SYSTEM ZUR UNTERDRÜCKUNG DER WÄRMEBRÜCKEN IN GEBÄUDEN

Abstract

 Ein System zur Unterdrückung von punkt- und linienförmigen Wärmebrücken in Gebäuden, gebildet durch eine Materialschicht mit mindestens 5 W.m^-1.K^-1 Wärmeleitfähigkeit, die an der inneren Gebäudewand das Bereich einer Wärmebrücke abdeckt, mindestens 5 cm in die Umgebung derselben überlappend, wobei die wärmeleitende Schicht mittels eines dampfdichten Klebstoffes an ihre Unterlage befestigt ist.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft Maßnahmen zur Unterdrückung negativer Erscheinungen von Wärmebrücken in Gebäuden, wie Wandfeuchtigkeit und Schimmelbildung.

[0002] Als Wärmebrücke werden Stellen am Gebäudemantel bezeichnet, wo es, verglichen mit den sonstigen Flächen des Mantels, durch Wärmeübertragung zu stärkeren Wärmeverlusten kommt. Der Anteil dieser Wärmeverluste am Gesamtverlust des Gebäudes beträgt üblicherweise 10 %, und in besonders ungünstigen Fällen bis zu 30 %. Außer dem erhöhten Heizwärmebedarf infolge von Abkühlung an den Stellen der Wärmebrücken gibt es noch eine sehr unerwünschte Folge in Form von Wasserkondensation an der Innenoberfläche der Wärmebrücken, mit der möglichen nachfolgenden Schimmelbildung.

[0003] Wärmebrücken entstehen vorwiegend in Linien entlang der Kanten und Stoßstellen von Baukonstruktionen und an Stellen, wo verschiedene Baumaterialien kombiniert werden (geometrische und materialtechnische Wärmebrücke). Außerdem können auch punktförmige Schwachstellen entstehen, z.B. bei Verankerung von Vorhangfassaden und Vordächern, an Stellen eines Balkonanschlusses, in den Ecken zwischen Wänden und Decke u.dgl.

[0004] Zur Unterdrückung der Wirkung von Wärmebrücken, also zur Erhöhung der Oberflächentemperatur an den betreffenden Stellen der Innenwand, werden die Gebäude meistens an der Außenseite mit Wärmedämmung versehen. Dabei ist es in der Regel aus ästhetischen Gründen notwendig, eine derartige Maßnahme an der gesamten Fassadenfläche durzuführen, was kostenintensiv ist. Seltener werden verschiedene Innen- und Außenanstriche angewendet, die jedoch nur sehr beschränkt funktionieren. Als Grundeigenschaft, besonders bei Innenanstrichen, wird niedrige Wärmeleitfähigkeit des Materials angeführt. Die Anstriche sind in einer dicken Schicht aufzutragen, was das Ambiente der Innenräume beeinträchtigt. Es handelt sich also um eine nachträgliche Wärmeisolierung, wo jedoch das Risiko von Kondensation unter der Anstrichschicht droht.
Bei bestehenden Gebäuden und manchmal auch bei Neubauten hat der Inhaber eine Aufgabe zu lösen, massive Auswirkungen von Wärmebrücken unverzüglich zu beseitigen, wobei eine Wärmeisolierung des ganzen Gebäudes im gegebenen Moment finanziell oft unerschwinglich ist.

[0005] Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Kontaktsystem zur Unterdrückung der Auswirkungen von Wärmebrücken zu entwerfen, dessen Durchführung sehr schnell und kostengünstig ist, wobei der äußere Mantel sowie das Innere des Gebäudes nur ganz geringfügig berührt werden.

[0006] Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein System zur Unterdrückung von punkt- und linienförmigen Wärmebrücken in Gebäuden mit Merkmalen nach Anspruch 1 gelöst. Das Wesen des Systems besteht darin, dass es durch eine Schicht von Material mit mindestens 5 W.m^-1.K^-1 Wärmeleitfähigkeit gebildet ist, die an der inneren Wand des Gebäudes die Stelle der Wärmebrücke mit mindestens 5 cm Überlappung überdeckt, wobei die eigentliche wärmeleitende Schicht durch ein dampfdichtes Klebemittel an der Unterlage befestigt ist.

[0007] Die wärmeleitende Schicht, die eine punktförmige Wärmebrücke in einer Zimmerecke abdecken soll, überlappt die angrenzenden Bereiche der beiden Wände und der Decke bzw. des Fußbodens.

[0008] Die wärmeleitende Schicht, die eine linienförmige Wärmebrücke in einer Zimmerecke abdecken soll, überlappt auf die angrenzenden Bereiche der beiden Wände.

[0009] Die wärmeleitende Schicht, die eine linienförmige Stelle entlang des Fensterrahmens abdecken soll, überlappt auf die Fensterlaibung.

[0010] Die Wärmeleitende Schicht kann an der Oberfläche der inneren Wand aufgeklebt oder unter dem Putz eingebaut sein.

[0011] Die wärmeleitende Schicht kann durch ein Metallblech oder eine -folie oder durch ein Graphit- oder Graphenanstrich gebildet sein.

[0012] Erfindungsgemäß geht es also um die Ausnutzung der erhöhten Wärmeleitfähigkeit der Oberflächenschicht an der Stelle der Wärmebrücke im Innenraum. Die Oberflächenschicht führt sich die Wärmeenergie vom naheliegenden wärmeren Oberflächenteil zu, wodurch die Temperatur dieser kritischen Stelle erhöht wird. Die dünne wärmeleitende Schicht muss die Stelle mit der niedrigsten Oberflächentemperatur abdecken, und die bis zu den angrenzenden Wandbereichen, wo die Temperatur dank der besseren Isoliereigenschaft der Wand ausreichend ist. Es handelt sich gewöhnlich um eine Fläche von einigen Quadratdezimetern. Eine Schicht um 1 mm Dicke ist in der Regel ausreichend, wobei die Schicht mit ihrer Unterlage dampfdicht zu verbinden ist, d.h. entweder durch Aufkleben auf oder unter Putz. Sollte keine dampfdichte Verbindung vorliegen, kann es unter der Schicht zur Kondensation von Wasserdampf und zur Schimmelbildung kommen. Die ganze Anordnung wird abschließend mit Wandanstrich versehen und wirkt ohne weitere bautechnische Maßnahmen ästhetisch einwandfrei.

[0013] Die Erfindung wird weiter mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen erläutert, wo

Fig. 1 die Auftragung einer wärmeleitenden Schicht an einer Wärmebrücke in einer Ecke zwischen einer Deckplatte und zwei Wandplatten unter einer Attika oder Übermauerung, und

Fig.2 die Auftragung der wärmeleitenden Schicht auf die Laibung entlang des Fensterrahmens schematisch darstellt.

[0014] Die erfindungsgemäße Maßnahme zur Unterdrückung negativer Einwirkungen von Wärmebrücken in Gebäuden besteht im Einfügen, Auflegen oder Auftragen einer dünnen Schicht aus einem wärmeleitenden Material auf die Oberfläche der inneren Wände von Gebäuden oder unmittelbar unter deren Oberfläche. Die Maßnahme bezieht sich sowohl auf mangelhafte bestehende Gebäude als auch auf Neubauten, bei denen Wärmebrücken auftreten. Die Maßnahme ist besonders gut geeignet zur Bekämpfung von Wärmebrücken auf exponierten Stellen, wie auf den kühlen senkrechten und waagerechten Ecken der Außenwände und in Ecken unter dem Dach. Eine weitere kritische Stelle, wo die Lösung vorteilhaft angewendet werden kann, ist die Fensterlaibung. Hier kommt es zur Senkung der inneren Oberflächentemperatur infolge einer linearen geometrischen Wärmebrücke, die erfahrungsgemäß entlang des Rahmeneinbaus in der Fensterlaibung und des Distanzrahmens entsteht.

[0015] Das erfindungsgemäße System wurde einerseits bei einer punktförmigen Wärmebrücke in einer durch eine Decke und zwei Wände gebildeten Ecke unter der Attika - siehe Fig. 1, andererseits bei einer linienförmigen Wärmebrücke an einer Laibung entlang des Fensterrahmens - siehe Fig. 2 verwendet. Im ersten Fall wurden drei quadratische Al-Folien S1 bis S3 von Breite a an eine Wandstirnseite in einer Ecke aufgeklebt, im zweiten Fall handelte es sich um längliche Folien von Breite a. Es ist also die Abmessung a, um die die Folie die Stelle der Wärmebrücke überlappt.

[0016] Das erfindungsgemäße System wurde einerseits an einem realen Wohnhaus, und andererseits im virtuellen Raum durch Computersimulation der 3D-Wärmefelder getestet. Die Eingangs- und Randdaten beider Experimente, sowie deren Ergebnisse sind der folgenden Tabelle zu entnehmen. Material der Wärmeleitenden Schicht: Aluminiumfolie.

Prüfungsverfahren	Messen		Computersimulation
Typ der Wärmebrücke - 3D-Punkt/2D-Linie	3D Ecke	2D Ecke	3D Ecke	2D Ecke
Material der Folie/Wärmeleitfähigkeit (W.m-1.K-1)	Al/200	Al/200	Al/200	Al/200
Material des Klebstoffs	Klebstoff	Klebstoff	PUR	PUR
Dicke der Folie	1mm	1mm	0.6mm	0.6mm
Material - der Wand/des Dachs	Lochziegel/Beton+TI	Lochziegel/-	Lochziegel/Leichtbeton	Lochziegel/-
Wärmedurchgangszahl - der Wand/des Dachs (W.m-2.K-1)	0.38/0.24	0.38/-	0.70/0.80	0.70/-
10 mm unter dem Putz	ja	ja	nein	nein
Folienabmessungen	a=250mm	a=250mm	a=500mm	a=500mm
Innentemperatur	22.0°C	22.0°C	21.0°C	21.0°C
Außentemperatur	-5.0°C	-5.0°C	-15.0°C	-15.0°C
Wandtemperatur - die wärmste Stelle	20.6°C	16.8°C	15.7°C	13.5°C
Wandtemperatur - die kälteste Stelle	10.4°C	11.9°C	5.2°C	10.9°C
Risiko von Kondensation bei Außentemperatur von -15°C	ja	ja	ja	ja
Temperatur an der Wandoberfläche an der kältesten Stelle nach Einbau der Folie	16.0°C	13.2°C	11.4°C	13.7°C
Oberflächentemperaturerhöhung nach Behandlung/ Risiko von Kondensation	5.6°C/nein	1.3°C/nein	6.2°C/nein	2.8°C/nein

[0017] Es liegt nahe, dass die Durchführung der erfindungsgemäßen Maßnahme in allen geprüften Fällen in eine bedeutende Temperaturerhöhung im Bereich der Wärmebrücke resultierte, was das Risiko von Oberflächenkondensation von Dampf in diesem Bereich eliminiert.

[0018] Außer der 1 mm dicken Al-Folie, die bei den beschriebenen Experimenten benutzt wurde, können Bleche oder Folien aus anderen Metallen mit hoher Wärmeleitfähigkeit, eventuell Überzüge aus Materialien mit hoher Wärmeleitfähigkeit verwendet werden. Da bieten sich z.B. Graphit (λ = 2000 Wm^-1K^-1) oder Graphen (λ = 4500 Wm^-1K^-1). Wenn ein Material mit einer niedrigeren Leitfähigkeit eingesetzt wird, z.B. rostfreier Stahl, ist eine Schicht von größerer Dicke einzulegen.
Die wärmeleitende Schicht kann durch Einkleben unter den Putz oder Aufkleben auf den Putz oder als Aufstrich oder Einspritz angewendet werden. Für universale Anwendung in Wandecken und an Decken sollte in der Regel eine Folie mit Abmessung a = 250 mm ausreichen - siehe Fig. 1. Im Falle der Anwendung an Laibungen der Maueröffnungen können auch kleinere Abmessungen der Schicht entsprechend den geometrischen Gegebenheiten der jeweiligen Stelle angebracht werden - siehe Fig. 2.

[0019] Die Oberflächentemperatur kann noch erhöht werden, wenn eine dünne wärmeisolierende, evtl. auch klebende Unterlageschicht, z.B. auf der Basis von Polyurethanschaum, benutzt wird. Für optimale Lösungen komplexer Konstruktionseinzelheiten ist zur Bestimmung der richtigen Schichtdicke sowie der Abmessungen der Folie eine 3D-Wärmeleitungsberechnung empfehlenswert.

Ansprüche

1. System zur Unterdrückung von Wärmebrückenerscheinungen in Gebäuden, dadurch gekennzeichnet, dass es durch eine Schicht eines Materials mit Wärmeleitfähigkeit von zumindest 5 W.m^-1.K^-1 gebildet ist, die den Bereich einer Wärmebrücke an der Innenwand des Gebäudes abdeckt und diese Stelle mindestens um 5 cm überlappt, wobei die wärmeleitende Schicht mit einem Klebstoff an der Unterlage befestigt ist.

2. Das System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die wärmeleitende Schicht, die eine Wärmebrücke im Kontakt von zwei Wänden und der Decke im Innenraum abdeckt, auf die beiden Wände und die Decke oder den Fußboden überlappt.

3. Das System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die wärmeleitende Schicht, die eine Wärmebrücke im Kontakt von zwei Wänden im Innenraum abdeckt, auf die beiden Wände überlappt.

4. Das System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die wärmeleitende Schicht, die eine Wärmebrücke entlang eines Fensterrahmens im Innenraum abdeckt, auf die Fensterlaibung überlappt.

5. Das System nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die wärmeleitende Schicht an der Oberfläche der inneren Wand aufgeklebt ist.

6. Das System nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die wärmeleitende Schicht unter dem Putz der inneren Wand eingebaut ist.

7. Das System nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die wärmeleitende Schicht als ein Metallblech oder Metallfolie gebildet ist.

8. Das System nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die wärmeleitende Schicht als ein Graphit- oder Graphenanstrich gestaltet ist.

Zeichnung