DE4316695A1 - Anwendung von Naturfasern zur Gestaltung von Gebäudefassaden und Oberflächen tragender Konstruktionen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft die Anwendung von Naturfasern zur Gestaltung von Gebäudefassaden und Oberflächen tragender Konstruktionen.

Oberflächen- und Fassadengestaltungen sind in großer Vielfalt u. a. aus Stein, Beton, Putz, Kunststein, Lehm, Kunststoff, Glas, Metall, Holz sowie Verbindungen derselben unter- und miteinander und organischem Material, wie Schilf und anderen Pflanzenfasern bekannt. Die für die Oberflächen- und Fassadengestaltung verwendeten Materialien, deren Verarbeitung, wärmedämmende und schalldämmende Wirkungen, die Herstellungs- und Entsorgungsverfahren dieser Baustoffe, sind hinlänglich in der Praxis bekannt und in der Patentliteratur beschrieben. Hier soll im besonderen auf die bekannten Bauelemente und Baustoffe aus Naturfasern und deren Anwendung zur Oberflächengestaltung als Fassade von Gebäuden und Verkleidung tragender Konstruktionen eingegangen werden.

Seit altersher ist die Verwendung von Schilf, Stroh und anderen Pflanzenfasern sowie Geflechten daraus, mit oder ohne Verwendung von Bindemitteln als Dacheindeckung und Außenverkleidung von Gebäuden, als Sicht- und Sonnenblende sowie in den vielfältigen Anwendungsmöglichkeiten, wie Putzträger, loser und gepreßter Mischungen zur Dämmung, im Bauwesen bekannt.

So sind beispielsweise aus der DE-Schrift 29 50 055 ein Verfahren und Vorrichtungen zum Isolieren von Gebäuden unter Verwendung von beispielsweise Strohmatten, die an in vorher in das Mauerwerk eingeschlagene Stifte gehangen werden und auf die so befestigten Strohmatten in mindestens zwei Schichten Putz aufgetragen wird, bekannt.

Die Verwendung organischen Fasermaterials auch als Oberflächenverkleidung gewinnt im ökologisch orientierten Bauwesen in zunehmenden Maße an Bedeutung.

In der DE-Schrift 31 30 724 wird ein aufspritzbares Isoliermaterial unter Verwendungen organischer Fasern als Wärme- und Schallisolierung beschrieben.

Ein Wärmedämmstoff aus Kapok unter Verwendung von Wasserglas als Bindemittel ist Gegenstand der DE-Schrift 33 01 407.

Die DE-Schrift 34 01 415 benennt als Schutzgegenstand eine u. a. aus Holz herstellbare Fassadenverkleidung, als klebbare, wasserabweisende Thermoschindel.

Die DE-Schrift 40 12 310 beschreibt ein auch als Fassadenelement einsetzbares Leichtbauelement, das in althergebrachter Weise aus einem Stroh-Lehm-Gemisch besteht und von einem profilierten Rahmen umgeben ist.

Andere, in Literatur, dem Patentschrifttum und in der Praxis bekannte Verwendungen von organischem Fasermaterial, beziehen sich ausschließlich auf die Anwendung unter einer Außenhülle von Gebäuden oder zwischen tragenden und stützenden Bauelementen, nämlich als Wärmedämmung, Trittschalldämmung und im Innenausbau als Schalldämmelement oder Trennwände und/oder Innenverkleidungen.

Ein spezieller Anwendungsbereich ist organisches Fasermaterial tierischen Ursprungs als Dämmstoff. Bekannt ist aus der DE-Schrift 12217 die Verwendung von Wolle und Haaren als Dämmstoff, die einen isolierenden Kern bilden. Das so gebildete Isoliermaterial wird von einer umklebten Papierlage ummantelt.

Eine ähnliche Isolierpackung wird in der US-PS 1 442 326 beschrieben. Die DE-Schrift 34 13 877 betrifft eine schalldämmende und wärmeisolierende Lederpulverkomposition aus feindispersen Lederpulver mit einem Gehalt an Kunstharz zum Verkleiden von Flächen sowie zum Gießen von Formkörpern.

Eine Wärmedämmplatte unter Verwendung tierischer Naturfasern und anderer organischer Roh- und Abfallstoffe, die mit einem wasserlöslichen Kleber unter erheblichem Druck gepreßt werden, sind Gegenstand der DE-Schrift 35 45 001.

Die DE-Schrift 40 11 657 offenbart ein Verfahren zu Herstellung gebundener flächenförmiger Bauelemente aus textilen Abprodukten, die mit Hilfe von Bindemitteln, Druck und Temperatur verpreßt werden und Verwendung finden als Trennwände, Dämmstoff und Trittschalldämmung. Schalwolle als Dämmaterial in einer Ummantelung oder als Dämmstoff in einer durch vorhandene Bauelemente begrenzten Dämmzone, ist Gegenstand der DE-Schrift 41 08 110.

Eine Wärmedämmplatte für den Hochbau beschreibt die DE-Schrift 42 10 392 in der Gestalt, daß eine wahlweise aus Naturfasern bestehende Platte wenigstens einseitig mit einem Beschichtungsmittel versehen wird.

Die bekannten Bauelemente und Verkleidungen zur Gestaltung von Gebäudefassaden und Oberflächen tragender Konstruktionen, wie beschichtete Glas- und Steinwollen und künstliche Schaumstoffe sowie Kunststoffe im allgemeinen und auch Metalle werden seit geraumer Zeit nicht mehr kritiklos betrachtet. Die ökologisch und wirtschaftlich nicht vertretbaren hohen Energieaufwendungen zur Herstellung von Gestaltungselementen und Verkleidungen, insbesondere wenn diese gleichzeitig wärme- und schalldämmende Funktionen erfüllen sollen sowie die Probleme bei der Entsorgung, insbesondere von kunststoffhaltigen Bauelementen, haben umweltbewußte Bauherren zur Suche nach alternativen Verkleidungen und Oberflächengestaltungen aus Naturfasern, besonders solche, die gleichzeitig als Dämmstoffe geeignet sind, angeregt.

Bis auf Schilf und einige Stroharten sind Baumaterialien aus pflanzlichen Rohstoffen oder Abprodukten nur dann als Oberflächengestaltung und -verkleidung zum Einsatz gekommen, wenn sie wie beschrieben, unter besonderen Aufwendungen meist in Mischungen, oftmals mit ökologisch bedenklichen Bindemitteln versehen, energieaufwendig gepreßt, geformt und/oder getrocknet und noch zusätzlich mit einer versiegelnden, ebenfalls ökologisch bedenklichen Außenhaut versehen wurden.

Naturfasern in Form von Tierhaaren oder Wolle werden ausschließlich wegen der ungenügenden inneren Stabilität der daraus hergestellten Elemente, wegen der Ummantelungen und den Formen der Bauelemente, aus bautechnischen, bauphysikalischen und ästhetischen Gründen nur als Dämmung zwischen den Bauelementen als genähte, geschäumte oder vernadelte Bahnen und/oder unter Verwendung von Bindemitteln in gepreßter Form, mit Hinterlüftung verwendet.

Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Anwendung eines bereits als Dämmstoff bekannten, ausreichend zur Verfügung stehenden Rohstoffes biologischen Ursprungs, zur dauerhaften wärme- und schalldämmenden Gestaltung von Oberflächen tragender Konstruktionen und Gebäudefassaden aus einem in jeder Hinsicht ökologisch unbedenklichen Rohstoff, der bei geringstem Energieaufwand herstellbar, einfach handhabbar, leicht ist und in Wärme- und Schalldämmung vergleichbare Parameter zu Mineralfaser- und geschäumten Kunststoffdämmplatten aufweist.

Ferner soll die Verwendung dieses Rohstoffes als Verkleidung von Oberflächen tragender Konstruktionen, insbesondere von Lärmschutzeinrichtungen an Autobahnen und Straßen dienen, um gleichzeitig Luftschadstoffe zu binden. Die Anwendung im besonderen Umweltschutz zur Bindung oder Neutralisation von Schadstoffen ist ebenfalls Aufgabe der Erfindung.

Aufgabe der Anwendungserfindung ist es ferner, natürlich nachwachsende Rohstoffe, bei Erhaltung ihrer wesentlichen natürlichen Eigenschaften als neue ästhetische und alternative Außenwandgestaltungen und -verkleidungen von Oberflächen tragender Konstruktionen und Gebäudefassaden, zur Anwendung zu bringen.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß als Rohstoff zur dauerhaften wärme- und schalldämmenden Verkleidung und Gestaltung von Oberflächen tragender Konstruktionen und Gebäudefassaden sowie zur Schadstoffbindung in besonders gefährdeten Regionen Tierwolle, insbesondere Schafwolle, in entsprechend verarbeiteter Form Anwendung findet.

Schafwolle ist aufgrund verschiedener Eigenschaften hervorragend für die Fassadendämmung und -verkleidung geeignet.

Der nachwachsende, biologisch hochwertige Rohstoff Wolle, der bei Nutzung von absolutem Schaffutter, ohne wesentlichen Energieaufwand erzeugt werden kann, gibt einen besonderen ästhetischen Reiz und ist bestens zur Wärmedämmung und als Witterungsschutz im Baugewerbe geeignet. Das Wärmehaltungsvermögen liegt bei λ = W/mk = 0,031-0,037 (nur Polyurethanschaum ist vergleichbar).

Von Natur aus gekräuselte Schurwolle besitzt auch nach sorgfältiger Verarbeitung einen hohen Lufteinschluß, der bis zu 85% des Gesamtvolumens beträgt. Da bekanntlich ruhende Luft ein ausgezeichneter Isolator ist, leitet Wolle weder Kälte noch Wärme.

Eine hauchdünne Außenhaut des Wollhaares ist so beschaffen, daß sie zwar Feuchtigkeitsdunst hindurchläßt, Tropfen aber abstößt. In seinem Inneren kann Wollhaar jedoch bis zu einem Drittel seines Eigengewichts an Feuchtigkeit kurzzeitig speichern ohne sich dabei feucht anzufühlen.

Aufgrund des Lanolingehaltes (Wollfett) ist Wolle witterungsbeständig. Untersuchungen an 200 bis 100 Jahre alter Rohwolle ergaben keine Veränderungen hinsichtlich der Reißfestigkeit und Elastizität. Die Wolle unterliegt keinem nachweisbaren Alterungsprozeß. Aus dieser Sicht ist Wolle eines der haltbarsten tierischen Produkte unter nichtaufwendigen Lagerungsbedingungen, vgl. Archiv Tierzucht, 31, 1988, Berlin.

Bei der leichten, schnellen und angenehmen Verarbeitung von Wolle treten keine Hautreizungen und keine Feinstäube wie bei Asbest- oder Mineralfasern auf.

Zu einer der wichtigsten Eigenschaften der Wolle zählt das Vermögen Säuren und anderen Chemikalien,beispielsweise aus verschmutzter Luft, zu binden und/oder zu neutralisieren.

Gegenüber anderen bekannten biologischen Dämmstoffen, wie Schilfrohr, Holzweichfaserplatten, Holzwolleleichtbauplatten, Kokosfaser, Stroh, Flachswerg hat Wolle gute flammhemmende Eigenschaften. Dies beruht auf der chemischen Zusammensetzung dieser tierischen Naturfaser aus Proteinen mit einem hohen Stickstoffanteil.

Außerdem sichert die Hygroskopizität der Wolle relativ hohe Feuchtigkeitsgehalte, die sich ebenfalls günstig auf das Brennverhalten auswirken. Wolle hat die hohe Entzündungstemperatur von 570°C bis 600°C, eine niedrige Verbrennungswärme von 4,95 kcal/g und eine Flammentemperatur von 680°C. Auch der Sauerstoffgrenzwert von 0,252 ist als günstig zu bewerten, vgl. Deutsche Schafzucht, 2/1993, S. 32.

Ein für Isolierzwecke wesentlicher Vorteil der Wolle gegenüber herkömmlichen Dämmaterialien ist ihre gute Wasserdampfdiffusion.

Die Ausnutzung der, der Schafwolle eigenen wärme- und schalldämmenden, feuchtigkeitsausgleichenden und schadstoffbindenden, tropfenabweisenden Eigenschaften sowie die Tatsache, daß Wolle ohne Bindemittel, nur durch Verfestigung der Wollhaare untereinander, einfach zu einem relativ festen Flächenelement zu verarbeiten ist, gewährleisten, die ökologisch vollkommen unbedenkliche und neue Anwendung von Schafwolle zur Verkleidung und Gestaltung von Oberflächen tragender Konstruktionen und Gebäudefassaden sowie zur Schadstoffbindung besonders gefährdeter Regionen.

Durch die Haltung extensiver Landschafrassen fallen Wollsortimente an, die von der Textilindustrie ebenso nicht aufgekauft werden, wie die Vliesabrisse der Merinorassen. Obwohl es sich hierbei um ökologisch wertvolle Rohstoffe handelt, für deren Erzeugung keine fossile Energie benötigt wird und die biologisch unbedenklich abbaubar sind, deckt der Rohstoff Wolle beim Verkauf nicht einmal die Schurkosten des Schafhalters.

Um die erfindungsgemäße Anwendung zu realisieren, wird Schurwolle von Kot, Harn und Schmutz gereinigt. Als gewaschene Rohwolle wird die Wolle in an sich bekannter Weise zur Grobauflösung in einen Krempelwolf, durch eine Krempel, einen Querleger, zur Nadelmaschine geleitet und vor dem Konfektionieren kann als feuerhemmende und fäulnisverhindernde Komponente Borax oder Borsäure zugegeben werden.

Anhand der folgenden Beschreibung wird erläutert, nach welchem Herstellungs- und Behandlungsprozeß Tierhaare und Tierwolle, insbesondere Schafwolle, als Baustoff zur dauerhaften wärme- und schalldämmenden Verkleidung und Gestaltung von Oberflächen tragender Konstruktionen und Gebäudefassaden sowie zur Schadstoffbindung, Anwendung findet.

Um die erfindungsgemäße Anwendung zu realisieren, wird Schurwolle von Kot, Harn und Schmutz gereinigt. Als nicht mit chemischen Mitteln gewaschene Rohwolle, mit einem hohen Lanolingehalt nach dem Waschen, wird die Wolle in an sich bekannter Weise zur Grobauflösung in einen Krempelwolf geschickt, über die Krempel werden die Wollfasern parallelisiert und zu einem Feinvlies gelegt. Das Feinvlies wird sooft in einem Querleger übereinander gelegt bis das gewünschte Flächengewicht des Endproduktes erreicht ist. Vorzugsweise werden je nach vorgesehener Verwendung 600 bis 1200 g/m² eingesetzt, um eine Wandstärke des Fassadenelements von 5 bis 8 mm zu erhalten. Nach dem Querleger gelangen die übereinanderliegenden Vlieslagen zur Nadelmaschine und werden hier verfestigt.

Der so erhaltende Filz aus reiner Schafwolle wird zu den gewünschten Elementenformen konfektioniert und ist bereits in diesem Zustand zur dauerhaften wärme- und schalldämmenden Außenverkleidung und Gestaltung von Oberflächen tragender Konstruktionen und Gebäudefassaden sowie zur Schadstoffbindung einsetzbar.

Handelt es sich bei der Schurwolle um ein sehr verschmutztes Ausgangsmaterial und muß stärker bzw. mehrmals gewaschen werden, so ist zum Erreichen des oben beschriebenen Anteils an Wollfett, eine in bekannter Weise vorzunehmende Auffettung der Wolle möglich. Durch Auffettung mit speziellen Fetten, kann eine zusätzliche Mottenschutzbehandlung einhergehen.

Nach der Vernadelung der Vlieslagen wird je nach beabsichtigtem Verwendungszweck als feuerhemmende Komponente sowie zur Verhinderung von Mottenbefall, Borax oder Borsäure zugegeben.

Eine im Krempelwolf vorzunehmende gute Vermischung mit anderem Tierhaar oder/und -wolle oder/und anderen Naturfasern, auch aus Rest- und Abprodukten, liegt je nach vorgesehenem Verwendungszweck im erfindungsgemäßen Anwendungsbereich, muß aber im Mischungsverhältnis so bemessen sein, daß die erfindungsgemäßen Vorteile der Anwendung von Schafwolle nicht eleminiert werden.

Der Anteil von reiner Schafwolle im Endprodukt, sollte daher in Abhängigkeit vom Lanolingehalt 75% nicht unterschreiten.

Auf beschriebene Art und Weise hergestellter Filz, insbesondere Schafwollfilz gelangt zur Anwendung als dauerhafte wärme- und schalldämmende Gestaltung von Oberflächen tragender Konstruktionen und Gebäudefassaden, als Verkleidung von Oberflächen tragender Konstruktionen, insbesondere von Lärmschutzeinrichtungen an Autobahnen und Straßen zur Lärmminderung und Bindung und/oder Neutralisation von Luftschadstoffen sowie in besonders gefährdeten umweltverschmutzten Regionen zur Bindung und/oder Neutralisation von Schadstoffen.

Claims (5)

1. Anwendung von Naturfasern zur Gestaltung von Gebäudefassaden und Oberflächen tragender Konstruktionen, dadurch gekennzeichnet, daß als Rohstoff zur dauerhaften Fassadengestaltung und Oberflächenverkleidung tragender Konstruktionen gewaschenes, vorgeöffnetes, parallelisiertes, quergelegtes und genadeltes Tierhaar und/oder Tierwolle, insbesondere Schafwolle, zur Anwendung kommt.

2. Anwendung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß verarbeitete Schafwolle als dauerhafte und zusätzlich wärmedämmende Fassadengestaltung und Oberflächenverkleidung tragender Konstruktionen Anwendung findet.

3. Anwendung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß verarbeitete Schafwolle als schadstoffbindendes oder/und neutralisierendes und zusätzlich schalldämmendes Mittel als Gebäudefassade und Verkleidung tragender Konstruktionen, insbesondere Lärmschutzeinrichtungen, zur Anwendung kommt.

4. Anwendung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß verarbeitete Schafwolle gut durchmischt, andere Tierhaare oder/und -wolle oder/und andere Naturfasern enthält und so zur Fassadengestaltung und Oberflächenverkleidung Anwendung findet.

5. Anwendung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil der Schafwolle in einer Mischung mindestens 75% beträgt.