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Die
Erfindung betrifft eine beschichtete Kunststoffschaumplatte, insbesondere
für ein
Umkehrdach und insbesondere mit begehbarer Mineralschicht, z. B.
Mörtelschicht
oder Betonschicht.
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Stand der Technik:
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Das
Umkehrdach ist eine Weiterentwicklung bekannter Flachdächer. Flachdächer besitzen
in ihrer ursprünglichen
Form in der Regel nur eine Unterkonstruktion mit Balken und darüber liegenden
Brettern und einer darauf liegenden Abdichtung. Im Winter erweisen
sich die darunter liegenden Räume
als kaum beheizbar.
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Flachdachkonstruktionen
für bewohnte
Räume sind
deshalb immer mit einer Wärmedämmung unterhalb
der Abdichtung versehen. Dabei hat die Vergangenheit immer größere Anforderungen
an die Wärmedämmung gestellt.
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Hallen
sind ganz überwiegend
als Flachdächer
ausgeführt.
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Auch
bei Flachdachhallen ist die Wärmedämmung Standard
geworden.
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Als
Abdichtung sind früher
Bitumenbahnen auf der Unterkonstruktion verklebt worden. Die Bitumenbahnen
waren glatt. Später
sind die Bitumenbahnen besplittet worden. Zu den Bitumenbahnen sind im
Laufe der Zeit Kunststoffabdichtungsbahnen als Abdichtungen hinzu
gekommen.
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Sowohl
die Bitumenbahnen als auch die Kunststoffabdichtungsbahnen leiden
unter den Folgen der Sonneneinstrahlung. Dabei zeigt nicht nur das
Sonnenlicht an sich schädigende
Wirkung. Auch die Wärmeentwicklung
verursacht Schäden.
Es geht die Dehnungsfähigkeit
verloren, um z. B. bei Kalte die Schrumpfung auszugleichen. Das
Temperaturgefälle zwischen
den heißesten
Stellen im Sommer und den kältesten
Stellen im Winter kann 80 Grad und mehr betragen. Dabei werden im
Sommer an windgeschützten
Stellen leicht 60°C
an den üblicherweise schwarzen
Dichtungen gemessen.
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Die
Dichtung hat das zusätzliche
Problem der Befestigung. Die Befestigung soll gegen angreifende
Windlasten sichern. Zur Befestigung sind zwei Systeme gebräuchlich.
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Das
eine System sieht eine Beschwerung der Abdichtung vor. Üblicherweise
wird dazu eine Bekiesung vorgenommen. Es wird grobkörniger Kies auf
die Abdichtung geschüttet.
Das Gewicht des Kieses muss größer sein
als die maximal vorkommenden Windlasten. Erfahrungsgemäß geht von
dem Kies auch eine Gefahr aus, nämlich
eine Beschädigungsgefahr.
Es ist bekannt, dass die Abdichtung bei nicht vermeidbaren Begehungen
des Daches mit dem Kies durchtreten wird. Das gilt besonders für Sommertage,
an denen die Abdichtung aufgrund der Erwärmung nachgiebig ist.
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Das
andere System sieht die Verwendung von Dachbefestigern vor. Die
Dachbefestiger bestehen aus Schrauben und Tellern. Die Teller werden
auf die Abdichtungsbahnen aufgelegt, die Schrauben durch die Teller
und durch die Abdichtungsbahn in die Unterkonstruktion geschraubt.
Die Schrauben müssen
dabei durch die Wärmedämmung hindurch
greifen. Mit den Teller wird die Abdichtung gegen die Wärmedämmung und
gegen die Unterkonstruktion gepresst. Dieses Befestigungssystem
kann noch eine zusätzliche
Belastung für
die Abdichtung verursachen.
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Ein
wesentlicher Teil obiger Probleme kann mit dem Umkehrdach gelöst werden.
Das Umkehrdach wird durch eine Wärmedämmung gebildet,
die einfach oben auf die bisherige Abdichtung gelegt wird. Besonders
geeignet für
ein Umkehrdach sind sogenannte XPS-Platten. Dabei handelt es sich
um extrusionsgeschäumte
Kunststoffplatten, die kein Wasser aufnehmen oder nur in geringem
Umfang Wasser aufnehmen.
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Die
Platten schützen
die darunter liegende Abdichtung vor dem Licht und vor Temperatureinwirkungen.
Gerade die Temperaturwechsel verursachen eine erhebliche Materialbelastung.
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Die
Platten bilden eine zusätzliche
Wärmedämmung und
ergänzen
die bisherige Wärmedämmung. Dadurch
kann die Dämmung
insgesamt auf ein gewünschtes
bzw. zeitgemäßes Niveau
aufgehoben werden.
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Zur
weiteren Ausgestaltung des Umkehrdaches ist auch vorgeschlagen worden,
die Platten oberseitig mit einer Mörtelschicht oder mit einer
Betonschicht zu versehen. Die Mörtelschicht bzw.
Betonschicht dient der Beschwerung der Platten und schützt die
Abdichtung bei der Begehung.
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Die
Mörtelschicht
bzw. Betonschicht wird in einer bekannten Ausführungsform vorgefertigt und
in Form von Platten mit den Kunststoffschaumplatten verklebt.
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In
einer anderen Ausführungsform
wird die Mörtelschicht
bzw. Betonschicht angeformt.
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Die
so hergestellten Verbundplatten werden lose auf die blanke Abdichtung
gelegt. Aufgrund ihres vorbestimmten Flächengewichtes besitzen die
Verbundplatten einen ausreichenden Widerstand gegen Windlasten.
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Allerdings
zeigt sich an den Platten nach der Verbindung von Kunststoffschaum
und Mörtel/Beton ein
Dehnungsproblem. Während
die Mineralschicht eine sehr geringe Dehnung besitzt, hat die Kunststoffschaumschicht
eine relativ große
Dehnung. Infolgedessen neigen die beschichteten Platten zum Schüsseln. Es
entsteht eine hässliche
Krümmung. Die
Platten liegen unten teilweise hohl. In den Hohlraum können feste
Partikel eindringen, die beim Begehen der Platten in die Abdichtung
gedrückt
werden. Die aufstehenden Kanten der Platten bilden Stolperkanten.
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Aufgabenstellung:
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Schüsseln zu verringern.
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Lösung
der Aufgabenstellung:
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Nach
der Erfindung ist dazu eine teilweise Hinterlüftung der Mineralschicht vorgesehen.
Eine Hinterlüftung
ist an sich aus der
JP
1024737 A bekannt. Dort wird die Hinterlüftung durch
Ausnehmungen in der Mineralschicht gebildet. Das schwächt die Mineralschicht
und verstärkt
die Krümmung
eher, als dass sie gegen Krümmung
hilft.
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Aus
der
DE 3119520 A ist
ein Vorschlag für Wärmedämmelemente
bekannt, bei dem Wärmedämmelemente
zweiteilig aufgebaut sind und aus einer Schale aus geschäumtem Polystyrol
und einem Kern aus Polyurethanschaum bestehen. Zwischen der Schale
und dem Kern sollen zur Materialeinsparung Hohlräume erzeugt werden. Dies stellt
keine Hinterlüftung
dar.
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Bei
der Erfindung wird die Mineralschicht dagegen von der Kunststoffschaumplatte
beabstandet. Die Beabstandung schließt auch ein, dass die Mineralschicht
von einer dünneren
Kunststoffschaumzwischenschicht getragen wird. Das heißt, die
dünnere Kunststoffschaumzwischenschicht
ist zwischen der Mineralschicht und der Kunststoffschaumplatte vorgesehen.
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Vorzugsweise
dient die dünnere
Kunststoffschaumzwischenschicht zur Abstandsbildung. Die dünnere Kunststoffschaumzwischenschicht
kann als Noppenplatte oder Noppenschicht ausgebildet sein. Die Noppen
bewirken den Abstand. Anstelle der Noppen oder zusammen mit den
Noppen können
auch Stege Anwendung finden. In jedem Fall sind die Noppen oder
Stege zur Kunststoffschaumplatte hin angeordnet und mit ihr verklebt
oder verschweißt.
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Die
Hinterlüftung
reduziert die Erwärmung der
Kunststoffschaumplatte und deren Dehnung. Die Noppen und Stege sind
gleichmäßig verteilt
angeordnet. Dabei ist mit D der Noppendurchmesser, mit A der Noppenabstand
und H die Noppenhöhe
bezeichnet. S bezeichnet die Dicke der Kunststoffschaumzwischenschicht
ohne Noppen. Die Abmessungen liegen in folgenden Bereichen:
D
von 5 bis 50 mm, vorzugsweise 20 bis 30 mm
A von 5 bis 100
mm, vorzugsweise 20 bis 40 mm
H von 2 bis 30 mm, vorzugsweise
10 bis 15 mm
S von 2 bis 30 mm, vorzugsweise 12 bis 20 mm
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Die
Noppen haben wahlweise eine rund und/oder eckig und/oder teilweise
gerade verlaufende Außenform.
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Bei
den Stegen ist anstelle des Durchmessers D die Stegbreite B wie
folgt zu berücksichtigen
B
von 5 bis 50 mm, vorzugsweise 20 bis 30 mm
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Die
Steglänge
kann beliebig sein. Die Steglänge
findet ihre Grenze an der Plattenlänge. Die Stege können gleichermaßen wie
die Noppen rund und/oder eckig und/oder teilweise gerade verlaufen.
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Die
Dicke der Mineralschicht ergibt sich aus der gewünschten Mindestgewicht.
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Die
Dicke der Kunststoffschaumschicht aus der gewünschten Wärmedämmung im Umkehrdach.
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Die
Kunststoffschaumplatte besteht wegen der Frage der Wasseraufnahme
vorzugsweise aus einem extrudierten Schaum, zum Beispiel extrudiertem
Polystyrolschaum (XPS). Die Kunststoffschaumzwischenschicht kann
auch aus einem Partikelschaum bestehen, z. B. aus Polystyrol-Partikelschaum
(EPS). Hier ist die Wasseraufnahme weniger bedeutsam, weil die Wasserberührung nur
sehr gering ist. Wesentlich mehr Gewicht hat der Vorteil, dass die
Noppen und die Stege an die Kunststoffschaumzwischenschicht angeformt
werden können, wenn
das Partikelschaum-Formteil erzeugt wird.
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Das
Raumgewicht der Kunststoffschaumplatte bewegt sich im üblichen
Rahmen, vorzugsweise zwischen 30 und 45 kg pro Kubikmeter bei PS,
bei anderen Kunststoffen wie PP oder PE entsprechend.
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Das
Raumgewicht der Kunststoffschaumzwischenschicht weicht nicht mehr
als 20 kg, vorzugsweise nicht mehr als 5 kg pro Kubikmeter von dem Raumgewicht
der Kunststoffschaumplatte ab, wenn es sich um gleichen Kunststoff
handelt. Bei unterschiedlichen Kunststoffen verschiebt sich die
Grenze der Gewichtsabweichung in dem Umfang, wie die üblichen
Raumgewichte von Kunststoffschaumplatten aus den dann relevanten
Kunststoffen voneinander abweichen.
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Die
für das
Formteil aus Partikelschaum verwendeten Kunststoffschaumpartikel
haben einen Durchmesser von 0,5 bis 12 mm, in Abhängigkeit
von der gewählten
Noppenhöhe
und der gewählten
Dicke der Kunststoffschaumzwischenschicht ohne Noppen. Vorzugsweise
ist der Durchmesser der Kunststoffschaumpartikel höchstens
halb so groß wie
die gewählte
Noppenhöhe
bzw. die gewählte
Dicke der Kunststoffschaumzwischenschicht ohne Noppen.
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In
der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der
Erfindung dargestellt.
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Mit 1 ist
eine Mineralschicht aus Sand und einem geeigneten Kleber bezeichnet.
Die Dicke S der Schicht 1 ist 10 mm.
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Mit 4 ist
eine 40 mm dicke Kunststoffplatte aus extrudiertem Polystyrol bezeichnet.
Die Extrusion findet mittels eines Extruders statt. Dabei wird das Polystyrol
in Granulatform mit Zuschlägen
in den Extruder aufgegeben und plastifiziert. Zugleich wird die entstehende
Schmelze homogenisiert. In die Schmelze wird dann ein Treibmittel/Treibgas
eingegeben, das unter dem im Extruder herrschenden Druck nicht expandieren
kann. Das Treibmittel wird ebenfalls gleichmäßig verteilt. Dann wird die
Schmelze auf Extrusionstemperatur, etwa 110 Grad Celsius abgekühlt und
durch eine Düse
gepresst. In Strömungsrichtung
der Schmelze herrscht hinter der Düse Umgebungsdruck. Der Schmelzedruck
fällt deshalb
hinter der Düse
entsprechend ab. Das Treibmittel expandiert. Es entstehen die vielen
kleinen gewünschten
Zellen im Kunststoff, die den Schaum bilden. Der Schaum tritt zunächst als
Strang aus. Er wird an allen Seiten konfektioniert, das heißt auf das gewünschte Maß gebracht.
Das kann spanlos mittels eines Kalibrators während des Aufschäumens erfolgen.
Das kann auch nach Verfestigung des Schaumes spanabhebend z. B.
durch Fräsen
erfolgen.
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Im
Ausführungsbeispiel
hat die Kunststoffschaumschicht 4 ein Raumgewicht von 35
kg pro Kubikmeter.
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Mit 2 ist
eine Kunststoffschaumzwischenschicht bezeichnet, die zur Kunststoffschaumschicht 4 hin
Noppen 3 besitzt. Die Kunststoffschaumzwischenschicht 2 besteht
aus EPS. Die Schicht 2 hat ohne Noppen eine Dicke von 15
mm, die Nocken 3 besitzen eine Dicke von 10 mm. Die Nocken 3 haben einen
Durchmesser von 25 mm und sind in einem Abstand von 25 gleichmäßig über die
Fläche
verteilt. Die Form der Nocken ist rund.
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Die
Schicht 2 hat ein Raumgewicht von 30 kg pro Kubikmeter.
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Die
Schicht 2 ist mit dem Noppen als Platte in einer Form aus
Kunststoffschaumteilchen mit einem Durchmesser von 4 mm hergestellt
worden. Dabei sind die Teilchen mit Trägerluft in die Form unter Druck
geblasen worden. Die gefüllte
Form ist geschlossen worden und mit Heißdampf beaufschlagt worden.
Der Heißdampf
erweicht die Schaumteilchen an ihrer Oberfläche, so dass sie unter dem gleichzeitig
herrschenden Druck miteinander verschweißen.
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Die
Mineralschicht 1 ist unmittelbar an die Kunststoffschaumzwischenschicht
angeformt worden, die Kunststoffschaumzwischenschicht mit der Kunststoffschaumschicht
verklebt.