CH692992A5

CH692992A5 - Wärmedämmendes, tragendes Bauelement.

Info

Publication number: CH692992A5
Application number: CH227198A
Authority: CH
Inventors: Peter Curiger
Original assignee: Stahlton Ag
Priority date: 1998-11-12
Filing date: 1998-11-12
Publication date: 2003-01-15
Also published as: DE19942965A1

Description

Die Erfindung betrifft ein wärmedämmendes, tragendes Bauelement sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung.

Bauelemente dieser Art sind z.B. in EP-A 219 792 beschrieben und werden insbesondere im Bereich des Mauerfusses eingesetzt, wo sie einen vertikalen Wärmefluss über die Mauerwerkswand in den kalten Untergrund (via Geschossdecke bzw. Kellerwand) unterbinden. Je nach Konstruktion vom Kellerwand, Kellerdecke und aufgehendem Mauerwerk können sie auch unter der Kellerdecke angeordnet sein.

Herkömmliche derartige Bauelemente bestehen aus einem Wärmedämmstoff, z.B. EPS (expandiertes Polystyrol), und einem tragenden Skelett, z.B. Feinbeton. Um die Wärmeleitfähigkeit gering zu halten, wird der Anteil des Skeletts an der Querschnittfläche möglichst tief gewählt. Deshalb wird das Skelett aus einem hochfesten mineralischen Werkstoff mit einer Druckfestigkeit von mindestens 60 N/mm<2> gefertigt, was die Auswahl der Materialien einschränkt. Die Krafteinleitung in das Bauelement erfordert unter Umständen eine spezielle Ausbildung des Skelettes im Querschnitt, da die feinen Skelettstrukturen die Kräfte von den Mauern ohne spezielle Übergänge nicht aufnehmen können.

Es stellt sich deshalb die Aufgabe, ein Bauelement der eingangs genannten Art bereitzustellen, welches mindestens einen Teil dieser Probleme vermeidet.

Diese Aufgabe wird vom Bauelement gemäss Anspruch 1 gelöst.

Erfindungsgemäss wird als tragendes Skelett ein geschlossen poriger, im Wesentlichen mineralischer Werkstoff verwendet. Dieser ist bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe umfassend bzw. bestehend aus Leicht- und Po renbeton bzw. kann gegebenenfalls organische Zusätze wie etwa polymerische Bindemittel enthalten.

Wider Erwarten zeigt es sich, dass sich mithilfe eines Werkstoffs mit einer eher geringen Festigkeit durchaus ein tragendes Skelett fertigen lässt. Bisher wurden nämlich mit derartigen Materialien lediglich homogene Bauteile, z.B. Mauersteine, hergestellt. Bei entsprechend hohem Flächenanteil des Skeletts weist dieses eine Tragfähigkeit auf, welche für die vorgesehene Anwendung ausreichend ist.

Da die Wärmeleitfähigkeit poröser mineralischer Werkstoffe geringer ist als jene konventionell verwendeter Materialien, werden die Wärmedämm-Eigenschaften des Bauelements auch durch einen relativ grossen Skelettanteil von z.B. 33%-66% nicht wesentlich beeinträchtigt. Durch die grösseren Skelettabmessungen wird die Konstruktion des Bauelements vereinfacht.

Bevorzugte poröse (d.h. geschlossen porige) mineralische Werkstoffe weisen eine Wärmeleitfähigkeit von höchstens 0,6 W/mK, eine Dichte zwischen 0,5 und 1,6 kg/dm<3>, insbesondere zwischen etwa 1,2 bis 1,5 kg/dm<3>, und/oder eine Druckfestigkeit fcw zwischen 5 und 30 N/mm<2> auf.

Zur Herstellung des Bauelements wird der poröse mineralische Werkstoff in den bereits vorgeformten und ausgehärteten Wärmedämmstoff eingegossen und dort ausgehärtet. Dies führt zu einer wesentlichen Vereinfachung der Produktion, insbesondere, wenn der Wärmedämmstoff einen einzigen, zusammenhängenden Körper bildet.

Die Wärmedämmeigenschaften des erfindungsgemässen Bauelements werden über den Flächenanteil des Skeletts und über die materialtechnologisch einstellbare Wärmeleitfähigkeit des verwendeten Werkstoffs erreicht.

Weitere bevorzugte Ausführungen, Vorteile und Anwendungen des erfindungsgemässen Bauelements ergeben sich aus der nun folgenden Beschreibung unter Bezug auf die Figuren. Dabei zeigen:

Fig. 1 eine Ansicht einer Ausführung des erfindungsgemässen Bauelements;
Fig. 2 das Skelett des Bauelements von Fig. 1;
Fig. 3 den Wärmedämmkörper des Bauelements von Fig. 1;
Fig. 4 eine Ansicht des Bauelements von Fig. 1 von oben;
Fig. 5 eine Ansicht des Bauelements von Fig. 1 von unten;
Fig. 6 einen Vertikalschnitt entlang Linie A-A von Fig. 4;
Fig. 7 einen Vertikalschnitt entlang Linie B-B von Fig. 4;
Fig. 8 und 9 eine Oberansicht einer zweiten und dritten Ausführung des Bauelements.

Die bevorzugte Ausführung des Bauelements, die in Fig. 1 bis 7 gezeigt wird, ist im Wesentlichen quaderförmig. Es besitzt eine obere und untere Tragseite 1 bzw. 2 und senkrecht dazu vier Seitenflächen 3. Es besteht aus einem tragenden Skelett 4 und Dämmaterial 5, wobei das Dämmaterial 5 das Skelett 4 zum Quader ergänzt.

Beim Dämmaterial 5 handelt es sich um einen Wärmedämmstoff, z.B. um EPS, das zu einem einstückigen Dämmkörper geformt wurde. Wie insbesondere aus Fig. 3 ersichtlich, weist der Dämmkörper vertikale Aussparungen auf, welche durch horizontale Aussparungen miteinander verbunden sind. Vertikale und horizontale Aussparungen definieren die Geometrie der Säulenelemente 6 und Stege 7 der Tragstruktur.

Das Skelett 4 besteht aus einem geschlossen porigen mineralischen Werkstoff, z.B. aus einem Porenbeton. Die Porenstruktur wird vorzugsweise durch die Verwendung von Luftporenbildner oder Polystyrolkugeln erzeugt. Es ist jedoch auch möglich, die Porenstruktur auf eine andere Weise zu erzeugen, wie z.B. durch die Verwen dung von Leichtzuschlagen wie z.B. Glas, porösierter Ton, Holz etc. Der poröse mineralische Werkstoff weist eine Rohdichte zwischen 0,5 und 1,6 kg/dm<3>, vorzugsweise ca. 1,2 bis 1,5 kg/dm<3>, auf. Seine Wärmeleitfähigkeit ist höchstens 0,6 W/mK und die Druckfestigkeit fcw zwischen 5 und 30 N/mm<2>.

Das Skelett 4 nimmt vorzugsweise zwischen 33% und 66% der Querschnittfläche des Bauelements ein. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform bildet es Säulen zwischen den tragenden Unter- und Oberseiten 2 bzw. 1 des Bauelements. Diese Säulen sind über Stege 7 verbunden.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird das Skelett durch, über die ganze Bauelementhöhe, durchgehende Stege gebildet, die sich im Grundriss kreuzen.

Das Skelett 4 wird seitlich, d.h. gegen die Seitenflächen 3, vom Wärmedämmstoff 5 abgedeckt.

Der Dämmkörper für das Bauelement wird vorgefertigt und dient als integrierte Schalung. Dadurch kann der Werkstoff der Tragstruktur in einem Giessverfahren in die Hohlräume des Wärmedämmkörpers eingebracht und ausgehärtet werden. Um den Dämmkörper als integrierte Schalung verwenden zu können, kann auf der Unterseite des Dämmkörpers eine Folie 8 aufgebracht werden. Diese Folie kann dem Dämmkörper zugleich allenfalls die erforderliche Stabilität verleihen.

Die geometrische Form des Skeletts 4 ist so gewählt, dass es sich sowohl für zentrisch wie für exzentrisch angreifende Vertikalkräfte aus der darüberliegenden Mauerwerkswand bzw. Geschossdecke eignet.

Durch entsprechende Ausbildung der Stege 7 können auch allfällige Horizontallasten aufgenommen werden. Das Skelett 4 kann bei entsprechend hohem Flächenanteil aus einzelnen Strukturelementen 6 bestehen, welche durch ihre geometrische Form auch Horizontalkräfte aufnehmen können, sodass diesbezüglich keine Stege erforderlich sind.

In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Stege im Grundriss längs und quer angeordnet. Diese Stege können einseitig im unteren oder oberen Elementbereich angeordnet sein oder auch beidseitig. Einzelne Stege können auch über die gesamte Elementhöhe ausgebildet sein.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform lässt sich die gleiche Wirkung auch durch eine Diagonalorientierung der Stege erreichen.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform werden die Säulen in der Randzone des Bauteils angeordnet und so ausgebildet, dass dessen Kernweite möglichst gross zu wählen ist.

Die Dimensionen des Bauelements können in weiten Bereichen gewählt werden. Insbesondere kann die Breite jener des jeweiligen Mauerwerks angepasst werden. In Fig. 8 und 9 werden Teile verschiedener Ausführungen des Bauelements mit unterschiedlichen Breiten dargestellt.

Claims

1. Wärmedämmendes, tragendes Bauelement zum Einbau in Mauerwerk, welches ein tragendes Skelett (4) und einen das Skelett (4) ergänzenden Wärmedämmstoff (5) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Skelett (4) aus einem geschlossenporösen, im Wesentlichen mineralischen Werkstoff besteht.

2. Bauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der poröse mineralische Werkstoff eine Wärmeleitfähigkeit von höchstens 0,6 W/mK aufweist.

3. Bauelement nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der geschlossen poröse mineralische Werkstoff eine Dichte zwischen 0,5 und 1.6 kg/dm<3>, insbesondere 1,2 bis 1,5 kg/dm<3>, aufweist, und insbesondere dass der poröse mineralische Werkstoff ein Poren- oder Leichtbeton ist.

4.

Bauelement nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der geschlossen poröse mineralische Werkstoff eine Druckfestigkeit fcw zwischen 5 und 30 N/mm<2> aufweist.

5. Bauelement nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Skelett (4) mindestens 33% der Querschnittfläche des Bauelements bildet, insbesondere 33%- 66%.

6. Bauelement nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es zwei lastaufnehmende Tragseiten (1, 2) aufweist, zwischen denen das Skelett (4) tragende Säulen (6) bildet, welche über Stege (7) verbunden sind.

7. Bauelement nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Unterseite des Dämmkörpers (5) eine Folie (8) aufgebracht ist und diese zusätzlich die Stabilität des Dämmkörpers erhöht.

8.

Bauelement nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmedämmstoff (5) einen einzigen zusammenhängenden Körper bildet.

9. Bauelement nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmedämmstoff (5) das Skelett (4) seitlich gegen aussen abdeckt.

10. Verfahren zur Herstellung des Bauelements nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der geschlossenporöse mineralische Werkstoff in den vorgeformten Wärmedämmstoff eingegossen und dort ausgehärtet wird.