DE19531481C2 - Wärmedämmaterial aus Hobelspänen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Wärmedämmaterial aus Hobel­ spänen ensprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ein sol­ ches Wärmedämmaterial ist in dem DE 89 12 592 U1 beschrieben.

Das DE 89 12 592 U1 geht von Hobelspänen als Grundwerk­ stoff aus, welche bei der Verarbeitung von Holz in großen Mengen anfallen. Das Wärmedämmaterial gemäß dem DE 89 12 592 U1 besteht aus beschichteten Hobelspänen. Und zwar sind die Hobelspäne allseitig mit einer 0,1 bis 1 mm dicken Schicht aus Kalk umgeben, der gegebenenfalls bis zu 10% Wasserglas enthalten kann. Die Beschichtung kann durch Mischen von nassen Hobelspänen mit gebranntem Kalk oder durch Mischen von trockenen Hobelspänen mit gelöschtem Kalk aufge­ bracht werden. Anschließend werden die beschichteten Hobel­ späne getrocknet, wobei die zunächst gebildete Calciumhydro­ xid-Schicht bei Aufnahme von Kohlendioxid aus der Luft durch eine sogenannte Carbonatisierung in eine Calciumcarbonat- Schicht übergeht.

Das bekannte Wärmedämmaterial ist für die Befüllung von relativ flachen Hohlräumen von Gebäudeteilen, wie von Decken mit Fehlboden oder als Estrichunterlage bestimmt. Als beson­ dere Vorteile gibt die DE 89 12 592 U1 die Schwerentflammbar­ keit der mit Calciumcarbonat - auch Kalkstein genannt - be­ schichteten Hobelspäne und außerdem deren natürlichen Ur­ sprung an.

Bei der Herstellung des bekannten Wärmedämmaterials wird es als nachteilig empfunden, daß bei der Carbonatisierung er­ hebliche Mengen Wasser freigesetzt werden und zugleich Koh­ lendioxid hinzugeführt werden muß. Ein weiterer Nachteil bei der Carbonatisierung, der Kalksteinbildung also, besteht in der sehr langen Trocknungszeit. Die dadurch bedingte lange Prozeßdauer bei der Herstellung von Kalkstein bildet demnach ein erhebliches Hindernis für die Herstellung des bekannten Wärmedämmaterials im großtechnischen Maßstab.

Proben von mit Kalkstein überzogenen Hobelspänen haben ergeben, daß Hobelspäne mit einer dünnen Kalksteinbeschich­ tung die für eine ausreichende Setzungsicherheit der Füllung erforderliche Rückstellfähigkeit nicht besitzen, so daß das bekannte Wärmedämmaterial in vorerwähnter Weise nur für ge­ ringe Füllhöhen verwendet wird. Eine dickere Kalksteinbe­ schichtung, die unter dem Rasterelektronenmikroskop eine schwammige Struktur zeigt, begünstigt Zusammenballungen der Späne, und bewirkt außerdem eine Verschlechterung der Wärmedämmung. Im übrigen lassen sich derartige Späne nicht mehr ohne weiteres vereinzeln.

Ausgehend von dem Wärmedämmaterial gemäß dem DE 89 12 592 U1, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein günstig herstellbares Wärmedämmaterial, das aus Hobelspä­ nen mit einem Überzug aus einem erhärteten anorganischen Bin­ demittel besteht, mit einer so hohen Rückstell-Elastizität zu schaffen, daß letztere sowohl Setzungssicherheit zu Erzielung einer anhaltend gleichbleibenden Wärmeisolationsfähigkeit als auch Sicherheit gegen unterschiedliche Einfüllarten mit un­ terschiedlicher mechanischer Belastung bietet.

Ensprechend der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der erhärtete Überzug aus Zement besteht, und daß die Hobelspäne stofflich unverbunden sind.

Die Vorteile des erfindungsgemäßen Wärmedämmaterials, insbesondere deren größere Steifigkeit und Formbeständigkeit sowie dessen bessere Rückstellelastizität ergeben sich vor­ nehmlich bei einem Zementsteinüberzug, dessen Dicke im Ver­ gleich zur Dicke des Kalksteins gemäß dem DE 89 12 592 U1 sehr gering ist.

Im Unterschied zum bekannten Kalksteinüberzug zeigen Ra­ sterelektronenmikroskopaufnahmen des erfindungsgemäßen Ze­ mentsteinüberzuges den Vorteil einer glatten, Zusammenballun­ gen der Hobelspäne keinesfalls begünstigenden Oberfläche.

Durch den Überzug eines jeden einzelnen Hobelspans mit ein hydraulisches Bindemittel bildenden Zement, erhält jeder einzelne Hobelspan eine wesentlich größere Steifigkeit und Formbeständigkeit, als er von Haus aus besitzt.

Zudem ist jeder derartig mit Zementstein überzogene Ho­ belspan verrottungssicher und schwer entflammbar. Versuche haben ergeben, daß mit erhärtetem Zement überzogene Hobel­ späne gegenüber unbehandelten eine bessere Rückstellelastizi­ tät aufweisen, so daß sich das erfindungsgemäße Wärmedämmate­ rial auch bei einer relativ großen Schütthöhe bei ordnungsge­ mäßem Einbringen nicht setzen kann.

Die vorbeschriebenen Vorteile einer größeren Steifigkeit und Formbeständigkeit sowie einer besseren Rückstellelastizi­ tät weisen die erfindungsgemäß mit Kalkstein beschichteten Hobelspäne auch im Vergleich zu den mit Kalkstein beschichte­ ten Hobelspänen gemäß dem DE 89 12 592 U1 auf.

Zwischen den einzelnen erfindungsgemäßen Hobelspänen be­ steht keine etwa durch den Zementüberzug bedingte stoff­ schlüssige Verbindung; Formschlußverbindungen zwischen den einzelnen Hobelspänen sind selten anzutreffen.

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Wärmedämmate­ rials besteht darin, daß der Zementstein im Unterschied zum Kalkstein während seiner Bildung Wasser aufnimmt, dabei aber keine gasförmige Atmosphäre, insbesondere kein Kohlendioxyd benötigt.

Weiterhin ist es vorteilhaft, daß das mit Zementstein beschichtete erfindungsgemäße Wärmedämmaterial im Verhältnis zur Kalksteinbeschichtung nur eine sehr geringe Prozeßdauer erfordert, die größenordnungsmäßig mit etwa 1 : 50 (Zementstein : Kalkstein) angegeben werden kann.

Die Herstellung des erfindungsgemäßen Wärmedämmaterial geschieht zweckmäßig derart, daß die Hobelspäne in einem ge­ eigneten Mischer mit einer Zementsuspension gleichmäßig ver­ mengt werden. Die besten Festigkeitswerte für den erhärteten Zementüberzug ergibt eine Hydratisierung des fertigen Gemen­ ges in einem bis zur Erhärtung luftdicht abzuschließenden Be­ hältnis. Dieser Vorgang läuft bei Raumtemperatur ohne Zufuhr von Fremdenergie ab. Soweit die fertig beschichteten Hobel­ späne nach vollständiger Erhärtung des Zementüberzuges nicht ohnehin als vereinzelte Körper vorliegen, wird gegebenenfalls eine Vereinzelung herbeigeführt. Eine vorteilhafte erfin­ dungsgemäße Wärmedämmaterial-Schüttung wird beispielsweise hergestellt aus 21 Gewichtsprozent Hobelspänen, 53 Gewichts­ prozent Zement und 26 Gewichtsprozent Wasser.

Das Raumgewicht der erfindungsgemäßen Schüttung beträgt etwa 150-170 kg/m³. Die Wärmeleitfähigkeit der erfindungsge­ mäßen Schüttung ist gut, denn sie beträgt etwa 0,05-0,08 Watt/mK.

Auch die Dampfdurchlässigkeit µ der erfindungsgemäßen Schüttung ergibt mit 1-3 ebenfalls gute Werte.

Gute Ergebnisse erzielt die Erfindung mit Hobelspänen, die eine Breite von etwa 5 mm bis etwa 25 mm und eine Dicke von etwa 0,2 mm bis etwa 0,8 mm aufweisen.

Entsprechend der Erfindung bilden die Hobelspäne Sieb­ fraktionen von etwa 5 bis etwa 50 mm oder etwa 5 bis etwa 30 mm.

Bevorzugt werden indessen die für das Wärmedämmaterial bestimmten Hobelspäne aus unterschiedlichen Siebfraktionen zusammengeführt und vermischt, so daß die von der Schüttung eingeschlossenen Lufträume hinsichtlich ihrer Verteilung und hinsichtlich ihrer Abmessungen ein Optimum darstellen.

In den Zeichnungen sind vorteilhafte Anwendungsbeispiele des Wärmedämmaterials entsprechend der Erfindung dargestellt, es zeigen

Fig. 1 einen Horizontalschnitt durch einen Wandbaukörper und

Fig. 2 einen Querschnitt durch einen Dachbaukörper.

In den Zeichnungen ist jeder Baukörper unabhängig von seiner detaillierten Ausgestaltung insgesamt mit der Bezugs­ ziffer 10 bezeichnet.

Der Baukörper 10 gemäß Fig. 1 stellt einen teilweisen Horizontalschnitt durch eine aufgehende Wand, (Holzskelett- oder Fachwerkwand) dar. Der Baukörper 10 gemäß Fig. 1 weist Leimholzstützen 11 mit der Abmessung 16/40 [cm] auf. Zwischen den Stützen 11 sind Außenwandpaneele 12 angeordnet.

Innenseitig werden die Stützen 11 durch an ihnen befe­ stigte Innenwandpaneele 13 überbrückt. Außenwandpaneele 12 und Innenwandpaneele 13 sind etwa 22 mm stark und bestehen jeweils aus einer dreifach verleimten Holzplatte Fichte/Tanne. Beidseitig an jeder Stütze 10 ist eine bei­ spielsweise 45 mm starke Holzbohle 14 schraubbefestigt. Die Holzbohlen 14 dienen als Befestigungsauflage für die Außen­ wandpaneele 12. Falls es ein Anwendungsfall erfordert, können auch die Innenwandpaneele 13 analog zu den Außenwandpaneelen 12 zwischen den Stützen 11 angeordnet und dort an den ent­ sprechend angepaßten Bohlen 14 stirnseitig befestigt sein.

An jeder außenwandseitigen Schmalfläche der Stützen 11 ist je ein Distanzbrett 15 angeschraubt. Die Distanzbretter 15 dienen Glasscheiben 16 als Befestigungsauflagen. Die Glas­ scheiben 16 sind wind- und wasserdicht unter Verwendung von nicht dargestellten an sich bekannten Dichtungs- und Befesti­ gungsmitteln an den Distanzbrettern 15 gehalten.

Zwischen den Außenwandpaneelen 12 und den Glasplatten 16 sind hinterlüftete Hohlräume 17 vorhanden, welche den von der Bauinnenseite zur Bauaußenseite durch die Außenwandpaneele 12 dringenden Wasserdampf aufnehmen und ableiten können.

Die Konstruktionsteile 12, 13, 14 stellen eine form­ steife Umhüllung für einen Hohlraum H dar, welcher von Wärme­ dämmaterial W ausgefüllt ist. Das Wärmedämmaterial W besteht aus schematisch gezeichneten beschichteten Hobelspänen 18, die eine lose aber weitestgehend homogene Schüttung bilden.

Jeder Hobelspan 18 ist mit einem Überzug aus erhärtetem Zement versehen. Dadurch erhält der Hobelspan eine sehr gute Formbeständigkeit und eine sehr hohe Rückstellelastizität.

Das eine lose Schüttung von Hobelspänen 18 darstellende Wärmedämmaterial W ist beispielsweise aus Siebfraktionen von jeweils 5-100 mm, 5-50 mm und 5-30 mm zusammengeführt. Durch Mischung dieser Siebfraktionen ergibt sich eine hinsichtlich Wärmeleitfähigkeit und Wasserdampfdiffusionsfähigkeit in etwa homogene Mischung.

In Fig. 1 sind außerdem zum Wärmedämmaterial W hin of­ fene Sackbohrungen 19 zu erkennen. Die jeweilige Bodendicke der Sackbohrungen 19 stellt die Restwandstärke s dar.

Die Sackbohrungen 19 üben etwa eine Ventilfunktion aus, wodurch der von der Bauinnenseite herrührende Wasserdampf aus dem Hohlraum H weg nach außen in den hinterlüfteten Hohlraum 17 abgeführt wird. Die Wirksamkeit einer jeden Sackbohrung 19, Wasserdampf abzuführen, wächst etwa im umgekehrten Ver­ hältnis zur Restwandstärke s. Die Anzahl der Sackbohrungen 19 muß in Anpassung an den konkreten Anwendungsfall errechnet werden.

Die Glasplatten 16 können in einem solchen Abstand von den Außenwandpaneelen 12 angeordnet sein, daß der Zwischen­ raum begehbar bzw. bewohnbar ist.

Das in Fig. 1 gezeigte Wärmedämmaterial W besitzt ein Schüttgewicht von etwa 150 bis etwa 170 kg/m³. Die Wärmeleitfähigkeit des Wärmedämmaterials W beträgt etwa 0,05-0,08 Watt/mK. Die Dampfdurchlässigkeit µ des Wärmedämmateri­ als W beträgt etwa 1-3. Der Wärmedurchgangskoeffizient K der in Fig. 1 dargestellten aufgehenden Wand, die überdies nicht dargestellte horizontale Riegel aufweist, beträgt im vorlie­ genden Ausführungsbeispiel 0,18 W/m² K.

Der in Fig. 2 dargestellte Dachbaukörper unterscheidet sich hinsichtlich seines grundsätzlichen Aufbaus nicht von dem Wandbaukörper gemäß Fig. 1. Demnach wurden für ähnliche Bauteile in den Fig. 1 und 2 dieselben Bezugsziffern verwen­ det. Anstelle der Stützen 11 gemäß Fig. 1 weist der Dach­ baukörper 10 relativ hohe Sparren 20 auf. Jeweils ein Außen­ paneel 12, ein Innenpaneel 13 und zwei im Parallelabstand be­ findliche Sparren 20 bilden einen formsteifen Kasten 21, also eine formsteife Umhüllung, die einen Hohlraum H umschließt, welcher der Aufnahme des Wärmedämmaterials W dient, das wegen einer Zeichnungsvereinfachung in Fig. 2 nicht dargestellt ist.

Die Innenwandpaneele 13 sind so angeordnet, daß eine bündige Überlappmontage mit benachbart aufeinanderfolgenden formsteifen Kästen 21 möglich ist. Bauaußenseitig sind zwi­ schen den benachbarten Außenpaneelen 12 Zwischenräume Z be­ lassen, die zum einen der Aufnahme von Befestigungselementen zur Halterung zweier benachbarter Sparren 20 aneinander oder zum anderen der Aufnahme von Befestigungselementen für die Dachhaut 22 dienen können, welche lediglich strichpunktiert angedeutet ist.

Die Dachhaut 22 muß wasserdicht und hinterlüftet sein und kann beispielsweise aus einem keramischen Pfannenbelag bestehen.

Unmittelbar auf der äußeren Hauptfläche der Außenpaneele 12 befindet sich eine wasserdampfdurchlässige, z. B. vliesar­ tige, Plane, die beispielsweise den Wert einer wasserdampf­ diffusionsäquivalenten Luftschichtdicke von 0,02 m aufweist. Diese Plane ist nur schematisch dargestellt und mit 23 be­ zeichnet.

Claims (6)

1. Wärmedämmaterial (W) aus Hobelspänen (18), welche einen Überzug aus einem erhärteten anorganischen Bindemittel aufweisen und in einem Hohlraum (H) eine isolierende lose Füllung bilden, dadurch gekennzeichnet, daß der erhärtete Überzug aus Zement besteht und daß die Hobelspäne (18) stoff­ lich unverbunden sind.

2. Wärmedämmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Hobelspäne eine Siebfraktion von etwa 5 bis etwa 50 mm bilden.

3. Wärmedämmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Hobelspäne eine Siebfraktion von etwa 5 mm bis etwa 30 mm bilden.

4. Wärmedämmaterial nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Hobelspäne eine Mischung aus unter­ schiedlichen Siebfraktionen darstellen.

5. Wärmedämmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch ein Raumgewicht von etwa 150-170 kg/m³.

6. Wärmedämmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß es aus etwa 21 Gewichtsprozent Hobelspänen, etwa 53 Gewichtsprozent Zement und etwa 26 Ge­ wichtsprozent Wasser hergestellt ist.