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WO2004001149A2 - Vakuum-isolations-paneel, verfahren zur wärmedämmung von objekten sowie hilfsmittel dafür - Google Patents

Vakuum-isolations-paneel, verfahren zur wärmedämmung von objekten sowie hilfsmittel dafür Download PDF

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WO2004001149A2
WO2004001149A2 PCT/CH2003/000353 CH0300353W WO2004001149A2 WO 2004001149 A2 WO2004001149 A2 WO 2004001149A2 CH 0300353 W CH0300353 W CH 0300353W WO 2004001149 A2 WO2004001149 A2 WO 2004001149A2
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WO
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vip
gas
tight
envelope
bodies
Prior art date
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Ceased
Application number
PCT/CH2003/000353
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WO2004001149A3 (de
Inventor
Gerhard Staufert
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SAGER AG
Original Assignee
SAGER AG
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Publication date
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Publication of WO2004001149A2 publication Critical patent/WO2004001149A2/de
Publication of WO2004001149A3 publication Critical patent/WO2004001149A3/de
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Ceased legal-status Critical Current

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    • B65D90/02—Wall construction
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F25D2201/00—Insulation
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    • Y02B80/00—Architectural or constructional elements improving the thermal performance of buildings
    • Y02B80/10—Insulation, e.g. vacuum or aerogel insulation

Definitions

  • the invention relates. Vacuum insulation panels (VIPs).
  • Vacuum insulation panels offer enormous potential for highly effective thermal insulation in a wide variety of applications, such as vehicles for the transport of goods with cooled or heated goods containers, large-scale means of transport for people to be heated and buildings of all kinds.
  • VIP compared to conventional thermal insulation materials, such as mineral wool, is that, depending on the design, VIP have a heat conduction that is five to fifty times lower, which means that with the same good thermal insulation properties, a jacket that is thermally insulated with VIP can be made much thinner and saves space.
  • VIP vacuum insulation panels
  • all vacuum insulation panels (VIP) available on the market today or known from the specialist or patent literature are constructed in such a way that a room surrounded by a closed, gas-tight envelope is evacuated until sufficient heat conduction is achieved sets the remaining gases.
  • this principle is implemented in such a way that a pressure-resistant core made of open-pore material is surrounded by a flexible plastic-metal composite cover, which is usually made up of several layers of plastic and aluminum foil.
  • the state of the art with regard to such VIPs is documented in detail in the brochure "High Performance Thermal Insulation" of the Swiss Federal Office of Energy from December 2000.
  • the skin advantage of the VIP has another obvious disadvantage. Become the VIP records Layed as simply as possible, butted as closely as possible on their narrow sides, this results in a much shorter heat conduction path along the depth of this joint, and thus a much more serious thermal bridge than when using conventional thermal insulation materials. This thermal bridge at the butt firstly significantly reduces the overall efficiency of the thermal insulation and secondly, local building damage can result from the local thermal bridges.
  • the VIPs are usually connected to one another at the joints using airtight adhesive tapes. This creates a completely water-impermeable shell. While this is desirable in some applications, there are at least as many cases where this is undesirable.
  • the case of a plastered exterior facade is an example in which water vapor diffusion through the substructure is only permissible if it is completely uniform over the entire surface. If water vapor only escapes through gaps between insulating bodies, this is very quickly visible in the plaster and leads to structural damage over time.
  • VIPs are usually fixed-format bodies whose dimensions can no longer be changed subsequently, which means that VIPs laid in butt to butt joint must be made to measure so that the dimensional sum of the VIP corresponds exactly to the dimensions of the surfaces to be insulated. If this is not the case, either gaps are created or the pre-dimensioned VIPs cannot be relocated at all and have to be procured with adapted dimensions, taking into account great time delays.
  • Another disadvantage of all VIPs that have a shell is the fact that there is non-negligible heat conduction along this shell.
  • the thicker the shell, the more metal it contains and the shorter the heat conduction path, i.e. the thicker it is. is the lateral dimension of the VIP. Firstly, this means that the lateral dimensions of the VIP must not be less than a certain size, which in many cases is 30 to 50 cm. Secondly, when VIPs are laid butt to butt, this always significantly increases the thermal bridge effect at the butt.
  • VIP with "classic elements” such as panels with rebate or panels with tongue and groove in the area of the - injury-sensitive - VIP are not usable, or only to a very limited extent.
  • Such solutions integrate overlap points that are much less thick than the rest of the panel, which means either cold bridges or large areas that are much too thick, and thus too expensive, VIP.
  • each individual VIP is in a not sufficiently precisely defined lateral position, which makes the exact positioning of elements for holding an additional cover layer extremely difficult.
  • the object of the present invention is to provide a VIP which is less susceptible to damage and which brings about an improvement in relation to at least some of the requirements listed in the requirements catalog above.
  • an insulation system is to be created which also meets at least some of the above requirements.
  • This object is achieved according to the invention by a VIP according to claim 1 in that the VIP is constructed in such a way that it can - at least locally - be pierced by bodies without loss of vacuum. This creates new mounting options.
  • VIP refers to any vacuum insulation body with a sealing shell and an evacuated interior. It not only designates - as the word "panel” might suggest - flat insulation bodies. "VI” in the context of this document expressly designates vacuum insulation bodies of any two-dimensional and three-dimensional shapes. Usually a VIP has a core. This invention relates to VIP with any open pore or other core materials.
  • the invention further relates to auxiliary tools, by means of which VIPs, which would lose their vacuum when piercing a body, can be pierced at any time without loss of vacuum.
  • the invention further relates to a method for the thermal insulation of large-volume bodies (buildings, vehicles, etc.) which, according to a particularly preferred embodiment, uses the penetration of VIPs.
  • the object of the present invention is to describe structures of VIP or corresponding auxiliary instruments which, at least locally and perhaps deliberately, allow penetration of the VIP without loss of the vacuum.
  • the first approach is relatively simple to do and allows VIPs to be built that can be penetrated at certain predetermined locations with bodies that do not exceed a certain diameter, depending on the size of the penetrable zones.
  • auxiliary bodies which are gas-tight in themselves are preferably installed in the VIP at the desired locations in such a way that their end faces can be connected gas-tight to two opposite sides of the VIP envelope. If the VIP is pierced along the central axis of this auxiliary body at any later time, the VIP does not lose its vacuum and thus remains fully functional.
  • the structure of the auxiliary body mentioned must firstly ensure that it can be easily penetrated in the longitudinal direction and secondly that it is so gas-tight that no gas can penetrate into the interior of the VIP from the body penetrating the auxiliary body.
  • the auxiliary bodies must be gas-tightly connectable to the VIP envelope at least on their end faces. Fourth, the auxiliary body must not conduct too much heat in its longitudinal direction.
  • the first requirement can be met if the auxiliary body is hollow along its central axis or if it consists of solid material that can be subsequently opened, for example by drilling, without great effort.
  • the gas-tight wall can consist, for example, of thin stainless steel or another metal, with which requirements 1, 2 and 4 are met.
  • the auxiliary body is constructed, for example, with a suitable, possibly metal-coated, possibly fiber-reinforced plastic material, it can either be hollow or full in order to meet requirements 1, 2 and 4. Suitable plastics are, for example, PET or one of the group of fluoroplastics such as PTFE, PFA, etc.
  • auxiliary body is designed as a hollow body, and if an additional material is present inside it, which after the desired penetration with a body, for example, by the addition of heat, or by the access of oxygen, or by a chemical reaction with the surface of the penetrating body, a gas-tight - physical or chemical - connection as possible with the surface of the penetrating body.
  • additional materials are conceivable, for example PE or PFA.
  • the requirement 3 for a gas-tight connection between the VIP cover and the end faces of the auxiliary body can be met, for example, by coating the end faces of the auxiliary body with PE are, which can then be sealed gas-tight with an appropriate PE cover film of the shell.
  • a VIP envelope is made from its inner surface, it can be advantageous if at least the end faces of the auxiliary bodies are also made of metal, so that gas-tight soldering or welding can be carried out.
  • the second basic approach to solving the task either offers the option of deliberately penetrating the VIP at predefined local points or ensuring that the VIP can be deliberately penetrated at any point.
  • it even allows the construction of a VIP, the shell of which remains tight after an unwanted penetration with a pointed object and closes again gas-tight after a later removal of the pointed object - the requirement for a smaller susceptibility to accidentally added damage is therefore fulfilled ,
  • a second gas-tight envelope which is present locally or over a large area, a sealing layer being present between the first and the second gas-tight envelope.
  • the second gas-tight envelope is advantageously made of a tough, in front of the
  • Metal-plastic composite film that contains a tough plastic that deforms plastically before being torn open. In this case it is the second one When penetrating a body, cover a kind of tight-fitting sealing sleeve around it, so that the permanently viscous sealing material only has to fulfill part of the sealing task.
  • Suitable plastics are, for example, PET or one of the group of fluoroplastics such as PTFE, PFA, etc.
  • the sealing layer is a highly elastic or permanently viscous material layer such as soft synthetic rubber or silicone. This highly elastic or permanently viscous layer hugs the body so tightly that a gas-tight connection is created, at least for the first time.
  • a rapidly curing, preferably highly viscous, one-component or two-component adhesive is used in the uncured state. If a two-component adhesive is used, it is possible to separate the two components from one another until penetration through a thin membrane; or it is possible to store only one of the two components within the double shell and to supply the other component with the penetrating body, which is deliberately guided through the double shell.
  • An adhesive is advantageously used which can produce metal-metal and metal-plastic connections which are as thin as possible, so that foil parts deformed in the manner of a cuff are connected as closely as possible to the penetrating body.
  • Conceivable adhesives of this type are, for example, the adhesives known under the brand names "A + P CYANA", “AGOMET ® F” or "ARALDIT ® ".
  • the sealing material can have at least one, but advantageously several additional layers of a tough, tear-resistant film, such as, for example, PPE, PET, PTFE, PFA or better a composite film made from one these include plastics and a metal foil, such as aluminum or steel foil, which each extend over the entire inner surface of the self-sealing zone.
  • a tough, tear-resistant film such as, for example, PPE, PET, PTFE, PFA or better a composite film made from one these include plastics and a metal foil, such as aluminum or steel foil, which each extend over the entire inner surface of the self-sealing zone.
  • these foils In the course of penetrating a fastening element, these foils have to be pierced and overlapping cuff-like deformations form around the penetrating body, which additionally act as seals.
  • the sealing material can consist entirely of numerous, i.e. at least 5 to 100 layers, a tough tear-resistant film, such as PPE, PET, PTFE, PFA or better a composite film made of one of these plastics and a metal film, such as aluminum or steel foil, each covering the entire inner surface of the self-sealing Zone.
  • a tough tear-resistant film such as PPE, PET, PTFE, PFA or better a composite film made of one of these plastics and a metal film, such as aluminum or steel foil, each covering the entire inner surface of the self-sealing Zone.
  • zones constructed in this way to be referred to as zones with a self-sealing shell.
  • the principle described can be improved in that a negative pressure of, for example, 0.1 bar is present between the first and the second gas-tight envelope. In this way, normal air pressure puts the highly elastic or permanently viscous layer under pressure and thus improves the sealing behavior of the same.
  • the highly elastic or permanently viscous material is composed in such a way that it chemically reacts with any penetrating gases such as oxygen or nitrogen and forms a permanently gastight layer.
  • any penetrating gases such as oxygen or nitrogen
  • the combination of the approaches outlined above means that a VIP can be set up that does not lose its vacuum even if a body that has, if at all, only been unilaterally penetrated is subsequently removed, ie after a few seconds or hours. After removal of the body, which is inadvertently penetrated, the "sealing sleeve" then still present is pressed together by the permanently viscous material under pressure and completely sealed.
  • a further improvement can be achieved in the case of bodies deliberately guided by the VIP, that these bodies are coated and / or the highly elastic or permanently viscous material is composed in such a way that a permanent, i.e. sets gas-tight chemical compound with certainty for decades.
  • a further improvement can be achieved in the case of bodies deliberately guided by the VIP in that, firstly, these bodies are essentially nail-shaped, ie have a flat head plate and a shaft.
  • a first nail-shaped body with a full or hollow shaft is paired with a second nail-shaped body with a hollow shaft, the outer diameter of the shaft of the first body corresponding approximately to the inner diameter of the shaft of the second body.
  • These two nail-shaped bodies are guided through the double shell of the VIP and through the entire VIP so that the full or hollow shaft of the first body comes to lie in the hollow shaft of the second body and that the respective undersides of the two head plates on the shell of the VIP rest.
  • the respective undersides of the head plates and the inside of the hollow shaft are coated with a material that is liquefied at temperatures in the order of 150 ° C to 350 ° C to such an extent that it coalesces with the respective "neighboring material” penetrating VIP "welded” and that there is a tight connection between full and hollow shaft.
  • a material that is liquefied at temperatures in the order of 150 ° C to 350 ° C to such an extent that it coalesces with the respective "neighboring material" penetrating VIP "welded” and that there is a tight connection between full and hollow shaft.
  • Examples of such materials are PE and PFA or solder.
  • auxiliary parts or auxiliary tools are to be described which allow VIPs who were not prepared for a penetration during manufacture to be subsequently penetrated with certain predefined bodies at the place of their use or to be made penetrable for them.
  • a first possibility is to provide auxiliary envelope parts that have a diameter of 1 to 20 cm, for example.
  • auxiliary envelope parts are constructed in such a way that there are two gas-tight envelopes welded to one another over a large area in their edge regions, and that a sealing layer is enclosed between the first and the second gastight envelope.
  • at least one of the two gastight casings is made of a tough plastic that deforms plastically before being torn open.
  • a metal-plastic composite film that contains a tough plastic that deforms plastically before being torn open.
  • the shell forms a kind of tight-fitting sealing sleeve around the body when it penetrates a body, so that the permanently viscous sealing material only has to fulfill part of the sealing task.
  • Suitable plastics are, for example, PPE, PET or one from the group of fluoroplastics such as PTFE, PFA, etc.
  • the sealing layer is a highly elastic or permanently viscous material layer such as soft synthetic rubber or silicone. This highly elastic or permanently viscous layer hugs the body so tightly that a gas-tight connection is created, at least for the first time.
  • a rapidly curing, preferably highly viscous, one-component or two-component adhesive is used in the uncured state.
  • a two-component adhesive it is possible to separate the two components from one another until they have penetrated through a thin membrane; or it is possible to store only one of the two components within the double shell and to supply the other component with the penetrating body, which is deliberately guided through the double shell.
  • An adhesive is advantageously used which can produce metal-metal and metal-plastic connections which are as thin as possible, so that foil parts deformed in the manner of a cuff are connected as closely as possible to the penetrating body.
  • Conceivable adhesives of this type are, for example, the adhesives known under the brand names "A + P CYANA", “AGOMET ® F” or “ARALDIT ® ".
  • the sealing material can contain at least one, but advantageously several additional layers of a tough, tear-resistant film, such as, for example, PPE, PET, PTFE, PFA or better a composite film made of one of these plastics and a metal film, such as aluminum or steel film, which extend over the entire inner surface of the self-sealing zone.
  • a tough, tear-resistant film such as, for example, PPE, PET, PTFE, PFA or better a composite film made of one of these plastics and a metal film, such as aluminum or steel film, which extend over the entire inner surface of the self-sealing zone.
  • these foils In the course of penetrating a fastening element, these foils have to be pierced, and overlapping cuff-like deformations form around the penetrating
  • the sealing material can consist entirely of numerous, i.e. at least 5 to 100 layers, a tough tear-resistant film, such as PPE, PET, PTFE, PFA or better a composite film made of one of these plastics and a metal film, such as aluminum or steel foil, each covering the entire inner surface of the self-sealing Zone.
  • a tough tear-resistant film such as PPE, PET, PTFE, PFA or better a composite film made of one of these plastics and a metal film, such as aluminum or steel foil, each covering the entire inner surface of the self-sealing Zone.
  • the two casings are welded together in such a way that a wide double edge and a flat lower side of the auxiliary casing body are created.
  • the zone which contains the highly elastic or permanently viscous material has, for example, a diameter of a few mm to a few cm.
  • auxiliary cover parts are glued or welded to the cover of the VIP to be penetrated with their entire lower side at opposite points, a structure is produced which has the properties of the double cover described above.
  • the principle described can also be improved here by having a negative pressure of, for example, 0.1 bar within the auxiliary casing. In this way, normal air pressure puts the highly elastic or permanently viscous layer under pressure and thus improves the sealing behavior of the same.
  • the highly elastic or permanently viscous material is composed in such a way that it chemically reacts with any penetrating gases such as oxygen or nitrogen and forms a permanently gastight layer.
  • the second option consists of a set of two auxiliary tools aligned with one another so that their centers lie where two opposite surfaces of the VIP are to be pierced, i.e. usually on a normal to the areas of the VIP to be pierced.
  • This type of alignment can be achieved by attaching the two auxiliary tools, for example, to a U-shaped structure, the length of which is so great that they extend to the center of the VIP. At least one of the two auxiliary tools is advantageously displaceable in the vertical direction to the legs of the U-like structure, if necessary by means of spring force or any other adjusting device, so that both auxiliary tools can be snugly pressed tightly against the surfaces of the VIP to be penetrated.
  • At least the first of the two auxiliary tools carries a device with which an essentially cylindrical, full or hollow, gas-tight body can be shot or pressed or rotated through the VIP.
  • Both auxiliary tools are able to apply a layer of quickly hardenable, gastight sealing material after hardening to the respective outer surface of the VIP.
  • the sealing material used must be viscous at the moment of application and later "forever” and it must adhere well, ie gas-tight, to the surface of the VIP envelope and to the surface of the cylindrical body to be carried out.
  • Conceivable materials of this type are suitable, at most metal-filled, very rapidly curing two-component adhesives or one-component adhesives which, for example, cure rapidly at temperatures from 100 ° C.
  • plastics such as PE, etc., which become viscous at temperatures from 100 ° C to a maximum of 200 ° C and remain solid at temperatures of at least 80 ° C. It is also conceivable to use fusible fluoroplastics such as PFA. A metallic material that melts at low temperatures, such as solder, is also conceivable.
  • auxiliary tool is designed in such a way that it can apply an additional gas-tight casing made of a tough plastic that deforms plastically before being torn open onto the rapidly curable layer mentioned. Even better is a metal-plastic composite film that contains a tough plastic that deforms plastically before being torn open.
  • both auxiliary tools apply a sufficiently thick layer of the sealing material and, if necessary, the additional cover to the respective surface of the VIP. Then the penetrating body is guided through the VIP in such a way that both ends protrude at least slightly from the sealing material. Then the sealing material is cured, the auxiliary energy that may be required for this being supplied by the auxiliary tools.
  • the uncured sealing material applied on both sides - if necessary in combination with an additional tough film - is able to form a gas-tight seal with the penetrating body during the penetration process.
  • Negative pressure prevails, which falls slightly below the negative pressure prevailing in the VIP, ie, depending on the design of the VIP, a negative pressure of approx. 10 "4 to 1 mbar. If it is ensured that the immediate surroundings of the body to be guided by the VIP are also below this Is under pressure, or that the body to be carried out is introduced through a suitable sealing "lock" into the evacuated part of the tool, and if the sealing material is additionally hardened before the vacuum in the auxiliary tools is broken, this can be ensured with absolute certainty no gases penetrate inside the VIP.
  • both auxiliary tools can carry a device with which essentially cylindrical bodies which are gas-tight in themselves can be shot into the VIP or through the VIP, or pressed or rotated.
  • the body introduced by the second auxiliary tool must in this case be a hollow body, the inside diameter of which corresponds to the outside diameter of the body introduced by the first auxiliary tool and the length of which is generally somewhat less than the thickness of the VIP.
  • This hollow body can advantageously be coated on its inside with sealing material so that between the outside of the first auxiliary tool and the inside of the second The body introduced into the auxiliary tool ultimately creates a large-area seal.
  • Both bodies that penetrate the VIP can have end plates at their end, which is ultimately outside, which can be connected over a large area to the sealing material previously applied to the outside of the VIP envelope.
  • the two bodies penetrating the VIP have end plates at their end, it is at best possible to dispense with first applying a layer of sealing material to the VIP envelope.
  • the undersides of the head plates must then be coated with a material, such as PE or PFA, that can be welded to the outer layer of the VIP cover, for example by heating.
  • an improvement in the sealing behavior can be achieved by coating the body to be guided by the VIP and / or by assembling the sealing material in such a way that there is a gap between these two sealing partners within a few seconds to minutes permanent, ie sets gas-tight, physical and / or chemical connection with certainty for decades.
  • the task is to provide a method for thermal insulation using VIPs and an overall system that meets at least some of the requirements contained in the detailed catalog of requirements.
  • the solution to this problem can be achieved with an astonishingly simple basic concept: an overlap of two separate VIP layers with minimal VIP material expenditure, possibly coupled with a storm-proof fastening of a cover layer that is independent of the VIP.
  • the use of this simple concept was not necessary and / or was not useful when using conventional thermal insulation materials and was therefore not described for these materials.
  • this concept which is very unusual for the construction sector, can only be found after a systematic analysis of the requirements catalog described above. Accordingly, it has so far not been used, nor has it been described in the patent or specialist literature.
  • An overlap of two independent VIP layers with minimized material expenditure means that a first layer of long, narrow, strip-shaped VIPs is combined with a second layer of VIPs with the largest possible area so that the edges of the large-area VIPs on or under the strip-shaped VIPs come to lie.
  • the width of the long, narrow, strip-shaped VIP is chosen so that, firstly, the resulting overlap width with the large-area VIPs is sufficiently large in terms of heat technology, secondly, the strip-shaped VIPs are as narrow as possible for reasons of material expenditure and thirdly, there is still enough space to to move the large-area VIP a few cm.
  • the large-area VIPs are laid relative to the strip-shaped VIPs so that the joints between the individual strip-shaped VIPs are largely covered by the large-area VIPs.
  • the strip-shaped VIPs can be replaced by conventional insulation materials that are applied in the form of strips and that are as good as possible, taking into account a locally poorer thermal insulation.
  • stripes also cover a large part of the surface to be insulated and, for example, in extreme cases even have similar shapes and dimensions to the large-area VIPs; the attribute "stripes” is not to be interpreted narrowly here and says only that at least edges of the large-area VIP must be covered.
  • a stripe-shaped design in the narrower sense helps to minimize costs.
  • a storm-proof attachment of a cover layer that is independent of the VIP requires, when using the described overlap, that the elements necessary for holding the cover layer are guided around the VIP layers or are passed through them so that external forces acting on the cover layer do not occur via the holding elements transferred to the VIP.
  • the requirements 1 and 2 for time-saving, cost-effective and additionally careful laying of the VIP are met in that the strip-shaped VIP can be applied very quickly to the supporting structure without any space constraint, and that the large-area VIPs also without space constraint, without any space constraints Squeeze and can be attached to the strip-shaped VIP with minimal repositioning of any "edge tabs".
  • the assembly of the VIP can take place in the reverse order, without any complication, ie first the large-area VIP and then the strip-shaped VIP on the outside.
  • the requirement 4 for the possibility of compensating for lateral construction errors is met in that the dimensional sums of the large-area VIPs are a few cm smaller than the dimensions of the areas to be covered, and that the gaps formed between the large-area VIPs are covered or underlaid by the strip-shaped VIPs and that the large-area or strip-shaped VIPs can therefore each be shifted by a few cm.
  • the requirement 5 for a solution to the structural problem areas is met in a mostly sufficient sense by the flat, strip-shaped VIP described. This is because they can be installed in the area of edges and corners so that the narrow side of one of the VIPs is covered by the end of the broadside of the other strip-shaped VIP, which means that a thermal bridge is present, but this is minimized.
  • the strip-shaped VIP can be placed as close as possible to the connection zones, so that the thermal bridge that occurs is also minimized here. If angled, possibly isosceles "strip-shaped" elements are made available for the area of positive and / or negative edges, then these problem areas can be thermally insulated with VIP without any thermal bridges. Also in the area of connection zones, such angled "strips", which are at most unequal-legged for this purpose, can result in a significantly improved thermal insulation effect.
  • the requirement 6 for the broadest usability is met by the very flexible basic principle per se.
  • the desire 7 to use VIP sleeves with a high metal content is largely fulfilled by the overlap principle.
  • the heat conduction path along the envelope is lengthened by a factor of 5 to 10 compared to a butt-to-butt installation. Since the physical relationship between the length of the thermal path and the thickness of the metal layer in the shell corresponds to a linear mathematical law, this means that, with constant heat loss through the shell, the thickness of the metal layer can be increased by this factor 5 to 10.
  • the VIPs can contain zones on their edges and / or in their area, within which the two large-area sides of the VIP are connected to one another by means of additional elements that are tension-resistant and pre-tensioned with a tensile stress of at least 0.1 N / mm. If the large areas in the area of the tensile zones are reinforced by plate - like elements and the two VIP layers are connected to each other in the area of the overlaps at these reinforced points, for example by gluing, and the respective VIP layer with the supporting structure of the building or .
  • this described basic structure of the VIP also offers the possibility of producing very inexpensive composite panels, as requested 12.
  • only two suitable cover plates of the same size have to be connected to the tensile zones of a VIP, which is preferably a few% smaller, for example by gluing.
  • a VIP which is preferably a few% smaller, for example by gluing.
  • the second basic option is to design at least the strip-shaped VIP in such a way that they can be pierced during the assembly process on the building, at least locally, for example with pin-like or screw-like holding elements, without loss of vacuum. If the zones within which such puncturing is permitted are arranged, for example, at suitable intervals along the long central axis of the strip-shaped VIP, this on the one hand enables the two VIP layers to be laid with sufficient overlap; on the other hand, the outer cover layer is attached to the support elements which penetrate the strip-shaped VIP layer, without any frictional connection with the VIP, and thus completely independently of the respective state of the same.
  • the mounting elements used can be purchased standard elements, for example.
  • this type of fastening can also be used in the structural problem areas "positive edge and corner”, “negative edge and corner” and “connection zones” without any modification.
  • this type of VIP structure also allows the cost-effective production of composite panels, as described in the same way as for the first possible solution.
  • Piercing the VIP is preferably made possible by one of the aforementioned principles.
  • the third basic possibility is the use of specially shaped brackets, which are shaped so that they grip around the strip-shaped VIP in their transverse direction and thus the strip-shaped VIP can be attached to the base given by the shell on both sides.
  • these holding elements above the long central axis of the strip-shaped VIP have an externally extending, for example T-shaped element, the longitudinal leg of which has at least the length corresponding to the thickness of the plate-shaped VIP, and on the transverse leg of which the outer cover layer can be fixed.
  • this T-shaped element can be designed in such a way that its length is adjustable and thus the wish 12 is fulfilled.
  • a disadvantage is obvious that such mounting elements must be designed differently for the structural problem areas already mentioned several times so that they can fulfill the task.
  • the gap between the VIPs is used in this second solution only for the purpose of diffusion of water vapor.
  • the gap between the two VIP layers which is to be filled at least partially with conventional insulation material, can therefore be reduced to a thickness of approx. 1 mm, which means that the amount of heat transported through the gap is reduced by a factor of 10.
  • strip-shaped VIPs are made available for the implementation of the desired "thick" lines, which only need to be used exactly where "thick” lines are necessary.
  • These special strip-shaped VIPs must have one or more zones, advantageously located approximately on the long central axis of the VIP, which guarantee approximately full vacuum thermal insulation until the point of penetration. At any later point in time, these zones can be penetrated with a "thick" line without the vacuum being lost in the rest of the VIP.
  • the inside of the tubular or coil-shaped element is initially filled with the core material of the VIP and was also evacuated during the evacuation of the VIP, the almost full thermal insulation effect is guaranteed in the area of this implementation. If, at any later time, the VIP is pierced in the area of the interior of the tube, the thermal insulation in the area of the tube is lost, but remains in the rest of the VIP.
  • Fig. 1 cross section of basic versions of VIP, which have internal, penetrable auxiliary body.
  • FIG. 2 cross section of a basic embodiment of a VIP composite panel.
  • FIG. 3 cross sections of basic versions of VIP, which have a self-sealing double skin locally or over a large area.
  • FIG. 4 cross sections of a basic embodiment of an auxiliary body for penetration of VIP
  • FIG. 5 cross section of a basic embodiment of a self-sealing double shell part, which can be subsequently applied to a VIP at any point.
  • FIG. 6 schematic diagram of an auxiliary device for the penetration of VIP
  • FIG. 7 schematic diagram of a further auxiliary device for penetrating VIP
  • Fig. 8 A perspective sketch of the principle of overlap with minimized material, with adaptability to lateral construction defects and with the possibility of independent attachment of a cover layer
  • Fig. 10 The principle of an execution of VIP with foil-like covers and with tensile zones
  • Fig. 11 Basic design options of the strip-shaped VIP holders for fastening a cover layer independently of the VIP
  • FIG. 12 Sketch to illustrate a VIP overlap principle which allows the passage of lines and which is permeable to water vapor Fig. 13 cross section of the basic structure of a simple VIP composite panel
  • Fig. La shows a basic structure, which allows the implementation of relatively small-sized objects, such as fasteners, so nails, screws, etc.
  • elements (13a) for example, which are constructed in a coil-like manner and are gas-tight in themselves, are integrated into the VIP (10a) at the desired locations.
  • the coil-like element can be hollow on the inside, as shown, but it can also be full if easily pierceable materials are used.
  • the coil-like, gas-tight elements (13a) are first introduced into the core (12a) of the VIP (10a) at the desired locations.
  • the core (12a) with the filled coil-like elements (13c) is surrounded in a vacuum with the, for example, film-like sheath (11a), the sheath is welded on all sides and additionally with all existing head plates and base plates of the coil-like elements over their entire surface, for example by an adhesive bond (14a) is connected gastight.
  • Fig. Lb shows a slightly modified variant of la.
  • the coil-like element is always hollow and its inner surface is thickly coated with a viscous sealing material (15b), which forms a large-area seal with an object which is carried out later and at most when air molecules penetrate, i.e. under the influence of oxygen or nitrogen.
  • Fig. Lc shows a variant that allows the implementation of relatively large-sized objects, such as water pipes with a large outside diameter or like "spies" in doors.
  • elements (13c) with an inner diameter of 1 mm to 10 cm are integrated into the VIP (10c) at the desired locations, for example in principle in a coil-like manner and are gas-tight in themselves. So that the film-like sheath (11c) over the large interior (15c) of the coil-like element (13c) does not tear after the evacuation of the VIP, the latter must be filled if it has a diameter of approx. 1 cm and larger, which preferably happens with the same material that is used in the rest of the VIP as core material (12c).
  • the material and the wall thickness of the coil-like elements are selected so that only an overall negligible heat conduction occurs along the element and that the element is inherently gas-tight. This can be ensured, for example, by means of a thin-walled steel element or by means of a, if necessary metal-coated, if necessary fiber-reinforced, correspondingly thick-walled plastic element.
  • Suitable plastics are, for example, PET or one from the group of fluoroplastics such as PTFE, PFA, etc.
  • VIP (10a, b, c) which can initially be installed as a completely "normal” VIP and have no disadvantages in terms of heat technology.
  • the VIP envelope (lla, b, c) above the coil-like element (13a, b, c) can be opened and the inside of the coil-like element (13a, b, c) can be pierced with the desired object.
  • the resulting thermal weak point is of course limited to the inner diameter of the coil-like element (13a, b, c).
  • FIG. 2 illustrates the basic structure of such a composite panel, in which a VIP (20) with coil-like hollow elements (23) is used, which is integrated into the core material (22) of the VIP (20) and on its head or base surface with the sheath (21) are connected in a gas-tight manner.
  • a VIP (20) with coil-like hollow elements (23) is used, which is integrated into the core material (22) of the VIP (20) and on its head or base surface with the sheath (21) are connected in a gas-tight manner.
  • the plates (24) are located on the two large areas of the VIP.
  • the plates (24) can be made of steel, aluminum, glass or wood, for example, although of course they do not both have to be made of the same material.
  • the fixed plates are connected, for example by gluing or welding or soldering, to tensile bodies (25) which penetrate the coil-like bodies (23) in the longitudinal direction.
  • the tensile bodies (25) have a diameter that is at least a few mm smaller than the inner diameter of the coil-like bodies (23). This game ensures that if the thermal expansion of the two fixed plates differs, no, or at least negligible, stresses are not transferred to the VIP.
  • the remaining cavity of the coil-like elements (23) can be filled with a permanently elastic material (26), such as silicone.
  • the lateral dimensions of the fixed plates (24) can be somewhat larger than that of the VIP (20), which means that the cover (21) of the VIP (20), which is relatively easily vulnerable, is protected in the simplest way from damage. Additional protection can optionally be achieved by introducing a, preferably permanently elastic, protective material (27), for example silicone adhesive, between the protruding surface portions of the solid plates (24).
  • a, preferably permanently elastic, protective material (27) for example silicone adhesive
  • FIG. 3a shows the basic structure of a panel-like VIP (30a) with a pressure-resistant core material (32a) and a film-like cover (31a) and with local zones with self-sealing double cover (33a) arranged in pairs on opposite surfaces of the VIP.
  • These self-sealing zones (33a) are attached in the course of the production of the VIP at the locations where the VIP (30a) is to be penetrated during use, for example with fastening elements such as nails, screws, etc. So that this can be done without great effort and without errors, the diameters of the self-sealing zones (33a) must preferably be a multiple of the diameter of the elements penetrating the VIP, for example 1 cm to 20 cm and preferably 2 cm to 5 cm.
  • Figure 3b shows the basic structure of a panel-VIP (30b) having a pressure-resistant core material (32b) and a foil-like sheath (31b) and having an at least over both major surfaces of the VIP (30b) "extending sebstêtnden double casing (33b).
  • the double sheath (33b) can only reach around the edge of the VIP (30b) with its wrapping film (35b) as shown in Fig. 3b on the left (36), or it can with its wrapping film (as shown in Fig. 3b on the right (37) 35b) and the additional sealing material (34b) completely envelop the VIP (30b).
  • first (31a, b) and the second (35a, b) shell is, for example, a commercially available composite film made of several thin layers of aluminum and PET with two cover layers PE, which ensure weldability, or it is a composite of a relatively thick, ie 0.01 to 0.1 mm thick, aluminum foil with two cover layers PE.
  • plastics from the group of fluoroplastics such as PTFE, PFA, PCTFE etc.
  • All the types of composite film mentioned, and many other films suitable for the present case, can be obtained, for example, from Covexx, Walsrode, Germany.
  • An adhesive is advantageously used which can produce metal-metal and metal-plastic connections which are as thin as possible, so that cuff-like deformed film parts are connected as closely as possible to the penetrating body.
  • Conceivable adhesives of this type are, for example, the adhesives known under the brand names "A + P CYANA", “AGOMET ® F” or “ARALDIT ® ".
  • the gas tightness of the critical shortest diffusion path that arises in this way directly along the penetrating body is a linear function of the pressure difference, the sealing material and the length of the diffusion path. It is therefore advantageous to make the diffusion path, ie the thickness of the sealing material, as large as possible. For reasons of the applicability of the VIP, the thickness of the sealing material (34a, b) of 1 mm to 10 mm will be limited in practice.
  • the sealing material (34a, b) can have at least one, but advantageously several additional layers of a tough tear-resistant film, such as PET, PTFE, PFA or better a composite film made from one of these plastics and a metal film, such as aluminum or steel foil, include, each extending over the entire inner surface of the self-sealing zone (33a, b).
  • a tough tear-resistant film such as PET, PTFE, PFA or better a composite film made from one of these plastics and a metal film, such as aluminum or steel foil, include, each extending over the entire inner surface of the self-sealing zone (33a, b).
  • These additional foils are not shown in FIGS. 3a and 3b for reasons of clarity. In the course of penetrating a fastening element, these foils have to be pierced and overlapping cuff-like deformations form around the penetrating body, which additionally act as seals.
  • the sealing material (34a, b) can consist entirely of numerous, i.e. at least 5 to 100 layers, a tough tear-resistant film, such as PET, PTFE, PFA or better a composite film made of one of these plastics and a metal film, such as aluminum or steel film, each covering the entire inner surface of the self-sealing zone ( 33a, b) extend.
  • a tough tear-resistant film such as PET, PTFE, PFA or better a composite film made of one of these plastics and a metal film, such as aluminum or steel film, each covering the entire inner surface of the self-sealing zone ( 33a, b) extend.
  • Envelope film a negative pressure
  • the sealing material (34a, b) and any existing cuff-like over the relative overpressure then generated by the air pressure deformable sealing foils are pressed very quickly and very closely onto a penetrating body.
  • This vacuum can be in the so-called rough vacuum range, i.e. between 1 and 100 mbar, in order to fully fulfill this task. It is ensured in a simple manner, for example, in such a way that the welding of the first (31a, b) and the second (35a, b) wrapping film takes place in a vacuum chamber in which the required negative pressure prevails.
  • FIG. 4 shows the principle of a penetration body with which a VIP constructed according to FIG. 3 can be penetrated at the locations where a self-sealing double shell is present in such a way that the desired negative pressure inside the VIP can be guaranteed for decades.
  • such a penetration body consists of two partial bodies (40) or (44), which essentially consist of a cylindrical shaft (42) or (46) and a head plate (41) or (45) are.
  • the partial bodies are For example, made from a relatively poorly heat-conducting metal, such as stainless steel, or from a fiber-reinforced, possibly metal-coated, plastic.
  • the first of the two partial bodies (40) can, as shown, be completely full or, as shown in FIG. 4c, can be hollow.
  • the second part body (44) must have a hollow area, the inside diameter having to be so large that the shaft of the first part body (42) can be accommodated therein.
  • the length of the shafts (42, 46) is correspondingly fig. 4b, advantageously in each case somewhat shorter than the thickness of the VIP (49) to be pierced, that is to say generally 0.5 cm to 5 cm.
  • a gas-tight opening is created by the VIP, through which bodies such as nails, screws, electrical cables, etc. can be carried out at any later time.
  • the length of the shafts (42, 46) according to FIG. 4b can in each case be somewhat shorter than the thickness of the VIP (49) to be pierced, that is to say generally 0.5 cm up to 5cm.
  • a tensile connection of the two head plates (41, 45) is formed, on which, at any later point in time, for example, bar or plate-shaped elements, for example can be attached by gluing, soldering or welding.
  • the shaft (42), as shown in FIG. 4d) significantly longer than the thickness of the VIP (49).
  • the shaft at least in its end region, carries a fastening element, such as a threaded piece.
  • a fastening element such as a threaded piece.
  • an additional fastening element such as a threaded piece, can be present on the head plate of such an element.
  • the two head plates (41, 45) are coated on their side facing the shaft with a weldable layer (43, 48) which, for example under the influence of heat, can be connected gas-tight to the outer layer of the shell of the VIP to be penetrated. Since the (composite) film-like VIP sleeves that are currently commercially available generally have PE as the outermost layer, it is generally advantageous if the weldable layer also consists of PE.
  • the inner wall surface of the second partial body (44) is also coated with a weldable layer 47, advantageously also generally made of PE.
  • the thickness of this layer is dimensioned such that the shaft (42) of the first part body (40) is pressed hard against the weldable layer (47) when it is passed through the inner cavity of the second part body (44).
  • the desired additional sealing effect is achieved, as shown in Fig. 4b, by the two partial bodies (40, 44) being guided through the VIP (49) in such a way that they penetrate each other concentrically and that their head plates (41, 45) with the The respective weldable layers (43, 48) lie snugly on the cover of the VIP (49). Subsequent heating of the two partial bodies (40, 44) to a temperature just above the softening point of the weldable material (43, 48, 47) ensures that a connection between the VIP cover and the two Head plates and between the concentrically penetrating partial bodies (40, 44), which can be considered gas-tight for decades.
  • penetrate concentrically in this context does not necessarily mean that the bodies must be point-symmetrical or even round in cross-section around a common center. Rather, they can have any shape, one of the second bodies at least in regions over an outer surface of the first Partial body must be slipable, so that there is a sealing contact surface, (“sealing” means that the surface should include at least one closed curve running the outer surface of the partial body.)
  • the layers of the two partial bodies that lie against one another have weldable layers on; but they can equally well be connected in a gas-tight manner in another way, for example by gluing, soldering, a form fit, etc.
  • the longest possible diffusion through the weldable material (43, 48) should be available. This is achieved by a sufficiently large diameter of the head plates (41, 45), which is therefore at least 1 cm larger than the outer diameter of the shafts (42, 46).
  • the inner partial body can also be somewhat longer and have a rivet-like deformable end that can be gas-tightly connected to the head plate of the second partial body, that is to say, for example, addressable.
  • the shaft of the second part of the body can even be dispensed with if the gas tightness of the fit is very good; This can then be designed, for example, as a disk with an opening for the rivet-like end of the first part of the body.
  • FIG. 5 shows a basic cross section of an independent self-sealing envelope element (50) which can be subsequently applied to any VIP at any point.
  • an independent self-sealing envelope element (50) which can be subsequently applied to any VIP at any point.
  • it will make sense to apply two such self-sealing enveloping elements (50) at opposite points of the VIP to be penetrated.
  • the independent self-sealing envelope element (50) consists of an upper and a lower envelope film (51 and 53) between which a sealing material (52) is enclosed and which are connected to one another over a large area and thus in a gas-tight manner, for example by welding (54).
  • the lower foil (53) When connecting the two foils, it is ensured that the lower foil (53) remains as flat as possible. This is necessary so that the independent self-sealing envelope element (50) can be subsequently applied to a VIP, for example by gluing or welding.
  • the flatness of the lower film (53) can be ensured in a simple manner, for example, by first placing the lower film (53) on a flat plate, then applying the sealing material (52) and finally placing the upper film (51) , is pressed onto the lower film (53) with an appropriate hold-down device and is welded there.
  • the upper (51) and the lower (53) film is, for example, a commercially available composite film made of several thin layers of aluminum and PET or PTFE with two cover layers PE or PFA that ensure weldability, but it can also be a composite of a relatively thick, ie 0.01 to 0.1 mm thick, aluminum foil with two cover layers PE or PFA.
  • the types of composite film mentioned, and many other films suitable for the present case, can be obtained, for example, from Covexx, Walsrode, Germany.
  • the sealing material (52) is, for example, a permanently viscous material with a high viscosity, such as a suitable silicone, which, in the event of penetration, clings closely to the penetrating body.
  • the gas tightness of the critical shortest diffusion path that arises in this way directly along the penetrating body is a linear function of the pressure difference, the sealing material and the length of the diffusion path. It is therefore advantageous to use the diffusion path, i.e. to make the thickness of the sealing material as large as possible.
  • the thickness of the sealing material (52) of 1 mm to 10 mm will be limited in practice.
  • a rapidly curing, preferably highly viscous, one-component or two-component adhesive is used in the uncured state. If a two-component adhesive is used, it is possible to separate the two components from one another until penetration through a thin membrane; or it is possible to store only one of the two components within the double shell and to supply the other component with the penetrating body, which is deliberately guided through the double shell.
  • an adhesive is used which is as thin as possible metal-metal and metal Plastic can produce connections so that pre-cuffed film parts are connected as closely as possible to the penetrating body.
  • Conceivable adhesives of this type are, for example, the adhesives known under the brand names "A + P CYANA", "AGOMET ® F" or "ARALDIT ® ".
  • the sealing material (52) can contain at least one, but advantageously several additional layers of a tough, tear-resistant film, such as PET, PTFE, PFA or better a composite film made of one of these plastics and a metal film, such as aluminum or steel film, which each extend over the entire inner surface of the self-sealing zone (52).
  • additional foils are not shown in FIG. 5 for reasons of clarity. In the course of penetrating a fastening element, these foils have to be pierced and overlapping cuff-like deformations form around the penetrating body, which additionally act as seals.
  • the sealing material (52) can consist entirely of numerous, i.e. at least 5 to 100 layers, a tough tear-resistant film, such as PET, PTFE, PFA or better a composite film made of one of these plastics and a metal film, such as aluminum or steel film, each covering the entire inner surface of the self-sealing zone ( 52) extend.
  • a tough tear-resistant film such as PET, PTFE, PFA or better a composite film made of one of these plastics and a metal film, such as aluminum or steel film, each covering the entire inner surface of the self-sealing zone ( 52) extend.
  • the sealing material (52) and / or any existing cuff-like deformable sealing films very quickly and very closely to a penetrating body via the relative excess pressure then generated by the air pressure presses.
  • This vacuum can be in the so-called rough vacuum range, i.e. between 1 and 100 mbar, in order to fully fulfill this task. He's going to simple way, for example, ensures that the welding of the upper (51) and lower (53) foils takes place in a vacuum chamber in which the required negative pressure prevails.
  • FIG. 6 shows the principle of an auxiliary tool with which any VIP (60) that is not necessarily prepared to be pierced from the start can be pierced at any point with a special body (62) in such a way that no vacuum loss in the VIP ( 60) occurs.
  • the special penetrating body (62) can, for example, be a nail-like structure, at most with a threaded rear end.
  • the auxiliary tool essentially consists of two chambers (63a, 64a) open on one side, each with a more or less long columnar hollow element (63b, 64b). At least one of the two units (63 or 64) can be moved in the vertical direction to the VIP (60), which ensures that the two chambers (63a, 64a) that are open on one side are pressed tightly against the envelope of the VIP (60).
  • the two chambers (63a, 64a) on two opposite sides of the VIP (60) are exactly aligned with each other, they are advantageously attached to a U-shaped element (65).
  • the leg length of this U-like element (65) is advantageously somewhat more than at least half the width of the VIP (60).
  • a pressurized storage container (66a), or a similar device can via a valve (66b) and the like Pressure lines (66c) sealing material (61) are pressed into the two chambers (63a, 64a).
  • the penetrating special body (62) is pushed through the sealing material (61) and the VIP (60), for example by means of a piston-shaped hammer element (63c).
  • the drive required for this is shown in FIG. 6 as a tensioned spring (63d).
  • an electric, pneumatic or hydraulic drive can also be used.
  • the sealing material is hardened and the chambers (63a, 64a) are moved apart and removed.
  • the sealing material (61) used must be at least viscous at the time of pressing. Later it must be cured so that it forms a gas-tight seal around the penetrating body (62).
  • Suitable materials with these properties can be detachable plastics such as PET or PMMA, which are subsequently solidified by heating the solvent.
  • a thick layer of the order of magnitude of at least a few mm to a few cm must be applied so that a sufficiently long diffusion path through the sealing material is achieved.
  • plastics from the family of fluoroplastics, for example PTFE, PFA or PCTFE, which also have excellent temperature, ultraviolet and chemical stability.
  • PTFE poly(ethylene terephthalate)
  • PCTFE poly(ethylene terephthalate)
  • These plastics are used for the present case advantageously liquefied by heating and then quickly cooled and hardened, for example by flooding the remaining chamber volume with a cold liquid such as water or cold air. Thicknesses of 1 mm to 5 mm are sufficient for these plastics.
  • an inorganic, gas-tight sealing material even in layers of less than a mm thick, such as water glass or a glass solder that is liquid at temperatures as low as possible.
  • metals with a low melting temperature for example lead or tin, can also be used.
  • the sealing material Since it must be assumed in individual cases that the sealing material does not yet have sufficient gas tightness in the liquid state, it is advantageous to provide a means for evacuating the chambers (63a, 64a) and the columnar elements (63b, 64b) , This can be done in a simple manner by connecting the two hollow bodies (63, 64) to a vacuum pump (67a) via valves (67b) and corresponding gas-tight lines (67c). In addition, it is advantageous to provide the two chambers (63a, 64a) on their edges touching the VIP (60) with sealing lips (not shown in FIG. 6). If the two hollow bodies (63, 64) are evacuated before the penetration of the penetrating body (62), the sealing material (61) can harden completely before it has to perform its sealing function.
  • the penetrating body (62) is carried out by the VIP (60) before the chambers (63a, 64a) are filled with sealing material (61).
  • This changed process has the advantage that multilayer sealing systems are built where each layer can be cured first before the next one is applied.
  • independent filling systems (66) it is possible, for example, to apply extremely gas-tight plastic-metal sealing systems.
  • a layer of a relatively heat-resistant plastic, such as PTFE or PFA is first applied and cured.
  • a layer of a metal that melts at low temperatures, such as lead or tin which is then, if necessary, coated again with a protective layer of a suitable plastic such as PE, PET, PFA, etc.
  • FIG. 7 shows the principle of another auxiliary tool, with which any VIP (70) not necessarily prepared for piercing from the outset at any point, with two, according to FIG. 5, principally nail-shaped bodies (72, 73), with full or hollow ones Shafts (72a, 73a) and with head plates (72b, 73b) can be pierced that no loss of vacuum occurs in the VIP (70).
  • the head plates (72b, 73b) are coated on their side facing the shafts (72a, 73a) with a thin layer of meltable plastic, for example with PE or PFA.
  • the auxiliary tool essentially consists of two chambers (74a, 75a) that are open on one side. At least one of the two chambers (74a or 75a) can be moved in the vertical direction to the VIP (70), with which a tight pressing of the two chambers (74a, 75a), which are open on one side, against the envelope of the VIP (70) can be ensured.
  • the two chambers (74a, 75a) on two opposite sides of the VIP (70) are exactly aligned with each other, they are advantageously on a U- shaped element (76) attached.
  • the leg length of this U-like element (76) is advantageously slightly more than at least half the width of the VIP (70).
  • the two chambers (63a, 64a) are evacuated.
  • the penetrating bodies (72, 73) for example by means of piston-shaped hammer elements (74b, 75b), which are designed so that they exactly guide the head plates (72b, 73b) of the penetrating bodies (72, 73), by the VIP ( 70) encountered.
  • the drives required for this are shown in FIG. 7 as tensioned springs (74c, 75c). Electric, pneumatic or hydraulic drives can of course also be used.
  • the two penetrating bodies (72, 73) are pushed through the VIP (70) so that their shafts (72a, 73a) penetrate concentrically and that their head plates (72b, 73b) or the two weldable layers (71) fill up the envelope of the VIP (70) can be pressed on.
  • the weldable layers (71) are then welded to the cover of the VIP (70). If it is ensured that the resulting connecting layer is thin, for example in the order of magnitude of 0.1 mm, and if it is further ensured that an all-round welding that is as large as possible occurs, there is a sufficiently gas-tight connection for decades.
  • Fig. 8 illustrates the principle of an overlap of VIP with minimized material expenditure.
  • strip-shaped VIPs (111) which cross in two directions are fastened, for example by gluing.
  • the distance between these strip-shaped VIPs (111) is chosen so that it corresponds in both directions to the dimension of the large-area VIPs (112) to be installed later, minus twice the minimum overlap width (Umin) plus twice the desired displacement path (v).
  • the minimum width of the strip-shaped VIP corresponds to twice the minimum overlap width (Ümin) plus twice the desired displacement path (v). As explained above, this results in a width of approx. 15 cm for compliance with the so-called Minergie standard, and approx. 30 cm for compliance with the Passive House standard.
  • the large-area VIPs (112) are fastened to this "network" of strip-like VIPs (111), for example by gluing, in such a way that the minimum overlap width (Umin), which is at most marked on the strip-like VIPs (111), is never exceeded.
  • Umin minimum overlap width
  • An adaptation to dimensional inaccuracies of the structural base (110) is easily possible by moving the large-area VIP (112) within the maximum displacement path (v).
  • a layer of a preferably soft, for example 0.5 mm to 50 mm, preferably 1 mm to 10 mm thick layer can be placed between the strip-shaped VIP (111) and the large-area VIP (112).
  • conventional thermal insulation means (113) such as glass wool, for example.
  • the closed space (14) created "below” the large-area VIP (112) is generally not filled, so that it only contains standing air and so as additional thermal insulation works. If necessary, it can also be filled with any material.
  • mounting elements (116) which pierce the strip-shaped VIP (111) at regular intervals, is outlined in FIG. 1. These mounting elements are fastened to the supporting base plate (110), for example, by shooting in or by screws.
  • the top surface is shaped in such a way that cover elements (115) can be attached, for example by screwing or snapping.
  • the cover elements (115) can be directly plate-shaped elements, but they can also be designed in the form of strip-shaped auxiliary elements which then have to hold the actual cover.
  • the spacing of the mounting elements (116) is selected such that a sufficient number of mounting points are created for the secure fastening of the cover elements (115).
  • the distance between the head surface of the mounting elements (116) and the supporting base plate (110) can be adjusted by screwing the mounting elements (116) in by screwing them in more or less. If the mounting elements (116) are fastened to the base plate (110) by shooting in or by gluing, they are advantageously designed in two parts.
  • Fig. 9 shows tabular overviews of the basic structures of building envelopes, the thermal insulation of which is realized by means of VIP, which are laid according to the overlap principle with minimal material expenditure.
  • the attachment of a cover layer, which is independent of the VIP, is shown in all cases, the principle of mounting elements which penetrate the strip-shaped VIP being used in the illustrations. Without any However, the generality of the statement could also be restricted to the principle of tensile zones within the VIP or to mounting elements which encompass the strip-shaped VIP.
  • Fig. 9b shows for the roof types “cold or warm pitched roof” and "flat roof with visible or with hidden roof edge” the transitions from wall to roof and the thermal insulation of the roof.
  • Fig. 10 illustrates the principle of VIP with internal tensile zones.
  • 10a shows the cross section of a basic construction possibility of a strip-shaped VIP (130a) with tensile elements (133) on both sides of the long one
  • the tensile elements (133) have an approximately circular or square head plate (133b) of approximately 1 cm to 5 cm in diameter and a corresponding base plate (133c) which are connected to one another by a tensile web (133a).
  • the material of the tensile elements (133) is, for example, steel or fiber-reinforced plastic or a thermoset.
  • the web (133a) only has to have the necessary tensile strength of approx. 0.2 N / mm2 and does not have to be resistant to bending.
  • the necessary flexural strength of the entire structure is given by the pressure-resistant core (132) of the VIP.
  • the tensile elements (133) are first introduced into the core (132) of the VIP (130a) at the desired locations.
  • the core (132) with the tensile elements (133) is then vacuum-encased with the, for example, film-like sheath, the sheath is welded on all sides and connected to all the existing top plates (133b) and base plates (133c) over their entire area, for example by adhesive bonding ,
  • FIG. 10b shows the cross section of another basic construction option of a strip-shaped VIP (130b) with tensile elements (134) along the long central axis of the VIP (130a).
  • the tensile elements (134) have an approximately circular or square head plate (134b) of approximately 1 cm to 10 cm in diameter and a corresponding base plate (134c), which are connected to one another by four pure tensile elements (134a) running in the spatial diagonals.
  • the material of the head and base plate (134b and c) is, for example, steel or fiber-reinforced plastic or a thermoset.
  • the tensile elements (134a) are designed, for example, as a steel rope or as a rope made of textile fibers.
  • the manufacturing process of the VIP (130b) is the same as that of the VIP (130a).
  • FIG. 10c shows the cross section of a basic structure of a large-area VIP (130c) with tensile elements (133) in its edge zones.
  • the tensile elements (133) in Fig. 10c are constructed according to Fig. 10a, but they could be without any restriction can also be constructed according to FIG. 10b.
  • the manufacturing process of the VIP (130c) is the same as that of the VIP (130a).
  • Fig. 10d illustrates the principle of the interaction of the VIP structures (130a and 130c) discussed above with a structural base (139) and a cover (138).
  • the strip-shaped VIPs (130a or 130b) are connected to the structural base (139) in a tensile manner, for example by means of an adhesive (135) in the region of the base plates (133c or 134c) of the tensile elements (133 or 134).
  • the area of the head plates (133b or 134b) of the tensile elements (133 or 134) of the strip-shaped VIP (130a) is bonded (136) to the area of the bass panels of the tensile elements (133 or 134) of the large-area VIP (130c ) connected.
  • the area of the head plates of the tensile elements (133 or 134) of the large-area VIP (130c) is connected to the desired cover elements (138), for example by a further adhesive bond (137).
  • the interplay of the chain of interconnected tensile elements (133 or 134) and the pressure-resistant cores (132) of the VIP creates a tensile, compressive and shear-resistant structure which, with appropriate design of the tensile elements (133 or 134) , can withstand all storm forces and does not lose its strength even if the VIP should lose their vacuum.
  • the large-area VIPs (130c) can each have a few cm relative to the strip-shaped VIPs without losing the strength of the resulting connections (130a or 130b) are shifted, which ensures compensation for lateral structural errors.
  • FIG 11 illustrates the basic design of the overlap principle with minimized material expenditure while at the same time being independent of the VIP, storm-proof fastening of cover elements using special, strip-shaped VIP holding elements.
  • FIG. 11a shows the perspective cross section of a corresponding basic structure somewhere within the wall surface.
  • Specific mounting elements (140) are connected to the structural base plate (141), for example by gluing, screwing or shooting.
  • the mounting elements have a basically U-shaped base (140a) with a vertical web (140b) located centrally on the base, which carries a head element (140c).
  • the web (140b) can be designed in such a way that it contains a separation point which allows the head element (140c) to be applied subsequently and additionally allows the distance between the head element (140c) and the U-shaped base (140a) to be adjusted.
  • the dimensions of the mounting elements (140) are selected so that firstly the strip-shaped VIP (142) can be inserted between the U-shaped base (140a) and the structural base plate (141) and secondly that the large-area VIP (143) above the U -shaped base element (140a) can be pushed under the head element (140c).
  • the head element (140c) is designed in such a way that the cover elements (144) can be fastened thereon, for example by screwing and gluing.
  • a gap of the thickness of the U-shaped base (140a) of the mounting element is imperative. So that this gap does not become a cold bridge, it must be ensured that it is essentially filled with standing air.
  • a strip of flexible conventional thermal insulation material (135) For example, light glass wool is inserted in such a way that this strip (135) is more or less pressed together by the large-area VIPs.
  • FIG. 4b shows a mounting element with which the overlapping VIPs (142 and 143) can be guided around a positive edge
  • FIG. 11c shows a mounting element for a negative edge
  • Fig. Lld and Fig. Lle show corresponding support elements for pushing against a positive edge or a negative edge.
  • Fig. 12 illustrates a basic design of the overlap principle with a minimal amount of material, which allows inexpensive implementation of electrical and other lines with similar diameters and which also has a permeability to water vapor.
  • the strip-shaped VIP (151) and the large-area VIP (153) there is, for example, a 0.5 mm to 50 mm, preferably 1 mm to 10 mm, thick layer of a, preferably soft, conventional thermal insulation agent (152), such as glass wool, for example. arranged which in primarily ensures that, despite the distance between the two VIP layers (151 and 153), standing air is available as additional insulation material in the space between the large-area VIP (153) and the structural base (150).
  • a thermal insulation agent such as glass wool
  • the additional layer of conventional insulation material (152) can easily be penetrated with the desired lines (155) and, if an open-cell insulation material, such as glass wool, is chosen, it is also permeable to water vapor (156). If permeability to water vapor is to be avoided - which can be useful if the cover layer (154) is essentially plaster - a closed-cell insulation material, such as XPS, must be used as an additional intermediate layer (152).
  • FIG. 12 The holding of the outer cover layer (154) by means of holding elements which pierce the strip-shaped VIP (151) is indicated in FIG. 12.
  • Corresponding intermediate layers can of course also be implemented in the two other embodiments illustrated in FIGS. 10 and 11.
  • an additional tensile and bending-resistant element with a corresponding thickness as the additional one must be created to generate a corresponding distance between the strip-shaped (130a or 130b) and large-area (130c) VIP conventional insulation layer (152) and with a diameter that that of the head or base plate (133b or 133c) of the tensile elements (133) corresponds to be introduced at the location of the adhesive bond (137), for example by adhesive bonding.
  • FIG. 13 illustrates the basic structure of an easy-to-manufacture composite panel using a VIP (160) with tensile elements (163), which are integrated into the core material (162) of the VIP (160) and with the shell ( 161) are connected in a tensile manner.
  • the VIP On the two large areas of the VIP are, for example by means of a, preferably permanently elastic, adhesive (165), the area of which is that of the head or.
  • Base plate corresponds to the tensile elements (163), fixed plates (164) applied.
  • the plates (164) can be made of steel, aluminum, glass or wood, for example, although of course they do not both have to be made of the same material.
  • the lateral sides of the fixed plates (164) can be somewhat larger than the VIP (160), which means that the cover (161) of the VIP (160), which is relatively easily vulnerable, is protected in the simplest way from damage.
  • the vacuum insulation panel (VIP) with a gas-tight envelope and an open-pore, evacuated core located within the envelope is distinguished by the fact that it is constructed in such a way that it can be located at any point or can be partially or completely penetrated at individual defined points without loss of vacuum.
  • This can be accomplished by gas-tight auxiliary bodies which are installed in such a way that surfaces of the auxiliary bodies can be connected in a gas-tight manner to two opposite sides of the gas-tight envelope of the VIP.
  • the gas-tight envelope can be formed at least in regions as a double envelope with two enveloping foils and a sealing material lying between them, so that a sealing surface surrounding the penetrating body is formed during the penetration.
  • Other alternatives include the penetration of any VIPs through special penetration bodies consisting of a pair of partial bodies which have shafts with which they penetrate each other concentrically and can be connected to one another in a gastight manner.
  • the invention also includes a method for thermal bridge-minimized thermal insulation of large-volume bodies by means of VIP, in that a layer of insulation bodies laid in strips is superimposed or underlaid with a layer of large-area VIPs.
  • Penetrable or penetrated VIPs are particularly suitable as strip-shaped insulation bodies or as large-area VIPs, since the attachment of an outer cover is made possible in a satisfactory manner.

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Abstract

Der Vakuum-Isolations-Paneel (VIP) mit gasdichter Hülle und innerhalb der Hülle befindlichen, offenporigen, evakuierten Kern zeichnet sich dadurch aus, dass dieser so aufgebaut ist, dass er an beliebigen Stellen oder an einzelnen definierten Stellen ohne Verlust des Vakuums teilweise oder vollständig durchdrungen werden kann. Dies kann durch in sich gasdichte Hilfskörper bewerkstelligt sein, die so eingebaut sind, dass Oberflächen der Hilfskörper mit zwei sich gegenüberliegenden Seiten der gasdichten Hülle des VIP gasdicht verbindbar sind. Alternativ dazu kann gasdichte Hülle mindestens bereichsweise als doppelte Hülle mit zwei Hüllfolien und einem dazwischen liegenden Dichtungsmaterial ausgebildet sein, so dass sich bei der Durchdringung eine den durchdringenden Körper umgebende Dichtungsfläche bildet. Weitere Alternativen beinhalten das Durchdringen von beliebigen VIPs durch spezielle Durchdringungskörper bestehend aus einem Paar von Teilkörpern, die Schäfte aufweisen, mit welchen sie sich gegenseitig konzentrisch durchdringen und miteinander gasdicht verbunden werden können. Die Erfindung beinhaltet auch ein Verfahren zur kältebrücken-minimierten Wärmedämmung grossvolumiger Körper mittels VIP, indem eine streifenförmig verlegte Lage von Isolationskörpern über- oder unterlagert wird mit einer Lage von grossflächigen VIP. Als streifenförmige Isolationskörper oder als grossflächige VIP sind insbesondere durchdringbare bzw. durchdrungene VIPs geeignet, da das Anbringen einer äusseren Abdeckung auf befriedigende Weise ermöglicht wird.

Description

VAKUUM-ISOLATIONS-PANEEL, VERFAHREN ZUR WÄRMEDÄMMUNG VON OBJEKTEN SOWIE HILFSMITTEL
DAFÜR
Die Erfindung betrifft. Vakuum-Isolations-Paneele (VIPs).
Vakuum-Isolations-Paneele (VIP) bieten ein enormes Potenzial zur hochwirksamen Wärmedämmung in unterschiedlichsten Anwendungsbereichen wie beispielsweise bei Fahrzeugen zum Transport von Waren mit gekühlten oder beheizten Warenbehältern, bei grossräumigen zu beheizenden Transportmitteln für Personen und bei Gebäuden jeglicher Art.
Der Vorteil von VIP gegenüber konventionellen Wärmedämmmitteln, wie beispielsweise Mineralwolle, besteht darin, dass VIP je nach Bauweise eine fünf bis zu fünzigmal geringere Wärmeleitung aufweisen, was bedeutet, dass bei gleich guter Wärmedämmfähigkeit eine mit VIP wärmegedämmte Hülle wesentlich dünner und platzsparender ausgeführt werden kann.
Alle heute am Markt erhältlichen oder aus der Fach- bzw. der Patentliteratur bekannten Vakuum-Isolations-Paneele (VIP) sind prinzipiell so aufgebaut, dass ein von einer geschlossenen, gasdichten Hülle umgebener Raum so weit evakuiert wird, bis sich eine genügend kleine Wärmeleitung durch die restlichen Gase einstellt. In den meisten Fällen ist dieses Prinzip so realisiert, dass ein druckfester Kern aus offenporigem Material von einer flexiblen Kunststoff -Metall- Verbundhülle umgeben ist, die in der Regel aus mehreren Schichten Kunstofffolie und Aluminiumfolie aufgebaut ist. Der Stand der Technik bezüglich derartiger VIP ist ausführlich in der Broschüre „Hochleistungs-Wärmedämmung" des schweizerischen Bundesamtes für Energie vom Dezember 2000 dokumentiert. Einige Beispiele der zahlreichen entsprechenden Patente sind : WO 00/19139, DE 199 15 311 AI, DE 198 03 908 AI, US 5664396, EP 0857909, US4726974, DE 197 04 323 Cl, WO9641048, WO 96/01346, WO 96/28624.
Da die Einführung von VIP am Markt momentan erst sehr zögernd beginnt, sind bisher relativ wenige Anwendungen von VIP dokumentiert. Eine kleine Sammlung von Anwendungsbeispielen findet sich in der genannten Broschüre „Hochleistungs- Wärmedämmung" des schweizerischen Bundesamtes für Energie vom Dezember 2000. Weitere Beispiele finden sich in "High Performance Thermal Insulation Systems, Vacuum Insulated Products", International Conference, EMPA Dübendorf, Schweiz, Jan. 22-24, 2001.
Alle in der Patent- und Fachliteratur genannten VIP haben den gravierenden Nachteil, dass sie anfällig auf Beschädigungen und sind. Bei einer Beschädigung der gasdichten Hülle geht das Vakuum, und damit auch die wärmedämmende Wirkung, rasch verloren. Eine Analyse dieser und weiterer Beispiele und das - unter Berücksichtigung des oben geschilderten Aufbaus von VIP - systematische Durchdenken der Wärmedämmungsaufgaben am Bau ergibt folgenden Katalog von zusätzlichen Nachteilen der bekannten VIP:
Der Hautvorteil der VIP, die wesentlich geringere notwendige Dämmungsdicke, beinhaltet einen weiteren offensichtlichen Nachteil. Werden die VIP-Platten möglichst einfach verlegt, an ihren Schmalseiten möglichst dicht gestossen, so entsteht entlang der Tiefe dieses Stosses ein wesentlich kürzerer Wärmeleitpfad, und damit eine wesentlich gravierendere Wärmebrücke, als bei der Verwendung von konventionellen Wärmedämmstoffen. Diese Wärmebrücke am Stoss reduziert erstens den Gesamtwirkungsgrad der Wärmedämmung deutlich und zweitens können durch die lokalen Wärrnebrücken lokale Bauschäden entstehen.
Diese Tatsache wird heute dadurch verschärft, dass alle bisher bekannten Arten von VIP, welche eine flexible Kunststoff-Verbundhülle haben, diese Kunststoffhülle relativ breitflächig (d.h. einige mm breit) verschweisst werden muss, damit eine gasdichte Schweissnaht entsteht. Dies wird heute ausnahmslos so realisiert, dass an allen Seiten des VIP, jeweils entlang der Mittelachse der Randflächen, ein einige cm breiter "Randlappen" entsteht, der beim späteren Stoss-Verlegen der VIP umgefalzt werden muss, was die beim Stoss zwischen den VIP entstehende Wärmebrücke potenziert.
Zur (minimalen) Entschärfung der genannten Wärmebrücke werden heute die VIP in der Regel an den Stössen mittels luftdichter Klebebänder miteinander verbunden. Dadurch entsteht ein gänzlich wasserdampfundurchlässige Hülle. Dies ist zwar in einigen Anwendungsfällen durchaus erwünscht, aber es gibt mindestens genau so viele Fälle wo dies unerwünscht ist. Der Fall einer verputzten Aussenfassade ist ein Beispiel bei dem eine Wasserdampfdiffussion durch die Unterkonstruktion nur dann zulässig ist, wenn dies über die gesamte Fläche völlig gleichförmig geschieht. Tritt Wasserdampf nur durch Spalte zwischen dämmenden Körpern aus, bildet sich dies sehr rasch sichtbar im Verputz ab und führt mit der Zeit zu Bauschäden. Betrachtet man aber beispielsweise den Fall einer Fassade, die mit VIP wärmegedämmt ist und ausserhalb dieser VIP-Lage eine hinterlüftete Abdeckschicht hat, wäre es durchaus wünschenswert, wenn der im Innern des Gebäudes entstehende Wasserdampf weitestgehend ohne Wärmeverlust durch die Gebäudehülle weggeführt werden könnte und nicht von teuren Klimatisierungsgeräten entfernt werden müsste.
Ein weiterer Nachteil aller bekannten VIP besteht darin, dass die VIP in der Regel festformatige, in ihrer Dimension nachträglich nicht mehr veränderbare Körper sind, was bewirkt, dass bei Stoss an Stoss verlegten VIP diese so auf Mass hergestellt werden müssen, dass die dimensioneile Summe der VIP exakt mit den Dimensionen der zu wärmedämmenden Flächen übereinstimmt. Wenn dies nicht der Fall ist, entstehen entweder Spalte oder die vordimensionierten VIP können zum Teil gar nicht verlegt werden und müssen, unter Inkaufnahme von grossen Zeitverzögerungen, mit angepassten Dimensionen neu beschafft werden.
Ein weiterer Nachteil aller, eine Hülle aufweisender, VIP ist die Tatsache, dass entlang dieser Hülle eine nicht vernachlässigbare Wärmeleitung stattfindet. Diese wird umso stärker je dicker die Hülle ist, je mehr Metall sie beinhaltet und je kürzer der Wärmeleitpfad, d.h. die laterale Dimension des VIP ist. Dies führt erstens dazu, dass die lateralen Dimensionen der VIP eine bestimmte Grosse, die in vielen Fällen bei 30 bis 50 cm liegt, nicht unterschreiten dürfen. Zweitens bewirkt dies bei Stoss an Stoss verlegten VIP immer eine deutliche Verstärkung des Wärmebrückeneffektes am Stoss.
Unter Berücksichtigung dieser erkennbaren Nachteile heutiger VIP Ausführungen und Anwendungen und unter Einbezug der Praxis des Bauens ergibt sich der folgende, von einem System zur Verlegung von VIP zu erfüllende Anforderungskatalog:
1. Verlegung und Befestigung der VIP mit minimalem Zeit- und Kostenaufwand. 2. Einfachste Handhabung mit kleiner mechanischer Belastung bei den Vorgängen des Verlegens und Befestigens der VIP, so dass die Gefahr einer Verletzung der VIP-Hülle minimiert wird.
3. Erzeugung einer wärmebrückenfreien Hülle, oder wenigstens einer Hülle mit so weit minimierten Wärmebrücken, dass keine Bauschäden entstehen und dies sowohl an vertikalen Flächen (Wand) als auch an "horizontalen" Flächen (Dach, Kellerdecke).
4. Ermöglichung des Ausgleichs lateraler Dimensionsfehler, die der zu dämmende Bau aufweist, innerhalb der VIP Hülle, ohne dass Wärmebrücken entstehen. 5. Lösungen für die baulichen Problemzonen "positive Kante und. Ecke", "negative Kante und Ecke", "Dachanschluss", "Kellerdeckenanschluss", "Zwischendeckenanschluss", "Anschluss an Öffnungen wie Fenster und Türen."
6. Einsetzbar für Innen- oder Aussenwärmedämmung sowie für eingeschobene Wärmedämmung an Massivbauten oder Skelettbauten. 7. Wunsch nach der Verwendung von Hüllen mit hohem Metallanteil bei Minimierung des Randleitungseffektes. Hohe Metallanteile in der Hülle erhöhen die Sicherheit gegen Vakuumverlust.
8. Sturmfeste Befestigung einer Abdeck-Lage (Gips, EPS+Gips, Holzplatten,
Metallplatten, ) ausserhalb der VIP-Hülle, so dass diese Befestigung keine - oder nur vernacblässigbare - Kräfte auf die VIP ausübt, und die Abdeck-Lage auch dann noch (stürm-) sicher gehalten wird, wenn die VIP durch Vakuumverlust ihre Festigkeit verlieren sollten. Die Positionen allfällige dafür benötigter Halterungselemente müssen trotz der Forderung 4 nach Ausgleich lateraler Dimensionsfehler bei der Bauplanung exakt festlegbar sein. 9. Ermöglichung eines lokalen Abstandausgleichs der Abdecklage relativ zur tragenden Struktur des Gebäudes, so dass auch bei unebener Unterlage eine in sich möglichst ebene Abdeckfläche erstellt werden kann. 10. Wunsch nach einer wahlweisen, mindestens teilweisen Wasserdampf durchlässigkeit ohne Erzeugung von Wärmebrücken.
11. Wunsch nach der Durchführbarkeit von elektrischen Leitungen und allenfalls von Wasserleitungen ohne Vergrösserung der durch die Leitungen erzeugten Wärmebrücken.
12. Zusatzwunsch nach der Erzeugbarkeit preiswerter Verbundplatten.
Obwohl einzelne dieser Forderungen sehr einfach erfüllt werden Können, führen solche offensichtlichen Lösungsansätze immer wieder ins Abseits.
So ist beispielsweise klar erkennbar, dass durch ein Verkleben von zweilagig gegeneinander versetzten, grossflächigen VIP auf die tragende Konstruktion der Forderung nach einer wärmebrückenfreien Hülle innerhalb der zu dämmenden Flächen nachgelebt werden kann. Es ist aber genauso deutlich sichtbar, dass diese einfache Lösungsmöglichkeit nicht nur sehr teuer ist, sondern auch an den Problempunkten "Kante" und "Anschlüsse" versagt, sowie Wünsche wie "Durchlässigkeit für Wasserdampf" und "Durchführen von Leitungen" gänzlich unerfüllbar macht. Schliesslich - und ganz massgeblich - darf auf eine einlagige oder doppellagige Schicht von VIP ohne spezielle Massnahmen niemals direkt eine zusätzliche Aussenhülle aufgebracht werden. Als schlechtester Fall muss nämlich immer damit gerechnet werden, dass alle VIP, die eine bestimmte Abdeckplatte tragen, ihr Vakuum verlieren, was bewirkt, dass die, vorher durch den Luftdruck an den Kern angepresste, Hülle lose wird. Dies beinhaltet die nicht vemachlässigbare Möglichkeit, dass, bei direkter Befestigung auf die VIP, Aussenhüllplatten durch Sturmkräfte losgerissen werden können und geschossartig als tödliche Gefahr durch die Luft rasen. Eine bezüglich der Kältebrückeproblematik genügende, wesentlich weniger Material benötigende Lösung könnte ein Verlegen von VIP gemäss einem Dachziegel-Muster sein. Dieser Lösungsansatz bringt aber erstens den gewichtigen Nachteil, dass die VIP-Lage keine ebene Fläche bildet und zweitens macht sie die unabhängige Befestigung einer zusätzlichen Abdecklage nahezu unmöglich.
Weiter ist erkennbar, dass die Verwendung von VIP mit "klassischen Elementen" wie Paneele mit Falz oder Paneele mit Nut und Feder im Bereich der - verletzungsempfindlichen - VIP nicht, oder nur sehr eingeschränkt, brauchbar sind. Solche Lösungen integrieren Überlappungsstellen, die wesentlich weniger dick sind als der Rest des Paneels, was entweder Kältebrücken oder grossflächig viel zu dicke, und damit zu teure, VIP zur Folge hat. Zudem befindet sich jedes einzelne VIP in einer nicht genügend genau definierten lateralen Position, was die exakte Positionierbarkeit von Elementen zur Halterung einer zusätzlichen Abdecklage extrem erschwert.
Ein gangbares System zur Verlegung von VIP, das alle obigen Forderungen erfüllt - und das zusätzlich die Befriedigung der genannten Wünsche ermöglicht - ist also keineswegs trivial. Berücksichtigt man zusätzlich die sehr kurze Zeitspanne innerhalb derer bis heute weltweit über die Anwendung von VIP nachgedacht wurde, erstaunt es nicht, dass sich keine entsprechenden Lösungsansätze in der bekannten Fach- und Patentliteratur finden.
Die vorliegende Erfindung stellt sich die Aufgabe ein VIP zur Verfügung zu stellen, welches weniger anfällig auf Beschädigungen ist und bezüglich mindestens einigen der im obigen Anforderungskatalog aufgeführten Anforderungen eine Verbesserung mit sich bringt. Ausserdem soll ein Isolationssystem geschaffen werden, ebenfalls mindestens einige der obigen Anforderungen erfüllt. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch ein VIP nach Anspruch 1 dadurch gelöst, dass das VIP so aufgebaut ist, dass es - mindestens lokal - ohne Vakuumverlust von Körpern durchstossen werden darf. Dadurch ergeben sich neue Montagemöglichkeiten.
Die Lösung ist genial einfach und eröffnet eine ungeahnte Vielzahl von neuen Möglichkeiten.
Der Begriff VIP, wie er hier verwendet wird, bezieht sich auf jegliche Vakuum- Isolationskörper mit einer dichtenden Hülle und einem evakuierten Inneren. Er bezeichnet nicht nur - wie das durch das Wort „Paneel" vielleicht suggeriert werden könnte - flache Isolationskörper. „VI" bezeichnet im Kontext dieser Schrift ausdrücklich Vakuum-Isolationskörper beliebiger zweidimensionaler und dreidimensionaler Formen. Meist hat ein VIP einen Kern. Diese Erfindung betrifft VIP mit beliebigen offenporigen oder anderen Kernmaterialien.
Die Erfindung betrifft weiter Hilfswerkzeuge, mittels derer auch VIP, die beim Durchstossen eines Körpers ihr Vakuum verlieren würden, zu einem beliebigen Zeitpunkt ohne Verlust des Vakuums durchstossen werden können.
Weiter betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Wärmedämmung von grossvolumigen Körpern (Gebäuden, Fahrzeugen etc.), welches gemäss einer speziell bevorzugten Ausführungsform die Durchdringung von VIPs benutzt.
Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich nach den Merkmalen der abhängigen Patentansprüche. Die Patent- und Fachliteratur beschreibt, besonders für die mit folienartigen Hüllen versehenen VIP, keine Ansätze welche ein gewolltes oder gar ungewolltes, einseitiges oder beidseitiges Durchstossen der Hülle des VIP ohne Verlust des Vakuums erlauben.
Eine, mindestens lokale und gewollte Durchdringbarkeit der VIP ohne Verlust des Vakuums wäre aber für viele Wärmedämmungs aufgaben von hohem Interesse.
Die vorliegende Erfindung stellt sich die Aufgabe Aufbauten von VIP oder entsprechende Hilfsinstrumente zu beschreiben, welche, mindestens lokal und vielleicht gewollt, eine Durchdringung des VIP ohne Verlust des Vakuums erlauben.
Prinzipiell existieren zwei unterschiedliche Ansätze um die Durchdringung eines VIP zu ermöglichen.
Der erste Ansatz ist relativ einfach zu bewerkstelligen und erlaubt es, VIP aufzubauen, die an bestimmten vorgegebenen Stellen mit Körpern durchdrungen werden dürfen, welche einen bestimmten, von der Grosse der durchdringbaren Zonen abhängigen, Durchmesser nicht überschreiten.
Zu diesem Zwecke werden in die VIP an den gewünschten Stellen vorzugsweise säulenförmige oder spulenförmige, volle oder hohle, in sich selbst gasdichte Hilfskörper so eingebaut, dass ihre Stirnflächen mit zwei sich gegenüberliegenden Seiten der VIP-Hülle gasdicht verbunden werden können. Wird zu einem beliebigen späteren Zeitpunkt das VIP entlang der Mittelachse dieser Hilfskörper durchstossen, verliert das VIP sein Vakuum nicht und bleibt damit voll funktionsfähig. Der Aufbau der angesprochenen Hilfskö er muss erstens sicherstellen, dass dieselben in Längsrichtung leicht durchdrungen werden können und dass sie zweitens so gasdicht sind, dass von dem den Hilfskörper durchdringenden Körper her kein Gas in das Innere des VIP eindringen kann. Drittens müssen die Hilfsköφer mindestens an ihren Stirnflächen mit der Hülle des VIP gasdicht verbindbar sein. Viertens darf der Hilfsköφer in seiner Längsrichtung nicht zu viel Wärme leiten.
Die erste Forderung ist dann erfüllbar, wenn der Hilfsköφer entlang seiner Mittelachse hohl ausgebildet ist oder wenn er aus Vollmaterial besteht, das nachträglich, beispielsweise durch Bohren, ohne grossen Aufwand geöffnet werden kann. Im Falle eines Hohlköφers kann die gasdichte Wandung beispielsweise aus dünnem Edelstahl oder einem anderen Metall bestehen, womit die Forderungen 1, 2 und 4 erfüllt sind. Wird der Hilfsköφer beispielsweise mit einem geeigneten, allenfalls metallbeschichteten, allenfalls faserverstärkten Kunststoffmaterial aufgebaut, so kann er entweder hohl oder voll sein um die Forderungen 1, 2 und 4 zu erfüllen. Geeignet Kunststoffe sind beispielsweise PET oder einer aus der Gruppe der Fluorkunststoffe wie PTFE, PFA usw.
Eine Verbesserung des Dichtungsverhaltens ist möglich, wenn der Hilfsköφer als Hohlköφer ausgebildet ist, und wenn im Innern desselben ein zusätzliches Material vorhanden ist, das nach der gewollten Durchdringung mit einem Körper beispielsweise durch Zufuhr von Wärme, oder durch den Zutritt von Sauerstoff, oder durch eine chemische Reaktion mit der Oberfläche des durchdringenden Köφers, eine möglichst gasdichte - physikalische oder chemische - Verbindung mit der Oberfläche des durchdringenden Köφers eingeht. Denkbare solche zusätzlichen Materialien sind beispielsweise PE oder PFA. Geht man davon aus, dass die VIP-Hülle eine geeignete Kunststoff -Metall- Verbundfolie ist, so kann die Forderung 3 nach einer gasdichten Verbindung zwischen VIP-Hülle und den Stirnseiten des Hilfsköφers beispielsweise dadurch entsprochen werden, dass die Stirnseiten des Hilfsköφers mit PE beschichtet sind, das dann mit einer entsprechenden PE-Deckfolie der Hülle gasdicht verschweisst werden kann. Geht man beispielsweise von einer VIP-Hülle aus deren innere Oberfläche metallisch ist, so kann es von Vorteil sein, wenn mindestens die Stirnflächen der Hilfsköφer ebenfalls aus Metall bestehen, so dass eine gasdichte Verlötung oder Verschweissung durchgeführt werden kann.
Der zweite prinzipielle Ansatz zur Lösung der gestellten Aufgabe, bietet je nach Ausführungsform entweder die Möglichkeit das VIP an vordefinierten lokalen Stellen gewollt zu durchdringen oder dafür zu sorgen, dass das VIP an jeder beliebigen Stelle gewollt durchdrungen werden darf. Bei der aufwendigsten Ausführungsform erlaubt er sogar den Aufbau eines VIP, dessen Hülle nach einer ungewollten Durchdringung mit einem spitzen Gegenstand dicht bleibt und sich nach einer späteren Entfernung des spitzen Gegenstandes wieder gasdicht schliesst - die Forderung nach einer kleineren Anfälligkeit auf unabsichtlich beigefügte Beschädigung ist mithin erfüllt.
Zu diesem Zweck wird auf eine lokal oder grossflächig vorhandene zweite gasdichte Hülle zurückgegriffen, wobei zwischen der ersten und der zweiten gasdichten Hülle eine Dichtungsschicht vorhanden ist.
Vorteilhafterweise ist die zweite gasdichte Hülle aus einem zähen, sich vor dem
Aufreissen plastisch deformierenden Kunststoff gefertigt. Noch besser ist eine
Metall-Kunststoff Verbundfolie, die einen zähen, sich vor dem Aufreissen plastisch deformierenden Kunststoff beinhaltet. In diesem Falle bildet nämlich die zweite Hülle beim Durchdringen eines Köφers eine Art enganliegender Dichtungs- Manschette um denselben, so dass das dauerviskose Dichtungsmaterial nur noch einen Teil der Dichtungsaufgabe erfüllen muss. Geeignet Kunststoffe sind beispielsweise PET oder einer aus der Gruppe der Fluorkunststoffe wie PTFE, PFA usw.
Die Dichtungsschicht ist eine hochelastische oder eine dauerviskose Materialschicht wie beispielsweise weicher Kunstkautschuk oder Silikon. Diese hochelastische oder dauerviskose Schicht schmiegt sich beim Eindringen eines Köφers so eng an diesen an, dass eine, mindestens für die erste Zeit, gasdichte Verbindung entsteht.
Es ist auch möglich, dass statt eines elastischen oder dauerviskosen Dichtungsmaterials einen rasch aushärtenden, vorzugsweise im nicht ausgehärteten Zustand hochviskosen, Ein- oder Zweikomponentenklebstoff zu verwenden. Beim Einsatz eines Zweikomponenten Klebstoffes, besteht die Möglichkeit, die beiden Komponenten bis zum Zeitpunkt der Durchdringung durch eine dünne Membran von einander zu trennen; oder es ist möglich nur eine der beiden Komponenten innerhalb der Doppelhülle zu speichern und die andere Komponente mit dem, bewusst durch die Doppelhülle geführten, durchdringenden Köφer zuzuführen. Vorteilhafterweise wird ein Klebstoff verwendet, der möglichst dünne Metall-Metall und Metall- Kunststoff Verbindungen erzeugen kann, damit manschettenartig verformte Folienteile mit dem durchdringenden Köφer möglichst eng verbunden werden. Denkbare Klebstoffe dieser Art sind beispielsweise die unter den Markennamen bekannten Klebstoffe „A+P CYANA", „AGOMET® F" oder „ARALDIT®".
Zur Verbesserung des Dichtungs Verhaltens kann das Dichtungsmaterial mindestens eine, vorteilhafterweise aber mehrere zusätzliche Lagen einer zähen reissfesten Folie, wie beispielsweise PPE, PET, PTFE, PFA oder besser einer Verbundfolie aus einem dieser Kunststoffe und einer Metallfolie, wie beispielsweise Aluminium oder Stahlfolie, beinhalten, die sich jeweils über die gesamte innere Fläche der selbstdichtenden Zone erstrecken. Im Zuge des Durchdringens eines Befestigungselementes müssen diese Folien durchstossen werden und bilden sich überlappende manschettenartige Verformungen rund um den durchdringenden Köφer aus, die zusätzlich als Dichtungen wirken.
Im Extremfall kann das Dichtungsmaterial vollständig aus zahlreichen, d.h. mindestens 5 bis 100 Lagen, einer zähen reissfesten Folie, wie beispielsweise PPE, PET, PTFE, PFA oder besser einer Verbundfolie aus einem dieser Kunststoffe und einer Metallfolie, wie beispielsweise Aluminium oder Stahlfolie, bestehen, die sich jeweils über die gesamte innere Fläche der selbstdichtenden Zone erstrecken.
Die geschilderten Eigenschaften erlauben es, die derart aufgebauten Zonen als Zonen mit selbstdichtender Hülle zu bezeichnen.
Das geschilderte Prinzip kann verbessert werden, indem zwischen der ersten und der zweiten gasdichten Hülle ein Unterdruck von beispielsweise 0.1 bar vorhanden ist. Auf diese Art setzt der normale Luftdruck die hochelastische oder dauerviskose Schicht unter Überdruck und verbessert so das Dichtungsverhalten derselben.
Eine zusätzliche Verbesserung kann dadurch erreicht werden, dass das hochelastische oder dauerviskose Material so zusammengesetzt ist, dass es mit allfällig eindringen Gasen wie Sauerstoff oder Stickstoff chemisch reagiert und eine dauerhaft gasdichte Schicht bildet. Die Kombination der oben geschilderten Ansätze führt dazu, dass ein VIP aufgebaut werden kann, das sein Vakuum auch dann nicht verliert, wenn ein, allenfalls nur einseitig, ungewollt eingedrungener Köφer nachträglich, d.h. nach einigen Sekunden bis Stunden, wieder entfernt wird. Nach der Entfernung des ungewollt eingedrungen Köφers wird nämlich die dann noch vorhandene "Dichtungs-Manschette" von dem unter Druck stehenden dauerviskosen Material zusammengepresst und vollständig abgedichtet.
Eine weitere Verbesserung kann im Falle von bewusst durch das VIP geführten Köφern dadurch erreicht werden, dass diese Köφer so beschichtet sind und/oder das hochelastische oder dauerviskose Material so zusammengesetzt ist, dass sich zwischen diesen beiden dichtenden Partnern eine dauerhafte, d.h. mit Sicherheit über Jahrzehnte gasdichte chemische Verbindung einstellt.
Eine nochmalige Verbesserung kann im Falle von bewusst durch das VIP geführten Köφern dadurch erreicht werden, dass diese Köφer im wesentlichen erstens nageiförmig sind, d.h. eine ebene Kopf platte und einen Schaft aufweisen. Zweitens wird ein erster nageiförmiger Köφer mit vollem oder hohlem Schaft gepaart mit einem zweiten nageiförmigen Köφer mit hohlem Schaft, wobei der Aussendurchmesser des Schaftes des ersten Köφers ca. dem Innendurchmesser des Schaftes des zweiten Köφers entspricht. Diese beiden nageiförmigen Köφer werden so durch die Doppelhülle des VIP und durch das gesamte VIP geführt, dass der volle oder hohle Schaft des ersten Köφers in den hohlen Schaft des zweiten Köφers zu liegen kommt und dass die jeweiligen Unterseiten der beiden Kopfplatten auf der Hülle des VIP aufliegen. Die jeweiligen Unterseiten der Kopfplatten sowie die Innenseite des hohlen Schaftes sind mit einem Material beschichtet, das bei Temperaturen in der Grössenordnung von 150°C bis 350°C soweit verflüssigt wird, dass es sich mit dem jeweiligen "Nachbar-Material" der Hülle des zu durchdringenden VIP "verschweisst" und dass es eine dichte Verbindung zwischen vollem und hohlem Schaft erzeugt. Beispiele solcher Materialien sind PE und PFA oder Lötzinn. Auf die geschilderte Art werden, zusätzlich zu der weiter oben ausführlich geschilderten Dichtungsfunktion der Doppelhülle, grossflächige und langzeitstabile Dichtung zwischen den Kopfplatten und der Aussenseite der VIP- Hülle sowie zwischen den sich durchdringenden Schäften erzeugt.
Bisher wurde bei beiden geschilderten prinzipiellen Ansätzen davon ausgegangen, dass VIP, welche später gewollt durchdrungen werden sollen, während der Herstellung der VIP dafür vorbereitet werden.
Dies bedingt aber in der Regel, dass bei der Planung der gesamten VIP-Hülle eines zu isolierenden Köφers die später zu durchdringenden Stellen exakt vorgeplant werden, was in vielen Fällen problemlos zu realisieren ist, während es in anderen Fällen die Durchführung von Bauvorhaben unter Umständen erheblich erschwert.
Im Folgenden sollen deshalb Hilfsteile oder Hilfswerkzeuge geschildert werden, welche es erlauben, VIP, die nicht während der Herstellung auf eine Durchdringung vorbereitet wurden, am Ort ihres Einsatzes nachträglich mit bestimmten vordefinierten Köφern zu durchdringen oder für diese durchdringbar zu machen.
Eine erste Möglichkeit ist es Hilfshüllteile zur Verfügung zu stellen, die beispielsweise einen Durchmesser von 1 bis 20 cm aufweisen.
Diese Hilfshüllteile sind so aufgebaut, dass zwei gasdichte, in ihren Randbereichen grossflächig miteinander verschweisste Hüllen vorhanden sind, und dass zwischen der ersten und der zweiten gasdichten Hülle eine Dichtungsschicht eingeschlossen ist. Vorteilhafterweise ist mindestens eine der beiden gasdichten Hüllen aus einem zähen, sich vor dem Aufreissen plastisch deformierenden Kunststoff gefertigt. Noch besser ist eine Metall-Kunststoff Verbundfolie, die einen zähen, sich vor dem Aufreissen plastisch deformierenden Kunststoff beinhaltet. In diesem Falle bildet nämlich die Hülle beim Durchdringen eines Köφers eine Art enganliegender Dichtungs-Manschette um denselben, so dass das dauerviskose Dichtungsmaterial nur noch einen Teil der Dichtungsaufgabe erfüllen muss. Geeignet Kunststoffe sind beispielsweise PPE, PET oder einer aus der Gruppe der Fluorkunststoffe wie PTFE, PFA usw.
Die Dichtungsschicht ist eine hochelastische oder eine dauerviskose Materialschicht wie beispielsweise weicher Kunstkautschuk oder Silikon. Diese hochelastische oder dauerviskose Schicht schmiegt sich beim Eindringen eines Köφers so eng an diesen an, dass eine, mindestens für die erste Zeit, gasdichte Verbindung entsteht.
Es ist auch möglich, dass statt eines elastischen oder dauerviskosen Dichtungsmaterials einen rasch aushärtenden, vorzugsweise im nicht ausgehärteten Zustand hochviskosen, Ein- oder Zweikomponentenklebstoff zu verwenden. Beim Einsatz eines Zweikomponentenklebstoffes besteht die Möglichkeit, die beiden Komponenten bis zum Zeitpunkt der Durchdringung durch eine dünne Membran von einander zu trennen; oder es ist möglich nur eine der beiden Komponenten innerhalb der Doppelhülle zu speichern und die andere Komponente mit dem, bewusst durch die Doppelhülle geführten, durchdringenden Köφer zuzuführen. Vorteilhafterweise wird ein Klebstoff verwendet, der möglichst dünne Metall-Metall und Metall- Kunststoff Verbindungen erzeugen kann, damit manschettenartig verformte Folienteile mit dem durchdringenden Köφer möglichst eng verbunden werden. Denkbare Klebstoffe dieser Art sind beispielsweise die unter den Markennamen bekannten Klebstoffe „A+P CYANA", „AGOMET® F" oder „ARALDIT®". Zur Verbesserung des Dichtungsverhaltens kann das Dichtungsmaterial mindestens eine, vorteilhafterweise aber mehrere zusätzliche Lagen einer zähen reissfesten Folie, wie beispielsweise PPE, PET, PTFE, PFA oder besser einer Verbundfolie aus einem dieser Kunststoffe und eine Metallfolie, wie beispielsweise Aluminium oder Stahlfolie, beinhalten, die sich jeweils über die gesamte innere Fläche der selbstdichtenden Zone erstrecken. Im Zuge des Durchdringens eines Befestigungselementes müssen diese Folien durchstossen werden, und es bilden sich überlappende manschettenartige Verformungen rund um den durchdringenden Köφer aus, die zusätzlich als Dichtungen wirken.
Im Extremfall kann das Dichtungsmaterial vollständig aus zahlreichen, d.h. mindestens 5 bis 100 Lagen, einer zähen reissfesten Folie, wie beispielsweise PPE, PET, PTFE, PFA oder besser einer Verbundfolie aus einem dieser Kunststoffe und einer Metallfolie, wie beispielsweise Aluminium oder Stahlfolie, bestehen, die sich jeweils über die gesamte innere Fläche der selbstdichtenden Zone erstrecken.
Die beiden Hüllen sind so miteinander verschweisst, dass ein breiter Doppelrand und eine ebene untere Seite des Hilfshüllköφers entsteht.
Die Zone welche das hochelastische oder dauerviskose Material beinhaltet besitzt beispielsweise einen Durchmesser von einigen mm bis einigen cm.
Werden zwei dieser Hilfshüllteile an sich gegenüberliegenden Stellen mit ihrer gesamten unteren Seite auf die Hülle des zu durchdringenden VIP aufgeklebt oder aufgeschweisst, so entsteht ein Aufbau der die Eigenschaften der weiter oben geschilderten Doppelhülle aufweist. Das geschilderte Prinzip kann auch hier verbessert werden, indem innerhalb des Hilfshüllköφers ein Unterdruck von beispielsweise 0.1 bar vorhanden ist. Auf diese Art setzt der normale Luftdruck die hochelastische oder dauerviskose Schicht unter Überdruck und verbessert so das Dichtungsverhalten derselben.
Eine zusätzliche Verbesserung kann dadurch erreicht werden, dass das hochelastische oder dauerviskose Material so zusammengesetzt ist, dass es mit allfällig eindringen Gasen wie Sauerstoff oder Stickstoff chemisch reagiert und eine dauerhaft gasdichte Schicht bildet.
Die zweite Möglichkeit besteht in einem Satz von zwei zueinander so ausgerichteten Hilfswerkzeugen, dass deren Zentren dort liegen, wo zwei gegenüberliegende Flächen des VIP durchstossen werden sollen, d.h. in der Regel auf einer Normalen zu den zu durchstossenden Flächen des VIP.
Diese Art der Ausrichtung kann realisiert werden, indem die beiden Hilfswerkzeuge beispielsweise an einem U-artigen Gebilde befestigt sind, dessen Schenkellängen so gross sind, dass sie bis ins Zentrum des VIP reichen. Mindestens eines der beiden Hilfswerkzeuge ist vorteilhafterweise in senkrechter Richtung zu den Schenkeln des U-artigen Gebildes, allenfalls mittels Federkraft oder einer beliebigen anderen Nachstellvorrichtung, verschiebbar angeordnet, so dass beide Hilfswerkzeuge unter Kraftschluss dicht an die zu durchdringenden Flächen des VIP angeschmiegt werden können.
Mindestens das erste der beiden Hilfswerkzeuge trägt eine Vorrichtung, mit welcher ein im Wesentlichen zylindrischer, voller oder hohler, in sich selbst gasdichter Köφer durch das VIP hindurch geschossen oder gedrückt oder gedreht werden kann. Beide Hilfswerkzeuge sind in der Lage eine Schicht von rasch aushärtbarem, nach dem Aushärten gasdichten Dichtungsmaterials auf die jeweilige Aussenfläche des VIP aufzubringen. Das verwendete Dichtungsmaterial muss im Moment des Aufbringens viskos und später "für immer" fest sein und es muss gut, d.h. gasdicht, auf der Oberfläche der VIP-Hülle sowie an der Oberfläche des durchzuführenden zylindrischen Köφers haften. Denkbare Materialien dieser Art sind geeignete, allenfalls metallgefüllte sehr rasch aushärtende Zweikomponenten-Klebstoffe oder Einkomponenten-Klebstoffe die beispielsweise bei Temperaturen von 100°C bis maximal 150°C oder unter ultravioletter Strahlung rasch aushärten. Weiter denkbar sind auch Kunststoffe, wie beispielsweise PE usw., die bei Temperaturen von 100°C bis maximal 200°C dickflüssig werden und bei Temperaturen bis mindestens 80°C fest bleiben. Denkbar ist auch die Verwendung von schmelzbaren Fluorkunststoffen wie beispielsweise PFA. Weiter denkbar ist auch ein bei niedrigen Temperaturen schmelzender metallischer Werkstoff, wie beispielsweise Lötzinn.
Eine Verbesserung des späteren Dichtungsverhaltens kann erreicht werden, wenn das Hilfswerkzeug so ausgelegt ist, dass es eine zusätzliche gasdichte Hülle aus einem zähen, sich vor dem Aufreissen plastisch deformierenden Kunststoff auf die genannte rasch aushärtbare Schicht aufbringen kann. Noch besser ist eine Metall-Kunststoff Verbundfolie, die einen zähen, sich vor dem Aufreissen plastisch deformierenden Kunststoff beinhaltet.
Der Ablauf der Durchdringung findet nun folgendermassen statt: Zunächst wird von beiden Hilfswerkzeugen eine genügend dicke Schicht des Dichtungsmaterials und allenfalls die zusätzliche Hülle auf die jeweilige Oberfläche des VIP aufgebracht. Danach wird der durchdringende Köφer so durch das VIP geführt, dass seine beiden Enden mindestens knapp aus dem Dichtungsmaterial herausragen. Dann wird das Dichtungsmaterial ausgehärtet, wobei die dazu allenfalls notwendige Hilfsenergie von den Hilfswerkzeugen geliefert wird. Bei dem geschilderten Ablauf wird davon ausgegangen, dass das beidseitig aufgebrachte noch nicht ausgehärtete Dichtungsmaterial - allenfalls im Zusammenspiel mit einer zusätzlichen zähen Folie - in der Lage ist, mit dem durchdringenden Köφer während des Vorganges der Durchdringung unmittelbar einen gasdichten Schluss zu bilden. Obwohl dies durchaus möglich ist, kann es von Vorteil sein, die beiden Hilfswerkzeuge so zu gestalten, dass sie vor dem Aufbringen des Dichtungsmaterials zwischen der Hülle des VIP und der Innenseite des Hilfswerkzeugs einen kleinen evakuierten Raum schaffen, in dem vorteilhafter- aber nicht notwendigerweise ein Unterdruck herrscht, der den im VIP herrschenden Unterdruck ein wenig unterschreitet, d.h. je nach Ausführung des VIP ein Unterdruck von ca. 10"4 bis 1 mbar. Wenn dafür gesorgt wird, dass die unmittelbare Umgebung des durch das VIP zu führenden Köφers ebenfalls unter diesem Unterdruck steht, oder dass der durchzuführende Köφer durch eine geeignete dichtende "Schleuse" in den evakuierten Teil des Werkzeugs eingeführt wird, und wenn allenfalls zusätzlich das Dichtungsmaterial ausgehärtet wird, bevor das Vakuum in den Hilfswerkzeugen gebrochen wird, kann sichergestellt werden, dass mit absoluter Sicherheit kein Eindringen von Gasen in das Innere des VIP geschieht.
In einer verbesserten Variante der geschilderten zweiten Möglichkeit können beide Hilfswerkzeuge eine Vorrichtung tragen, mit welcher im Wesentlichen zylindrische, in sich selbst gasdichte Köφer in das VIP hinein bzw. durch das VIP hindurch geschossen oder gedrückt oder gedreht werden können.
Der vom zweiten Hilfswerkzeug eingebrachte Köφer muss in diesem Falle ein Hohlköφer sein, dessen Innendurchmesser dem Aussendurchmesser des vom ersten Hilfswerkzeug einbrachten Köφers entspricht und dessen Länge in der Regel etwas kleiner ist als die Dicke des VIP. Dieser Hohlköφer kann vorteilhafterweise an seiner Innenseite so mit Dichtungsmaterial beschichtet sein, dass zwischen der Aussenseite des vom ersten Hilfswerkzeug und der Innenseite des vom zweiten Hilfswerkzeug eingebrachten Köφers im Endeffekt eine grossflächige Dichtung entsteht.
Beide das VIP durchdringende Köφer können an ihrem, im Endeffekt aussen liegenden, Ende Kopfplatten besitzen, welche sich grossflächig mit dem zuvor aussen auf der Hülle des VIP aufgebrachten Dichtungsmaterial verbinden lassen.
Wenn die beiden das VIP durchdringenden Köφer an ihrem Ende Kopfplatten aufweisen, kann allenfalls darauf verzichtet werden, zunächst eine Schicht von Dichtungsmaterial auf die VIP-Hülle aufzubringen. Die Unterseiten der Kopfplatten müssen dann mit einem Material, wie beispielsweise PE oder PFA, beschichtet sein, dass sich, beispielsweise durch Erwärmung, mit der äusseren Schicht der VIP-Hülle verschweissen lässt.
In allen geschilderten Fällen von Hilfsteilen oder Hilfswerkzeugen kann eine Verbesserung des Dichtungsverhaltens dadurch erreicht werden, dass der durch das VIP zu führende Köφer so beschichtet ist und/oder das Dichtungsmaterial so zusammengesetzt ist, dass sich zwischen diesen beiden dichtenden Partnern innerhalb weniger Sekunden bis Minuten eine dauerhafte, d.h. mit Sicherheit über Jahrzehnte gasdichte, physikalische und/oder chemische Verbindung einstellt.
Im Folgenden wird noch ein weiterer Aspekt der Erfindung diskutiert. Es geht um die Aufgabe, ein Verfahren zur Wärmeisolation mittels VIPs und ein Gesamtsystem zur Verfügung zu stellen, welches mindestens einige der im eingehend dargestellten Forderungskatalog enthaltenen Forderungen erfüllt. Die Lösung dieser Aufgabe kann durch ein verblüffend einfaches Grundkonzept bewerkstelligt werden: einer Überlappung zweier getrennter VIP-Lagen mit minimiertem VIP -Materialaufwand, allenfalls gekoppelt mit einer von den VIP unabhängigen, sturmsicheren Befestigung einer Abdecklage. Eine Anwendung dieses einfachen Konzeptes war bei der Verwendung bisheriger konventioneller Wärmedämmstoffe nicht notwendig und/oder nicht zielführend und wurde deshalb für diese Stoffe nicht beschrieben. Für den Einsatz mit VIP kann dieses für den Baubereich sehr ungewöhnliche Konzept erst nach einer systematischen Analyse des oben geschilderten Anforderungskataloges gefunden werden. Entsprechend wurde es bisher weder angewendet noch in der Patent- oder Fachliteratur beschrieben.
Eine Überlappung zweier unabhängiger VIP-Lagen mit minimiertem Materialaufwand bedeutet, dass eine erste Lage von langen, schmalen, streifenförmig verlegten VIP so mit einer zweiten Lage von möglichst grossflächigen VIP kombiniert wird, dass die Ränder der grossflächigen VIP auf oder unter den streifenförmig verlegten VIP zu liegen kommen. Die Breite der langen, schmalen, streifenförmig verlegten VIP ist dabei so gewählt, dass erstens die entstehende Überlappungsbreite mit den grossflächigen VIP in wärmetechnischer Hinsicht genügend gross ist, zweitens die streifenförmigen VIP aus Gründen des Materialaufwandes möglichst schmal sind und drittens noch genügend Platz bleibt, um die grossflächigen VIP einige cm zu verschieben. Zusätzlich werden die grossflächigen VIP relativ zu den streifenförmigen VIP so verlegt, dass die Stösse zwischen den einzelnen streifenförmigen VIP von den grossflächigen VIP weitestgehend überdeckt werden.
Es ist offensichtlich, dass es auch möglich ist, zunächst die grossflächigen VIP und danach die streifenförmigen VIP zu verlegen. Weiter ist denkbar, dass die streifenförmigen VIP unter Inkaufnahme einer lokal schlechteren Wärmedämmung durch streifenförmig aufgebrachte, möglichst gut wärmedämmenden konventionelle Dämmstoffe ersetzt werden können.
Ebenfalls besteht die Möglichkeit, dass die hier „streifenförmig" genannten VIP insgesamt ebenfalls einen Grossteil der zu isolierenden Fläche überdecken und bspw. im Extremfall sogar ähnliche Formen und Dimensionen aufweisen wie die grossflächigen VIP; das Attribut „streifenförmig" ist hier nicht eng auszulegen und sagt nur aus, dass mindestens Ränder der grossflächigen VIP zu überdecken sind. Eine im engeren Sinn Streifen-förmige Ausgestaltung hilft aber bei der Minimierung der Kosten.
Eine von den VIP unabhängige, sturmsichere Befestigung einer Abdecklage bedingt bei Verwendung der geschilderten Überlappung, dass die zur Halterung der Abdecklage notwendigen Elemente so um die VIP-Lagen herumgeführt, oder durch diese hindurchgeführt werden, dass auf die Abdecklage wirkende äussere Kräfte über die Halterungselemente nicht auf die VIP übertragen werden.
Dieser Ansatz erfüllt bereits in seiner einfachsten Form eine ganze Reihe der Forderungen und Wünsche des obigen Kataloges:
Die Forderungen 1 und «2 nach zeit- und kostengünstiger und zusätzlich schonender Verlegung der VIP ist dadurch erfüllt, dass die streifenförmigen VIP ohne jegliche Platzknappheit sehr rasch auf die tragende Konstruktion aufgebracht werden können, und dass danach die grossflächigen VIP ebenfalls ohne Platzknappheit, ohne jegliches Quetschen und mit minimalem Umf alten allfällig vorhandener "Randlappen" auf die streifenförmigen VIP befestigt werden können. Selbstverständlich kann die Montage der VIP, ohne jegliche Verkomplizierung, auch in umgekehrter Reihenfolge, d.h. zunächst innenliegend die grossflächigen und dann aussenliegend die streifenförmigen VIP, stattfinden.
Die Forderung 3 nach einer wärmebrückenfreien bzw. -minimierten VIP Hülle ist durch das Überlappungsprinzip per se realisiert.
Die Forderung 4 nach der Möglichkeit des Ausgleichs lateraler Baufehler ist dadurch erfüllt, dass die dimensioneilen Summen der grossflächigen VIP um einige cm kleiner sind als die Abmessungen der zu überdeckenden Flächen, dass die dadurch zwischen den grossflächigen VIP entstehenden Spalte von den streifenförmigen VIP überdeckt oder unterlagert sind und dass deshalb die grossflächigen oder die streifenförmigen VIP je um einige cm verschoben werden können.
Die Forderung 5 nach einer Lösung der baulichen Problemzonen wird in einem meist ausreichenden Sinne von den beschriebenen ebenen, streifenförmig verlegten VIP erfüllt. Diese können nämlich im Bereich von Kanten und Ecken so verlegt werden, dass die Schmalseite eines der VIP vom Ende der Breitseite des anderen streifenförmigen VIP überdeckt wird, womit zwar ein Wärmebrücke vorhanden, diese aber minimiert ist. Im Bereich der Anschlüsse können die streifenförmigen VIP so dicht als möglich an die Anschlusszonen gelegt werden, so dass auch hier eine Minimierung der auftretenden Wärmebrücke erfolgt. Werden für den Bereich von positiven und/oder negativen Kanten abgewinkelte, allfällig gleichschenklige "streifenformige" Elemente zur Verfügung gestellt, so können auch diese Problemzonen ohne jegliche Wärmebrücke mit VIP wärmegedämmt werden. Auch im Bereich von Anschlusszonen können derartige abgewinkelte — für diesen Zweck allenfalls ungleichschenklig ausgeführte - "Streifen" für eine nochmals deutlich verbesserte Wärmedämmungswirkung führen. Die Forderung 6 nach breitester Einsetzbarkeit wird durch das sehr flexible Grundprinzip per se erfüllt.
Der Wunsch 7 nach Verwendung von VIP-Hüllen mit hohem Metallanteil ist durch das Überlappungsprinzip weitgehend erfüllt. Durch eine genügend grosse Überlappungsbreite von streifenförmigen und grossflächigen VIP kann nämlich erreicht werden, dass der Wärmeleitpfad entlang der Hülle gegenüber einer Stoss an Stoss Verlegung um einen Faktor 5 bis 10 verlängert wird. Da der physikalische Zusammenhang zwischen Länge des Wärmeleitpfades und Dicke der Metallschicht in der Hülle einem linearen mathematischen Gesetz entspricht, bedeutet dies, dass, bei konstantem Wärmeverlust über die Hülle, die Dicke der Metallschicht um eben diesen Faktor 5 bis 10 gesteigert werden kann.
Als erfreuliche zusätzliche Verbesserung, die das beschriebene Überlappungsprinzip mit minimiertem Materialaufwand quasi gratis bringt, kann folgendes festgehalten werden. Zwischen den streifenförmigen und den grossflächigen VIP entstehen, bezüglich der Bauhülle innerhalb der grossflächigen VIP liegende, Räume stehender Luft, deren Dicke ca. derjenigen der streifenförmigen VIP entspricht. Stehende Luft ist zwar kein so guter Isolator wie Vakuum, aber immer noch einer besten Isolatoren, die wir kennen. Dies bedeutet, dass die "Summe" (genauer: der Kehrwert der Summe der Kehrwerte) der Wärmedämmwerte der grossflächigen VIP und der stehenden Luft, gegenüber einer einlagigen VIP-Schicht ohne stehende Luft, insgesamt einen deutliche Verbesserung der Wärmedämmung bringt. Diese Verbesserung beträgt bei gleich dicken VIP- und Luftschichten ca. 20 bis 30 %, was natürlich auch dafür ausgenützt werden kann, die grossflächigen VIP entsprechend dünner und damit allenfalls kostengünstiger, zu machen. Dies kann den einzig zu befürchtenden Nachteil des Überlappungsprinzipes mit minimiertem Materialaufwand gegenüber einer völlig einlagigen VIP-Dämmung, nämlich einen höheren Material- und Kostenaufwand, mindestens teilweise vermeiden helfen. Berücksichtigt man weiter, dass es einer der Zwecke der Verwendung des Überlappungsprinzips ist, die Wärmeverluste über Wärmebrücken zu minimieren, erlaubt dies, bei konstanter gesamthafter Wärmeleitung durch die VIP-Hülle, eine weitere Dickenreduktion der VIP in der Grössenordnung von 20%, ohne dass später lokale Wärmebrücken zu Bauschäden führen. Mit dieser weiteren Dickenreduktion sind die gesamten Materialkosten bei den beiden genannten Anwendungsprinzipien ausgeglichen. Gelingt es zusätzlich, wie weiter unten geschildert, durch Anwendung des Überlappungsprinzipes eine zusätzliche äussere Hülle kostengünstig und rasch zu befestigen und wird zusätzlich auch noch die kostengünstige Durchführung von Leitungen durch die VIP-Schicht ermöglicht, ist eine Lösung nach dem Überlappungsprinzip mit minimiertem Materialaufwand insgesamt deutlich kostengünstiger als eine einlagige VIP-Schicht.
Als schwierigste Aufgabe bleibt bisher die Forderung 8 nach einer, vom Zustand der VIP unabhängigen, sturmfesten - und natürlich möglichst wärmebrückenarmen - Befestigung einer zusätzlichen Deckschicht ausserhalb der beiden geschilderten VIP- Lagen ungelöst. Natürlich ist die Forderung nach einer sturmfesten Befestigung der Abdecklage im strengen Sinne nur für die Aussenwärmedämmung von Gebäuden notwendig. Klar ist jedoch auch, dass es auch im Falle von innenliegenden Wärmedämmungen von grösstem Vorteil ist, wenn eine "oberhalb" liegende Abdeckschicht so befestigt wird, dass die VIP durch diese Befestigung nicht belastet werden, weil dadurch ein negativer Einfluss auf die "Lebensdauer" der VIP-Hülle vermieden werden kann. Gelingt es also, die sturmfeste Befestigung einer Abdecklage "oberhalb" einer aussenliegenden VIP-Dämmung zu garantieren, so ist damit auch eine sichere Befestigung von Abdecklagen "oberhalb" von VIP- Dämmschichten im Gebäudeinneren ermöglicht, wobei in diesem Falle unter Umständen eine vereinfachte, bzw. nicht ganz so tragfeste Variante der Befestigung eingesetzt werden kann.
Die diskutierte Forderung kann prinzipiell auf drei unterschiedliche Arten erfüllt werden.
Als erste prinzipielle Möglichkeit können die VIP an ihren Rändern und/oder in ihren Fläche Zonen beinhalten, innerhalb derer die beiden grossflächigen Seiten der VIP durch zugfeste, mit einer Zugspannung von mindestens 0.1 N/mm vorgespannte, zusätzliche Elemente miteinander verbunden sind. Werden die grossflächigen Seiten im Bereich der zugfesten Zonen durch plattenartige Elemente verstärkt und werden die beiden VIP Lagen im Bereich der Überlappungen an diesen verstärkten Stellen beispielsweise durch Verkleben miteinander verbunden, und wird weiter an den entsprechenden Stellen die jeweilige VIP Lage mit der Tragkonstruktion des Gebäudes bzw. mit der Abdeckschicht verbunden, so ergibt sich im Zusammenspiel mit dem druckfesten Kern der VIP eine Verbindung, welche die, aus Windlast und Eigengewicht der Abdecklage entstehenden, Kräfte auf die Tragkonstruktion des Gebäudes ableitet, ohne dass die Hülle der VIP davon belastet ist. Dies stellt sicher, dass auch bei einem völligen Verlust des Vakuums in den VIP, die äussere Deckschicht mit Sicherheit gehalten wird.
Als zusätzlichen Bonus bietet dieser geschilderte prinzipielle Aufbau der VIP auch noch die Möglichkeit, sehr preiswerte Verbundplatten, gemäss Wunsch 12 - herzustellen. Hierzu müssen lediglich zwei geeignete, gleich grosse Abdeckplatten mit den zugfesten Zonen eines vorzugsweise um wenige % kleineren VIP, beispielsweise durch Verkleben, verbunden werden. Auf diese Weise lassen sich Verbünde unterschiedlichster Materialien herstellen, deren Wärmedämmfähigkeit bei einem - in der Regel nicht vorkommenden - Vakuumverlust des VIPs zwar weitestgehend verloren geht, aber deren Festigkeit - und damit Unfallsicherheit - auch in diesem schlimmsten Falle erhalten bleibt.
Als zweite prinzipielle Möglichkeit bietet sich an, mindestens die streifenförmigen VIP so zu gestalten, dass sie während des Vorganges der Montage am Bau, mindestens lokal, beispielsweise mit stift- oder schraubenartigen Halterungselementen durchstossen werden dürfen, ohne dass ein Vakuumverlust eintritt. Werden die Zonen, innerhalb derer ein solches Durchstossen erlaubt ist, beispielsweise in geeigneten Abständen entlang der langen Mittelachse der streifenförmigen VIP angeordnet, so ermöglicht dies einerseits das Verlegen der beiden VIP-Lagen mit genügender Überlappung; anderseits geschieht die Befestigung der äusseren Deckschicht an den, die streifenformige VIP-Lage durchstossenden, Halterungselementen, ohne jeglichen Kraftschluss mit den VIP, und damit völlig unabhängig vom jeweiligen Zustand derselben. Die verwendeten Halterungselemente können hierfür beispielsweise zugekaufte Normelemente sein.
Dass eine solche Art der Befestigung der äusseren Deckschicht zusätzlich die Forderung 9 nach Ermöglichung eines Abstandausgleichs erfüllt, ist offensichtlich, können doch die genannten Halterungselement beispielsweise zweiteilig und damit in ihrer Länge einstellbar ausgeführt sein.
Weiter ist offensichtlich, dass diese Art der Befestigung auch in den baulichen Problemzonen "positive Kante und Ecke", "negative Kante und Ecke" und "Anschlusszonen" ohne jegliche Modifikation zur Anwendung kommen kann. Zusätzlich erlaubt auch diese Art des VIP-Aufbaues, auf analoge Weise wie bei der ersten prinzipiellen Lösungsmöglichkeit geschildert, die kostengünstige Herstellung von Verbundplatten.
Das Durchstossen des VIP wird vorzugsweise durch eines der vorgenannten Prinzipien ermöglicht.
Die dritte prinzipielle Möglichkeit ist die Verwendung von speziell geformten Halterungen, welche so geformt sind, dass sie die streifenförmigen VIP in deren Querrichtung umgreifen und damit beidseitig der streifenförmigen VIP an der vom Rohbau gegebenen Unterlage befestigt werden können. Zusätzlich haben diese Halterungselemente oberhalb der langen Mittelachse der streifenförmigen VIP ein gegen aussen verlaufendes beispielsweise T-förmiges Element, dessen Längsschenkel mindestens die, der Dicke der plattenförmigen VIP entsprechende, Länge aufweist, und an dessen Querschenkel die äussere Deckschicht fixiert werden kann. Weiter kann dieses T-förmige Element so gestaltet sein, dass es in seiner Länge einstellbar ist und damit der Wunsch 12 erfüllt ist. Ein Nachteil ist offensichtlich, dass solche Halterungselemente für die bereits mehrfach genannten baulichen Problemzonen jeweils anders gestaltet sein müssen, damit sie die gestellte Aufgabe erfüllen können.
Die letzten beiden noch nicht besprochenen Punkte des obigen Forderungskataloges sind die Wünsche 10 nach einer wahlweisen Wasserdampf durchlässigkeit und 11 nach der Durchführung von Stromleitungen.
Diese beiden Wünsche können mit einer einfachen Massnahme zusammen erfüllt werden, indem die beiden VIP-Lagen im Überlappungsbereich nicht dicht auf dicht verlegt werden, sondern mit einem Abstand der, in Richtung der Normalen zur dämmenden Fläche, mindestens dem Durchmesser der durchzuführenden Stromleitungen entspricht. Damit der dadurch entstehende Spalt zwischen den überlappenden VIP nicht zur Wärmebrücke wird, muss natürlich dafür gesorgt werden, dass durch die Summe der Spalte keine Luft zirkulieren kann, sondern dass Zonen stehender, und damit wärmedämmender, Luft entstehen. Dies kann beispielsweise erreicht werden, indem der Spalt zwischen überlappenden VIP, mindestens teilweise, mit einer entsprechend dicken Schicht aus nachgiebigem konventionellen Dämmmaterial, wie beispielsweise leichte Glaswolle, ausgefüllt wird. Stromleitungen können dann lokal problemlos durch diese Schicht konventionellen Dämmmaterials um die VIP herumgeführt werden. Entsprechend ist auch eine Diffusion von Wasserdampf durch das konventionelle Dämmmaterial hindurch und um die absolut gasdichten VIP herum sichergestellt.
Man könnte befürchten, dass der, mit konventionellem Dämmmaterial zu füllende, Spalt zwischen den VIP, der des Durchmessers der durchzuführenden Stromleitungen wegen in der Grössenordnung von 1 cm liegen muss, aus wärmetechnischen Gründen ein gravierender Nachteil dieser einfachen Lösung sei. Eine einfache Überlegung entkräftet diese Befürchtung. Unter der Annahme einer sehr guten, Passivhäusern entsprechenden, maximalen Wärmeleitung Q von 0.1 W/(m2 °K) durch die Isolationshülle, dürfen, als vernünftige Annahme, maximal 0.01 W/°K durch die 4 Spalte unterhalb eines Im2 grossen VIP f Hessen. Werden diese Spalte mit Glaswolle ( λ =0.033 W/m°K) gefüllt, so ergibt sich für die notwendige Überlappungsbreite x ein Wert von ca.13 cm. (Q = 0.01= (λ*Querschnitt Spalte / x) = 0.033*(0.01*1*4) / x ; => x = 0.033*(0.01*1*4)/0.01 = 0.132 m). Dies bedeutet, dass die streifenförmigen VIP - notabene zur Erfüllung des Passivhausstandards - eine Breite von ca. 30 cm aufweisen müssen, damit noch ein genügend grosser Spielraum für - zum Zwecke des Ausgleichs dimensioneller baulicher Fehler allenfalls notwendiger - laterale Verschiebungen der grossflächigen VIP vorhanden ist. Geht man von dem, für heutige Verhältnis immer noch sehr guten, sogenanntem Minergiestandard entsprechendem, Wert von 0.2 W/(mz °K) Wärmeleitung durch die Isolationshülle aus, so reduziert sich die notwendige Überlappungsbreite auf ca. 6.5 cm. Entsprechend reduziert sich dann die notwendige Breite der streifenförmigen VIP auf ca. 15 cm, was unter Umständen aus Kostengründen wichtig sein kann.
Sollte man zum Schluss kommen, dass die geschilderte einfache Erfüllung der Wünsche 10 und 11 aus wärmetechnischen Gründen nicht genügt, oder dass unbedingt Leitungen grösseren Querschnittes, also beispielsweise Stromkanäle oder Wasserleitungen mit beispielsweise bis zu 3 cm Durchmesser durch die VIP- Dämmlagen durchgeführt werden müssen, gibt es hierfür eine etwas aufwendigere, und nicht ganz so flexible Lösung.
Der Spalt zwischen den VIP wird bei dieser zweiten Lösung nur zum Zwecke der Diffusion von Wasserdampf eingesetzt. Der, mindestens teilweise mit konventionellem Dämmmaterial zu füllende Spalt zwischen den beiden VIP-Lagen kann deshalb auf die Dicke von ca. 1 mm reduziert werden, was bedeutet, dass die durch den Spalt transportierte Wärmemenge um ca. einen Faktor 10 kleiner wird.
Zur Durchführung der gewünschten "dicken" Leitungen werden spezielle, und leider wesentlich teurere, streifenformige VIP zur Verfügung gestellt, die nur exakt dort eingesetzt werden müssen, wo eine Durchführung von "dicken" Leitungen notwendig ist. Diese speziellen streifenförmigen VIP müssen eine oder mehrere, vorteilhafterweise ungefähr auf der langen Mittelachse der VIP befindliche, Zonen besitzen, die bis zum Zeitpunkt des Durchstossens annähernd die volle Vakuum- Wärmedämmung gewährleisten. Zu einem beliebigen späteren Zeitpunkt dürfen diese Zonen mit einer "dicken" Leitung durchstossen werden, ohne dass das Vakuum in dem restlichen VIP verloren geht. Zu diesem Zwecke ist es lediglich notwendig ein in sich gasdichtes, schlecht wärmeleitendes, prinzipiell röhren- oder spulenförrniges Element so in das VIP zu integrieren, dass die ringförmigen Endflächen diese Elementes mit der gasdichten Hülle des VIP gasdicht verbunden sind. Wenn das Innere des röhren- oder spulenförmigen Elementes zunächst mit dem Kernmaterial des VIP gefüllt ist und bei der Evakuation des VIP ebenfalls evakuiert wurde, ist im Bereich dieser Durchführung zunächst die annähernd volle Wärmedämmwirkung garantiert. Wird, zu einem beliebigen späteren Zeitpunkt, das VIP im Bereich des Röhreninneren durchstossen, so geht die Wärmedämmung im Bereich der Röhre zwar verloren, bleibt aber im restlichen VIP erhalten.
Erfindungsgemässe Ausführungsbeispiele wie auch weitere Vorteile der Erfindung sind nachfolgend anhand der Zeichnungen erläutert. Es zeigen :
Fig. 1 Querschnitt von prinzipiellen Ausführungen von VIP, welche interne, durchdringbare Hilfsköφer aufweisen.
Fig. 2 Querschnitt einer prinzipiellen Ausführung einer VIP-Verbundplatte.
Fig. 3 Querschnitte von prinzipiellen Ausführungen von VIP, welche lokal oder grossflächig eine selbstdichtende Doppelhülle aufweisen.
Fig. 4 Querschnitte einer prinzipiellen Ausführung eines Hilfsköφers zur Durchdringung von VIP Fig. 5 Querschnitt einer prinzipiellen Ausführung eines selbstdichtenden Doppelhüllenteils, der nachträglich an beliebigen Stellen auf ein VIP aufgebracht werden kann.
Fig. 6 Prinzipskizze einer Hilfsvorrichtung zur Durchdringung von VIP
Fig. 7 Prinzipskizze einer weiteren Hilfsvorrichtung zur Durchdringung von VIP
Fig. 8 Eine perspektivische Prinzipskizze des Überlappungsprinzipes mit minimiertem Materialaufwand, mit Anpassbarkeit an laterale Baufehler und mit der Möglichkeit der unabhängigen Befestigung einer Abdeckschicht
Fig. 9 Tabellenartig angeordnete Prinzipskizzen zur Anwendung des Überlappungsprinzipes an Gebäuden
Fig. 10 Das Prinzip einer Ausführung von VIP mit folienartigen Hüllen und mit zugfesten Zonen
Fig. 11 Prinzipielle Ausführungsmöglichkeiten von die streifenförmigen VIP umfassenden Halterungen für eine von den VIP unabhängige Befestigung einer Abdecklage
Fig. 12 Prinzipskizze zur Verdeutlichung eines Überlappungsprinzipes von VIP welches die Durchführung von Leitungen erlaubt und welches durchlässig für Wasserdampf ist Fig. 13 Querschnitt des prinzipiellen Aufbaus einer einfachen VIP Verbundplatte
Fig. la zeigt einen prinzipiellen Aufbau, welcher die Durchführung relativ kleinformatiger Gegenstände, wie beispielsweise Befestigungselemente, also Nägel, Schrauben usw., ermöglicht.
Zu diesem Zwecke sind, beispielsweise prinzipiell spulenartig aufgebaute, in sich selbst gasdichte, Elemente (13a) an den gewünschten Stellen in das VIP (10a) integriert. Das spulenartige Element kann wie gezeigt innen hohl sein, es darf bei Verwendung leicht durchbohrbarer Materialien aber auch voll sein. Im Verlauf des Herstellungsprozesses eines entsprechenden VIP (10a), werden zunächst die spulenartigen, gasdichten Elemente (13a) an den gewünschten Stellen in den Kern (12a) des VIP (10a) eingebracht. Danach wird der Kern (12a) mit den gefüllten spulenartigen Elementen (13c) unter Vakuum mit der beispielsweise folienartigen Hülle (11a) umgeben, die Hülle wird allseitig verschweisst und zusätzlich mit allen vorhandenen Kopf platten und Basisplatten der spulenartigen Elemente über deren gesamte Fläche beispielsweise durch eine Verklebung (14a) gasdicht verbunden.
Fig. lb zeigt eine leicht modifizierte Variante von la. Das spulenartige Element ist in diesem Fall immer hohl und seine innere Fläche ist dick mit einem viskosen Dichtungsmaterial (15b) beschichtet, das mit einem später durchgeführten Gegenstand eine grosflächige Dichtung ausbildet und allenfalls beim Eindringen von Luftmolekülen, d.h. unter Sauerstoff oder Stickstoff -Einfluss, aushärtet.
Fig. lc zeigt eine Variante, welche die Durchführung relativ grossformatiger Gegenstände, wie beispielsweise Wasserleitungen mit grossem Aussendurchmesser oder wie "Spione" in Türen, ermöglicht. Zu diesem Zwecke sind, beispielsweise prinzipiell spulenartig aufgebaute, in sich selbst gasdichte, Elemente (13c) mit einem Innendurchmesser von 1 mm bis 10 cm an den gewünschten Stellen in das VIP (10c) integriert. Damit die in vielen Fällen folienartige Hülle (11c) über dem grossen Innenraum (15c) des spulenartigen Elementes (13c) nach der Evakuation des VIP nicht reisst, muss derselbe dann gefüllt werden, wenn er einen Durchmesser von ca. 1 cm und grösser aufweist, was vorzugsweise mit demselben Material geschieht das im restlichen VIP als Kernmaterial (12c) verwendet wird.
In allen drei gezeigten Varianten sind das Material und die Wandstärke der spulenartigen Elemente (13a,b,c) so gewählt, dass nur eine gesamthaft vernachlässigbare Wärmeleitung entlang des Elementes geschieht und dass das Element in sich gasdicht ist. Dies kann beispielsweise mittels eines dünnwandigen Stahlelementes oder mittels eines, allenfalls metallbeschichteten, allenfalls faserverstärkten, entsprechend dickerwandigen Kunststoffelementes gewährleistet werden. Geeignete Kunststoffe sind beispielsweise PET oder einer aus der Gruppe der Fluorkunststoffe wie PTFE, PFA usw.
Der geschilderte prinzipielle Aufbau resultiert in VIP (10a,b,c), die zunächst als völlig "normale" VIP verlegt werden können und wärmetechnisch keinerlei Nachteile aufweisen. Zu einem beliebigen späteren Zeitpunkt kann die VIP-Hülle (lla,b,c) oberhalb des spulenartigen Elementes (13a,b,c) geöffnet, und das Innere des spulenartigen Elementes (13a,b,c) mit dem gewünschten Gegenstand durchstossen werden. Die dadurch selbstverständlich entstehende wärmetechnische Schwachstelle begrenzt sich exakt auf den inneren Durchmesser des spulenartigen Elementes (13a,b,c). Mit VIP, die gemäss den obigen Ausführungen aufgebaut sind, kann als zusätzlicher Bonus auf einfache Art und Weise eine VIP- Verbundplatte hergestellt werden. Fig. 2 verdeutlicht den prinzipiellen Aufbau einer solchen Verbundplatte, in welcher ein VIP (20) mit spulenartigen hohlen Elementen (23) verwendet wird, welche in das Kernmaterial (22) des VIP (20) integriert und an ihrer Kopf- bzw. Basisfläche mit der Hülle (21) desselben gasdicht verbunden sind.
Auf den beiden grossen Flächen des VIP befinden sich feste Platten (24). Die Platten (24) können beispielsweise aus Stahl, Aluminium, Glas oder Holz sein, wobei sie natürlich nicht beide aus demselben Material sein müssen.
Die festen Platten sind beispielsweise durch Verkleben oder Verschweissen oder Verlöten mit zugfesten Köφern (25) verbunden welche die spulenartigen Köφer (23) in Längsrichtung durchdringen. Die zugfesten Köφer (25) weissen einen um mindestens einige mm kleineren Durchmesser auf als der innere Durchmesser der spulenartigen Köφer (23). Durch dieses Spiel ist sichergestellt, dass bei unterschiedlicher Wärmedehnung der beiden festen Platten keinerlei, oder wenigstens nur vernachlässigbare, Spannungen auf das VIP übertragen werden.
Damit der gesamte Aufbau trotz dieses gewollten Spiels genügende Festigkeit aufweist, kann der restliche Hohlraum der spulenartigen Elemente (23) mit einem dauerelastischen Material (26), wie beispielsweise Silikon, gefüllt sein.
Die festen Platten (24) können in ihren lateralen Dimensionen etwas grösser sein als das VIP (20), womit die allenfalls relativ leicht verletzbare Hülle (21) des VIP (20) auf einfachste Weise vor Beschädigung geschützt ist. Ein zusätzlicher Schutz kann optional durch das Einbringen eines, vorzugsweise dauerelastischen, Schutzmaterials (27), beispielsweise Silikonklebstoff, zwischen die überstehenden Flächenanteile der festen Platten (24) erreicht werden.
Figur 3a zeigt den prinzipiellen Aufbau eines paneelartigen VIP (30a) mit einem druckfesten Kernmaterial (32a) und einer folienartigen Hülle (31a) und mit lokalen, jeweils auf gegenüberliegenden Flächen des VIP paarweise angeordneten, Zonen mit sebstdichtender doppelter Hülle (33a). Diese selbstdichtenden Zonen (33a) werden im Zuge der Fertigung des VIP an den Stellen angebracht, an denen das VIP (30a) bei der Anwendung allenfalls beispielsweise mit Befestigungselementen wie Nägeln, Schrauben usw. durchdrungen werden soll. Damit dies ohne grossen Aufwand und ohne Fehler geschehen kann, müssen die Durchmesser der der selbstdichtenden Zonen (33a) vorzugsweise ein Vielfaches des Durchmessers der das VIP durchdringenden Elemente, also beispielsweise 1 cm bis 20 cm und vorzugsweise 2 cm bis 5 cm, betragen.
Figur 3b zeigt den prinzipiellen Aufbau eines paneelartigen VIP (30b) mit einem druckfesten Kernmaterial (32b) und einer folienartigen Hülle (31b) und mit einer sich mindestens über beide grossen Flächen des VIP (30b) " erstreckenden sebstdichtenden doppelten Hülle (33b). Die doppelte Hülle (33b) kann wie in Fig. 3b links (36) gezeigt nur mit ihrer Hüllfolie (35b) um die Kante des VIP (30b) herumgreifen, oder sie kann wie in Fig. 3b rechts (37) gezeigt mit ihrer Hüllfolie (35b) und dem zusätzlichen Dichtungsmaterial (34b) das VIP (30b) vollständig umhüllen.
Im Bereich der lokal oder grossflächig vorhandenen selbstdichtenden Zonen (33a,b) ist eine zweite Hüllfolie (35a,b) vorhanden, welche entweder mit der ersten VIP- Hülle (31a,b) möglichst grossflächig (36a,b), d.h. in einer Breite von ca. 1 cm bis 5 cm, oder mit sich selbst (37) gasdicht, beispielsweise durch Verschweissen, verbunden ist. Die erste (31a,b) und die zweite (35a,b) Hülle ist beispielsweise eine handelübliche Verbundfolie aus mehreren dünnen Lagen von Aluminium und PET mit zwei, die Schweissbarkeit sicherstellenden, Decklagen PE oder sie ist ein Verbund einer relativ dicken, d.h. 0.01 bis 0.1 mm dicken, Aluminiumfolie mit zwei Decklagen PE. In Fällen, wo dies preislich keine Rolle spielt, ist auch der Einsatz von Kunstoffen aus der Gruppe der Fluorkunststoffe, wie PTFE, PFA, PCTFE usw. möglich. Alle genannten Verbundfolienarten, und viele andere für den vorliegenden Fall geeignete Folien, können beispielsweise bei der Firma Covexx, Walsrode, Deutschland bezogen werden.
Zwischen der ersten (31a,b) und der zweiten (35a,b) Hüllfolie ist ein dauerviskoses Dichtungsmaterial (34a,b) mit hoher Viskosität, wie beispielsweise ein geeignetes Silikon, vorhanden., das sich im Falle der Durchdringung eng an den durchdringenden Köφer anschmiegt. Es ist auch möglich, dass statt eines elastischen oder dauerviskosen Dichtungsmaterials (34a,b) einen rasch aushärtenden, vorzugsweise im nicht ausgehärteten Zustand hochviskosen, Ein- oder Zweikomponentenklebstoff zu verwenden. Beim Einsatz eines Zweikomponenten Klebstoffes, besteht die Möglichkeit, die beiden Komponenten bis zum Zeitpunkt der Durchdringung durch eine, in Fig. 3 nicht gezeigte, dünne Membran von einander zu trennen; oder es ist möglich nur eine der beiden Komponenten innerhalb der Doppelhülle zu speichern und die andere Komponente mit dem, bewusst durch die Doppelhülle geführten, durchdringenden Köφer zuzuführen. Vorteilhafterweise wird ein Klebstoff verwendet, der möglichst dünne Metall-Metall und Metall-Kunststoff Verbindungen erzeugen kann, damit manschettenartig verformte Folienteile mit dem durchdringenden Köφer möglichst eng verbunden werden. Denkbare Klebstoffe dieser Art sind beispielsweise die unter den Markennamen bekannten Klebstoffe „A+P CYANA", „AGOMET® F" oder „ARALDIT®". Die Gasdichtigkeit des auf diese Weise entstehenden kritischen kürzesten Diffusionsweges direkt entlang dem durchdringenden Köφer ist eine lineare Funktion des Druckunterschiedes, des Dichtungsmaterials und der Länge des Diffusionsweges. Es ist deshalb von Vorteil, den Diffusionsweg, d.h. die Dicke des Dichtungsmaterials, möglichst gross zu machen. Aus Gründen der Anwendbarkeit des VIP wird man sich in Praxis auf eine Dicke des Dichtungsmaterials (34a,b) von 1 mm bis 10 mm beschränken.
Zur Verbesserung des Dichtungsverhaltens kann das Dichtungsmaterial (34a,b) mindestens eine, vorteilhafterweise aber mehrere zusätzliche Lagen einer zähen reissfesten Folie, wie beispielsweise PET, PTFE, PFA oder besser einer Verbundfolie aus einem dieser Kunststoffe und einer Metallfolie, wie beispielsweise Aluminium oder Stahlfolie, beinhalten, die sich jeweils über die gesamte innere Fläche der selbstdichtenden Zone (33a,b) erstrecken. Diese zusätzlichen Folien sind in den Figuren 3a und 3b aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellt. Im Zuge des Durchdringens eines Befestigungselementes müssen diese Folien durchstossen werden und bilden sich überlappende manschettenartige Verformungen rund um den durchdringenden Köφer aus, die zusätzlich als Dichtungen wirken.
Im Extremfall kann das Dichtungsmaterial (34a,b) vollständig aus zahlreichen, d.h. mindestens 5 bis 100 Lagen, einer zähen reissfesten Folie, wie beispielsweise PET, PTFE, PFA oder besser einer Verbundfolie aus einem dieser Kunststoffe und einer Metallfolie, wie beispielsweise Aluminium oder Stahlfolie, bestehen, die sich jeweils über die gesamte innere Fläche der selbstdichtenden Zone (33a,b) erstrecken.
Vorteilhafterweise herrscht zwischen der ersten (31a,b) und der zweiten (35a,b)
Hüllfolie ein Unterdruck, der über den dann durch den Luftdruck erzeugten relativen Überdruck das Dichtungsmaterial (34a,b) und allfällige vorhandene manschettenartig verformbare Dichtungsfolien sehr schnell und sehr eng an einen durchdringenden Köφer anpresst. Dieser Unterdruck kann zur vollen Erfüllung dieser Aufgabe im sogenannten Grobvakuumberich, also zwischen 1 und 100 mbar liegen. Er wird auf einfache Art beispielsweise so sichergestellt, dass die Verschweissung der ersten (31a,b) und der zweiten (35a,b) Hüllfolie in einer Vakuumkammer geschieht, in welcher der geforderte Unterdruck herrscht.
Wie erwähnt ergeben sich besonders gute Dichtungseigenschaften wenn sowohl das Prinzip der zwischen zwei Hüllfolien eingebetteten Dichtungsmaterialien als auch das Prinzip der mehrlagigen Hüllfolie realisiert ist. Die Hülle bzw. ein Bereich der Hülle kann aber auch selbstdichtend sein, wenn nur eines dieser zwei Prinzipien realisiert ist.
In den Darstellung von Figur 3 wurde davon ausgegangen, dass die selbstdichtenden Zonen mit doppelter Hülle (33a,b) nachträglich auf die erste Hüllfolie (31a,b) aufgebracht werden. Selbstverständlich ist aber auch ein industrieller Prozess möglich, in dem eine entsprechend aufgebaute selbstdichtende Hüllfolie grossflächig hergestellt, nachträglich konfektioniert und dann als Hülle eines VIP eingesetzt wird.
Figur 4 zeigt das Prinzip eines Durchdringungsköφers mit dem ein gemäss Figur 3 aufgebautes VIP, an den Orten wo eine selbstdichtende Doppelhülle vorhanden ist, so durchdrungen werden kann, dass der gewünschte Unterdruck im Innern des VIP über Jahrzehnte hinweg garantiert werden kann.
Wie in Fig. 3a verdeutlicht, besteht ein solcher Durchdringungsköφer aus zwei Teilköφern (40) bzw. (44), die im wesentlichen aus einem zylindrischen Schaft (42) bzw. (46) und einer Kopfplatte (41) bzw. (45) aufgebaut sind. Die Teilköφer sind beispielsweise aus einem relativ schlecht wärmeleitenden Metall, wie beispielsweise Edelstahl, oder aus einem, allenfalls faserverstärten, allenfalls metallbeschichteten, Kunststoff gefertigt.
Der erste der beiden Teilköφer (40) kann, wie dargestellt, durchgehend voll oder er kann, wie in Fig. 4c gezeigt, hohl sein. Der zweite Teilköφer (44) muss wie dargestellt einen hohlen Bereich aufweisen, wobei der Innen-Durchmesser so gross sein muss, dass der Schaft des ersten Teilköφers (42) gerade darin Platz findet.
Im Falle eines hohlen ersten Teilköφers (Fig. 4c) ist die Länge des Schäfte (42, 46) entsprechend fig. 4b vorteilhafterweise jeweils etwas kürzer als die Dicke des zu durchstossenden VIP (49), also in der Regel 0.5 cm bis 5cm. Auf diese Weise entsteht nach der Durchdringung des VIP (49) mit den beiden Teilköφern (40, 44) eine gasdichtichte Öffnung durch das VIP, durch welche zu einem beliebigen späteren Zeitpunkt Köφer wie Nägel, Schrauben, elektrische Leitungen usw. durchgeführt werden können.
Im Falle eines vollen ersten Teilköφers (Fig. 4a, Fig. 4d) kann die Länge des Schäfte (42, 46) entsprechend Fig. 4b jeweils etwas kürzer als die Dicke des zu durchstossenden VIP (49) sein, also in der Regel 0.5 cm bis 5cm. Auf diese Weise entsteht nach der Durchdringung des VIP (49) mit den beiden Teilköφern (40, 44) eine zugfeste Verbindung der beiden Kopf platten (41, 45), an welchen dann zu einem beliebigen späteren Zeitpunkt beispielsweise balken- oder plattenförmige Elemente, beispielsweise durch Verkleben, Löten oder Schweissen, befestigt werden können. Es ist aber auch möglich den Schaft (42), wie in Fig. 4d gezeigt) deutlich länger zu machen als die Dicke des VIP (49). in diesem Falle ist es von Vorteil, wenn der Schaft, mindestens in seinem Endbereich, ein Befestigungselement, wie beispielsweise ein Gewindestück, trägt. Zusätzlich kann an der Kopfplatte eines solchen Elementes ein zusätzliches Befestigungselement, wie beispielsweise ein Gewindestück, vorhanden sein.
Die beiden Kopfplatten (41, 45) sind auf ihrer dem Schaft zugewendeten Seite mit einer schweissbaren Schicht (43, 48) beschichtet, das beispielsweise unter Wärmeeinfluss mit der äussern Schicht der Hülle des zu durchdringenden VIP gasdicht verbunden werden kann. Da die heute handelüblichen (verbünd-) folienartigen VIP-Hüllen in der Regel PE als äusserste Schicht haben, ist es in der Regel von Vorteil wenn die schweissbare Schicht ebenfalls aus PE besteht.
Zusätzlich ist die innere Wandfläche des zweiten Teilköφers (44) ebenfalls mit einer schweissbaren Schicht 47, vorteilhafterweise in der Regel ebenfalls aus PE, beschichtet. Diese Schicht ist in ihrer Dicke so dimensioniert, dass der Schaft (42) des ersten Teilköφers (40) bei einer Durchführung durch den inneren Hohlraum des zweiten Teilköφers (44) hart an die schweissbare Schicht (47) angepresst wird.
Der gewünschte zusätzliche Dichtungseffekt wird, wie in Fig. 4b dargestellt, erreicht, indem die beiden Teilköφer (40, 44) so durch das VIP (49) geführt werden, dass sie einander konzentrisch durchdringen und dass ihre Kopfplatten (41, 45) mit den jeweiligen schweissbaren Schichten (43, 48) satt auf der Hülle des VIP (49) aufliegen. Ein anschliessendes Erwärmen der beiden Teilköφer (40, 44) auf eine Temperatur knapp oberhalb des Erweichungspunktes des schweissbaren Materials (43, 48, 47) sorgt dafür dass eine Verbindung zwischen VIP-Hülle und den beiden Kopfplatten und zwischen den konzentrisch sich durchdringenden Teilköφern (40, 44) entsteht, die über Jahrzehnte als gasdicht betrachtet werden kann.
Der Begriff „konzentrisch durchdringen" heisst in diesem Zusammenhang natürlich nicht notwendigerweise, dass die Köφer im Querschnitt um ein gemeinsames Zentrum punktsymmetrisch oder gar rund sein müssen. Sie können vielmehr jede Form aufweisen, wobei eine der zweite Köφer mindestens bereichsweise über eine äussere Oberfläche des ersten Teilköφers stülpbar sein muss, so dass sich eine dichtende Kontaktfläche ergibt, („dichtend" bedingt, dass die Fläche mindestens eine die äussere Obefläche des Teiiköφers verlaufende geschlossene Kurve beinhalten soll.) Im hier beschriebenen Beispiel weisen die aneinander anliegenden Schichten der zwei Teilköφer verschweissbare Schichten auf; sie können aber ebenso gut auf andere Art gasdicht verbindbar sein, bspw. durch verkleben, verlöten, einen Formschluss etc.
Damit der geschilderte Dichtungseffekt zwischen Kopfplatte (41, 45) und VIP-Hülle (49) gut genug ist, sollte ein möglichst langer Diffusions weg durch das schweissbare Material (43, 48) vorhanden sein. Dies wird erreicht durch einen genügend grossen Durchmesser der Kopfplatten (41, 45), der deshalb um mindestens 1 cm grösser ist als der Aussendurchmesser der Schäfte (42, 46).
Die restlichen Dimensionen der beiden Teilköφer sind anwendungsabhängig.
Alternativ zum verschweissen verlöten oder verkleben von aneinander liegenden inneren und äusseren Oberflächen der Teilköφer kann auch der innere Teilköφer etwas länger sein und ein nietenartig verformbares, mit der Kopfplatte des zweiten Teilköφers gasdicht verbindbares, also bspw. veφressbares Ende aufweisen. In diesem Fall kann bei einer sehr guten Gasdichtigkeit der Veφressung sogar auf den Schaft des zweiten Teilköφers verzichtet werden; dieser kann dann bspw. als Scheibe mit einer Öffnung für das nietenartige Ende des ersten Teilköφers ausgebildet sein.
Figur 5 zeigt einen prinzipiellen Querschnitt eines unabhängigen selbstdichtdenden Hüllelementes (50), das nachträglich an einer beliebigen Stelle auf ein beliebiges VIP aufgebracht werden kann. In der Regel wird es dabei sinnvoll sein, jeweils zwei solche selbstdichtenden Hüllelemente (50) an sich gegenüberliegenden Stellen des zu durchdringenden VIP aufzubringen.
Das unabhängige selbstdichtdende Hüllelement (50) besteht aus einer oberen und einer unteren Hüllfolie (51 und 53) zwischen denen ein Dichtungsmaterial (52) eingeschlossen ist und die grossflächig, und damit gasdicht, beispielsweise durch Verschweissen, miteinander verbunden sind (54).
Bei der Verbindung der beiden Folien wird dafür gesorgt, dass die untere Folie (53) so eben wie möglich bleibt. Dies ist notwendig, damit das unabhängige selbstdichtdende Hüllelement (50) nachträglich auf ein VIP, beispielsweise durch Verkleben oder Verschweissen, aufgebracht werden kann. Die Ebenheit der unteren Folie (53) kann beispielsweise auf einfache Art und Weise so sichergestellt werden, dass zunächst die untere Folie (53) auf eine eben Platte gelegt,, danach das Dichtungsmaterial (52) aufgebracht und schliesslich die obere Folie (51) aufgelegt, mit einem entsprechenden Niederhalter auf die untere Folie (53) gepresst und dort verschweisst wird. Die obere (51) und die untere (53) Folie ist beispielsweise eine handelübliche Verbundfolie aus mehreren dünnen Lagen von Aluminium und PET oder PTFE mit zwei, die Schweissbarkeit sicherstellenden, Decklagen PE oder PFA, sie kann beispielsweise aber auch ein Verbund einer relativ dicken, d.h. 0.01 bis 0.1 mm dicken, Aluminiumfolie mit zwei Decklagen PE oder PFA sein. Die genannten Verbundfolienarten, und viele andere für den vorliegenden Fall geeignete Folien, können beispielsweise bei der Firma Covexx, Walsrode, Deutschland bezogen werden.
Das Dichtungsmaterial (52) ist ein beispielsweise dauerviskoses Material mit hoher Viskosität, wie ein geeignetes Silikon, das sich im Falle der Durchdringung eng an den durchdringenden Köφer anschmiegt. Das Gasdichtigkeit des auf diese Weise entstehenden kritischen kürzesten Diffusionsweges direkt entlang dem durchdringenden Köφer ist eine lineare Funktion des Druckunterschiedes, des Dichtungsmaterials und der Länge des Diffusionsweges. Es ist deshalb von Vorteil, den Diffusionsweg, d.h. die Dicke des Dichtungsmaterials, möglichst gross zu machen. Aus Gründen der Anwendbarkeit des unabhängigen selbstdichtdenden Hüllelementes (50) wird man sich in Praxis auf eine Dicke des Dichtungsmaterials (52) von 1 mm bis 10 mm beschränken.
Es ist auch möglich, dass statt eines elastischen oder dauerviskosen Dichtungsmaterials einen rasch aushärtenden, vorzugsweise im nicht ausgehärteten Zustand hochviskosen, Ein- oder Zweikomponentenklebstoff zu verwenden. Beim Einsatz eines Zweikomponenten Klebstoffes, besteht die Möglichkeit, die beiden Komponenten bis zum Zeitpunkt der Durchdringung durch eine dünne Membran von einander zu trennen; oder es ist möglich nur eine der beiden Komponenten innerhalb der Doppelhülle zu speichern und die andere Komponente mit dem, bewusst durch die Doppelhülle geführten, durchdringenden Köφer zuzuführen. Vorteilhafterweise wird ein Klebstoff verwendet, der möglichst dünne Metall-Metall und Metall- Kunststoff Verbindungen erzeugen kann, damit manschettenartig vervormte Folienteile mit dem durchdringenden Köφer möglichst eng verbunden werden. Denkbare Klebstoffe dieser Art sind beispielsweise die unter den Markennamen bekannten Klebstoffe „A+P CYANA", „ AGOMET® F" oder „ ARALDIT®".
Zur Verbesserung des Dichtungsverhaltens kann das Dichtungsmaterial (52) mindestens eine, vorteilhafterweise aber mehrere zusätzliche Lagen einer zähen reissfesten Folie, wie beispielsweise PET, PTFE, PFA oder besser einer Verbundfolie aus einem dieser Kunststoffe und einer Metallfolie, wie beispielsweise Aluminium oder Stahlfolie, beinhalten, die sich jeweils über die gesamte innere Fläche der selbstdichtenden Zone (52) erstrecken. Diese zusätzlichen Folien sind in Figur 5 aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellt. Im Zuge des Durchdringens eines Befestigungselementes müssen diese Folien durchstossen werden und bilden sich überlappende manschettenartige Verformungen rund um den durchdringenden Köφer aus, die zusätzlich als Dichtungen wirken.
Im Extremfall kann das Dichtungsmaterial (52) vollständig aus zahlreichen, d.h. mindestens 5 bis 100 Lagen, einer zähen reissfesten Folie, wie beispielsweise PET, PTFE, PFA oder besser einer Verbundfolie aus einem dieser Kunststoffe und einer Metallfolie, wie beispielsweise Aluminium oder Stahlfolie, bestehen, die sich jeweils über die gesamte innere Fläche der selbstdichtenden Zone (52) erstrecken.
Vorteilhafterweise herrscht zwischen der oberen (51) und der unteren (53) Folie ein Unterdruck, der über den dann durch den Luftdruck erzeugten relativen Überdruck das Dichtungsmaterial (52) und/oder allfällige vorhandene manschettenartig verformbare Dichtungsfolien sehr schnell und sehr eng an einen durchdringenden Köφer anpresst. Dieser Unterdruck kann zur vollen Erfüllung dieser Aufgabe im sogenannten Grobvakuumberich, also zwischen 1 und 100 mbar liegen. Er wird auf einfache Art beispielsweise so sichergestellt, dass die Verschweissung der oberen (51) und der unteren (53) Folie in einer Vakuumkammer geschieht, in welcher der geforderte Unterdruck herrscht.
Figur 6 zeigt das Prinzip eines Hilf s Werkzeugs, mit dem ein beliebiges, nicht notwendigerweise von vornherein zum Duchstossen vorbereitetes VIP (60) an einer beliebigen Stelle so mit einem speziellen Köφer (62) durchstossen werden kann, dass kein Verlust des Vakuums im VIP (60) auftritt.
Der spezielle durchdringende Köφer (62) kann beispielsweise ein nagelartiges Gebilde, allenfalls mit gewindeförmigem hinterem Ende sein.
Im Wesentlichen besteht das Hilfswerkzeug aus zwei einseitig offenen Kammern (63a, 64a) mit je einem mehr oder weniger langen säulenförmigen hohlen Element (63b, 64b). Mindestens eine der beiden Einheiten (63 oder 64) kann in vertikaler Richtung zum VIP (60) verfahren werden, womit ein dichtes Anpressen der beiden einseitig offenen Kammern (63a, 64a) an die Hülle des VIP (60) sichergestellt werden kann.
Damit die beiden Kammern (63a, 64a) an zwei gegenüberliegenden Seiten des VIP (60) exakt zueinander ausgerichtet sind, sind sie vorteilhafterweise an einem U- förmigen Element (65) befestigt. Die Schenkellänge dieses U-artigen Elementes (65) beträgt vorteilhafterweise etwas mehr als mindestens die halbe Breite des VIP (60).
Beispielsweise aus einem unter Druck stehenden Vorratsbehälter (66a), oder einer ähnlichen Vorrichtung, kann über ein Ventil (66b) und entsprechende Druckleitungen (66c) Dichtungsmaterial (61) in die beiden Kammern (63a, 64a) gepresst werden.
Danach wird der durchdringende spezielle Köφer (62), beispielsweise mittels eines kolbenförmigen Hammerelementes (63c) durch das Dichtungsmaterial (61) und das VIP (60) gestossen. Der hierzu notwendige Antrieb ist in Fig. 6 als gespannte Feder (63d) dargestellt. Es kann natürlich auch ein elektrischer, pneumatischer oder hydraulischer Antrieb verwendet werden.
Nach dem Durchstossen des durchdringenden speziellen Köφers (62), wird das Dichtungsmaterial ausgehärtet und die Kammern (63a, 64a) auseinander gefahren und entfernt.
Offensichtlich muss das verwendete Dichtungsmaterial (61) zu Zeitpunkt des Einpressens mindestens zähflüssig sein. Später muss es so ausgehärtet werden können, dass es einen gasdichten Verschluss um den durchdringen Köφer (62) bildet. Geeignet Materialen mit diesen Eigenschaften können lösbare Kunststoffe wie PET oder PMMA sein, die nachträglich durch Ausheizen des Lösungsmittels verfestigt werden. Bei Verwendung solcher Kunststoffe muss aber eine dicke Schicht in der Grössenordnung von mindestens einigen mm bis zu einigen cm aufgebracht werden, damit ein genügend langer Diffusionweg durch das Dichtungsmaterial erreicht wird.
Möglich ist aber auch die Verwendung von wesentlich besser dichtenden Kunststoffen aus der Familie der Fluorkunststoffe, also beispielsweise PTFE, PFA oder PCTFE, die darüber hinaus eine ausgezeichnete Temperatur-, Ultraviolett-, und Chemikalienstabilität aufweisen. Diese Kunststoffe werden für den vorliegenden Fall vorteilhafterweise durch Erhitzen verflüssigt und nachher beispielsweise durch Fluten des restlichen Kammervolumens mit einer kalten Flüssigkeit wie beispielsweise Wasser oder kalte Luft, rasch abgekühlt und ausgehärtet. Von diesen Kunststoffen genügen schon Dicken von 1 mm bis 5 mm.
Schliesslich ist auch die Verwendung eines anorganischen, schon in Schichten von weniger als einem mm Dicke, gasdichten Dichtungsmaterialien möglich, wie beispielsweise Wasserglas oder eines, bei möglichst tiefen Temperaturen flüssigen Glaslotes. Selbstverständlich können auch Metalle mit niedriger Schmelztemperatur, also beispielsweise Blei oder Zinn, verwendet werden.
Da in einzelnen Fällen davon ausgegangen werden muss, dass das Dichtungsmaterial in flüssigem Zustand noch keine genügende Gasdichtigkeit aufweist, ist es von Vorteil, eine Möglichkeit zur Evakuierung der Kammern (63a,64a) und der säulenförmigen Elemente (63b, 64b) zur Verfügung zu stellen. Dies kann auf einfache Weise geschehen, indem die beiden Hohlköφer (63, 64) über Ventile (67b) und entsprechende gasdichte Leitungen (67c) mit einer Vakuumpumpe (67a) verbunden sind. Zusätzlich ist es von Vorteil, die beiden Kammern (63a, 64a) an ihren das VIP (60) berührenden Kanten mit, in Fig. 6 nicht dargestellten, Dichtungslippen zu versehen. Werden nun vor dem Durchstossen des durchdringenden Köφers (62) die beiden Hohlköφer (63, 64) evakuiert, so kann das Dichtungsmaterial (61) vollständig aushärten, bevor es sein Dichtungsfunktion übernehmen muss.
Im dem Fall einer Evakuierung der beiden Hohlköφer (63, 64) kann allenfalls das
Durchführen des durchdringenden Köφers (62) durch das VIP (60) vor dem Füllen der Kammern (63a, 64a) mit Dichtungsmaterial (61) geschehen. Dieser veränderte Ablauf hat den Vorteil, dass mehrlagige Dichtungs-Systeme aufgebaut werden können, bei denen jede Schicht vor einbringen der nächsten zuerst ausgehärtet werden kann. Bei dem allfälligen Vorhandensein von mehreren unabhängigen Füllsystemen (66) ist es so beispielsweise möglich, äusserst gasdichte Kunststoff- Metall Dichtungssysteme aufzubringen. Hierzu wird beispielsweise zunächst eine Schicht eines relativ wärmebeständigen Kunststoffes, wie PTFE oder PFA, aufgebracht und ausgehärtet. Danach folgt eine Schicht eines bei niedrigen Temperaturen schmelzenden Metalls, wie beispielsweise Blei oder Zinn, die dann allenfalls nochmals mit einer Schutzschicht eines geeigneten Kunststoffes wie PE, PET, PFA usw. überzogen wird.
Figur 7 zeigt das Prinzip eines anderen Hilfswerkzeugs, mit dem ein beliebiges, nicht notwendigerweise von vornherein zum Durchstossen vorbereitetes VIP (70) an einer beliebigen Stelle so mit zwei, entsprechend Figur 5, prinzipiell nageiförmigen Köφern (72, 73), mit vollen oder hohlen Schäften (72a, 73a) und mit Kopfplatten (72b, 73b), durchstossen werden kann, dass kein Verlust des Vakuums im VIP (70) auftritt. Die Kopfplatten (72b, 73b) sind an ihrer den Schäften (72a, 73a) zugewendeten Seite mit einer dünnen Schicht schmelzbaren Kunststoffes, also beispielsweise mit PE oder PFA, beschichtet.
Im Wesentlichen besteht das Hilfswerkzeug aus zwei einseitig offenen Kammern (74a, 75a). Mindestens eine der beiden Kammern (74a oder 75a) kann in vertikaler Richtung zum VIP (70) verfahren werden, womit eine dichtes Anpressen der beiden einseitig offenen Kammern (74a, 75a) an die Hülle des VIP (70) sichergestellt werden kann.
Damit die beiden Kammern (74a, 75 a) an zwei gegenüberliegenden Seiten des VIP (70) exakt zueinander ausgerichtet sind, sind sie vorteilhafterweise an einem U- förmigen Element (76) befestigt. Die Schenkellänge dieses U-artigen Elementes (76) beträgt vorteilhafterweise etwas mehr als mindestens die halbe Breite des VIP (70).
Es ist notwendig, eine Evakuierung der Kammern (74a, 75a) vorzunehmen. Dies kann auf einfache Weise geschehen, indem die beiden Kammern (74a, 75a) über Ventile (77b) und entsprechende gasdichte Leitungen (77c) mit einer Vakuumpumpe (77a) verbunden sind. Zusätzlich ist es von Vorteil, die beiden Kammern (63a, 64a) an ihren das VIP (60) berührenden Kanten mit, in Fig. 7 nicht dargestellten, Dichtungslippen zu versehen.
Zunächst werden nun die beiden Kammern (63a, 64a) evakuiert. Danach werden die durchdringenden Köφer (72, 73), beispielsweise mittels kolbenförmiger Hammerelemente (74b, 75b), welche so ausgebildet sind, dass sie die Kopfplatten (72b, 73b) der durchdringenden Köφer (72, 73) exakt führen, durch das VIP (70) gestossen. Die hierzu notwendigen Antriebe sind in Fig. 7 als gespannte Federn (74c, 75c) dargestellt. Es können natürlich auch elektrische, pneumatische oder hydraulische Antriebe verwendet werden.
Die beiden durchdringenden Köφer (72, 73) werden so durch das VIP (70) gestossen, dass sich ihre Schäfte (72a, 73a) konzentrisch durchdringen und dass ihre Kopfplatten (72b, 73b) bzw. die beiden schweissbaren Schichten (71) satt an die Hülle des VIP (70) angepresst werden. Danach werden die schweissbaren Schichten (71) mit der Hülle des VIP (70) verschweisst. Wenn dafür gesorgt wird, dass die entstehende Verbindungsschicht dünn, d.h. beispielsweise in der Grössenordnung von 0.1 mm, ist und wenn weiter dafür gesorgt wird, dass eine rundum durchgehende möglichst grossflächige Verschweissung entsteht liegt eine über Jahrzehnte genügend gasdichte Verbindung vor. Fig. 8 verdeutlicht das Prinzip einer Überlappung von VIP mit minimiertem Materialaufwand. Auf einer vom zu dämmenden Köφer gegebenen Grundfläche (110) werden, beispielsweise durch Verkleben, sich in zwei Richtungen kreuzende, streifenformige VIP (111) befestigt. Der Abstand dieser streifenförmigen VIP (111) ist dabei so gewählt, dass er in beiden Richtungen jeweils der Dimension der später zu verlegenden grossflächigen VIP (112) minus der doppelten minimalen Überlappungsbreite (Ümin) plus dem doppelten gewünschten Verschiebungsweg (v) entspricht. Die minimale Breite der streifenförmigen VIP entspricht der doppelten minimalen Überlappungsbreite (Ümin) plus dem doppelten gewünschten Verschiebungsweg (v). Wie weiter oben ausgeführt, ergibt dies für die Einhaltung des sogenannten Minergie-Standards eine Breite von ca. 15 cm, für Einhaltung des Passivhaus-Standards eine solche von ca. 30 cm.
Auf diesem "Netz" von streifenförmigen VIP (111) werden die grossflächigen VIP (112), beispielsweise durch Verkleben, so befestigt, dass nirgends die, allenfalls auf den streifenförmigen VIP (111) markierte, minimale Überlappungsbreite (Ümin) unterschritten wird. Eine Anpassung an dimensionelle Ungenauigkeiten der baulichen Unterlage (110) ist durch ein Verschieben der grossflächigen VIP (112) innerhalb des maximalen Verschiebungsweges (v) problemlos möglich.
Zur Ermöglichung einer Durchführung von Leitungen und/oder einer Durchlässigkeit von Wasserdampf kann zwischen den streifenförmigen VIP (111) und den Grossflächigen VIP (112) eine beispielsweise 0.5 mm bis 50 mm, vorzugsweise 1 mm bis 10 mm, dicke Lage eines, vorzugsweise weichen, konventionellen Wärmedämmmittels (113), wie beispielsweise Glaswolle, vorhanden sein.
Der "unterhalb" der grossflächigen VIP (112) entstehende geschlossene Raum (14) wird in der Regel nicht gefüllt, so dass er nur stehende Luft beinhaltet und so als zusätzliche Wärmedämmung wirkt. Bei Bedarf kann er aber auch mit einem beliebigen Material gefüllt werden.
Ohne näher auf die Ausführung einzugehen ist in Fig. 1 das Prinzip von Halterungselementen (116), welche die streifenförmigen VIP (111) in regelmässigen Abständen durchstossen, skizziert. Diese Halterungselemente sind an der tragenden Grundplatte (110) beispielsweise durch Einschiessen oder durch Schrauben befestigt. Auf ihrer Kopffläche sind so geformt, dass Abdeckelemente (115), beispielsweise durch Verschrauben oder Einschnappen, befestigt werden können. Die Abdeckelemente (115) können, wie skizziert, direkt plattenförmige Elemente sein, sie können aber auch im Sinne von streifenförmigen Hilfselementen, welche dann die eigentliche Abdeckung zu halten haben, ausgeführt sein. Die Abstände der Halterungselemente (116) sind so gewählt, dass eine genügende Anzahl Halterungspunkte zur sicheren Befestigung der Abdeckelemente (115) entsteht. Wenn nötig, sind zusätzliche, die grossflächigen VIP durchdringende Halterungselemente vorhanden, die in Fig. 1 aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellt sind. Eine Einstellbarkeit des Abstandes der Kopffläche der Halterungselemente (116) von der tragenden Grundplatte (110) ist bei eingeschraubten Halterungselementen (116) durch mehr oder weniger weites Einschrauben gewährleistet. Werden die Halterungselemente (116) durch Einschiessen oder durch Aufkleben an der Grundplatte (110) befestigt, sind sie vorteilhafterweise zweiteilig ausgeführt.
Fig. 9 zeigt tabellarische Übersichten der prinzipiellen Aufbauten von Gebäudehüllen, deren Wärmedämmung mittels VIP realisiert wird, die nach dem Überlappungsprinzip mit minimiertem Materialaufwand verlegt werden. Zusätzlich wird in allen Fällen die von den VIP unabhängige Befestigung einer Abdeckschicht gezeigt, wobei bei den Darstellungen auf das Prinzip von Halterungselementen, welche die streifenförmigen VIP durchdringen, zurückgegriffen wird. Ohne jegliche Einschränkung der Allgemeinheit der Aussage könnte jedoch auch auf das Prinzip von zugfesten Zonen innerhalb der VIP oder auf Halterungselemente, welche die streifenförmigen VIP umgreifen zurückgegriffen werden.
Fig. 9a zeigt für die Wandtypen "Massivbau mit aussen liegender oder mit innen liegender Wärmedämmung" und "Skelettbau mit aussen liegender oder mit zwischen den Ständern liegender Wärmedämmung", horizontalen Schnitte irgendwo in der Wandfläche, an einer positiven Ecke und an einer negativen Ecke. Für dieselben Wandtypen sind Vertikalschnitte an den Übergängen "Wand-Geschossdecke" und "Wand-Kellerdecke" vorhanden.
Fig. 9b zeigt für die Dachtypen "kaltes oder warmes Schrägdach" und "Flachdach mit sichtbarem oder mit verstecktem Dachrand" die Übergänge von Wand zu Dach und die Wärmedämmung des Daches.
Die Summe der gezeigten baulichen Details macht deutlich, dass das Überlappungsprinzip mit minimiertem Materialaufwand in jedem der Fälle die problemlose Realisierung einer Wärmedämmung ohne nennenswerte Kältebrücken zulässt, was bedeutet, dass gesamte Gebäudehüllen ohne Kältebrücken realisiert werden können.
Fig. 10 verdeutlicht das Prinzip von VIP mit internen zugfesten Zonen.
Fig.10a zeigt den Querschnitt einer prinzipiellen Aufbaumöglichkeit eines streifenförmigen VIP (130a) mit zugfesten Elementen (133) beiderseits der langen
Mittelachse des VIP (130a). Die zugfesten Elemente (133) besitzen eine ca. kreisförmige oder quadratische Kopfplatte (133b) von ca. 1cm bis 5 cm Durchmesser und eine entsprechende Basisplatte (133c), welche durch einen zugfesten Steg (133a) miteinander verbunden sind. Das Material der zugfesten Elemente (133) ist beispielsweise Stahl oder faserverstärkter Kunststoff oder ein Duroplast. Der Steg (133a) muss lediglich die notwendige Zugfestigkeit von ca. 0.2 N/mm2 aufweisen und muss nicht biegefest sein. Die notwendige Biegefestigkeit des gesamten Aufbaus ist durch den druckfesten Kern (132) des VIP gegeben. Im Verlauf des Herstellungsprozesses eines entsprechenden VIP (130a), werden zunächst die zugfesten Elemente (133) an den gewünschten Stellen in den Kern (132) des VIP (130a) eingebracht. Danach wird der Kern (132) mit den zugfesten Elementen (133) unter Vakuum mit der beispielsweise folienartigen Hülle umgeben, die Hülle wird allseitig verschweisst und mit allen vorhandenen Kopfplatten (133b) und Basisplatten (133c) über deren gesamte Fläche beispielsweise durch Verkleben zugfest verbunden.
Fig.10b zeigt den Querschnitt einer anderen prinzipiellen Aufbaumöglichkeit eines streifenförmigen VIP (130b) mit zugfesten Elementen (134) entlang der langen Mittelachse des VIP (130a). Die zugfesten Elemente (134) besitzen eine ca. kreisförmige oder quadratische Kopfplatte (134b) von ca. 1cm bis 10 cm Durchmesser und eine entsprechende Basisplatte (134c), welche durch vier in den räumlichen Diagonalen verlaufende reine Zugelemente (134a) miteinander verbunden sind. Das Material der Kopf- und Basisplatte (134b und c) ist beispielsweise Stahl oder faserverstärkter Kunststoff oder ein Duroplast. Die zugfesten Elemente (134a) sind beispielsweise als Stahlseil oder als ein Seil aus textilen Fasern ausgebildet. Der Herstellprozess des VIP (130b) verläuft entsprechend demjenigen des VIP (130a).
Fig. 10c zeigt den Querschnitt eines prinzipiellen Aufbaus eines grossflächigen VIP (130c) mit zugfesten Elementen (133) in seinen Randzonen. Die zugfesten Elemente (133) sind in Fig. 10c entsprechend Fig. 10a aufgebaut, sie könnten aber ohne jegliche Einschränkung auch entsprechend Fig. 10b aufgebaut sein. Der Herstellpro zess des VIP (130c) verläuft entsprechend demjenigen des VIP (130a).
Fig. lOd verdeutlicht das Prinzip des Zusammenspiels der oben diskutierten Aufbauten (130a und 130c) von VIP mit einer baulichen Basis (139) und einer Abdeckung (138). Die streifenförmigen VIP (130a oder 130b) werden beispielsweise mittels einer Verklebung (135) im Bereich der Basisplatten (133c oder 134c) der zugfesten Elemente (133 oder 134) zugfest mit der baulichen Basis (139) verbunden. Entsprechend wird der Bereich der Kopfplatten (133b oder 134b) der zugfesten Elemente (133 oder 134) der streifenförmigen VIP (130a) beispielsweise mittels einer Verklebung (136) mit dem Bereich der Bassisplatten der zugfesten Elemente (133 oder 134) der grossflächigen VIP (130c) verbunden. Schliesslich wird, beispielsweise durch eine weitere Verklebung (137), der Bereich der Kopfplatten der zugfesten Elemente (133 oder 134) der grossflächigen VIP (130c) mit den gewünschten Abdeckelementen (138) verbunden. Auf diese Weise entsteht durch das Zusammenspiel der Kette der miteinander verbundenen zugfesten Elemente (133 oder 134) und der druckfesten Kerne (132) der VIP ein zug-, druck- und scherfester Aufbau, der bei entsprechender Auslegung der zugfesten Elemente (133 oder 134), jeglichen Sturmkräften standhalten kann und der seine Festigkeit auch dann nicht verliert, wenn die VIP ihr Vakuum verlieren sollten. Da die Kopf- bzw. Basisplatten (133b oder 134b bzw. 133c oder 134c) der zugfesten Elemente (133 oder 134) relativ gross sind, können die grossflächigen VIP (130c) ohne Festigkeitsverlust der resultierenden Verbindungen jeweils um einige cm relativ zu den streifenförmigen VIP (130a oder 130b) verschoben werden, womit eine Ausgleich lateraler baulicher Fehler gewährleistet ist.
Fig. 11 verdeutlicht die prinzipiellen Ausführung des Überlappungsprinzipes mit minimiertem Materialaufwand bei gleichzeitiger von den VIP unabhängiger, sturmsichere Befestigung von Abdeckelementen mittels spezieller, die streifenförmigen VIP umfassender Halterungselemente.
Fig. 11a zeigt den perspektivischen Querschnitt eines entsprechenden prinzipiellen Aufbaus irgendwo innerhalb der Wandfläche. Spezifische Halterungselemente (140) werden beispielsweise durch Verkleben, Verschrauben oder Schiessen mit der baulichen Basisplatte (141) verbunden. Die Halterungselemente besitzen eine prinzipiell U-förmige Basis (140a) mit einem mittig auf derselben befindlichen vertikalen Steg (140b), welcher ein Kopfelement (140c) trägt. Der Steg (140b) kann so ausgebildet sein, dass er eine Trennstelle beinhaltet, die ein nachträgliches Aufbringen des Kopfelementes (140c) erlaubt und zusätzlich eine Einstellung des Abstandes zwischen Kopfelement (140c) und U-förmiger Basis (140a) ermöglicht.
Die Dimensionen der Halterungselemente (140) sind so gewählt, dass erstens die streifenförmigen VIP (142) zwischen der U-förmigen Basis (140a) und der baulichen Basisplatte (141) eingeschoben werden können und dass zweitens die grossflächigen VIP (143) oberhalb des U-förmigen Basiselementes (140a) unter das Kopfelement (140c) geschoben werden können. Das Kopfelement (140c) ist so gestaltet, dass die Abdeckelemente (144) beispielsweise mittels Verschrauben und Verkleben darauf befestigbar sind.
Zwischen den streifenförmigen VIP (142) und den grossflächigen VIP entsteht zwingend ein Spalt von der Dicke der U-förmigen Basis (140a) des Halterungselementes. Damit dieser Spalt nicht zur Kältebrücke wird, muss dafür gesorgt werden, dass er im Wesentlichen mit stehender Luft gefüllt ist. Dies kann auf einfache Art beispielsweise so erreicht werden, dass zwischen die grossflächigen VIP jeweils ein Streifen nachgiebiger konventioneller Wärmedämmstoff (135), also beispielsweise leichte Glaswolle so eingelegt wird, dass dieser Streifen (135) von den grossflächigen VIP mehr oder weniger zusammengepresst wird.
Es ist offensichtlich, dass mit den bisher besprochenen Halterungselementen (140) die überlappenden VIP (142 und 143) nicht um Kanten herumgeführt werden und auch nicht an nicht wärmezudämmende Nebenwände angestossen werden können. Für diese Aufgaben müssen je spezielle Halterungselemente zur Verfügung gestellt werden. Fig. 4b zeigt ein Halterungselement mit dem die überlappenden VIP (142 und 143) um eine positive Kante herumgeführt werden können, Fig. 11c zeigt ein Halterungselement für eine negative Kante. Fig. lld bzw. Fig. lle zeigen entsprechende Halterungselemente zum Stossen an eine positive Kante bzw. an eine negative Kante.
Es muss betont werden, dass die in den Figuren 11a bis lle gezeigten Ausformungen der Halterungselemente (140) zwar auf diese Art durchaus funktionsfähig wären, dass aber selbstverständlich zahlreiche andere Ausführungsarten denkbar sind, welche dieselbe Funktionsfähigkeit besitzen.
Fig. 12 verdeutlicht eine prinzipielle Ausführung des Überlappungsprinzipes mit minimiertem Materialaufwand, welche eine kostengünstige Durchführung von elektrischen und von anderen Leitungen mit ähnlichen Durchmesser erlaubt und welches zusätzlich eine Durchlässigkeit für Wasserdampf besitzt.
Zu diesem Zwecke ist zwischen den streifenförmigen VIP (151) und den Grossflächigen VIP (153) eine beispielsweise 0.5 mm bis 50 mm, vorzugsweise 1 mm bis 10 mm, dicke Lage eines, vorzugsweise weichen, konventionellen Wärmedämmmittels (152), wie beispielsweise Glaswolle, angeordnet, welche in erster Linie dafür sorgt, dass trotz des Abstandes der beiden VIP-Lagen (151 und 153) im Raum zwischen den grossflächigen VIP (153) und der baulichen Basis (150) stehende Luft als zusätzliches Dämmmaterial vorhanden ist.
Die zusätzliche Schicht konventionellen Dämmstoffes (152) kann problemlos mit den gewünschten Leitungen (155) durchstossen werden und ist bei Wahl eines offenzelligen Dämmstoffes, wie beispielsweise Glaswolle, auch durchlässig für Wasserdampf (156). Soll eine Durchlässigkeit für Wasserdampf vermieden werden - was dann sinnvoll sein kann wenn die Abdeckschicht (154) im Wesentlichen Putz ist - so muss ein geschlossenzelliger Dämmstoff, wie beispielsweise XPS, als zusätzliche Zwischenschicht (152) eingesetzt werden.
In Fig. 12 ist die Halterung der äusseren Abdeckschicht (154) mittels Halteelementen welche die streifenförmigen VIP (151) durchstossen, angedeutet. Selbstverständlich können entsprechende Zwischenschichten auch bei den beiden andern in Fig. 10 und Fig. 11 verdeutlichten Ausführungsformen realisiert werden.
In der Ausführungsform gemäss Fig. 4, mit Halterungen (140) welche die streifenförmigen VIP (142) umfassen, ist der notwendige Abstand zwischen den streifenförmigen und den grossflächigen VIP (142 und 143) per se gegeben.
In der Ausführungsform gemäss Fig. 3, mit in die VIP integrierten zugfesten Elementen, muss zur Erzeugung eines entsprechenden Abstandes zwischen den streifenförmigen (130a oder 130b) und grossflächigen (130c) VIP ein zusätzliches zug- und biegefestes Element, mit entsprechender Dicke wie die zusätzliche konventionelle Dämmschicht (152) und mit einem Durchmesser welcher demjenigen der Kopf- bzw. Basisplatte (133b bzw. 133c) der zugfesten Elemente (133) entspricht, an der Stelle der Verklebung (137), beispielsweise durch Verkleben, eingebracht werden.
Fig. 13 verdeutlicht den prinzipiellen Aufbau einer einfach herzustellenden Verbundplatte unter Verwendung eines VIP (160) mit zugfesten Elementen (163), welche in das Kernmaterial (162) des VIP (160) integriert und an ihrer Kopf- bzw. Basisfläche mit der Hülle (161) desselben zugfest verbunden sind.
Auf die beiden grossen Flächen des VIP sind, beispielsweise mittels einer, vorzugsweise dauerelastischen, Verklebung (165), deren Fläche derjenigen der Kopfbzw. Basisplatte der zugfesten Elemente (163) entspricht, feste Platten (164) aufgebracht. Die Platten (164) können beispielsweise aus Stahl, Aluminium, Glas oder Holz sein, wobei sie natürlich nicht beide aus demselben Material sein müssen.
Unterschiedliche Wärmeausdehnungen an aussen liegenden und innen liegenden Platten (164) können problemlos durch das VIP (160) und die vorzugsweise dauerelastische Verklebung (165) aufgenommen werden.
Die festen Platten (164) können in ihren lateralen etwas grösser sein als das VIP (160), womit die allenfalls relativ leicht verletzbare Hülle (161) des VIP (160) auf einfachste Weise vor Beschädigung geschützt ist.
Ein zusätzlicher Schutz kann optional durch das Einbringen eines, vorzugsweise dauerelastischen, Schutzmaterials (166), beispielsweise Silikonklebstoff, zwischen die überstehenden Flächenanteile der festen Platten (164) erreicht werden. Zusammengefasst sind wichtige Eigenschaften der diskutierten Ausführungsbeispiele die Folgenden: Das Vakuum-Isolations-Paneel (VIP) mit gasdichter Hülle und innerhalb der Hülle befindlichen, offenporigen, evakuierten Kern zeichnet sich dadurch aus, dass dieser er so aufgebaut ist, dass er an beliebigen Stellen oder an einzelnen definierten Stellen ohne Verlust des Vakuums teilweise oder vollständig durchdrungen werden kann. Dies kann durch in sich gasdichte Hilfsköφer bewerkstelligt sein, die so eingebaut sind, dass Oberflächen der Hilfsköφer mit zwei sich gegenüberliegenden Seiten der gasdichten Hülle des VIP gasdicht verbindbar sind. Alternativ dazu kann gasdichte Hülle mindestens bereichsweise als doppelte Hülle mit zwei Hüllfolien und einem dazwischen liegenden Dichtungsmaterial ausgebildet sein, so dass sich bei der Durchdringung eine den durchdringenden Köφer umgebende Dichtungsfläche bildet. Weitere Alternativen beinhalten das Durchdringen von beliebigen VIPs durch spezielle Durchdringungsköφer bestehend aus einem Paar von Teilköφern die Schäfte aufweisen, mit welchen sie sich gegenseitig konzentrisch durchdringen und miteinander gasdicht verbunden werden können.
Die Erfindung beinhaltet auch ein Verfahren zur kältebrücken-minimierten Wärmedämmung grossvolumiger Köφer mittels VIP, indem eine streifenförmig verlegte Lage von Isolationsköφern über- oder unterlagert wird mit einer Lage von grossflächigen VIP. Als streifenformige Isolationsköφer oder als grossflächige VIP sind insbesondere durchdringbare bzw. durchdrungene VIPs geeignet, da das Anbringen einer äusseren Abdeckung auf befriedigende Weise ermöglicht wird.
Es versteht sich aber, dass aus der Fülle der vorstehend diskutierten Prinzipien und Ausführungsbeispiele noch andere Ausführungsformen als die vorstehend diskutierten im Rahmen des fachüblichen Handelns zur Erfindung gehören. Insbesondere können sind auch einzelne der hier diskutierten Ideen für sich interessant und können auch in Ausführungsformen verwendet werden, bei denen sie nicht mit anderen Ideen kombiniert werden. Insbesondere können die anhand der Figuren 8 bis 13 beschriebenen Verfahren sich jeder anhand der Figuren 1 bis 7 vorgestellten VIP-Durchdringungs-Systeme bedienen.

Claims

PATENTANSPRUCHE
1. Vakuum-Isolations-Paneel (VIP) mit gasdichter Hülle, dadurch gekennzeichnet, dass dieses VIP so aufgebaut ist, dass es an beliebigen Stellen oder an einzelnen definierten Stellen ohne Verlust des Vakuums teilweise oder vollständig durchdrungen werden kann.
2. Vakuum-Isolations-Paneel nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch in sich gasdichte Hilfsköφer, die so eingebaut sind, dass Oberflächen der Hilfsköφer mit zwei sich gegenüberliegenden Seiten der gasdichten Hülle des VIP gasdicht verbunden sind.
3. Vakuum-Isolations-Paneel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Hilfsköφer als Hohlköφer ausgebildet ist und dass im Innern desselben ein zusätzliches Material vorhanden ist, das nach der Durchdringung mit einem Köφer mit der Oberfläche des durchdringenden Köφers eine Verbindung eingeht.
4. Vakuum-Isolation-Paneel nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die gasdichte Hülle mindestens bereichsweise als doppelte Hülle mit zwei Hüllfolien und einem dazwischen liegenden Dichtungsmaterial ausgebildet ist.
5. Vakuum-Isolations-Paneel nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es mindestens eine bspw. aus mehreren Lagen bestehende Hüllf olie aufweist, wobei die Zähigkeit und Reissfestigkeit dieser Hüllfolie so ist, dass sich beim Durchstossen der Hüllfolie durch einen spitzen Gegenstand manschettenartige Verformungen rund um den durchdringenden Köφer ausbilden.
6. Hilfsköφer zur Erzeugung einer durchdringbaren Zone innerhalb eines Vakuum- Isolations-Köφers (VIP), dadurch gekennzeichnet, dass der Hilfsköφer im wesentlichen säulenförmig oder spulenf örmig ist, dass er in sich gasdicht ist, dass er so ausgebildet und dimensioniert ist, dass er im Innern eines VIP angebracht werden kann, und dass er mit seinem beiden Endflächen gasdicht mit den entsprechenden Innenseiten der gasdichten VIP-Hülle verbindbar ist.
7. Durchdringungsköφer bestehend aus einem Paar von Teilköφern zur
Durchdringung eines Vakuum-Isolations-Köφers (VIP) oder zur Erzeugung einer durchdringbaren Zone innerhalb eines VIP, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilköφer Schäfte aufweisen, mit welchen sie sich gegenseitig konzentrisch durchdringen und miteinander gasdicht verbunden werden können.
8. Durchdringungsköφer nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet dass mindestens einer der Teilköφer eine Kopfplatte aufweist, die auf ihrer dem
Schaft zugewandten Seite mit der äussern Schicht eines VIP gasdicht verbindbar ist, bspw. indem sie eine Oberfläche mit einem mit der äusseren Schicht des VIP verschweissbaren Material aufweist.
9. Durchdringungsköφer nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Schäfte der Teilköφer Oberflächen besitzen, welche nach der gegenseitigen Durchdringung aneinander anliegen und welche miteinander gasdicht verbindbar sind, bspw. indem sie aus miteinander gasdicht verbindbarem, bspw. verschweissbarem Material gefertigt sind oder indem der innere der einander durchdringenden Schäfte ein so nietenförmig verformbares Ende besitzt, dass es gasdicht anliegend mit einer äusseren Oberfläche des anderen Teilköφers in Verbindung bringbar ist.
10. Wärmeisoliertes Objekt, aufweisend ein Vakuum-Isolations-Paneel nach einem der Ansprüche 1 bis 5 oder ein mit einem Durchdringungsköφer nach einem der Ansprüche 7 bis 9 durchdrungenes Vakuum-Isolations-Paneel.
11. Verfahren zur Durchdringung eines Vakuum-Isolations-Paneels (VIP) mit gasdichter Hülle, ohne dass ein Verlust des Vakuums auftritt, wobei an den zu durchdringenden Hüllbereichen Bereiche erzeugt, welche die Hülle und den dieselbe durchdringenden Köφer gasdicht verbindet oder, allenfalls unter Verwendung eines Durchdringungsköφers gemäss einem der Ansprüche 7 bis 9, gasdichte, das gesamte VIP durchdringende Bereiche schafft, welche mit der Hülle des VIP gasdicht verbunden sind.
12. Verfahren zum Durchdringen eines Vakuum-Isolations-Paneels nach Anspruch 11, wobei in einem ersten Schritt auf zwei einander gegenüberliegende Oberflächen des Köφers dichtendes Material oder ein ein dichtendes Material enthaltendes und/oder ein mindestens eine Hüllfolie, deren Zähigkeit und Reissfestigkeit so ist, dass sich beim Durchstossen der Hüllfolie durch einen spitzen Gegenstand manschettenartige Verformungen rund um den durchdringenden Köφer ausbilden, aufweisendes Element aufgebracht wird und in einem nächsten Schritt das Vakuum-Isolations-Paneel mit einem möglichst spitzen Gegenstand durch das dichtende Material hindurch durchstossen wird, worauf vorzugsweise noch ein Verfestigungsprozess des allenfalls vorhandenen dichtenden Materials erfolgt.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass während des Durchstossens um das dichtende Material herum Kammern gebildet werden, welche mindestens teilweise evakuiert sind.
14. Flächiges Hüllelement, welches nachträglich an einer beliebigen Stelle auf ein beliebiges VIP gasdicht aufgebracht werden kann und in sich so aufgebaut ist, wobei es und die Hülle des VIP an dieser Steile, ohne Verlust des Vakuums im VIP, durchdrungen werden darf, beispielsweise dadurch, dass es mindestens bereichsweise als doppelte Hülle mit zwei Hüllfolien und einem dazwischen liegenden Dichtungsmaterial ausgebildet ist und/oder dass es mindestens eine Hüllfolie aufweist, die bspw. aus mehreren Lagen aufgebaut ist, wobei die Zähigkeit und Reissfestigkeit dieser Hüllfolie so ist, dass sich beim Durchstossen der Hüllfolie durch einen spitzen Gegenstand manschettenartige Verformungen rund um den durchdringenden Körper ausbilden.
15. Grossflächig hergestellte, nachträglich konfektionierbare und um einen geeigneten VIP-Kern gasdicht verschweissbare, gasdichte Hülle für ein Vakuum- Isolations-Paneel (VIP), dadurch gekennzeichnet, dass sie selbstdichtend in dem Sinne ist, dass ein mit ihr aufgebautes VIP an beliebigen Stellen ohne Verlust des Vakuums teilweise oder vollständig durchdrungen werden darf, beispielsweise indem sie mindestens bereichsweise als doppelte Hülle mit zwei Hüllfolien und einem dazwischen liegenden Dichtungsmaterial ausgebildet ist und/oder indem sie mindestens eine Hüllfolie aufweist, die aus mehreren Lagen aufgebaut ist, wobei die Zähigkeit und Reissfestigkeit dieser Lagen so ist, dass sich beim Durchstossen der Hüllfolie durch einen spitzen Gegenstand manschettenartige Verformungen rund um den durchdringenden Köφer ausbilden.
16. Hilfswerkzeug zur Durchdringung eines Vakuum-Isolations-Paneel (VIP) mit gasdichter Hülle ohne dass ein Verlust des Vakuums auftritt, dadurch gekennzeichnet, dass das Hilfswerkzeug an den zu durchdringenden
Hüllbereichen Bereiche erzeugt, welche die Hülle und den dieselbe durchdringenden Köφer gasdicht verbindet oder dass das Hilfswerkzeug, allenfalls unter Verwendung eines Durchdringungsköφers gemäss einem der Ansprüche 7 bis 9, gasdichte, das gesamte VIP durchdringende Bereiche schafft, welche mit der Hülle des VIP gasdicht verbunden sind.
17. Verfahren zur kältebrücken-minimierten Wärmedämmung grossvolumiger Köφer mittels VIP, insbesondere solchen, die als VIP nach einem der Ansprüche 1 bis 5 ausgebildet sind und/oder die mit Hilfsköφern oder Durchdringungsköφern nach einem der Ansprüche 6 bis 9 versehen sind, indem eine streifenförmig verlegte Lage von Isolationsköφern über- oder unterlagert wird mit einer Lage von grossflächigen VIP, dergestalt, dass mindestens einige Ränder der grossflächigen VIP auf oder unter den streifenförmigen Isolationsköφern zu liegen kommen.
18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die streifenförmig verlegten Isolationsköφer VIP sind.
19. Verfahren nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass die streifenförmigen Isolationsköφer und die grossflächigen so überlappen, dass eine Verschiebbarkeit der grossflächigen VIP in der Grössenordnung von einigen cm gewährleistet und nach Einbau der VIP überall mindestens eine den wärmetechnischen Anforderungen gerade eben genügende Überlappungsbreite vorhanden ist.
20. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich eine Abdeckschicht sturmsicher befestigt wird, ohne dass eine erhebliche mechanische Belastung der VIP-Hülle damit verbunden ist, bspw. indem in mindestens einigen VIP zusätzliche Elemente integriert sind oder indem äussere Halterungselemente vorhanden sind.
21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass in mindestens einige VIP von einem zugfesten Element, beispielsweise einem Durchdringköφer nach einem der Ansprüche 17 bis 19, durchdrungen sind, an welchem Element die Abdeckschicht befestigt wird.
22. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die VIP Zonen beinhalten, die mit entsprechenden Zonen auf der gegenüberliegenden Fläche des VIP zugfest verbunden sind.
23. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass die zugfesten Zonen mittels in sich zugfesten Elementen gebildet werden, welche flächige
Deckplatten besitzen, die mit einem zugfesten Steg miteinander verbunden sind oder die mit vier ungefähr diagonal verlaufenden, reinen Zugelementen, wie beispielsweise Stahlseilen oder textilen Seilen, miteinander verbunden sind.
24. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den streifenförmigen und den grossflächigen VIP eine zusätzliche Lage eines beliebigen Materials, vorzugsweise eines geeigneten konventionellen Wärmedämmungsmaterials wie beispielsweise Glaswolle, vorhanden ist, welches die Durchführung von elektrischen oder anderen Leitungen ermöglicht und zudem sicherstellt, dass zwischen der baulichen Unterlage und den VIP- Schichten keine Luft zirkulieren kann, sondern mit stehender Luft, oder allenfalls mit einem beliebigen geeigneten Material, gefüllte geschlossene Kammern entstehen.
25. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass
Halterungselemente verwendet werden, welche einerseits an einer baulichen Basiplatte und andererseits an einer Abdeckplatte befestigbar sind, und zwischen welchen die grossflächigen VIP und die streifenförmigen Isolationsköφer angebracht werden können.
26. Verfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einige der Halerungselemente ein im Querschnitt im Wesentlichen U-förmiges, die streifenförmigen VIP lokal umfassendes Element und an geeigneter Stelle ein
Kopfelement zur Befestigung der Abdecklage besitzen, wobei das im Wesentlichen U-förmige Element und das kopfplattenartige Element mittels eines stegartigen Elementes so miteinander verbunden sind, dass grossflächige VIP von mindestens einer Seite zwischen das U-förmige und das kopfplattenartige Element eingeschoben werden können.
27. Verfahren nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass die
Halterungselemente so ausgeführt sind, dass eine Trennstelle im Bereich des verbindenden Steges vorhanden ist, welche ein nachträgliches Aufbringen des
Kopfelementes sowie eine Einstellung des Abstandes von U-förmigem Element zum Kopfelement erlaubt.
28. Verfahren nach einem der Ansprüche 25 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass unterschiedliche Halterungselemente vorhanden sind, welche den unterschiedlichen baulichen Bereichen wie beispielsweise "Wand- oder
Deckenfläche", "positive Kante", "negative Kante", "Anschluss an positive Kante", "Anschluss an negative Kante", usw. entsprechen.
29. Vakuum-Isolationspaneel, aufweisend eine gasdichte Hülle, gekennzeichnet durch mindestens ein zugfestes Element, welches die Hülle an gegenüberliegenden Seiten durchdringt und beispielsweise als Durchdringköφer nach einem der Ansprüche 7 bis 9 ausgebildet ist und/oder ein innerhalb der gasdichten Hülle angebrachtes, mit gegenüberliegenden Flächen zugfest verbundenes zugfestes Element, so dass zugfeste Zonen gebildet werden.
30. VIP- Verbundplatte aufweisend ein Vakuum-Isolationspaneel nach der Anspruch
29 und zwei feste, mit den das VIP durchdringenden zugfesten Elementen und/oder den zugfesten Zonen des VIP beidseitig verbundenen Abdeckplatten, wobei die beiden festen Abdeckplatten in ihren lateralen Dimensionen beispielsweise etwas grösser als das verwendete VIP sind.
31. VIP -Verbundplatte, aufweisend ein flächig ausgebildetes Vakuum- Isolationspaneel und zwei feste Abdeckplatten, welche beidseitig auf dem VIP aufliegen und an den äusseren Rändern mit bspw. klammerartigen Verbindungsmitteln aneinander und am VIP fixiert sind
32. VIP- Verbundplatte nach Anspruch 30 oder 31, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen über das VIP hinausragenden Flächenanteilen der festen Platten ein zusätzliche Schutzmaterial, wie beispielsweise ein Silikonklebstoff, eingebracht ist.
33. Objekt, wärmegedämmt mit einem Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 29.
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