und bildet gleichzeitig die Wärmedämmung der Wand. Deshalb werden Schalen aus einem Material hoher Wärme­ dämmung gemacht, z. B. aus Polystyrolschaum. Bekannte derartige Wände zeigen jedoch, wenn sie verputzt werden, ungünstige Schall­ dämpfungseigenschaften. Insbesondere tritt eine starke Verschlech­ terung der Schalldämpfung in einem Frequenzbereich bei etwa 600 Hz auf. Insgesamt ist eine solche Wand, gemittelt über alle Frequenzen, etwa 10 bis 12 dB schlechter schalldämmend als eine gleichschwere Betonwand ohne Schalungselemente. Auch die Dämpfung der sogenannten Schall-Längsleitung z. B. zwischen über- und untereinanderliegenden Räumen entlang von Außenwänden, wird so stark verschlechtert, daß die bekannten Schalungssteine trotz ihrer Preiswürdigkeit für Mehrfamilienhäuser nur bedingt verwendet werden können. In diesen Fällen behilft man sich dadurch, daß die aus den bekannten Schalungssteinen gefertigten Wände nicht verputzt sondern mit einer Vorsatzschale aus Gips­ kartonplatten und Mineralwolle versehen werden. Dadurch geht jedoch wegen der Mehrkosten für die Verkleidung der große preis­ liche Vorteil weitgehend wieder verloren.

Eine Schale der eingangs genannten Art, für welche die obigen Ausführungen ebenfalls zutreffen, ist aus dem DE-GM 87 09 025 bekannt. Bei dieser werden die Verbindungsstege aus Polystyrol im Bereich der Stoßstellen weggelassen, damit auch in den Stoßstel­ lenbereich Betonmaterial eintreten kann und auf diese Weise unerwünschte Feuchtigkeitsdurchtritte verhindert werden. In der Zeichnung sind in den Draufsichten auf die bekannte Schalung kleine rechteckige Strukturen dargestellt, bei denen es sich jedoch nicht um Hohlräume sondern um nut- und federartige Verbin­ dungsprofile handelt.

Die DE-PS 25 23 710 beschreibt ein Sandwich-System, bei dem durch eine stark körperschalldämpfende, klebstoffartige Zwi­ schenschicht eine erhöhte Körperschalldämpfung erzielt wird. Diese Zwischenschicht soll nicht voll flächig sondern punktweise aufgebracht werden.

In der DE-OS 20 12 520 schließlich ist eine mehrschichtige Schalldämmleiste beschrieben, die einen Dämmstreifen aufweist. Dieser ist auf beiden Seiten mit je einer biegesteifen Deck­ schicht fest verbunden und weist in Längsrichtung gegeneinander versetzt angeordnete Erhöhungen auf. Zwischen jeweils zwei benachbarten Erhöhungen auf einer Seite und der entsprechenden Deckschicht findet sich jeweils ein Hohlraum.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Schale der eingangs genannten Art derart auszubilden, daß ohne Mehr­ kosten erheblich günstigere Schalldämmungswerte erreicht werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß pa­ rallel zu den Außenflächen der Schale eine Vielzahl kleiner Hohlräume vorgesehen ist, die mit Luft gefüllt sind, wobei die gemittelte Höhe der durch die Hohlräume gebildeten Luft­ schicht mindestens 10 mm und höchstens 25 mm beträgt.

Dabei sind an und für sich aus der DE-PS 20 12 520 streifen­ förmige Leisten bekannt, in denen ebenfalls eine Vielzahl von Hohlräumen ausgebildet war. Bei diesen bekannten Lei­ sten oder Rahmen handelte es sich jedoch um im wesentlichen eindimensionale Gebilde, bei denen die in den Hohlräumen eingeschlossene Luft keinerlei Rolle spielte. Die Höhe der Luftschicht wurde vielmehr möglichst klein gehalten.

Die vorliegende Erfindung fußt auf der Erkenntnis, daß die bei den bekannten Schalungssteinen festgestellte Verschlech­ terung der Schalldämmung durch ein schwingungsfähiges Sy­ stem hervorgerufen wird, das von der Masse des Putzes und der Federung des Schalenmaterials gebildet wird. Bei dessen Resonanzfrequenz tritt eine verstärkte, nachteilige Schall­ übertragung auf. Die erfindungsgemäß vorgeschlagenen Hohl­ räume in der Schale vermindern den Querschnitt des die Schwingungen übertragenden Schaumstoffes, wodurch die Stei­ figkeit verringert wird. Die Wandschale wird somit wesent­ lich weichfedernder, wodurch Resonanzerscheinungen bei al­ len in der Praxis relevanten Frequenzen vermieden werden können. Die mechanische Stabilität der Schalungssteine, die beim Einfüllen des feuchten Betons erforderlich ist, leidet dabei nicht.

Bei Schalen von Schalungssteinen ist - im Gegensatz zu den im wesentlichen eindimensionalen Leisten - die Steifigkeit der eingeschlossenen Luft mit zu berücksichtigen. Sie muß kleiner (etwa halb so groß) wie die anzustrebende Gesamt­ steifigkeit der Gesamtanordnung (Gefügesteifigkeit des durch Formgebung in seiner Steifigkeit verringerten Schaum­ stoffes und der Luftsteifigkeit) sein.

Die weichelastische Wirkung der erfindungsgemäß vorgesehe­ nen Hohlräume kann noch dadurch vergrößert werden, daß die zwischen den Hohlräumen liegenden Verbindungsstege eine federnd nachgiebige Form aufweisen.

Bei einer Ausgestaltung der Erfindung sind die Hohlräume in einer Ebene angeordnet und die den jeweils benachbarten Hohlräumen zugewandten Enden der Hohlräume so geformt, daß der zwischen ihnen liegende Verbindungssteg bei Belastung als eine auf Biegung beanspruchte Feder wirkt.

Geometrisch kann dies beispielsweise dadurch erreicht wer­ den, daß die Form aufeinanderfolgender Hohlräume abwech­ selt.

So kann beispielsweise jeweils ein im Querschnitt etwa rau­ tenförmiger Hohlraum mit einem Hohlraum abwechseln, der an seinen Schmalseiten im Querschnitt nach innen ragende Spitzen besitzt, derart, daß ein abgewinkelter Verbindungs­ steg gebildet wird.

Alternativ ist eine Anordnung denkbar, bei der jeweils ein Hohlraum, der im Querschnitt an seinen Schmalseiten eine konkav gekrümmte Begrenzungslinie aufweist, mit einem Hohl­ raum abwechselt, der im Querschnitt an seinen Schmalseiten eine konvex gekrümmte Begrenzungslinie aufweist, derart, daß ein bogenförmiger Verbindungssteg gebildet wird.

Bei einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel der Er­ findung verläuft in den Verbindungssteg von den beiden be­ nachbarten Hohlräumen aus jeweils ein Einschnitt, derart, daß ein stufenförmiger Verbindungssteg gebildet wird.

Die Hohlräume können auch in regelmäßigen Mustern in minde­ stens zwei Ebenen angeordnet sein, wobei dann das Muster der einen Ebene gegenüber dem Muster der anderen Ebene ver­ schoben ist. Auch in diesen Fällen ergeben sich Verbindungs­ strukturen und -stege zwischen den einzelnen Hohlräumen, die als auf Biegung belastete Federn wirken können, ohne daß sich die Lochformen voneinander unterscheiden müssen.

Eine besondere Ausgestaltung der Erfindung schließlich ist zur Verwendung mit aufzuklebenden Gipskartonplatten oder Gipsfaserplatten bestimmt. Bei diesen sind an den Außen­ seiten einzelne streifenförmige Erhebungen vorgesehen, hin­ ter denen jeweils mindestens ein Hohlraum angeordnet ist. Die Gipskartonplatten oder dergleichen werden dann mittels eines Klebemörtels auf den stufenförmigen Erhebungen befe­ stigt.

Damit der Klebemörtel nicht seitlich herausgedrückt wird, können die streifenförmigen Erhebungen mit Randwülsten ver­ sehen sein.

Wenn die Hohlräume über Öffnungen mit der Außenatmosphäre verbunden sind, ergibt sich eine zusätzliche Wirkung auf die Steifigkeit der Gesamtanordnung.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend an­ hand der Zeichnung näher erläutert; es zeigen

Fig. 1 einen Schnitt durch eine aus Schalungssteinen aufgebaute tragende Wand;

Fig. 2 einen vergrößerten Teilschnitt durch die Schale eines Schalungssteines in dem in Fig. 1 einge­ kreisten Bereich;

Fig. 3 bis 7 Schnitte durch verschiedene Ausführungs­ beispiele von Schalen mit federnden Zwischenste­ gen, wobei die Art der Krafteinwirkung sowie die Zwischenstege modellhaft herausgezeichnet sind;

Fig. 8 einen Schnitt durch die Schale eines Schalungs­ steines mit vorgesetzter Gipskartonplatte.

In Fig. 1 ist eine aus sogenannten Schalungssteinen 1 auf­ gebaute tragende Wand im Schnitt dargestellt. Bei ihrer Herstellung werden die aus Polystyrol bestehenden Schalen 6 der Schalungssteine 1 übereinandergestellt, wonach die Hohlräume 2 der Schalungssteine 1 mit Beton ausgegossen werden. Die tragende Wand ist beidseits mit einer Putz­ schicht 3 überzogen.

Wie insbesondere aus der Fig. 2 (eine Ausschnittsvergrößerung aus dem in Fig. 1 eingekreisten Bereich) deutlich wird, weint die Schale 6 der Schalungssteine 1 eine Vielzahl von Hohlräumen 7 auf, die sich parallel zu den Außenflächen der tragenden Wand erstrecken. Die Anordnung ist dabei so gewählt, daß die "mittlere Luftschichtdicke" der mit ruft angefüllten Hohlräume 7 zwischen 10 und 20 mm liegt. Unter "mittlerer Luftschichtdicke" wird dabei die Dicke eines kontinuierlich durchgehenden Hohlraumes bei gleichen Volu­ men verstanden.

Durch die Hohlräume 7 wird die Gefügesteifigkeit der Gesamt­ anordnung verringert. Die Gesamtsteifigkeit setzt sich da­ bei aus der Gefügesteifigkeit des durch die spezielle Form­ gebung in seiner Steifigkeit verringerten Schaumstoffes und der Steifigkeit der in den Hohlräumen 7 eingeschlosse­ nen Luft zusammen. Bei Einhaltung der angegebenen Werte ergibt sich eine stark gebesserte Schalldämmung; insbeson­ dere tritt die Verschlechterung der Schalldämmung bei etwa 600 Hz, die beim Stande der Technik zu beobachten war, nicht mehr auf.

In den Fig. 3 bis 7 sind Ausführungsbeispiele von Scha­ len dargestellt, bei denen durch die federnde Ausgestal­ tung der zwischen den einzelnen Hohlräumen verbleibenden Stege ein zusätzlicher Einfluß auf die Gesamtsteifigkeit der Anordnung erzielt wird.

Bei dem in Fig. 3 dargestellten Formstein 106 sind die in die Schale 106 eingebrachten Hohlräume 107 abwechselnd unterschiedlich ausgestaltet: Auf einen etwa rautenförmigen Hohlraum 107a folgt ein Hohlraum 107b, der an seinen Schmal­ seiten durch nach innen ragende Spitzen begrenzt wird. Auf diese Weise entstehen zwischen den Hohlräumen 107a und 107b winkelförmige Verbindungsstege 110. in welcher Weise diese Verbindungsstege 110 unter dem Einfluß äußerer Kräfte fe­ dernd nachgeben, ist durch die schematische, rechts neben der Schnittzeichnung dargestellte Hilfsfigur angedeutet.

Auch bei dem in Fig. 4 dargestellten Schalungsstein 201 weist die Schale 206 eine Vielzahl von Hohlräumen 207 auf, die sich in ihrer Form abwechseln: Auf einen im wesentli­ chen im Querschnitt elliptischen Hohlraum 107a folgt ein Hohlraum 107b dessen Schmalseiten, von innen gesehen, kon­ vex gekrümmt sind. Auf diese Weise entstehen zwischen be­ nachbarten Hohlräumen 207a und 207b Verbindungsstege 210, die bogenförmig gekrümmt sind. Sie federn unter der Ein­ wirkung äußerer Kräfte, wie dies in der neben der Schnitt­ zeichnung dargestellten Hilfsfigur angedeutet ist.

Bei dem in Fig. 5 gezeigten Ausführungsbeispiel eines Schalungssteines 301 sind im Gegensatz zu den Ausführungs­ beispielen nach den Fig. 3 und 4 alle Hohlräume 307 in der Schale 306 identisch gestaltet. Die zwischen den Hohl­ räumen 307 liegenden Verbindungsstege 310 erhalten dadurch eine federnd nachgiebige Charakteristik, daß von den benach­ barten Hohlräumen 307 schlitzartige Einschnitte 311 bzw. 312 ausgehen. Auf diese Weise entsteht in dem Verbindungssteg 310 eine abgestufte Struktur, wie sie in der neben der Schnittzeichnung dargestellten Hilfsfigur angedeutet ist.

Bei den oben erläuterten, anhand der Fig. 3 bis 5 dar­ gestellten Ausführungsbeispielen ergaben sich die federnden Verbindungsstege durch eine besondere Gestaltung der ein­ ander zugewandten Schmalseiten benachbarter Hohlräume. In den Fig. 6 und 7 ist dargestellt, wie ein ähnlicher Effekt durch eine mehrlagige, periodische Anordnung von in der Form identischen Hohlräumen erzielt werden kann. Die Hohlräume in der einen Lage sind dabei gegenüber den Hohlräumen in der zweiten Lage um eine halbe Teilung der periodischen Struktur versetzt. Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 sind die Hohlräume 407 in der Schale 406 des Formsteines 401 im Querschnitt kreisförmig. Auf diese Weise ergeben sich Verbindungsstege 410, die - wie in der Hilfs­ figur schematisch herausgezeichnet - als im wesentlichen Y- förmig bezeichnet werden können. Ähnlich ist die Anordnung nach Fig. 7, bei welcher die Hohlräume 507 in der Schale 506 des Schalungssteines 501 im Querschnitt im wesentlichen längliche, schmale Rechtecke (mit abgerundeten Schmalseiten) bilden. Auch hier entstehen Verbindungsstege 510, die an die Form eines Y (in der Hilfsfigur auf dem Kopf stehend) erinnern.

Der in Fig. 8 schließlich dargestellte Schalungsstein 601 ist für den Fall bestimmt, in dem die Wand nicht unmittel­ bar verputzt sondern mit Gipskartonplatten oder Gipsfaser­ platten verkleidet werden soll. Hierzu sind regelmäßige kleine Erhebungen 615 an der Außenseite der Schalungssteine 601 angebracht, hinter denen sich jeweils ein Hohlraum 607 befindet. Die Gipskartonplatten 620 werden, wie üblich, mit einem Klebemörtel 621 streifenförmig versehen und dann gegen die zu verkleidende, aus den Schalungssteinen 601 aufgebaute Wand gedrückt. Die Erhebungen 615 sind mit Rand­ wülsten 622 versehen, welche das seitliche Wegdrücken des Klebemörtels 621 verhindern. Die Hohlräume 607 können da­ bei jeweils über Öffnungen 623 mit dem Lufthohlraum zwi­ schen der Gipskartonplatte 620 und dem Schalungsstein 601 verbunden werden.

Claims (11)

1. Aus Kunststoffschaum, insbesondere Polystyrolschaum, bestehende Schale eines Schalungssteines zur Errichtung von Betonwänden, welche einen mit Beton ausgießbaren Innen­ raum umgibt, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zu ihren Außenwänden eine Vielzahl kleiner Hohlräume (7; 107; 207; 307; 407; 507; 607) vorgesehen ist, die mit Luft gefüllt sind, wobei die gemittelte Höhe der durch die Hohlräume (7; 107; 207; 307; 407; 507; 607) gebildeten Luftschicht mindestens 10 mm und höchstens 25 mm beträgt.

2. Schale nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zwischen den Hohlräumen (107; 207; 307; 407; 507) liegenden Verbindungsstege (110, 210; 310; 410; 510) eine federnd nachgiebige Form aufweisen.

3. Schale nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlräume (107; 207) in einer Ebene angeordnet sind und daß die dem jeweils benachbarten Hohlraum (107; 207) zugewandten Enden der Hohlräume (107; 207) so geformt sind, daß der zwischen ihnen liegende Verbindungssteg (110; 210) bei Belastung als eine auf Biegung beanspruchte Feder wirkt.

4. Schale nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Form aufeinanderfolgender Hohlräume (107a, 107b; 207a, 207b) abwechselt.

5. Schale nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils ein im Querschnitt etwa rautenförmiger Hohlraum (107a) mit einem Hohlraum (107) abwechselt, der an seinen Schmalseiten im Querschnitt nach innen ragende Spitzen be­ sitzt, derart, daß ein abgewinkelter Verbindungssteg (110) gebildet wird.

6. Schale nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils ein Hohlraum (207a), der im Querschnitt an sei­ nen Schmalseiten eine konkav gekrümmte Begrenzungslinie aufweist, mit einem Hohlraum (207b) abwechselt, der im Querschnitt an seinen Schmalseiten eine konvex gekrümmte Begrenzungslinie aufweist, derart, daß ein bogenförmig ge­ krümmter Verbindungssteg (210) gebildet wird.

7. Schale nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in den Verbindungssteg (310) von den beiden benachbar­ ten Hohlräumen (307) aus jeweils ein Einschnitt (311, 312) verläuft, derart, daß ein stufenförmiger Verbindungssteg (310) gebildet wird.

8. Schale nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlräume (407; 507) in regelmäßigen Mustern in mindestens zwei Ebenen angeordnet sind, wobei das Muster der einen Ebene gegenüber dem Muster der benachbarten Ebene versetzt ist.

9. Schale nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an den Außenseiten einzelne streifenförmige Erhebungen (615) vorgesehen sind, hinter denen jeweils mindestens ein Hohlraum (607) angeordnet ist.

10. Schale nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die stufenförmigen Erhebungen (615) mit Randwülsten (622) versehen sind.

11. Schale nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlräume (607) über Öffnungen (623) mit der Außenatmosphäre verbunden sind.