DE102009046257A1 - Plate-like insulating layer for plate-like wall element of wall, particularly building wall, has plate-like foamed plastic which is open-cell or mixed cell and subset of cell of foamed plastic is filled with gel - Google Patents
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine plattenförmige Isolationslage für eine Wand, beispielsweise eine Gebäude- oder Fahrzeugwand, die einen plattenförmigen geschäumten Kunststoff umfasst, ein Wandelement, welches eine Isolationslage umfasst sowie ein Verfahren zur Herstellung einer Isolationslage. Die Isolationslage weist zumindest eine thermische Isolationswirkung auf.The present invention relates to a plate-shaped insulating layer for a wall, for example a building or vehicle wall comprising a plate-shaped foamed plastic, a wall element comprising an insulating layer and a method for producing an insulating layer. The insulation layer has at least one thermal insulation effect.
Zum thermischen Isolieren von z. B. außenliegenden Gebäudewänden ist aus dem Stand der Technik eine Vielzahl technischer Maßnahmen bekannt. Weite Verbreitung gefunden haben sogenannte Wärmdämmverbundsysteme, die zum außenseitigen Dämmen von Gebäudeaußenwänden verwendet werden. In der Regel bedeckt ein Wärmdämmverbundsystem die gesamte Außenwandfläche eines Gebäudes mit Ausnahme der Dachflächen und dient dazu, den Wärmeübergang vom Innenraum des Gebäudes in die Umwelt und umgekehrt zu minimieren. Bekannte Wärmedämmverbundsysteme sind in der Regel mehrlagig aufgebaut. Eine erste flächenhaft ausgedehnte Lage mit einem niedrigen Wärmedurchgangkoeffizient U wird unmittelbar an der Gebäudeaußenfläche angebracht, beispielsweise unter Zuhilfenahme mechanischer Verankerungsmittel oder mittels Verklebung. Diese Lage ist dabei in der Regel aus einer Vielzahl einzelner Platten beispielsweise rechteckigen Zuschnitts zusammengefügt. Die Platten bestehen oftmals aus organischen synthetischen Werkstoffen wie geschäumten Kunststoffen, oder aus anorganischen Werkstoffen wie Mineralwolle oder Mineralschäumen.For thermal insulation of z. B. exterior building walls is known from the prior art, a variety of technical measures. Have found widespread so-called thermal insulation composite systems that are used for outside insulation of building exterior walls. As a rule, a composite thermal insulation system covers the entire outer wall surface of a building, with the exception of the roof surfaces, and serves to minimize the heat transfer from the interior of the building to the environment and vice versa. Known thermal insulation systems are usually constructed in multiple layers. A first areally extended layer with a low heat transfer coefficient U is applied directly to the building exterior surface, for example with the aid of mechanical anchoring means or by means of gluing. This layer is usually assembled from a variety of individual plates, for example rectangular blank. The panels are often made of organic synthetic materials such as foamed plastics, or of inorganic materials such as mineral wool or mineral foams.
Auf die außenliegende Oberfläche der auf die Außenfläche des Gebäudes aufgebrachten Dämmplatten wird nachfolgend eine Armierungslage aufgebracht, da die Dämmplatten in der Regel nur eine unzureichende mechanische Stabilität aufweisen. Diese Armierungslage besteht in der Regel aus einem Armierungsmörtel, der als Unterputz verwendet wird, in den dann ein Armierungsgewebe, in der Regel ein Kunstfasergewebe, eingebettet wird. Auf die Armierungslage wird dann oberseitig als abschließende Lage ein Außenputz aufgebracht. Die Oberfläche des Außenputzes kann zusätzlich noch gestrichen werden und bildet diejenige Schicht des Wärmedämmverbundsystems, welche eine möglichst hohe Bewitterungsresistenz aufweist.On the outer surface of the applied to the outer surface of the building insulation boards below a Armierungslage is applied, since the insulation boards usually have only an insufficient mechanical stability. This Armierungslage is usually made of a reinforcing mortar, which is used as a flush, in which then a reinforcing fabric, usually a synthetic fiber fabric is embedded. On the Armierungslage then an outer plaster is applied on the upper side as a final layer. The surface of the exterior plaster can additionally be painted and forms that layer of the thermal insulation composite system which has the highest possible weathering resistance.
Weiterführende technische Informationen zum Thema Wärmedämmverbundsysteme können dem Buch
Die aus dem Stand der Technik vorbekannten Wärmedämmverbundsysteme umfassen stets zumindest eine Isolationslage, die einen möglichst niedrigen Wärmedurchgangskoeffizient aufweist, und die in der Regel mit einer weiteren Lage kombiniert wird, um ausreichende mechanische Festigkeiten zu realisieren. Die zum Einsatz kommenden Isolationslagen sind auch heute noch verbesserungsfähig in Bezug auf Flächengewicht und Wärmedurchgangskoeffizient sowie in Bezug auf Brandschutz.The previously known from the prior art thermal insulation systems always comprise at least one insulating layer, which has the lowest possible heat transfer coefficient, and which is usually combined with another layer to realize sufficient mechanical strength. The insulation layers used can still be improved in terms of basis weight and heat transfer coefficient as well as with regard to fire protection.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Isolationslage mit verbesserter thermischer Isolationswirkung sowie ein Verfahren zu deren Herstellung anzugeben. Weiterhin soll ein Wandelement mit vorteilhaften thermischen Isolationswerten angegeben werden.Object of the present invention is therefore to provide an insulation layer with improved thermal insulation effect and a method for their preparation. Furthermore, a wall element with advantageous thermal insulation values should be specified.
Gelöst wird diese Aufgabe durch die Bereitstellung einer Isolationslage gemäß Anspruch 1, eines Wandelementes gemäß Anspruch 10 sowie eines Verfahrens zur Herstellung einer Isolationslage gemäß Anspruch 18.This object is achieved by providing an insulating layer according to
Eine erfindungsgemäße Isolationslage ist plattenförmig und weist in der Regel einen rechteckigen Zuschnitt auf. Sie ist z. B. zur Anbringung an einer Gebäudeaußenwand vorgesehen, kann aber auch für Gebäudeinnenwände verwendet werden. Weiterhin kann sie beispielsweise zu Isolationszwecken in Fahrzeugen wie Schiffen etc. verwendet werden. Die Isolationslage weist in erster Linie hervorragende thermische Isolationseigenschaften auf. Daneben ist sie ebenfalls vorteilhaft als akustische Entkopplungschicht einsetzbar, auch zur „Entdröhnung” z. B. im Automobilbau kann sie vorteilhaft eingesetzt werden. Darüber hinaus weist sie hervorragende Eigenschaften in Bezug auf Brandschutz auf, sie kann daher insbesondere in Brandschutzwänden oder Brandschotts verwendet werden.An insulation layer according to the invention is plate-shaped and generally has a rectangular blank. It is z. B. provided for attachment to a building exterior wall, but can also be used for building interior walls. Furthermore, it can be used for example for isolation purposes in vehicles such as ships etc. The insulation layer has first and foremost excellent thermal insulation properties. In addition, it is also advantageous to use as acoustic decoupling, even for "Entdröhnung" z. B. in the automotive industry, it can be used advantageously. In addition, it has excellent properties in terms of fire protection, it can therefore be used in particular in fire walls or fire barriers.
Die Isolationslage umfasst einen plattenförmigen geschäumten Kunststoff, der bevorzugt offenzellig, zumindest aber gemischtzellig ist.The insulating layer comprises a plate-shaped foamed plastic, which is preferably open-celled, but at least mixed-celled.
Erfindungsgemäß ist nun vorgesehen, dass zumindest eine Teilmenge der Zellen des geschäumten Kunststoffs mit einem Gel gefüllt ist. Dabei kann es sich bei dem Gel um ein Hydrogel handeln, d. h. um ein Wasserbasiertes Gel. Insbesondere kann das Gel Borat enthalten. Weiterhin kann das Gel Siliziumdioxid enthalten.According to the invention, it is now provided that at least a subset of the cells of the foamed plastic is filled with a gel. In this case, the gel may be a hydrogel, d. H. a water-based gel. In particular, the gel may contain borate. Furthermore, the gel may contain silica.
Besondere Vorteile insbesondere bei der Verwendung eines Hydrogels ergeben sich, wenn der geschäumte Kunststoff hydrophil ist, zumindest im Bereich der Innenoberflächen der Zellen. Hierdurch gestaltet sich das Einbringen des Gels in die Zellen des geschäumten Kunststoffs besonders einfach, und das Gel bleibt nach dem Einbringen in die Zellen effektiv in diesen gefangen. Dies bedeutet, dass eine zusätzliche Umhüllung der Isolationslage z. B. durch eine folienartige Decklage, in der Regel entbehrlich ist. Dennoch kann eine solche Umhüllung in bestimmten Anwendungsfällen vorteilhaft sein. Geeignete Kunststoffe für eine folienartige Umhüllung sind beispielsweise Polyethylen (PE) hoher und niedriger Dichte, Polypropylen (PP), Polyvinylchlorid (PVC), Polystyrol (PS), verschiedene Polyester sowie Polycarbonat (PC).Particular advantages in particular when using a hydrogel are obtained when the foamed plastic is hydrophilic, at least in the region of the inner surfaces of the cells. As a result, the introduction of the gel into the cells of the foamed plastic is particularly simple, and the gel remains in the cells after introduction the cells are effectively trapped in these. This means that an additional enclosure of the insulation layer z. B. by a film-like cover layer, is usually unnecessary. Nevertheless, such an enclosure may be advantageous in certain applications. Suitable plastics for a film-like wrapping are, for example, polyethylene (PE) of high and low density, polypropylene (PP), polyvinyl chloride (PVC), polystyrene (PS), various polyesters and polycarbonate (PC).
Die erfindungsgemäße Isolationslage weist den besonderen Vorteil auf, dass das Gel in den Zellen des geschäumten Kunststoffs so stark gebunden sein kann, dass ein Austreten des Gels aus den Zellen unter praktisch allen in der praktischen Anwendung auftretenden Umständen nicht beobachtet wird. Dies bezieht sich insbesondere auf Situationen, in denen eine Erwärmung der Isolationslage z. B. durch intensive Sonneneinstrahlung oder im Brandfall auftritt. Aber auch mechanische Beeinträchtigungen der Isolationslage z. B. durch hindurchgreifende Befestigungsmittel (Schrauben, Dübel, Bolzen, etc.), führen nicht zu einem Austreten des Gels aus den Zellen des geschäumten Kunststoffs.The insulating layer according to the invention has the particular advantage that the gel in the cells of the foamed plastic can be so strongly bound that leakage of the gel from the cells is not observed under virtually all circumstances occurring in practical use. This refers in particular to situations in which a heating of the insulation layer z. B. by intense sunlight or in case of fire. But also mechanical impairments of the insulation layer z. B. by cross-fastening means (screws, dowels, bolts, etc.), do not lead to leakage of the gel from the cells of the foamed plastic.
Zum Einbringen des Gels in zumindest eine Teilmenge der Zellen des geschäumten Schaumstoffs hat sich eine Verfahrensführung als vorteilhaft erwiesen, in der eine Lage aus einem geschäumten offen- oder gemischtzelligen Kunststoff bereitgestellt wird, dessen Zellen gasgefüllt sind, im einfachsten Fall mit Luft. Zum Einbringen des Gels in die Zellen des Schaumstoffs wird das Gel in einem flüssigen Zustand bereitgestellt, d. h. in einem Zustand, in dem das Gel eine so niedrige Viskosität aufweist, dass eine ausreichende Fließfähigkeit des Gels gegeben ist. So sind Gele bekannt, die sich thermisch verflüssigen lassen und sich beim Erkalten wieder (u. U. irreversibel) zu einem Gel verfestigen. Auch sind Gele bekannt, die sich durch Aufbringen einer Scherung verflüssigen lassen. Vorteilhaft wird ein Gel ausgewählt, welches sich für das Einbringen in die Zellen des geschäumten Kunststoffs verflüssigen lässt und dort eine Verfestigung des vormals fließfähigen Gels eintritt. Alternativ oder auch unterstützend kann das das Gel zum Einbringen in die Zellen des geschäumten Kunststoffs (zusätzlich) Druckbeaufschlagt werden, z. B. durch „einmassieren” in die Zellen des Kunststoffs bzw. „walken” des Kunststoffs.In order to introduce the gel into at least a subset of the cells of the foamed foam, it has proved advantageous to provide a layer of foamed open or mixed cell plastic whose cells are filled with gas, in the simplest case with air. To introduce the gel into the cells of the foam, the gel is provided in a liquid state, i. H. in a state where the gel has such a low viscosity as to give sufficient flowability of the gel. Thus, gels are known which can be thermally liquefied and solidify on cooling again (possibly irreversibly) to a gel. Gels are also known which can be liquefied by applying shear. Advantageously, a gel is selected which can be liquefied for introduction into the cells of the foamed plastic and there solidification of the previously flowable gel occurs. Alternatively, or as a support, the gel may be pressurized (in addition) to be introduced into the cells of the foamed plastic, e.g. B. by "massaging" in the cells of the plastic or "walk" of the plastic.
Es erscheint ebenfalls möglich, im Rahmen geeigneter Herstellungsverfahren geschlossenzellige Schaumstoffe zu verwenden, sofern das zur Herstellung des geschäumten Kunststoffs eingesetzte Verfahren die Einbringung eines Gels in die geschlossenen Zellen des Schaumstoffs erlaubt.It also appears possible to use closed-cell foams in the context of suitable manufacturing processes, provided that the method used to produce the foamed plastic permits the introduction of a gel into the closed cells of the foam.
Weiterhin hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn das Gel zumindest einen Stoff mit fungizider Wirkung enthält und/oder der geschäumte Kunststoff fungizid ausgerüstet ist.Furthermore, it has proven to be advantageous if the gel contains at least one substance with fungicidal action and / or the foamed plastic is fungicidally equipped.
Die erfindungsgemäße Isolationslage weist hervorragende thermische Isolationswerte auf, die deutlich über den Werten der aus dem Stand der Technik vorbekannten Isolationslagen z. B. aus Mineral- oder Glaswolle oder auch aus geschäumten Kunststoffen mit gasgefüllten (offenen oder geschlossenen) Zellen liegen können. Gegenüber den Isolationslagen aus Mineral- oder Glaswolle weisen sie darüber hinaus den Vorteil einer deutlich geringeren Dichte auf, so dass ein Wärmedämmelement, welches eine erfindungsgemäße Isolationslage umfasst, bei gleicher Stärke ein deutlich geringeres Gewicht aufweist. Darüber hinaus ist bei gleicher Stärke der Isolationslage i. d. R. die thermische Isolationswirkung verbessert. Dies und insbesondere der Gewichtsvorteil macht unter anderen auch eine Verwendung im Fahrzeugbau besonders vorteilhaft.The insulation layer according to the invention has excellent thermal insulation values which are significantly higher than the values of the insulation layers previously known from the prior art. B. of mineral or glass wool or foamed plastics with gas-filled (open or closed) cells can lie. Compared to the insulating layers of mineral or glass wool, they also have the advantage of a significantly lower density, so that a thermal insulation element which comprises an insulation layer according to the invention, having a significantly lower weight at the same strength. In addition, with the same strength of the insulation layer i. d. R. improves the thermal insulation effect. This and in particular the weight advantage makes, among other things, a use in vehicle construction particularly advantageous.
Weiterhin ist die erfindungsgemäße Isolationslage auch bezüglich des Brandschutzes besonders vorteilhaft, insbesondere wenn ein Hydrogel verwendet wird, welches aufgrund der Tatsache, dass es zu weit über 90% aus Wasser besteht, inhärent unbrennbar ist. Aber auch andere Gele sind i. d. R. praktisch unbrennbar oder können durch Zugabe geeigneter Flammschutzmittel brandgeschützt ausgerüstet werden. Solche Flammschutzmittel können auch bei Hydrogelen vorteilhafte Wirkung haben.Furthermore, the insulation layer according to the invention is also particularly advantageous in terms of fire protection, especially when a hydrogel is used, which is inherently incombustible due to the fact that it consists too much of water over 90%. But other gels are i. d. R. practically incombustible or can be equipped fire-resistant by adding suitable flame retardants. Such flame retardants may also have a beneficial effect on hydrogels.
Das vorteilhafte Brandverhalten kann noch verbessert werden, wenn auch der geschäumte Kunststoff eine gute Flammresistenz aufweist, entweder aufgrund der Eigenschaften des verwendeten Kunststoffs selbst oder aufgrund einer entsprechenden brandgeschützten Ausrüstung des geschäumten Kunststoffs.The advantageous fire behavior can be improved even if the foamed plastic has a good flame resistance, either due to the properties of the plastic used itself or due to a corresponding fire-protected equipment of the foamed plastic.
Als besonders vorteilhaft in Bezug auf Brandresistenz, Gewicht, Preis und Hydrophilität hat sich die Verwendung von Melaminharzschaumstoffen erwiesen, die z. B. von der Fa. BASF AG, 67056 Ludwigshafen, unter der Bezeichnung Basotec® vertrieben werden. Aber auch die Verwendung anderer offen- oder gemischtzelliger geschäumter Kunststoffe wie PUR oder PP sind grundsätzlich möglich.As particularly advantageous in terms of fire resistance, weight, price and hydrophilicity, the use of melamine resin foams has proven that z. B. from BASF AG, 67056 Ludwigshafen, under the name Basotec ® are sold. But the use of other open or mixed-celled foamed plastics such as PUR or PP are basically possible.
Weiterhin wird darauf hingewiesen, dass eine zusätzliche Ausrüstung des Gels mit einem Frostschutzmittel, welches den Gefrierpunkt des ggf. im Gel vorhandenen Wassers erniedrigt, es erlaubt, weitere Vorteile insbesondere bei einer Verwendung im Außenbereich von Gebäuden bzw. in Fahrzeugen zu realisieren.Furthermore, it is pointed out that additional equipment of the gel with an antifreeze, which lowers the freezing point of the water possibly present in the gel, makes it possible to realize further advantages, in particular for use in the exterior of buildings or in vehicles.
Die erfindungsgemäße Isolationslage muss nicht eigensteif sein, vielmehr wird sie in vielen Fällen eine hohe Flexibilität aufweisen, was bei der Dämmung nicht-planer Flächen vorteilhaft ist. Je nach Anwendungsfall kann die Isolationslage aber auch eine ausreichende Eigensteifigkeit aufweisen, z. B. durch geeignete Auswahl des geschäumten Kunststoffs oder durch Vorsehen einer eigensteifen Armierung in oder an der Isolationslage.The insulation layer according to the invention need not be intrinsically rigid, but in many cases it will have a high degree of flexibility, which in the case of Insulating non-planar surfaces is beneficial. Depending on the application, the insulation layer but also have sufficient inherent rigidity, z. B. by suitable selection of the foamed plastic or by providing an intrinsically rigid reinforcement in or on the insulation layer.
Schließlich wird darauf hingewiesen, dass vom Umfang der Erfindung auch eine Isolationslage umfasst sein soll, die eine plattenförmige Gelschicht umfasst, welche nicht zwangsläufig in den Zellen eines geschäumten Kunststoffs gefangen sein muss. Auch eine Gelschicht, welche in ein Vlies eingearbeitet ist, soll vom Umfang der Anmeldung umfasst sein, sowie eine Gelschicht ohne jede aussteifende mechanische Einlage. Eine solche könnte z. B. in eine folienartige Umhüllung eingeschlossen sein. Eine ausreichende strukturelle Festigkeit kann in diesem Fall z. B. über die mechanische Verbindung mit einer Strukturlage z. B. aus Gipskarton erzielt werden.Finally, it should be noted that the scope of the invention should also include an insulating layer which comprises a plate-shaped gel layer which need not necessarily be trapped in the cells of a foamed plastic. Also, a gel layer, which is incorporated in a nonwoven, should be included in the scope of the application, as well as a gel layer without any stiffening mechanical insert. Such could be z. B. be enclosed in a foil-like envelope. Sufficient structural strength can in this case z. B. via the mechanical connection with a structural layer z. B. be achieved from plasterboard.
Eine erfindungsgemäße Isolationslage kann insbesondere dazu verwendet werden, ein i. d. R. ebenfalls plattenförmiges Wandelement für Gebäudewände auszubilden, z. B. zur thermischen und/oder akustischen Isolation von Gebäudeaußenwänden in Form eines Fassadenelements. Ein solches Wandelement umfasst neben einer erfindungsgemäßen Isolationslage mit einem oder mehreren der o. g. Merkmale eine bevorzugt eigenstabile Strukturlage, die mit der Isolationslage mechanisch zu einer Einheit verbunden ist, bevorzugt unverlierbar über eine kraftschlüssige Verbindung z. B. über eine flächige oder punktuelle Verklebung.An insulation layer according to the invention can be used in particular to an i. d. R. also form plate-shaped wall element for building walls, z. B. for thermal and / or acoustic insulation of external building walls in the form of a facade element. Such a wall element comprises in addition to an insulation layer according to the invention with one or more of the above. Features a preferably inherently stable structural layer, which is mechanically connected to the insulating layer to form a unit, preferably captive via a non-positive connection z. B. over a surface or selective bonding.
In einer bevorzugten Ausgestaltung umfasst das Wandelement weiterhin eine dritte Lage, wobei die Isolationslage bevorzugt zwischen der Strukturlage und der dritten Lage angeordnet ist. Dabei können die Strukturlage oder die dritte Lage oder beide als witterungsbeständige sichtseitige Lage ausgebildet sind. Weiterhin kann die Strukturlage oder die dritte Lage als wandseitige Lage mit niedrigem Wärmedurchgangskoeffizient U2 ausgebildet sein. Insbesondere kann der Wärmedurchgangskoeffizient U1 der Isolationslage kleiner sein als der Wärmedurchgangskoeffizient U2 der wandseitigen Lage. In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung des Wandelements besteht die wandseitige Lage aus EPS, EPP, EPE oder einem Melaminharzschaum. Die sichtseitige Lage hingegen umfasst vorteilhaft ein plattenförmiges Profil aus einem metallischen Werkstoff oder einem Kunststoff.In a preferred embodiment, the wall element further comprises a third layer, wherein the insulating layer is preferably arranged between the structural layer and the third layer. In this case, the structural layer or the third layer or both can be formed as a weather-resistant view-side layer. Furthermore, the structural layer or the third layer may be formed as a wall-side layer with a low heat transfer coefficient U2. In particular, the heat transfer coefficient U1 of the insulating layer can be smaller than the heat transfer coefficient U2 of the wall-side layer. In a particularly preferred embodiment of the wall element, the wall-side layer consists of EPS, EPP, EPE or a melamine resin foam. The visible side layer, however, advantageously comprises a plate-shaped profile made of a metallic material or a plastic.
Ein erfindungsgemäßes Wandelement ist in der Regel plattenförmig ausgestaltet und kann beispielsweise einen rechteckigen Zuschnitt aufweisen. Grundsätzlich sind beliebige Zuschnitte möglich. In der Regel ist ein erfindungsgemäßes Wandelement eben ausgebildet, es kann aber auch eine gekrümmte Formgebung aufweisen. Darüber hinaus ist ein erfindungsgemäßes Wandelement montagefertig vorbereitet, d. h., es kann unmittelbar entweder direkt oder unter Zuhilfenahme eines geeigneten mechanischen Montagesystems erfindungsgemäß auf die thermisch zu isolierende Gebäudewand aufgebracht werden. Das Wandelement weist eine Isolierfähigkeit auf, die vergleichbar oder besser ist mit dem Wärmedämmvermögen von aus dem Stand der Technik bekannten Wärmedämmverbundsystemen.An inventive wall element is designed generally plate-shaped and may for example have a rectangular blank. In principle, any blanks are possible. In general, a wall element according to the invention is planar, but it may also have a curved shape. In addition, a wall element according to the invention is prepared ready for installation, d. h., It can be applied directly to the thermally insulated building wall either directly or with the aid of a suitable mechanical mounting system according to the invention. The wall element has an insulating ability which is comparable or better with the thermal insulation capacity of known from the prior art thermal insulation systems.
Das Wandelement weist eine wandseitige Lage auf, die aus einem geschäumten Kunststoff besteht. Als geeignete Materialien haben sich hier u. a. geschäumtes Polystyrol (EPS), geschäumtes Polypropylen (EPP) oder geschäumtes Polyäthylen (EPE) erwiesen. Darüber hinaus können wiederum auch Melaminharzschäume, die beispielsweise unter der Marke Basotec® von der Fa. BASF AG, 67056 Ludwigshafen vertrieben werden, verwendet werden. Bei den Melaninharzschäumen wird die Verwendung von hydrophoben oder oliophoben Melaninharzschäumen bevorzugt. Besonders bevorzugt ist die Verwendung von EPP. Weitere geeignete geschäumte Kunststoffmaterialien sind beispielsweise Polystyrol-Extruderschaum (XPS) sowie Polyurethan-Hartschaum (PUR).The wall element has a wall-side layer, which consists of a foamed plastic. Foamed polystyrene (EPS), foamed polypropylene (EPP) or foamed polyethylene (EPE) have proven to be suitable materials here. In addition, can also turn melamine resin foams which are marketed under the brand Basotec ® by the company. BASF AG, 67056 Ludwigshafen, are used. In melanin resin foams, the use of hydrophobic or oliophobic melamine resin foams is preferred. Particularly preferred is the use of EPP. Further suitable foamed plastic materials are, for example, polystyrene extruder foam (XPS) and rigid polyurethane foam (PUR).
Die wandseitige Lage weist einen möglichst hohen Wärmedurchgangs-Koeffizient U auf, der typisch im Bereich von 0,1 bis 1 W/(m2k) beträgt. Die Stärke der wandseitigen Lage beträgt je nach verwendetem Material und gefordertem Wärmedämmvermögen einige Millimeter bis zu vielen Zentimetern.The wall-side layer has the highest possible heat transfer coefficient U, which is typically in the range of 0.1 to 1 W / (m 2 k). The thickness of the wall-side layer is depending on the material used and the required thermal insulation properties of a few millimeters up to many centimeters.
Die Isolationslage weist vorteilhaft eine Stärke von 1 bis 50 Millimetern auf, bevorzugt von 2,5 bis 15 Millimetern, und insbesondere etwa 5 Millimeter. Der Wärmedurchgangs-Koeffizient der Isolationslage liegt typisch unter 1 W/(m2k) und kann bei Verwendung geeigneter Gele bis deutlich unter 0,1 W/(m2k) betragen.The insulation layer advantageously has a thickness of 1 to 50 millimeters, preferably from 2.5 to 15 millimeters, and in particular about 5 millimeters. The heat transfer coefficient of the insulating layer is typically less than 1 W / (m 2 k) and may be well below 0.1 W / (m 2 k) when using suitable gels.
Die sichtseitige Lage ist die Lage, die im montierten Zustand des erfindungsgemäßen Wandelements die sichtbare Oberfläche der Gebäudewand ausbildet. Zumindest bei Fassadenelementen weist die sichtseitige Lage vorteilhaft eine hohe Witterungsbeständigkeit auf. Insbesondere weist die sichtseitige Lage eine hohe Resistenz gegen UV-Strahlung, Einwirkung von Feuchtigkeit sowie eine gute Temperaturbeständigkeit in einem Temperaturintervall von zumindest mindestens 20°C bis + 60°C auf. Erfindungsgemäß ist die sichtseitige Lage dazu vorgesehen, die Isolationslage sowie die wandseitige Lage des erfindungsgemäßen Wandelements zuverlässig gegen Witterung zu schützen.The view-side position is the position that forms the visible surface of the building wall in the mounted state of the wall element according to the invention. At least in facade elements, the view-side layer advantageously has a high weather resistance. In particular, the visible side layer has a high resistance to UV radiation, exposure to moisture and a good temperature resistance in a temperature range of at least at least 20 ° C to + 60 ° C. According to the invention, the view-side layer is provided to reliably protect the insulation layer as well as the wall-side layer of the wall element according to the invention against weathering.
In dem erfindungsgemäßen Wandelement kann die wandseitige Lage die Funktion eines zusätzlichen thermischen Isolators neben der Isolationslage übernehmen. In der praktischen Anwendung als Fassadenelement erfolgt dann der Temperaturausgleich zwischen dem Innenraum des Gebäudes und der Umgebung praktisch vollständig über die Isolationslage und die wandseitige Lage. Die sichtseitige Lage erfüllt hingegen in erster Linie eine Schutzfunktion, nämlich die wandseitige Lage von negativen Witterungseinflüssen zu schützen sowie eine mechanische Beschädigung der wandseitigen Lage durch mechanische Einwirkungen zu verhindern. Die sichtseitige Lage weist daher bevorzugt eine deutlich erhöhte mechanische Stabilität auf, insbesondere eine erhöhte Formbeständigkeit und Durchstoßfestigkeit.In the wall element according to the invention, the wall-side layer, the function of a take over additional thermal insulator next to the insulation layer. In practical application as a façade element then the temperature balance between the interior of the building and the environment is almost completely on the insulation layer and the wall-side position. On the other hand, the visible side layer primarily fulfills a protective function, namely to protect the wall-side layer from negative weather influences and to prevent mechanical damage to the wall-side layer due to mechanical effects. The visible side layer therefore preferably has a significantly increased mechanical stability, in particular an increased dimensional stability and puncture resistance.
In einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Wandelements ist die außenliegende Oberfläche der sichtseitigen Lage vollständig geschlossen, d. h. sie bildet keine Öffnungen oder makroskopische Poren aus. Insbesondere kann die sichtseitige Lage so ausgebildet sein, dass diese im montierten Zustand des Wandelements die Isolationslage sowie die wandseitige Lage vollständig abdeckt.In a preferred embodiment of the wall element according to the invention, the outer surface of the visible side layer is completely closed, d. H. it does not form openings or macroscopic pores. In particular, the view-side layer may be formed so that it completely covers the insulation layer and the wall-side layer in the mounted state of the wall element.
Die sichtseitige Lage ihrerseits besteht bevorzugt aus einem plattenförmigen Profil, insbesondere aus einem metallischen Werkstoff oder aus einem Kunststoff. Denkbar ist aber auch die Verwendung eines mineralischen Werkstoffs. Besonders bevorzugt ist die sichtseitige Lage als stranggepresstes Profil ausgebildet, wobei auch stranggegossene oder stranggezogene Profile verwendbar sind. Das bevorzugte Herstellungsverfahren für das Profil ist hier im Wesentlichen durch das für das Profil verwendete Material bedingt. Ein solches Profil kann auch auf einfache Weise mit einer Mehrzahl von Hohlkammern ausgebildet werden, was im Sinne einer effizienten Materialausnutzung, eines geringen Gewichts und einer hohen mechanischen Belastbarkeit besondere Vorteile realisiert. Auch ist das Wärmedämmverhalten der sichtseitigen Lage dann besonders günstig, d. h., der Wärmedurchgangskoeffizient ist besonders niedrig, sofern das Profil eine Vielzahl von luftgefüllten Hohlkammern aufweist. Bevorzugt erstrecken sich im erfindungsgemäßen Wandelement diese Hohlkammern in der Ebene der sichtseitigen Lage, d. h. bei einer Ausbildung der sichtseitigen Lage als stranggepresstes, stranggegossenes oder stranggezogenes Profil in Profilrichtung. Als besonders geeignetes Material für die Ausbildung der sichtseitigen Lage hat sich beispielsweise Polykarbonat (PC) erwiesen. Insbesondere kann hier auch ein geschäumtes Polykarbonat (EPC) zur Anwendung kommen. Grundsätzlich haben sich offenporige Kunststoffschäume, verschiedene Mikrofasermaterialien, pyrogene Kieselsäuren oder auch Perlit als geeignet zur Ausbildung der sichtseitigen Lage erwiesen, insbesondere als stranggepresstes, stranggegossenes oder stranggezogenes Profil. Sämtliche hier genannten Materialien weisen bereits eine hohe Resistenz gegen UV-Strahlung sowie Einwirkung von Feuchtigkeit auf und sind über einen großen Temperaturbereich beständig.The view-side layer in turn preferably consists of a plate-shaped profile, in particular of a metallic material or of a plastic. It is also conceivable, however, the use of a mineral material. Particularly preferably, the view-side layer is formed as an extruded profile, wherein also continuously cast or extruded profiles can be used. The preferred manufacturing method for the profile is here essentially conditioned by the material used for the profile. Such a profile can also be formed in a simple manner with a plurality of hollow chambers, which realizes particular advantages in terms of efficient material utilization, low weight and high mechanical strength. Also, the thermal insulation behavior of the visible side is then particularly favorable, d. h., The heat transfer coefficient is particularly low, provided that the profile has a plurality of air-filled hollow chambers. Preferably, in the wall element according to the invention, these hollow chambers extend in the plane of the visible side position, ie. H. in an embodiment of the visible position as an extruded, continuously cast or extruded profile in profile direction. As a particularly suitable material for the formation of the visible side layer, for example, polycarbonate (PC) has been found. In particular, a foamed polycarbonate (EPC) can also be used here. In principle, open-cell plastic foams, various microfiber materials, pyrogenic silicic acids or perlite have proven to be suitable for forming the visible side layer, in particular as an extruded, continuously cast or extruded profile. All of the materials mentioned here already have a high resistance to UV radiation and the action of moisture and are resistant over a wide temperature range.
Alternativ hat sich die Verwendung von Aluminium, Magnesium oder Legierungen, die auf diesen metallischen Werkstoffen basieren, als vorteilhaft erwiesen. Diese metallischen Werkstoffe weisen den zusätzlichen besonderen Vorteil auf, dass sie unter der Einwirkung von Luftsauerstoff eine oberflächliche Oxidschicht ausbilden, die das darunter liegende Material vor weiterer Oxidation schützt. Darüber hinaus weisen Metalle eine hohe Reflektivität für UV-Strahlung auf, so dass sie eine besonders hohe UV-Beständigkeit zeigen.Alternatively, the use of aluminum, magnesium or alloys based on these metallic materials has been found to be advantageous. These metallic materials have the additional particular advantage that under the action of atmospheric oxygen they form a superficial oxide layer, which protects the underlying material from further oxidation. In addition, metals have a high reflectivity to UV radiation, so that they show a particularly high UV resistance.
Wird das erfindungsgemäße Wandelement nicht auf eine bestehende Wand aufgebracht, sondern zur Erstellung einer eigenstabilen Wand verwendet, so kann das Wandelement vorteilhaft dreilagig sein, beispielsweise mit zwei außen liegenden gleichartigen Lagen, zwischen denen eine erfindungsgemäße Isolationslage eingefasst ist. Die außen liegenden Lagen können dabei z. B. die Eigenschaften der vorstehend diskutierten sichtseitigen Lage aufweisen. Alternativ können sie die Eigenschaften der vorstehend diskutierten wandseitigen Lagen aufweisen. Bevorzugt, aber nicht verpflichtend, sind die drei Lagen mechanisch aneinander festgelegt.If the wall element according to the invention is not applied to an existing wall, but used to create an intrinsically stable wall, the wall element can advantageously be three-layered, for example with two outer layers of the same type, between which an insulation layer according to the invention is enclosed. The outer layers can be z. B. have the properties of the above-discussed visible side layer. Alternatively, they may have the properties of the wall-facing sheets discussed above. Preferably, but not mandatory, the three layers are mechanically fixed to each other.
Weitere Vorteile und Merkmale des erfindungsgemäßen Wandelements sowie des erfindungsgemäßen Systems zur thermischen Isolierung einer Gebäudewand ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie den sich nun anschließenden Ausführungsbeispielen. Diese sind exemplarisch und nicht einschränkend zu verstehen und werden anhand der Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:Further advantages and features of the wall element according to the invention and the system according to the invention for the thermal insulation of a building wall result from the subclaims and the now following exemplary embodiments. These are to be understood as exemplary and not restrictive and are explained in more detail with reference to the drawing. In this show:
Die wandseitige Hartschaumplatte
Zwischen die Hartschaumplatte
Das Wandelement
Die in der Lage aus geschäumtem Kunststoff
Bei dem Gel
Das Verfahren zum Einbringen des Gels
Bei geeigneter Auswahl des Gels
Die für das Eindringen des verflüssigten Gels
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature
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