DE69921692T2

DE69921692T2 - Wasserdampfsperre und verfahren zur herstellung derselben

Info

Publication number: DE69921692T2
Application number: DE69921692T
Authority: DE
Inventors: Sven Harder
Original assignee: Icopal AS
Current assignee: Icopal AS
Priority date: 1998-12-21
Filing date: 1999-12-21
Publication date: 2005-10-06
Anticipated expiration: 2019-12-22
Also published as: CZ298483B6; PL349369A1; EP1144774B1; DE69921692D1; NO20012861D0; WO2000037751A1; NO20012861L; JP2002533592A; CZ20012266A3; DK1144774T3; AU1773800A; ATE281571T1; EP1144774A1

Description

Die vorliegende Anmeldung betrifft eine Wasserdampfsperre des Typs, der Gebäudestrukturen, wie z. B. Dach- oder Wandstrukturen, verwendet wird. Es ist bekannt, derartige Dampfsperren in der Form von Kunststofffilmen oder anderen Schichtmaterialien zwischen einer Dach- oder Wandstruktur und einer Decken- oder Wandabdeckung eines Raumes in einem Gebäude zu verwenden. Üblicherweise definiert die Dach- oder Wandstruktur Hohlräume darin, die vollständig oder teilweise mit einem Wärme isolierenden Material gefüllt sind. Beispielsweise auf Grund einer Leckage und/oder einer durch eine Temperaturänderung verursachten Wasserdampfkondensation, kann sich Feuchtigkeit in den Hohlräumen der Dach- oder Wandstruktur sammeln, wobei derartige Feuchtigkeit Korrosion struktureller Elemente aus Metall verursachen kann und Pilz oder Fäule greift strukturelle Elemente aus Holz an.
Die internationale Patentanmeldung Nr. WO-A-96/33321 offenbart eine Wasserdampfsperre zur Verwendung bei der Wärmeisolation von Gebäuden. Diese bekannte Dampfsperre ist in der Form eines Kunststofffilms oder einer Membran des Typs, der einen Wasserdampfdiffusionswiderstand aufweist, der sich in Abhängigkeit der relativen Feuchtigkeit von Umgebungsluft ändert. Das bedeutet, dass, wenn die relative Feuchtigkeit in der Dach- oder Wandstruktur hoch ist, der Diffusionswiderstand der Dampfsperre niedrig ist – typischerweise ein zu 0,2 m Luftsäule äquivalenter Diffusionswiderstand (gemäß DIN 52 615) –, so dass Feuchtigkeit von den Hohlräumen der Dach- oder Wandstruktur durch die Dampfsperre und in den Raum des Gebäudes diffundieren kann. Wenn jedoch, beispielsweise im Winter, die relative Feuchtigkeit an der warmen Seite der Dach- oder Wandstruktur niedrig ist, ist Diffusionswiderstand der Dampfsperre höher, typischerweise äquivalent zu 2 m Luftsäule – aber eine beträchtliche Menge an Wasserdampf kann von dem Raum des Gebäudes in die Dach- oder Wandstruktur diffundieren, was unerwünscht ist. Des Weiteren ist diese bekannte Dampfsperre wasserdicht, was bedeutet, dass freies Wasser, das in die Hohlräume der Dach- oder Wandstruktur eingetreten sein kann, darin gesammelt wird und nur sehr langsam im Sommer durch die Dampfsperre diffundieren oder kondensieren kann, nachdem es verdunstet wurde.
Das europäische Patent Nr. EP-A-0 148 870 offenbart eine Dampfsperre, die durch ein Paar von Dampf undurchlässigen, aus Polyethylen hergestellten Kunststofffilmen und einer dazwischen liegenden, Wasser absorbierenden Schicht gebildet ist. Die einander gegenüberliegend angeordneten, Dampf undurchlässigen Kunststofffilme weisen darin definierte Durchgangsöffnungen auf. Die Öffnungen in den gegenüber liegenden Kunststofffilmen sind jedoch im Verhältnis zu einander versetzt oder verschoben. Diese bekannte Dampfsperrenstruktur erlaubt es, dass Dampf durch die Sperre über Kondensation und durch Kapillarwirkung austrocknet, und der Dampfdiffusionswiderstand hängt von der Beschaffenheit der dazwischen liegenden Schicht aus Wasser absorbierendem Material und von den minimalen Abständen benachbarter Öffnungen in den gegenüberliegenden Dampf undurchlässigen Kunststofffilmen ab. Diese bekannte Wasserdampfsperre erlaubt es ebenfalls, dass freies Wasser, das sich in Hohlräumen einer Dach- oder Wandstruktur gesammelt hat, durch die Dampfsperre durch Kapillarwirkung ausgetrocknet wird. Wenn diese bekannte laminierte Wasserdampfsperre verwendet wird, kann jedoch verdunstete Feuchtigkeit von der Dach- oder Wandstruktur durch die Dampfsperre über Kondensation und Kapillarwirkung in einen Innenraum des Gebäudes nur austrocknen, wenn die relative Luftfeuchtigkeit und der Temperaturunterschied zwischen der Dach- oder Wandstruktur und der Dampfsperre derart ist, dass Dampf an der dazwischen liegenden Schicht aus Wasser absorbierendem Material kondensiert wird, das an den in dem äußeren Kunststofffilm definierten Öffnungen freigelegt ist. Dies bedeutet, dass die Dach- oder Wandstruktur nur austrocknen kann, wenn ein hinreichender Temperaturabfall in der Dach- oder Wandstruktur vorliegt, so dass die Temperatur außerhalb höher als die Temperatur indem Zimmer oder Innenraum des Gebäudes ist.
Die vorliegende Erfindung stellt eine verbesserte Dampfsperre des letzteren Typs bereit. So stellt die vorliegende Erfindung eine Wasserdampfsperre bereit, die eine erste, Wasser undurchlässige Membran mit einer Mehrzahl erster, darin definierter Durchgangsöffnungen, eine zweite, Wasser undurchlässige Membran, die der ersten Membran gegenüberliegend angeordnet ist, und ein Wasser absorbierendes Material umfasst, das in einem oder mehreren Räumen, die zwischen den ersten und zweiten Membranen definiert sind, angeordnet ist, wobei die Wasserdampfsperre gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet ist, dass wenigstens ein Teil der zweiten Membran aus einem Material des Typs besteht, der einen Wasserdampfdiffusionswiderstand aufweist, der sich in Abhängigkeit der relativen Luftfeuchtigkeit der sich damit in Kontakt befindlichen Luft ändert, so dass der Dampfdiffusionswiderstand verringert wird, wenn die relative Luftfeuchtigkeit ansteigt und umgekehrt.
Die zweite Membran kann eine Mehrzahl von zweiten, darin definierten Durchgangsöffnungen aufweisen, und die ersten Durchgangsöffnungen in der ersten Membran können gegenüber den zweiten Durchgangsöffnungen in der zweiten Membran versetzt sein oder die ersten und zweiten Öffnungen können einander gegenüberliegend angeordnet sein.
Vorzugsweise kann die Wasserdampfsperre so angeordnet sein, dass die erste Membran, die für Wasser undurchlässig ist, dem Raum des Gebäudes zugewandt ist, während die zweite Membran, durch die Wasserdampf hindurch diffundieren kann, bezüglich der Gebäudestruktur nach außen weist. Mittels der Dampfsperre gemäß der Erfindung kann Feuchtigkeit von einer Dach- oder Wandstruktur oder einer vergleichbaren Gebäudestruktur nicht nur wie die bekannte Dampfsperre durch Abführen freien Wassers und durch Entfernen kondensierten Wasserdampfs durch Kapillarwirkung, sondern auch durch Diffusion entfernt werden. Das bedeutet, dass die Dampfsperre gemäß der Erfindung beim Trocknen von Hohlräumen oder Räumen in Gebäudestrukturen, die teilweise oder vollständig mit isolierendem Material gefüllt sind, wirksamer als eine der bekannten Dampfsperren ist.
Alternativ kann die Wasserdampfsperre gemäß der Erfindung umgekehrt angeordnet sein, so dass die erste Membran, die für Wasser undurchlässig ist, bezüglich der Gebäudestruktur nach außen weist, während die zweite Membran, durch die Wasserdampf hindurch diffundieren kann, dem Raum des Gebäudes zugewandt ist.
Wie die zweite, Wasser undurchlässige Membran kann auch die erste Membran von dem Typ sein, der einen Wasserdampfdiftusionswiderstand aufweist, der sich in Abhängigkeit der relativen Luftfeuchtigkeit der Umgebungsluft ändert. Bei der derzeit bevorzugten Ausführungsform der Wasserdampfsperre gemäß der Erfindung ist die erste Membran jedoch nicht nur für Wasser, sondern auch für Wasserdampf im Wesentlichen undurchlässig.
Das Wasser absorbierende Material kann beispielsweise in einer Mehrzahl von Taschen oder Räumen angeordnet sein, die zwischen den ersten und zweiten Membranen gebildet sind, wobei jede bzw. jeder derselben eine oder mehrere der ersten Öffnungen in der ersten Membran mit einer oder mehreren der zweiten Öffnungen verbindet, die in der zweiten Membran gebildet sind. Vorzugsweise sind die ersten und zweiten Membrane jedoch mit gegenüberliegenden Seiten des Wasser absorbierenden Materials verbunden, das in der Form einer dazwischen liegenden Schicht ist, und die ersten Durchgangsöffnungen in der ersten Membran sind im Verhältnis zu den zweiten Durchgangsöffnungen in der zweiten Membran versetzt.
Die Charakteristika des Wasser absorbierenden Materials, das die dazwischen liegenden Schicht bildet, der minimale Abstand zwischen benachbarten ersten und zweiten Öffnungen in den gegenüberliegenden ersten und zweiten Membranen und die Dicke der dazwischen liegenden Schicht können so gewählt werden, um eine gewünschte Entwässerungswirkung und einen gewünschten Widerstand gegen Feuchtigkeitsübertragung von den ersten zu den zweiten Öffnungen durch Kapillarwirkung zu erreichen. Es wurde festgestellt, dass die Dicke der dazwischen liegenden Schicht Wasser absorbierenden Materials vorzugsweise 0,2–1,5 mm betragen sollte.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform bedecken die zweiten Öffnungen einen wesentlich größeren Bereich der Oberfläche des Wasser absorbierenden Materials als die ersten Öffnungen, so dass die Dampfsperre ausgehend von der Seite, wo die zweite Membran befestigt ist, offener ist, wobei dadurch dafür gesorgt wird, dass der Dampf oder Wasser einfacher in einer Richtung von der zweiten Membran zu der ersten Membran aufgrund des geringeren Diffusionswiderstands einer Seite der Dampfsperre transportiert wird, wobei dadurch ein gerichteterer Transport des Dampf oder Wassers in der Dampfsperre erreicht wird. Alternativ können die ersten Durchgangsöffnungen einen im Wesentlichen größeren Bereich der Oberfläche des Wasser absorbierenden Materials als die zweiten Durchgangsöffnungen bedecken, so dass die Dampfsperre ausgehend von der Seite, wo die erste Membran befestigt ist, offener ist.
Die dazwischen liegenden Schicht kann durch ein geeignetes Wasser absorbierendes Material, wie z. B. ein poröses, Feuchtigkeit beständiges Material, gebildet sein. Vorzugsweise ist die dazwischen liegenden Schicht jedoch einen Fasermaterial und kann modifizierte natürliche oder künstliche Fasern, wie z. B. modifizierte Zellulosefasern oder Kunststofffasern umfassen, die beispielsweise einem Pilzschutzmittel imprägniert sind. Bei der bevorzugten Ausführungsformen ist die dazwischen liegenden Schicht durch eine Mischung von Kunststofffasern, wie z. B. Polypropylen und Acrylfasern, gebildet. Die Fasern können einen Kern aufweisen, der hydrophob ist, und eine äußere Oberfläche aufweisen, die hydrophil ist. Vorzugsweise beträgt das Gewicht der dazwischen liegenden Schicht 50–100 g/m².
Die erste Membran ist natürlich nicht vollständig für Wasserdampf undurchlässig, sollte vorzugsweise aber einen Dampfdiffusionswiderstand zeigen, der zu wenigstens 10 m Luftsäule bei beliebigen Feuchtigkeitsbedingungen äquivalent ist. Üblicherweise sollte der Wasserdampfdiftusionswiderstand der ersten Membran, die für Wasserdampf im Wesentlichen undurchlässig sein soll, bei der in einer relativen Luftfeuchtigkeit von in Kontakt damit stehender Luft zu 10–100 m Luftsäule äquivalent sein, aber der Wasserdampfdiffusionswiderstand kann auch zu 2000 m Luftsäule o der noch höher äquivalent sein, in Abhängigkeit von dem gewählten Material, z. B. Metallfolien. Die erste Membran könnte an Ort und Stelle ausgebildet werden, beispielsweise, indem die Membran in einem flüssigen Zustand auf eine Seitenfläche der dazwischen liegenden Schicht Wasser absorbierenden Materials gesprüht wird. Vorzugsweise ist die erste Membran jedoch ein Film oder eine Folie, der bzw. die aus einem Kunststoff oder einem metallischen Material hergestellt ist, wie z. B. Polyethylen, Polypropylen, Polyvinylidenchlorid, beschichtete Filme aus Metall, wie z. B. Aluminiumlaminate, Aluminium oder Legierungen desselben. Bei der derzeit bevorzugten Ausführungsformen umfasst die erste Membran einen Polyethylenfilm mit einem Gewicht von 20–100 g/m², vorzugsweise 30–80 g/m². Vorzugsweise beträgt die Dicke der ersten Membran 10–200 ☐m, wie z. B. 40–100 ☐m.
Der Wasserdampfdiffusionswiderstand der zweiten Membran ist vorzugsweise zu wenigstens 2 m Luftsäule bei einer relativen Luftfeuchtigkeit von 20–50 % und zu weniger als 1 m Luftsäule bei einer relativen Luftfeuchtigkeit von 60–100 % von in Kontakt mit der Membran stehenden Luft äquivalent. Das bedeutet, dass, wenn das Wasser absorbierende Material feucht ist oder die Luft in dem Wasser absorbierendem Material eine hohe relative Luftfeuchtigkeit aufweist, der Widerstand gegenüber einer Feuchtigkeitsdiffusion von dem Wasser absorbierendem Material durch die zweite Membran und in den Innenraum oder Zimmer des Gebäudes niedrig ist. Folglich kann Feuchtigkeit von den Hohlräumen oder Räumen in der Dach- oder Wandstruktur relativ schnell entfernt werden. In der Winterzeit, wenn die relative Luftfeuchtigkeit auf der Seite der Dampfsperre, die nach außen weist, niedriger als die relative Luftfeuchtigkeit der Luft innerhalb des Gebäudes ist, ist der Widerstand gegenüber einer Diffusion von Wasserdampf vom Innenraum oder Zimmer des Gebäudes in die Dach- oder Wandstruktur relativ hoch.
Bei einer bevorzugten Ausführungsformen ist der Wasserdampfdiftusionswiderstand der zweiten Membran noch höher und kann wenigstens 5 m Luftsäule oder noch höher, wie z. B. bis zu 60 m Luftsäule, bei einer relativen Luftfeuchtigkeit von 20–50 äquivalent sein. Ferner kann der Wasserdampfdiftusionswiderstand der zweiten Membran zu weniger als 0,5 m Luftsäule und vorzugsweise etwa 0,1 m oder weniger bei einer relativen Luftfeuchtigkeit von 60–100 % von in Kontakt mit der Membran stehenden Luft äquivalent sein, wodurch das Vermögen der Dampfsperre, Feuchtigkeit übertragen, wesentlich erhöht wird. Vorzugsweise beträgt die Dicke der zweiten Membran 10–100 ☐m, wie z. B. 100 ☐m.
Der Wasserdampfdiftusionswiderstand der Dampfsperre kann zu wenigstens 0,2 m Luftsäule bei einer relativen Luftfeuchtigkeit von 60–100 % oder noch höher äquivalent sein, wie z. B. bis zu 100 m Luftsäule bei einer relativen Luftfeuchtigkeit von 20–50 %. Denn die relative Luftfeuchtigkeit höchstens 99 % beträgt, trocknet die Dampfsperre Feuchtigkeit durch Diffusion aus, und wenn die relative Luftfeuchtigkeit 100 beträgt, entfernt die Dampfsperre kondensierten Wasserdampf durch Kapillarwirkung und freies Wasser durch Abziehen des freien Wassers, da der Dampfdiftusionswiderstand auf etwa 0,05 m Luftsäule abfällt, wenn die relative Luftfeuchtigkeit 100 erreicht, z. B. in der Sommerzeit. Das bedeutet, dass die Dampfsperre gemäß der Erfindung beim Trocknen von Hohlräumen oder Räumen in Gebäudestrukturen viel wirksamer als bekannte Dampfsperren ist, weil sie in der Lage ist, sowohl durch Diffusion, Kondensation als auch Drainage zu trocknen.
Demgegenüber kann in der Winterzeit, wenn die relative Luftfeuchtigkeit 20–50 % beträgt, der Dampfdiffusionswiderstand der Dampfsperre bis zu 100 m Luftsäule betragen, und die Dampfsperre kann dann im Wesentlichen verhindern, dass Dampf von dem Zimmer durch die Sperre und in die Dach- oder Wandstruktur diffundiert, und dadurch verhindert sie eine Feuchtigkeitsansammlung in der Struktur.
Wenigstens ein Teil der zweiten Membran kann aus einem der bekannten Materialien hergestellt sein, die einen Wasserdampfdiftusionswiderstand aufweisen, der von der relativen Luftfeuchtigkeit von in Kontakt mit diesen stehenden Luft abhängig ist, wie z. B. die in der oben genannten internationalen Anmeldungen WO-A-96/33321 offenbarten Materialien. Als Beispiel kann die zweite Membran eines der folgenden Materialien oder Kombinationen derselben umfassen, nämlich Polyamid, Polyamid, Ethylen-Vinylalkohol-Copolymer, Polyvinylalkohol, Polyurethan, Proteinderivate, Methylzellulose, Leinsamenöl-Alkyd, Zellophan und Knochenleim. Einige dieser Materialien sind geeigneter Weise in der Form eines Films hergestellt, der an die dazwischen liegende Schicht Wasser absorbierenden Materials angeklebt oder mit dieser laminiert ist. Andere der genannten Materialien können zu der zweiten Membran geformt werden, indem sie auf eine seitliche Oberfläche der dazwischen liegenden Schicht Wasser absorbierenden Materials in einem flüssigen Zustand aufgetragen, beispielsweise gesprüht, werden. Vorzugsweise stellt wenigstens ein Teil der zweiten Membran näherungsweise 5–20 % des gesamten Oberflächenbereichs der Dampfsperre dar, um so einen bevorzugten Wasserdampfdiffusionswiderstand der Dampfsperre zu erreichen.
Ein Klebstoff, um die erste und/oder zweite Membran an der Schicht Wasser absorbierenden Materials anzukleben, kann auf der/den Membranen) bereitgestellt werden, indem die Membrane) zusammen mit dem Klebstoff extrudiert werden, wenn die Membrane) hergestellt werden. Der Klebstoff kann Perforationen aufweisen, um die Permeabilität der Wasserdampfsperre in den Klebebereichen aufrechtzuerhalten.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Dampfsperre gemäß der Erfindung umfasst ferner eine Feuchtigkeit verteilende, äußere Schicht Wasser absorbierenden Materials, die mit der äußeren Oberfläche der ersten und/oder zweiten Membran verbunden sein kann. Eine solche Feuchtigkeit verteilende Schicht kann auf wirksame Weise freies Leckagewasser oder kondensierten Dampf absorbieren und verteilen und solches Wasser zu dem Wasser absorbierenden Material übertragen, das zwischen den ersten und zweiten Membranen angeordnet und an den in der ersten Membran gebildeten Öffnungen freigelegt ist. Die äußere Schicht Wasser absorbierenden Materials kann von einem geeigneten Typs sein, wie z. B. der gleiche Typ, der in der Wasser absorbierenden, dazwischen liegenden Schicht verwendet wird. Daher kann die äußere Schicht Wasser absorbierenden Materials ein faserartiges, filzähnliches Material sein, das z. B. eine Mischung von Kunststofffasern enthält. Die Dicke dieser äußeren Schicht ist vorzugsweise recht klein, beispielsweise kleiner als 0,5 mm und vorzugsweise etwa 0,1 mm. Vorzugsweise beträgt das Gewicht der äußeren Schicht 10–20 g/m².
Die erste und/oder zweite Membrane können als kontinuierliche Schicht ausgebildet sein, die sich über die gesamte Länge der Dampfsperre erstreckt. Daher kann die Dampfsperre erste und/oder zweite Membrane umfassen, die als kontinuierliche Schichten ausgebildet sind, um so eine Dampfsperre mit einem höheren Diffusionswiderstand zu erhalten. Die ersten und/oder zweiten Membrane können kontinuierliche Filme oder Folien sein, in denen eine Mehrzahl von Öffnungen ausgebildet sind, die eine geeignete Kontur, wie z. B. kreisförmig, elliptisch, dreieckig oder rechteckig, aufweisen können. Ferner kann der gesamte Bereich der Öffnungen in den ersten und zweiten Membranen unterschiedlich sein, daher kann als Beispiel der gesamte Bereich der Öffnungen in der zweiten Membran den Bereich der Öffnungen in der ersten Membran überschreiten.
Die Öffnungen in den ersten und/oder zweiten Membranen können Perforationen mit einer Dichte zwischen 200–600 Löchern pro dm² umfassen. Vorzugsweise stellen die Perforationen 1–20 % des gesamten Bereichs der Membran dar, wie z. B. 2–15 %. Die Perforationen können in bevorzugten Mustern oder zufällig in den Membranen angeordnet sein. Wenn die Perforationen kreisförmige Löcher umfassen, kann der Durchmesser der Löcher zwischen 0,5–10 mm betragen, und die Perforationen können in die Membran eingestanzt oder eingewalzt sein, zum Beispiel durch Brennwalzen der Löcher. Die Perforationen in der ersten Membran können gegenüber den Perforationen in der zweiten Membran versetzt sein, oder die Perforationen in der ersten Membran können den Perforationen in der zweiten Membran gegenüberliegend angeordnet sein.
Bei der bevorzugten Ausführungsform sind die ersten und zweiten Membrane durch gegenseitig parallelen, transversal beabstandete, erste und zweite Bänder bzw. Streifen gebildet, und die ersten und zweiten Öffnungen in den ersten bzw. zweiten Membranen sind dann zwischen benachbarten ersten bzw. zweiten Bändern definiert. Wie oben angemerkt, überlappen sich die ersten und zweiten Öffnungen nicht gegenseitig, aber sollten versetzt sein. Vorzugsweise beträgt der minimale Abstand zwischen ersten und zweiten Öffnungen, die in den ersten bzw. zweiten Membranen definiert sind, etwa 20 mm, um einen hinreichenden Widerstand gegenüber der kapillaren Übertragung von Wasser von einer ersten Öffnung in der ersten Membran zu einer benachbarten zweiten Öffnungen in der zweiten Membran zu erreichen. Ferner können die ersten und zweiten Bänder mit Perforationen, wie oben beschrieben, perforiert sein.
Wenn die ersten und zweiten Membranen durch erste bzw. zweite Bänder gebildet sind, kann jedes der zweiten Bänder eine Breite aufweisen, die die Breite eines entsprechenden streifenähnlichen Raums zwischen benachbarten ersten Bändern überschreiten, so dass ein solches zweites Band nicht nur einen solchen Raum in der ersten Membran überlappt, sondern auch benachbarte Randbereiche der benachbarten ersten Bänder. In einem solchen Fall kann die maximale transversale Überlappung der Randbereiche des benachbarten ersten Bands 100 mm betragen. Vorzugsweise beträgt eine derartige maximale transversale Überlappung jedoch 70 mm.
Bei der bevorzugten Ausführungsform ist die Dampfsperre gemäß der Erfindung in der Form eines gewebeartigen Materials, wobei sich die parallelen, bandförmigen oder streifenähnlichen Öffnungen in der Längsrichtung des gewebeartigen Materials erstrecken.
Bei einer weiteren Ausführungsform kann die Dampfsperre eine Kombination einer ersten Membran, die durch erste Bänder gebildet ist, und einer zweiten Membran, die als kontinuierliche Schicht ausgebildet ist, die sich über die gesamte Länge der Dampfsperre erstreckt, oder umgekehrt umfassen. Die Bänder und die kontinuierliche Schicht können perforiert sein, und die Perforationen in den Bändern können im Verhältnis zu den Perforationen in der kontinuierlichen Schicht versetzt und/oder gegenüberliegend angeordnet sein.
Vorzugsweise weist die Dampfsperre einen Brennwert auf, der höchstens 4 MJ/m² beträgt, so dass sie mit den Feuerbeständigkeit betreffenden Vorschriften im Einklang steht.
Eine oder mehrere der Schichten der Dampfsperre können Polyamid/Nylon umfassen, um so eine Dampfsperre mit verbesserten Feuer verzögernden Eigenschaften bereitzustellen. Nylon erzeugt, wenn es verbrannt wird, Stickstoff, der eine Feuer löschende Wirkung hat.
Des Weiteren wurde festgestellt, dass die Dampfsperre gemäß der vorliegenden Erfindung verbesserte Schall absorbierende Eigenschaften aufweist.
Die vorliegende Erfindung stellt auch ein Verfahren zur Herstellung einer Wasserdampfsperre des oben beschriebenen Typs bereit, wobei das Verfahren umfasst, eine längliche Schicht Wasser absorbierenden, fasrigen Materials zu bilden, auf eine erste seitliche Oberfläche der Schicht Wasser absorbierenden Materials eine Mehrzahl transversal beabstandeter, paralleler erster Bänder eines ersten, Wasser undurchlässigen Membranmaterials aufzutragen, und auf eine gegenüberliegende, zweite seitliche Oberfläche der Schicht Wasser absorbierenden Fasermaterials eine Mehrzahl transversal beabstandeter, paralleler zweiter Bänder aufzutragen, von denen wenigstens einige aus einem zweiten, Wasser undurchlässigen Membranmaterial bestehen, das von dem Typ ist, der einen Wasserdampfdiffusionswiderstand aufweist, der sich in Abhängigkeit der relativen Luftfeuchtigkeit von in Kontakt damit stehender Luft ändert, wobei jedes der zweiten Bänder eine Breite aufweist, die Breite von einem entsprechenden Raum zwischen benachbarten ersten Bändern überschreiten, und so aufgetragen ist, dass der Raum und benachbarte Randbereiche der benachbarten ersten Bänder überlappt werden Wenigstens einige der ersten und zweiten Bänder können Filme oder Folien sein, die an den seitliche Oberflächen der Schicht Wasser absorbierenden, fasrigen Materials angeklebt sind. Die ersten Bänder können beispielsweise Polyethylenfilme oder Folien sein, die mit thermoplastischen Fasern der Schicht Wasser absorbierenden Materials durch Erwärmen oder Verschmelzen verbunden sind. Vorzugsweise sind we nigstens einige der zweiten Bänder an der Schicht Wasser absorbierenden Materials mittels eines Klebstoffes befestigt, der an beabstandeten Stellen aufgetragen ist. Dies kann erreicht werden, indem netzartige Bänder eines geeigneten Polymerklebstoffes zwischen den zweiten Bändern und der Schicht Wasser absorbierenden Materials angeordnet werden und der Klebstoff nachfolgend beispielsweise durch Erwärmen aktiviert wird.
Die Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die Zeichnungen weiter beschrieben, in denen
1 eine Teilquerschnittsansicht einer Dachstruktur ist, die eine Wasserdampfsperre gemäß der Erfindung aufweist,
2 eine schematische Schnittansicht einer in vergrößertem Maßstab dargestellten Ausführungsform der Wasserdampfsperre gemäß der Erfindung ist,
3 eine perspektivische Ansicht einer aufgerollten, gewebeartigen Wasserdampfsperre gemäß der Erfindung ist, und
4–8 schematische Querschnittsansichten weiterer in vergrößerten Maßstäben dargestellter Ausführungsformen der Wasserdampfsperre gemäß der Erfindung sind.
Die in 1 gezeigte Dachstruktur umfasst einen Holzrahmen mit Dachsparren 10 (lediglich eine in 1 gezeigt) und eine Schicht von Brettern 11, die an den oberen Seiten der Dachsparren 10 befestigt sind. Die Räume, die zwischen den Dach sparen 10 und von der Schicht von Brettern 11 definiert sind, sind mit einem Wärme isolierenden Material, zum Beispiel Mineralwolle 12, gefüllt. Die Schicht von Brettern 11 ist von einer äußeren Schicht aus Dachpappe 13 und von einem wasserdichten Film oder Folie 14 bedeckt, der bzw. die zwischen der Dachpappe und den Brettern 11 angeordnet ist. Die Innenseite des Wärme isolierenden Materials oder der Mineralwolle 12 ist von einer Wasserdampfsperre 15 gemäß der Erfindung bedeckt, und die Innenseite der Dampfsperre ist durch Verkleidungsplatten, wie z. B. Gipsbauplatten 16, bedeckt, die an Latten 17 befestigt sind. Der Zweck der in 1 gezeigten Wasserdampfsperre 5 besteht darin, es zu ermöglichen, dass mögliche, in den zwischen den Dachsparren 10 definierten Räumen gesammelte Feuchtigkeit durch die Dampfsperre 15 und in den Raum unter den Gipsbauplatten 16 migriert. Die Feuchtigkeit kann z. B. freies Wasser sein, das durch mögliche Leckagen in der Dachpappe und/oder dem Film 14 hindurch gegangen ist, oder sie kann kondensierter Wasserdampf oder Luft mit hoher relativen Luftfeuchtigkeit sein.
Im Winter kann der Dampfdiftusionswiderstand der Dampfsperre 15 bis zu 100 m Luftsäule betragen, und die Dampfsperre kann dann im Wesentlichen verhindern, dass die Feuchtigkeit von dem Raum durch die Dampfsperre und in die Dachstruktur diffundiert, wobei sie dadurch eine Ansammlung von Feuchtigkeit in der Dachstruktur verhindert.
2–8 zeigen weitere Ausführungsformen der Wasserdampfsperre, und wobei gleiche Teile die gleichen Bezugszeichen aufweisen.
2 veranschaulicht schematisch eine Ausführungsform 15 der Wasserdampfsperre gemäß der Erfindung detaillierter. Die in 2 gezeigte Wasserdampfsperre umfasst eine dazwischen liegende dünne Schicht 18 Wasser absorbierenden Materials, wie z. B. ein Fasermaterial, das eine Mischung von Polypropylenfasern und Acrylfasern sein kann. Die Dicke der Schicht 18 kann z. B. 0,5–1 mm betragen. Eine erste Membran 19 aus einem Polyethylenfilm ist an der oberen Oberfläche der dazwischen liegenden Faserschicht 18 befestigt. Die erste Membran 19 ist durch eine Anzahl gegenseitig paralleler Bänder 20 aus einem Polyethylenfilm gebildet. Die Bänder oder Streifen 20 sind transversal so beabstandet, dass bandähnliche oder streifenähnliche Öffnungen 21 dazwischen gebildet sind. Eine zweite Membran 22 ist auf die untere Oberfläche der dazwischen liegenden Schicht 18, z. B. mittels eines Polymerklebstoffs, aufgetragen. Die zweite Membran 22 ist ebenfalls durch eine Anzahl paralleler Bänder oder Streifen 23 aus einem Kunststofffilm gebildet. Jedes dieser Bänder oder Streifen ist einer der Öffnungen 21 gegenüber liegend angeordnet, so dass es nicht nur diese Öffnung, sondern auch benachbarte Randbereiche der Bänder 20 überlappt. Wenigstens einige der Bänder oder Streifen 23 sind aus einem Kunststoffmaterial des Typs hergestellt, der einen Wasserdiffusionswiderstand aufweist, der von der relativen Luftfeuchtigkeit der damit in Kontakt befindlichen Luft abhängt. Daher können wenigstens einige der Streifen 23 aus Polyamid hergestellt sein. Auch sind die Streifen oder Bänder 23 gegenseitig transversal so beabstandet, dass dazwischen bandähnliche oder streifenähnliche Öffnungen 24 definiert sind, und, wie in 2 und 3 gezeigt, sind diese Öffnungen transversal gegenüber den in der ersten Membran 19 ausgebildeten Öffnungen 19 versetzt. Die gegenüberliegende Oberfläche der ersten Membran 19 ist durch eine faserige, Wasser absorbierende Schicht 25 bedeckt, die vorzugsweise relativ dünn ist, z. B. 0,1 mm.
Wie oben erläutert, kann Feuchtigkeit von den Räumen der Dachstruktur durch die Wasserdampfsperre und in einen Innenraum des Gebäudes auf verschiedene Arten passieren. Freies Wasser, das in Kontakt mit der äußeren, Wasser absorbierenden Schicht 25 kommt, wird längs der oberen Oberfläche der ersten Membran 19 verteilt und zu den Öffnungen 21 in der ersten Membran geführt, wo das Wasser mit der dazwischen liegenden Schicht 18 in Kontakt kommen und von dieser absorbiert werden kann. Nun, wie durch Pfeil 26 angegeben, kann das Wasser durch Abziehen oder Kapillarwirkung zu den Öffnungen 21 in der zweiten Membran 22 geführt werden. So lange die relative Luftfeuchtigkeit von Luft in der Dachstruktur und folglich an den Öffnungen 21 in der ersten Membran 19 höher als in dem von den Gipsbauplatten 16 definierten Raum ist, diffundiert daher Wasserdampf auch durch die zweite Membran 22, wie durch Pfeil 27 in 2 angegeben. Falls die relative Luftfeuchtigkeit von Luft in der Dachstruktur unter die relative Luftfeuchtigkeit von Luft in dem Innenraum des Gebäudes abfällt, steigt jedoch der Dampfdiffusionswiderstand der zweiten Membran an, so dass nur unbedeutende Mengen an Feuchtigkeit in die von der Dachstruktur definierten Räume gelangen können.
4 veranschaulicht schematisch eine weitere Ausführungsform 15 der Wasserdampfsperre gemäß der Erfindung. Die Wasserdampfsperre 15 von 4 unterscheidet sich von der von 2 darin, dass die erste Membran 19 an der unteren Oberfläche der dazwischen liegenden Schicht 18 befestigt ist und die zweite Membran 22 an der oberen Oberfläche der dazwischen liegenden Schicht 18 befestigt ist, und darin, dass die erste Membran 19 als kontinuierliche Schicht ausgebildet ist, die sich über gesamte Länge der Dampfsperre erstreckt. Die erste Membran 19 umfasst Perforationen 28, die den Streifen 23 der zweiten Membran 22 gegenüberliegend angeordnet sind.
5 veranschaulicht schematisch eine weitere Ausführungsform 15 der Wasserdampfsperre. Die Wasserdampfsperre 15 von 5 unterscheidet sich von der von 2 darin, dass die erste Membran 19 an der unteren Oberfläche der dazwischen liegenden Schicht 18 befestigt ist und die zweite Membran 22 an der oberen Oberfläche der dazwischen liegenden Schicht 18 befestigt ist, und darin, dass die erste Membran 19 durch eine Anzahl paralleler Bänder oder Streifen 20 gebildet ist. Die Bänder oder Streifen 20 sind so gegenseitig transversal beabstandet, um dazwischen bandähnliche oder streifenähnliche Öffnungen 21 zu bilden, wobei die Öffnungen 21 gegenüber den Öffnungen 24 versetzt sind.
6 veranschaulicht schematisch eine weitere Ausführungsform 15 der Wasserdampfsperre. Die Wasserdampfsperre 15 von 6 unterscheidet sich von der von 2 darin, dass die zweite Membran 22 als kontinuierliche Schicht ausgebildet ist, die sich über gesamte Länge der Dampfsperre erstreckt. Die zweite Membran 22 umfasst Perforationen 29, die den Streifen 20 der ersten Membran 19 gegenüberliegend angeordnet sind.
7 veranschaulicht schematisch eine weitere Ausführungsform 15 der Wasserdampfsperre gemäß der Erfindung. Die Wasserdampfsperre 15 von 7 unterscheidet sich von der von 2 darin, dass die erste Membran 19 an der unteren Oberfläche der dazwischen liegenden Schicht 18 befestigt ist und die zweite Membran 22 an der oberen Oberfläche der dazwischen liegenden Schicht 18 befestigt ist, und darin, dass die ersten und zweiten Membrane 19, 22 als kontinuierliche Schichten ausgebildet sind, die sich über gesamte Länge der Dampfsperre erstrecken. Die erste Membran 19 umfasst Perforationen 28, die den Perforationen 29 der zweiten Membran 22 gegenüberliegend angeordnet sind.
8 veranschaulicht schematisch eine bevorzugte Ausführungsform 15 der Wasserdampfsperre gemäß der Erfindung. Die Wasserdampfsperre 15 von 8 unterscheidet sich von der von 2 darin, dass die Wasser absorbierende Schicht 25 von 4 entfernt ist, und darin, dass die zweite Membran 22 einen kleineren Teil der oberen Oberfläche der Dampfsperre darstellt, um dadurch eine hinsichtlich Dampf offenere Sperre zu erhalten. Die erste Membran 19 umfasst Perforationen 28, die den Streifen 23 der zweiten Membran gegenüberliegend angeordnet sind. Die größere Offenheit der Sperre sorgt dafür, dass der Transport von Dampf in einer Richtung von der zweiten Membran 22 zu der ersten Membran 19 vorherrscht, wobei dadurch ein gerichteterer Transport des Dampfs oder Wassers in der Dampfsperre erreicht wird.
Es sollte verständlich sein, dass die Wasserdampfsperre gemäß der Erfindung auch in Verbindung mit anderen Teilen von Gebäuden, wie z. B. Wand- oder Dachstrukturen, verwendet werden kann. Da die Wasserdampfsperre gemäß der Erfindung ermöglicht, dass Feuchtigkeit von der inneren zu der äußeren Seite nicht nur durch Kapillarwirkung, sondern auch durch Diffusion hindurch gehen kann, ist die Wasserdampfsperre gemäß der Erfindung viel wirksamer als ähnliche bekannte Wasserdampfsperren.

Claims

Wasserdampfsperre (15), mit einer ersten Wasser undurchlässigen Membran (19) mit einer Mehrzahl erster, darin definierter, Durchgangsöffnungen (21, 28), einer zweiten Wasser undurchlässige Membran (22), die gegenüber der ersten Membran (19) angeordnet ist, Wasser absorbierendem Material (18), das in einem oder mehreren, zwischen der ersten und der zweiten Membran (19, 22) definierten Hohlräumen angeordnet ist, und dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Teil der zweiten Membran (22) aus einem Material hergestellt ist, das eine Wasserdampfdiffusionswiderstand aufweist, der sich in Abhängigkeit von der relativen Feuchtigkeit von in Kontakt damit befindlichen Luft ändert, so dass der Wasserdampfdiffusionswiderstand vermindert wird, wenn die relative Luftfeuchtigkeit zunimmt, und umgekehrt.
Dampfsperre gemäß Anspruch 1, wobei eine Mehrzahl zweiter Durchgangsöffnungen (24, 29) in der zweiten Membran (22) gebildet sind, und wobei jeder der Hohlräume die ersten Öffnungen (21, 28) und die zweiten Öffnungen (24, 29) miteinander verbindet.
Dampfsperre gemäß Anspruch 2, wobei die ersten Durchgangsöffnungen (21, 28) gegenüber den zweiten Durchgangsöffnungen (24, 29) versetzt sind.
Dampfsperre gemäß einem der Ansprüche 1–3, wobei die erste Membran (19) im wesentlichen gegenüber Wasserdampf undurchlässig ist.
Dampfsperre gemäß einem der Ansprüche 1–4, wobei die erste und die zweite Membran (19, 22) mit gegenüberliegenden Seiten des Wasser absorbierenden Materials verbunden sind, welches in der Form einer dazwischen liegenden Schicht (18) vorliegt.
Dampfsperre gemäß Anspruch 5, wobei entweder die zweiten Durchgangsöffnungen (24, 29) einen wesentlich größeren Bereich der Oberfläche des Wasser absorbierenden Materials bedecken als die ersten Durchgangsöffnungen (21, 28), wobei der Dampftransport in der Dampfsperre in einer Richtung von der zweiten Membran zur ersten Membran überwiegt, oder die ersten Durchgangsöffnungen (21, 28) einen wesentlich größeren Bereich der Oberfläche des Wasser absorbierenden Materials überdecken als die zweiten Durchgangsöffnungen (24, 29), wobei der Dampftransport in der Dampfsperre in einer Richtung von der ersten Membran zur zweiten Membran überwiegt.
Dampfsperre gemäß Anspruch 5 oder 6, wobei die Dicke der dazwischen liegenden Schicht (18) des Wasser absorbierenden Materials 0,2–1,5 mm beträgt.
Dampfsperre gemäß einem der Ansprüche 5–7, wobei die dazwischen liegende Schicht (18) Wasser absorbierenden Materials ein faserförmiges Kunststoffmaterial mit Fasern ist, die einen hydrophoben Faserkern aufweisen.
Dampfsperre gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Wasserdampfdiffusionswiderstand der ersten Membran (19) zu einer Luftsäule von 10–100 m bei jeder relativen Feuchtigkeit von damit in Berührung befindlichen Luft äquivalent ist.
Dampfsperre gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die erste Membran ein Film oder eine Folie (19) ist.
Dampfsperre gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die erste Membran (19) aus Kunststoff oder metallischem Material hergestellt ist.
Dampfsperre gemäß Anspruch 11, wobei die erste Membran (19) aus Polyethylen oder Polypropylen hergestellt ist.
Dampfsperre gemäß Anspruch 12, wobei die erste Membran (19) aus einem Polyethylenfilm besteht, der ein Gewicht von 20–100 g/m², vorzugsweise 30–80 g/m², aufweist.
Dampfsperre gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Wasserdampfdiffusionswiderstand der zweiten Membran (22) zu wenigstens 2 m Luftsäule bei relativer Feuchtigkeit von 20–50 % und zu weniger als 1 m Luftsäule bei relativer Feuchtigkeit von 60–100 % von mit der Membran in Berührung befindlichen Luft äquivalent ist.
Dampfsperre gemäß Anspruch 14, wobei der Wasserdampfdiftusionswiderstand der zweiten Membran (22) bei einer relativen Luftfeuchtigkeit von 20–50 % zu wenigstens 5 m Luftsäule äquivalent ist.
Dampfsperre gemäß Anspruch 14 oder 15, wobei der Wasserdampfdiffusionswiderstand der zweiten Membran (22) zu weniger als 0,5 m Luftsäule, vorzugsweise etwa 0,1 m oder weniger, bei einer relativen Feuchtigkeit von 60–100 % von in Berührung mit der Membran befindlichen Luft äquivalent ist.
Dampfsperre gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei wenigstens ein Teil der zweiten Membran (22) aus wenigstens einem Material hergestellt ist, welches aus der Gruppe gewählt ist, die Polyamid, Ethylen-Vinylalkohol-Copolymer, Polyvinylalkohol, Polyurethan, Proteinderivate, Methylzellulose, Zellophan, Leinsamenöl-Alkyd und Knochenleim umfaßt.
Dampfsperre gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, zusätzlich eine Feuchtigkeit verteilende äußere Schicht (25) Wasser absorbierenden Materials aufweisend, die mit der äußeren Fläche der ersten Membran (19) oder der zweiten Membran (22) verbunden ist.
Dampfsperre gemäß Anspruch 18, wobei die äußere Schicht (25) Wasser absorbierenden Materials ein faserförmiges filzähnliches Material ist.
Dampfsperre gemäß Anspruch 19, wobei die Dicke der äußeren Schicht (25) Wasser absorbierenden Materials weniger als 0,5 mm, vorzugsweise etwa 0,1 mm beträgt.
Dampfsperre gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die erste Membran (19) aus gegenseitig parallelen, transversal mit Abstand angeordneten, ersten Bändern (20) gebildet ist, und die ersten Durchgangsöffnungen (21) zwischen den benachbarten ersten Bänder (20) definiert sind.
Dampfsperre gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die zweite Membran (22) aus gegenseitig parallel, transversal mit Abstand angeordneten, zweiten Bändern (23) gebildet wird, und die zweiten durchgängigen Öffnungen (24) zwischen den benachbarten zweiten Bänder (23) definiert sind.
Dampfsperre gemäß einem der Ansprüche 2–22, wobei der Mindestabstand zwischen den ersten und zweiten Öffnungen (21, 24), die in den ersten bzw. zweiten Membranen (19, 22) definiert sind, etwa 20 mm beträgt.
Dampfsperre gemäß Anspruch 22, wobei jedes der zweiten Bänder (23) eine Breite aufweist, die größer ist als die Breite eines entsprechenden Raums (21) zwischen benachbarten ersten Bänder (20), und dieser Raum sowie benachbarte Randbereiche der benachbarten ersten Bänder überlappt.
Dampfsperre gemäß Anspruch 24, wobei die maximale transversale Überlappung der Randbereiche der benachbarten ersten Bänder (20) 100 mm beträgt.
Dampfsperre gemäß Anspruch 25, wobei die maximale transversale Überlappung 70 mm beträgt.
Dampfsperre gemäß einem der Ansprüche 21–26 und in der Form eines gewebeartigen Materials, wobei sich die parallelen bandförmigen Öffnungen (21, 24) in der Längsrichtung des gewebeartigen Materials erstrecken.
Verfahren zur Herstellung einer Wasserdampfsperre, wobei das Verfahren folgendes umfasst: Bilden einer länglichen Schicht (18) aus Wasser absorbierendem faserigen Material, Anbringen einer Mehrzahl transversal beabstandeter, paralleler erster Bänder (20) eines Wasser undurchlässigen Membranmaterials auf einer ersten Seitenoberfläche der Schicht (18) Wasser absorbierenden faserigen Materials (18), und Anbringen, auf einer gegenüberliegenden, zweiten Seitenoberfläche der Schicht (18) Wasser absorbierenden, faserigen Materials, einer Mehrzahl transversal beabstandeter, paralleler zweiter Bänder (23), von welchen wenigstens einige aus einem zweiten Membranmaterial hergestellt sind, welches vom Typ ist, der einen Wasserdampfdiffusionswiderstand aufweist, der sich in Abhängigkeit von der relativen Feuchtigkeit von in Kontakt damit befindlichen Luft ändert, wobei jedes der zweiten Bänder (23) eine Breite aufweist, die größer ist als ein entsprechender Raum (21) zwischen benachbarten ersten Bänder (20) und so angebracht wird, dass er den Raum zwischen den benachbarten ersten Bändern und benachbarten Randbereichen der benachbarten ersten Bänder überlappt.
Verfahren gemäß Anspruch 28, wobei das erste Membranmaterial im Wesentlichen Wasserdampf undurchlässig ist.
Verfahren gemäß Anspruch 28 oder 29, wobei wenigstens einige der ersten und zweiten Bänder (20, 23) Filme oder Folien sind, die auf den Seitenoberflächen der Schicht (18) des Wasser absorbierenden faserförmigen Materials angeklebt sind.
Verfahren gemäß Anspruch 29 oder 30, wobei die ersten Bänder (20) Filme oder Folien aus Polyethylen sind, die mit thermoplastischen Fasern der Schicht (18) des Wasser absorbierenden Materials durch Erwärmen und Schmelzen verbunden sind.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 28–31, wobei wenigstens einige der zweiten Bänder (23) an der Schicht (18) des Wasser absorbierenden Materials mit einem Klebstoff befestigt sind.
Verfahren gemäß Anspruch 32, wobei netzförmige Bänder eines geeigneten Polymerklebstoffs zwischen den zweiten Bändern (23) und der Schicht des Wasser absorbierenden Materials angeordnet sind.