DE102006024730A1

DE102006024730A1 - Außenverkleidungssystem

Info

Publication number: DE102006024730A1
Application number: DE102006024730A
Authority: DE
Inventors: William F. Ponte Vedra Beach Egan
Original assignee: Construction Research and Technology GmbH
Current assignee: Construction Research and Technology GmbH
Priority date: 2005-05-27
Filing date: 2006-05-26
Publication date: 2007-01-04
Also published as: US20060277854A1

Abstract

Es wird ein Außenverkleidungssystem für Gebäudewände angegeben. Das System enthält eine feuchtigkeitsdurchlässige Isolationsschicht, die miteinander verbundene Hohlräume aufweist, und Außenverkleidungsmaterialien, die über der Isolationsschicht angeordnet sind. Es wird auch eine Gebäudewand angegeben, die das Außenverkleidungssystem enthält. Weiterhin wird ein Verfahren zum Verkleiden einer Gebäudeaußenwand angegeben.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
Diese Anmeldung beansprucht die Vorzüge des Anmeldetages nach 35 U.S.C. §119(e) der provisorischen US-Anmeldung, Aktenzeichen Nr. 60/685 557, eingereicht am 27. Mai 2005, die hier durch Bezugnahme voll einbezogen wird.
HINTERGRUND
Es wird ein verbessertes Außenverkleidungssystem zur Verwendung in der Gebäude- und Bauindustrie. Das verbesserte Außenverkleidungssystem enthält eine Isolationsschicht, die eine Wärmeisolierung schafft, und eine Drainageeinrichtung für Feuchtigkeit, die in die Außenfläche des Systems oder in andere Komponenten der Gebäudehülle eindringen kann.

Moderne Techniken zum Erstellen von Gebäudewänden können zahlreiche Formen annehmen. Unter diesen gibt es die 2x4-Rahmenkonstruktion. Eine konventionelle 2x4-Wandkonstruktion beginnt mit der Erstellung von Wandrahmen aus Holz- oder Stahlelementen. Diese Holz- oder Stahlelemente haben typischerweise Nominalabmessungen von 2'' × 4'' (ca. 5 × 10 cm) und werden daher "Zwei-mal-vierer" oder 2x4er genannt. Diese 2x4er sind vertikal angeordnet und in Intervallen beabstandet, im Allgemeinen 16'' oder 24'' (ca. 40 cm oder 60 cm), und sind jeweils oben und unten mit vergleichbaren, horizontal ausgerichteten Elementen verbunden. Diese Struktur wird in der einschlägigen Technik als "Rahmenwand" bezeichnet.

Traditionell wird eine Schalungsplatte aus Sperrholz oder einem anderen Material an der Außenseite der Rahmenwand angebracht, jedoch ist eine solche Anbringung nicht unter allen Umständen erforderlich. Solche Anforderungen sind typischerweise durch Bauvorschriften vorgegeben. An der Außenseite der Schalung kann dann eine Wettersperre angebracht sein, wobei dann eine Außenwandabdeckung oder Außenverkleidungsmaterialien direkt auf der Wettersperre angebracht ist bzw. sind.

Irgendeines von zahlreichen Materialien kann für die Außenverkleidung von Gebäudestrukturen verwendet werden, wie Ziegel, Stuck, Vinyl- oder Aluminiumschalung, Holzschalung, Außenisolations- und Verkleidungssysteme (EIFS) und dgl..

Während die Außenverkleidungsmaterialien dazu geschaffen sind, eine ästhetisches Außenverkleidung zu ergeben, sind sie auch dazu eingerichtet, den Durchgang von Feuchtigkeit aus der äußeren Umgebung in die Gebäudekonstruktion zu minimieren und dadurch die Gebäudekonstruktion und ihren Inhalt gegen Feuchtigkeit zu schützen. Im Verlauf der Zeit kann eine Außenverkleidung jedoch Brüche, wie beispielsweise Risse, entwickeln. Wenn in der Außenverkleidung ein Riss oder Hohlraum, beispielsweise Öffnungen oder Sprünge vorhanden sind, kann Winddruck dann möglicherweise als Antriebsmechanismus wirken, der Wasser durch die Risse oder Öffnungen in der Außenverkleidung drückt. Außenfeuchtigkeit kann auch durch Fenster, schadhafte Dichtungen und dgl. in die Gebäudekonstruktion eindringen. Wenn zu viel Wasser das Gebäudewandsubstrat, d.h. das Schalungsmaterial erreicht, dann kann dieses Dem-Wasser-Ausgesetztsein der Gebäudewandkonstruktion zu einer Beschädigung des Gebäudewandkonstruktionsmaterials führen, die einen Austausch erfordert.

An der Außenfläche des Gebäudewandsubstrats können auch Wettersperren als Mittel zum Begegnen von Feuchtigkeit angebracht werden, die die äußersten Oberflächen der Gebäudehülle durchdrungen hat. Wenn die Wettersperre bedeutende Hohlräume, Schnitte oder Spalte aufweist, findet jedes Wasser/Feuchtigkeit seinen Weg durch oder um die Öffnungen in der Wettersperre auf das Schalungsmaterial und ggf. in die Wand, um die oben beschriebenen nachteiligen Wirkungen zu verursachen.

Viele Wirtschafts- und Wohngebäudekonstruktionen verwenden Außenisolations- und Verkleidungssysteme (EIFS) als Außenwandverkleidung. Typischerweise enthält das Außenisolations- und Verkleidungssystem eine Isolationsplatte, eine Grunddeckschicht, ein Armierungsgitter und eine Außendeckschicht. Die Isolationsplatte wird am Gebäudewandsubstrat, beispielsweise einer Sperrholzschalung angebracht. Eine Grunddeckschicht wird auf der Außenfläche der Isolationsplatte angebracht. Als nächstes wird ein Armierungsgittermaterial in die Grunddeckschicht eingebettet. Schließlich wird eine Außendeckschicht über der Grunddeckschicht und dem Armierungsgittermaterial angebracht. Eine Wettersperre kann an der Schalung vor der Installation der Isolationsplatte angebracht werden.

Während Anstrengungen unternommen worden sind, eine Feuchtigkeitsdrainage im Zusammenhang mit den Außenverkleidungssystemen in der Gebäude- und Bauindustrie anzugeben, besteht noch immer ein großer Bedarf an einem Außenverkleidungssystem, das verbesserte Feuchtigkeitsableitfähigkeiten hat.

ÜBERSICHT

Es wird ein Außenverkleidungssystem für Gebäudewände angegeben, das eine Feuchtigkeit ableitende Isolationsschicht mit mehreren Öffnungen oder Hohlräumen und eine über der Isolationsschicht angebrachte Außenverkleidung aufweist.

Es wird auch eine Gebäudewand angegeben, die einen Rahmen mit einer Außenfläche, ggf. einer an der Außenfläche des Rahmens angebrachte Schalung, eine Feuchtigkeit ableitende Isolationsschicht mit mehreren Öffnungen oder Hohlräumen, die über der Außenfläche des Rahmens oder der Schalung, wenn diese vorhanden ist, angebracht ist, und eine über der Isolationsschicht befindliche Außenverkleidung aufweist.

Gemäß gewisser Ausführungsformen ist eine Wettersperre über dem Gebäudewandsubstrat vor dem Anbringen der Feuchtigkeit ableitenden Isolationsschicht angebracht.

Es wird auch ein Verfahren zum Verkleiden einer Gebäudeaußenwand angegeben, das das Befestigen einer Isolationsschicht auf einem Gebäudewandsubstrat enthält, wobei die Isolationsschicht eine Feuchtigkeit ableitende Isolationsschicht mit mehreren Öffnungen oder Hohlräumen aufweist, und weiter das Anbringen von Außenverkleidungsmaterialien auf der Isolationsschicht umfasst.

Gemäß gewisser Ausführungsformen umfasst das Verfahren das Anbringen einer Wettersperre auf dem Gebäudewandsubstrat vor dem Anbringen der Feuchtigkeit ableitenden Isolationsschicht.

Es wird ein Außenisolations- und Verkleidungssystem angegeben, das eine Feuchtigkeit ableitende Isolationsschicht mit mehreren Öffnungen oder Hohlräumen, wenigstens eine Grunddeckschicht auf der Isolationsschicht, wenigstens eine Armierungsschicht, die wenigstens teilweise in die Grunddeckschicht eingebettet ist, und wenigstens eine Außendeckschicht, die über der Grunddeckschicht und der Armierungsschicht angebracht ist, umfasst.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine Explosionsseitenansicht einer Ausführungsform des Außenverkleidungssystems.
2 ist eine Teilansicht der feuchtigkeitsdurchlässigen Isolationsschicht.
3 ist eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform einer Gebäudewand, die ein Außenverkleidungssystem einschließt.
4 ist eine Seitenansicht einer Ausführungsform einer Gebäudewand, die ein Außenverkleidungssystem und eine Drainagehohlraumbildungseinrichtung einschließt.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Es wird ein Außenverkleidungssystem für Gebäudewände angegeben. Das Außenverkleidungssystem enthält eine permeable Isolationsschicht mit mehreren Öffnungen oder Hohlräumen und Außenverkleidungsmaterialien, die über der permeablen Isolationsschicht angebracht sind. Die Isolationsschicht ist für Luft und eindringende Feuchtigkeit permeabel. Die Ausdrücke "Feuchtigkeits-permeable Isolationsschicht" und "Feuchtigkeit ableitende Isolationsschicht" werden in der gesamten Beschreibung austauschbar verwendet, um eine Isolationsschicht für ein Außenverkleidungssystem für Gebäudewände zu bezeichnen, das in der Lage ist, eine Isolation der Gebäudewand und eine Drainage von eingedrungener Feuchtigkeit zu schaffen. Das Außenverkleidungssystem ergibt einen ästhetischen Außenanblick der äußeren Gebäudewände und schafft dabei auch Feuchtigkeitsableitfähigkeiten.
Wie unten in größerem Detail diskutiert, enthält gemäß gewisser illustrativer Ausführungsformen das Außenverkleidungssystem eine Isolationsschicht, die aus mehreren einzelnen Teilen besteht, die an mehreren Berührungspunkten miteinander verbunden sind. Da diese Teile nur an Berührungspunkten miteinander verbunden sind, enthält die sich ergebende Isolationsschicht eine große Zahl Öffnungen oder Hohlräume. Diese Öffnungen führen zu einer Isolationsschicht, die miteinander verbundene Hohlräume hat, die es ermöglichen, dass eingedrungene Feuchtigkeit durch die Isolationsschicht entweicht.
Gemäß gewisser illustrativer Ausführungsformen enthalten die Teile der Isolationsschicht diskrete perlen- oder kugelförmige Körper. Die diskreten Kügelchen der Isolationsschicht können aus einem Polymermaterial hergestellt sein. Gemäß gewisser Ausführungsformen ist das für die Herstellung der diskreten Kügelchen der Isolationsschicht verwendete Polymermaterial ein Polyolefinmaterial. Die diskreten Kügelchen der Isolationsschicht können Polyethylenkügelchen, Polypropylenkügelchen oder eine Kombination aus Polyethylenkügelchen und Polypropylenkügelchen sein. Gemäß anderer Ausführungsformen kann die Isolationsschicht des Außenverkleidungssystems mehrere diskrete, expandierte Polystyrolgestalten haben, wie beispielsweise expandierte Polystyrolkügelchen oder -kugeln. Es sei jedoch angemerkt, dass jedes Polymermaterial, das eine Isolationsschicht mit Isolations- und Feuchtigkeitsableiteigenschaften hat, für die Herstellung der Kügelchen geeignet ist, und dass der Fachmann ohne übermäßige Untersuchungen in der Lage ist, ein geeignetes Polymermaterial für die Herstellung der Kügelchen der Isolationsschicht, die im Außenverkleidungssystem eingeschlossen ist, auszuwählen.
Die diskreten Polymerkügelchen der Isolationsschicht sollten keine größere Menge an Feuchtigkeit absorbieren. Die diskreten Kügelchen, die die Isolationsschicht des Außenverkleidungssystems bilden, können aus einem feuchtigkeitsbeständigen Polymermaterial hergestellt sein oder können mit einer wasserfesten Beschichtung auf wenigstens einem Teil der Außenfläche der diskreten Kügelchen versehen sein. Gemäß gewisser Ausführungsformen mit wasserfester Beschichtung ist im Wesentlichen die gesamte Außenfläche der einzelnen Polymerkügelchen mit einer wasserfesten Beschichtung versehen. Wenn die Kügelchen mit einer wasserfesten Beschichtung versehen sind, ist die Isolationsschicht in der Lage, Feuchtigkeit länger zu widerstehen, ohne dass die Kügelchen größere Wassermengen aufnehmen oder irgendwelche nachteiligen Auswirkungen erleiden. Ohne Einschränkung können wasserfeste Beschichtungen aus wasserfesten Urethanen, Acrylaten, Styrol-Butadienen, Siliconen, Silanen und dgl. wasserfesten Beschichtungen ausgewählt werden.
Die Feuchtigkeit ableitende Isolationsschicht sollte reibbar sein. Mit "reibbar" wird hier gemeint, dass die Isolationsschicht mittels mechanischer Einrichtungen bearbeitbar sein soll, um im Wesentlichen Oberflächenunregelmäßigkeiten in der nach außen weisenden Oberfläche der Isolationsschicht zu entfernen. Durch Reiben der nach außen weisenden Oberflächen der Isolationsschicht kann eine im Wesentlichen ebene Oberfläche zur Anbringung der EIFS-Basis, des Armierungsgitters und der Ausrüstungsschichten oder anderer Ausrüstungsmaterialien, wie beispielsweise Gipsputzschicht(en) erreicht werden. Die geriebene Feuchtigkeit ableitende Isolation hat somit eine im Wesentlichen ebene oder glatte Oberfläche zur Anbringung der Außenverkleidungsmaterialien.
Das Außenverkleidungssystem enthält Außenverkleidungsmaterialien, die auf der ableitenden Isolationsschicht angebracht sind. Ohne Einschränkung können Außenverkleidungsmaterialien ausgewählt werden von Ziegel, Holzschalung, Vinylschalung, Aluminiumschalung, Gipsputz und Außenisolations- und Verkleidungssysteme. Gemäß gewisser Ausführungsformen umfassen die Außenverkleidungsmaterialien Außenisolations- und Außenverkleidungssystemmaterialien. Gemäß anderer Ausführungsformen enthält das Außenverkleidungsmaterial wenigstens eine Schicht aus Putzmaterial auf Zementit-Basis.
Für Ausführungsformen, die ein Außenisolations- und Verkleidungssystem verwenden, enthält das Außenisolations- und Verkleidungssystem im Allgemeinen die Feuchtigkeit ableitende Isolationsschicht, eine Grunddeckschicht, die über der Isolationsschicht angebracht ist, eine Armierungsgitterschicht oder -schichten, die wenigstens teilweise in die Grunddeckschicht eingebettet ist (sind), und wenigstens eine Außendeckschicht, die über den Grunddeck- und Armierungsgitterschichten angebracht ist.
Die Grunddeckschichten des Außenisolations- und Verkleidungssystem sind im Allgemeinen Polymermodifizierte Zementit-Zusammensetzungen, die an der Außenfläche der Isolationsschicht haften. Die Grunddeckschicht kann eine Armierungsgitterschicht halten, die ihrerseits die Außendeckschicht trägt. Ohne Einschränkung enthalten geeignete Grunddeckschichten zur Verwendung in dem Außenisolations- und Verkleidungssystem Grunddeckschichten, die im Handel von Degussa Wall Systems, Inc. (Jacksonville, Florida) unter den Handelsnahmen Alpha Base Coat und Alpha Dry Base Cot erhält sind. Alpha Base Coat ist eine 100% Acryl-Grunddeckschicht auf Wasserbasis mit Hafteigenschaften. Alpha Base Coat wird typischerweise am Einsatzort mit Portland-Zement der Typen I oder II gemischt, um eine mit der Kelle glättbare Grunddeckschicht zu ergeben. Alpha Dry Base Coat ist eine trockengemischte Polymer-Grunddeckschicht, die Portland-Zement enthält. Das Alpha Dry Base Coast wird am Einsatzort mit Wasser gemischt, um eine mit der Kelle glättbare Grunddeckschicht zu ergeben.
Die Armierungsschicht kann ohne Einschränkung aus Armierungsstoffen und -gittern gewählt werden. Die Armierungsgitter sind typischerweise gewebte oder gestrickte Fasergitter. Die Fasern des Armierungsgitters können organische oder anorganische Fasern enthalten. Die einzigen praktischen Einschränkungen bezüglich des Typs der zur Herstellung des Armierungsgitters verwendeten Fasern ist, dass das sich ergebene Armierungsgitter in die Grunddeckschicht eingebettet werden kann, dass es ausreichende Festigkeit hat, um die Außendeckschichten des äußeren Isolations- und Verkleidungssystems zu tragen, und dass es gegenüber den Grund- und Außendeckschichten chemisch resistent oder inert ist. Gemäß mancher Ausführungsformen ist das Armierungsgitter des Außenisolations- und Verkleidungssystems ein gewebtes Fiberglasgitter.
Es wird auch eine Gebäudewand angegeben, die das Außenverkleidungssystem enthält. Die Gebäudewand hat ein Gebäudewandsubstrat, eine Feuchtigkeit ableitende Isolationsschicht mit verbundenen Hohlräumen, das an der Außenseite des Gebäudewandsubstrats befestigt ist, und Außenverkleidungsmaterialien, die über der Isolationsschicht angebracht sind. Gemäß gewisser Ausführungsformen enthält die Gebäudewand auch eine wetterfeste Sperre, die auf der Oberfläche des Gebäudewandsubstrats vor dem Befestigen der Feuchtigkeit ableitenden Isolationsschicht an der Gebäudewand angebracht ist.
Das Gebäudewandsubstrat kann ohne Einschränkung aus einer Sperrholzschalung, einer Waferplatte, einer Teilchenplatte, einer orientierten Strangplatte, einer Zementplatte, einer Gipsplatte, einem Betonblock und einem Mauerblock ausgewählt sein. In einer Ausführungsform ist das Gebäudewandsubstrat eine Schicht aus Sperrholzschaltung. Gemäß anderer Ausführungsformen, ist das Gebäudewandsubstrat eine Mauerblockschicht.
Im Allgemeinen ist das Gebäudewandsubstrat an einem Gebäudewandrahmen, der eine Außenfläche hat, befestigt. Es sei jedoch angemerkt, das für Ausführungsformen, die Beton oder Mauerblock als Gebäudewandsubstrat verwenden, der Beton oder der Mauerblock nicht an einem Rahmen befestigt ist. Die Feuchtigkeit ableitende Isolationsschicht ist dann an der nach außen weisenden Oberfläche des Gebäudewandsubstrats angebracht. Die Isolationsschicht kann am Gebäudewandsubstrat durch jede geeignete Befestigungseinrichtung angebracht sein, beispielsweise mittels Nägeln, Schrauben, Klammern, Stiften, Nieten und Klebstoffen. Gemäß mancher Ausführungsformen kann ein Wettersperrmaterial, wie beispielsweise Gebäudepapiere, Polymerfolien und mittels Kelle und Rolle aufgebrachte Materialien an der nach außen weisenden Oberfläche des Gebäudewandsubstrats vor dem Anbringen der Feuchtigkeit ableitenden Isolationsschicht am Substrat angebracht sein.
Die Wettersperre kann eine konventionelle Wettersperre sein, die in der Gebäudekonstruktion verwendet wird, wie beispielsweise Gebäudepapier oder Teerpapier, obgleich andere Materialien verwendet werden können. Die Wettersperre ist ein von den Bauvorschriften anerkanntes Produkt, das typischerweise als Rollenmaterial verkauft wird. Wettersperren widerstehen dem Durchgang von Wasser und beeinflussen auch den Durchgang von Feuchtigkeitsdampf. Ein Beispiel einer Wettersperre, das in der Technik allgemein bekannt ist, ist Jumbo Tex^®, Vapor Permeable Weather Resistive Barrier, hergestellt von Fortifiber^® Corporation aus Incline Village, Nevada.
Die Wettersperre kann auch ein Polymermaterial enthalten. Vorzugsweise besteht die Wettersperre aus einem Vliesstoff aus Polymerfasern. Die Wettersperre kann einen Vliesstoff aus Polyolefinfasern enthalten. Ohne Einschränkung können die Polyolefinfasern, die bei der Herstellung der Wettersperre nützlich sind, aus Polypropylenfasern und hochdichten Polyethylenfasern ausgewählt sein. Gemäß mancher Ausführungsformen kann die Wettersperre ein Vliesstoff aus spinn-verlebten, hochdichten Polyethylenfasern sein. Ohne Einschränkung sind geeignetes Vliesstoffe aus spinn-verklebten, hochdichten Polyethylenfasern im Handel erhältlich von E.I. DuPont de Nemours & Co., Inc. (Wilmington, Delaware) unter den Handelsnamen Tyvek^® HomeWrap^TM, Tyve^® StuccoWrap^TM und Tyvek^® CommercialWrapTM. Die Vliesstoffstruktur bietet hervorragende Widerstandsfähigkeit gegen das Eindringen von Wasser und Luft. Außerdem hat die Vliesstoffstruktur hervorragende Festigkeit und Zugfestigkeit. Es sei angemerkt, dass die polymere Wettersperre nicht auf jene beschränkt ist, die im Handel von E.I. DuPont de Nemours & Co., Inc. erhältlich ist, da jedes handelsübliche Polymertuchmaterial, das die gewünschten wetterfesten Eigenschaften aufweist, verwendet werden kann.
Ohne Einschränkung können mit Kelle und Rolle aufgebrachte Wettersperren, die zur Verwendung bei der vorliegenden Erfindung geeignet sind, jene Wettersperrmaterialien enthalten, die im Handel von Degussa Wall Systems, Inc. (Jacksonville, Florida) unter den Handelsbezeichnungen SENERSHIELD und SENERSHIELD-R erhältlich sind. SENERSHIELD ist ein faserarmiertes, wetterfestes Sperrmaterial auf 100% Acryl-Basis. SENERSHIELD ist eine mit Kelle aufgebrachte, durchgehende Membran. SENERSHIELD ist für direktes Aufbringen auf einer Gipsschalung, einer Zementplatte, gegossenen Betonsubstraten, Mauerwerk und dgl. geeignet. SENERSHIELD-R ist ein flexibles, flüssiges Beschichtungsmaterial. SHENERSHIELD-R liefert eine mit Rolle oder Bürste aufgebrachte durchgehende Membran, die für eine direkte Anbringung an einer breiten Vielfalt zugelassener Gebäudewandsubstrate geeignet ist, die beispielsweise aus einer Sperrholzschalung, Zementplatte, Gipsschalung, orientierte Strangplatte und dgl. ausgebildet sein können.
Nach dem Anbringen der Isolationsschicht am Gebäudewandsubstrat werden dann die Außenverkleidungsmaterialien über der Isolationsschicht angebracht. Die Außenverkleidungsmaterialien, die im Zusammenhang mit der Konstruktion der Gebäudewand verwendet werden können, umfassen ohne Einschränkung Ziegel, Holzschalungen, Vinylschalungen, Aluminiumschaltungen, Gipsputz und Außenisolations- und Verkleidungssystemmaterialien. Gemäß gewisser Ausführungsformen ist das Außenverkleidungsmaterial, das im Zusammenhang mit der Gebäudewand verwendet wird, ein Außenisolations- und Verkleidungssystem. Wie oben beschrieben, enthält das Außenisolations- und Verkleidungssystem, das in die Gebäudewand einbezogen sein kann, die Feuchtigkeit ableitende Isolationsschicht, eine über der Isolationsschicht angebrachte Grunddeckschicht, eine oder mehrere Armierungsgitterschichten, die im Wesentlichen in die Grunddeckschicht eingebettet sind und wenigstens eine Außendeckschicht, die über der Grunddeckschicht und den Armierungsgitterschichten angebracht ist.
Weiter wird gemäß anderer Ausführungsformen ein Verfahren zum Verkleiden einer äußeren Gebäudewand angegeben. Das Verfahren umfasst das Anbringen einer Feuchtigkeit ableitenden Isolationsschicht, die verbundene Hohlräume aufweist, über einem Gebäudewandsubstrat, und das Anbringen von Außenverkleidungsmaterialien über der ableitenden Isolationsschicht. Gemäß gewisser Ausführungsformen enthält das Verfahren zum Verkleiden einer äußeren Gebäudewand auch das Anbringen einer wetterfesten Sperre an der Oberfläche des Gebäudewandsubstrais vor dem Anbringen der Feuchtigkeit ableitenden Isolationsschicht an der Gebäudewand.
Bezüglich der Gebäudewand, die das Außenverkleidungssystem enthält, kann die Feuchtigkeit ableitende Isolationsschicht am Gebäudewandsubstrat mittels einer klebenden Befestigung, mittels einer mechanischen Befestigung oder mittels einer Kombination aus klebender und mechanischer Befestigung angebracht sein.
Gemäß anderer Ausführungsformen können das Außenverkleidungssystem und die dieses enthaltende Gebäudewand auch einen Drainagezwischenraum enthalten, der zwischen der Isolationsschicht und der nach außen wesenden Oberfläche des Gebäudewandsubstrats angeordnet ist, um eine zusätzliche Wasser- und Feuchtigkeitsdampfableitung zu schaffen. Der Drainagezwischenraum kann durch eine offene, dreidimensionale Abstandshaltereinrichtung geschaffen sein. Die Abstandshaltereinrichtung kann in Form einer offenen, dreidimensionalen Matte realisiert sein.
Die Matte ist vorzugsweise aus einem Polymermaterial hergestellt. Ein besonders gut geeignetes Polymermaterial, das für die Herstellung der Matte verwendet werden kann, enthält ein thermoplastisches Polyamidkunstharz, wie beispielsweise Nylon 6, obgleich andere Materialien verwendet werden können, ohne vom Geist der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Solche anderen Materialien, die für die Herstellung der Matte verwendet werden können, umfassen, jedoch nicht einschränkend, Polyolefinfasern, wie beispielsweise Polypropylen-, hochdichte Polyethylen-, Polyvinylchlorid-, Polystyrolfasern und Polyesterfasern.
Die Polymermatte ist vorzugsweise von einer Art, wie sie in Übereinstimmung mit den US 4 212 692 A , US 3 691 004 A und/oder US 3 687 759 A beschrieben und hergestellt ist, die sämtlich durch Bezugnahme eingeschlossen werden, obgleich andere Konfigurationen möglich sind.
Die Filamente der Polymermatte bilden eine Berg-und-Tal-Struktur, die in den Längs- und/oder Querrichtungen wellig ist, vorzugsweise um eine waffelförmige Struktur zu ergeben. Aufgrund ihrer Filamentstruktur enthält die Polymermatte eine große Anzahl miteinander verbundener Hohlräume, die es Gasen und Flüssigkeiten ermöglichen, frei hindurchzuströmen.
Die Polymermatte hat eine Bruchfestigkeit, die es ihr erlaubt, einer gewissen Druckbelastung zu widerstehen, ohne dass ihre Berg-und-Tal-Konfiguration einbricht. Somit können Luft und Wasser noch immer direkt und quer durch die Matte strömen, selbst wenn die Matte einer Druckbelastung ausgesetzt ist. Die Fähigkeit der Matte, einer gegebenen Druckbelastung zu widerstehen, muss notwendigerweise mit Faktoren variieren, wie dem Filamentdurchmesser, dem Material, aus dem die Matte besteht, dem Ausmaß, in welchem eine Selbstverbindung aufgetreten ist, der Höhe der Berge und Täler sowie einer Vielzahl anderer solcher Variablen. Die Bruchfestigkeitseigenschaften der Matte, die auch in der Gestaltung der Matte begründet sind, hängen daher von zahlreichen Parametern bezüglich des Aufbaus der Matte ab.
Das Außenverkleidungssystem und die Gebäudewand werden nun in größerem Detail unter Bezugnahme auf die 1 bis 4 erläutert. Es sei angemerkt, dass die Erfindung nicht auf die in den 1 bis 4 gezeigten illustrativen Ausführungsformen beschränkt ist, sondern durch die beigefügten Ansprüche umrissen ist.
In 1 ist ein Außenverkleidungssystem 10 gezeigt. Das Außenverkleidungssystem 10 enthält eine Feuchtigkeit ableitende Isolationsschicht 11 und eine Außenverkleidungsschicht, die über der Isolations schicht 11 liegt. Gemäß der in 1 gezeigten Ausführungsform umfasst die Außenverkleidungsschicht Außenisolations- und Verkleidungssystemmaterialien. Eine Grunddeckschicht 12 ist gleichförmig über der äußeren Oberfläche der Isolationsschicht 11 angebracht. Auf der Grunddeckschicht 12 über der Isolationsschicht ist dann die Armierungseinrichtung 13, die als eine Armierungsmassenlage 13 gezeigt ist, im Wesentlichen in die Grunddeckschicht 12 eingebettet. Die Außendeckschicht 14 des Außenisolations- und Verkleidungssystems 12 ist über der Grunddeckschicht 12 und der Armierungsmaschenlage 13 angebracht.
In 2 ist ein Teil der Isolationsschicht 11 gezeigt. Die Isolationsschicht 11 enthält viele diskrete Kügelchen, die Außenoberflächen haben. Beispielhafte diskrete Kügelchen 22 und 23 sind mit Außenoberflächen 24 bzw. 25 gezeigt. Die diskreten Kügelchen 22 und 23 sind miteinander an gemeinsamen Kontaktpunkten 26 an ihren äußeren Oberflächen verbunden oder vereinigt. Durch diesen Aufbau wird eine Isolationsschicht 11 geschaffen, die viele Öffnungen 27 oder Hohlräume hat, die durch die Verbindungspunkte der Kugeln erzeugt werden. Diese Öffnungen 27 verschaffen der Isolationsschicht 11 die Möglichkeit der Ableitung vorhandener Feuchtigkeit, die die äußeren Verkleidungsmaterialien oder die äußerste Oberfläche der Gebäudehülle durchbrochen haben. Aufgrund der Öffnungen ist die Isolationsschicht in der Lage, vorhandene Feuchtigkeit vertikal abzuleiten, um Löcher oder andere Ableiteinrichtungen zu entwässern, die nahe dem Boden der Gebäudewand oder an anderen gewünschten Stellen vorgesehen sind.
Eine Gebäudewand 30, die ein äußeres Verkleidungssystem mit einer feuchtigkeitsdurchlässigen Isolationsschicht enthält, ist in 3 gezeigt. Wie in 3 dargestellt ist, ist die Gebäudewand 30 eine typische 2x4-Rahmenkonstruktion, obgleich andere Konstruktionstechniken und Konfigurationen ebenfalls geeignet sind.
Die Gebäudewand 30 besteht allgemein aus einem Rahmen, einem Gebäudewandsubstrat, der Feuchtigkeit ableitenden Isolationsschicht und einer Außenverkleidung. Der Rahmen enthält typischerweise mehrere Stützen 31, die Elemente aus Holz oder Stahl sind und Nominalabmessungen von 2'' × 4'' (ca. 5 cm × 10 cm) haben. Die Stützen 31 sind vertikal angeordnet und sind parallel und stehen in einem gegenseitigen Abstand von typischerweise 16'' (ca. 40 cm) oder 24'' (ca. 60 cm), obgleich diese Abmessungen lediglich beispielhaft sind. Die Stützen 31 sind jeweils typischerweise an ihren oberen und unteren Enden an einer horizontalen Platte befestigt, wobei die Platte typischerweise ein Element ähnlicher Abmessungen, wie die Stützen 31 und horizontal angeordnet ist, so dass mehrere vertikale Stützen 31 in einer Wand 30 fest an einer einzigen Platte angebracht sind, die längs ihrer unteren Ränder verläuft, und auch an einer weiteren einzelnen Platte, die längs ihrer oberen Ränder läuft. Die Stützen 31 sind gewöhnlich mittels mechanischer Befestigungseinrichtungen, wie Nägeln und/oder Schrauben (nicht gezeigt) fest an der Platte angebracht. Darüber hinaus sind die Stützen 31 jeweils typischerweise an einer unteren Sohlenplatte (nicht gezeigt) angebracht, die von ähnlichem Aufbau ist. Typischerweise ist ein Gebäudewandsubstrat 33 an der Außenfläche der Rahmenwand angebracht.
Längs des unteren Randes der Wand 30 kann eine Bodenschiene 34 angebracht sein, die sich im Wesentlichen über die gesamte Länge des unteren Randes der Wand 30 erstreckt. Die Bodenschiene 30 kann als ein starres, L-förmiges Bauteil ausgebildet sein, das aus einem korrosionsfesten Material, wie beispielsweise Aluminium oder UV-beständigem Polyvinylchlorid besteht. Die Bodenschiene 34 ist an der Wand 30 in einer Position angebracht, die im Wesentlichen parallel zum Fundament der Gebäudestruktur verläuft. Die Bodenschiene 34 kann mittels Klebstoffen oder mechanischen Befestigungseinrichtungen an der Wand 30 angebracht oder montiert sein. Eine Dichtungsmembran 35 kann zusammen mit der Bodenschiene 34 dazu verwendet werden, einen Ablauf von vorhandener Feuchtigkeit hinter die Bodenschiene 34 zu verhindern. Die Dichtungsmembran 35 kann eine Kompositmembran oder eine mit der Kelle aufgebrachte Membran sein. Gemäß gewisser Ausführungsformen ist die selbsthaftende Membran 35 eine Kompositmembran aus einer mit Gummi versetzten Asphaltschicht und einer Polyesterschicht.
Wie weiter aus 3 hervorgeht, sind die Isolationsschicht und die Außenverkleidung am Gebäudewandsubstrat 33 angebracht. Gemäß 3 ist das Außenverkleidungsmaterial ein Außenisolations- und Verkleidungssystem (40–43). Ggf. ist eine Wettersperre 50 über der äußeren Oberfläche des Gebäudewandsubstrats 33 vor dem Anbringen der Isolationsschicht angebracht. Die Wettersperre kann aus Baupapieren oder Polymerfoliensperren bestehen. Obgleich eine vorgefertigte Folienwettersperre verwendet werden kann, kann die Wettersperre 50 auch aus einem Material bestehen, das mit der Rolle, der Bürste oder der Kelle aufgebracht wird.
Über der Wettersperre 50 ist die Außenverkleidung angebracht. Das Außenisolations- und Verkleidungssystem enthält typischerweise die Isolationsschicht 40, eine Grunddeckschicht 41, ein Armierungsgitter 42 und eine Außendeckschicht 43. Die Grunddeckschicht 41 ist direkt auf der Außenfläche der Isolationsschicht aufgebracht. Die Isolationsschicht 40 ist im Allgemeinen in Form einer Isolationsplatte ausgebildet. Das Armierungsgitter 42 ist auf die Grunddeckschicht 41 aufgebracht und im Wesentlichen darin eingebettet. Unmittelbar nach dem Trocknen der Grunddeckschicht 41 ist die Außenverkleidungsdeckschicht 43 auf die getrocknete Grunddeckschicht 41 und das Gitter 42 aufgebracht, um eine ästhetisch ansprechende Außenverkleidungsfläche zu bieten.
Gemäß 4 kann ggf. eine Hohlraum bildende Abstandshaltereinrichtung 60 zwischen der äußeren Oberfläche des Gebäudewandsubstrats 30 und der Isolationsschicht 40 angeordnet sein.
VERSUCHE
Die folgenden Testergebnisse beschreiben ein Außenverkleidungssystem in weiterem Detail. Es sei jedoch angemerkt, dass die Testergebnisse nicht als das Außenverkleidungssystem, die dieses enthaltende Gebäudewand und die zugehörigen Verfahren einschränkend verstanden werden sollten.
Es wurde ein Muster eines Typs Feuchtigkeit ableitender Isolation auf Kerndichte, Wasserabsorption, Kompressionseigenschaften, Schereigenschaften, Wasserdampfdurchlässigkeit, Zugeigenschaften, Dimensionsstabilität und Frost-Tau-Zughaftung ausgewertet.
Kerndichtetest
Eine Schicht aus der feuchtigkeitsdurchlässigen Isolation wurde auf Kerndichte entsprechend dem ASTM-Testverfahren C303 ausgewertet. Die Ergebnisse des Kerndichtetests sind unten in Tabelle I aufgetragen. TABELLE 1
Wasserabsorptionstest
Eine Schicht der Feuchtigkeit ableitenden Isolation wurde auf Wasserabsorption in Übereinstimmung mit dem ASTM-Testverfahren C272/C578 ausgewertet. Die Ergebnisse des Wasserabsorptionstests der Feuchtigkeit ableitenden Isolationsschicht mit verbundenen Hohlräumen wurden mit einer Schicht aus einer expandierten Standard-Polystyrolschaumisolation verglichen. Die Wasserabsorption der Isolationsschicht ist als eine Funktion des prozentualen Gewichtszuwachses der Isolationsschicht aufgrund der Absorption von Wasser angegeben. Die feuchtigkeitsdurchlässige Isolationsschicht zeigt einen mittleren Gewichtszuwachs von 61 ± 4%. Eine expandierte Standard-Polystyrolisolationsplatte zeigte einen Gewichtszuwachs von 206 ± 19%.
Kompressionsfestigkeitseigenschaftstest
Die Feuchtigkeit ableitende Isolation wurde auf die Kompressionsfestigkeitseigenschaften in Übereinstimmung mit dem ASTM-Testverfahren D1621 ausgewertet. Die Ergebnisse des Kompressionsfestigkeitstests sind unten in Tabelle II aufgetragen. TABELLE II
Schereigenschaftstest
Die Feuchtigkeit ableitende Isolation wurde auf die Scherfestigkeit in Übereinstimmung mit dem ASTM-Testverfahren C273 ausgewertet. Die Ergebnisse des Scherfestigkeitstests der feuchtigkeitsdurchlässigen Isolationsschicht wurden mit expandiertem Standardpolystyrol (EPS) verglichen und sind unten in Tabelle III aufgetragen. TABELLE III
Wasserdampfdurchlässigkeitstest
Die Feuchtigkeit ableitende Isolation wurde auf Wasserdampfdurchlässigkeit in Übereinstimmung mit dem ASTM-Testverfahren E96 ausgewertet. Die Ergebnisse des Wasserdampftests der feuchtigkeitsdurchlässigen Isolation wurden mit expandiertem Standard-Polystyrol (EPS) verglichen und sind unten in Tabelle IV aufgetragen. TABELLE IV
Zugfestigkeitstest
Die Feuchtigkeit ableitende Isolation wurde auf Zugfestigkeitseigenschaften in Übereinstimmung mit dem ASTM-Testverfahren C297 ausgewertet. Die Ergebnisse der Zugfestigkeitstests der feuchtigkeitsdurchlässigen Isolation wurden mit expandiertem Standard-Polystyrol (EPS) verglichen und sind unten in Tabelle V aufgetragen. TABELLE V
Dimensionsstabilitätstest
Die Feuchtigkeit ableitende Isolation wurde auf Dimensionsstabilität in Übereinstimmung mit dem ASTM-Testverfahren D2126 ausgewertet. Die Ergebnisse des Dimensionsstabilitätstests der Feuchtigkeit ableitenden Isolation wurden mit expandiertem Standard-Polystyrol (EPS) verglichen und sind unten in Tabelle VI aufgetragen. TABELLE VI
Frost-Tau-Zughaftfähigkeitstest
Die Feuchtigkeit ableitende Isolation wurde auf Frost-Tau-Festigkeit in Übereinstimmung mit den Kriterien ausgewertet, die in International Converence of Building Officials (ICBO) AC24 festgelegt sind, und auch auf Zughaftung entsprechend dem ASTM-Testverfahren C297.
Bezüglich des Frost-Tau-Tests wurden Außenisolations- und Verkleidungssysteme aufgebaut. Jedes System enthielt die Feuchtigkeit ableitende Isolationsschicht mit verbundenen Hohlräumen, eine auf der Isolationsschicht angebracht Grunddeckschicht, ein in die Grunddeckschicht eingelassenes Armierungsgitter und eine über der Grunddeckschicht mit Armierungsgitter aufgebrachte Außendeckschicht. Es wurden zwei unterschiedliche Grunddeckschichten in den Tests verwendet, nämlich Alpha Base Coat und Alpha Dry Base Coat, die beide im Handel von Degussa Wall Systems, Inc. aus Jacksonville, Florida erhältlich sind.
Die Außenisolations- und Verkleidungssysteme wurden aufgebaut, und die aufgebauten Systeme wurden Frost-Tau-Zyklen in Übereinstimmung mit ICBO AC24 unterworfen. Es wurden nach Ausführung der Frost-Tau-Zyklen keine Oberflächenveränderungen oder ein Lösen der Schichten voneinander festgestellt.
Die Ergebnisse der Zug-Haftungstests vor und nach den Frost-Tau-Zyklen sind unten in Tabelle VII aufgetragen. Das in den beispielhaften Tests verwendete Gebäudewandsubstrat war ein Gebäudeschalungsmaterial, das im Handel von Georgia Pacific unter dem Handelsnamen Dens Glass Gold erhältlich ist. TABELLE VII

Base Coat 1 = Alpha Base Coat von Degussa Wall Systems, Inc.
Base Coat 2 = Alpha Dry Base Coat von Degussa Wall Systems, Inc.

Während zahlreiche beispielhafte Ausführungsformen oben beschrieben und in den zahlreichen Figuren gezeigt worden sind, versteht sich doch, dass andere ähnliche Ausführungsformen verwendet werden können, oder dass Modifikationen und Hinzufügungen der bzw. zu den beschriebenen Ausführungsformen zur Ausführung der gleichen Funktionen vorgenommen werden können, ohne von der Erfindung abzuweichen. Weiterhin sind alle beschriebenen Ausführungsformen nicht notwendigerweise einander ausschließend, da zahlreiche Ausführungsformen miteinander kombiniert werden können, um die gewünschten Eigenschaften zu ergeben. Der Fachmann kann Variationen daran vornehmen, ohne vom Geist und Umfang der Offenbarung abzuweichen. Das Außenverkleidungssystem, die Gebäudewand und das Verfahren sollten daher nicht auf eine einzige Ausführungsform beschränkt verstanden werden, sondern in Breite und Umfang durch die beigefügten Ansprüche bestimmt.

Claims

Ein Außenverkleidungssystem für Gebäudewände, enthaltend: eine reibbare, Feuchtigkeit ableitende Isolationsschicht, die mehrere Öffnungen aufweist; und eine Außenverkleidung, die über der Isolationsschicht angeordnet ist.
Außenverkleidungssystem nach Anspruch 1, bei dem Isolationsschicht eine Vielzahl diskreter Kügelchen enthält, die aus einem Polymermaterial hergestellt sind.
Außenverkleidungssystem nach Anspruch 2, bei dem das Polymermaterial ein Polyolefin- oder Polystyrolmaterial ist.
Außenverkleidungssystem nach Anspruch 3, bei dem das Polyolefinmaterial Polyethylen, Polypropylen oder ein Gemisch daraus ist.
Außenverkleidungssystem nach Anspruch 3, bei dem das Polymermaterial expandiertes Polystyrol ist.
Außenverkleidungssystem nach Anspruch 2, bei dem die diskreten Kügelchen mit einer wasserfesten Beschichtung versehen ist.
Außenverkleidungssystem nach Anspruch 2, bei dem die diskreten Kügelchen an Berührungspunkten miteinander verbunden sind.
Außenverkleidungssystem nach Anspruch 1, bei dem das Außenverkleidungsmaterial Ziegel, Holzschalung, Vinylschalung, Aluminiumschalung, Gipsputz oder Außenisolations- und Verkleidungssystemmaterial ist.
Außenverkleidungssystem nach Anspruch 8, bei dem das Außenverkleidungsmaterial Gipsputz ist.
Außenverkleidungssystem nach Anspruch 8, bei dem das Außenrüstungsmaterial aus Außenisolations- und Verkleidungssystemmaterialien besteht.
Außenverkleidungssystem nach Anspruch 10, bei dem die Außenisolations- und Verkleidungssystemmaterialien die Feuchtigkeit ableitende Isolationsschicht, wenigstens eine Grunddeckschicht, eine Armierungsschicht und wenigstens eine Außenddeckschicht umfassen.
Außenverkleidungssystem nach Anspruch 11, bei dem die Grunddeckschicht aus Deckschichten auf Zementitgrundlage, Polymergrundlage oder Polymer-modifizierter Zementitgrundlage hergestellt ist.
Außenverkleidungssystem nach Anspruch 11, bei dem die Armierungsschicht aus Armierungsstoffen oder -gittern besteht.
Außenverkleidungssystem nach Anspruch 13, bei dem das Armierungsgitter ein Gittergewebe aus Glasfasern ist.
Außenverkleidungssystem nach Anspruch 11, bei dem die Verkleidungsdeckschichten aus Zementit-Außendeckschichten, Polymer-basierte Außendeckschichten oder Polymer-modifizierte Zementit Außendeckschichten bestehen.
Gebäudewand enthaltend: einen Rahmen mit einer Außenoberfläche; ggf. eine Schalung, die an der Außenoberfläche des Rahmens befestigt ist; eine reibbare, Feuchtigkeit ableitende Isolationsschicht mit mehreren Öffnungen, die über der Außenoberfläche des Rahmens angeordnet ist oder über der Schalung angeordnet ist, sofern eine solche vorhanden ist; und eine Außenverkleidung, die über der Isolationsschicht angeordnet ist.
Wand nach Anspruch 16, bei der eine Schalung vorhanden ist und diese eine Sperrholzschalung, eine orientierte Strangplatte, eine Waverplatte, eine Partikelplatte, eine Zementplatte oder eine Gipsplatte ist.
Wand nach Anspruch 16, bei der die Isolationsschicht eine Vielzahl diskreter Kügelchen enthält, die aus einem Polymermaterial hergestellt sind.
Wand nach Anspruch 18, bei der das Polymermaterial Polyolefinmaterialien enthält.
Wand nach Anspruch 18, bei dem das Polymermaterial expandierte Polystyrolmaterialien enthält.
Wand nach Anspruch 18, bei der die diskreten Kügelchen an Berührungspunkten miteinander verbunden ist.
Wand nach Anspruch 16, bei der die Außenverkleidung aus Ziegel, Holzschalung, Vinylschalung, Aluminiumschalung, Gipsputz oder aus Außenisolations- und Verkleidungssystemmaterialien besteht.
Wand nach Anspruch 22, bei der die Außenverkleidung Außenisolations- und Verkleidungssystemmaterialien enthält.
Wand nach Anspruch 23, bei der Außenisolations- und Verkleidungssystemmaterialien die Feuchtigkeit ableitende Isolationsschicht, wenigstens eine Grundabdeckschicht, eine Armierungsschicht und wenigstens eine Außendeckschicht enthält.
Wand nach Anspruch 24, bei der die Grunddeckschicht eine solche auf Zementitbasis, Polymerbasis oder Polymer-modifizierter Zementitbasis ist.
Wand nach Anspruch 24, bei der das Armierungsgitter ein Gittergewebe aus Glasfasern ist.
Wand nach Anspruch 24, bei der die Außendeckschichten aus Zementit-Außendeckschichten, Polymer-Außendeckschichten oder Polymer-modifizierten Zementit-Außendeckschichten bestehen.
Wand nach Anspruch 16, bei der die Feuchtigkeit ableitende Isolationsschicht an dem Gebäudewandrahmen oder, sofern vorhanden, einer Schalung mittels (i) einer klebenden Befestigung, (ii) mechanischer Befestigungseinrichtungen oder (iii) einer Kombination aus einem Klebstoff und mechanischen Befestigungseinrichtungen angebracht ist.
Wand nach Anspruch 16, bei der eine wetterfeste Sperre an der Schalung angebracht ist, sofern eine Schalung vorhanden ist.