DE4444896A1 - Wärmedämmplatten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft Wärmedämmplatten, insbesondere außenliegende Kunststoffschaumplatten für ein Duo-Dach oder Umkehrdach.

An Dächern kommen Kunststoffschaumplatten als Wärmedämmplatten vorzugsweise im Bereich der Flachdächer vor. Dabei ist der übliche Dachaufbau wie folgt: Auf die Dachtragekonstruktion wird eine Dampfsperrbahn aufgebracht. Darüber die Wärmedämmung zuletzt die Dachabdichtung. Während die Dampfsperre üblicherweise aus groß­ flächigen Folien besteht, wird die Wärmedämmung in Form relativ kleinmaßiger Platten verlegt. Die Abdichtung setzt sich aus Abdich­ tungsbahnen zusammen, die überlappend verlegt und an den Rändern befestigt werden.

Beim Umkehrdach ist die Wärmedämmung nicht unter der Abdichtung angeordnet, sondern oben auf der Abdichtung verlegt. Beim Duo-Dach ist dagegen zusätzlich zu der unter der Abdichtung verlegten Wärmedämmung noch oberhalb der Abdichtung eine Wärmedämmung verlegt.

Im Steildach sind Kunststoffschaumplatten weniger gebräuchlich. Die Platten sind dann unterhalb der Pfannen angeordnet.

Die Kunststoffschaumplatten des Umkehrdaches und Duo-Daches bedürfen einer Beschwerung. Sonst besteht Gefahr, daß die angreifenden Windlasten die Kunststoffschaumplatten vom Dach tragen. Dies ist nicht nur mit einer Beschädigung des Daches, sondern auch mit einer Verletzungs- und Unfallgefahr verbunden.

Es ist bekannt, die Beschwerung mit Hilfe einer Mineralschicht darzustellen. Nach dem bekannten Vorschlag findet dabei eine Mörtelschicht Anwendung. Nach einem anderen, älteren Vorschlag besteht die Beschwerungsschicht aus einer Polybutadienöl-gebundenen Mineralschicht. Die Herstellung derartiger Beschwerungsschichten ist mit erheblichem Aufwand verbunden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die notwendige Beschwerung von Kunststoffschaumplatten als Wärmedämmung wirtschaftlicher zu gestalten. Nach der Erfindung wird das dadurch erreicht, daß die Platten an der Außenseite mit Ausnehmungen zur Aufnahme von Erdreich oder eines Substrates versehen sind. D. h. nach der Erfindung werden Maßnahmen zur Wärmedämmung zugleich mit der Dachbegrünung kombiniert. Das zur Dachbegrünung notwendige Erdreich oder Substrat wird als Beschwerung der Kunststoffschaumplatten herangezogen. Die zur Aufnahme des Erdreiches vorgesehenen Ausnehmungen können sich unmittelbar im Kunststoffschaum befinden. Vorzugsweise sind die Kunststoffschaum­ platten jedoch noch zusätzlich beschichtet. Die Ausnehmungen befinden sich dann in der Beschichtung. Dies hat den Vorteil, daß bei den Kunststoffschaumplatten trotz Ausnehmung mit gleichbleibender Wärmedämmung gerechnet werden kann. Die Beschichtung wird vorzugsweise wiederum durch Mörtel gebildet, wobei herkömmlicher Mörtel oder auch Spezialmörtel eingesetzt werden kann. Auch ein Mörtel, bestehend aus einem Mineralgemisch mit Polybutadienöl-Bindung ist geeignet.

Als Schaum findet vorzugsweise geschlossenzelliger Polystyrolschaum für die Platten Verwendung. Darin unterscheidet sich die Erfindung nicht von dem bekannten Stand der Technik. Die Geschlossenzelligkeit verhindert ein Eindringen von Feuchtigkeit in den Schaum. Darüber hinaus hat sich gezeigt, daß der Schaum auch gegenüber den bei einer Dachbegrünung vorkommenden Pflanzen wurzelfest ist.

In einer bevorzugten Ausführungsform sind die mit Substrat bzw. Erdreich gefüllten Ausnehmungen der Platten bzw. deren Beschichtung mit einem Textil überspannt. Das Textil hat verschiedene Vorteile. Es verhindert Erosionen durch Wind und Wasser. Darüber hinaus schützt es den Samen vor Vögeln. Das Textil ist nach der Erfindung ein leichtes Textil und deshalb lichtdurchlässig. Dadurch wird das Wachstum der Pflanzen nicht durch das Textil gestört. Das Textil soll solange erhalten bleiben, bis ein ausreichender Bewuchs der Dachbegrünung sichergestellt ist. Dazu können auch Textilien aus verrottbaren Fasern, zum Beispiel Jutegewebe verwendet werden.

Es ist von Vorteil, wenn der die Ausnehmungen bildende Mörtel klüftig bzw. grobporig gestaltet ist. Dann dient das Hohlraumvolumen der Mörtelschicht als Wasser- bzw. Feuchtigkeitsreservoir.

Die grobporige Ausbildung läßt sich mit entsprechenden Sandkörnungen erreichen. Vorzugsweise wird der Mörtel jedoch mit groben Füller­ partikeln vermischt.

Geeignete Partikel sind Späne aus der spanabhebenden Verarbeitung von Kunststoffschaum. Solche Späne fallen in beträchtlichen Mengen an, weil das Schäumen von Kunststoff zum Beispiel im Wege der Extrusion nicht so maßhaltig ist, daß die Platten ohne Bearbeitung verwendet werden können. Üblicherweise wird die Maßhaltigkeit mit Hilfe von Fräswalzen erreicht, zwischen denen die Kunststoffschaumplatten durchgeschoben werden. Die beim Fräsen anfallenden Späne sind grob. In Mischung mit dem Mörtel entsteht bei einem Fülleranteil der Späne bis zu 70 Gew.-% im Mörtel eine Mischung, in der der Mörtel die Späne zwar noch ausreichend umhüllt, jedoch die Zwischenräume zwischen den Spänen nicht verfüllt. Aufgrund der Umhüllung der Späne mit Mörtel findet eine Verklebung der Späne an den Berührungsstellen statt. Es kommt zu einer stark klüftigen Struktur, je nach Anteil der Späne im Mörtel sogar zu einer Art Gitterstruktur mit großem Hohlraumvolumen.

Anstelle der Späne können auch andere Reststoffe Anwendung finden. Die Einstellung eines optimalen Verhältnisses von Mörtel zu Reststoffen kann in einem Versuch gewonnen werden. Der Zumischungsanteil des Reststoff-Füllers wird unter Messung der Festigkeitswerte der Mörtelschicht ständig gesteigert, bis eine unzulässige Grenze erreicht wird.

Durch die Verwendung der Reststoffe wird aus den Reststoffen ein Wirtschaftsgut. Die Verwertung der Reststoffe im Mörtel ist wesentlich vorteilhafter als eine Regranulierung der Reststoffe aus der spanabhebenden Bearbeitung der Platten. Außerdem lassen sich auch Reststoffe einsetzen, die nicht artenrein sind. Dies kommt bei Kunststoffschaum dann vor, wenn mörtelbeschichtete Kunststoffschaum­ platten durchtrennt werden. Dann fallen mit den Spänen aus dem Trennvorgang des Kunststoffschaumes auch Mörtelpartikel an.

Anstelle der Reststoffe können auch Rohstoffe und Halbzeuge als Füller für die die Ausnehmungen bildenden Mörtelschicht in Betracht kommen. Im Sinne der Erfindung ist es vorteilhaft, wenn die Füller wasser­ speichernde Fähigkeiten haben. Es gibt eine Reihe von natürlichen, grobporigen Stoffen. Die Grobporigkeit läßt sich auch künstlich erzeugen, zum Beispiel durch Erwärmung noch feuchten Mörtels oder durch Einschluß von Kunststoffpartikeln in Mineralmassen, die einer anschließenden Erwärmung unterworfen werden. Bei der Erwärmung verflüchtigen sich die Kunststoffmassen. Zurück bleibt die gewünschte Porenstruktur. Auch mit den Reststoffen läßt sich eine solche Porenstruktur erzeugen. Das geschieht durch Nachschäumen. Nach der Erfindung erfolgt das Nachschäumen vorzugsweise unmittelbar im Anschluß an den Anfall der Späne. Dies ist einige Minuten nach dem Extrudieren der Fall, weil die Konfektionierung der Kunststoffschaum­ platten am besten stattfindet, wenn der aus dem Extruder ausgetretende Kunststoffschaum ausreichende Festigkeit gewonnen hat. D. h. die Konfektionierung erfolgt in einer Linie mit dem Extrudieren. Die angefallenen Späne besitzen dann noch einen erheblichen Gasinhalt und damit verbunden eine entsprechende Nachschäumfähigkeit. Dies kann mit sofortiger Wärmebeaufschlagung zum Nachschäumen genutzt werden. Als Wärmequellen für das Nachschäumen eignen sich Infrarotstrahler und Heißluftgeräte oder Heißdampfgeräte. Heißdampfgeräte besitzen einen besonders guten Wirkungsgrad. Ferner ist von Vorteil, wenn die Späne in einem unter Unterdruck stehenden Behälter geschäumt werden. Der Gasinhalt der Späne trägt dann ganz wesentlich zu dem Schäumvorgang bei. Der Druckbehälter kann intermittierend betrieben werden. Mit Hilfe einer geeigneten Eintragschleuse und einer Austragschleuse läßt sich sogar ein kontinuierlicher Betrieb des Behälters erreichen.

Auch andere Mineralstoffe können in den Mörtel eingesetzt werden. Im Sinne der Erfindung fallen unter den Mörtelbegriff auch andere Kleber als Zementleim. Dazu gehören Kunststoffkleber wie Polybutadien.

Trotz der nach der Erfindung wahlweise vorgesehenen, die Ausnehmungen bildenden Mörtelschicht ergibt sich ein erheblicher wirtschaftlicher Vorteil durch die Nutzung der Begrünungsmaßnahme als Beschwerung der Kunststoffschaumplatten. Die Ausnehmungen werden in der Mörtelschicht vorzugsweise eingeformt. Als Form eignen sich auch formgebende Textilien. Dem liegt der Gedanke einer preiswerten Formgebung mit einer bleibenden Form zugrunde.

Textilien können Vliese oder Gewebe sein. Insbesondere Vliese sind wirtschaftlich günstig einsetzbar. Außerdem lassen sich Kunststoff­ vliese zu einer Warmverformung nutzen. Bei ausreichender Erwärmung läßt sich den Kunststoffvliesen in weiten Grenzen eine beliebige Form geben. Nach dem Erkalten bleiben die Vliese weitgehend formstabil. Dies läßt sich nutzen, um den vom verformten Vlies umschlossenen Hohlraum mit Mörtel zu verfüllen. Wahlweise geschieht das unter Verwendung einer Stützform. Die Stützform kommt nach der Formgebung des Vlieses zum Einsatz, wenn die Vliese keine ausreichende Eigen­ steifigkeit gegenüber der Mörtelfüllung besitzen.

Es werden Kunststoffvliese mit einem Flächengewicht zwischen 100 und 500 g/m², vorzugsweise ca. 300 g/m², eingesetzt.

Mit den Vliesen läßt sich ein Profil mit Rillen und/oder Kanälen und/oder Wellen und/oder Noppen bilden. Bevorzugt ist die Noppenaus­ bildung. Nach der Erfindung können die Noppen einen mittleren Durchmesser von 10 bis 25 mm, einen Abstand von 10 bis 100 mm und eine Höhe von 10 bis 100 mm sowie eine Neigung von 15 bis 90° haben. Von Vorteil sind Stege zwischen den Noppen, die ein Abfließen von Feuchtigkeit verhindern.

Die minimale Schichtdicke der Mörtelschicht beträgt bis 50 mm. Mit minimaler Schichtdicke ist die Dicke der Mörtelschicht im Tiefsten zwischen den Noppen bzw. Tiefsten der Rillen, Kanäle oder Wellen bezeichnet.

Es können auch extrem dünne Schichtdicken im Tiefsten vorkommen, zum Beispiel 0,1 mm, wenn die Hohlraumfüllung der Noppen bzw. zwischen den Kanälen, Rillen oder Wellen für die Beschwerung der Kunststoffschaum­ platten ausreicht. Gegebenenfalls kann es ausreichend sein, wenn die Noppen in Einzelanordnung auf die Kunststoffschaumplatte aufgesetzt werden oder aber die Mörtelschicht eine bloße Gitterstruktur bildet.

Von Vorteil ist, wenn die Mörtelschicht im noch feuchten Zustand auf die Kunststoffschaumplatte gelegt wird. Dann entsteht eine Verklebung mit der Kunststoffschaumplatte ohne zusätzlichen Kleber.

Die Fertigung der erfindungsgemäßen Dämmplatten mit Mörtelschicht kann in der Weise erfolgen, daß die Kunststoffschaumplatten auf die noch feuchte Mörtelschicht gelegt und mit der Mörtelschicht um 180° geschwenkt werden. Dann liegt der Mörtel auf der Kunststoffschaum­ platte auf, und die Kunststoffschaumplatte wird zu einem Träger für die Mörtelschicht. Die Mörtelschicht kann auf diesem Träger aus­ härten/abbinden.

Es kann von Vorteil sein, auch die gegenüberliegende, der Abdichtung zugewandten Seite der Kunststoffschaumplatte mit einer Mörtelschicht zu versehen, gegebenenfalls diese zusätzliche Mörtelschicht auch mit einem Textil zu armieren. Dies hat zumindest den Vorteil gleichblei­ bender Verformung. Krümmungen werden ausgeschlossen.

Wahlweise ist die weitere Mörtelschicht an der der Abdichtung zugewandten Seite wie die außenseitige Mörtelschicht mit Rillen, Kanälen, Wellen oder Noppen versehen. Die damit entstehenden Ausnehmungen haben eine Drainwirkung. Die Drainwirkung ist vorteil­ haft, weil eindringende Feuchtigkeit abgeleitet wird und nicht mehr im Winter auffrieren kann. Zweckmäßigerweise unterscheiden sich jedoch die zusätzlichen Noppen von den oben erläuterten außenseitigen Noppen dadurch, daß keine Stege vorgesehen sind, die die Feuchtigkeit zurückhalten. Dies würde die gewünschte Drainwirkung beeinträchtigen.

Die für die erfindungsgemäßen Dämmplatten in Betracht kommenden Kunststoffschaumplatten besitzen eine Dicke von 20 bis 250 mm. Das für die Stabilität der Kunststoffschaumplatten maßgebliche Raumgewicht wird entsprechend der geforderten Biegefestigkeit gewählt.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dar­ gestellt.

Fig. 1 zeigt eine Dämmplatte in der Einbaulage. Die Dämmplatte besteht aus einer Schaumstoffplatte 10 aus Polystyrolschaum mit einem Raumgewicht von 40 kg/m³. Im Ausführungsbeispiel hat die Polystyrol­ schaumplatte 10 eine Dicke von 80 mm. Unten ist die Polystyrolschaum­ platte mit einem Formkörper versehen. Der Formkörper besteht aus einem formgebenden Kunststoffaservlies 11. Das Kunststoffaservlies 11 bildet Noppen. Das Kunststoffaservlies 11 ist zur Noppenbildung warm verformt. D. h. es hat seine Form durch eine Warmverformung erfahren. Dabei ist es bis zur Erweichung erwärmt worden und in eine Form gedrückt worden. Unmittelbar nach der Formgebung ist das Textil mit Kühlluft angeblasen worden. Innerhalb kürzester Zeit hat das Textil 11 dann eine ausreichende Festigkeit, um mit dem Mörtel verfüllt zu werden, ohne eine unzulässige Formänderung zu erfahren. Das gilt insbesondere für die Verwendung eines Textils mit einem Grammgewicht von 400 g/m². In anderen Ausführungsbeispielen mit Kunststoffaser­ vliesen geringeren Grammgewichtes, zum Beispiel 150 g/m², findet eine Stützform beim Verfüllen des Mörtels Anwendung. Die Stützform verhindert ein Einsinken des Textils 1. Die Stützform ist nicht dargestellt.

Bei dem Mörtel handelt es sich um eine Mörtelmischung mit 40 Gew.-% Mörtel einschließlich Wasser und dem Rest in Form von Kunststoff­ schaumpartikeln aus der Konfektionierung der Kunststoffschaum­ platte 10. Die Partikel sind Späne 14. In der Mischung mit dem Mörtel werden die Späne 14 vom Mörtel umhüllt. Grund ist das wesentlich größere Volumen der Kunststoffpartikel gegenüber der eigentlichen Mörtelmasse. Es findet eine Verklebung der umhüllten Späne an den Berührungsstellen durch den Mörtel statt. Die Masse ist nach dem Erhärten klüftig und nachgiebig.

Die Nachgiebigkeit der Masse ist von Vorteil, weil eine übermäßige Auflast auf den Platten nur zu einer elastischen Verformung der Noppen, nicht aber zu einer Verletzung der auf einer Dachtragekon­ struktion 16 aufliegenden Abdichtung 15 führt.

Zwischen den Noppen liegt das Textil 11 unmittelbar an der Kunststoff­ schaumplatte 10. Dadurch beschränkt sich die Dicke des durch Mörtelschicht und Textil gebildeten Formkörpers im Tiefsten auf die Dicke des Textils, im Ausführungsbeispiel 0,2 mm.

Die Verklebung des durch Textil und Mörtelmasse gebildeten Formkörpers mit der Kunststoffschaumplatte 10 erfolgt in der Weise, daß auf den in einer Stützform befindlichen Formkörper mit noch feuchter Mörtelmasse die Kunststoffschaumplatte 10 aufgelegt und mit der Stützform um 180° geschwenkt wird, so daß die Kunststoffschaumplatte 10 eine Tragschicht für den Formkörper bis zur Verfestigung bzw. Abbinden der Mörtel­ schicht bilden kann und die Stützform zugleich entfernt werden kann.

Oben auf der Kunststoffschaumplatte ist spiegelbildlich zu dem unteren Formkörper ein weiterer Formkörper aus Mörtelmasse und Textil vorgesehen. Der obere Formkörper unterscheidet sich in der Noppenhöhe, in den Stegen 9 zwischen den Noppen und der Noppenverteilung von dem unteren Formkörper. Das formgebende Textil des oberen Formkörpers trägt die Bezeichnung 8. Die Späne der Mörtelmasse die Bezeichnung 7. Die Stege 9 verbinden die einzelnen Noppen miteinander. Sie haben eine Rückhaltefunktion für angefülltes Erdreich 6 und eingedrungene Feuchtigkeit.

Im übrigen wird das zwischen den Noppen eingefüllte Erdreich durch ein grobfaseriges Jutetextil 5 gehalten. Das Textil 5 ist an den Noppen befestigt. Fig. 1 zeigt den nach einiger Zeit zu erwartenden Bewuchs 4. Zweckmäßigerweise wird dem Erdreich Samen beigegeben, der einen geeigneten Bewuchs für eine Dachbegrünung sicherstellt. Dabei handelt es sich um besonders ausgewählte Pflanzen, die auch erhebliche Trockenperioden überstehen können.

Im Ausführungsbeispiel haben die Noppenköpfe einen Durchmesser von 10 mm. Der mittlere Durchmesser beträgt 15 mm. Zwischen den Noppen­ köpfen ist ein Abstand von 40 mm vorgesehen. Die Höhe der Noppen beträgt 40 mm.

Die angegebenen Abstände der Noppen sind bezogen auf den Mittendurch­ messer der Noppen.

Fig. 2 zeigt die Befestigung des Jutetextils 5 an Noppen 17 in schematisierter Darstellung. Zur Befestigung dienen Nägel 18, die an der Spitze mit Widerhaken versehen sind und sich durch das Textil 8 der Noppen 17 leicht eindrücken lassen, jedoch schlecht wieder lösen.

Die Bezeichnung Nägel umfaßt auch Stifte sowie Klipse und andere Befestigungen dieser Art.

Im Ausführungsbeispiel haben beide Formkörper - abgesehen von den Stegen 9 - gleiche Form und gleichen Abstand. In anderen Ausführungs­ beispielen sind für den Drainkörper andere Formen und Abstände gewählt, insbesondere geringere Höhen, weil bereits eine ausreichende Drainfunktion bei wesentlich geringeren Öffnungsquerschnitten gegeben ist. Die Noppenform kann gekrümmt, kegelstumpfförmig bzw. pyramiden­ stumpfförmig sein. Es sind Neigungen bis 90° möglich. Unter der 15°- Neigung ist es schwierig, sinnvollerweise von einer Noppe zu sprechen. Bei 90°-Neigung ergeben sich zylindrische Noppenformen.

Der untere Formkörper kann entsprechend seiner Funktion als Drain­ körper bezeichnet werden, der obere Formkörper als Begrünungs- und Beschwerungskörper.

Claims (20)

1. Außenliegende Wärmedämmplatte aus Kunststoffschaum für ein Duo- Dach oder Umkehrdach oder dergleichen, dadurch gekennzeichnet, daß die Platten an der Außenseite mit Ausnehmungen zur Aufnahme von Erdreich oder eines Substrates versehen sind.

2. Platten nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen mit einem Textil (5) überspannt sind.

3. Dämmplatten nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine die Ausnehmung bildende Mörtelschicht.

4. Dämmplatten nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Mörtelschicht durch eine Polybutadienöl gebundende Mineralschicht gebildet wird.

5. Dämmplatten nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen durch Rillen und/oder Kanäle und/oder Wellen und/oder Noppen gebildet werden.

6. Dämmplatten nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch Stege (9) zwischen den Noppen.

7. Dämmplatten nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Noppen einen Durchmesser von 10 bis 25 mm, einen Abstand von 10 bis 100 mm und eine Höhe von 10 bis 100 mm besitzen.

8. Dämmplatten nach einem oder mehreren der Ansprüche 5 bis 7, gekennzeichnet durch eine minimale Schichtdicke bis 50 mm und/oder gekrümmte Noppen und/oder kegelstumpfförmige Noppen und/oder pyramidenstumpfförmige Noppen mit einer Neigung der Mantelfläche von 15 bis 60°.

9. Dämmplatte nach einem oder mehreren der Ansprüche 3 bis 8, gekennzeichnet durch eine Mörtelmischung mit bis zu 70 Gew.-% Füller in der Mörtelmischung.

10. Dämmplatte nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch die Verwendung von Reststoffen aus der Konfektionierung von Kunststoffschaum­ platten als Füller.

11. Dämmplatte nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch nachgeschäumte Reststoffe.

12. Dämmplatte nach einem oder mehreren der Ansprüche 3 bis 11, gekennzeichnet durch ein formgebendes Textil (8, 11) für die Mörtelmasse.

13. Dämmplatte nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch ein Faservlies als Textil mit einem Grammgewicht von 100 bis 500 g/m².

14. Dämmplatte nach Anspruch 12 oder 13, gekennzeichnet durch die Verwendung eines warmverformten Kunststoffaservlieses.

15. Dämmplatte nach einem oder mehreren der Ansprüche 12 bis 14, gekennzeichnet durch eine Stützform beim Verfüllen des Hohlraumes im verformten Textil.

16. Dämmplatte nach einem oder mehreren der Ansprüche 3 bis 15, gekennzeichnet durch Auflegen der Kunststoffschaumplatte auf das profilgebende und mit Mörtel verfüllte Textil in noch feuchtem Mörtelzustand und das Schwenken der Platte mit Textil und Mörtelschicht um 180°.

17. Dämmplatte nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 16, gekennzeichnet durch einen Drainkörper an der der Abdichtung zugewandten Seite der Dämmplatte (10).

18. Dämmplatte nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Drainkörper wie der außenseitige Formkörper Rillen und/oder Kanäle und/oder Wellen und/oder Noppen aufweist und/oder durch eine Mörtelschicht gebildet wird.

19. Dämmplatte nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 16, gekennzeichnet durch eine Textilbefestigung mit Nägeln.

20. Dämmplatte nach Anspruch 19, gekennzeichnet durch Widerhaken an der Nagelspitze.