DE10146174C2 - Wärmedämmplatte für den Inneneinbau - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine Wärmedämmplatte für den Inneneinbau, bestehend aus einer
außenwandseitig anzuordnenden Wärmedämmaterialschicht mit einem
Wasserdampfdiffusionswiderstand mit µ-Wert größer 10 und einer
raumseitig damit flächig verbundenen festeren mineralischen
Schicht.
Derartige Wärmedämmplatten sind aus der deutschen Norm 18 184,
Juni 1991, als Gipskarton-Verbundplatte, beispielsweise als
Kombination einer Polystyrolschaumplatte mit einer
Gipskartonplatte, bekannt. Bei diesen erbringt der Schaumstoff die
gewünschte Wärmedämmung und die Gipsplatte eine glatte, druckfeste
Oberfläche. Da die Gipskartonplatte gemäß dem Prospekt der Firma Fermacell®
Verarbeitungsanleitung, Nov. 1998, S. 5; 35, eine relativ geringe
Dampfdiffusionswiderstandszahl (µ-Wert) von etwa 10-12 gegenüber
dem Schaumstoff hat, dessen µ-Wert etwa 40 beträgt, und ihre
Wärmeleitfähigkeit etwa zehnmal größer ist, besteht je nach der
Luftfeuchtigkeit im Innenraum und der Temperaturdifferenz von
innen nach außen die Gefahr einer unzulässigen Tauwasser
kondensation an der Außenwand.
Aus der DE 195 14 420 C1 ist es bekannt, dort eine Dampfsperre
anzuordnen, die aus einer geeigneten Kunststoffolie, Teer,
Bitumen, Aluminiumfolie oder dgl. besteht. Diese muß völlig dicht
sein, was bei der Handhabung und Verarbeitung und der späteren
Nutzung der Wand nur schwer sicherzustellen ist. Die Gipsplatte
nimmt praktisch keine Feuchtigkeit auf und leitet sie mangels
einer merklichen Kapillaraktivität nicht in den Raum ab, wodurch
eine Feuchteansammlung in der Dämmschicht auftreten kann.
Weiterhin sind aus der DE 19 70 223 C2 Calciumsilikatplatten
bekannt, die insbesondere zur Sanierung feuchter Außenwände und
zur Feuchtestabilisierung in Räumen dienen, indem deren relativ
große Kapillaraktivität von 5.10-6 bis 5.10-9 m2/s genutzt wird. Die
Kapillarkraft transportiert Mauerfeuchtigkeit in den Innenraum und
nimmt u. U. dabei auch schädliche Mauersalze auf. Die
Wärmeleitfähigkeit von Calciumsilikat ist deutlich höher als die
von Schaumstoffmaterialien; eine der geltenden Energieverordnung
entsprechende Wärmedämmung wäre nur mit einer unrealistisch teuren
und dicken Calciumsilikatplatte erreichbar.
Üblicherweise werden derzeit bei Innendämmungen von der Raumseite
gesehen zwei prinzipielle Konstruktionen verwendet:
- - Dampfsperre + Wärmedämmstoff, z. B. Folie + Mineralwolle mit WLF - Gruppe 040 oder 035, + Platten für den Innenausbau aus Gipskarton, Holzpaneele etc., gem. Knauf-Fachwissen für Heimwerker, Trockenausbau, 1997, S. 24; 30; 34; 38.
- - Kapillaraktives Material ohne Dampfsperre, derzeit nur mit Calciumsilikat realisierbar, mit Kleber auf den Untergrund vollflächig oder punktuell aufgebracht, gem. DE 197 06 223 C2.
Während mit der ersten Konstruktion jeder gewünschte Wärmedurch
gang erreicht werden kann, jedoch in der Regel (Ausnahme
Holzpaneele) keine Regulation der im Innenraum vorhandenen
Luftfeuchtigkeit erfolgt, können Aufbauten der zweiten Art zwar
die Luftfeuchtigkeit im Inneren des Raumes regulieren, erreichen
jedoch nicht die Bestimmungen der neuen EVO 2001 bezüglich des
Wärmedurchganges. Die zuerst angegebene Variante wird in der Regel
bei Neubauten verwendet. Im Gegensatz dazu verwendet man die
zweite angegebene Variante in der Regel bei hygrisch motivierten
Sanierungsfällen, also bei Altkonstruktionen.
Die Funktionssicherheit über den vorgesehenen Einsatzzeitraum, die
in der Regel Jahrzehnte beträgt, der ersten bekannten Konstruktion
hängt zwingend von der Unversehrtheit der Dampfsperre ab. Im
anderen Fall sind die Grenzen dieser Konstruktion abhängig von den
Materialkennwerten des Calciumsilikates, WLF, Sorptionsisotherme,
µ-Werte, Schichtdicke und der Altkonstruktion sowie der Art und
der Ausführung der Verklebung.
Prinzipiell sind beide Konstruktionen empfindlich gegen
unsachgemäße Ausführungen am Bau.
Es ist Aufgabe der Erfindung, die eingangs bezeichnete
Wärmedämmplatte so zu verbessern, daß sie einfacher zu
verarbeiten, einfacher handzuhaben ist, einen sicheren Schutz vor
Staunässe bildet und ein feuchtemoderiertes Innenraumklima
erbringt.
Die Lösung besteht darin, daß eine mineralische wasserbeständige
Schicht mit einer Kapillaraktivität von 5.10-5 bis 5.10-11 m2/s
eingesetzt ist.
Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen
angegeben.
Als Wärmedämmschicht eignen sich Platten aus geschlossenporigem
Kunststoffschaum, z. B. Polystyrolschaum oder Hart-PUR-Schaum, und
als mineralische Schicht ist Calciumsilikat als Xonotlit und
insbesondere als Tobermorit vorwiegend geeignet. Die Dichte
geeigneter Calciumsilikatplatten liegt aufgrund des großen
Kapillarvolumens bei 150-300 kg/m3, wodurch zusätzlich eine
Wärmedämmwirkung erbracht wird, die durch eine Wärmeleitfähigkeit
von 0,05-0,08 w/mk gekennzeichnet ist, jedoch 1,5-3 mal größer
als die von Kunststoffmaterial ist.
Die Verbindung der Hartschaumplatte 2 mit der Calciumsilikatplatte
4 ist - wie Fig. 1 und 2 zeigen - vollflächig, damit anfallende
Feuchtigkeit durch die Kapillaren in den Innenraum gefördert wird.
Die Verbindung läßt sich auf verschiedene Weise herstellen. Es
kann gemäß Fig. 2 ein Kleber 3 benutzt werden, der bevorzugt einen
höheren Dampfdiffusionswiderstand als die mineralische Schicht 4
aufweist. Auch kann eine mechanische Verbindung mittels einer
Verdübelung hergestellt werden, wobei Kunststoffdübel und
Verbinder zum Einsatz kommen, um Kältebrücken zu vermeiden.
Besonders günstig ist es, eine Schicht 2 aus PUR-Schaum auf eine
Calciumsilikatplatte 4 unmittelbar aufzuschäumen, wobei eine
innige Verbindung entsteht, wie in Fig. 1 gezeigt.
Die Dichte des Schaumstoffes aus Polystyrol oder PUR kann relativ
niedrig bei 30-40 kg/m3 gewählt werden, da die Festigkeit zum
Raum hin durch die Silikatplatte geboten wird. Deren Dichte sollte
im allgemeinen zwischen 180-350 kg/m3 liegen, aber in Fällen
hoher Belastung auch bis 1.000 kg/m3 reichen.
Im allgemeinen ist, wie Fig. 1 und 2 zeigen, eine gesonderte
Dampfsperre 1 zwischen dem Mauerwerk M und der Wärmedämmplatte 2
nicht erforderlich, da diese selbst als eine Dampfsperre dient.
Wegen ihrer Dicke von mehr als einem Zentimeter ist deren
Dichtigkeit auch bei einer Montage auf unebenem Grund
gewährleistet. Die Dichtigkeit an den Stößen der Platten wird
durch eine Nut-Feder-Verbindung hergestellt.
Unter besonderen Anforderungen kann zusätzlich zwischen dem
Mauerwerk M und der Wärmedämmplatte 2 eine Dampfsperre 1
vorgesehen werden. Diese kann aus einer Kunststoffolie, Teer,
Bitumen, Aluminiumfolie und/oder einem kunststoffvergüteten Kleber
oder mit Mikrosilica modifizierter Kleber oder Wasserglas
bestehen. Die Wärmedämmplatte 2 wird in ihrer Dicke im
wesentlichen bezüglich der gewünschten Wärmedämmung dimensioniert
und wird gewöhnlich 20-70 mm dick sein. Die Calciumsilikatplatte
wird dickenmäßig bezüglich der gewünschten Festigkeit und
insbesondere der Feuchtigkeitsaufnahmeeigenschaft oder
Kapillaraktivität dimensioniert und 10-25 mm dick sein.
Bei gleichartigen Stoffen haben solche mit höherer Dichte, wenn
sie in sinnvollen Grenzen als Wärmedämmstoff zu verwenden sind, in
der Regel eine höhere Wärmeleitfähigkeit und eine höhere
Dampfdiffusionswiderstandszahl. Die Kapillaraktivität und auch die
Sorptionsisotherme ist dagegen vergleichsweise nur wenig
verschieden, da die Gesamtporosität und insbesondere die
Porenradienverteilung hier ausschlaggebend sind. Die Sorptionsfähigkeit
wird maßgeblich vom Porenvolumen enthalten in Poren mit
Durchmessern kleiner 10-7 m, die Kapillaraktivität vom Porenvolumen
enthalten in Poren mit Durchmessern zwischen 10-7 und 10-4 m
beeinflußt. Die Porenradienverteilung wird aber bei Calcium
silikat maßgeblich durch die Art des gebildeten Calciumsilikat
hydrates und dessen Kristallisationsgrad bestimmt. Es entstehen
typische Porenradienverteilungen, bei Xonotlit z. B. 0,2-0,4 µm
als häufigster Porenradius und ca. 10% Porenvolumen zwischen
10-100 µm, welche auch bei höher verdichteten Materialien
erhalten bleiben.
Calciumsilikat 1 (Xonotlit): Dichte 200 kg/m3, Gesamtporosität: 91,8%;
Calciumsilikat 2 (Xonotlit): Dichte 300 kg/m3, Gesamtporosität: 87,7%.
Die Porenradienverteilung und damit die Sorptionseigenschaften und
die Kapillaraktivität sind, bezogen auf das Volumen, vergleichbar.
Fig. 1-3 zeigen Beispiele der Dämmplatte und ihrer Eigen
schaften.
Eine Sorptionsisotherme von Calciumsilikatmaterial ist in Fig. 3
dargestellt.
Es sind typische Meßkurven der aufgenommenen Volumenprozente an
Feuchtigkeit über der relativen Luftfeuchtigkeit bei konstanter
Temperatur von 23°C für Xonotlit und für Tobermorit dargestellt.
Man ersieht den sehr steilen Anstieg ab 85% Luftfeuchte. Nahe
100% Luftfeuchte wurden 2% bzw. über 10% Feuchteaufnahme
gemessen.
Gipskarton der vorbekannten kombinierten Wandplatten hat dagegen
die drei- bis fünffache Dichte, eine fünf- bis zehnfache
Wärmeleitfähigkeit, eine geringere Kapillaraktivität, insbesondere
wenn eine Nydrophobierung vorgenommen wurde. Im übrigen ist bei
Gips keine Wasserbeständigkeit gegeben, die im Gegensatz dazu bei
Calciumsilikat extrem gut ist.
Die Plattenkombination gemäß der Erfindung benötigt keine
gesonderte Dampfsperre, da durch die Kapillaraktivität eventuell
doch ausfallendes Tauwasser beherrscht wird und Calciumsilikat
material selbst absolut immun gegen Wasser ist. Dadurch kann
Calciumsilikat die relative Luftfeuchtigkeit regulieren, ohne daß
das Material selbst oder die gesamte Konstruktion durch Wasser
geschädigt wird.
Die erfindungsgemäße Dämmplattenkombination soll insbesondere für
die Innendämmung von genutzter Bausubstanz zum Einsatz kommen.
Genutzte Bausubstanz bedeutet in diesem Fall das Vorhandensein von
anthropogenen Wasserdampfquellen im von der Dämmung umfaßten
Raumvolumen.
Dabei befindet sich, wie Fig. 1 zeigt, an der dem Innenraum IR
zugewandten Seite der Dämmplatte 1-4 eine kapillaraktive
Materialschicht 4, welche vorrangig für die Beherrschung der
anfallenden Tauwassermenge und die Regelung des Raumklimas über
die Sorptionsisotherme (Adsorption und Desorption von Wasserdampf)
des Materials verantwortlich zeichnet.
Hinter dieser kapillaraktiven Schicht 4 befindet sich eine mit
dieser vollflächig verbundene zweite Schicht 2, welche aus einem
Wärmedämmstoff besteht. Diese Dämmschicht 2 kann selbst auch aus
verschiedenen Unterschichten bestehen, falls dies aus
bauphysikalischen oder anderen Gründen sinnvoll erscheint.
Unmittelbar hinter der kapillaraktiven Schicht 4 steigt der
Dampfdiffusionswiderstand in der Dämmplatte stark an, während die
Wärmeleitfähigkeit deutlich abfällt. Die Wärmedämmplatte 1-4
kann selbstverständlich aus praktischen Gründen an der dem
Mauerwerk M zugewandten Seite mit einer Dampfsperre 1 kaschiert,
beschichtet oder anderweitig behandelt sein.
Die neue Dämmplatte 1-4 vereinigt die dargestellten Vorteile
beider vorbekannter Dämmplattenvarianten ohne deren Nachteile.
Während die kapillaraktive Schicht 4, z. B. Calciumsilikat, über
die Sorptionsfähigkeit des Materials die Regulation der
Raumfeuchte ohne technische Hilfsmittel übernimmt und die
Kapillaraktivität den Transport des anfallenden Tauwassers,
welches infolge des Temperaturgradienten über das Calciumsilikat
anfällt, an die dem Innenraum zugewandte Oberfläche des Calcium
silikates sicherstellt, bewirkt die dahinterliegende Schicht 2 aus
Wärmedämmstoff die Realisierung der geforderten Wärmedurchgangs
widerstände. Dabei wird durch die hinter der kapillaraktiven
Schicht 4 angeordnete, wesentlich dampfdichtere Schicht 2 die
anthropogen freigesetzte Wasserdampfmenge im Wirkungsbereich der
kapillaraktiven Schicht gehalten. Diese neuartige Konstruktion ist
in der Lage, jeden gewünschten technisch sinnvollen Wärmedurch
gangswiderstand zu realisieren.
Besondere Aufmerksamkeit genießt in dieser neuartigen Dämmplatte
die Position der auch als Dampfsperre fungierenden Schicht 2.
Diese Funktionsschicht 2 wird von einem Wärmedämmstoff 4 mit einer
relativ großen Dicke hinter einem kapillaraktiven Material, in der
Regel die dünnere Schicht 4, übernommen, welches vorzugsweise
selbst ein Wärmedämmstoff, z. B. der Wärmeleitfähigkeitsgruppe 060,
ist. Diese implizierte Dampfsperre ist durch diese Auslegung
praktisch immun gegen Beschädigungen.
Die Wirkungsweise der Dämmplatte ist dadurch im Gegensatz zu den
vorbekannten Anordnungen auch dann sichergestellt, wenn es zu
versehentlichen Beschädigungen, nämlich oberflächliche Schäden,
der Schicht 2 kommt. Das wird allein schon durch die Stärke der
Schicht sichergestellt.
Claims (11)
1. Wärmedämmplatte für den Inneneinbau, bestehend aus einer außenwandseitig
anzuordnenden Wärmedämmaterialschicht (2) mit einem Wasserdampf
diffusionswiderstand mit µ-Wert größer 10 und einer raumseitig
damit flächig verbundenen mineralischen Schicht (4),
dadurch gekennzeichnet, daß eine wasserbeständige mineralische
Schicht (4) mit einer Kapillaraktivität von 5.10-5 bis 5.1-11 m2/s
eingesetzt ist.
2. Wärmedämmplatte nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmedämmschicht (2) aus
geschlossenporigem Polystyrolschaum oder geschlossenporigem PUR-
Hartschaum besteht.
3. Wärmedämmplatte nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmedämmschicht (2) eine Dichte
von 30-100 kg/m3 aufweist.
4. Wärmedämmplatte nach einem der Ansprüche 1-3,
dadurch gekennzeichnet, daß die mineralische Schicht (4) aus
Calciumsilikat, wie Xonotlit und/oder Tobermorit besteht.
5. Wärmedämmplatte nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, daß die mineralische Schicht (4) eine
Dichte von 100-600 kg/m3 aufweist.
6. Wärmedämmplatte nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmedämmschicht (2) mittels eines
Klebers (3) mit der mineralischen Schicht (4) verbunden ist, der
einen höheren Dampfdiffusionswiderstand als diese aufweist.
7. Wärmedämmplatte nach einem der Ansprüche 1-5,
dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmedämmschicht (2) auf die
mineralische Schicht (4) aufgeschäumt und so mit ihr verbunden
ist.
8. Wärmedämmplatte nach einem der Ansprüche 1-5,
dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmedämmschicht (2) und die
mineralische Schicht (4) mittels Kunststoff-Dübelverbindern
verbunden sind.
9. Wärmedämmplatte nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmedämmschicht (2) mit Nut-
Feder-Verbindungen jeweils seitlich einzelner Platten
untereinander verbunden ist.
10. Wärmedämmplatte nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmedämmschicht (2) eine zwei-
oder mehrfache Dicke hat wie die mineralische Schicht (4).
11. Wärmedämmplatte nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmedämmschicht (2) mauerseitig
eine Dampfsperre (1) trägt.
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