Dämmelement, hinterlüftete Fassade sowie Verfahren zur Herstellung einer hinterlüfteten Fassade

Abstract

 Die Erfindung betrifft ein Dämmelement (1, 8, 21, 21') aus wärmeisolierendem Material, insbesondere für eine hinterlüftete Fassade, mit einem Halteelement (2, 2', 12) zur Befestigung der Unterkonstruktion (5, 5', 16) für eine Aussenwandbekleidung (7, 7', 19). Das Halteelement (2, 2', 12) ist am bzw. im dem Tragwerk (9, 22) abgewandten Teil des Dämmelements (1, 8, 21, 21') durchstossfrei befestigt, so dass über das Halteelement (2, 2', 12) keine Wärmebrücken zum Tragwerk (9, 22) ausgebildet werden. Die Erfindung betrifft des Weiteren eine hinterlüftete Fassade und ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Fassade.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Dämmelement, insbesondere für eine hinterlüftete Fassade, nach dem Oberbegriff von Anspruch 1. Die Erfindung betrifft des Weiteren eine hinterlüftete Fassade nach Anspruch 8 und ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Fassade nach Anspruch 11.

[0002] Bei der Herstellung einer hinterlüfteten Fassade wird auf die Wand des Gebäudes, an dem die Fassade angebracht werden soll, eine Dämmstoffschicht befestigt, die in der Regel aus vorgefertigten Dämmstoffplatten oder -bahnen besteht. Die Aussenwandbekleidung wird mittels einer Unterkonstruktion aus Tragelementen im Abstand von einigen Zentimetern von der Dämmschicht befestigt. Der Abstand ist notwendig, damit zwischen der Dämmschicht und der Aussenwandbekleidung ein Belüftungsraum entsteht, der insbesondere zur Abführung von Kondenswasser dient.

[0003] Als wärmeisolierende Dämmstoffe werden beispielsweise Schaumstoffe auf Kunststoffbasis verwendet. Höhere Anforderungen an die Isolierungseigenschaften und Umweltverträglichkeit erfüllt Schaumglas, ein Dämmstoff aus geschäumtem Glas, z.B. aus Quarzglas. Die Isolierungseigenschaften von Schaumglas beruhen auf der Materialstruktur mit einer Vielzahl von geschlossenen Blasen im Glasmaterial, durch die ein Wärmetransport effektiv unterbunden wird. Wegen des Grundmaterials Glas ist Schaumglas unbrennbar, massbeständig, wasser- und säurebeständig sowie resistent gegen Schädlingsbefall.

[0004] Zur Herstellung einer hinterlüfteten Fassade wird der Dämmstoff auf das Tragwerk, z.B. die zu verkleidende Wand, aufgeklebt und/oder angedübelt. Die Unterkonstruktion wird direkt auf dem Tragwerk befestigt, weshalb die Dämmschicht entsprechend der Rasterung der Unterkonstruktion Aussparungen aufweist, die nach dem Anbringen der Unterkonstruktion ausgestopft werden müssen. Durch diese Art der Befestigung werden Wärmebrücken von der Aussenwandverkleidung zum Tragwerk ausgebildet.

[0005] Zur Verbesserung der Isolation der Fassade ist aus der EP-A 0 919 674 ein Tragelement für die Unterkonstruktion einer hinterlüfteten Fassade bekannt, welches eine auf der Dämmschicht aufliegende Tragplatte aufweist und durch ein stiftförmiges Verankerungselement unmittelbar auf dem Tragwerk befestigt wird. Dadurch kann die gesamte Dämmschicht ohne Rücksichtnahme auf die Rasterung der Unterkonstruktion flächendeckend auf das Tragwerk aufgebracht werden. Die Tragelemente durchstossen die Dämmschicht nur gerade an den notwendigen Auflagestellen, so dass die Dämmschicht weitgehend intakt bleibt. Damit wird der Wärmefluss durch die Dämmschicht reduziert. Lediglich die Verankerungselemente bilden noch Wärmebrücken. Des weiteren wird die Montage der Fassade vereinfacht, da die Dämmplatten nicht vor dem Aufbringen auf das Tragwerk mit genau plazierten Aussparungen für die Unterkonstruktion versehen sein müssen.

[0006] Dennoch lassen sich auch bei dieser Konstruktion Wärmebrücken nicht verhindern, wodurch die Fassade den Anforderungen an eine umweltgerechte und ökonomische Fassadenkonstruktion nicht vollständig gerecht wird.

[0007] Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Dämmelement sowie eine hinterlüftete Fassade derart weiterzuentwickeln, dass die geschilderten Nachteile vermieden werden, insbesondere der Wärmetransfer durch die Fassade auf ein Minimum reduziert ist. Dazu soll auch das Verfahren zur Herstellung einer hinterlüfteten Fassade verbessert werden.

[0008] Die Aufgabe wird gelöst durch ein Dämmelement mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Das Halteelement ist demnach nur am Dämmelement ohne direktes Abstützen am Tragwerk so befestigt, dass es die Dämmstoffschicht nicht durchstösst. Die Gewichtskraft der Fassade wird über die formstabile Dämmschicht auf das Tragwerk übertragen. Ein derartiges Dämmelement hat den Vorteil, dass über das Halteelement keine wärmeleitfähige Verbindung (Wärmebrücke) zur Unterseite des Dämmelements und damit zum Tragwerk ausgebildet wird. Gleichzeitig ist die ausreichende Stabilität durch die Wahl eines unter der Gewichtsbelastung der Unterkonstruktion und der Aussenwandbekleidung formstabilen Dämmstoffs, wie vorzugsweise Schaumglas, gewährleistet.

[0009] Ein weiterer Vorteil des Dämmelements ist, dass es die Montage der Fassade vereinfacht, da die Halteelemente bereits vorhanden sind und daher nicht erst am Bau montiert werden müssen. Nach dem Befestigen der Dämmstoffschicht kann sogleich die Unterkonstruktion montiert werden, ohne dass, wie bisher notwendig, an definierten Stellen Löcher zur Befestigung von Tragelementen gebohrt und diese eingeschoben und befestigt werden müssen. Da die Montage oft in grosser Höhe stattfindet, kann durch die Erfindung die Aufenthaltsdauer der Monteure in dieser Gefahrenzone verringert werden, ebenso die Zeit, in der die ungeschützte Wand Witterungseinflüssen ausgesetzt ist.

[0010] Eine hinterlüftete Fassade mit einer Dämmschicht, die zumindest teilweise aus den erfindungsgemässen Dämmelementen besteht, weist alle Vorteile dieser Dämmelemente auf. Insbesondere ist ihre Wärmeisolierung wesentlich verbessert, da keine Wärmebrücken zum Tragwerk ausgebildet werden.

[0011] Die Aufgabe wird weiterhin gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung einer hinterlüfteten Fassade mit den Merkmalen des Anspruchs 11. Dabei wird entweder zunächst eine Dämmschicht auf das Tragwerk aufgeklebt und dann mit Halteelementen versehen oder die Halteelemente werden vor dem Aufkleben der Dämmschicht an den Dämmelementen befestigt. Beide Varianten haben den bereits geschilderten grossen Vorteil der verbesserten Wärmeisolation. Denn indem die Halteelemente die Dämmschicht nicht vollständig durchstossen, werden keine Wärmebrücken von der Aussenwandverkleidung zum Tragwerk ausgebildet. Durch den modularen Aufbau können bei beiden Varianten die Anzahl und Position der Halteelemente an die durch die Art der Aussenwandbekleidung vorgegebenen Anforderungen angepasst werden, z.B. können für die Befestigung einer schwereren oder dem Wind mehr ausgesetzten Aussenbekleidung entsprechend mehr Dämmelemente mit Halteelementen eingesetzt werden. Die erste Variante hat zudem den Vorteil, dass noch während der Montage zusätzliche Halteelemente eingebaut werden können, z.B. an besonders belasteten Stellen. Die zweite Variante hat die bereits geschilderten Vorteile der reduzierten Montagezeit.

[0012] Weitere Vorteile des erfindungsgemässen Dämmelements, der hinterlüfteten Fassade sowie des Herstellungsverfahrens ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen.

[0013] So ist insbesondere die Verwendung von geschlossenporig aufgeschäumtem Glas, Schaumglas, als Grundstoff für die Dämmelemente vorteilhaft, z.B. Foamglas® der Firma Pittsburgh Corning AG. Es weist aufgrund seiner Struktur aus einer Vielzahl hermetisch geschlossener Glaszellen gute Isolationseigenschaften auf. Aufgrund dieser Zellgeometrie ist es bei einer Druckfestigkeit von vorzugsweise 0,8 bis 1,7 N/mm² auch bei Langzeitbelastung druckbeständig und formstabil. Schaumglas weist in etwa den gleichen Ausdehnungskoeffizienten wie Beton auf. Damit kommt es beim Verkleiden einer Betonwand mit Schaumglas nicht zu Spannungen.

[0014] Das Halteelement wird zur Befestigung in das Schaumglas eingesetzt, insbesondere unter Druck eingepresst, und vorzugsweise zusätzlich verklebt.

[0015] Als Klebstoff für die Halteelemente eignet sich insbesondere ein hochfester, elastischer Klebstoff, vorzugsweise ein Zweikomponentenkleber, z.B. Klebstoff PC 88 der Firma Pittsburgh Corning AG.

[0016] Für die Verklebung der Dämmelemente mit dem Tragwerk und untereinander eignet sich insbesondere ein hochfester, elastischer Klebstoff, vorzugsweise ein lösungsmittelfreier Zweikomponentenkleber. Als solcher kommt ein hydraulisch abbindender Klebstoff auf der Basis einer kunststoff-modifizierten Bitumen-Emulsion in Frage, z.B. der Klebstoff PC56 der Firma Pittsburgh Corning AG.

[0017] Beispiele zur Ausführung der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und im folgenden beschrieben. Dabei zeigen:

Fig. 1A

ein erfindungsgemässes Dämmelement;

Fig. 1B

ein Halteelement für die Aussenwandbekleidung;

Fig. 1C

ein Dämmelement ohne Halteelement;

Fig. 2

zwei Elemente einer Unterkonstruktion;

Fig. 3

zwei Elemente einer Aussenwandbekleidung;

Fig. 4A-C

eine hinterlüftete Fassade in drei verschiedenen Montagestadien;

Fig. 5

die zusätzliche Verankerung von Dämmelementen am Tragwerk.

[0018] Figur 1A zeigt ein erfindungsgemässes Dämmelement 1, bestehend aus einem quaderförmigen Block aus wärmeisolierendem Material, insbesondere Schaumglas. Der Block hat eine Dicke D. An der Oberseite des Dämmelements 1 ist ein Halteelement 2 befestigt, welches als Aufhängung für eine Unterkonstruktion für eine Aussenwandbekleidung dient. Die Befestigungsebene der Unterkonstruktion liegt daher vor der Dämmelementschicht.

[0019] Das Halteelement 2 besteht aus einer Schiene mit U-förmigem Querschnitt. Die im vorliegenden Fall ebene Grundfläche 3 der Schiene liegt an der Oberfläche des Dämmelements 1 an, während ihre beiden Schenkel 4 mit der Schenkellänge L in das Material des Dämmelements 1 hineinragen, insbesondere eingestossen oder eingepresst und mit dem Dämmelement 1 verklebt wurden. An der Grundfläche 3 kann eine Unterkonstruktion direkt oder über eine Zwischenkonsole befestigt werden. Zur Befestigung werden beispielsweise Löcher in die Grundfläche 3 gebohrt, in welche die Unterkonstruktion mittels selbstschneidender Schrauben eingreift. Es können auch geeignete Eingriffsmittel vorgesehen sein, z.B. Bohrungen, Gewinde oder Befestigungslaschen. Bei Verwendung einer Zwischenkonsole stehen neben den durch die Halteelemente definierten Fixpunkten auch Gleitpunkte zur Befestigung zur Verfügung, wodurch die Flexibilität des Systems erhöht wird. Durch die Grundfläche 3 werden durch die montierte Unterkonstruktion ausgeübte Biegemomente grossflächig auf das Dämmelement 1 verteilt.

[0020] Die in das Dämmelement 1 hineinragenden, vorzugsweise eingeklebten Schenkel 4 dienen neben einer Klebeverbindung im Bereich der Grundfläche 3 zum Befestigen des Halteelements 2 am Dämmelement 1. Da die Schenkellänge L dabei jedoch wesentlich geringer ist als Dicke D des Dämmelements 1, werden zwischen dessen Ober- und Unterseite, d.h. im Anwendungsfall zwischen Unterkonstruktion und Tragwerk, keine Wärmebrücken ausgebildet. Die volle Isolationswirkung des Dämmelements 2 bleibt daher erhalten.

[0021] Mit einer Schenkellänge L von einigen Zentimetern, z.B. 2-5 cm, und einem Dämmelement aus Schaumglas mit einer Druckfestigkeit von 0,8 bis 1,7 N/mm² ist bereits eine ausreichende Stabilität der Fassadenkonstruktion gewährleistet. Die Dicke D des Dämmelements liegt typischerweise etwa zwischen 10 und 20 Zentimetern, vorzugsweise etwa 16 cm. Das Halteelement 2 kann sich wie in Figur 1A über die gesamte Länge des Dämmelements 1 oder auch nur über einen Teil davon erstrecken; vorzugsweise hat es eine Mindestlänge von 10-15 cm. Vorzugsweise ragt ein Halteelement nur bis auf maximal 50% der Dicke D des Dämmelements 1 in dieses hinein. Der Mindestabstand des Halteelements bzw. etwaiger hineinragender Teile, hier der Schenkel 4 mit der Länge L, von der dem Tragwerk zugewandten Seite des Dämmelements beträgt etwa 7 cm, der Abstand liegt aber vorzugsweise im Bereich von wenigstens 7-14 cm.

[0022] Figur 1B zeigt ein einzelnes Halteelement 2', das in ein herkömmliches Dämmelement 1' montiert werden kann. Es besteht ebenfalls aus einer im Querschnitt U-förmigen Schiene mit einer Grundfläche 3' und zwei senkrecht davon abgehenden Schenkeln 4'. Die Kante der Schenkel 4' ist zum besseren Eintreiben in das Material des Dämmelements gezackt.

[0023] Figur 2 zeigt zwei Elemente 5, 5' zum Aufbau einer Unterkonstruktion. Je nach Aussenwandbekleidung besteht die Unterkonstruktion aus Holz (Holzleiste 5') oder Metall (T-Schiene 5). Sie wird direkt oder mit entsprechenden Ausgleichskonsolen auf den Halteelementen befestigt. Dazu dient beim Element 5' eine gelochte Winkelkonsole 6.

[0024] Figur 3 zeigt schematisch zwei verschieden grosse Platten 7, 7' der Aussenwandbekleidung. Sie werden auf die Unterkonstruktion montiert.

[0025] Figur 4A-C zeigt eine hinterlüftete Fassade in drei verschiedenen Montagestadien: Figur 4A zeigt das Tragwerk 9 mit aufgeklebten Dämmplatten 8, 8' und Halteelementen 12. In Figur 4B ist zusätzlich die Unterkonstruktion 16 montiert. Bei Figur 4C ist die Aussenwandverkleidung 19 an der Unterkonstruktion 16 befestigt.

[0026] Auf ein Tragwerk 9 ist eine Dämmschicht aufgeklebt und mit Ankerelementen 15 zusätzlich mechanisch gesichert. Vor dem vollflächigen Auftragen der Klebeschicht 10 wird das Tragwerk 9 gegebenenfalls mit einem an den Klebstoff angepassten Voranstrich versehen. Die Dämmschicht besteht aus einer Mehrzahl von lückenlos verlegten Dämmelementen 8,8'. Die Fugen zwischen den Dämmelementen 8, 8' sind ebenfalls verklebt (Klebeschicht 11).

[0027] Bestimmte Dämmelemente 8 weisen an ihrer dem Tragwerk abgewandten Seite Halteelemente 12 zur Befestigung der Unterkonstruktion 16 auf. Die Halteelemente 12 stützen sich mit ihrer Grundfläche 13 an der Oberfläche der Dämmelemente 8 ab und ragen mit ihren Schenkeln 14 bis auf eine Tiefe L in das Dämmelement 8. Die mittels eines geeigneten Befestigungsmittels 17, z.B. einer Schraube oder einem Stift, an den Halteelementen 12 verankerte Unterkonstruktion 16 ist in den Fig. 4B und 4C gezeigt. Da die Unterkonstruktion 16 nicht an jedem Dämmelement gestützt werden muss, sind auch Dämmelemente 8' ohne Halteelemente vorhanden. Der Abstand und die Anordnung der Dämmelemente 8 mit Halteelementen 12 wird durch die Art der Unterkonstruktion, der Bekleidung und durch die statischen Gegebenheiten des Bauwerks, z.B. Winddruck oder -sog, bestimmt. Gegebenenfalls werden vor Ort weitere Halteelemente 12 eingebaut.

[0028] Die Unterkonstruktion 16 besteht beispielsweise aus einer Mehrzahl von voneinander beabstandet verlegten Leisten aus Holz oder Metall, von denen eine in Fig. 4B und 4C im Längsschnitt gezeigt ist. Sie werden im rechten Winkel zur Ausrichtung der Halteelemente 12 verlegt, wobei eine Leiste jeweils von mehreren Halteelementen 12 gestützt wird. An der Unterkonstruktion 16 werden die Platten der Aussenwandverkleidung 19 flächendeckend angebracht. Durch die etwas erhöhten Halteelemente 12 ist zwischen der Unterkonstruktion 16 und den Dämmelementen 8, 8' eine Belüftungsebene 18 ausgebildet. Die Belüftungsebene 18 hat im Bereich zwischen zwei Elementen der Unterkonstruktion 16 zusätzlich die Breite des Elements 16, so dass eine ausreichende Luftzirkulation gewährleistet ist.

[0029] Figur 5 zeigt die für besondere Belastungen vorgesehene zusätzliche mechanische Sicherung der Dämmelemente 21, 21' am Tragwerk 22 und untereinander mittels eines Ankerelements 20. Das Ankerelement besteht aus einem Blechwinkel, dessen einer Schenkel am Tragwerk 22 festgeschraubt wird. Der andere Schenkel liegt an den Dämmelementen 21, 21' an. Senkrecht vom anderen Schenkel nach oben und unten abstehende Laschen 23, 23' greifen in das Material der Dämmelemente 21, 21' bzw. der darüberliegenden, hier nicht dargestellten Dämmelementenlage ein. Der Abstand der Ankerelemente 20 ergibt sich aus den statischen Anforderungen an die Fassade.

Ansprüche

1. Dämmelement (1, 8, 21, 21'), bestehend aus wärmeisolierendem Material zum Aufbau einer Dämmschicht, insbesondere für eine hinterlüftete Fassade, die eine nach aussen sichtbare, durch eine Unterkonstruktion (5, 5', 16) gegen ein Tragwerk (9, 22), z.B. eine zu verkleidende Wand, abgestützte Aussenwandbekleidung (7, 7', 19) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das wärmeisolierende Material druckfest ist und an der dem Tragwerk (9, 22) abgewandten Seite des Dämmelements (1, 8, 21, 21') wenigstens ein Halteelement (2, 2', 12) zum Befestigen der Unterkonstruktion (5, 5', 16) angeordnet ist, wobei etwaige in das Dämmelement (1, 8, 21, 21') hineinragende Teile des Halteelements (2, 2', 12) von der dem Tragwerk (9, 22) zugewandten Seite des Dämmelements (1, 8, 21, 21') beabstandet sind.

2. Dämmelement (1, 8, 21, 21') nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es im wesentlichen aus geschlossenporigem Schaumglas besteht.

3. Dämmelement (1, 8, 21, 21') nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement (2, 2', 12) eine Schiene mit einer an der Oberseite der Dämmschicht anliegenden Grundfläche (3, 3', 13) und wenigstens einem rechtwinklig dazu angeordneten Schenkel (4, 4', 14) ist, vorzugsweise eine Schiene mit U-förmigem Profil, wobei der bzw. die Schenkel (4, 4', 14) in das Dämmelement (1, 8, 21, 21') hineingedrückt ist bzw. sind.

4. Dämmelement (1, 8, 21, 21') nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundfläche (3, 3', 13) des Halteelements (2, 2', 12) Mittel zum Eingriff von Komponenten der Unterkonstruktion (5, 5', 16) aufweist, insbesondere Aussparungen oder Schraubgewinde.

5. Dämmelement (1, 8, 21, 21') nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge (L) des bzw. der Schenkel (4, 4', 14) höchstens 50% der Dicke (D) des Dämmelements (1, 8, 21, 21') beträgt, vorzugsweise höchstens 30%.

6. Dämmelement (1, 8, 21, 21') nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die in das Dämmelement (1, 8, 21, 21') hineinragende Kante des Schenkels (4, 4', 14) gezackt ist.

7. Dämmelement (1, 8, 21, 21') nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Halteelemente (2, 2', 12) mit dem Dämmelement (1, 8, 21, 21') verklebt sind, vorzugsweise mit einem hochfesten, elastischen Klebstoff, insbesondere einem Zweikomponentenkleber.

8. Hinterlüftete Fassade, die eine nach aussen sichtbare, durch eine Unterkonstruktion (5, 5', 16) gegen ein Tragwerk (9, 22), z.B. eine zu verkleidende Wand, abgestützte Aussenwandbekleidung (7, 7', 19) aufweist, mit einer am Tragwerk (9, 22) angebrachten Dämmschicht, die wenigstens zum Teil aus Dämmelementen (1, 8, 21, 21') nach einem der vorangegangenen Ansprüche besteht, und die Unterkonstruktion (5, 5', 16) an den Halteelementen (2, 2', 12) dieser Dämmelemente (1, 8, 21, 21')befestigt ist.

9. Fassade nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämmelemente (1, 8, 21, 21') auf das Tragwerk (9, 22) aufgeklebt sind, vorzugsweise mit einem hochfesten, elastischen Klebstoff, insbesondere mit einem lösungsmittelfreien Zweikomponentenkleber.

10. Fassade nach einem der Ansprüche 8 oder 9, gekennzeichnet durch wenigstens ein Ankerelement (15, 20), mit welchem die Dämmschicht zur zusätzlichen mechanischen Sicherung auf dem Tragwerk (9, 22) befestigt ist.

11. Verfahren zur Herstellung einer hinterlüfteten Fassade mit folgenden Schritten:

a) auf eine zu verkleidende Wand, dem Tragwerk (9, 22), wird eine Dämmschicht, bestehend aus lückenlos verlegten Dämmelementen (1, 1', 8, 8', 21, 21') aus einem druckfesten wärmeisolierenden Material, aufgeklebt;

b) an den Dämmelementen (1, 1', 8, 8', 21, 21') werden Halteelemente (2, 2', 12) zum Befestigen der Unterkonstruktion (5, 5', 16) derart befestigt, dass etwaige in das Dämmelement (1, 8, 21, 21') hineinragende Teile des Halteelements (2, 2', 12) von der dem Tragwerk (9, 22) zugewandten Seite des Dämmelements (1, 8, 21, 21') beabstandet sind;

c) die Unterkonstruktion (5, 5', 16) wird direkt oder mit Ausgleichskonsolen auf den Halteelementen (2, 2', 12) befestigt;

d) die Aussenwandbekleidung (7, 7', 19) wird auf die Unterkonstruktion (5, 5', 16) montiert.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Halteelemente (2, 2', 12) vor oder nach dem Aufkleben der Dämmschicht in die Dämmelemente (1, 1', 8, 8', 21, 21') eingepresst und vorzugsweise verklebt werden.

13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass zum Aufkleben der Dämmschicht und/oder der Halteelemente (2, 2', 12) hochfeste, elastische Klebstoffe verwendet werden, insbesondere Zweikomponentenkleber.

Zeichnung