DE10229856A1 - Hochlochwärmedämmstein - Google Patents

Abstract

Hochloch-Wärmedämmstein mit steinhohen, großformatigen, senkrecht zur Lagerfuge stehenden Hochlöchern, die mit wärmedämmenden Stoffen ausgefüllt werden, sowie mit nicht ausgefüllten kleineren Hochlöchern dadurch gekennzeichnet, daß sich quer zur Wandrichtung jeweils eine in Längsrichtung der Wand sich ausdehnenden Reihe von Wärmedämmkammerzellen (1) und
eine ebenso in Längsrichtung der Wand sich ausdehnende Reihe unverfüllter, quer zur Wand schmal dimensionierter Hochlöcher (3), wechselseitig sich gegenseitig abwechseln. Die zu den Stoßfugen (5) orientierten schmalen Hochlöcher (3) sind zur Stoßfugen hin geöffnet.
Die Querstege (2) zwischen den Wärmedämmkammerzellen (1) und die Querstege (4) zwischen den schmalen längs zur Wand orientierten Hochlöchern (3) sind jeweils gegenseitig deutlich versetzt, bei idealen geometrischen Verhältnissen um die Hälfte.
Das Einspringmaß der zur Stoßfuge orientierten Randquerstege (6) der unverfüllten Löcher ist die maximal gewünschte Anschlagbreite (7) und orientiert sich am 1/16 des Meter-Stein-Moduls.

Description

• Der Kerngedanke der Erfindung ist das Ummanteln von Dämmstoffpaketen mit tragfähigem Steinmaterial vergleichbar mit Zellwänden und dem auf das statisch notendige Maß minimierte Verbinden dieser Zellwände an den Stellen, die den längsten Weg des Wärmeübergangs erzeugen.
• Dies geschieht möglichst durch Halbversatz zu denjenigen Zellwänden der Wärmedämmkammerzellen (1), die senkrecht zur Wandfläche angeordnet sind. Dieser Ansatz ist einschließlich seiner konsequenten Ausformung Inhalt dieser Erfindung.
• Der Stand der Technik ist nach den Recherchen des Anmelders von folgenden Produkten und Offenlegungen bestimmt:
• – "Plan T-9" Ziegel der Fa. Wienerberger, dargestellt durch die Offenlegungsschrift DE 198 07 040 A1 Der mit Wärmdämmmaterial zu verfüllende Ziegel ist nach dem altbekannten Halbversatz-Prinzip als Makro-Formgebung ausgeführt. Die in o.a. Offenlegungsschrift dargestellten seitlich offenen Wärmedämmkammern erzeugen nur die Umständlichkeit einer nachträglichen Befüllung oder der Bindung des losen Wärmedämmmaterials als Schutz vor dem Auseinanderfallen bereits in der Produktion. Insofern gilt es diese Nachteile zu vermeiden, weswegen in der Anmeldung und Ausführung des o.a. Produkts Hilfsstege eingeführt wurden, die jedoch im Sinne der Reduzierung des Wärmedurchgangs keine Ideallösung darstellen. Erst der völlig neue Gedanke der Aufspaltung der Längsstege der anmeldungsgegenständlichen Erfindung bringt gegenüber dem Hilfsteg-Lochbild der Anmeldung DE 198 07 040 A1 die entscheidende Verlängerung der Wege des Wärmeflusses.
• – Die Steinentwicklung Erfinders Dipl. Ing. (FH) Hubert Venus dargestellt in der Offenlegungsschfift DE 100 56 809 A1 , bedient sich zwar keiner mit Wärmedämmung verfüllter Kammern, weist aber eine niedrige Wärmeleitzahl von λ R = 0,09 W/mK auf, die u. a. auf einer regelmäßigen Anwendung von Längslochreihen mit halbversetzten Anschlußstegen beruht. Nicht vergleichbar ist dieses nur in Teilen des Steins verwirklichte Prinzip, weil es mehrere gleich verteilte Anschlußpunkte der abgehenden Stege beinhaltet. Dies bedeutet z.B. bei gleich verteilten 3 Querstegen gegenüber der paarweisen Doppelanordnung der erfindungsgegenständlichen Anmeldung eine Verkürzung der Wege des Wärmeflusses um knapp 30 % , was eine spürbare Verbesserung dieser Anmeldung gegenüber der DE 100 56 809 A1 auf Grund der erfindungsgegenständlichen Dispositionen darstellt. Die vorteilshafte Wirkung der erfindungsgegenständlichen Anmeldung entsteht weiterhin durch die zur Stoßfuge (5) offenen Längslöcher (6), die in der o.a. Anmeldung nicht gegeben sind.
• – Der Ziegel des Ziegelwerks Xaver Winkelmann Rötz/Opf. gem. der Anmeldung E 04 C 1/40 unterscheidet sich erheblich durch eine doppelte, gegenseitig versetzte Längslochreihe von dieser Anmeldung sowie daß die Längslöcher an den Stoßfugen abgeschlossen sind. Die in der Anmeldung E 04 C 1/40 beschriebene Dämmstoffhaltenocke stellt seit der Erfindung des Rillenkeils nach Auffassung des Anmelders kein eigenständig neues Gedankengut dar.
• Die wärniedämmende Wirkung des Steines betreffend ging man bisher von einem einheitlichen Temperaturpotenzial entlang von stärkeren Längsstegen wie aus der Anmeldung DE 198 07 040 A1 bekannt aus.
• Der Grundgedanke der anmeldungsgegenständlichen Erfindung erschließt die Möglichkeit, die Längsstege durch ihre Aufteilung in zwei Stege (8, 9 und 10) potenzialmindernd im Sinne der Verlängerung der Wege des Wärmeflusses einzusetzen.
• Zwar bedeutet die Aufteilung der Längsstege in zwei Einzelstege (8, 9 und 10) einen Festigkeitsverlust im unvermauerten Zustand, jedoch können über den Mörtel
  auf Grund der langen Kraftübertragungsfläche auch hohe Querzugkräfte übertragen werden.
• Der Entwicklung dieses Steines liegt auch die Aufgabe zu Grunde neben der wärmedämmenden Wirkung eine gute Schalldämmung zu erzielen. Dies geschieht erfindungsgemäß in der sich in Querrichtung abwechselnden unterschiedlichen Steifigkeit der Wärmedämmkammerreihen und der Längsloch-Reihen. Nimmt man die Wärmedämmkammerquerstege (2) bezogen auf die Mittelachse des Steines als orientierende Modell-Plausibilisierung, so
  weisen diese Stege in der abgebildeten Bauform eine Dicke von 8 mm auf und erzeugen ein Trägheitsmoment von T(1) = 2 × 0.8 cm × (2 × 6.25 cm)2/m = 6.4 × 6.252 cm3/m = 250 cm3/m
• Die St ege einer Längsloch-Reihe erzeugen ein Trägheitsmoment von T(2) = 2 × 2 × 0.6 cm × 6.252 cm2/m = 2.4 × 6.252 cm3/m = 93.75
• Das Verhältnis der beiden Steifigkeiten liegt bei ca. 8/3 = 2.67.
• Durch dieses charakteristische Steifigkeitsverhältnis wird eine zusätzliche erhebliche Schalldurchgangsreduzierung gegenüber dem üblichen gewichtsabhängigen Schalldurchgang (gem. dem Berger'schem Massengesetz) erzeugt.
• Zur weiteren Steigerung der schalldämmenden Wirkung können die Steine insbesonders bei statisch weniger belasteten Wänden wechselseitig je um 180 ° gedreht verlegt werden, daß bei Reihenverlegung wechselseitig die Wandinnenseite (11) eines Steins auf die Wandaußenseite (12) des danebenliegenden Steines folgt, und die Stoßfugenflanken sich formschlüssig . ineninander fügen.
• Da die Stoßfugenflanken (5) qualitativ spiegelsymmerisch sind, aber wegen evtl. unterschiedlicher Dicken der Längsstege sich Zwängungen ergeben, muß an jeder Stelle die doppelte Summe der von außen auflaufenden Dickenunterschiede der Längsstege kleiner sein, als die Dicke der schmalen, unverfüllten Hochlöcher (3).
• Mit dieser bei diesem Stein möglichen Verlegeart ergibt sich eine schalltechnisch günstige Ausformung der Schwingungen des Wandkörpers (diffenenzierte Dickenschwingung).
• Der anmeldungsgegnständliche Stein weist noch einen weiteren großen Vorteil im Sinne eines Kombi-Steines als Anschlag- und Teilungsstein auf. Mit der Anordnung der Querstege (4) oder der Doppel-Querstege (13) etwa im 1/16 -Meter -Modul
  von der Stoßfuge (5) entfernt, ergibt sich dort die Möglichkeit einen Anschlag z.B. für Fenster- und Türstöcke auszuschneiden, wobei für die Tiefe des Anschlags 6 Möglichkeiten zur Verfügung stehen.
• Durch die mittige Anbringung einer Dämmstoffhaltenocke d.h. nahe am Sägeschnitt (14) wird ein Verkanten des Dämmmaterials (15, 16) beim Sägen weitestgehend vermieden.
• Beim Ausschneiden eines Anschlags oder Kürzen des Steines bis hin zum Mittelsteg (17) bleiben in jedem Falle immer noch 2 Stege stehen, wobei diese mit der halben Steinlänge erheblich vorteilhafter sind als mit dem 1/3 – Steinlängenabstand der DE 198 07040 A1 in der Version mit den Hilfsstegen – bei der Version ohne Hilfsstege würde sich eine Instabilität in Form eines Waagebalkens ergeben.
• Für weitere mit dieser Erfindung gegebene Möglichkeiten des Energiesparens werden jedoch immer differenzierte Ansätze erforderlich, um weitere Verbesserungen zu erreichen.
• Für tragende Wände und Außenwände von Gebäuden stellen die Bauordnungen der Länder z.B. die bayerische Bauordnung in den Art. 29 und 30
  explizite Anforderungen an die Brandsicherheit, was bei den Kammersteinen mit Wärmedämmfüllungen dem Ziel einer optimalen Wärmedämmung entgegensteht.
• So ist bei dem Wärmedämmziegel Plan T-9 der Fa. Wienerberger Ziegelindustrie GmbH gem. der Offenlegungsschrift DE 198 07 040 A1 für die Dämmung Perlite verwendet.
• Perlite weist als nichtbrennbares Material eine
  Wärmeleitfähigkeit von λR = 0,045 W/mK auf,
  granulierte Mineralfasern, ein ebenso nicht brennbares Dämm-Material
  ein λR = 0,035 – 0,040 W/mK.
• Polystyrol- und Polyurethan-Schaumplatten weisen z.B. hingegen Leitfähigkeitswerte von
  nur λR = 0,030 W/mK auf.
• Phenolharzschaumplatten haben ein
  λ R = 0,025 W/mK.
• Die so sich stellende Aufgabe wird erfinderisch dadurch gelöst, daß an der Innenseite (11) des Wärmedämmkammersteins nichtbrennbare Füllungen (15) verwendet werden und bei den restlichen Kammern stärker dämmendes Material wie z.B. Polystyrol-, und Polyurethan-Schaumplatten oder Phenolharzplatten (16). Der Übergang vom nichtbrennbaren (15) zum brennbaren Wärmedämmstoff (16), errechnet sich durch eine innenseitig angenommene Brandbelastung und der Forderung, daß an der Grenzschicht die Entzündungstemperatur (Flammpunkt) nicht erreicht wird.
• Die genaue Lage quer zum Mauerwerk hängt von den jeweiligen Wärmeleitfähigkeitswerten der brennbaren und nichtbrennbaren Dämmstoffe sowie vom Flammpunkt des brennbaren Dämmstoffs (16) ab.
• Ihre Berechnung kann nach den Rechenregeln des stationären Wärmedurchgangs und nach einer instätionären Methode erfolgen.
• Natürlich ist auch eine Bestimmung über Versuche möglich.
• Durch diese in 1 dargestellter Anordnung , wobei höchstens zwei Drittel der Mauerdicke des Steins mit nichtbrennbarem Dämm-Material (15) gefüllt ist, kann durch den Einsatz halbdurchlässiger nichtbrennbarer Dämm-Materialien eine gewisse filternde oder absobierende Wirkung gegenüber schwelenden Gasemissionen erfolgen.
• Mit dieser Erfindung können bei entsprechender Dimensionierung Mauersteine mit einer spezifischen Wärmeleitfähigkeit von nur
  λ ä = 0, 070 W/mK
  bei einer Scherbenrohdichte des Steinmaterials von 1,35 kg/dm³ und spezifischen Wärmeleitfähigkeiten der Dämm-Materialien von
  λ R,nichtbrennbar = 0,040 W/mK und
  λ R,brennbar = 0,030 W/mK
  nach dem in 2 dargestellten Lochbild und der dort dargestellten Materialaufteilung hergestellt werden, entsprechend einer vom Anmelder in Auftrag gegebenen Berechnung eines auf diesem Gebiet anerkannten, namhaften Fachmannes.

1

Wärmedämmkammerzellen, die mit wärmedämmendem Material aufgefüllt sind

2

Querstege zwischen den Wärmedämmkammerzellen bzw. –/löchern

3

Schmale, unverfüllte Hochlöcher

4

Querstege zwischen den unverfüllten Hochlöchern

5

Stoßfuge

6

innere Randquerstege

7

Anschlagbreite

8, 9 und 10

Längsstege

11

Wandinnenseite bzw. Steininnenseite

12

Wandaußenseite bzw. Steinaußenseite

13

Doppelquerstege

14

Sägeschnitt

15

nichtbrennbarer Wärmedämmstoff

16

brennbarer, hochwärmedämmender Dämmstoff

17

Mittelstege

18

Randquerstege der Wärmedämmkammerzellen

19

dachförmige Ausbildung der Randquerstege

20

kerbenförmige Ausbildung der Randquerstege

21

nasenförmige Ausbildung der Randquerstege

Fig.: 1

Ausbauprinzip des Steines

Fig.: 2

Lochbild als horizontaler Schnitt durch den Wärmedämmkammerstein mit qualitativ differenzierter Dämmstofffüllung

Fig.: 3

Anschlagsdetail als Horizonalschnitt

Fig.: 4

Wechselseitige Verlegung

Fig.: 5

Stoßfugenverzahnung mit Dachprofil

Fig.: 6

Stoßfugenverzahnung mit Nasenprofil

Claims (7)

1. Hochloch-Wärmedämmstein mit steinhohen, großformatigen, senkrecht zur Lagerfuge stehenden Hochlöchern, die mit wärmedämmenden Stoffen ausgefüllt werden, sowie mit nicht ausgefüllten kleineren Hochlöchern dadurch gekennzeichnet, daß sich quer zur Wandrichtung jeweils eine in Längsrichtung der Wand sich ausdehnenden Reihe von Wärmedämmkammerzellen (1) und eine ebenso in Längsrichtung der Wand sich ausdehnende Reihe unverfüllter, quer zur Wand schmal dimensionierter Hochlöcher (3), wechselseitig sich gegenseitig abwechseln. Die zu den Stoßfugen (5) orientierten schmalen Hochlöcher (3) sind zur Stoßfugen hin geöffnet. Die Querstege (2) zwischen den Wärmedämmkammerzellen (1) und die Querstege (4) zwischen den schmalen längs zur Wand orientierten Hochlöchern (3) sind jeweils gegenseitig deutlich versetzt, bei idealen geometrischen Verhältnissen um die Hälfte. Das Einspringmaß der zur Stoßfuge orientierten Randquerstege (6) der unverfüllten Löcher ist die maximal gewünschte Anschlagbreite (7) und orientiert sich am 1/16 des Meter-Stein-Moduls.
2. Hochlochwärmedämmstein nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Dicken der Längsstege (8, 9 und 10) unterschiedlich ausgeführt sind und von der Wandinnenseite (11) des Steines nach außen (12) kontinuierlich oder in Stufen abnehmen.
3. Hochlochwärmedämmstein nach Ansprüchen 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, daß die Querstege (4) auch als eng nebeneinander angeordnete Doppelstege ( 13) ausgeführt werden.
4. Hochlochwärmedämmstein nach Ansprüchen 1 bis 3 d.g.d. die Dickenunterschiede der Längsstege (8,9 und 10) so aufeinander abgestimmt sind, daß bei Reihenverlegung des Steins, dieser um jeweils 180° verdreht versetzt wird, d.h. die Wandinnenseite (11) wechselseitig auf die Wandaußenseite (12) des danebenliegenden Steines folgt (4) und die Stoßfugenflanken der Steine sich formschlüssig ineinander fügen.
5. Hochlochwärmedämmstein nach Ansprüchen 1 bis 4 d.g.d. die formschlüssige Verzahnung der Steine an der Stoßfugenflanke durch dachförmige (19) bzw. kerbenförmige (20) Ausbildung der Randquerstege (18) der Wärmedämmkammerzellen erfolgt.
6. Hochlochwärmedämmstein nach Ansprüchen 1 bis 4 d.g.d. die formschlüssige Verzahnung der Steine an der Stoßfugenflanke durch nasenförmige (21) Vor- und Rücksprünge der Randquerstege (18) der Wärmedämmkammerzellen erfolgt.
7. Hochlochwärmedämmstein nach Ansprüchen 1–6 d. g. d. die Wärmedämmkammerzellen (1) mit einerseits nichtbrennbarem, wärmedämmendem Dämmstoff (15) und andererseits mit einem hochwärmedämmendem, jedoch brennbaren Dämmstoff (16) gefüllt sind, wobei die der Innenseite der Wand zugeordnete Seite des Steins (11) in einer Tiefe von maximal zwei Drittel des Steins mit einer nichtbrennbaren Füllung (15) und die restlichen auf die Außenseite (12) der Wand orientierten Kammern mit hochwärmedämmendem, brennbaren Material (16) gefüllt sind.