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Wärmeisoliertes Gebäudedach Die Erfindung bezieht_ sich auf
Gebäudedächer, die aus einem wärmeislierenden Material und einer Außenschicht aus
einem im wesentlichen wasserundurchlässigen. Stoff bestehen.
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Bei solchen Dächern soll die Deckschicht, die in erster Linie aus
einer oder mehreren Schichten Asphalt u_ nd gegebenenfalls Pappe besteht, das Eindringen
von Regenwasser u. dgl. in das w ürmeisolierende Material verhindern. Dennoch ist
die wasserdichte Deckschicht die Ursache, weshalb die Isolation bei bisher bekannten
Konstruktionen: Feuchtigkeit in solchem Ausmaß enthalten kann, daß ihre Isolierfähigkeit
bedeutend verschlechtert wird, z. B. bei porösem Isolationsmaterial. Ferner kann
die Isolation durch Korrosion oder Fäulnis erheblichen Schaden nehmen.
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In den Zeichnungen ist die Fig. i ein Diagramm, auf dem die Abszisse
einen Ouerschnitt durch ein Dach angibt, das aus einer Isolationsschicht A und einer
dichten Deckschicht B zusammengesetzt ist. Längs der Ordinate ist eine Dampfdruckkurve
C aufgezeichnet, die einem gegebenen Temperaturgefälle durch das Dach in der Richtung
vom Inneren des Gebäudes zur Außenluft entspricht. Die Luft, die aus dem Gebäudeinneren
in die Isolation diffundiert, hat einen absoluten Feuchtigkeitsgehalt, z. B. laut
dem Punkt D, der weit unterhalb des entsprechenden Punktes auf der Dampfdruckkurve
C gelegen ist, d. h. in dem Teil der Isolationsschicht A, der dem Gebäudeinneren
am nächsten liegt, ist die Luft nicht mit Wasserdampf gesättigt. Wäre nun die Deckschicht
B nicht vorhanden, so würde der Dampfdruck in der Isolationsschicht A der Kurve
E folgen. Diese liegt unter der Dampf druckkurve C und berührt oder schneidet diese
allenfalls erst in dem Teil der Isolationsschicht, die der Außenluft
am
nächsten liegt. Dies bedeutet, daß ein Niederschlag von Feuchtigkeit nur in diesem
Teil, also in begrenztem Umfang, stattfinden kann. Eine Verbesserung läßt sich dadurch
erzielen, daß man eine wasserdichte Schicht G auf der Innenseite der Isolationsschicht
A anbringt. Der Dampfdruck fällt dann auf der Innenseite der Isolation bis
zu dem Punkt H und liegt dann:, wie die Kurve I ausweist, auf der
ganzen Strecke .unter der Dampfdruckkurve C.
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Die dichte Außenschicht B, die bei einem Dach unerläßlich ist, hat
aber zur Folge, daß der absolute Dampfdruck der Kurve K folgt, die sehr schnell
die Dampfdruckkurve C trifft. Die Schicht B bildet eine Sperre für die Difttsion
der Feuchtigkeit, so daß in der Isolationsschicht praktisch genommen kein Druckfall
eintritt. Der Dampf druckunterschied zwischen dem gedachten Kurventeil K' und der
Dampf -druckkurve C ist groß, und dies bedeutet, daß ein starker Feuchtigkeitsniederschlag
stattfindet. Ein Niederschlag dieser :Größenordnung 1;ä5f3t sich auch nicht durch
gleichzeitiges Anbringen der Innenschicht G vermeiden, weil diese nur den absoluten
Dampfdruck bis zum Punkt H senkt, von wo aus die Dampf druckkurve der Linie L folgt,
die ebenso wie die Kurve K praktisch genommen parallel zur Abszisse verläuft und
schnell die Kurve C schneidet.
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Wenn die Außentemperatur steigt oder das Dach der Sonnenbestrahlung
ausgesetzt ist, verdampft die im Innern der Isolation: eingeschlossene Feuchtigkeit
und verursacht einen, Druck auf die Deckschicht, so daß in dieser Ausbuchtungen
entstehen. Ferner kann die in der Deckschicht enthaltene Pappe in den Fugen aufgehen,
so daß für Regenwasser durchlässige Leckstellen entstehen. Man hat diese Erscheinung
Fehlern in der Struktur der Deckschicht zuschreiben wollen, aber die wahre Ursache
ist oft, wie gesagt, die Verdampfung von in der Isolation vorhandener Feuchtigkeit.
Aus dem Vorstehenden ist ersichtlich, daß die Verhältnisse in Dachkonstruktionen
anders beschaffen sind als beispielsweise in Wänden, die nicht in derselben Weise
wie das Dach der Einwirkung von Regen und Schnee ausgesetzt sind und deshalb keine
gleich dichte Außenschicht erfordern.
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Es ist an sich bekannt, in den die Isolation enthaltenden Wänden bei
Külhlräurnen u: dgl. Zwischenräume für kalte und daher relativ trockene Luft vorzusehen,
wobei diese Zwischenräume zu einem aus Luftsäulen verschiedener Temperatur und ungleichen
spezifischen Gewichts zusammengesetzten Zirkulationskreis gehören:. Dabei treten
aber keine Schwierigkeiten wie in dem oben dargestellten Fall auf. -Ein Dach muß
dagegen so beschaffen sein, daß seine Asphaltschicht äußeren Beanspruchungen widerstehen
kann, ohne Schaden zu nehmen. Dächer mit Asphaltbelag sind aber im allgemeinen waagerecht
oder nahezu waagerecht ausgeführt, und deswegen sind die für eine Luftumwälzung
der soeben. angedeuteten Art erforderlichen Zugsäulen nicht immer vorhanden.
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Die Erfindung bezweckt, eine Einrichtung an Hausdächern zu schaffen,
welche die den bisherigen Konstruktionen anhaftenden Nachteile beseitigt. Dies wird
im wesentlichen dadurch erreicht, daß in einem wärmeisolierten Gebäudedach mit ventilierenden
Luftschichten die äußere Dachhaut von einer Isolierungsschicht getragen wird und
die Entlüftung dieser Isolierungsschicht mittels einer Anzahl von mit der Isolierung
in Diffusionsverbindung stehenden, an beiden Seiten offenenDiffusionskanälen erfolgt,
die an einen Sammelkanal anschließen; dessen Luftquerschnitt größer ist als der
Querschnitt der angeschlossenen Diffusionskanäle, und mit einer die Durehströmung
der Luft durch die Diffusionskanäle fördernden Einrichtung, vorzugsweise mit einem
nach außen wärmeisolierten Schornstein, in Verbindung stehen.
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Die Erfindung ist weiter dadurch gekennzeichnet, daß die Isolation
vom Gebäudeinneren durch eine den Dampfdruck in der Isolation herabsetzende Schicht
mit niedriger Diffusionszahl für Wasserdampf getrennt ist.
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Gemäß der (Erfindung erhält die in die Isolation eindiffundierte Luft
einen Druck, der die Kurve E nach Fig. i nicht überschreitet, sondern eher unter
dieser liegt, je nachdem, wo und wie die Kanäle unter der oberen Deckschicht verlegt
sind. Falls eine Innenschicht G mit niedriger Diffusionszahl vorhanden ist, wird
der Dampfdruck in der Isolation so niedrig liegen wie, gemäß der Kurve M bei dem
in Fig. i angegebenen Beispiel.
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Die Erfindung ist in den Zeichnungen in mehreren Ausführungsformen
dargestellt.
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Fig. i zeigt, wie bereits erwähnt, ein Diagramm; Fig. z zeigt ein
Teilstück eines nach der Erfin" dung eingerichteten Daches in perspektivischer Ansicht;
Fig. 3 zeigt einen (Einzelteil in vergrößertem Maßstab und in Vertikalschnitt längs
der Linie III-III in Fig. 2; Fig.4 ist ein Schnitt längs der Linie IV-IV in Fig.
2 in vergrößertem Maßstab; Fig.5 zeigt in perspektivischer Ansicht einen Teil eines
nach einer modifizierten Ausführungsform der Erfindung eingerichteten Daches; Fig.
6 ist ein Vertikalschnitt längs der Linie VI-VI in Fig. 5; Fig. 7 und 8 zeigen 'Schnitte
durch Dächer mit Eihriehtung gemäß zweier weiterer modifizierter Ausführungsformen
der Erfindung; Fig. 9 zeigt in vergrößertem Maßstab einen zur Ausführungsform nach
Fig.8 gehörenden Einzelteil in perspektivischer Ansicht; Fig. io zeigt schließlich
noch einen Schnitt durch eine weitere Ausführungsform.
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In den Figuren sind einander entsprechende Teile mit denselben Bezugszeichen
bezeichnet.
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In der Zeichnung bezeichnet io Balken, die zu dem Traggerüst des Daches
gehören. Auf ihnen sind Platten 12 aus porösem oder sogenanntem Zellbeton aufgelegt,
die eine Länge von mehreren Metern haben können.
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Die Betonschicht ist mit einer wasserdichten Schicht 14 abgedeckt,
die in an sich bekannter Weise aus einer oder mehreren Lagen Asphalt nebst
imprägnierter
Pappe zusammengesetzt ist. Ferner ist das Dach auch auf der Innenseite mit einem
Belag oder einer Verkleidung 15 eines Materials versehen, das, wie z. B. Asphalt,
den Durchgang von Feuchtigkeit infolge Diffusion erschwert. Die Schicht 15 kann
dünner sein als die Schicht 1d., so daß sie geringeren Widerstand gegen Feuchtigkeitsdiffusion
bietet als letztere.
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Das Dach ist von Kanälen 16 durchzogen, die bei der Ausführung nach
Fig. 2 in den Isolationsplatten auf deren Oberseite ausgespart sind. Damit die Deckschicht
14 dort nicht von der Belastung und den Beanspruchungen, denen sie ausgesetzt ist.
beschädigt wird, können die Kanäle 16 nach außen von U-förmigen Schienen 18 abgeschlossen
sein. Die Kanäle 16 erstrecken sich von der Kante des Daches bis zum Firstbalken,
wo sie mit einem diesem folgenden Sammelkanal 2o in Verbindung stehen können; der
seinerseits, z. B. von einer äußeren Kappe 22 und einem inneren Schirm 23 (Fig.
4), begrenzt ist. Der Kanal 2o mündet zweckmäßig in einen Schornstein 24 passender
Länge. Die Kanäle 16 und 2o bilden ein zusammenhängendes System. das nur an den
Enden mit der Außenluft in Verbindung steht. .
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In den Kanälen 16 ist (zur Winterszeit, wo die Einrichtung nach der
Erfindung wirken soll) die Temperatur etwas höher als in der freien Außenluft. Andererseits
bildet der Schornstein 24 eine Luftsäule, in der die Temperatur höher ist als die
der Außenluft bzw. in der infolge der Strömungsverhältnisse im Schornstein ein niedrigerer
Druck herrscht als derjenige der Außenluft. Hierdurch wird eine Zirkulation von
Luft in den Kanälen hervorgerufen, und zwar in der von den Pfeilen an gedeuteten
Richtung. Die atmosphärische und daher kalte, relativ trockene Luft tritt in die
Kanäle 16 an der Dachkante ein, wird in diesen erwärmt und «-ird dadurch befähigt,
Feuchtigkeit aus den Isolationsplatten 12 zu absorbieren. Die Luft strömt dann zu
den Sammelkanälen 22 und zieht in den Schornstein 24. ab. Der Abstand zwischen den
Kanälen 16 wird bei dieser ebenso wie bei den übrigen Ausführungsformen so bernessen,
daß auch die zwischen ihnen gelegenen Teile der Isolationsplatten in gewünschtem
Umfang frei von Feuchtigkeit gehalten werden.
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Die Ausführungsform nach den Fig. 5 und 6 unterscheidet sich von der
vorbeschriebenen hauptsächlich dadurch, daß die Kanäle 16 ganz oberhalb der Isolationsplatten
12 verlaufen. Sie sind in der Weise ausgebildet, daß auf die Platten Latten, Leisten
25 od. dgl. aufgelegt sind, die so beschaffen oder angeordnet sind, daß sie zwischen
sich und den Platten Zwischenräume frei lassen. Die Kanäle 16 laufen nach oben in
Sammelkanäle; 2o aus, die in diesem Fall mit einer Leitung 26 in Verbindung stehen.
Diese Leitung 26 wird auf einem Teil ihrer Länge, z. B. vom Innern des Gebäudes,
beheizt und kann sich deshalb zunächst abwärts erstrecken und sich dann über das
Dach hinaus aufwärts, wie bei 28 angedeutet ist. Der Leitungsteil 28, der wärmeisoliert
sein kann, enthält demzufolge Luft genügend hoher Temperatur, um eine Luftzirkulation
gewünschter Intensität durch Kanäle 16, 2o entstehen zu lassen.
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Bei der Ausführungsform nach Fig. 7 sind die Ventilationskanäle in
das Innere der Isolationselemente bzw. der porösen Platten 12 verlegt und haben
daher die Form durchlaufender Rohrkanäle 30 in diesen. Die Rohrkanäle 30
liegen zweckmäßig in der sog. neutralen Schicht der Platten 12, damit sie deren
Vermögen, Biegungsmomente aufzunehmen, möglichst nicht beeinträchtigen. Die Rohrkan,ä,le
werden zweckmäßig dadurch gebildet, daß man vor dem Gießen der Platten Rohre aus
Pappe, Papier oder anderem eine Diffusion von. Feuchtigkeit zulassenden Werkstoff
in die Gießform einlegt.
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Bei der Ausführungsform nach den Fig. 8 und 9 sind die Platten 12
mit Armierungseisen 32 versehen, die in den unteren, Zugbeanspruchungen ausgesetzten
Teilen der Platten angebracht sind. Wie aus der Fig.9 ersichtlich, sind diese Armierungseisen
hohl und bilden somit durchlaufende Ventilationskanäle. Außerdem haben sie Schlitze
34 od. dgl., so daß ihr Inneres in unmittelbarer Verbindung mit den Isolationsplatten
steht. Um zu verhindern, daß beim Gießen der Platten Gießmasse in -die Armierungseisen
eindringt, können sie mit einer Papierschicht od. dgl. umgeben sein.
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Die Fig. io schließlich zeigt eine Ausführungsform, bei der auf die
Isolationsplatten 12 eine Platte aufgelegt ist, die aus einer ebenen Schicht 36
und einer gewellten Schicht 38 besteht. Die erstgenannte Schicht liegt zuunterst
und besteht aus Eternit oder einem anderen, die Diffusion von Feuchtigkeit zulassenden,
z. B. faserigen Werkstoff hinreichender Steifigkeit. Gegebenenfalls kann die Schicht
36 weggelassen werden. Die Schicht 38 kann aus Blech bestehen. Auf ihr ist eine
Schicht 4o von Zementmörtel od. dgl. angeordnet, die nach Erhärtung mit der Schicht
14 überdeckt worden ist. Die Kanäle 42 im Innern der Zwischenschicht 36, 38 dienen
als Durchströmkanäle für die das Dach ventilierende Luft. Andererseits stützt sich
die Schicht 4o an den Wellentälern der gewellten Schicht 38 unmittelbar auf die
Platten 12, so daß eine ausreichende Tragfähigkeit gewährleistet ist. Möglich ist
auch, Platten zu gießen, die auf der einen Seite durchlaufende Riefen aufweisen
und mit dieser gerieften Seite unmittelbar auf die Platten 12 aufgelegt werden.
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Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf die dargestellten Ausführungsformen
begrenzt, sondern. kann. im weitesten Sinne im Rahmen des ihr zugrunde liegendenLeitgedankens
abgewandelt werden. So können zwischen in größerem Abstand voneinander verlaufenden
Kanälen 16 OOuerkanäle vorgesehen sein. Die Kanäle lassen sich auch dadurch herstellen,
daß über die Dachfläche eine Lattenmatte ausgebreitet wird. In gewissen Fällen kann
es notwendig sein, die erforderliche Zirkulation von Trockenluft durch die Dachkanäle
durch ein Gebläse sicherzustellen. Auch in diesem Fall wird die Kraft, welche die
Luft in den Dachkanälen vorwärts treibt, größer, als wenn lediglich Luftsäulen
verschiedener
Temperatur und ungleichen spezifischen Gewichts einer dem Niveauunterschied des
Daches entsprechenden Höhe ausgenutzt werden würden. Statt der Schienen 18 können
bei auf der Oberseite der Platten 12 ausgesparten Kanälen Rohr aus Eternit oder
anderem, eine Feuchtigkeitsdiffusion zulassenden stabilen Werkstoff zur Anwendung
kommen. Die Leitung 26 kann in das Gebäude hinabgeführt werden; so daß in diesem
ein gegebenenfalls wärmeisolierter Schenkel vorhanden ist, in den Luft hinabströmt,
so lange sie noch kalt ist, während; die Luft in einem an jenen angeschlossenen
zweiten Schenkel bereits zur Aufwärmung gelangt ist. Die Zuggäule für die Ventilierung
kommt also in diesem Fall gänzlich oder fast gänzlich im Inneren des Gebäudes zustande.