<Desc/Clms Page number 1>
Die Erfindung betrifft einen Isolierbelag für Flächen von Bauten mit mindestens einer Dich- tungsschicht und mindestens einer ersten Wärmedämmschicht sowie ein Verfahren zur Herstel- lung eines solchen Isolierbelages. Der erfindungsgemässe Isolierbelag eignet sich zur Abdichtung und Wärmedämmung jeglicher Fläche an Bauten, aber insbesondere auch für Flachdachkonstruk- tionen.
Übliche Flachdachaufbauten sind insbesondere: # Das Umkehrdach, bei dem die Feuchtigkeitsabdichtung unter der Wärmedämmebene an- gebracht ist und die Wärmedämmung sich im Nassbereich befindet.
Nachteil: Durch die Ableitung der Oberflächenwasser (Schmelzwasser) auf der "warmen"
Seite kommt es zu zusätzlichen Wärmeverlusten.
Eine zusätzliche "Beschwerung" (z. B. durch Kies) der Wärmedämmung ist erforderlich.
# Das Warmdach, das aus folgenden Komponenten besteht: a ; Dampfsperre - b ; und c ; Gegenüber dem Umkehrdach ist zusätzlich eine Dampfsperre auf der Rohdecke erforder- lich, um Kondensatschäden in der Wärmedämmebene zu vermeiden. Durch die Ableitung der Oberflächenwasser (Schmelzwasser) auf der "kalten" Seite kommt es zu keinen zu- sätzlichen Wärmeverlusten.
Nachteil : Da die Feuchtigkeitsabdichtung auf der kalten Seite angebracht wird, sind zusätz- liche Schutzschichten erforderlich.
# Das Kompaktdach stellt vom Prinzip her eine Warmdachkonstruktion dar, bei der jedoch die Dampfsperre entfällt, da der Dämmstoff in sich dampfdicht ist (z.B. Schaumglas).
Nachteil : Sehr teuer.
# Das DUO - Dach stellt ebenso eine Warmdachkonstruktion dar, bei der zum Schutz der
Abdichtung eine feuchtigkeitsbeständige Wärmedämmung auf der Abdichtung verlegt wird.
Nachteil : Zusätzliche Wärmeverluste wie beim Umkehrdach, jedoch nur im Bereich der
Dämmlage auf der Feuchtigkeitsabdichtung. Eine zusätzliche "Beschwerung" (z. B. durch
Kies) der Wärmedämmung ist erforderlich.
Ferner sind kompakte Mehrschicht-Flachdächer bekannt, bei denen herkömmliche Dämm- Schaumplatten mit Heissbitumen eingeschlämmt werden, was viele Nachteile in der Praxis mit sich bringt : Dampfentstehung - Ausgasungen - Verletzungsgefahr - schwierige Manipulation durch hohe Verarbeitungstemperatur (Verarbeitungstemperatur des Bitumens ca. 160 C), grosse Dämmstärken erforderlich, Dachschrägenkonstruktionen nicht möglich, hohe Herstellungskosten.
Aus der DD 102 401 A und aus der DD 289 077 sind Abdichtungs- und Kaltklebestoffe für Bau- elemente, insbesondere Dächer, bekannt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Isolierbelag zu schaffen und ein Verfahren zum Herstellen dieses Isolierbelages zu entwickeln, der die Nachteile der oben beschriebenen Flachdachaufbauten vermeidet, insbesondere die Gefahr der Undichtheit, die unzulängliche Halt- barkeit, den komplizierten Aufbau verbunden mit hohen Baukosten, einen Kondensatausfall im oberen Drittel bei fehlerhafter Dampfsperre (sog. "absaufen") oder eine gesundheitsschädliche Verarbeitung.
Die Aufgabe wird durch einen Isolierbelag der eingangs genannten Art gelöst, bei dem die Dichtungsschicht aus einer kaltverarbeiteten, vorzugsweise bituminösen, insbesondere reaktiv ausgehärteten Dichtmasse und die Wärmedämmschicht aus Vakuumisolationspaneelen besteht, die vorteilhafterweise in die kaltverarbeitete Dichtmasse eingebettet sind.
Vakuumpaneele sind für ihre hervorragende Isolierfunktion bekannt (US 5 858 501 A, US 5 869 544 A).
Nach einer bevorzugten Ausführungsform sind zusätzlich eine oder mehrere weitere Wärme- dämmschichten vorgesehen, die ebenfalls in kaltverarbeitete Dichtmasse eingebettet sein können und von denen eine oder mehrere vorzugsweise ebenfalls aus Vakuumisolationspaneelen beste- hen.
Eine noch bessere Wärmedämmung ergibt sich wenn die Vakuumisolationspaneelen jeder wei- teren Wärmedämmschicht gegenüber den Vakuumisolationspaneelen der nächstliegenden Wär- medämmschicht bzw. Wärmedämmschichten fugenversetzt sind.
Als äusserste Schicht kann eine Abdeckschicht aus Schüttgut, wie Sand od. dgl., Dachpappe, Blech, reissfestes Gewebe oder Nonwoven, reissfeste Folie oder aus einem begehbaren Oberflä-
<Desc/Clms Page number 2>
chenbelag vorgesehen sein.
Der Isolierbelag kann als Halbfertigprodukt geschaffen werden, wenn die aus Vakuumisolati- onspaneelen bestehende Wärmedämmschicht, bzw. ihre Kombination mit einer oder mehreren weiteren Wärmedämmschichten über Schichten aus kaltverarbeiteter Dichtmasse beidseitig mit Trägerschichten insbesondere aus Dachpappe, Blech, reissfestem Gewebe oder Nonwoven oder reissfester Folie versehen ist.
Beim erfindungsgemässen Verfahren zum Herstellen eines Isolierbelages für Flächen von Bau- ten aus mindestens einer ersten Dichtungsschicht und mindestens einer ersten Wärmedämm- schicht wird die Dichtungsschicht durch Auftragen einer kaltverarbeitbaren, bevorzugt bituminösen und besonders bevorzugt reaktiv aushärtenden Dichtmasse hergestellt und auf die Dichtmasse werden Vakuumisolationspaneele als Wärmedämmschicht aufgebracht, indem vorzugsweise die Vakuumisolationspaneele in die feuchte Dichtmasse eingelegt und durch Aufbringen einer weiteren Dichtungsschicht in die Dichtungsmasse eingebettet werden.
Auf die weitere Dichtschicht können zusätzlich eine oder mehrere weitere Wärmedämmschich- ten aufgebracht werden, wobei vorzugsweise jede weitere Wärmedämmschicht ebenfalls in Dicht- masse eingebettet wird und dabei vorteilhafterweise eine oder mehrere der weiteren Wärme- dämmschichten aus Vakuumpaneelen bestehen.
Zur besseren Wärmedämmung werden die Vakuumisolationspaneele jeder weiteren Wärme- dämmschicht gegenüber den Vakuumpaneelen der nächstliegenden Wärmedämmschicht bzw.
Wärmedämmschichten fugenversetzt aufgebracht.
Auf die äusserste Dichtschicht wird eine Abdeckschicht insbesondere aus Schüttgut, wie Sand od. dgl., Dachpappe, Blech, reissfestem Gewebe oder Nonwoven, reissfester Folie oder aus einem begehbaren Oberflächenbelag aufgebracht.
Zum Herstellen eines Isolierbelages als Halbfertigprodukt wird erfindungsgemäss die erste Dichtschicht auf eine Trägerschicht aufgebracht und die äusserste Dichtschicht mit einer Träger- schicht bedeckt, wobei jede dieser Trägerschichten insbesondere aus Dachpappe, Blech, reissfes- tem Gewebe oder Nonwoven oder reissfester Folie gebildet wird.
Als bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist ein neuartiger Isolierbelag mit folgender va- riabler Schichtenkonstruktion denkbar: - Kaltverarbeitbare bituminöse Masse, - Vakuumisolationspaneele (VIP) eingeschlämmt und vorzugsweise darüber - weitere Vakuumisolationspaneele (VIP) fugenversetzt eingeschlämmt, - obere bituminöse Masse, vorzugsweise mit eingeschlämmtem Schutzvlies und - Abschluss durch Besanden oder Einbau eines alternativen begehbaren Oberflächenbelages.
Der fertige Aufbau ergibt ein neuartiges Flachisoliersystem, das die Vorteile > schneller gefahr- loser Aufbau, > hohe Wirtschaftlichkeit durch geringe Gestehungskosten, > dünne Schichtstärke, > Wasser- und Dampfdichtheit und > optimaler Wärmedämmwert vereint. Dämmstoff und Abdich- tung sind untereinander und mit dem Untergrund ohne Entstehung von Hohlräumen homogen vollflächig verklebt.
Gegenüber den Flachdachaufbauten des Standes der Technik sind die Vorteile des neuartigen Isolierbelages augenscheinlich :
In wenigen Arbeitsschritten lässt sich eine dünne, homogene Schicht mit hohem Dämmwert aufbauen. Durch die Verwendung von Vakuumisolationspaneelen - Platten und kalt verarbeitbarer, insbesondere bituminöser Dichtmasse lassen sich die Vorteile der Werkstoffe vereinen:
Die kalt verarbeitbare insbesondere bituminöse Dichtmasse benötigt keinerlei Wärmezufüh- rung, womit hoher Energieaufwand gespart werden kann. Das Handling des Materials ist denkbar einfach und ungefährlich. Es bedarf keiner Erhitzung - weder bei der Verarbeitung noch beim Antransport-, es entfallen Verbrühungs- und Verbrennungsgefahr, sowie die gefährliche Ausga- sung und Dampfentwicklung.
Die kalt verarbeitbare bituminöse Masse ist zugleich wasser- und dampfdicht, sowie durch die Klebeeigenschaften gleichzeitig zur dauerhaften Verbindung der Vakuumisolationspaneele und eventueller zusätzlicher oder alternativer Materialschichten hervorragend geeignet. Die Gefahr einer Wasserunterläufigkeit, die bei bestehenden Konstruktionen häufig besteht, kann bei diesem System ausgeschlossen werden. Die kalte Verarbeitbarkeit hat schliesslich noch den Vorteil, dass die Bitumenmasse alle bestehenden Fugen vollständig bis zum Grund ausfüllt. Durch die Zähflüs-
<Desc/Clms Page number 3>
sigkeit der Masse ist zudem eine selbstnivellierende Eigenschaft gegeben, die Unebenheiten des Untergrundes ausgleichen kann.
Mit sogenannten Vakuumisolationspaneelen (VIP) erreicht man Wärmeleitfähigkeiten, die um einen Faktor 5 bis 10 geringer sind als bei konventionellen Dämmstoffen. Bisher angewendet wurde diese seit etwa 15 Jahren permanent weiterentwickelte Technologie vor allem im Kühl- und Gefriergerätebau. Mittels moderner Produktionsverfahren und neuester Folientechnologie ist man heute in der Lage, Vakuumdämmplatten herzustellen, die über Jahrzehnte ihre Funktionstüchtigkeit behalten. Damit wird diese Vakuumtechnik auch für den Baubereich interessant.
Ein Vakuumisolationspaneel besteht im wesentlichen aus einem mikroporösen Kernmaterial, welches in einer Vakuumkammer in eine hoch-gasdichte Hüllfolie eingeschweisst wird.
Für den Einsatz in einem Vakuumisolationspaneel werden an die Kernmaterialien verschiede- ne Anforderungen gestellt: -Porengrösse -Offenzelligkeit (Möglichkeit zur Evakuierung) -Druckfestigkeit (Last nach Evakuierung beträgt 10 Tonnen pro m2) -Geringe Tendenz zum Ausgasen Heute stehen verschiedene organische und anorganische Dämmstoffe mit offenzelligen Strukturen und sehr kleinen Poren zur Verfügung.
Die Lebenserwartung eines Vakuumisolationspaneels hängt entscheidend von der Dichtigkeit der verwendeten Folienhülle ab. Allgemein handelt es sich bei den eingesetzten Folien um Mehr- schichtsysteme, deren einzelne Schichten verschiedene Funktionen zu erfüllen haben. Die gas- und wasserdampfdichte Barriere ist in der Regel zwischen mehreren Kunststofffolien eingebettet, die zum einen Träger- und Schutzfunktion zu übernehmen haben (Nylon, PET usw. ), zum anderen als Schweissschicht (PE oder PP) dienen.
Um den heute geforderten Wärmeschutz von Gebäuden zu erreichen, muss ein erheblicher konstruktiver Aufwand, verbunden mit entsprechenden Kostenfolgen, betrieben werden. Bei der aus einer Fülle von angebotenen Produkten zu treffenden Dämmstoffwahl ist der entsprechende Zusatznutzen von dominanter Bedeutung. Neben der erforderlichen Druckfestigkeit, der Dampfof- fenheit oder-dichtheit, der Lebensdauer, der Materialökologie wird der Platzbedarf und damit der materialspezifische Wärmedurchlasswiderstand nun zunehmend wichtiger.
Die folgende Tabelle zeigt die spezifischen Dämmkosten verschiedener Dämmstoffe im Ver- gleich. Die Kosten pro Wärmedurchlasswiderstandseinheit schwanken dabei erheblich, je nach Zusatzfähigkeiten wie Druckfestigkeit, Wasserbeständigkeit etc. Es versteht sich von selbst, dass der Kubikmeterpreis eines Hochleistungswärmedämmstoffs (HLWD) umgekehrt proportional zum Wert der Wärmeleitfähigkeit (A) höher sein darf, um dasselbe Kosten-Nutzen-Verhältnis aufzuwei- sen.
EMI3.1
<tb>
Material <SEP> Wärmedämm- <SEP> Wärmeleit- <SEP> Kosten <SEP> pro
<tb>
<tb>
<tb> Kosten <SEP> in <SEP> ¼/m3 <SEP> fähigkeit <SEP> Wärmedurchlass-
<tb>
<tb>
<tb> A <SEP> widerstand <SEP> in <SEP> #
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> HLWD <SEP> 2 <SEP> (VIP) <SEP> ca. <SEP> 200 <SEP> kg/m3 <SEP> 1. <SEP> 200 <SEP> 0,005 <SEP> 6,00
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> HLWD <SEP> 1 <SEP> (Kieselsäure) <SEP> 1. <SEP> 200 <SEP> 0,015 <SEP> 18,00
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Schaumglas <SEP> ca. <SEP> 130 <SEP> kg/m3 <SEP> 360 <SEP> 0,040 <SEP> 14,40
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Zellulosefüllung <SEP> ca. <SEP> 50 <SEP> kg/m3 <SEP> 105 <SEP> 0,040 <SEP> 4,20
<tb>
Tabelle 1: Kostenvergleich Dämmmaterialien
Die Kostenangaben verstehen sich exklusive Montage- und Unterkonstruktionskosten.
Die Tabelle zeigt, dass die relativ hohen Materialkosten der HLWD durch die guten A- Werte kompensiert werden können.
Mit dem Einsetzen von Hochleistungswärmedämmstoffen (HLWD) wird gegenüber herkömmlichen Dämmmaterialien umbauter Raum eingespart. Ihr Wärmedurchlasswiderstand ist um den Faktor 5 bis 10 höher und damit die erforderliche Schichtdicke entsprechend kleiner. Nicht überall
<Desc/Clms Page number 4>
ist diese Ersparnis quantifizierbar (geringere Geschosshöhe beim Einsatz unter Fussbodenheizung, Minimierung der Bauschadensanfälligkeit durch wärmetechnisch optimale Detaillösung bei Fens- terrahmen-Verbreiterungen), doch oft macht erst die Anwendung von HLWD gewisse (Sanie- rungs-) Baumassnahmen durch diese Ersparnis bei Sanierungen von Flachdach, Fassaden, In- nendämmung erst möglich. Die derzeitigen Produktentwicklungen zielen stark auf Anwendungen im Bau ab, welche genau diese ökonomisch schwer quantifizierbare Platzersparnis bieten.
Technische Daten eines Anwendungsbeispiels: -Dicke: 25 mm -Rohdichte: 200 kg/m3 -#: 0,005 W/mK "Spez. Wärmekapazität : 800 J/kgK (Kernmaterial bei 0 C) -Dampfdurchlässigkeit ( ): dampfdicht
Es ergibt sich mit den aufgezeigten Materialien ein einfacher, kompakter Aufbau wie in der bei- liegenden Figur dargestellt. Auf einem Untergrund 1 ist eine erste Schlämmschichte 2 bituminöser Masse aufgebracht, in die das erste Vakuumisolationspaneel 3 eingeschlämmt wird, eine weitere bituminöse Schichte 4 dient zur Verbindung der ersten Wärmedämmschicht aus den Vakuumisola- tionspaneelen 3 mit der zweiten Wärmedämmschicht aus den Vakuumisolationspaneelen 5, die zu den Vakuumisolationspaneelen 3 fugenversetzt sind. Darüber befindet sich eine abschliessende Schlämmschichte 6 aus bituminöser Masse.
Eine zusätzliche konventionelle Befestigung mit dem Untergrund ist durch die vollflächige Verklebung nicht nötig. Als oberste Schutzschicht 7 kann jede Art von Abschluss mit der Oberschicht - Bitumenmasse verklebt werden, wie Blech, Gewebe, Fliesen oder aber das Bitumen abgesandet werden.
Die gesamte Konstruktion hat in der bevorzugten Zweischicht-Bauweise eine gesamte Schicht- dicke von nur ca. 6 cm bei einem erreichbaren U-Wert (Wärmeübergangszahl) von 0,08 W/m2K.
Die spezielle Materialauswahl gewährleistet darüber hinaus als positiven Nebeneffekt eine ausser- gewöhnliche Schallabsorption. Die Dichtheit ist durch die Materialauswahl und-eigenschaft (fugen- füllend, dauerhaft plastisch/elastisch, hohe Flankenhaftung) gewährleistet.
Die Vorteile bei der Herstellung liegen in der Baugeschwindigkeit durch den einfachen Aufbau, den selbstklebenden und vorzugsweise reaktiven Eigenschaften der Schlämme und nur weniger unkomplizierter Arbeitsschritte bei kalter und gesundheitsunbedenklicher Verarbeitung.
Die mechanische Empfindlichkeit der Vakuumisolationspaneele ist durch die Einarbeitung einer Schutzschicht (Blech, reissfestes Gewebe), die zugleich die abschliessende Oberschicht auch in Kombination mit begehbaren Oberflächenbelägen sein kann, in der Praxis nicht mehr relevant.
Eine Beschädigung an der Baustelle kann durch die Vorproduktion von Halbfertigware verhindert werden, was zugleich die Arbeitsgeschwindigkeit vor Ort noch einmal erhöht.
Die schlanke Architektur ist insbesondere für Renovierungs- und Erneuerungsarbeiten interes- sant, da bestehende Dachkonstruktionen nicht entfernt werden müssen und die Neukonstruktion optisch kaum auffällt. Durch das geringe Gewicht des Aufbaues können statische Probleme aus- geschlossen werden.
Der fertige Isolierbelag hat vorzugsweise eine Schichtdicke von ca. 3 -10 cm bei ein- bis mehr- lagiger Bauweise, erreicht dabei einen Wärmewert von 0,16 W/m2K (einlagig) bis zu 0,05 W/m2K bei einem homogenen Aufbau und einem 6- bis 8-fachen Dicke- / Dämmfaktor gegenüber der herkömmlichen Bauweise.
Durch die Verwendung von nicht ausschliesslich Vakuumisolationspaneelen, kann der unter- schiedlichen Wärmedämmanforderung im Bau entsprochen werden und können gleichzeitig die Materialkosten gesenkt werden. Die Verwendung herkömmlicher Dämmplatten kann darüber hinaus als obere Dämmschicht einer Beschädigung der Vakuumisolationspaneele entgegensteu- ern.
Als eine Spezialausführung bietet sich eine Konstruktion mithilfe eines kalt verarbeitbaren Re- aktivbitumens an, wodurch die Schichten binnen weniger Minuten bis Stunden (je nach chemischer Zusammensetzung und Temperatur) schadstoff- und lösemittelfrei verkleben und aushärten. Die- ses Bitumen enthält ein Viskositätserniedrigendes Fluid und ist dadurch gekennzeichnet, dass das Bindemittel beim Verarbeiten einen diese Wirkung des beigemengten Fluids vermindernden Reak- tivzusatz und gegebenenfalls einen die Reaktion auslösenden oder beschleunigenden Aktivator enthält. Trotz der einwandfreien Kaltverarbeitbarkeit tritt damit eine rasche Viskositätserhöhung um
<Desc/Clms Page number 5>
mehrere Zehnerpotenzen ein, ohne dass Lösemittel oder Emulsionswasser verdunsten müssen.
Der Abbindevorgang wird aufgrund reaktiver Vorgänge erzielt und ist irreversibel.
Durch die reaktive Eigenschaft dieser Kaltbitumenmasse ist die Konstruktion nach kurzer Zeit voll belastbar und bleibt die Bitumenschlämme auf Dauer plastisch und elastisch. Die Entstehung von Rissen durch Temperaturschwankungen gerade im Dach- / Terrassen- / Balkonbereich kann durch den kraftvollen Lagenverbund und die hohe Flankenhaftung des speziellen bituminösen Materials, insbesondere bei Verwendung eines Voranstriches in Spezialfällen, praktisch ausge- schlossen werden. Vielmehr ist durch dieses Material eine Rissüberbrückung gewährleistet.
Der erfindungsgemässe Isolierbelag ist durch die variable chemische Zusammensetzung der speziellen kalt verarbeitbaren bituminösen Masse für sämtliche Dachkonstruktionen, also auch für geneigte Flächen, Tonnendächer etc. geeignet. Das bituminöse Material kann nämlich thixotrop eingestellt werden und die Abbindezeit variiert werden, was diese Konstruktion von bestehenden vergleichbaren Systemen in einer noch nicht bekannten Weise unterscheidet. Es wird dadurch auch eine Verwendung als Wandkonstruktion mit dieser neuen Technik möglich.
Das System bietet sich auch an, als Halbfertigprodukt hergestellt und zur Baustelle angeliefert zu werden. In einer Produktionshalle werden die Vakuumisolationspaneele zwischen zwei ab- schliessenden Trägerschichten (Blech, Gewebe, o.ä.) in der Baulichkeit angepassten Abmessungen verklebt. Es ist die Arbeitszeit vor Ort dann auf ein unvorstellbares Minimum reduziert, indem bloss noch eine Schlämmschichte bituminöser Masse auf den Untergrund aufgetragen wird, die vorgear- beitete (Doppel-)VIP-Schicht verklebt und gegebenenfalls abschliessend erneut eingeschlämmt wird. Ein komplettes Dach wird so in nur wenigen Stunden fertig.
Der bevorzugte Anwendungsbereich liegt im Flachdach- und Terrassensanierungs- bzw.
-erneuerungsfall, Kragplatten, Balkonsanierung oder gemeinsam mit einem Holzbohlenbelag halbfertig schwimmend verlegt.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Isolierbelag für Flächen von Bauten mit mindestens einer Dichtungsschicht und mindes- tens einer ersten Wärmedämmschicht, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtungs- schicht aus einer kaltverarbeiteten Dichtmasse (2,4, 6) und die Wärmedämmschicht aus
Vakuumisolationspaneelen (3,5) besteht.