WO2005036070A1 - KLIMA- bzw. LÜFTUNGSKANAL - Google Patents

KLIMA- bzw. LÜFTUNGSKANAL Download PDF

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WO2005036070A1
WO2005036070A1 PCT/EP2004/011064 EP2004011064W WO2005036070A1 WO 2005036070 A1 WO2005036070 A1 WO 2005036070A1 EP 2004011064 W EP2004011064 W EP 2004011064W WO 2005036070 A1 WO2005036070 A1 WO 2005036070A1
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insulation
bulk density
binder
fiber
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PCT/EP2004/011064
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Ina Bruer
Horst Keller
Jean-Luc Bernard
Leif Anderson
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Saint-Gobain Isover
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    • F24F13/02Ducting arrangements
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    • C03CCHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
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    • Y10T442/20Coated or impregnated woven, knit, or nonwoven fabric which is not [a] associated with another preformed layer or fiber layer or, [b] with respect to woven and knit, characterized, respectively, by a particular or differential weave or knit, wherein the coating or impregnation is neither a foamed material nor a free metal or alloy layer
    • Y10T442/2525Coating or impregnation functions biologically [e.g., insect repellent, antiseptic, insecticide, bactericide, etc.]

Definitions

  • the invention relates to an air conditioning or ventilation duct according to the preamble of claim 1.
  • Ventilation ducts are usually clad inside and / or outside for insulation purposes, the cladding mostly being made of mineral wool.
  • the interior insulation is usually responsible for thermal and acoustic insulation and the exterior insulation is usually used for fire protection.
  • the interior insulation of the air conditioning or ventilation duct is exposed to the flowing pipe fluid, such as air, with possibly increased temperature and - especially at flow speeds up to 30 m / s - high forces due to pulsation and turbulence.
  • Critical points for this force attack are, on the one hand, joints between the insulation elements lying transversely to the direction of flow and, on the other hand, fastening points by means of holding plates on the surface of the insulation material. At joints, the flow tends to penetrate into the joint area and to loosen the fiber composite there or to lift off a lamination there. There are inevitably unevenness in the flow boundary due to the depressed insulation material on the holding plates, which lead to the effects of forces from eddy separation or the like.
  • the strength of the insulation material or the fiber composite forming the insulation material and elements attached to it such as laminations of particular importance.
  • high strength leads to a reduction in the so-called “mattress effect", which occurs when the holding plates sink deep into the surface of the insulating material in order to be able to transmit the required holding forces.
  • Glass wool material is used predominantly for the interior insulation of ventilation ducts. has relatively high rigidity and strength. Products of this type generally have a ⁇ calculated value according to DIN 18165 between 30 and 40 mW / mK with a relatively low bulk density of less than 25 kg / m 3 .
  • Melamine resin is primarily used as a binder because of the question of flammability (eg building material class A1 / A2), whereas otherwise phenol-formaldehyde resin is preferably used for mineral fiber products for price reasons.
  • the essential requirement for fire protection for the external insulation of air conditioning and ventilation pipes relates in particular to the fact that the ventilation duct remains physically intact in the event of a fire for a certain period of time.
  • care must be taken that the fire does not spread too quickly from one room to the neighboring room with a rapid, high temperature rise in the neighboring room.
  • Fire resistance class L30 means that the pipe construction can withstand exposure to fire for 30 minutes under standardized test conditions.
  • fire resistance classes L30, L60 or L90 are required.
  • rock wool is required as insulation material for such ducting, whose melting point according to DIN 4102, part 17 is 1,000 ° C and which is therefore characterized by a higher temperature resistance than glass wool.
  • rock wool is usually produced in the so-called nozzle blowing process or with external centrifugation, such as the so-called cascade centrifugal process. This results in relatively coarse fibers with an average geometric diameter greater than 4 to 12 ⁇ m of relatively short length.
  • Phenol-formaldehyde resin is generally used as the binder.
  • conventional stone wool Due to the coarser fiber structure compared to glass wool, conventional stone wool has a significantly higher bulk density and thus a higher weight with the same ⁇ -calculated values and the same insulation thickness. Conventional stone wool, with the same ⁇ calculation value and the same bulk density as conventional glass wool, also has a significantly higher insulation thickness and thus a significantly larger volume.
  • a characteristic distinguishing feature between glass and rock wool as subgroups of the mineral wool genus is the alkali / alkaline earth ratio of the composition, which is ⁇ 1 for rock wool and> 1 for glass wool.
  • rock wool has a high proportion of CaO + MgO of, for example, 20 to 30% by weight and a relatively low proportion of Na 2 O + K 2 O of, for example, approximately 5% by weight.
  • Glass wool on the other hand, generally has alkaline earth constituents of, for example, approximately 10% by weight and alkali constituents of more than 15% by weight.
  • the invention has for its object to provide a climate or ventilation duct that is comparatively thin-walled and / or light in weight and yet meets the normative requirements for sound, heat and fire protection.
  • the insulation elements provided for the inner and / or outer cladding should be suitable for these lines and should be sufficiently strong and stable, in particular to be able to withstand the stresses caused by the medium flowing through over long operating times.
  • This object is achieved according to the invention for an air conditioning or ventilation duct by the features of the characterizing part of claim 1.
  • this is achieved by the targeted interaction of several factors, namely designing the fibers for an average geometric fiber diameter ⁇ 4 ⁇ m and adjusting the bulk density of the mineral fibers depending on the fire resistance class in a range from 20 to 120 kg / m 3 and adding a binder for the hardening of the mineral fibers in the form of a plate of 4%, in particular 4.5% to 7% by weight, based on the fiber mass of the insulating element or in the form of a wire mesh mat of greater than 0.5 to 1% by weight.
  • the composition of the mineral fibers of the insulation element should have an alkali / alkaline earth mass ratio of ⁇ 1.
  • the finely designed mineral fiber with an average geometric fiber diameter of ⁇ 4 ⁇ m results in a fiber structure in which, with the same bulk density as conventional stone wool fibers, there are significantly more fibers in the structure and thus also more crossing points for the fiber composite.
  • the greater part of the binder, which does not contribute to binding is significantly reduced due to the greater number of crossing points and the concentration of the binder at these points, resulting in a fiber composite, which leads to a comparatively stiffer design of a hardened mineral fiber board.
  • the insulation element according to the invention can have a bulk density depending on the normative fire resistance class or the like in the range from 20 to 120 kg / m 3 and thus compared to insulation elements made of conventional rock wool, which usually have bulk densities between 45 and 180 kg / m 3 , lighter in weight.
  • a predetermined rigidity and stability can also be achieved with a comparatively lower absolute binder input, which in turn reduces the fire load introduced by the mostly organic binder.
  • the load capacity of the duct is also advantageously reduced, which is particularly the case with a free hanging channel is essential, as this must be caught statically.
  • wire mesh mats according to the invention for the external cladding on account of their flexibility with a binder content of ⁇ 1% by weight.
  • Wire mesh mats achieve their mechanical stability through a wire mesh woven into the fiber structure, which is why only a low binder content is required, which significantly reduces the overall fire load.
  • significant weight savings are crucial.
  • a binder input in the range from 4.5 to 6% by weight, in particular 4.5 to 5.5% is preferably provided in order to obtain solidified insulation elements which, when used as interior cladding, pose the so-called “mattress effect”
  • a local appearance of dissolution of the fibers under the pulsations and eddies of a rapidly flowing medium is prevented, which is expressed by an advantageous tear-off strength.
  • This ⁇ -calculated value can be advantageously used for external cladding with a fire resistance class L30 or the like with bulk densities between 20 and 40 kg / m 3 , preferably 30 kg / m 3 , with a fire resistance class L60 or the like with bulk densities between 60 and 80 kg / m 3 , preferably 70 kg / m 3 , and with a fire resistance class L90 or the like.
  • a fire resistance class L30 or the like with bulk densities between 20 and 40 kg / m 3 , preferably 30 kg / m 3
  • a fire resistance class L60 or the like with bulk densities between 60 and 80 kg / m 3 , preferably 70 kg / m 3
  • a fire resistance class L90 or the like With bulk densities between 90 and 120 kg / m 3 , preferably 110 kg / m 3 .
  • this ⁇ -calculated value can advantageously be achieved by at least one bulk density corresponding to the bulk density range of fire resistance class L30, the insulation element according to the invention has a length-related flow resistance according to DIN EN ISO 9053 of> 15 kPas / m 2 in order to comply with the sound insulation requirements. Insofar as reference is made to standards and test regulations, the version valid on the filing date applies.
  • a fiber fineness is particularly preferably defined by an average geometric fiber diameter of 3 ⁇ m.
  • the small average geometric diameter responsible for the fiber fineness is determined from the frequency distribution of the diameter of the fibers.
  • the frequency distribution can be determined using a wool sample under the microscope.
  • the diameter of a large number of fibers is measured and applied, resulting in a skewed distribution to the left (cf. FIGS. 5, 6 and 7).
  • the insulation element according to the invention when used as the inner lining, it is laminated with an abrasion-resistant, acoustically transparent covering such as a glass fleece and in the case of an outer covering with a diffusion-tight covering like an aluminum foil.
  • the melting point of the insulating element according to the invention is advantageously> 1,000 ° C according to DIN 4102, part 17.
  • the insulating elements are advantageously formed from mineral fibers which are soluble in a physiological environment, these being in accordance with the requirements of the European Directive 97/69 / EC and / or the requirements of the German Hazardous Substances Ordinance (TV No. 22 correspond, which ensures that the insulation elements are harmless to health during manufacture, processing, use and disposal.
  • Table 1 below shows the preferred composition of the mineral fibers of an insulating element according to the invention in parts by weight.
  • a preferred narrower range of SiO is 39-44%, especially 40-43%.
  • a preferred narrower range for CaO is 9.5 to 20%, in particular 10 to 18%.
  • composition according to the invention is characterized in particular by the combination that a high Al 2 O 3 content between 16 and 27%, preferably greater than 17% and / or preferably less than 25% with a total of the network-forming elements SiO 2 and Al 2 O 3 is between 57 and 75%, preferably greater than 60% and / or preferably less than 72%, with a proportion of the sum of NaO and K 2 O which is relatively high, but in a range of 10-14.7 %, preferably 10-13.5%, with a magnesium oxide content in a proportion of at least 1%.
  • These compositions are characterized by considerably improved behavior at very high temperatures.
  • a narrower preferred range is 17 to 25.5%, in particular 20 to 25% and specifically preferably 21 to 24.5%, in particular approximately 22-23 or 24% by weight.
  • Good refractory properties are achieved, in particular, when the magnesium oxide content is set to at least 1.5%, in particular 2%, preferably 2 to 5% and particularly preferably> 2.5% or 3%.
  • a high magnesium oxide content has a positive effect on lowering the viscosity and therefore has a favorable effect on sintering the material.
  • the proportion of magnesium oxide is preferably at least 1%, particularly preferably 1 to 4%, with a further preferred range of magnesium oxide being 1 to 2% is in particular 1.2 to 1.6%.
  • the proportion of aluminum oxide is preferably limited to 25% in order to maintain a sufficiently low liquidus temperature. If the proportion of aluminum oxide is in a range from approximately 17 to 22%, the proportion of magnesium oxide is preferably at least 2%, in particular approximately 2 to 5%.
  • the insulation elements are at least 1: 2 up to a maximum bulk density of 50 kg / m 3 , in particular at least in a ratio up to a maximum bulk density of 30 kg / m 3 Can be compressed 1: 3 without changing their property profile.
  • the insulation elements are an integral part of a plate which can be folded around folds, as described in the protective rights EP 0 791 791, EP 1 339 649 and US 6,311,456, to which express reference is made.
  • the synergistically interacting measures according to the invention thus result in a climate or ventilation duct which, with a small thickness of the insulation elements and a low weight due to reduced bulk density, has low ⁇ computation values and advantageously meets the requirements for sound, heat and fire protection in one product justice.
  • the reduced bulk density results in a low weight of the insulation element with a good insulation effect.
  • the high binder efficiency there is also a high degree of rigidity, the structure also being distinguished by high temperature resistance due to the selected alkali / alkaline earth mass ratio of ⁇ 1.
  • the bound fibers according to the invention have a high mechanical elasticity and high temperature resistance compared to glass wool.
  • the insulation element according to the invention has the same fire protection qualities as conventional rock wool, so that the excellent mechanical properties and the low weight also have the full fire protection effect of conventional stone wool insulation elements.
  • the invention thus creates a symbiosis between glass wool and rock wool and cleverly combines their advantageous properties in that the insulating element is designed for glass wool-like fiber structure with high temperature resistance.
  • Show 1 is a partial sectional view of the rectangular ventilation duct with schematically illustrated internal insulation and external insulation
  • Fig. 2 is an illustration of a detail marked with a circle in Fig. 1 for exemplifying the attachment of the panel and
  • FIG. 3 shows a simplified perspective illustration of a self-supporting ventilation duct
  • FIG. 4 shows a diagram of a comparative test in the context of a thermal conductivity test at 400.degree.
  • Fig. 1 denotes a ventilation duct made of sheet steel with a rectangular cross section. This is provided with an internal insulation marked with 2 and with an external insulation with a total of 3.
  • the inner insulation 2 consists of plate-shaped mineral wool insulation elements 4 with a laminating ring 5, for example made of glass fleece, on the side of the inner insulation facing the flow.
  • the lamination protects the fibers on the surface and enables low-resistance guidance of the flow medium.
  • the mineral wool insulation elements 4 have a bulk density of 30 kg / m 3 with an organic binder content in the form of phenol-formaldehyde resin of 5% by weight (dry, based on the fiber mass).
  • the mean geometric fiber diameter is 3.2 ⁇ m, the product having a ⁇ -calculated value of 35 mW / mK and a thickness of 20 mm with a length-related flow resistance of 17 kPas / m 2 .
  • the fiber material of the plate-shaped MineralwoUedämmetti 4 is made by internal centrifugation in the centrifugal basket method, the latter being attached to the wall of the conduit by holding plate 6.
  • FIG. 2 shows a purely schematic representation of details of the fastening of the interior insulation 2.
  • a plurality of pins 7 are arranged on the ventilation duct 1 made of sheet steel (only one is shown) and are fastened here by welding to the ventilation duct. It is also possible to glue the pins to the ventilation duct. The internal insulation is pressed on these pins and it is then from above, i. H. from the interior of the ventilation duct, a holding plate 6 is placed in each case, which in the present case is fixed or fixed by means of a screw part 8, an impact rivet also being possible as an alternative.
  • the slight indentation of the inner insulation 2 on its inner surface serves only to illustrate the so-called "mattress effect", which can occur in conventional insulation, but which is largely avoided in the insulation boards according to the invention due to their rigid design.
  • the external insulation 3 is formed in the illustrated embodiment by a wire mesh mat, which is attached in the usual way with a mat holder hook, not shown here, or the like. From the outside on the ventilation duct 1.
  • the joints of the insulation elements are staggered in a manner not shown, so that flames and heat are not on one can open opening butt joint up to the sheet metal jacket of ventilation duct 1.
  • the wire mesh mat has the same parameters for bulk density and mean geometric fiber diameter as that of the inner insulation 2, the organic binder fraction here being only 0.8% by weight.
  • a self-supporting ventilation duct 10 is shown schematically in a simplified perspective illustration in FIG. 3, which is composed of individual insulation elements 11 to 14 at their joints over folds with a rectangular cross section.
  • the insulation elements 11 to 14 consist of a glass composition according to Table 2 and are each laminated on the inside and outside with an aluminum foil, in such a way that the aluminum foil is arranged all around on the outside.
  • composition in% by weight of the conventional insulating elements that is to say made of conventional stone wool, as well as insulating elements made of conventional glass wool and the insulating elements according to the invention, is shown in Table 2, the conventional stone wool and the insulating element according to the invention having a melting point of at least 1000 ° C. according to DIN 4102 part 17.
  • Table 2 The composition in% by weight of the conventional insulating elements, that is to say made of conventional stone wool, as well as insulating elements made of conventional glass wool and the insulating elements according to the invention, is shown in Table 2, the conventional stone wool and the insulating element according to the invention having a melting point of at least 1000 ° C. according to DIN 4102 part 17.
  • Fig. 4 shows the series of measurements of a thermal conductivity test at 400 ° C above the bulk density in the form of a diagram. The measurement results were determined in accordance with DIN 52612-1 with a so-called two-plate device.
  • FIGS. 5 and 6 each show a typical fiber histogram of the insulation elements for the conventional rock wool and conventional glass wool mentioned in the description, FIG. 7 indicating one of the fibers of the insulation elements according to the invention.
  • the criterion to be fulfilled by the test examples is that after carrying out a lighting test on one side of the insulation element within 30 minutes. for L 30 or 60 min. for L 60 or 90 min. for L 90 there is no temperature change on the other side of the insulation element> 100 K, d. H. the criterion is only fulfilled if the temperature change is ⁇ 100 K.
  • all examples meet the criterion, but there are significant differences in terms of the basis weight compared to insulation elements made of conventional rock wool and in the case of Table 1 and Table 2 the criterion for the LM mineral wool according to the invention also meets with significantly lower bulk densities and thicknesses becomes.

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Abstract

Bei einem Klima- bzw. Lüftungskanal werden für die Innen- und/ oder Aussenverkleidung Dämmelemente mit einer Temperaturbeständigkeit zur Einhaltung der Anforderungen der normativen Feuerwiderstandsklassen verwendet, deren Faserzusammensetzung ein Alkali/Erdalkali-Massenverhältnis von < 1 aufweist, deren Faserstruktur bestimmt ist durch einen mittleren geometrischen Faserdurchmesser ≤ 4 µm, deren Rohdichte im Bereich von 20 bis 120 kg/m3 und deren Bindemittelanteil in Form einer Platte im Bereich von 4,5 bis 7 Gew.-% oder in der Form einer Drahtnetzmatte im Bereich von 0,5 bis 1 Gew.-% beträgt.

Description

Klima- bzw. Lüftungskanal
Die Erfindung betrifft einen Klima- bzw. Lüftungskanal nach dem Oberbegriffs des Anspruchs 1.
Derartige Lüftungskanäle sind in der Regel innen und/oder außen zu Dämmzwecken verkleidet, wobei die Verkleidung zumeist aus Mineralwolle gebildet ist. Hierbei ist die Innendämmung in der Regel für die Wärme- und Schalldämmung zuständig und die Außendämmung dient in der Regel dem Brandschutz.
Die Innendämmung des Klima- bzw. Lüftungskanals ist dem strömenden Leitungsfluid, wie Luft, mit ggf. erhöhter Temperatur und - insbesondere bei Strömungsgeschwindigkeiten bis 30 m/s - hohen Kräften durch Pulsation und Verwirbelungen ausgesetzt. Kritische Stellen für diesen Kraftangriff sind einerseits quer zur Strömungsrichtung liegende Stoßstellen zwischen Dämmelementen und andererseits Befestigungsstellen durch Halteteller auf der Dämmstoffoberfläche. An Stoßstellen tendiert die Strömung zum Eindringen in den Stoßbereich und zum Lösen des dortigen Faserverbundes bzw. zum Abheben einer dortigen Kaschierung. An den Haltetellern liegen zwangsläufig Unebenheiten der Strömungsberandung durch niedergedrücktes Dämmmaterial vor, welche zu Krafteinwirkungen durch Wirbelablösungen oder dergleichen führen.
Von daher ist z. B. bei Innendämmung die Festigkeit des Dämmmaterials bzw. des das Dämmmaterial bildenden Faserverbundes und darauf befestigter Elemente wie Kaschierungen von besonderer Bedeutung. Im Bereich der Halteteller führt eine hohe Festigkeit zu einer Minderung des sogenannten „Matratzeneffektes", welcher sich dann einstellt, wenn die Halteteller tief in die Oberfläche des Dämmmaterials einsinken, um die erforderlichen Haltekräfte übertragen zu können.
Für die Innendämmung von Lüftungskanälen wird überwiegend Glaswolle-Material verwendet, welches im allgemeinen feine lange Fasern und bei entsprechendem Bindemitteige- halt relativ hohe Steifheit und Festigkeit aufweist. Derartige Produkte besitzen in der Regel einen λ-Rechenwert nach DIN 18165 zwischen 30 und 40 mW/mK mit einer relativ geringen Rohdichte von unter 25 kg/m3. Als Bindemittel wird vornehmlich Melaminharz wegen der Frage der Brennbarkeit (z.B Baustoffklasse A1/A2) verwendet, während sonst bei Mineralfaser-Produkten aus preislichen Gründen bevorzugt Phenol-Formaldehydharz zum Einsatz kommt .
Die für den Brandschutz wesentliche Anforderung an die Außendämmung von Klima- bzw. Lüftungsleitungen bezieht sich insbesondere darauf, dass der Lüftungskanal noch über eine bestimmte Zeitspanne hinweg im Brandfall körperlich unversehrt bleibt. Überdies ist bei Wanddurchführungen darauf zu achten, dass kein zu schneller Übergriff des Brandes von einem Raum auf den Nachbarraum mit zu schnellem, hohem Temperaturanstieg in dem benachbarten Raum erfolgt.
Die Brandschutzanforderungen an derartige Systeme werden daher in sogenannte Feuerwiderstandsklassen oder dergl. eingeteilt. So bedeutet die Feuerwiderstandsklasse L30, dass die Leitungskonstruktion unter genormten Versuchsbedingungen einer Beanspruchung durch Feuer für 30 Minuten widerstehen kann. Je nach Anwendung sind beispielsweise die Feuerwiderstandsklassen L30, L60 oder L90 gefordert.
Insbesondere zur Erzielung höherer Feuerwiderstandsklassen ist als Dämmmaterial für derartige Leitungskanäle der Einsatz von Steinwolle erforderlich, deren Schmelzpunkt nach DIN 4102, Teil 17 bei 1.000 °C liegt und die somit sich gegenüber Glaswolle durch eine höhere Temperaturbeständigkeit auszeichnet. Derartige Steinwolle wird üblicherweise im sogenannten Düsenblasverfahren oder mit externer Zentrifugierung, wie dem sogenannten Kaskaden-Schleuderverfahren, erzeugt. Dabei entstehen relativ grobe Fasern mit einem mittleren geometrischen Durchmesser größer 4 bis 12 μm von relativ geringer Länge. Als Bindemittel wird in der Regel Phenol-Formaldehydharz verwendet. Aufgrund der Herstellung fällt weiterhin ein erheblicher Anteil an unzerfasertem Material an, das in Form sogenannter „Perlen" mit einer Partikelgröße von mindestens 50 μm im Produkt vorliegt und am Gewicht, nicht aber an der gewünschten Dämmwirkung, teilnimmt. Der übliche Anteil an „Perlen" liegt hierbei zwischen 10 und 30 Gew.-%, das heißt Anteil an unzerfasertem Material, also gröberen Faserbestandteilen.
Aufgrund der gegenüber Glaswolle gröberen Faserstruktur weist herkömmliche Steinwolle bei gleichen λ-Rechenwerten und gleicher Dämmdicke eine signifikant höhere Rohdichte und somit auch höheres Gewicht auf. Auch weist die herkömmliche Steinwolle bei gleichem λ-Rechenwert und gleicher Rohdichte wie herkömmliche Glaswolle eine signifkant höhere Dämmdicke und somit ein wesentliches größeres Volumen auf.
Ein charakteristisches Unterscheidungsmerkmal zwischen Glas- und Steinwolle als Untergruppen der Gattung Mineralwolle besteht im Alkali/Erdalkali-Verhältnis der Zusammensetzung, das bei Steinwolle < 1 und bei Glaswolle > 1 ist. Dies bedeutet, dass Steinwolle einen hohen Anteil CaO + MgO von beispielsweise 20 bis 30 Gew.-% hat und einen relativ niedrigen Anteil von Na2O + K2O von beispielsweise etwa 5 Gew.-%. Glaswolle hingegen hat in der Regel Erdalkalibestandteile von beispielsweise etwa 10 Gew.-% und Alkalibestandteile von über 15 Gew.-%. Diese Zahlen stellen insbesondere charakteristische nicht- biopersistente, also biolösliche Zusammensetzungen dar.
Mit innerer Zentrifugierung im Schleuderkorbverfahren hergestellte Mineralfasern mit einer vergleichsweise hohen Temperaturbeständigkeit sind aus der EP 0 551 476, der EP 0583 792, der WO 94/04468, sowie der US 6,284,684 bekannt, auf die wegen weiterer Einzelheiten insoweit ausdrücklich Bezug genommen wird.
Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Klima- bzw. Lüftungskanal zu schaffen, der vergleichsweise dünnwandig und/oder gewichtsmäßig leicht ausgebildet ist und gleichwohl die normativen Anforderungen an Schall-, Wärme- und Brandschutz erfüllt. Insbesondere sollen die für die Innen- und/oder Außenverkleidung vorgesehenen Dämmelemente für diese Leitungen geeignet sowie ausreichend fest und stabil sein, um insbesondere den Belastungen infolge des durchströmenden Mediums über lange Betriebszeiten sicher Stand halten zu können. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß für einen Klima- bzw. Lüftungskanal durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 gelöst.
Nach Maßgabe der Erfindung wird dies durch das gezielte Zusammenwirken mehrerer Faktoren erreicht, nämlich Auslegung der Fasern auf einen mittleren geometrischen Faserdurchmesser <4 μm und Einstellung der Rohdichte der Mineralfasern je nach Feuerwiderstandsklasse in einem Bereich von 20 bis 120 kg/m3 sowie einer Bindemittelzugabe für die Aushärtung der Mineralfasern in der Form einer Platte von 4 %, insbesondere 4,5 % bis 7 Gew.-%, bezogen auf die Fasermasse des Dämmelements oder in der Form einer Drahtnetzmatte von größer 0,5 bis 1 Gew.-%. Zudem soll die Zusammensetzung der Mineralfasern des Dämmelements ein Alkali/Erdalkali-Massenverhältnis von < 1 aufweisen. Durch die fein ausgelegte Mineralfaser mit einem mittleren geometrischen Faserdurchmesser <4 μm ergibt sich eine Faserstruktur, bei der bei gleicher Rohdichte wie bei herkömmlichen Steinwollefasern wesentlich mehr Fasern in der Struktur vorhanden sind und damit auch mehr Kreuzungspunkte für den Faserverbund. Bei gleichem Bindemitteleintrag wie bei herkömmlicher Steinwolle reduziert sich aufgrund der größeren Anzahl von Kreuzungspunkten und der Konzentration des Bindemittels an diesen Punkten der nicht zu einer Bindung beitragende Anteil des Bindemittels wesentlich, wodurch ein Faserverbund resultiert, der zu einer vergleichsweise steiferen Auslegung einer ausgehärteten Mineralfaserplatte führt. Ferner kann aufgrund der feineren Faserstruktur des erfindungsgemäßen Dämmelements dieses mit einer Rohdichte je nach normativer Feuerwiderstandsklasse oder dergl. im Bereich von 20 bis 120 kg/m3 und somit gegenüber Dämmelementen aus herkömmlicher Steinwolle, welche üblicherweise Rohdichten zwischen 45 und 180 kg/m3 aufweisen, gewichtsmäßig leichter ausgelegt werden. Damit kann bei gleichbleibender absoluter organischer Brandlast, d.h. Bindemitteleintrag, dementsprechend ein größerer relativer Bindemittelanteil eingestellt werden, was zur Folge hat, dass die Platte vergleichsweise wesentlich steifer wird. Andererseits kann bei der erfindungsgemäßen Dämmplatte eine vorgegebene Steifigkeit und Stabilität auch mit einem vergleichsweise geringerem absoluten Bindemitteleintrag erreicht werden, wodurch wiederum die durch das zumeist organische Bindemittel eingetragene Brandlast entsprechend reduziert wird. Durch die Verringerung des Dämmgewichtes verringert sich gleichzeitig vorteilhaft auch die Traglast des Kanals, was insbesondere bei einem frei- hängenden Kanal von wesentlicher Bedeutung ist, da diese statisch aufgefangen werden muss.
Bei speziellen Geometrien eines Klima- bzw. Lüftungskanals kann es sich als vorteilhaft erweisen, zur Außenverkleidung erfindungsgemäße Drahtnetzmatten aufgrund ihrer Flexibilität mit einem Bindemittelgehalt von < 1 Gew.-% einzusetzen. Drahtnetzmatten erlangen ihre mechanische Stabilität durch ein mit der Faserstruktur verwebtes Drahtgeflecht, weswegen nur ein geringer Bindemittelgehalt erforderlich ist, wodurch die Gesamtbrandlast wesentlich verringert wird. Gegenüber Drahtnetzmatten aus herkömmlicher Steinwolle mit vergleichbarem Bindemittelgehalt ist eine erhebliche Gewichtseinsparung entscheidend.
Dagegen ist bei plattenförmigen Dämmelementen ein Bindemitteleintrag im Bereich von 4,5 bis 6 Gew.-%, insbesondere 4,5 bis 5,5 % bevorzugt vorgesehen, um verfestigte Dämmelemente zu erhalten, die bei einem Einsatz als Innenverkleidungen die Gefahr des sogenannten „Matratzeneffekts" herabsetzen. Gleichzeitig wird eine lokale Auflösungserscheinung der Fasern unter den Pulsationen und Verwirbelungen eines schnell strömenden Mediums vorgebeugt, was sich durch eine vorteilhafte Abreißfestigkeit ausdrückt.
Zugleich erhöht sich infolge der feinausgelegten Faserstruktur, die über den Querschnitt des Dämmelements homogen ausgebildet ist, der für die Dämmwirkung wesentliche Luftanteil innerhalb des Dämmelements, was auch zu einer entsprechenden Erhöhung des Dämmeffekts bei Innen- wie Außenverkleidungen führt. Schließlich ergibt sich aufgrund der feineren Auslegung der Fasern ein vorteilhafter λ-Rechenwert gemäß DIN 18165 von 35 mW/mK bei gleichzeitiger geringer Rohdichte.
Dieser λ-Rechenwert lässt sich vorteilhaft bei Außenverkleidungen bei einer Feuerwiderstandsklasse L30 oder dergl. mit Rohdichten zwischen 20 und 40 kg/m3, vorzugsweise 30 kg/m3, bei einer Feuerwiderstandsklasse L60 oder dergl. mit Rohdichten zwischen 60 und 80 kg/m3, vorzugsweise 70 kg/m3, und bei einer Feuerwiderstandsklasse L90 oder dergl. mit Rohdichten zwischen 90 und 120 kg/m3, vorzugsweise 110 kg/m3, verwirklichen. Bei Innenverkleidungen lässt sich dieser λ-Rechenwert vorteilhaft durch mindestens eine Rohdichte entsprechend dem Rohdichtebereich der Feuerwiderstandsklasse L30 verwirklichen, wobei zur Einhaltung der schallschutztechnischen Anforderungen das erfindungsgemäße Dämmelement einen längenbezogenen Strömungswiderstand nach DIN EN ISO 9053 von > 15 kPas/m2 aufweist. Soweit jeweils auf Normen und Prüfvorschriften Bezug genommen wird, gilt jeweils die zum Anmeldetag aktuelle Fassung.
Besonders bevorzugt ist eine Faserfeinheit definiert durch einen mittleren geometrischen Faserdurchmesser von 3 μm. Der für die Faserfeinheit verantwortliche geringe mittlere geometrischen Durchmesser bestimmt sich aus der Häufigkeitsverteilung des Durchmessers der Fasern. Die Häufigkeitsverteilung lässt sich anhand einer Wolleprobe unter dem Mikroskop ermitteln. Es wird der Durchmesser einer großen Anzahl von Fasern ausgemessen und aufgetragen, wobei sich eine linksschiefe Verteilung ergibt (vgl. Fig. 5, 6 und 7).
Schließlich ist es zweckmäßig, dass im Falle der Verwendung des erfindungsgemäßen Dämmelements als Innenverkleidung, dieses mit einem abriebfesten, akustisch transparenten Belag wie ein Glasvlies und im Falle einer Außenverkleidung mit einem diffussions- dichten Belag wie eine Aluminiumfolie kaschiert ist. Zweckmäßigerweise beträgt der Schmelzpunkt des erfindungsgemäßen Dämmelements vorteilhaft > 1.000 °C nach DIN 4102, Teil 17.
Um ein Dämmelement zu erhalten, dass den Anforderungen an Schall-, Wärme- und Brandschutz im Bereich Klima- bzw. Lüftungskanäle in einem Produkt erfüllt, ist es zweckmäßig, dass eine Glaszusammensetzung verwendet wird, deren Schmelze bei einer inneren Zentri- fugierung im Schleuderkorb-Verfahren mindestens eine Temperatur des Schleuderkorbs von 1.100 °C aufweist. Dementsprechend muss der Schleuderkorb entsprechend temperaturbeständig ausgebildet sein. Gleichzeitig erhält man positiv eine feine Faserstruktur, die im Gegensatz zu herkömmlicher Steinwolle praktisch perlenfrei ist, das heißt der Anteil der Perlen in der Faserstruktur < 1 % ist.
Vorteilhaft sind die Dämmelemente aus in einem physiologischen Milieu löslichen Mineralfasern gebildet, wobei diese gemäß den Anforderungen der europäischen Richtlinie 97/69/EG und/oder den Anforderungen der deutschen Gefahrstoffverordnung Abs. TV Nr. 22 entsprechen, wodurch eine gesundheitliche Unbedenklichkeit der Dämmelemente bei Herstellung, Verarbeitung, Nutzung und Entsorgung gewährleistet ist.
Nachfolgend ist in einer Tabelle 1 die bevorzugte Zusammensetzung der Mineralfasern einer erfindungsgemäßen Dämmelemente bereichsweise in Gew.-% angegeben.
Tabelle 1
SiO2 39-55 % vorzugsweise 39-52 % Al2O3 16-27 % vorzugsweise 16-26 % CaO 6-20 % vorzugsweise 8-18 % MgO 1-5 % vorzugsweise 1-4,9 % Na2O 0-15 % vorzugsweise 2-12 % K2O 0-15 % vorzugsweise 2-12 % R2O (Na2O + K2O) 10-14,7 % vorzugsweise 10-13,5 % P2O5 0-3 % insbesondere 0-2 % FeO3 (Eisen gesamt) 1,5-15 % insbesondere 3,2-8 % B2O3 0-2 % vorzugsweise 0-1 % TiO2 0-2 % vorzugsweise 0,4-1 % Sonstiges 0-2,0 %
Ein bevorzugter engerer Bereich von SiO beträgt 39-44 %, insbesondere 40-43 %. Ein bevorzugter engerer Bereich für CaO beträgt 9,5 bis 20 %, insbesondere 10 bis 18 %.
Die erfindungsgemäße Zusammensetzung zeichnet sich insbesondere durch die Kombination aus, dass ein hoher Al2O3 Gehalt zwischen 16 und 27 %, vorzugsweise größer als 17 % und/oder vorzugsweise geringer als 25 % bei einer Summe der netzwerkbildenden Elemente SiO2 und Al2O3 von zwischen 57 und 75 % beträgt, vorzugsweise größer als 60 % und/oder vorzugsweise geringer als 72 %, mit einem Anteil der Summe aus NaO und K2O, der relativ hoch ist, jedoch in einem Bereich von 10-14,7 %, vorzugsweise 10-13,5 % liegt, bei einem Magnesiumoxidanteil in einem Anteil von wenigsten 1 %. Diese Zusammensetzungen zeichnen sich durch ein beträchtlich verbessertes Verhalten bei sehr hohen Temperaturen aus.
In Bezug auf Al2O3 beträgt ein engerer bevorzugter Bereich 17 bis 25,5 %, insbesondere 20 bis 25 % und zwar vorzugsweise 21 bis 24,5 %, insbesondere etwa 22-23 oder 24 Gew.-%.
Gute feuerfeste Eigenschaften werden insbesondere bei Einstellung des Magnesiumoxidgehalts auf mindestens 1,5 %, insbesondere 2 % und zwar vorzugsweise 2 bis 5 % und dabei besonders bevorzugt >2,5 % oder 3 %. Ein hoher Magnesiumoxidanteil wirkt sich positiv gegen ein Absenken der Viskosität aus und wirkt sich deswegen günstig gegen ein Sinten des Materials aus.
Insbesondere ist bevorzugt, dass dami, wenn der Anteil von Al2O3 >22 % beträgt, der Anteil an Magnesiumoxid vorzugsweise wenigstens 1 %, insbesondere bevorzugt 1 bis 4 % beträgt, wobei ein weiterer bevorzugter Bereich von Magnesiumoxid 1 bis 2 % und zwar insbesondere 1,2 bis 1,6 % beträgt. Der Anteil an Aluminiumoxid ist vorzugsweise auf 25 % begrenzt, um eine ausreichend geringe Liquidustemperatur zu erhalten. Liegt der Aluminiumoxidanteil in einem Bereich von etwa 17 bis 22 %, beträgt der Anteil an Magnesiumoxid vorzugsweise wenigstens 2 %, insbesondere etwa 2 bis 5 %.
Schließlich ist es zweckmäßig, die Dämmelemente zum Zweck einer platzsparenden Verpackung so auszulegen, dass sie bis zu einer maximalen Rohdichte von 50 kg/m3 mindestens im Verhältnis 1:2, insbesondere bis zu einer maximalen Rohdichte von 30 kg/m3 mindestens im Verhältnis 1:3 komprimierbar sind, ohne dass dadurch ihr Eigenschaftsprofil verändert wird.
Ferner ist es auch möglich, aufgrund der hervorragenden mechanischen Eigenschaften der erfindungsgemäßen Dämmelemente bei vergleichsweise geringem Bindemittelanteil zwischen 4, und zwar insbesondere bevorzugt 4,5 bis 7 Gew.-% einen Klima- bzw. Lüftungskanal in Form einer selbsttragenden Konstruktion herzustellen, d.h. dass dieser ausschließlich aus durch mit Bindemittel verfestigten plattenförmigen Dämmelementen gebildet ist. Vorteilhaft sind die Dämmelemente integraler Bestandteil einer um Falze knickbaren Platte, wie in den Schutzrechten EP 0 791 791, EP 1 339 649 und US 6,311,456 beschrieben ist, aufweiche ausdrücklich Bezug genommen wird.
Hierbei ist es zweckmäßig, die Innen- und Außenfläche des so gebildeten Kanals mit einem diffusionsdichten Belag wie einer Aluminiumfolie oder dergl. zu versehen, wobei dieser Belag gleichzeitig nicht unwesentlich zur Stabilität des sich selbst tragenden Kanals beiträgt.
Durch die synergistisch zusammenwirkenden erfindungsgemäßen Maßnahmen ergibt sich somit ein Klima- bzw. Lüftungskanal, der bei geringer Dicke der Dämmelemente und geringem Gewicht infolge verminderter Rohdichte niedrige λ-Rechenwerte aufweist und in vorteilhafter Weise den Anforderungen an Schall-, Wärme- und Brandschutz in einem Produkt gerecht wird. Infolge der verminderten Rohdichte resultiert ein geringes Gewicht des Dämmelements bei gleichwohl gutem Dämmeffekt. Infolge des hohen Bindemittelwirkungsgrads ergibt sich auch eine hohe Steifigkeit, wobei infolge des gewählten Alkali/Erdalkali-Massenverhältnisses von < 1 sich das Gebilde auch durch hohe Temperaturbeständigkeit auszeichnet. Die gebundenen Fasern gemäß der Erfindung besitzen eine hohe mechanische Elastizität und hohe Temperaturbeständigkeit im Vergleich zu Glaswolle. Die geringe Rohdichte gepaart mit der außerordentlichen hohen Festigkeit führt so zu einem leichtgewichtigen Dämmmaterial, welches weitgehend formstabil ist und somit leicht, d.h. ermüdungsfrei montiert werden kann. Insbesondere weist das Dämmelement gemäß der Erfindung die selben Brandschutzqualitäten wie herkömmliche Steinwolle auf, so dass zu den hervorragenden mechanischen Eigenschaften und dem geringen Gewicht auch die volle Brandschutzwirkung herkömmlicher Steinwolle-Dämmelemente zum Tragen kommt. Somit schafft die Erfindung eine Symbiose zwischen Glaswolle und Steinwolle und kombiniert geschickt deren vorteilhafte Eigenschaften, indem das Dämmelement auf glaswollartige Faserstruktur bei gleichwohl hoher Temperaturbeständigkeit ausgelegt ist.
Im Folgenden wird die Erfindung näher anhand mehrerer Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben. Dabei zeigen Fig. 1 eine teilweise Schnittansicht des rechteckförmigen Lüftungskanals mit schematisch veranschaulichter Innendämmung und Außendämmung,
Fig. 2 eine Darstellung einer mit Kreis in Fig. 1 gekennzeichneten Einzelheit zur beispielhaften Erläuterung der Befestigung der Verkleidung und
Fig. 3 eine vereinfachte perspektivische Darstellung eines sich selbst tragenden Lüf- tungskanales,
Fig. 4 ein Diagramm eines Vergleichsversuchs im Rahmen einer Wärmeleitfähig- keitsprüftmg bei 400°C,
Fig. 5 ein typisches Faserhistogramm einer herkömmlichen Steinwolle,
Fig. 6 ein typisches Faserhistogramm einer herkömmlichen Glaswolle, und
Fig. 7 ein typisches Faserhistogramm der erfindungsgemäßen Mineralwolle.
In Fig. 1 ist mit 1 ein im Querschnitt rechteckförmiger Lüftungskanal aus Stahlblech bezeichnet. Dieser ist mit einer insgesamt mit 2 bezeichneten Innendämmung und mit einer insgesamt mit 3 bezeichneten Außendämmung versehen.
Die Innendämmung 2 besteht aus plattenförmigen Mmeralwolledämmelementen 4 mit einer Kaschierang 5 beispielsweise aus Glasvlies an der der Strömung zugewandten Seite der Innendämmung. Die Kaschierung schützt die oberflächenseitigen Fasern und ermöglicht eine widerstandsarme Führimg des Strömungsmediums.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel weisen die Mineralwolledämmelemente 4 eine Rohdichte von 30 kg/m3 bei einem Gehalt an organischem Bindemittel in Form von Phenol- Formaldehydharz von 5 Gew.-% (trocken, bezogen auf die Fasermasse) auf. Der mittlere geometrische Faserdurchmesser beträgt 3,2 μm, wobei das Produkt einen λ-Rechenwert von 35 mW/mK und bei einem längenbezogenen Strömungswiderstand von 17 kPas/m2 eine Dicke von 20 mm hat. Das Fasermaterial der plattenförmigen MineralwoUedämmelemente 4 ist durch innere Zentrifugierung im Schleuderkorb-Verfahren hergestellt, wobei letztere durch Halteteller 6 an der Wand des Leitungskanals befestigt sind.
Infolge des hohen Bindemittelwirkungsgrades des Phenol-Formaldehydharzes auf die Fasern und die hohe mechanische Elastizität der einzelnen Fasern ergibt sich ein Mineralwol- ledämmelement, das in seiner Struktur ähnlich einem ebenfalls durch innere Zentrifugierung hergestellten Glaswolledämmelement ist, jedoch deutlich fester und steifer ist, und das erforderlichenfalls einen Schmelzpunkt von größer 1000°C besitzt. Dadurch ist nicht nur die Kaschierung 5 sicher an der Oberseite des Dämmelementes 4 gehalten und es besteht keine Gefahr, dass diese im Bereich von Querstößen 7 unter den Pulsationen und Verwirb elungen des ggf. sehr schnell strömenden Mediums abgelöst wird. Weiterhin erzeugen die Halteteller 6 die erforderliche Haltekraft, ohne weit in das Material einzusinken, so dass der eine glatte Strömungswand beeinträchtigende „Matratzeneffekt" minimiert und im Prinzip ausgeschaltet ist.
Fig. 2 zeigt in rein schematischer Darstellung Details der Befestigung der Innendämmung 2. Hierzu sind an dem aus Stahlblech hergestellten Lüftungskanal 1 mehrere Stifte 7 angeordnet (nur einer ist dargestellt) und hier durch Schweißen am Lüftungskanal befestigt. Es sit auch möglich, die Stifte am Lüftungskanal anzukleben. Auf diesen Stiften wird die Innendämmung aufgedrückt und es wird dann von oben, d. h. vom Inneren des Lüftungskanals her, jeweils ein Halteteller 6 aufgesetzt, der im vorliegenden Fall über ein Schraubteil 8 festgesetzt bzw. festgelegt ist, wobei alternativ auch eine Aufschlagniet möglich ist. Die leichte Eindellung der Innendämmung 2 an ihrer Innenfläche dient nur zur Illustrierung des sogenannten „Matratzeneffekts", der bei herkömmlichen Dämmungen auftreten kann, der jedoch bei den erfindungsgemäßen Dämmplatten weitgehend vermieden wird infolge von deren steifer Auslegung.
Die Außendämmung 3 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel durch eine Drahtnetzmatte gebildet, die in üblicher Weise mit einem hier nicht dargestellten Mattenhalterhaken oder dergl. von außen am Lüftungskanal 1 befestigt ist. Im Falle einer zweilagigen Anordnung der Außendämmung 3, die bei Ausführungen entsprechend den Feuerwiderwiderstandsklassen L30, L60 oder L90 gemäß DIN 4102 Teil 4 vorgeschrieben ist, sind die Stöße der Dämmelemente in nicht näher dargestellter Weise gegeneinander versetzt angeordnet, so dass Flammen wie Hitze nicht an einer sich öffnenden Stoßfuge bis zum Blechmantel des Lüftungskanals 1 vorstoßen können. Die Drahtnetzmatte weist im dargestellten Ausführungsbeispiel die selben Parameter für Rohdichte und mittleren geometrischen Faserdurchmesser auf wie die der Innendämmung 2, wobei der organische Bindemittelanteil hier nur 0,8 Gew.-% beträgt.
Anstelle einer Drahtnetzmatte für die Außenverkleidung, ist es auch möglich, diese mit einzelnen plattenförmigen Dämmelementen, deren Faseraufbau äquivalent zur Innendämmung ist, auszuführen. Derartige plattenförmige Dämmelemente besitzen die gleiche Rohdichte und Dicke wie die im Ausführungsbeispiel beschriebene Drahtnetzmatte, da diese beiden Parameter den Feuerwiderstand maßgeblich beeinflussen.
Schließlich ist in Fig. 3 in vereinfachter perspektivischer Darstellung schematisch ein sich selbst tragender Lüftungskanal 10 dargestellt, der aus einzelnen Dämmelementen 11 bis 14 an ihren Stößen über Falze mit einem rechteckförmigen Querschnitt zusammengesetzt ist. Die Dämmelemente 11 bis 14 bestehen aus einer Glaszusammensetzung gemäß Tabelle 2 und sind auf der Innen- und Außenseite jeweils mit einer Aluminiumfolie kaschiert, und zwar derart, dass die Alumiumfolie auf der Außenseite umlaufend angeordnet ist.
Die Zusammensetzung in Gew.-% der konventionellen, also aus herkömmlicher Steinwolle gebildeten Dämmelemente, sowie aus herkömmlicher Glaswolle gebildeten Dämmelemente und der erfindungsgemäßen Dämmelemente ergibt sich aus Tabelle 2, wobei die herkömmliche Steinwolle sowie das erfmdungsgemäße Dämmelement einen Schmelzpunkt von mindestens 1000°C nach DIN 4102 Teil 17 aufweisen. Tabelle 2
Figure imgf000015_0001
hi Fig. 4 ist die Meßreihe eines Wärmeleitfähigkeitsversuches bei 400°C über der Rohdichte in Form eines Diagramms dargestellt. Die Meßergebnisse wurden nach DIN 52612-1 mit einem sogenannten Zweiplattengerät ermittelt.
Aus diesem Diagramm ist in einfacher Weise ersichtlich, welches Einsparpotential bei Verwendung der erfmdungsgemäßen Mineralwolle gegenüber herkömmlicher Steinwolle möglich ist, und zwar beispielhaft für zwei Rohdichten 65 und 90 kg/m3. Die gleiche Wärmeleitfähigkeit von 116 mW/mK, welche bei herkömmlicher Steinwolle mit einer Rohdichte von 65 kg/m3 erreicht wird, wird mit der erfindungsgemäßen Mineralwolle bereits bei einer Rohdichte von etwa 45 kg/m3 erhalten, d.h. mit einer Gewichtseinsparung von ca. 31 %. Analog ergibt sich bei einer Rohdichte von 90 kg/m3 der herkömmlichen Steinwolle durch die erfindungsgemäße Mineralwolle eine Gewichtseinsparung von ca. 33 %. Schließlich zeigen die Fig. 5 und 6 für die in der Beschreibung erwähnte herkömmliche Steinwolle und herkömmliche Glaswolle jeweils ein typisches Faserhistogramm der Dämmelemente, wobei Fig. 7 ein solches der Fasern der erfmdungsgemäßen Dämmelemente angibt.
Schließlich wurden Vergleichsversuche an Dämmelementen für Lüftungskanäle durchgeführt, wobei jeweils ein Dämmelement aus erfmdungsgemäßer und mit LM bezeichneter Mineralwolle einem Dämmelement aus herkömmlicher Steinwolle gegenüber gestellt wurde. Und zwar für Dämmelemente in den Feuerwiderstandsklassen L 30 (Tabelle 1), L 60 (Tabelle 2) und L 90 (Tabelle 3).
Tabelle 1
Figure imgf000016_0001
Tabelle 2
Figure imgf000016_0002
Tabelle 3
Figure imgf000017_0001
Das durch die Versuchsbeispiele zu erfüllende Kriterium besteht darin, dass nach Vornahme eines Befeuerungstests auf einer Seite des Dämmelements innerhalb von 30 min. für L 30 bzw. 60 min. für L 60 bzw. 90 min. für L 90 keine Temperaturänderung auf der anderen Seite des Dämmelements > 100 K stattfindet, d. h. das Kriterium nur erfüllt ist, wenn die Temperaturänderung < 100 K ist. Wie die Tabelle zeigt, erfüllen alle Beispiele das Kriterium, wobei jedoch sich signifikante Unterschiede bezüglich des Flächengewichts gegenüber Dämmelementen aus herkömmlicher Steinwolle ergeben und im Falle von Tabelle 1 und Tabelle 2 das Kriterium für die erfindungsgemäße LM-Mineralwolle auch bei erheblich geringeren Rohdichten und Dicken erfüllt wird.

Claims

Patentansprüche
1. Klima- bzw. Lüftungskanal mit einer Innen- und/oder Außenverkleidung aus jeweils mindestens einem Dämmelement mit insbesondere einer Temperaturbeständigkeit zur Einhaltung der Anforderungen der normativen Feuerwiderstandsklassen oder dergl. in Form einer durch ein Bindemittel verfestigten Platte oder einer Drahtnetzmatte aus in einem physiologischen Milieu löslichen Mineralfasern, wobei die Innen- und/oder Außenverkleidung aus mehreren Dämmelementen gebildet ist, die in der Richtung der Längsachse des Klima- bzw. Lüftungskanals mindestens einlagig anordenbar und an diesem befestigbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusammensetzung der Mineralfasern des Dämmelements ein Alkali/Erdalkali-Massenverhältnis von < 1 aufweist, und dass die Faserstruktur des Dämmelements bestimmt ist durch einen mittleren geometrischen Faserdurchmesser < 4 μm, eine Rohdichte im Bereich von 20 bis 120 kg/m3 und einen Anteil des Bindemittels bezogen auf die Fasermasse des Dämmelements in Form einer Platte im Bereich von 4 bis 7 Gew.-% oder in der Form einer Drahtnetzmatte im Bereich von 0,5 bis 1 Gew.-%.
2. Kanal nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Bindemittel ein organisches Bindemittel ist, wie Phenol-Formaldehydharz.
3. Kanal nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil des Bindemittels bezogen auf die Fasermasse des Dämmelements in Form einer Platte im Bereich von 4,5 bis 6 Gew.-%. liegt.
4. Kanal nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohdichte der Außenverkleidung bei einer Feuerwiderstandsklasse L30 oder dergl. 20 bis 40 kg/m3, vorzugsweise 30 kg/m3, bei einer Feuerwiderstandsklasse L60 oder dergl. 60 bis 80 kg/m3, vorzugsweise 70 kg/m3, und bei einer Feuerwiderstandsklasse L90 oder dergl. 90 bis 120 kg/m3, vorzugsweise 110 kg/m3, ist.
5. Kanal nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohdichte der Innenverkleidung mindestens einer Rohdichte der Feuerwiderstands- klasse L30 oder dergl. entspricht und einen längenbezogenen Strömungswiderstand nach DIN EN ISO 9053 von > 15 kPas/m2 aufweist.
6. Kanal nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Dämmelement einen λ-Rechenwert von < 35 mW/mK aufweist.
7. Kanal nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenverkleidung aus einem abriebfesten, akustisch transparenten Belag wie ein Glasvlies oder dergl. und die Außenverkleidung aus einem diffusionsdichten Belag wie einer Aluminiumfolie oder dergl. kaschiert ist.
8. Kanal nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Dämmelement einen Schmelzpunkt nach DIN 4102, Teil 17 von ≥l.OOO °C aufweist.
9. Kanal nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mineralfasern des Dämmelements durch eine innere Zentrifugierung im Schleuderkorbverfahren mit einer Temperatur am Schleuderkorb von mindestens 1.100 °C hergestellt sind.
10. Kanal nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mineralfasern des Dämmelements hinsichtlich ihrer Löslichkeit in einem physiologischen Milieu gemäß den Anforderungen der europäischen Richtlinie 97/69/EG und/oder den Anforderungen der deutschen Gefahrstoffverordnung Abs. IV Nr. 22 entsprechen.
11. Kanal nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämmelemente zum Zwecke ihrer Verpackung bis zu einer maximalen Rohdichte von 50 kg/m3 mindestens im Verhältnis 1:2, insbesondere bis zu einer maximalen Rohdichte von 30 kg/m3 mindestens im Verhältnis 1:3 komprimierbar sind.
12. Innen-/Außenverkleidung für einen Klima- bzw. Lüftungskanal, dadurch gekennzeichnet, dass die Innen-/ Außenverkleidung gebildet ist durch mindestens ein Dämmelement mit den kennzeichnenden Merkmalen wenigstens eines der Ansprüche 1 bis 11.
13. Innen-/ Außenverkleidung nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch folgende Bereiche der chemischen Zusammensetzung der Mineralfasern in Gew.-%:
SiO2 39-55 % vorzugsweise 39-52 % Al2O3 16-27 % vorzugsweise 16-26 % CaO 6-20 % vorzugsweise 8-18 % MgO 1-5 % vorzugsweise 1-4,9 % Na2O 0-15 % vorzugsweise 2-12 % K2O 0-15 % vorzugsweise 2-12 % R2O (Na2O + K2O) 10-14,7 % vorzugsweise 10-13,5 % P2O5 0-3 % insbesondere 0-2 % FeO (Eisen gesamt) 1,5-15 % insbesondere 3,2-8 % B2O3 0-2 % vorzugsweise 0-1 % TiO2 0-2 % vorzugsweise 0,4-1 % Sonstiges 0-2,0 %
14. Selbsttragender Klima- bzw. Lüftungskanal nach einem oder mehreren Merkmalen der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dieser ausschließlich aus durch mit Bindemittel verfestigten plattenförmigen Dämmelementen gebildet ist, die auf ihrer Innen- und Außenfläche eine Kaschierung aufweisen.
15. Kanal nach Ansprach 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Innen- und Außenka- schierang aus einem diffusionsdichten Belag wie einer Aluminiumfolie oder dergl. gebildet ist.
16. Kanal nach Ansprach 14 und 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämmelemente an ihren Stößen über Falze miteinander rechteckförmig z. B. zu einem Quadrat miteinander verbunden sind.
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