WO2010121580A1 - Vakuumdämmelement mit keramischen deckschichten zum einsatz in der gebäudehülle - Google Patents

Vakuumdämmelement mit keramischen deckschichten zum einsatz in der gebäudehülle Download PDF

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WO2010121580A1
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vacuum insulation
insulation element
cover layers
core
edge
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PCT/DE2009/000569
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Wolfgang Willems
Tanja Skottke
Kai Schild
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Technische Universität Dortmund
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    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L59/00—Thermal insulation in general
    • F16L59/06—Arrangements using an air layer or vacuum
    • F16L59/065—Arrangements using an air layer or vacuum using vacuum
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B17/00—Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres
    • B32B17/06—Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres comprising glass as the main or only constituent of a layer, next to another layer of a specific material
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • 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
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    • 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
    • E04B1/803—Heat insulating elements slab-shaped with vacuum spaces included in the slab
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    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B80/00—Architectural or constructional elements improving the thermal performance of buildings
    • Y02B80/10—Insulation, e.g. vacuum or aerogel insulation

Definitions

  • Vacuum insulation element with ceramic cover layers for use in the building envelope
  • the invention relates to a vacuum insulation element with cover layers of ceramic material according to the preamble of claim 1.
  • the vacuum insulation element listed there consist of a diffusion-tight envelope as possible, which is usually supported by internal high-quality insulation or scattered spacers.
  • the necessity of the required pressure body inside the vacuum insulation element results from the evacuation of the element, which leads to the fact that the shell is loaded with an external pressure of about 10 t / m 2 due to the ambient pressure and quasi pressed together.
  • the internal vacuum is required to significantly reduce the thermal conductivity of the entire element by suppressing heat conduction and convection in the interior.
  • Either the entire vacuum insulation element enclosing foils or, alternatively, two cover plates made of metal, plastic, glass or the like with a diffusion-proof adjoining edge bond serve as the shell.
  • the core material used is special insulation, which is usually very expensive and hard to come by.
  • the known VIS have with their outer layers of primarily stainless steel or metal in comparison to VIP a very high permeation resistance, even after strong thermal and mechanical and humidity stresses.
  • the decisive disadvantage here is the high thermal conductivity of the shell material, which leads to increased heat losses, especially when the edge compound consists of the same highly conductive material.
  • the thermal protection advantage of thermal bridge effects is almost eliminated here with small element dimensions. Consequently, in the case of the sandwich insulating elements based on metal or stainless steel cover plates, a material with a low heat conductivity should be preferred for the edge bond.
  • this edge material In order to be able to ensure the functionality of the element for the entire life cycle of a building, this edge material must also be diffusion-tight and connected to the cover layers accordingly.
  • films used in the edge region have a decreasing resistance under thermal and moisture stresses.
  • aluminum composite films and metals as an alternative have improved resistance to permeation, at the same time they lead to heat losses in the edge regions for the abovementioned reasons.
  • a double-walled insulating body of sheet metal cover layers in which a material of lower thermal conductivity in the form of a stiffening body with internal insulating material is used in the edge region.
  • the heat-insulating property of the insulating body is also improved in the edge region.
  • VIG are similar to the VIS.
  • Another disadvantage of these elements is the edge formation, which significantly reduces the actual high insulation standard.
  • An evacuated translucent multi-pane insulating glass basically generic type is known from DE 43 19 763 C2.
  • This document relates to a multi-pane insulating glass panel and is characterized in that there are one or more space between the panes which are filled with microporous and / or nanoporous infrared-coated, high-damping powder, in particular with aerospace gel powder.
  • As a cover layers low heat conductive glass is used, which is connected diffusion-tight with an edge bond.
  • This solution tends to thermal bridges in the edge regions (execution with a conventional spacer, sealed with isobutyl).
  • an insulating frame similar to a window frame is proposed, whose function, however, depends decisively on the choice of material and increases the dimensions of the panel.
  • a heat-insulating facade panel with a cover made of glass, metal, plastic or wood which has a filling of a foil-coated insulation board and a gas-tight edge bond.
  • a spacer is used as the edge bond as a rod-shaped profile made of a poorly heat-conductive, porous, but pressure-resistant material which is coated on the three sides not adjacent to the insulating board with a film impermeable to gas and water vapor and adhesively bonded to the cover.
  • a particular disadvantage of this solution is that the film seal of the rod-shaped profile is arranged on the outside of the facade panel and thus vulnerable to mechanical damage and, moreover, substances diffusing out of the rod-shaped profile can diffuse into the vacuum-provided interior of the facade panel. As a result, the vacuum is impaired within the facade panel and the insulation effect significantly worsened.
  • the solution of the object of the invention results from the characterizing features of claim 1 in conjunction with the features of Oberbeg- reiffes. Further advantageous embodiments of the invention will become apparent from the dependent claims.
  • the invention is based on a vacuum insulation element with cover layers of ceramic material, in particular glass cover layers, between which a support core and peripherally surrounding the area between the cover layers sealing edge composite elements are arranged.
  • Such a generic vacuum insulation element is further developed by virtue of the fact that a material which has a high mechanical load and cavities forms the support core, which transfers substantially the entire pressure load between the cover layers, and the marginal composite elements which are mechanically less resilient than the support core have a thermal effect in the edge region of the vacuum insulation element insulating core have, which is at least on the inner side facing the support core with high permeation resistance sealed relative to the support core.
  • the load transfer between the two outer layers of the Vakuumdämmelements due to the prevailing vacuum between the cover layers takes place primarily on the mechanically highly resilient support core, which is mechanically stable, in particular pressure-resistant and thus an unacceptable burden of fairly brittle cover layers of ceramic material, in particular made of glass or another ceramic material safely prevented.
  • the large-scale load transfer also allows relatively low specific surface pressures and thus correspondingly lower loadable support core materials than with only a few transfer points or small-area transfer surfaces.
  • edge composite elements instead of the usual, mechanically particularly rigid, but usually thermally unsatisfactory edge bonding elements, which have a thermally insulating core and thus significantly improve the heat transfer between the cover layers in the edge region of the Vakuumdämmelements .
  • edge composite elements with a thermally insulating core have, for example, an insulating material of low thermal conductivity, such as a fibrous material or an open-pored material.
  • the escape of such gaseous components of the thermally insulating core can not lead to an impairment of the vacuum of the Vakuumdämmelements and thus a reduction or even a loss of Dämm Anlagen the Vakuumdämmelements because the gaseous substances can escape to the outside of the Vakuumdämmelements into the environment.
  • the separation with high permeation resistance to the support core also reduces the risk that ambient air entering from outside the vacuum dam element may enter the interior of the vacuum damper element. This also ensures the long-term stability of the vacuum and thus the long-lasting function of the vacuum damping element.
  • the thermally insulating core of the edge composite elements is formed from a sandwich-like material structure.
  • the thermal insulation effect can be further improved, for example by incorporating or combining metal foils for reflecting heat radiation or highly porous substances into the thermally insulating core.
  • arrangement and dimensioning of the thermally insulating core can therefore be adapted to the particular need for reducing the heat transfer in the edge region of the Vakuumdämmelements.
  • the thermally insulating core is sealed by a film with high permeation resistance relative to the support core.
  • the edge composite elements have a insulating strip as thermally insulating core, a secure separation of the interior of the Vakuumdämmelements from the environment can also be done by the insulating strips are coated on all sides with the film with high permeation resistance.
  • the thermally insulating core with an insulating strip can be prefabricated in the form of a rectangular profile, for example, that is introduced during the production of Vakuumdämmelements between the outer layers and sealed with these sealing, for example.
  • the edge composite elements have a glass web or a glass profile as the thermally insulating core.
  • a glass web or glass profile may, in particular in a further filling of the cavities with an insulating material or an evacuation have a low thermal conductivity, whereby the heat balance of the entire Vakuumdämmelements can be maintained even in the edge region.
  • the processing and connection of the thus formed thermally insulating core to the cover layers due to the same or similar materials is particularly simple and durable.
  • the permeation resistance of the material ceramic or glass is already particularly high, even under severe thermal stress and / or humidity loads.
  • edge composite elements have a spacer of low thermal conductivity as a thermally insulating core.
  • spacers formed for example from plastic profiles can also be thermally optimized, for example in combination with additional insulating materials or the like.
  • the edge composite elements are sealed relative to the evacuated interior of the Vakuumdämmelements with a sealing film with high permeation resistance, which is set between the interior and the edge composite elements sealingly on the cover layers and / or the edge composite elements.
  • the sealing against the evacuated inner region of the Vakuumdämmelements by the inside of the thermally insulating core with the aid of the film can be done by bonding the film directly to the cover layers or interposing the film between outer layers and thermally insulating core and thus particularly simple and stable.
  • Another advantage of the vacuum insulation element according to the invention is that the edges of the cover layers form a edge-precise and tight connection of a vacuum insulation element to the cover layers of an adjacent vacuum insulation element.
  • a sealant layer is arranged on the edge composite elements on the outside and flush with the edges of the cover layers. Such a sealant layer can reliably seal the interior of the vacuum insulation element according to the invention against mechanical or fluidic influences, which can not be avoided due to the mounting location.
  • the cover layers are formed from a ceramic material or glass materials with reduced thermal conductivity.
  • the formation of the cover layers of ceramic material or glass which are also highly diffusion-tight and weather-resistant, also prevents premature aging of the Vakuumdämmelements, ie a premature increase in the thermal conductivity of the Vakuumdämmelements by penetrating into the evacuated area molecules.
  • the ceramic cover layers as well as the strong pressure-resistant support core enable a high mechanical strength, especially for large element dimensions.
  • cover layers can simply be made visually appealing, for example, dyed or provided with desired surface properties, such as the lotus effect, as a result of which the vacuum according to the invention umdämmimplantation can be used in particular as a visible facade elements use. It is advantageous here if the cover layers are opaque or translucent.
  • the material of the support core is formed from a material comprising fibers, wherein evacuable cavities are formed between the fibers.
  • Materials having such fibers are also very cost-effective to produce and process in the construction sector for insulation purposes and in relation to materials otherwise used for vacuum insulation elements.
  • fiber materials such as fiberglass insulation mats or rockwool mats or the like, which may have high insulating properties and mechanical stability that require function within the support core of the vacuum insulation element.
  • the support core made of a fibrous material has the advantage that the evacuation of the Vakuumdämmelements is not disturbed by the discharge of otherwise used powdery substances such as aerogels, which must be wrapped to avoid this effect previously consuming.
  • the material of the support core can be formed from open-celled foamed materials, in particular from an open-cell polyurethane.
  • open-celled foamed materials in particular from an open-cell polyurethane.
  • Such materials have high insulation values and at the same time sufficient mechanical long-term stability in order to be able to be used as material for the support core in the aforementioned sense.
  • a radiation shield significantly reduces the conductivity of the Vakuumdämmelements against thermal radiation or infrared radiation and thus increases the thermal insulation of the Vakuumdämmelements overall or reduces the heat loss through the radiation.
  • a radiation shield can be made of a metal foil or a metallized plastic film are formed, it is also conceivable that the radiation shield is formed of a stainless steel layer.
  • the at least one radiation shield is advantageously embedded in the support core such that it is arranged separated from the cover layers by material layers of the support core.
  • heat transfer between the cover layers can be reliably prevented by means of sections of the radiation screen adjoining the cover layers.
  • At least one evacuation flange is arranged in the region of the cover layers or in the area of the edge composite which is in fluid communication with the interior of the vacuum damping element and serves to evacuate the volume arranged between the cover layers.
  • the interiors of the vacuum insulation elements are accessible, so that the vacuum factory or subsequently introduced again or the vacuum can be increased again within the Vakuumdämmelements.
  • the vacuum insulation element is produced as a whole in a vacuum chamber.
  • FIG. 1 shows a first embodiment of the vacuum damping element according to the invention as a detail enlargement of a corner region and of a layer structure of the support core
  • FIG. 2 shows another embodiment of the vacuum damping element according to the invention according to FIG. 1 with a continuous single-layer supporting core, Figure 3a, 3b - the vacuum insulation element according to the invention according to Figure 1 in an overall view in the prepared state for mounting (Fig. 3a) and in the assembled state (Fig. 3b).
  • FIG. 1 shows the basic structure of the vacuum insulation element 6 according to the invention as a schematic detail enlargement of a corner region and of a layer structure of the support core 4.
  • the vacuum insulation element 6 is formed in this case from two cover layers 1 of substantially rectangular shape formed approximately from glass or ceramic material, which are arranged parallel and spaced from one another like two disks of a heat-bonding window.
  • These two cover layers 1 consist of e.g. from a glass with thermally optimized properties, ie in particular a correspondingly low thermal conductivity.
  • the two outer layers 1 thereby form the largest portion of the surface of the Vakuumdämmelements 6, whose properties are therefore also determined substantially by the properties of the outer layers 1 such as strength, resistance to environmental influences or the like.
  • a support core 4 is arranged, which advantageously consists of a fibrous material and wherein the support core 4 has a high proportion of voids in the form of pores, channels or the like., Thus, by pumping the air between the cover layers 1, a vacuum can.
  • the structure of the support core 4 is multi-layered in the figure 1, in the otherwise identical figure 2, however, designed in one layer.
  • the support core 4 of Figure 1 consists of a total of 5 layers, wherein adjacent to the cover layers 1 each one layer of the example, fibrous material is arranged.
  • two radiation screens 7 Adjacent to these layers 9 fibrous material and separated from another layer 9 fiber-containing material two radiation screens 7 are arranged parallel to the cover layers 1, which may for example consist of a metallized film or a thin metal layer and serve to increase the resistance of the Vakuumdämmelements 6 against radiation transmission , These radiation screens 7 extend essentially over the entire area of the interior of the vacuum damping element 6 subjected to the vacuum, without these radiation screens 7 extending into the edge region of the vacuum damping element 6 for thermal conduction reasons. All- The layer 9 of the support core 4 situated between the radiation screens is in fluid communication with the other layers 9 of the support core 4 through the radiation screens.
  • thermally insulated core 3 which is completely surrounded by a film, is arranged around the vacuum insulation element 6, which completely seals off the interior of the vacuum damping element 6 from the environment.
  • this thermally insulated core 3 is composed of sections at the edges of Vakuumdämmelements 6 together and the individual sections connected in a gas-tight manner not shown.
  • the thermally insulated core 3 consists of e.g. In a rectangular cross-section pressed insulation, which is coated with a gas-tight and provided with a high permeation resistance film. This coating preferably takes place on the surface facing the support core 4 in the assembled state, but can also enclose the entire thermally insulated core 3. This prevents that gaseous substances from this insulating material penetrate into the interior of the Vakuumdämmelements 6 and affect the vacuum introduced there.
  • the thermally insulated core 3 formed in this way is adhered in a gas-tight manner to the cover layers 1 with a sealant 5 and thus the composite of the vacuum insulation element 6 is formed.
  • a sealant 2 can be applied to the thermally insulated core 3, which causes additional protection of the thermally insulated core 3 against damage or environmental influences.
  • an evacuation flange 8 which can be provided in the region of the thermally insulated core 3 or in the region of one of the cover layers 1 on the vacuum insulation element 6 and which is in fluid communication with the interior of the Vakuumdämmelements 6.
  • an evacuation flange 8 By means of such an evacuation flange 8, the interior of the vacuum damping element 6 can be evacuated during production or also in the mounted state by pressure pump can be connected.
  • a subsequent application or increase of the vacuum in the vacuum insulation element 6 in the assembled state is conceivable.
  • Vakuumdämmelements 6 takes place in accordance with Figure 3, characterized in that the two outer layers 1 on both sides of the prepared composite of support core 4 and thermally insulated core 3 assigned and glued together. This can be done, for example, in a vacuum chamber, so that the vacuum insulation element 6 immediately leaves the vacuum chamber. Also a production under normal pressure conditions and a subsequent factory evacuation via the Evakuleitersflansch 8 is possible.
  • the vacuum insulation elements 6 according to the invention exceed the VIP and VIS available on the market from the point of view of heat protection due to the lower thermal conductivity of the cover layers 1 (glass or ceramic), the layered support core 4 optionally provided with radiation screens 7, and the minimized thermal bridge effects over the edge bond ,
  • the high thermal insulation standard of the vacuum insulation elements 6 according to the invention as a whole leads to low insulation thicknesses, which lead to Nutz vomen allows an architecturally high-quality appearance and professional design considerable energy savings compared to conventional insulation measures. This aspect is of particular interest against the backdrop of steadily increasing energy requirements and rising energy costs coupled with a high old building stock.
  • the vacuum insulation elements 6 according to the invention can also be used as load-bearing components.
  • thermally optimized, weather-resistant and mechanically loadable vacuum insulation elements 6 according to the invention can be used both hidden and visible as insulation elements in conventional facade constructions. They can be used in walls, ceilings and floors.
  • the advantages of the new evacuated, highly heat-insulating components benefit both the private builder and the contractor.
  • life cycle costs (energy costs) of a building can be achieved with the vacuum insulation elements 6 according to the invention. kept ring as well as costly follow-up measures avoided and expensive floor space, especially in large cities to be won.

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Vakuumdämmelement (6) mit Deckschichten (1) aus keramischem Material, insbesondere Glasdeckschichten, zwischen denen ein Stützkern (4) und randseitig umlaufend den Bereich zwischen den Deckschichten abdichtende Randverbundelemente (3) angeordnet sind. Bei einem derartigen Vakuumdämmelement (6) bildet ein mechanisch stark druckbelastbares und Hohlräume aufweisendes Material den Stützkem (4), der im wesentlichen die gesamte Druckbelastung zwischen den Deckschichten (1) überträgt, wobei die mechanisch geringer als der Stützkern (4) belastbaren Randverbundelemente (3) im Randbereich des Vakuumdämmelementes (6) einen thermisch isolierenden Kern (3) aufweisen, der zumindest auf der dem Stützkern (4) zugewandten Innenseite mit hohem Permeationswiderstand gegenüber dem Stützkern (4) abgedichtet getrennt ist.

Description

Vakuumdämmelement mit keramischen Deckschichten zum Einsatz in der Gebäudehülle
Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein Vakuumdämmelement mit Deckschichten aus keramischem Material gemäß Oberbegriff des Anspruches 1.
Derzeit sind hochwärmedämmende Vakuumdämmelemente zum Einsatz in der Gebäudehülle basierend auf einem innenliegenden Vakuum in Form von VIP (Vacuum Insulation Panels), VIS (Vacuum Insulating Sandwich) und VIG (Vacuum Insulation Glass) in ihrer groben Struktur (Hülle, innenliegendes Vakuum, gestützt durch Stütz- kern oder Abstandshalter) bereits auf dem Markt vorhanden.
Die dort aufgeführten Vakuumdämmelement bestehen aus einer möglichst diffusionsdichten Hülle, die in der Regel durch innenliegendes hochwertiges Dämmmaterial oder vereinzelte Abstandshalter gestützt wird. Die Notwendigkeit des erforderlichen Druckkörpers im Innern des Vakuumdämmelementes ergibt sich durch die Evakuie- rung des Elementes, die dazu führt, dass die Hülle mit einem Außendruck von ca. 10 t/m2 aufgrund des Umgebungsdrucks belastet und quasi zusammen gedrückt wird. Das innenliegende Vakuum ist jedoch erforderlich, um die Wärmeleitfähigkeit des gesamten Elementes durch die Unterdrückung von Wärmeleitung und Konvektion im Innern erheblich zu reduzieren. Als Hülle dienen entweder das ganze Vakuum- dämmelement umhüllende Folien oder alternativ zwei Deckplatten aus Metall, Kunststoff, Glas oder ähnlichem mit einem diffusionsdicht anschließenden Randverbund. Als Stützkernmaterial dienen Spezialdämmstoffe, die in der Regel sehr teuer und nur schwer zu bekommen sind. Dazu gehören beispielsweise: pyrogene Kieselsäure, Fällungskieselsäure, Aerogele oder auch offenzelliges Polyurethan. Einge- setzt werden diese Paneele entweder als Dämmsysteme in Form von VIP und VIS in der Gebäudehülle oder als Verglasung in Form von VIG. Das Aerogelpulver als Stützkernmaterial ist zudem nur schwer und teuer zu bekommen, da es kein bauübliches Material ist. Zudem ist eine Evakuierung des Aerogelpulver aufweisenden E- lementes aufgrund der geringen Bindung des Aerogelpulvers nur dann möglich, wenn das Aerogelpulver zuvor umhüllt oder ggf. gepresst wird. D.h. der Einsatz des pulverförmigen Stützkernmaterials ist mit kostenaufwendigem Mehraufwand verbunden.
Die Bedingung für den hohen Dämmstandard von Vakuumdämmelementen erfordert ein funktionierendes langanhaltendes Vakuum, was wiederum ein Hüllmaterial mit sehr hohem Permeationswiderstand und einer hohen Resistenz gegen thermische und mechanische Belastung erfordert. Nur dann kann für die Elemente die geringe Wärmeleitfähigkeit erreicht und für den gesamten Lebenszyklus gehalten werden. Diesen Anforderungen werden Folienhüllen (VIP, Randverbund vereinzelter Vakuumdämmelemente) jedoch nur schwer gerecht. Untersuchungen belegen, dass der Permeationswiderstand der Hüllfolien insbesondere unter thermischer Beanspruchung und Feuchte-Belastungen abnimmt. Zudem halten die Folien mechanischen Belastungen nicht lange bis gar nicht stand, so beispielsweise bei dem Kontakt mit spitzen Gegenständen. Eine dabei auftretende oder durch einen geringen Permeationswiderstand hervorgerufene Belüftung führt zu einem Anstieg des Innendrucks und damit auch zu einer steigenden Wärmeleitfähigkeit. Das Element verliert die hochdämmende Eigenschaft.
Zudem neigen diese Elemente aufgrund ihrer Hülle zu erhöhten Wärmebrückenef- fekten über den Randbereich insbesondere bei kleinen Elementabmessungen. Diese sind neben der hohen Wärmeleitfähigkeit des Hüllmaterials jedoch auch zurückzuführen auf die Randausbildung, die bei sehr vielen folienumhüllten Elementen aufgrund der erforderlichen Schweißlasche sehr uneben ist und in den Stoßbereichen zu Dämmschichtfehlstellen bzw. -Öffnungen führt. Bei sehr kleinen Elementabmes- sungen kann es Untersuchungen zur Folge aufgrund dessen sogar zu einer Aufhebung des wärmeschutztechnischen Vorteils kommen. Problematisch sind in dieser Hinsicht auch gegebenenfalls erforderlich werdende Durchdringungen der Elemente. Aussparungen - beispielsweise zum Zweck der Halterung - sind hier mit erheblichem kostenintensiven Mehraufwand verbunden.
Die bekannten VIS weisen mit ihren Deckschichten aus vornehmlich Edelstahl bzw. Metall im Vergleich zu VIP einen sehr hohen Permeationswiderstand auf, auch nach starker thermischer und mechanischer sowie Feuchte-Beanspruchungen. Der entscheidende Nachteil ist hier die hohe Wärmeleitfähigkeit des Hüllmaterials, die zu erhöhten Wärmeverlusten führt, insbesondere wenn der Randverbund aus dem gleichen hoch leitenden Material besteht. Schneller noch als bei den VIP wird hier bei kleinen Elementabmessungen der wärmeschutztechnische Vorteil durch Wärmebrückeneffekte nahezu aufgehoben. Bei den auf Deckplatten aus Metall oder Edelstahl basierenden Sandwichdämmelementen sollte für den Randverbund folglich ein Material mit geringer Wärmeleitfähigkeit bevorzugt werden. Um die Funktionalität des Elementes für den gesamten Lebenszyklus eines Gebäudes gewährleisten zu kön- nen, muss dieses Randmaterial zudem diffusionsdicht sein und entsprechend an die Deckschichten angeschlossen werden. Bisher verwendete Folien im Randbereich weisen unter thermischen und Feuchte-Beanspruchungen jedoch eine abnehmende Resistenz auf. Aluminiumverbundfolien sowie Metalle als Alternative verfügen zwar über einen verbesserten Permeationswiderstand, führen jedoch gleichzeitig aus den oben genannten Gründen zu Wärmeverlusten in den Randbereichen.
Aus der DE 100 00 260 C1 ist ein doppelwandiger Isolierkörper aus Blechdeckschichten bekannt, bei dem im Randbereich ein Material geringerer Wärmeleitfähigkeit in Form eines Versteifungskörpers mit innenliegendem Isoliermaterial benutzt wird. Hierdurch wird auch im Randbereich die Wärmedämmeigenschaft des Isolier- körpers verbessert.
VIG sind ähnlich den VIS aufgebaut. Es gibt hier zwei Deckschichten aus Glas und einen diffusionsdicht anschließenden Randverbund. Anstelle eines Stützkerns werden hier jedoch in der Regel Abstandshalter eingesetzt, um die Transparenz der aus Glas bestehenden Scheiben zu erhalten. Von Nachteil ist auch bei diesen Elemen- ten die Randausbildung, die den eigentlichen hohen Dämmstandard bedeutend abschwächt.
Ein evakuiertes lichtdurchlässiges Mehrscheibenisolierglas grundsätzlich gattungsgemäßer Art ist aus der DE 43 19 763 C2 bekannt. Diese Schrift bezieht sich auf ein Mehrscheiben-Isolierglas-Paneel und ist dadurch gekennzeichnet, dass es ein oder mehrere Scheibenzwischenräume gibt, die mit mikroporösem und/oder nanoporö- sem infrarotgetrübtem, hochdämmendem Pulver gefüllt sind, insbesondere mit Aero- gelpulver. Als Deckschichten wird gering Wärme leitendes Glas eingesetzt, das diffusionsdicht mit einem Randverbund verbunden ist. Die Anforderungen an das Material bzw. die Art des Randverbundes dieser Paneele werden in der Schrift nicht ausführlich erläutert. Auch neigt diese Lösung zu Wärmebrücken in den Randbereichen (Ausführung mit einem üblichen Abstandshalter, abgedichtet mit Isobutyl). Als Lösung hierfür wird ein isolierender Rahmen ähnlich einem Fensterrahmen vorgeschlagen, dessen Funktion jedoch entscheidend von der Materialwahl abhängig ist und die Abmessungen des Paneels erhöht.
Aus der DE 101 19 635 A1 ist ein Wärme dämmendes Fassadenpaneel mit einer Abdeckung aus Glas, Metall, Kunststoff oder Holz bekannt, das eine Füllung aus einer folienumhüllten Dämmplatte und einen gasdichten Randverbund aufweist. Hierbei wird als Randverbund ein Abstandshalter als stangenförmiges Profil aus einem schlecht Wärme leitenden, porösen, aber druckfesten Material benutzt, das an den drei nicht an die Dämmplatte angrenzenden Seiten mit einer für Gas und Wasser- dampf undurchlässigen Folie beschichtet und gegenüber der Abdeckung verklebt ist. Nachteilig an dieser Lösung ist insbesondere, dass die Foliendichtung des stangen- förmigen Profils außenliegend des Fassadenpaneels und damit verletzlich gegenüber mechanischen Beschädigungen angeordnet ist und zudem aus dem stangen- förmigen Profil ausgasende Substanzen in das mit Vakuum versehene Innere des Fassadenpaneels hinein diffundieren kann. Hierdurch wird das Vakuum innerhalb des Fassadenpaneels beeinträchtigt und die Dämmwirkung dadurch entscheidend verschlechtert.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Vakuumdämmelement mit Deckschichten aus keramischem Material derart weiter zu entwickeln, dass einer- seits die Verarbeitung bei der Herstellung wesentlich vereinfacht und preiswerter und zum anderen die Langzeitstabilität des in dem Vakuumdämmelement eingeschlossenen Vakuums über lange Zeit gesichert wird.
Die Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe ergibt sich aus den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 in Zusammenwirken mit den Merkmalen des Oberbeg- riffes. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. Die Erfindung geht aus von einem Vakuumdämmelement mit Deckschichten aus keramischem Material, insbesondere Glasdeckschichten, zwischen denen ein Stützkern und randseitig umlaufend den Bereich zwischen den Deckschichten abdichtende Randverbundelemente angeordnet sind. Ein derartiges gattungsgemäßes Vaku- umdämmelement wird dadurch weiter entwickelt, dass ein mechanisch stark druckbelastbares und Hohlräume aufweisendes Material den Stützkern bildet, der im wesentlichen die gesamte Druckbelastung zwischen den Deckschichten überträgt, und die mechanisch geringer als der Stützkern belastbaren Randverbundelemente im Randbereich des Vakuumdämmelementes einen thermisch isolierenden Kern auf- weisen, der zumindest auf der dem Stützkern zugewandten Innenseite mit hohem Permeationswiderstand gegenüber dem Stützkern abgedichtet getrennt ist.
Die Lastübertragung zwischen den beiden Deckschichten des Vakuumdämmelements aufgrund des zwischen den Deckschichten herrschenden Vakuums erfolgt hierbei vornehmlich über den mechanisch hoch belastbaren Stützkern, der dafür in sich mechanisch stabil, insbesondere druckstabil ausgebildet ist und damit eine unzulässige Belastung der recht spröden Deckschichten aus keramischem Material, insbesondere aus Glas oder einem anderen keramischen Material sicher verhindert. Die großflächige Lastabtragung ermöglicht zudem relativ geringe spezifische Flächenpressungen und damit entsprechend geringer belastbare Stützkernmaterialien als bei nur wenigen Übertragungspunkten oder kleinflächigen Übertragungsflächen. Damit sind aber besondere Festigkeitsanforderungen an die Randverbundelemente nicht mehr erforderlich, wie dies etwa bei herkömmlichen VIG aufgrund der geforderten Durchsichtigkeit der Deckschichten unvermeidlich ist. Dies kann nun dazu genutzt werden, anstelle der sonst üblichen, mechanisch besonders starren, dadurch aber in der Regel thermisch nicht befriedigenden Randverbundelemente thermisch optimierte Randverbundelemente vorzusehen, die einen thermisch isolierenden Kern aufweisen und damit die Wärmeübertragung zwischen den Deckschichten auch im Randbereich des Vakuumdämmelements wesentlich verbessern. Derartige Randverbundelemente mit einem thermisch isolierenden Kern weisen beispielsweise ei- nen Dämmstoff geringer Wärmeleitfähigkeit wie etwa einem faserhaltigen Material oder einem offenporigen Material auf. Der Nachteil derartiger Randverbundelemente mit einem thermisch isolierenden Kern, nämlich die Möglichkeit eines Austretens von insbesondere gasförmigen Substanzen aus dem thermisch isolierenden Kern in das Innere des Vakuumdämmelements, die aufgrund der im Einsatz ständig wechselnden Umgebungsbedingungen und der langen Verweilzeiten des Vakuumdämmelements nicht ausgeschlossen werden können, wird dadurch entgegen getreten, dass der Kern zumindest auf der dem Stützkern zugewandten Innenseite mit hohem Per- meationswiderstand gegenüber dem Stützkern abgedichtet und von diesem Kern fluiddicht getrennt ist. Hierdurch kann das Austreten derartiger gasförmiger Bestandteile des thermisch isolierenden Kerns nicht zu einer Beeinträchtigung des Vakuums des Vakuumdämmelements und damit einer Verringerung oder sogar einem Verlust der Dämmwirkung des Vakuumdämmelements führen, da die gasförmigen Substanzen nach außerhalb des Vakuumdämmelements in die Umgebung entweichen können. Zudem verringert die Trennung mit hohem Permeationswiderstand gegenüber dem Stützkern auch die Gefahr, dass von außerhalb des Vakuumdämmelements eindringende Umgebungsluft in das Innere des Vakuumdämmelements eintreten kann. Auch hierdurch wird die Langzeitstabilität des Vakuums und damit die langdauernde Funktion des Vakuumdämmelements gesichert.
Von weiterem Vorteil ist es, wenn der thermisch isolierende Kern der Randverbundelemente aus einem sandwichartigen Materialaufbau gebildet ist. Durch die Verwendung unterschiedlicher und in ihren Eigenschaften miteinander kombinierter Schich- ten oder Materialien kann die Wärmedämmwirkung weiter verbessert werden, etwa indem Metallfolien zur Reflektion von Wärmestrahlung oder hochporöse Substanzen in den thermisch isolierenden Kern mit eingebracht oder mit diesem kombiniert werden. Durch Kombination, Anordnung und Dimensionierung kann der thermisch isolierende Kern daher an den jeweiligen Bedarf zur Reduzierung der Wärmeübertragung auch im Randbereich des Vakuumdämmelements angepasst werden.
In einer ersten Ausgestaltung ist es denkbar, dass der thermisch isolierende Kern von einer Folie mit hohem Permeationswiderstand gegenüber dem Stützkern abgedichtet ist. Insbesondere, wenn die Randverbundelemente als thermisch isolierenden Kern einen Dämmstoffstreifen aufweisen, kann eine sichere Trennung des Innen- raums des Vakuumdämmelements von der Umgebung auch dadurch erfolgen, dass die Dämmstoffstreifen allseitig mit der Folie mit hohem Permeationswiderstand umhüllt sind. Damit sind die Dämmstoffstreifen sowohl gut handhabbar, weiterhin be- steht die Möglichkeit, den thermisch isolierenden Kern mit einem Dämmstoffstreifen zumindest zeitweise auch mit einem Vakuum zu versehen und damit eine weitere Steigerung der Wärmedämmwirkung zu erreichen. Der thermisch isolierende Kern mit einem Dämmstoffstreifen kann dabei vorgefertigt in Form eines z.B. rechteckigen Profils ausgebildet werden, dass bei der Fertigung des Vakuumdämmelements zwischen die Deckschichten eingebracht und mit diesen dichtend z.B. verklebt wird.
In einer anderen Ausgestaltung weisen die Randverbundelemente als thermisch isolierenden Kern einen Glassteg oder ein Glasprofil auf. Ein derartiger Glassteg oder Glasprofil kann, insbesondere bei einer weiteren Füllung der Hohlräume mit einem Dämmmaterial oder auch einer Evakuierung eine geringe Wärmeleitfähigkeit aufweisen, wodurch die Wärmebilanz des gesamten Vakuumdämmelements auch im Randbereich eingehalten werden kann. Gleichzeitig ist die Verarbeitung und Verbindung des derart gebildeten thermisch isolierenden Kerns an den Deckschichten aufgrund gleicher oder ähnlicher Materialien besonders einfach und dauerhaft. Auch ist der Permeationswiderstand des Materials Keramik oder Glas an sich auch bei starken thermischen Beanspruchungen und/oder Feuchte-Belastungen schon besonders hoch.
Denkbar ist es weiterhin auch, dass die Randverbundelemente als thermisch isolierenden Kern einen Abstandshalter geringer Wärmeleitfähigkeit aufweisen. Derartige etwa aus Kunststoffprofilen gebildeten Abstandshalter können ebenfalls thermisch optimiert werden, beispielsweise in Kombination mit zusätzlichen Dämmmaterialien oder dgl.
In weiterer Ausgestaltung kann vorgesehen werden, dass die Randverbundelemente gegenüber dem evakuierten Innenraum des Vakuumdämmelements mit einer Dicht- folie mit hohem Permeationswiderstand abgedichtet sind, die zwischen dem Innenraum und den Randverbundelementen dichtend an den Deckschichten und/oder den Randverbundelementen festgelegt ist. Die Abdichtung gegenüber dem evakuierten Innenbereich des Vakuumdämmelements durch die innenseitig des thermisch isolierenden Kerns mit Hilfe der Folie kann durch Verkleben der Folie direkt mit den Deck- schichten oder ein Zwischenlegen der Folie zwischen Deckschichten und thermisch isolierenden Kern und damit besonders einfach und stabil erfolgen. Von Vorteil an dem erfindungsgemäßen Vakuumdämmelement ist es weiterhin, dass die Kanten der Deckschichten einen kantengenauen und dichten Anschluss eines Vakuumdämmelements an die Deckschichten eines benachbarten Vakuumdämmelements bilden. Hierdurch können sich keine Wärmebrücken zwischen benachbar- ten Vakuumdämmelementen bilden, entweder durch das sonst häufig nicht vermeidbare ungenaue Zusammenstoßen der Vakuumdämmelement aufgrund von Schweißnähten der Hüllfolien oder eine nicht bis zum Rand des Vakuumdämmelements gehende Ausgestaltung des thermisch isolierenden Kerns. Bei der erfindungsgemäßen Ausgestaltung lassen sich saubere und glatte Stoßkanten zwischen benachbarten Vakuumdämmelementen ausbilden, die zudem bis in den Randbereich gleichmäßige Wärmedämmeigenschaften aufweisen. Dieser Aspekt des dichten und keine Wärmebrücken zulassenden Anschlusses benachbarter Vakuumdämmelemente ist insbesondere bei kleinflächigen Vakuumdämmelementen wichtig, da dort der Randverbund einen wesentlich höheren Anteil an den gesamten Dämm- eigenschaften des Vakuumdämmelements aufweist als bei großflächigeren Gestaltungen.
Von Vorteil ist es weiterhin, wenn außenseitig und bündig zu den Kanten der Deckschichten eine Dichtstoff Schicht auf den Randverbundelementen angeordnet ist. Eine derartige Dichtstoffschicht kann das Innenleben des erfindungsgemäßen Vaku- umdämmelements sicher gegenüber mechanischen oder fluidischen Einflüssen abdichten, dich sich aufgrund des Anbringungsorts nicht vermeiden lassen.
Von Vorteil ist es weiterhin, wenn die Deckschichten aus einem keramischen Material oder Glaswerkstoffen mit reduzierter Wärmeleitfähigkeit gebildet sind. Die Ausbildung der Deckschichten aus keramischen Material oder Glas, die zudem stark diffu- sionsdicht und witterungsbeständig sind, verhindert außerdem eine vorschnelle Alterung des Vakuumdämmelements, d.h. eine vorschnelle Erhöhung der Wärmeleitfähigkeit des Vakuumdämmelements durch in den evakuierten Bereich eindringende Moleküle. Die keramischen Deckschichten sowie der stark druckbelastbare Stützkern ermöglichen eine hohe mechanische Belastbarkeit, insbesondere für große EIe- mentabmessungen. Zudem können derartige Deckschichten einfach optisch ansprechend gestaltet, z.B. gefärbt oder mit gewünschten Oberflächeneigenschaften wie etwa dem Lotus-Effekt ausgestattet werden, wodurch die erfindungsgemäßen Vaku- umdämmelemente insbesondere als sichtbare Fassadenelemente Verwendung finden können. Von Vorteil ist es hierbei, wenn die Deckschichten opak oder translu- zent sind.
In einer weiteren Ausgestaltung kann vorgesehen werden, dass das Material des Stützkerns aus einem Fasern aufweisenden Material gebildet ist, wobei zwischen den Fasern evakuierbare Hohlräume gebildet sind. Derartige Fasern aufweisende Materialien sind im Baubereich vielfältig auch zu Dämmzwecken im Einsatz und gegenüber sonst für Vakuumdämmelemente verwendeten Materialien besonders kostengünstig herstellbar sowie verarbeitbar. Hierbei wäre z.B. an Fasermaterialien wie etwa Glasfaserdämmmatten oder Steinwolledämmmatten oder dgl. zu denken, die hohe Dämmeigenschaften und eine entsprechende mechanische Stabilität aufweisen können, die die Funktion innerhalb des Stützkerns des Vakuumdämmelements erfordern. Selbstverständlich sind vielfältige weitere faserhaltige Materialien denkbar. Zudem hat das Vorsehen des Stützkerns aus einem faserhaltigen Material den Vor- teil, dass das Evakuieren des Vakuumdämmelements nicht durch den Austrag sonst verwendeter pulverförmiger Substanzen wie etwa Aerogelen gestört wird, die zur Vermeidung dieses Effektes vorher aufwändig umhüllt werden müssen.
In einer anderen Ausgestaltung kann das Material des Stützkerns aus offenzelligen geschäumten Stoffen, insbesondere aus einem offenzelligen Polyurethan gebildet werden. Derartige Materialien weisen hohe Dämmwerte und eine gleichzeitig ausreichende mechanische Langzeitstabilität auf, um als Material für den Stützkern im vorstehend genannten Sinne genutzt werden zu können.
Von Vorteil ist es weiterhin zur Erhöhung der Dämmwirkung des Vakuumdämmelements, wenn der Stützkern lagenweise aufgebaut ist und in den Stützkern mindes- tens ein Strahlungsschirm integriert ist, der sich im wesentlichen über die gesamte Fläche des Vakuumdämmelementes erstreckt. Ein derartiger Strahlungsschirm vermindert dabei deutlich die Leitfähigkeit des Vakuumdämmelements gegenüber Wärmestrahlung oder Infrarotstrahlungen und erhöht damit die Wärmedämmung des Vakuumdämmelements insgesamt bzw. vermindert die Wärmeverluste über die Strahlung. Ein derartiger Strahlungsschirm kann etwa aus einer Metallfolie oder einer metallisierten Kunststofffolie gebildet werden, auch ist es denkbar, dass der Strahlungsschirm aus einer Edelstahlschicht gebildet ist.
Hierbei wird der mindestens eine Strahlungsschirm vorteilhaft derart in den Stützkern eingebettet, dass er durch Materiallagen des Stützkerns von den Deckschichten ge- trennt angeordnet ist. Damit können Wärmeübertragungen zwischen den Deckschichten über an die Deckschichten angrenzende Abschnitte des Strahlungsschirms sicher verhindert werden.
Zur Herstellung des Vakuums innerhalb des Vakuumdämmelements ist es denkbar, dass im Bereich der Deckschichten oder im Bereich des Randverbundes mindestens ein Evakuierungsflansch angeordnet ist, der mit dem Innenraum des Vakuumdämmelements in fluidischer Verbindung steht und zur Evakuierung des zwischen den Deckschichten angeordneten Volumens dient. Hierbei werden entweder schon bei der Herstellung des Vakuumdämmelements oder auch später im montierten Zustand die Innenräume der Vakuumdämmelemente zugänglich, so dass das Vakuum werksseitig oder nachträglich wieder eingebracht oder das Vakuum innerhalb des Vakuumdämmelements wieder erhöht werden kann.
Selbstverständlich ist es auch denkbar, dass das Vakuumdämmelement als Ganzes in einer Vakuumkammer hergestellt wird.
Eine besonders bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Vakuum- dämmelements zeigt die Zeichnung.
Es zeigen:
Figur 1 - eine erste Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Vakuumdämmelements als Detailvergrößerung eines Eckbereiches sowie eines Schichtaufbaus des Stützkerns,
Figur 2 - eine andere Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Vakuumdämmelements gemäß Figur 1 mit einem durchgängig einlagigen Stützkern, Figur 3a, 3b - das erfindungsgemäße Vakuumdämmelement gemäß Figur 1 in räumlicher Gesamtansicht im für die Montage vorbereiteten Zustand (Fig. 3a) sowie im montierten Zustand (Fig. 3b).
In der Figur 1 ist der grundsätzliche Aufbau des erfindungsgemäßen Vakuumdämm- elements 6 als schematische Detailvergrößerung eines Eckbereiches sowie eines Schichtaufbaus des Stützkerns 4 dargestellt.
Das erfindungsgemäße Vakuumdämmelement 6 wird hierbei gebildet aus zwei etwa aus Glas oder keramischem Material gebildeten Deckschichten 1 im wesentlichen rechteckiger Form, die wie zwei Scheiben eines Wärmeverbundfensters parallel und beabstandet zueinander angeordnet sind. Diese beiden Deckschichten 1 bestehen z.B. aus einem Glas mit thermisch optimierten Eigenschaften, also insbesondere einer entsprechend geringen Wärmeleitfähigkeit. Die beiden Deckschichten 1 bilden dabei den größten Anteil der Oberfläche des Vakuumdämmelements 6, dessen Eigenschaften daher auch wesentlich von den Eigenschaften der Deckschichten 1 wie Festigkeit, Widerstand gegen Umwelteinflüsse oder dgl. bestimmt werden.
Zwischen den Deckschichten 1 ist ein Stützkern 4 angeordnet, der vorteilhaft aus einen faserhaltigen Material besteht und wobei der Stützkern 4 einen hohen Anteil von Hohlräumen in Form von Poren, Kanälen oder dgl. aufweist, damit durch Abpumpen der Luft zwischen den Deckschichten 1 ein Vakuum entstehen kann. Der Aufbau des Stützkerns 4 ist in der Figur 1 mehrlagig, in der ansonsten identischen Figur 2 hingegen einlagig ausgestaltet. Der Stützkern 4 der Figur 1 besteht aus insgesamt 5 Lagen, wobei angrenzend an die Deckschichten 1 jeweils eine Lage aus dem z.B. faserhaltigen Material angeordnet ist. Angrenzend an diese Lagen 9 faserhaltigen Materials und getrennt von einer weiteren Lage 9 faserhaltigen Materials sind zwei Strahlungsschirme 7 parallel zu den Deckschichten 1 angeordnet, die z.B. aus einer metallisierten Folie oder einen dünnen Metallschicht bestehen können und zur Erhöhung des Widerstandes des Vakuumdämmelements 6 gegen Strahlungsdurchtritt dienen. Diese Strahlungsschirme 7 erstrecken sich im wesentlichen über die ganze Fläche des mit dem Vakuum beaufschlagten Innenraums des Vakuum- dämmelements 6, ohne dass diese Strahlungsschirme 7 sich aus Wärmeleitungsgründen in den Randbereich des Vakuumdämmelements 6 hinein erstrecken. Aller- dings ist durch die Strahlungsschirme die zwischen den Strahlungsschirmen liegende Lage 9 des Stützkerns 4 in fluidischer Verbindung mit den anderen lagen 9 des Stützkerns 4.
Im Randbereich des Vakuumdämmelements 6 ist ein mit einer Folie vollflächig um- mantelter thermisch isolierter Kern 3 rings um das Vakuumdämmelement 6 herum angeordnet, der den Innenraum des Vakuumdämmelements 6 gegenüber der Umwelt vollständig abschließt. Hierzu wird dieser thermisch isolierte Kern 3 aus Teilstücken an den Kanten des Vakuumdämmelements 6 zusammen gesetzt und die einzelnen Teilstücke in nicht näher dargestellter Weise gasdicht miteinander verbunden.
Der thermisch isolierte Kern 3 besteht aus einem z.B. in einen Rechteckquerschnitt gepressten Dämmstoff, der mit einer gasdichten und mit einem hohen Permeations- widerstand versehenen Folie beschichtet ist. Diese Beschichtung erfolgt bevorzugt auf der dem Stützkern 4 im montierten Zustand zugewandten Fläche, kann aber auch den ganzen thermisch isolierten Kern 3 umschließen. Hierdurch wird verhin- dert, dass gasförmige Substanzen aus diesem Dämmstoff in das Innere des Vakuumdämmelements 6 eindringen und das dort eingebrachte Vakuum beeinträchtigen können.
Der derart gebildete thermisch isolierte Kern 3 wird mit einem Dichtstoff 5 an den Deckschichten 1 gasdicht angeklebt und damit der Verbund des Vakuumdämmele- ments 6 gebildet.
Außenseitig und bündig zu den Kanten der Deckschichten 1 kann auf den thermisch isolierten Kern 3 ein Dichtstoff 2 aufgebracht werden, der eine zusätzliche Absicherung des thermisch isolierten Kerns 3 gegenüber Beschädigungen oder Umwelteinflüssen bewirkt.
Nur schematisch angedeutet ist ein Evakuierungsflansch 8, der im Bereich des thermisch isolierten Kerns 3 oder auch im Bereich einer der Deckschichten 1 an dem Vakuumdämmelement 6 vorgesehen werden kann und der mit dem Innenraum des Vakuumdämmelements 6 in fluidischer Verbindung steht. Durch einen derartigen Evakuierungsflansch 8 kann bei der Herstellung oder auch im montierten Zustand das Innere des Vakuumdämmelements 6 evakuiert werden, indem dort eine Unter- druckpumpe angeschlossen werden kann. Damit wird auch eine nachträgliche Aufbringung oder Erhöhung des Vakuums in dem Vakuumdämmelement 6 im montierten Zustand denkbar.
Die Herstellung des Vakuumdämmelements 6 erfolgt dabei gemäß Figur 3 dadurch, dass die beiden Deckschichten 1 beidseitig dem vorbereiteten Verbund von Stützkern 4 und thermisch isoliertem Kern 3 zugeordnet und miteinander verklebt werden. Dies kann beispielsweise in einer Vakuumkammer erfolgen, sodass das Vakuumdämmelement 6 unmittelbar fertig die Vakuumkammer verlässt. Ebenfalls ist eine Fertigung unter normalen Druckverhältnissen und eine nachträgliche werksseitige Evakuierung über den Evakuierungsflansch 8 möglich.
Grundsätzlich übertreffen die erfindungsgemäßen Vakuumdämmelemente 6 die am Markt vorhanden VIP und VIS aus wärmeschutztechnischer Sicht aufgrund der geringeren Wärmeleitfähigkeit der Deckschichten 1 (Glas oder Keramik), des geschichteten, ggf. mit Strahlungsschirmen 7 versehenen Stützkerns 4 sowie durch die mini- mierten Wärmebrückeneffekte über den Randverbund. Der hohe Wärmedämmstandard der erfindungsgemäßen Vakuumdämmelemente 6 im Ganzen führt zu geringen Dämmschichtdicken, die zu Nutzflächengewinnen führen, ermöglicht ein architektonisch hochwertiges Aussehen sowie bei fachgerechter Ausführung erhebliche Energieeinsparungen im Vergleich zu konventionellen Dämmmaßnahmen. Dieser Aspekt ist insbesondere vor dem Hintergrund stetig steigender energetischer Anforderungen sowie steigender Energiekosten bei gleichzeitig hohem alten Gebäudebestand von besonderem Interesse. Optional können die erfindungsgemäßen Vakuumdämmelemente 6 auch als lastabtragende Bauteile eingesetzt werden.
Eingesetzt werden können diese thermisch optimierten, witterungsbeständigen und mechanisch belastbaren erfindungsgemäßen Vakuumdämmelemente 6 sowohl versteckt wie auch sichtbar als Dämmelemente in üblichen Fassadenkonstruktionen. Einsetzbar sind sie in Wände, Decken und Böden. Die Vorteile der neuen evakuierten hochwärmedämmenden Bauteile nützen sowohl dem privaten Bauherren, als auch dem Bauunternehmer. So können mit den erfindungsgemäßen Vakuumdämm- elementen 6 sowohl die Lebenszykluskosten (Energiekosten) eines Gebäudes ge- ring gehalten als auch kostenaufwendige Folgesanierungsmaßnahmen vermieden und teure Nutzfläche insbesondere in Großstädten gewonnen werden.
Hinzu kommt der architektonische Aspekt (insbesondere wenn die Elemente als tragende Konstruktion eingesetzt werden).
Sachnummernliste
Deckschicht
Dichtstoff thermisch isolierter Kern
Stützkern
Klebstoffschicht
Vakuumdämmelement
Strahlungsschirm
Evakuierungsflansch faserhaltiges Material

Claims

Patentansprüche
1. Vakuumdämmelement (6) mit Deckschichten (1 ) aus keramischem Material, insbesondere Glasdeckschichten, zwischen denen ein Stützkern (4) und rand- seitig umlaufend den Bereich zwischen den Deckschichten abdichtende Rand- Verbundelemente (3) angeordnet sind,
dadurch gekennzeichnet, dass
ein mechanisch stark druckbelastbares und Hohlräume aufweisendes Material den Stützkern (4) bildet, der im wesentlichen die gesamte Druckbelastung zwischen den Deckschichten (1 ) überträgt,
die mechanisch geringer als der Stützkern (4) belastbaren Randverbundelemente (3) im Randbereich des Vakuumdämmelementes (6) einen thermisch i- solierenden Kern (3) aufweisen, der zumindest auf der dem Stützkern (4) zugewandten Innenseite mit hohem Permeationswiderstand gegenüber dem Stützkern (4) abgedichtet getrennt ist.
2. Vakuumdämmelement (6) gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der thermisch isolierende Kern (3) der Randverbundelemente aus einem sandwichartigen Materialaufbau gebildet ist.
3. Vakuumdämmelement (6) gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der thermisch isolierende Kern (3) von einer Folie mit ho- hem Permeationswiderstand gegenüber dem Stützkern (4) abgedichtet ist
4. Vakuumdämmelement (6) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Randverbundelemente als thermisch isolierenden Kern (3) einen Dämmstoffstreifen aufweisen.
5. Vakuumdämmelement (6) gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämmstoffstreifen allseitig mit der Folie mit hohem Permeationswiderstand umhüllt sind.
6. Vakuumdämmelement (6) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Randverbundelemente als thermisch isolierender Randverbund (3) einen Glassteg oder ein Glasprofil aufweisen.
7. Vakuumdämmelement (6) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge- kennzeichnet, dass die Randverbundelemente als thermisch isolierenden
Kern (3) einen Abstandshalter geringer Wärmeleitfähigkeit aufweisen.
8. Vakuumdämmelement (6) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Randverbundelemente gegenüber dem evakuierten Innenraum des Vakuumdämmelements (6) mit einer Dichtfolie mit ho- hem Permeationswiderstand abgedichtet sind, die zwischen dem Innenraum und den Randverbundelementen dichtend an den Deckschichten (1 ) und/oder den Randverbundelementen festgelegt ist.
9. Vakuumdämmelement (6) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Randverbundelemente mit einem Dichtmate- rial mit den Deckschichten (1 ) des Vakuumdämmelements (6) dichtend verklebt sind.
10. Vakuumdämmelement (6) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kanten der Deckschichten (1 ) einen kantengenauen und dichten Anschluss eines Vakuumdämmelements (6) an die Deck- schichten (1 ) eines benachbarten Vakuumdämmelements (6) bilden.
11. Vakuumdämmelement (6) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass außenseitig und bündig zu den Kanten der Deckschichten (1 ) eine Dichtstoffschicht auf den Randverbundelementen angeordnet ist.
12. Vakuumdämmelement (6) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Deckschichten (1 ) aus einem keramischen Material reduzierter Wärmeleitfähigkeit gebildet sind.
13. Vakuumdämmelement (6) gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Deckschichten (1 ) aus Glas reduzierter Wärmeleitfähigkeit gebildet sind.
14. Vakuumdämmelement (6) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, da- 5 durch gekennzeichnet, dass die Deckschichten (1 ) opak oder transluzent sind.
15. Vakuumdämmelement (6) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Material des Stützkerns (4) aus einem Fasern aufweisenden Material gebildet ist, wobei zwischen den Fasern evakuierbare Hohl-o räume gebildet sind.
16. Vakuumdämmelement (6) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Material des Stützkerns (4) aus einem of- fenzelligen Polyurethan gebildet ist
17. Vakuumdämmelement (6) gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet,5 dass der Stützkern (4) lagenweise aufgebaut ist und in den Stützkern (4) mindestens ein Strahlungsschirm (7) integriert ist, der sich im wesentlichen über die gesamte Fläche des Vakuumdämmelementes (6) erstreckt
18. Vakuumdämmelement (6) gemäß Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Strahlungsschirm (7) die Leitfähigkeit des Vakuumdämmelements (6)o gegenüber Wärmestrahlung vermindert.
19. Vakuumdämmelement (6) gemäß einem der Ansprüche 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Strahlungsschirm (7) aus einer Metallfolie oder einer metallisierten Kunststofffolie gebildet ist.
20. Vakuumdämmelement (6) gemäß Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet,5 dass der Strahlungsschirm (7) aus einer Edelstahlschicht gebildet ist.
21. Vakuumdämmelement (6) gemäß einem der Ansprüche 17 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Strahlungsschirm (7) in den Stütz- kern (4) eingebettet und durch das Material des Stützkerns (4) von den Deckschichten (1) getrennt angeordnet ist.
22. Vakuumdämmelement (6) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Deckschichten (1 ) oder im Be- reich des Randverbundes mindestens ein Evakuierungsflansch (8) angeordnet ist, der mit dem Innenraum des Vakuumdämmelements (6) in Verbindung steht und zur Evakuierung des zwischen den Deckschichten (1 ) angeordneten Volumens dient.
23. Vakuumdämmelement (6) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, da- durch gekennzeichnet, dass das Vakuumdämmelement (6) in einer Vakuumkammer herstellbar ist.
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