EP0959190B1 - Wärmedämmelement - Google Patents

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EP0959190B1
EP0959190B1 EP99108797A EP99108797A EP0959190B1 EP 0959190 B1 EP0959190 B1 EP 0959190B1 EP 99108797 A EP99108797 A EP 99108797A EP 99108797 A EP99108797 A EP 99108797A EP 0959190 B1 EP0959190 B1 EP 0959190B1
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heat insulation
insulation element
core panel
element according
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Gerd-Rüdiger Dr.-Ing. Klose
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Deutsche Rockwool Mineralwoll GmbH and Co OHG
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Deutsche Rockwool Mineralwoll GmbH and Co OHG
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
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    • E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B1/00—Constructions in general; Structures which are not restricted either to walls, e.g. partitions, or floors or ceilings or roofs
    • E04B1/62—Insulation or other protection; Elements or use of specified material therefor
    • E04B1/74—Heat, sound or noise insulation, absorption, or reflection; Other building methods affording favourable thermal or acoustical conditions, e.g. accumulating of heat within walls
    • E04B1/76—Heat, sound or noise insulation, absorption, or reflection; Other building methods affording favourable thermal or acoustical conditions, e.g. accumulating of heat within walls specifically with respect to heat only
    • E04B1/78—Heat insulating elements
    • E04B1/80—Heat insulating elements slab-shaped
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04C—STRUCTURAL ELEMENTS; BUILDING MATERIALS
    • E04C2/00—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels
    • E04C2/02—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels characterised by specified materials
    • E04C2/26—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels characterised by specified materials composed of materials covered by two or more of groups E04C2/04, E04C2/08, E04C2/10 or of materials covered by one of these groups with a material not specified in one of the groups
    • E04C2/284—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels characterised by specified materials composed of materials covered by two or more of groups E04C2/04, E04C2/08, E04C2/10 or of materials covered by one of these groups with a material not specified in one of the groups at least one of the materials being insulating
    • E04C2/296—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels characterised by specified materials composed of materials covered by two or more of groups E04C2/04, E04C2/08, E04C2/10 or of materials covered by one of these groups with a material not specified in one of the groups at least one of the materials being insulating composed of insulating material and non-metallic or unspecified sheet-material
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
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    • E04B1/00—Constructions in general; Structures which are not restricted either to walls, e.g. partitions, or floors or ceilings or roofs
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    • E04B1/74—Heat, sound or noise insulation, absorption, or reflection; Other building methods affording favourable thermal or acoustical conditions, e.g. accumulating of heat within walls
    • E04B1/76—Heat, sound or noise insulation, absorption, or reflection; Other building methods affording favourable thermal or acoustical conditions, e.g. accumulating of heat within walls specifically with respect to heat only
    • E04B2001/7683—Fibrous blankets or panels characterised by the orientation of the fibres

Definitions

  • the invention relates to a thermal insulation element for the insulation of Flat roofs and sloping roofs.
  • thermal insulation elements are laid on flat roofs and flat-roofed roofs.
  • the material thicknesses of the thermal insulation elements installed on flat roofs and flat-roofed roofs have steadily increased as a result of legal requirements. These specifications serve to save heating energy.
  • the current level of required thermal insulation is defined by a heat transfer coefficient k D ⁇ 0.30 W / m 2 K.
  • predominantly mineral wool insulating materials are installed on flat or flat roofed roofs. These mineral wool insulating materials are applied essentially to load-bearing roof shells, which consist mostly of profile sheets for cost reasons.
  • the insulating materials must have sufficient bending tensile strength so that they can bridge the clear widths between the upper chords of the profile sheets or are sufficiently stable when projecting over a top chord.
  • the mineral wool insulating materials have densities of more than 120 kg / m 3 , with an average of about 145 kg / m 3 is achieved.
  • the basis weight is thus more than 18.9 kg / m 2 .
  • the use of large-sized elements with dimensions of 2 mx 1.2 m thus leads to a weight of more than 45 kg per element. Due to their weight, such elements lead to considerable loads on the craftsmen carrying out the laying.
  • the invention has for its object to provide a sufficiently stable, especially resistant to heat insulation element for the insulation of flat roofs and flat-inclined roofs, which due to a low density even with large-sized elements in a simple manner manageable and meets the non-combustibility requirements.
  • thermal insulation element which consists of a core plate with two large surfaces and disposed on the large surfaces cover layers of mineral wool fibers, the core plate consists of a deviating from the material of the outer layers material whose density is lower than the density of each Cover layer and wherein the cover layers are pressure-resistant in the direction of the surface normals of the large surfaces.
  • Such a trained thermal insulation element has the advantage that through the Use of a relatively lightweight core plate in conjunction with two pressure-resistant and fire-resistant cover layers elements with relatively low Weight can be created, which can therefore be handled in a simple manner are so that it can be dispensed with the laying of multiple layers.
  • the thermal insulation element according to the invention is therefore suitable for a Covering a flat roof or a flat-inclined roof with sufficiently large elements requiring fast flashing, i. in short Periods allows, so that the requirements in terms of Bridging the upper straps is met.
  • the core plate consists of a hard foam, such as expanded or extruded polystyrene, polyurethane or phenolic resin foam. These materials have a bulk density between 10 and 30 kg / m 3 , preferably between 15 and 20 kg / m 3 .
  • An 8 cm thick core plate with the dimensions 2 mx 1.2 m and a density of 30 kg / m 3 then weighs 5.76 kg and is easily handled even with applied cover layers, the cover layers the necessary compressive strength and fire resistance of the Provide thermal insulation element.
  • the cover layers are preferably non-positively connected to the core plate connected, wherein the bonding of the cover layers with the core plate as has proved advantageous.
  • cover layers comprise fibers which predominantly perpendicular to the large surfaces of the core plate are aligned.
  • the core plate made of hard foam prevents the Plates above the cavity between the top straps of the profile sheets during Passing or other burdens are punched.
  • the inventive Arrangement of the fibers in the outer layers leads to a higher Compressive strength or allows for a given compressive strength, the density to lower the mineral wool insulation boards as topcoats, resulting in significant cost reductions in the production of appropriate Heat insulation elements can be realized.
  • the Cover layers at least 2 cm, preferably 3 cm thick, so that a effective protection against a fire attack from above - flying fire and Radiant heat - as in a fire attack is achieved from below.
  • So formed cover layers can both an immediate Ignition as well as incineration prevented or significantly delayed become.
  • thermal decoupling of the outer layers made of mineral wool fibers from the core plate of hard foam which thermally conditional irreversible change of the expanded foam Polystyrene significantly reduced or prevented.
  • the cover layers are slightly laterally over the core plate out. It has proven to be advantageous in practice, the supernatant of Form layers in a range between 2 and 5 mm. Especially in combination with the large surfaces right-angled arrangement of the fibers of the outer layers gives the advantage since the supernatant of the cover layers is relatively compressible, a joint density Laying the thermal insulation elements to allow.
  • the drawing shows a thermal insulation element 1 for the insulation of Flat roofs and sloping roofs.
  • the thermal insulation element 1 consists of a core plate 2, which has two large surfaces 3 and 4. The large surfaces 3 and 4 are parallel to each other.
  • the Topcoats 5 consist of mineral wool insulating panels made of individual fibers are produced in a known manner. The fibers are in the drawing indicated by the reference numeral 6 and extend in the substantially at right angles to the large surfaces 3, 4 of the core plate 2.
  • the core plate 2 is made of a hard foam, such as expanded or extruded polystyrene, polyurethane or Phenolic foam.
  • the large surfaces 3, 4 of the core plate 2 are with the Cover layers 5 glued.
  • cover layers 5 slightly laterally over the Protect core plate 2, wherein the parallel aligned fibers a Flexibility of the cover layers 5 parallel to the large surfaces 3, 4 of Core plate 2 allow, whereas the cover layers 5 parallel to Surface normals of the surfaces 3, 4 have a high compressive strength.
  • a heat-insulating element 1 described above may consist, for example, of a polystyrene rigid foam plate as the core plate 2 with a material thickness of 8 cm and a bulk density of 20 kg / m 3 .
  • a material thickness of 8 cm and a bulk density of 20 kg / m 3 On this core plate 2, two cover layers of 3 cm thickness of mineral wool insulation boards are applied, which have a bulk density of 150 kg / m 3 .
  • the cover layers 5 are adhesively bonded to the core plate 2 with a weight of 1 kg / m 2 .
  • Such a thermal insulation element 1 has a basis weight of 11.6 kg / m 2 .
  • Compared to a conventional mineral wool insulation board with a standard basis weight of 20.6 kg / m 2 there is a 43% weight reduction, which means a substantial handling simplification.

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Description

Die Erfindung betrifft ein Wärmedämmelement für die Dämmung von Flachdächern und flachgeneigten Dächern.
Auf Flachdächern und flachgeneigten Dächern werden Wärmedämmelemente verlegt. Die Materialstärken der auf Flachdächern und flachgeneigten Dächern verlegten Wärmedämmelemente sind als Folge gesetzlicher Vorgaben ständig gestiegen. Diese Vorgaben dienen der Einsparung von Heizenergie. Das derzeitige Niveau der erforderlichen Wärmedämmung wird durch einen Wärmedurchlaßkoeffizienten kD≤ 0,30 W/m2 K definiert. Aus schallschutztechnischen Gründen und insbesondere aufgrund ihrer Nichtbrennbarkeit werden überwiegend Mineralwoll-Dämmstoffe auf flachen oder flachgeneigten Dächern eingebaut. Diese Mineralwoll-Dämmstoffe werden im wesentlichen auf tragenden Dachschalen aufgebracht, die aus Kostengründen zumeist aus Profilblechen bestehen. Die Dämmstoffe müssen eine ausreichende Biegezugfestigkeit aufweisen, damit sie die lichten Weiten zwischen den Obergurten der Profilbleche überbrücken können bzw. beim Auskragen über einen Obergurt ausreichend tragfähig sind. Um den Anforderungen nach DIN 18165, Teil 1 zu entsprechen, weisen die Mineralwolle-Dämmstoffe Rohdichten von mehr als 120 kg/m3 auf, wobei im Mittel ca. 145 kg/m3 erreicht wird. Bei einer Dämmstoffdicke von mehr als 13 cm beträgt das Flächengewicht somit mehr als 18,9 kg/m2. Die Verwendungen von großformatigen Elementen mit Abmessungen von 2 m x 1,2 m führt somit zu einem Gewicht von mehr als 45 kg pro Element. Derartige Elemente führen aufgrund ihres Gewichtes zu erheblichen Belastungen der die Verlegung ausführenden Handwerker.
Um die Verlegung von Wärmedämmelementen auf Flachdächern und flachgeneigten Dächern zu vereinfachen ist es bekannt, die Wärmedämmelemente in zwei Lagen zu verlegen. Diese Vorgehensweise hat aber den Nachteil, daß sie einen höheren Zeitaufwand bedarf und somit die Dachkonstruktion wesentlich verteuert. Weiterhin ist es nachteilig, daß bei dieser Vorgehensweise die Dicken der beiden Lagen nicht ausreicht, um die lichten Weiten zwischen den Obergurten sicher zu überbrücken. Hierbei ist darauf hinzuweisen, daß in den Flachdachrichtlinien Mindestdicken festgelegt sind. Für die in der Regel eingesetzten Großprofile mit einer lichten Weite zwischen den Obergurten von mehr als 150 mm beträgt die Mindestdicke der tragfähigen Mineralwolle-Dämmschicht 120 mm.
Darüber hinaus ist es nachteilig, daß das lose Aufeinanderlegen mehrerer Dämmstoffplatten bzw. -elemente nicht dazu führt, daß die erforderliche Biegefestigkeit erreicht wird.
Alternativ zu der voranstehend beschriebenen Vorgehensweise ist es bekannt, anstelle der relativ schweren Mineralwolle-Dämmstoffplatten Hartschaumplatten aus expandiertem oder extrudiertem Polystyrol, Polyurethan oder Phenolharzschaum einzusetzen. Zwar weisen diese Hartschaumplatten lediglich Rohdichten von 15 bis 20 kg/m3 auf, jedoch sind diese Platten brennbar und neigen unter dem Einfluß von hohen Temperaturen in dem Bauteil zu Formänderungen, wie irreversiblem Schrumpfen oder Schüsseln.
Ausgehend von nächstliegende Stand der Technik entsprechend WO-9 416 163 liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein ausreichend stabiles, insbesondere trittfestes Wärmedämmelement für die Dämmung von Flachdächern und flachgeneigten Dächern zu schaffen, welches aufgrund einer geringen Rohdichte selbst bei großformatigen Elementen in einfacher Weise handhabbar ist und die Anforderungen hinsichtlich der Nichtbrennbarkeit erfüllt.
Die Lösung dieser Aufgabe sieht ein Wärmedämmelement vor, welches aus einer Kernplatte mit zwei großen Oberflächen und auf den großen Oberflächen angeordneten Deckschichten aus Mineralwollfasern besteht, wobei die Kernplatte aus einem von dem Material der Deckschichten abweichenden Material besteht dessen Rohdichte geringer ist, als die Rohdichte jeder Deckschicht und wobei die Deckschichten in Richtung der Flächennormalen der großen Oberflächen druckfest sind.
Ein derart ausgebildetes Wärmedämmelement hat den Vorteil, daß durch die Verwendung einer relativ leichten Kernplatte in Verbindung mit zwei druckfesten und feuerresistenten Deckschichten Elemente mit relativ geringem Gewicht geschaffen werden, die demzufolge in einfacher Weise handhabbar sind, so daß auf das Verlegen von mehreren Schichten verzichtet werden kann. Das erfindungsgemäße Wärmedämmelement eignet sich demzufolge für eine Eindeckung eines Flachdaches bzw. eines flachgeneigten Daches mit ausreichend großen Elementen, die eine schnelle Eindeckung, d.h. in kurzen Zeiträumen ermöglicht, so daß auch die Anforderungen hinsichtlich der Überbrückung der Obergurte erfüllt wird.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, daß die Kernplatte aus einem Hartschaum, wie beispielsweise expandiertem oder extrudiertem Polystyrol, Polyurethan oder Phenolharzschaum besteht. Diese Materialien weisen eine Rohdichte zwischen 10 und 30 kg/m3, vorzugsweise zwischen 15 und 20 kg/m3 auf. Eine 8 cm dicke Kernplatte mit den Abmessungen 2 m x 1,2 m und einer Rohdichte von 30 kg/m3 wiegt dann demzufolge 5,76 kg und ist selbst mit aufgebrachten Deckschichten in einfacher Weise handhabbar, wobei die Deckschichten die notwendige Druckfestigkeit und Feuerbeständigkeit des Wärmedämmelementes bereitstellen.
Die Deckschichten sind vorzugsweise kraftschlüssig mit der Kernplatte verbunden, wobei sich das Verkleben der Deckschichten mit der Kernplatte als vorteilhaft erwiesen hat.
Weiterhin ist vorgesehen, daß die Deckschichten Fasern aufweisen, die überwiegend rechtwinklig zu den großen Oberflächen der Kernplatte ausgerichtet sind. Hierbei verhindert die Kernplatte aus Hartschaum, daß die Platten über dem Hohlraum zwischen den Obergurten der Profilbleche beim Begehen oder sonstigen Belastungen gestanzt werden. Die erfindungsgemäße Anordnung der Fasern in den Deckschichten führt zu einer höheren Druckfestigkeit oder erlaubt es bei vorgegebener Druckfestigkeit die Rohdichte der Mineralwolle-Dämmplatten als Deckschichten zu senken, wodurch sich erhebliche Kostenreduzierungen bei der Herstellung entsprechender Wärmedämmelemente realisieren lassen.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, daß die Deckschichten zumindest 2 cm, vorzugsweise 3 cm dick sind, so daß ein wirksamer Schutz gegen einen Brandangriff von oben - Flugfeuer und strahlende Wärme - als auch bei einem Brandangriff von unten erzielt wird. Mit derart ausgebildeten Deckschichten kann sowohl eine unmittelbare Entflammung als auch das Inbrandsetzen verhindert bzw. deutlich verzögert werden. Weiterhin kann durch die thermische Entkopplung der Deckschichten aus Mineralwollefasern von der Kernplatte aus Hartschaum die thermisch bedingte irreversible Fomänderung des Hartschaums aus expandiertem Polystyrol deutlich verringert bzw. verhindert werden.
Vorzugsweise stehen die Deckschichten seitlich geringfühig über die Kernplatte hervor. Es hat sich in der Praxis als vorteilhaft erwiesen, den Überstand der Deckschichten in einem Bereich zwischen 2 und 5 mm auszubilden. Insbesondere in Kombination mit der zu den großen Oberflächen rechtwinkligen Anordnung der Fasern der Deckschichten ergibt sich der Vorteil, da der Überstand der Deckschichten relativ kompressibel ist, eine fugendichte Verlegung der Wärmedämmelemente zu ermöglichen.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der zugehörigen Zeichnung, in der eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Wärmedämmelementes dargestellt ist.
Die Zeichnung zeigt ein Wärmedämmelement 1 für die Dämmung von Flachdächern und flachgeneigten Dächern. Das Wärmedämmelement 1 besteht aus einer Kernplatte 2, die zwei große Oberflächen 3 und 4 aufweist. Die großen Oberflächen 3 und 4 verlaufen parallel zueinander.
Auf jeder großen Oberflächen 3 und 4 ist eine Deckschicht 5 angeordnet. Die Deckschichten 5 bestehen aus Mineralwolledämmstoffplatten, die aus einzelnen Fasern in ansich bekannter Weise hergestellt sind. Die Fasern sind in der Zeichnung durch die Bezugsziffer 6 angedeutet und verlaufen im wesentlichen rechtwinklig zu den großen Oberflächen 3, 4 der Kernplatte 2.
Die Kernplatte 2 besteht aus einem Hartschaum, wie beispielsweise expandiertem oder extrudiertem Polystyrol, Polyurethan oder Phenolharzschaum. Die großen Oberflächen 3, 4 der Kernplatte 2 sind mit den Deckschichten 5 verklebt.
Es ist ferner zu erkennen, daß die Deckschichten 5 seitlich geringfügig über die Kernplatte 2 hervorstehen, wobei die parallel ausgerichteten Fasern eine Flexibilität der Deckschichten 5 parallel zu den großen Oberflächen 3, 4 der Kernplatte 2 erlauben, wohingegen die Deckschichten 5 parallel zur Flächennormalen der Oberflächen 3, 4 eine hohe Druckfestigkeit haben.
Ein voranstehend beschriebenes Wärmedämmelement 1 kann beispielsweise aus einer Polystyrol-Hartschaumplatte als Kernplatte 2 mit einer Materialstärke von 8 cm und einer Rohdichte von 20 kg/m3 bestehen. Auf diese Kernplatte 2 sind zwei Deckschichten von jeweils 3 cm Materialstärke aus Mineralwolle-Dämmplatten aufgebracht, die eine Rohdichte von 150 kg/m3 aufweisen. Die Deckschichten 5 werden mit einem Kleber auf die Kernplatte 2 aufgeklebt, der ein Gewicht von 1 kg/m2 aufweist. Ein derartiges Wärmedämmelement 1 hat ein Flächengewicht von 11,6 kg/m2. Im Vergleich zu einer üblichen Mineralwolle-Dämmplatte mit einem üblichen Flächengewicht von 20,6 kg/m2 ergibt sich eine 43 %ige Gewichtsverminderung, die eine wesentliche Handhabungsvereinfachung bedeutet.

Claims (9)

  1. Wärmedämmelement für die Dämmung von Flachdächern und flachgeneigten Dächern, bestehend aus einer Kernplatte (2) mit zwei großen Oberflächen (4, 5), und auf den großen Oberflächen (4, 5) angeordneten Deckschichten (5) aus Mineralwollefasern,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Kernplatte (2) aus einem von dem Material der Deckschichten (5) abweichenden Material besteht, dessen Rohdichte geringer ist, als die Rohdichte jeder Deckschicht (5) und dass die Deckschichten (5) in Richtung der Flächennormalen der großen Oberflächen (3, 4) druckfest sind.
  2. Wärmedämmelement nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Kernplatte (2) aus einem Hartschaum, wie beispielsweise expandiertem oder extrudiertem Polystyrol, Polyurethan oder Phenolharzschaum besteht.
  3. Wärmedämmelement nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Kernplatte (2) eine Rohdichte zwischen 10 und 30 kg/m3, vorzugsweise zwischen 15 und 20 kg/m3 aufweist.
  4. Wärmedämmelement nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Deckschichten (5) kraftschlüssig mit der Kernplatte (2) verbunden, insbesondere verklebt sind.
  5. Wärmedämmelement nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Deckschichten (5) Fasern (6) aufweisen, die überwiegend rechtwinklig zu den großen Oberflächen (3, 4) der Kernplatte (2) ausgerichtet sind.
  6. Wärmedämmelement nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Deckschichten (5) zumindest 2 cm, vorzugsweise 3 cm dick sind.
  7. Wärmedämmelement nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Deckschichten (5) seitlich geringfügig über die Kernplatte (2) hervorstehen.
  8. Wärmedämmelement nach Anspruch 7,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Deckschichten (5) zumindest in ihrem Randbereich parallel zu den großen Oberflächen (3, 4) flexibel sind.
  9. Wärmedämmelement nach Anspruch 7,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Deckschichten (5) 2 bis 5 mm über den Rand der Kernplatte (2) überstehen.
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EP0959190A2 EP0959190A2 (de) 1999-11-24
EP0959190A3 EP0959190A3 (de) 2000-02-23
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DE29808924U1 (de) 1998-09-03
DE59912514D1 (de) 2005-10-13
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