DE19945482A1 - Mauerstein integrierter Vakuumdämmung und Verfahren zur Herstellung einer Wand mit diesem Mauerstein - Google Patents

Description

Gegenstand der Erfindung ist ein wärmedämmender Mauerstein mit einer integrierten Vakuumdämmung nach Patentanspruch 1 der Erfindung.

Stand der Technik

Mauersteine mit wärmedämmenden Eigenschaften bestehen aus porösen Materialien wie Ziegel, Leichtbeton, Bims oder pori­ gen Zuschlagstoffen (z. B. Blähton) usw.. Zusätzlich weisen sie oft Hohlkammern oder Schlitze in unterschiedlichsten Formen auf (z. B. Hohllochziegel, Hohlblocksteine). Die Wärme­ dämmung kann verbessert werden, wenn die Dichte des Mauer­ steinmaterials besonders nieder gewählt wird (z. B. Rohdichte 1,4 bis 2,0 g/cm³) und die Hohlräume besonders fein gestaltet werden. Ein Mauerstein dieser Art hätte zum Beispiel eine Wärmeleitfähigkeit von etwa 0,14 bis 0,22 W/mK. Für eine 25 cm dicke Wand entspräche dies einem K-Wert von etwa 0,55 bis 0,88 W/m²K.

Ein Nachteil ist die Verwendungseinschränkung von besonders leichten und filigranen Mauersteinen durch die meist nied­ rige Druckfestigkeit.

Durch eine Integration einer hocheffizienten Vakuumdämmung in einen Mauerstein kann der K-Wert einen Betrag unter 0,5 W/m²K erreichen. Mauersteine mit hohen Druckfestigkeiten, aber eher geringen Wärmedämmeigenschaften, können wesentlich verbessert werden. Gegebenfalls kann auf eine zusätzliche Wärmedämmaß­ nahme einer nach den Angaben dieser Erfindung errichteten Wand verzichtet werden.

Als Vakuumdämmung werden Vakuumpaneele verwendet wie sie zum Beispiel aus dem Patent DE 40 29 405 bekannt sind. Dabei werden poröse plattenförmige Wärmedämmaterialien (z. B. gepresste Fällungskieselsäure) von einer vakuumdichten me­ tallfreien oder metallhaltigen Umhüllung umgeben und evaku­ iert.

Die Idee der Erfindung liegt darin ein oder mehrere Vakuumpa­ neele in entsprechend kleiner Form in einen Mauerstein parallel zur Frontseite in speziell dazu vorgesehene schlitzförmigen Hohlraum einzustecken. Der schlitzförmige Hohlraum - und somit auch das Vakuumpaneel - verläuft durch­ gehend von der Oberseite zur Unterseite des Mauersteins. Die Vakuumpaneele sollen dabei in Aufsicht die Frontseite des Mauersteins zum größten Teil abdecken. Um den Taupunkt mög­ lichst im äußeren Bereich einer aus diesen Mauersteinen gefertigten Wand zu halten, müssen die Vakuumpaneele in der äußeren Hälfte, vorzugsweise im äußeren Viertel des Mauer­ steins eingesetzt werden.

Bei der Art der Mauersteine kann es sich sowohl um Vollsteine jeglichen Materials handeln, die ausschließlich die speziel­ len Hohlräume zur Aufnahme der Vakuumpaneele aufweisen, als auch um alle möglichen Hohlsteine, die neben den üblich geformten Hohlräumen zusätzlich die Hohlräume zur Aufnahme der Vakuumpaneele besitzen.

Ist nur ein einziger schlitzförmiger Hohlraum für ein Vakuum­ paneel im Mauerstein vorgesehen, bleiben mindestens zwei Stege an den beiden Seitenwänden des Mauersteins stehen (siehe Fig. 1 (2)). Diese beiden Stege bilden somit die einzi­ gen größeren Wärmebrücken im Mauerstein von der Innenseite zur Außenseite (Frontseite) der Wand. Die Stege sind deshalb möglichst schmal auszuführen (einige Millimeter bis wenige Zentimeter). Die Breite der Stege hängt auch entscheidend von der mechanischen Stabilität des Mauersteins ab.

Ist das Mauersteinmaterial sehr porös oder hat der Mauerstein eine große Länge, so ist es angebracht mehrere Vakuumpaneele nebeneinander in den Mauerstein einzusetzen um somit mehrere Stege zur Festigkeit des Mauersteins zur Verfügung zu ha­ ben(siehe Fig. 2). Die Vakuumpaneele (1) können dabei in einer Ebene nebeneinander eingesetzt werden. Werden zwei Vakuumpa­ neele in einen Mauerstein eingesetzt, so verbleiben drei Stege als Wärmebrücke von der Innen- zur Außenseite.

Um diesen Wärmeübergang durch das Mauersteinmaterial weiter zu begrenzen ist es vorteilhaft die Vakuumpaneele versetzt zueinander anzubringen (siehe Fig. 3). Die inneren Stege im Stein sind damit länger und eventuell auch schmäler. Der Wärmewiderstand über diese Stege ist in diesem Fall größer. Um für Ecksteine die optimale Wärmedämmung zu erzielen ist vorgesehen, Vakuumpaneele in oben beschriebener Form parallel zur Frontseite und parallel zur Seitenwand des Mauersteins einzusetzen (siehe Fig. 4).

Eine weitere Möglichkeit die Wärmeleitung über die verblei­ benden Stege zu begrenzen liegt darin die Stege durch ein­ schiebbare Kunststoffschienen zu ersetzen, da Kunststoff eine wesentlich geringere Wärmeleitfähigkeit aufweist als das Mauersteinmaterial. Dabei wird der Mauerstein getrennt in einen bezüglich der Vakuumdämmung inneren und äußeren Mauer­ stein und diese mit beispielsweise T oder U-förmigen Kunst­ stoffprofilen im richtigen Abstand zur Aufnahme der Vakuumpa­ neele zusammengefügt.

Die Vakuumpaneele können eine Stärke von 5 mm bis 40 mm, vorzugsweise die übliche Stärke von 10 mm bis 20 mm aufwei­ sen. Die vakuumdichte Umhüllung der Vakuumpaneele soll vor­ zugsweise metallfrei sein, da hier wegen der relativ geringen flächenmäßigen Ausmaße der Vakuumpaneele der Rand der Umhül­ lung eine Wärmebrücke bildet, die einen nicht unbedeutenden Einfluß auf die Gesamtleitfähigkeit des Vakuumpaneels hat.

Ein 10 mm starkes und kunststoffumhülltes Vakuumpaneel auf der Basis verpresster Kieselsäure mit den Maßen 50 cm mal 24 cm hat eine Wärmeleitfähigkeit von ungefähr 0,005 W/mK. Bei einem Hohllochziegel mit einem K-Wert von etwa 0,8 W/m²K kann durch den oben beschriebenen, erfindungsgemäßen Einsatz des Vakuumpaneels der K-Wert auf etwa 0,3 W/m²K bis 0,4 W/m²K gesenkt werden.

Um eine Verletzung der vakuumdichten Umhüllung beim Einbrin­ gen der Vakuumpaneele in den Mauerstein durch Rauhigkeiten des Steins oder scharfe Kanten zu vermeiden, kann das Vakuum­ paneel von einer zweiten schützenden Kunststoffolie umgeben sein.

Die Vakuumpaneele können vorgefertigt werden und direkt nach der Produktion des Mauersteins in diesen eingesetzt werden.

Vorteilhaft ist es jedoch, während der Errichtung einer Wand die vorgefertigten Vakuumpaneele in die dafür vorgesehenen Hohlräume des Mauersteine einzusetzen. Dabei wird Reihe um Reihe der Mauersteine - üblicherweise mit Mörtel - aufgesetzt und die Vakuumpaneele von oben in den Mauerstein eingesetzt. Um die Vakuumpaneele leicht und ohne Verletzung der Hülle in die schlitzförmigen Hohlräume des Mauersteins einschieben zu können, ist es angebracht die Tiefe der Hohlräume etwas größer zu wählen als die Dicke der Vakuumpaneele. Da die Vakuumpaneele senkrecht eingesetzt werden und gegebenfalls in der unter dem Mauerstein liegenden Mörtelschicht fixiert werden, ist es möglich die Tiefe des schlitzförmigen Hohl­ raums bis zu 100% größer zu gestalten als die Dicke der Vakuumpaneele. Zur Vereinfachung dieses Verfahrens zur Herstellung einer Wand sollten die Vakuumpaneele eine stan­ dardisierte Größe aufweisen. Je nach Größe des Mauersteins werden dann ein oder mehrere Vakuumpaneele in die standardi­ sierten Hohlräume eingesetzt.

Claims (8)

1. Wärmedämmender Mauerstein, dadurch gekennzeichnet, daß ein oder mehrere Vakuumpaneele in ein oder mehrere paral­ lel zur Frontseite des Mauersteine eingebrachte und durchgehend von der Ober- zur Unterseite des Mauersteins verlaufende, schlitzförmige Hohlräume eingesetzt sind.

2. Wärmedämmender Mauerstein nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß mindestens zwei Vakuumpaneele versetzt zueinander in verschiedenen Ebenen in den Mauerstein ein­ gesetzt sind.

3. Wärmedämmender Mauerstein nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Vakuumpaneele im äußere Viertel des Mauersteins befinden.

4. Wärmedämmender Mauerstein nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Tiefe der schlitzförmi­ gen Hohlräume bis zu 100% größer ist als die Dicke der Vakuumpaneele.

5. Wärmedämmender Mauerstein nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die eingesetzten Vakuumpanee­ le eine metallfreie Umhüllung aufweisen.

6. Wärmedämmender Mauerstein nach Anspruch 1, 2, 3, 4 oder 5 dadurch gekennzeichnet, daß die eingesetzten Vakuumpanee­ le eine zusätzliche, schützende Umhüllung aus Kunststoff aufweisen.

7. Wärmedämmender Mauerstein nach Anspruch 1, 2, 3, 4, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die senkrechten Stege des Mauersteins zwischen den Vakuumpaneelen und die beiden senkrechten Stege zwischen den Vakuumpaneelen und der Seitenwand des Mauersteins aus Kunststoffprofilen beste­ hen.

8. Verfahren zur Herstellung einer Wand mit Mauersteinen aus den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die vorgefertigten Vakuumpaneele erst während der Errichtung der Wand in die schon aufgesetzten Mauersteine von oben senkrecht eingeschoben werden.