DE6602106U - Aussenwandstein mit waermedaemmung - Google Patents

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Dr. E. Wetze! ^S50° Nürnberg ι, 23.1.69

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Aui3enwandstein mit Wärmedämmung

§ * I Die Neuerung betrifft einen Außenwandstein mit durch ein

^ Wärmedämmittel ausgefüllten Hohlräumen. »'* Die Mindestwärmedämmung für Außenwandsteine nach DIN 4108

reicht für neuzeitliche Ansprüche im allgemeinen nicht mehr 15|^i aus. Die Bestrebungen gehen schon seit längerer Zeit dahin, > § 11 J g sie wesentlich zu erhöhen. Als Beispiele hierfür seien ge- j !£!«<£ nannt:Erhöhung der Porosität von Bausteinen, was jedoch mit ·

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Ifg·»! einer Verringerung der Druckfestigkeit verbunden ist, An- I

o Il 11 bringung von Dämmplatten an der Wandaußenseite, was schwie- ! "S^₁ s. I _$ rig und kostspielig ist, Verwendung von Hohlblocksteinen mit j χ Jolt Hohlräumen, in die Streifen aus einem hafct geschäumten Kunststoff eingeschoben sind. Diese Beispiele seilen nur zeigen, welche Entwicklungstendenzen verfolgt werden«,

Die Neuerung beruht auf der Erkenntnis, daß es nicht genügt, wenn Maßnahmen dieser Art lediglich unter dem Gesichtspunkt der Wärmedämmung getroffen werden, daß vielmehr ein zweiter bedeutungsvoller Faktor berücksichtigt werden muß, nämlich die Dampfdiffusion! vom Rauminneren nach der Außenluft. In

den Witterungsperioden, in denen die Raumtemperatur über der Außentemperatur liegt, ist der Partialdruck des Wasserdampfes in der Raumluft höher als der Partialdruck des Wasserdampfes in der Außenluft. Es tritt also im Stein eine von innen nach außen gerichtete Diffusionsströmung des Wasserdampfes auf. Die Neuerung geht von der Erkenntnis aus, daß für eine "gesunde" Wand eine möglichst ungehinderte Diffusionsströmung die Voraussetzung ist und leitet hieraus zunächst die technische Lehre ab, daß das Wärmedämmittel einen sehr geringen spezifischen Diffusionswiderstand haben muß. Wärmedämmittel, z.B. Kunststoffschaumplatten, haben im allgemeinen einen relativ hohen spezifischen Diffusionswiderstand. Ist der Diffusionsfaktor des Steines ohne Wärmemittel beispielsweise 6, so kann dieser Wert bei bekannten V'ärmedämmmitteln bei ^O und darüber liegen. Das bedeutet aber, daß das Wärmedämmittel als Dampfbremse wirkt. Der Dampf kann nicht ungehindert nach außen diffundieren, sondern kondensiert in der Wand und gegebenenfalls sogar auch noch im Bereich der Dämmschicht. Die Wand wird durchfeuchtet. Damit wird ihr Wärmedämmwert herabgesetzt, unter Umständen so weit, daß von einer Wärmedämmung nicht mehr gesprochen werden kann. Es kann vorkommen, daß sich im Stein Feuchtigkeit dammelt, die zu Bauschäden führt. Auch ein Durchschlagen der Feuchtigkeit nach dem Rauminneren hin ist nicht ausgeschlossen.Es ist also von besonderer Bedeutung , daß das Dämmittel nach der zunächst gefundenen technischen Lehre so zu wählen ist, daß es einen

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nur geringen spezifischen Diffusionswiderstand bieten darf. Um diesen geringen spezifischen Diffusionswiderstand zu schaffen, besitzt das Dämmittel gemäß der Neuerung Faßerstruktur mit einem spezifischen Diffusionswiderstand, der gleich oder kleiner als der Diffus&onswideratand des Steines ist.

Die zweite aus der erwähnten Erkenntnis abgeleitete technische Lehre ist die, daß die das Dämmittel aufnehmenden Hohlräume in einer der Außenluftseite des Steines benachbarten Zone vorzusehen sind. Diese Zone soll etwa ein Drittel der Steinbreite nicht überschreiten. Je weiter die Hohlräume nach der Steinaußenseite hin verlegt werden können,um so besser ist die Wirkung. Es läßt sich das folgendermaßen klar machen.

Die außen liegende Wärmedämmschicht hält die an sie nach dem Sauminneren hin anschließende Steinmasse auf einer Temperatur, die nur wenig unter der Raumtemperatur liegt. Zeichnet man sich den Temperatürverlauf über der Dicke dieser Steinmasse auf, so ist das eine Linie, die vom Rauminneren bis zur Wärmedämmschicht nur geringfügig absinkt. Entsprechend dieser Temperatur nimmt auch die Sättigungstempentur des diffundierenden Dampfes ab. Da diese unter der Temperatur der Steinnasse liegt, kann in dieser Steinmasse keine Kondensation des diffundierenden Wasserdampfes eintreten* Jetzt gelangt der diffundierende Viasserdampf an die Wärmedämmschicht. In dieser nimmt die Temperatur von der

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Temperatur der an die Wärmedämmschicht angrenzenden Steinmasse bis auf die Außentemperatur ab. Da nun der spezifische Diffusionswiderstand der Wärmedämmschicht gomäß der Neuerung nur gering sein soll, ändert sich am relativen Verlauf der Sättigungstemperatur innerhalb der Dämmschicht praktisch nichts. Sie bleibt unterhalb der Temperatur innerhalb der Dämmschicht. Es tritt also keine Kondensation des durch die /Uämmschicht diffundierenden Wasserdampfes ein. Die Wand bleibt trocken.

Würde man die Dämmschicht im Stein entgegen der gefundenen technischen Lehre nach der liauminnenseite hin verlegen, so würden sich folgende Verhältnisse ergeben. Die nach außen liegende Steinmasse würd.e in etwa die Außentemperatur annehmen. Die Wärmedämmschicht hätte auf ihrer nach dem Rauminneren hin gelegenen Fläche etwa Raumtemperatur, auf ihrer an die Steinmasse angrenzenden Flache etwa die Außentemperatur. Innerhalb der Dämmschicht würde also ein großes Temperaturgefälle entstehen, während in der nach außen liegenden Steinmasse die Temperatur über den Querschnitt im wesentlichen, gleich der Außentemperatur bleibt. Tritt jetzt der durch die nach dem Rauminneren hin liegende Wärmedämmschicht dif-■£uncLier-end§ Wasserdampf in die kalte Steinmasse über, se liegt seine Sättigungstemperatur über der Steintemperatur. Es tritt in der kalten Steinmasse, unter Umständen sogar schon in der Dämmschicht, eine Kondensation des Wasserdampfes ein. Der Stein würde feucht werden*

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Die Neuerung besteht also zusammenfassend darin, daS "bei einem Außenwandstein mit durch ein Wärmedämmittel ausgefüllten Hohlräumen das Wärmedämmittel Faserstruktur mit einem geringen spezifischen Diffusionswiderstand hat, und daß die das Dämmittel aufnehmenden Hohlräume im Stein in einer der Wandaußenseite "benachbarten Steinzone liegen. Unter eines geringen Siffusionswiderstand dex* Dämmschicht ist ein spezifischer Diffusionswiderstand zu verstehen, der im wesentlichen gleich oder kleiner als der spezifische Diffusionswiderstand des Steinmaterials ist.

In erster Linie kommen für die Neuerung Glaswolle, Steinv/olle oder Schlackenwolle in Präge, ohne daß die Verwendung anderer Fasermaterialien, etwa organischer Fasern, ausgeschlossen wäre.

Allgemein gültige Regeln für die Wahl des Dämmittels lassen sich nicht angeben; sie lassen sich aber durch Versuche leicht von Fall zu Fall entsprechend den jeweiligen Verhältnissen unter Beachtung der neuen technischen Lehre ermitteln.

Das Dämmittel muß Wärme schlecht leiten, da seine Haupt— funktion die Wärmedämmung ist. Metallische Wollen, Stahlwolle u. dgl., scheiden wegen ihrer guten Wärmeleitfähigkeit für die Zwecke der Neuerung aus.

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Die Wärmedämmung darf nicht zugunsten des geringen spezifischen Di ff us ionswider Standes zurückgestellt weraon. Es sind das einige Gesichtspunkte, die beachtet werden sollten.

Die Steinaußenwand, in deren benachbarter Zone dieses Wärmedämmittel in Hohlräume eingebracht ist, wird verputzt. Putz ist aber niemals völlig dicht. Er weist Poren auf; zuweilen entstehen auch, wenn auch kleine, Risse,durch die, vor allem bei seitlichem Schlagregen, Feuchtigkeit in den Stein gelangen kann. Wird Wert darauf gelegt, daß das Dämmmittel keine Feuchtigkeit aus dem Stein aufnimmt, wodurch seine Wärmedäminfähigkeit herabgesetzt werden würde, so ist ein Dämmittel mit hydrophoben Fasern zu wählen oder mit Fasern, die hydrophobiert sind. Bas Dämmittel kann in jedem Fall mit Faserstruktur in Wirrlage eingebracht werden, etwa in Form eines losen Filzes. Diese Wirrlage ist besonders günstig zur Vermeidung einer Durchfeuchtung. Jedenfalls darf man, wenn man eine derartige Durchfeuchtung vermeiden will, das Fasermaterial nicht in Dochtstruktur verwenden, die seine Feuchtigkeitsaufnahme begünstigen würde. Wo auf die Verhinderung der Durohfeuchtung dea Dämmittels kein Wart gelegt wird, ist iedoch die Verwendung des Faserdämmittels in Dochtstruktur durchaus möglich, etwa in Form der sogenannten rovings.

Das in die Steinhohlräume eingebrachte Warmedämmittel soll zweckmäßigerweise abgedeckt sein.

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-7-An sich würde das Wärmedämmittel wegen der aus der Paser-

struktur entstehenden Wandreibung in den Steinhohlräumen haften. Ein solcher Stein wird aber häufig sehr raui^behandelt, beispielsweise beim Abkippen vom LKW. Es besteht dann die Gefahr, daß das Dämmittel infolge der hierbei entstehenden harten Stöße aus den Hphlräumen herausrutscht. Die Abdeckung verhindert das. Der Stein ist beim Transport und bei der Lagerung den Witterungseinflüssen ausgesetzt. Das Dämmittel kann durch Hegen oder Schnee durchnäßt werden, so daß seine Wärmedämmfähigkeit erheblich abnimmt. Auch diese Erscheinung wird durch die Abdeckung verhindert.

Schließlich iJt noch ein physiologischer Paktor bedeutsam. Die Fasern der in erster Linie in Frage kommenden Mineral wolleniGlaswolle» Steinwolle, Schlackenwolle u.dgl.) sind extrem dünn und spröde. Sie brechen schon bei leichter Berührung ab; außerdem sind solche Fasersplitter in der Masse des Fasermaterials enthalten. Beim Hantieren mit wärmegedämmten Steinen gemäß der Neuerung wäre es unvermeidbar, daß derartige kleine Splitter in die Haut des Bauarbeiters eindringen und unangenehme Verletzungen hervorrufen. Es kann sogar zu allergischen Hautkrankheiten kommen.Durch die Abdeckung werden solche unangenehm physiologische Wirkungen ausgeschlossen.

Der Begriff "Abdeckung" ist im weitesten Sinn des Wortes zu verstehen. Die Abdeckung kann beispielsweise die Form eines

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dem Steinmaterial gleichen oder gleichartigen Materials haben, das zusammen mit dem Stein gehärtet wird oder härtefc, Kalkmörtel "beim Kalksandstein, Zementmörtel bei zementgebundenen Steinen, Ton bei Ziegelsteinen usw. Die Abdeckung kann aber auch durch eine Kunststoffschicht gebildet sein, die auf die Stirnfläche oder Stirnflächen des Fasermaterials aufgebracht v/ird. Eine andere Möglichkeit ist die Abdeckung durch einen in den Steinhohlraum eingesetzten decke^artigen Verschluß. Sofern der Stein an den seitlichen Stirnflächen nach außen hin offene Hohlräume zur Aufnahme des Wärmedämmittels aufweist, ist hier nicht nur eine Abdeckung des Fasermaterials an seinen Stirnflächen, sondern auch an den offenen Steinstirnflächen erforderlich.

Der Kunststoff kann zur Bildung der Abdeckung in fließfähigem "Zustand aufgebracht werden, etwa aufgesprüht werden; f ;· kann aber bei Steinen, die nach dem Einbringen des Dämmittels noch einer Wärmebehandlung unterzogen werden müssen, auch in Form eines Granulates eingebracht werden, das während der Wärmebehandlung schmilzt und die obere Zone der Fasersäule durchdringt.

Das Fasermaterial kann, sofern es nloht von Natur aus hydrophob ist, mit einer hydrophobierenden Kunststoffemulsion oder Suspension imprägniert werden. Durch eine solche Imprägnierung läßt sich ein besonderer Vorteil erzielen. Wird imprägniertes Fase^Kiaterial in einen Kalkstein eingebracht,der im Autoklaven

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unter Druck durch hpchgespannten Wasserdampf gehärtet wird, so quillt das Imprägnierungsmittel. Die Pasersäule wird a}.so dicker und geht nach Erkalten nicht wieder zurück. Diese Erscheinung kann man ausnützen, in dem man das Fasermaterial
flicht mit einer solchen Dicke einbringt, daß eine gute Wandberührung gesichert ist, eondern mit einem kleineren Querschnitt als dem des Hohlraumes. Tritt bei der Wärmebehandlung ftie- Quellung ein. so ist die erwünschte Wandberührung hergestellt. Es wird hierdurch nicht nur am Preis des Fasermaterials gespart, sondern es wird auch das Einbringen des Fasermaterials erleichtert.

Das Fasermaterial kann auch als vorgefertigter Formkörper in die Steinhohlräume eingebracht werden. Die Abdeckung der
Fasersäule an den Stirnflächen kann dabei vor oder nach dem Einbringen hergestellt v/erden.

Die Neuerung sei anhand des in der Zeichnung als Beispiel
gewählten Kalksandsteines an einem Querschnitt und einer Auf- _: J J^ichc erläutert.Die eingezeichneten strichpunktierten linien sollen drei Ausführungsmöglichkeiten voneinander trennen. Es ist also nicht so, daß siciji alle drei Ausführungen bei einem und demselben Stein finden sollen.

Der Kalksandstein 1 ist in üblicher Wöise mit Reihen von
Hohlräumen 2,3,4- hier von kreisförmigem Querschnitt versehen, von denen gemäß der Neuerung die Hohlraumreihe 4, die in einer

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der Steinaußenwand 5 benachbarten Zone liegt, zur Aufnahme des Wärmedämmitte?*s dienen. Die Hohlräume gehen bei einem Kalksandstein nicht durch, sind also nur nach oben offen. Das in die Hohlräume der Reihe ^ eingebrachte Däramittel hat die angedeutete Faserstruktur mit einem geringen Diffusionswiderstand. Der Querschnitt soll insbesondere zur Erläuterung der zweckmäßigen Abdeckungen dienen.

Bei dem Beispiel A ist auf die. Fasersäul© 6 eine Schicht 7 eines Kalkmörtels aufgebracht, die zusammen mit dem Stein 1 gehärtet wird. Die Abdeckung wird also in situ gebildet.

Bei dem Beispiel B ist der Verschluß ein vorgeformter Deckel 8, der in dem Hohlraum b auf die Fasersäule 9 aufgesetzt wird. Ob eine Verklebung des Deckels 8 an der Wandung des Hohlraumes k durch ein Bindemittel, etwa Kalkmörtel, erforderlich ist, richtet sich nach dem Herstellungsgang.

Nach dem Beispiel C ist auf die Fasersäule 10 eine Schicht 11 eines fließfähfflgen Kunststoffes aufgetragen, etwa aufgesprüht, die in das Fasermaterial der oberen Schicht der Säule 10 eindringt und dadurch eine Abdeckung schafft.

Sofern die Hohlräume im Stein durch diesen hindurchgeführt sind, werden derartige Abdeckungen verständlicherweise an beiden Enden der Hohlräume vorgesehen.

Es ßoll das keine erschöpfende Aufzählung der Ausführungsmöglichkeiten für die Abdeckung sein, sondern nur zeigen, welche Wege man zweckmäßig gehen kann.

Claims (7)

* * * » fc *■ ψ Λ -12-S chutzansprüche:

1. Außenwandstein mit in Steinhohlräuneeingebrachtem Wärmedämniittel, dadurch gekennzeichnet, daß das Dämmittel Faserstruktur mit einem spezifischen Diffusionswiderstand aufweist, der gleich oder kleiner als der spezifische Diffus ionswiderstand des Steines ist,^u:9äß die das Dämmittel aufnehmenden Steinhohlräume in einer der Steinaußenwand benachbarten Steinzone liegen.

2. Stein nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Dämmittel abgedeckt ist.

3. Stein nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckung durch eine Schicht eines dem Steinmaterial gleichen oder gleichartigen Materiales gebildet ist, die zusammen mit dem Stoin härtet bzw. gehärtet wird.

h-. Stein nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckung durch eine die obere Zone der Fasersäule durchdringende Kunststoffschicht gebildet ist.

5.Stein nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Dämmittel Faserstruktur in V/irrlage aufweist.

6, Stein nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Dämmittel mit hydrophoben Fasern verwendet ist.

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7. Stein nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern des Dämmittels hydrophobiert sind.

80 Stein nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das das Dämmittel bil-

\ dende Fasermaterial in Form eines vorgefei-tigten Formkörpers

in die Ausnehmungen eingebracht ist.