Dämmstoffe: Grundlagen, Materialien, Anwendungen [1., Aufl.] 9783955530211

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∂ Praxis

Dämmstoffe Grundlagen Materialien Anwendungen

Margit Pfundstein Roland Gellert Martin H. Spitzner Alexander Rudolphi

Edition Detail

∂ Praxis

Dämmstoffe Grundlagen Materialien Anwendungen

Margit Pfundstein Roland Gellert Martin H. Spitzner Alexander Rudolphi

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Autoren: Margit Pfundstein Roland Gellert, Dr. rer. nat. Martin H. Spitzner, Dr.-Ing. Christoph Sprengard Wolfgang Albrecht Alexander Rudolphi, Prof.-Ing. Projektleitung: Nicola Kollmann, Dipl.-Ing. (FH) Redaktion: Christina Schulz, Dipl.-Ing. Architektin Zeichnungen: Nicola Kollmann, Daniel Hajduk © 2007 – korrigierter Nachdruck 2008 Institut für internationale Architektur-Dokumentation GmbH & Co. KG, München Ein Fachbuch aus der Redaktion DETAIL

ISBN: 978-3-920034-18-8 Gedruckt auf säurefreiem Papier, hergestellt aus chlorfrei gebleichtem Zellstoff. Alle Rechte vorbehalten, einschließlich das des auszugsweisen Abdrucks, der Übersetzung, der fotomechanischen Wiedergabe und der Mikrokopie. Die Übernahme des Inhalts und der Darstellungen, ganz oder teilweise, in Datenbanken und Expertensysteme, ist untersagt.

DTP & Produktion: Peter Gensmantel, Andrea Linke, Roswitha Siegler, Simone Soesters Druck: Aumüller Druck, Regensburg 1. Auflage 2007

Institut für internationale Architektur-Dokumentation GmbH & Co. KG Sonnenstraße 17, D-80331 München Telefon: +49/89/38 16 20-0 Telefax: +49/89/39 86 70 www.detail.de

∂ Praxis Dämmstoffe

Inhalt

7

Einführung

8

Eigenschaften von Dämmstoffen

17 21 34 55

Dämmstoffarten Systematik Anorganische Dämmstoffe Organische Dämmstoffe Entwicklungen

59 60 63 66 71 73 74

Rechtsvorschriften und Dämmstoffnormen Bauproduktenrichtlinie, Bauproduktengesetz Baurechtliche Instrumente Europäische Normen und Zulassungen Nationale Anwendungsnormen und Zulassungen Konformitätsbewertung Kennzeichnung und Etikettierung Verbraucherschutz, Gütesicherung, freiwillige Produktzertifizierung

77 79 82 84 85 88 89 91

Dämmstoffe in der Anwendung Anwendungsgebiete Dämmung in Dach und Decke Dämmstoffe in der Wand Perimeterdämmung Vermeidung von Wärmebrücken Luft als Dämmstoff Dämmstoffe und sommerlicher Wärmeschutz Dämmstoffe in anderen Klimazonen

93 93 100 103 105

Ökologische Betrachtung der Dämmstoffe Nachhaltigkeit – Definition und Bewertung Ökologische Dimension Soziale Dimension Ökonomische Dimension Nachhaltiger Einsatz von Dämmstoffen

107 107 108 109 111

Anhang Verbände Hersteller, Lieferanten Literatur Sachregister Bildnachweis

Einführung Margit Pfundstein

Dämmstoffe spielen eine wesentliche Rolle beim energieeffizienten Bauen. Durch ihre wärmedämmende Wirkung sparen sie Heiz- und Kühlenergie ein und tragen damit zur Reduktion des CO2-Ausstoßes bei. Die Bedeutung der Dämmstoffe ist in den letzten Jahrzehnten kontinuierlich gewachsen und mit ihr auch das Angebot an Dämmstoffen mit unterschiedlichen Anwendungs- und Eigenschaftsprofilen. Dementsprechend stellen sich viele Fragen, wenn Dämmstoffe im Hochbau eingesetzt werden sollen: Gibt es normative Bestimmungen? Anforderungen bei Einbau oder Nutzung? Welche Rohstoffe sind enthalten? Wie werden die Dämmstoffe hergestellt und was sind ihre charakteristischen Eigenschaften? Wie sind Abfälle oder Reststoffe zu behandeln? Das vorliegende Buch will diese Fragen mit einer systematischen Darstellung klären, so dass die geeigneten Dämmstoffe für den jeweiligen Bedarf gewählt werden können. Die unterschiedlichen Auswahlkriterien ergeben sich durch die Anwendungen selbst, aber auch durch die Vielzahl der produkt- und anwendungsspezifischen Eigenschaften der Dämmstoffe. Dieses Buch erörtert handelsübliche und auch weniger gebräuchliche Dämmstoffe für den Hochbau sowie neue Entwicklungen. Da ein direkter Preisvergleich wegen der unterschiedlichen Verarbeitungskosten und konstruktiven Randbedingungen nur bedingt aussagefähig ist und zudem lokalen und marktwirtschaftlichen Schwankungen unterliegt, wird in diesem Buch auf eine preisliche Gegenüberstellung verzichtet.

Je nach Rohstoff und Herstellung besitzen die Dämmstoffe charakteristische Eigenschaften, die teilweise für andere Materialien nicht zutreffen, so dass eine direkte Vergleichbarkeit in vielen Fällen nicht möglich ist. Um dennoch für den Verbraucher eine definierte Qualität sicher zu stellen und den baurechtlichen Bestimmungen zu entsprechen, sind Wärmedämmstoffe für den Hochbau normativ geregelt oder müssen bauaufsichtlich zugelassen werden. Die baurechtlichen Zusammenhänge rund um Bauregelliste, Dämmstoffnormen, Zulassungen etc. sind in einem eigenen Kapitel erläutert. Weiterhin beschreibt das Buch Anforderungen an Dämmstoffe, die sich aus den verschiedenen Anwendungen ergeben, und berücksichtigt spezielle Fälle wie Wärmebrücken, den sommerlichen Wärmeschutz und den Einsatz in anderen Klimazonen. Über die funktionale Betrachtung hinaus sind beim Einsatz von Wärmedämmungen und bei der Auswahl des jeweiligen Dämmstoffes auch ökologische Aspekte von Bedeutung. Fragen des Ressourcenverbrauchs, des Energieinhaltes, der Verfügbarkeit und der Umweltverträglichkeit bei der Herstellung, im Gebrauch und bei der Entsorgung von Dämmstoffen werden im letzten Kapitel diskutiert. Im Anhang finden sich Hinweise auf Verbände, Hersteller und weiterführende Literatur sowie ein Sachregister, das den schnellen Zugriff auf die enthaltenen Informationen unterstützen soll.

7

Eigenschaften von Dämmstoffen Margit Pfundstein

Eine geringe Wärmeleitfähigkeit ist ohne Zweifel die wichtigste Eigenschaft von Wärmedämmstoffen. Je nach Anwendungsfall können aber auch zusätzliche Kriterien wie Druckfestigkeit oder Brandverhalten für die Wahl eines Dämmstoffes ausschlaggebend sein. Mit den heute verfügbaren Dämmstoffen können nahezu alle Anforderungen in den unterschiedlichsten Bereichen abgedeckt werden. Aber es gibt keinen Dämmstoff, der »alles kann«, alle ökologischen Kriterien perfekt erfüllt und dazu vielleicht noch preiswert ist. In der Regel schließen sich bestimmte Kriterien, wie beispielsweise hohe Druckfestigkeit und gute Trittschalldämmung oder Diffusionsoffenheit und Feuchtigkeitsbeständigkeit aus. Die folgenden Abschnitte geben einen Überblick über die wichtigsten charakteristischen Eigenschaften von Dämmstoffen, deren Definition und die dazugehörigen Stoffdaten relevanter Dämmstoffe in tabellarischer Form. Neben der Rohdichte sind zur Beurteilung der Dämmstoffe das Verhalten bei Wärmeeinwirkung, bei Wasser- und Feuchtigkeitsbelastung, die mechanischen und schalltechnischen Eigenschaften und das Brandverhalten von Interesse. Der ökologischen Betrachtung der Dämmstoffe ist ein eigenes Kapitel gewidmet (S. 93ff.). Rohdichte Die Rohdichte definiert sich als der Quotient aus der Masse eines Stoffes und dem von dieser Masse eingenommenen Volumen, gemessen in [kg/m3]. Sie beeinflusst unter anderem maßgeblich die wärmeschutztechnischen Eigenschaften eines Dämmstoffes. Eine geringe Rohdichte bedeutet in der Regel auch eine große Porosität oder ein hohes Hohlraumvolumen und führt damit zu einer Verringerung der Wärmeleitfähigkeit, also zu einer besseren wärmedämmenden 8

Wirkung des Stoffes. Die Ermittlung der Rohdichte von Wärmedämmstoffen erfolgt nach DIN EN 1602. Wärmeleitfähigkeit Wärme zu leiten, ist eine materialspezifische Eigenschaft aller Stoffe, unabhängig davon, ob sie fest, flüssig oder gasförmig sind. Die Wärmeleitfähigkeit ist das Vermögen eines Stoffes, thermische Energie zu transportieren. Dämmstoffe sollen Wärme möglichst schlecht leiten, um vor großen Wärmeverlusten zu schützen. Je kleiner die Wärmeleitung im Stoff ist, umso weniger Wärme fließt hindurch. Deshalb ist die Wärmeleitfähigkeit ¬ eine wichtige Messgröße. Die Wärmeleitfähigkeit wird stoffspezifisch in Watt pro Meter mal Kelvin [W/(m•K)] gemessen und gibt die Wärmemenge an, die bei einer Temperaturdifferenz von 1 Kelvin zwischen innen und außen einen Materialwürfel von einem Meter Kantenlänge durchdringt. Gemäß Definition nach DIN 4108 »Wärmeschutz und Energieeinsparung in Gebäuden« dürfen Materialien mit einer Wärmeleitfähigkeit ≤ 0,10 W/(m•K) als Wärmedämmstoffe bezeichnet werden. Die Mehrzahl der Dämmstoffe hat Wärmeleitfähigkeiten im Bereich von 0,030 bis 0,050 W/(m•K) und ist in diesem Definitionsbereich als gut zu bezeichnen. Sehr gute Wärmeleitfähigkeiten weisen Materialien mit Werten unter 0,030 W/(m•K) auf. Als mäßig oder relativ hoch können Werte im Bereich von 0,060 bzw. über 0,070 W/(m•K) betrachtet werden. Bei Dämmstoffen wird die Wärmeleitung stark von folgenden Faktoren beeinflusst: • verwendeter Rohstoff • Rohdichte des Dämmstoffs • Art und Gefügeaufbau des Feststoffanteils • Feuchtigkeit und Temperatur des Dämmstoffs • enthaltene Zellgase

Rohdichte (Werte marktgängiger Produkte, geprüft nach DIN EN 1602) Wärmedämmstoff Aerogel Baumwolle

Rohdichte [kg/m3] 60 – 80 20 – 60

Bims

150 – 230

Blähglas

150 – 230

Blähperlit (EPB) Blähton Flachs Getreidegranulat Hanf HarnstoffFormaldehydharzOrtschaum (UF) Holzfasern (WF)

90 – 490 260 – 500 20 – 80 105 –115 20 – 68 10 30 – 270

Holzwolle-Platten (WW)

350 – 600

Kalziumsilikatschaum

115 – 300

Kokosfasern

70 –120

Keramikfasern, Keramikschäume

120 – 560

Kork, expandiert (ICB)

100 – 220

Melaminharzschaum (MF) Mineralwolle (MW) Phenolharzschaum (PF)

8 –11 20 – 200 40

Polyesterfasern

15 – 20

Polyethylenschaum (PE)

50 –110

Polystyrol, expandiert (EPS)

15 – 30

Polystyrolschaum, extrudiert (XPS)

25 – 45

PolyurethanHartschaum (PUR)

30 –100

Pyrogene Kieselsäure Schafwolle

300 25 –30

Schaumglas (CG)

115 – 220

Schilfrohr

120 – 225

Seegras

75

Vakuum-IsolationsPaneel Vermiculite expandiert (EV), Blähglimmer Wärmedämmziegel 1 Zellulosefasern

150 – 300 70 –160 500 –750 30 –80

Eigenschaften von Dämmstoffen

Wärmeleitfähigkeit (typische Nennwerte) Wärmedämmstoff

Wärmeleitfähigkeit λ [W/(m·K)]

Norm oder Zulassung

Aerogel

0,017 – 0,021

Zustimmung im Einzelfall

Baumwolle

0,040

gemäß Zulassung

Bims

0,060 – 0,080

gemäß Zulassung

Blähglas

0,070 – 0,093

gemäß Zulassung

Blähperlit (EPB)

0,045 – 0,070

DIN EN 13169

Blähton

0,085 – 0,10

gemäß Zulassung

Flachs

0,037 – 0,045

gemäß Zulassung

Getreidegranulat

0,050

gemäß Zulassung

Gipsschaum

0,045

gemäß Zulassung

Hanf

0,040 – 0,050

gemäß Zulassung

HarnstoffFormaldehydharzOrtschaum (UF)

0,035 – 0,040

DIN 18159

Holzfasern (WF)

0,040 – 0,090

DIN EN 13171

Holzwolle-Platten (WW)

0,090

DIN EN 13168

Kalziumsilikatschaum

0,045 – 0,065

gemäß Zulassung

Keramikfasern, Keramikschäume

0,030 – 0,070

gemäß Zulassung

Kokosfasern

0,040 – 0,050

gemäß Zulassung

Kork, expandiert (ICB)

0,045 – 0,060

DIN EN 13170

Melaminharzschaum (MF)

0,035

Keine Zulassung beantragt

Mineralwolle (MW)

0,035 – 0,045

DIN EN 13162

Phenolharzschaum (PF)

0,022 – 0,040

DIN EN 13166

Polyesterfasern

0,035 – 0,045

gemäß Zulassung

Polyethylenschaum (PE)

0,033

gemäß Zulassung

Polystyrol, expandiert (EPS)

0,035 – 0,040

DIN EN 13163

Polystyrolschaum, extrudiert (XPS)

0,030 – 0,040

DIN EN 13164

PolyurethanHartschaum (PUR)

0,024 – 0,030

DIN EN 13165

Pyrogene Kieselsäure

0,021

–

Schafwolle

0,040 – 0,045

gemäß Zulassung

Schaumglas (CG)

0,040 – 0,060

DIN EN 13167

Schilfrohr

0,055 – 0,090

gemäß Zulassung

Seegras

0,043 – 0,050

gemäß Zulassung

Strohballen

0,038 – 0,072

gemäß Zulassung

Vakuum-IsolationsPaneel

0,002 – 0,008

Zustimmung im Einzelfall

Vermiculite, expandiert (EV), Blähglimmer

0,046 – 0,070

gemäß Zulassung

Wärmedämmziegel

0,080 – 0,140

gemäß Zulassung

0,040 – 0,045

gemäß Zulassung

2 Zellulosefasern

Zur Messung der Wärmeleitfähigkeit gibt es mehrere Prüfverfahren, die spezifische Stoffeigenschaften berücksichtigen. Für genormte Wärmedämmstoffe werden die Prüfungen meistens nach DIN EN 12664, 12667 und 12939 und für nicht genormte Produkte nach DIN 52612 durchgeführt. Bei Faserdämmstoffen spielt die Feinheit der Fasern und deren Orientierung eine große Rolle. Bei Schaumdämmstoffen ist die Wärmeleitfähigkeit dagegen von der Feinporigkeit der Zellen und sehr stark von den enthaltenen Zellgasen, gegebenenfalls auch von dem eingeschlossenen Treibmittel bestimmt. Bei Dämmstoffen aus Holzfasern oder Holzwolle ist eher die Rohdichte für das Dämmvermögen ausschlaggebend. Im Allgemeinen liegt der günstigste Rohdichtebereich zwischen 20 und 100 kg/m3. Bei geringerer Rohdichte erhöht sich der durch Strahlung übertragene Wärmeanteil, bei größerer Rohdichte erhöht sich der durch Wärmeleitung übertragene Anteil. Darüber hinaus beeinflusst auch der Feuchtigkeitsgehalt eines Dämmstoffs seine Leitfähigkeit. Bei gleicher Steigerung des Feuchtegehaltes steigt die Wärmeleitfähigkeit von Faserdämmstoffen stärker an als die von geschlossenzelligen Schaumstoffen. Da die Wärmeleitfähigkeit eines Stoffes oder Produktes gewissen Schwankungen bei der Qualität der Rohstoffe und den Herstellungsverfahren unterliegt, müssen die Werte kontinuierlich gemessen und geprüft werden. Um dem Planer die notwendige Sicherheit bei der Berechnung des Wärmeschutzes zu geben, wurden deshalb normative und baurechtliche Bestimmungen eingeführt, die den »Bemessungswert der 9

Eigenschaften von Dämmstoffen

1

Wärmeleitfähigkeit« festlegen (siehe auch S. 69). Diese Werte sind bei der Nachweisführung gemäß Energieeinsparverordnung (EnEV) einzusetzen. Wärmedurchlasswiderstand, Wärmedurchgangswiderstand und Wärmedurchgangskoeffizient Der Wärmedurchlasswiderstand, der Wärmedurchgangswiderstand und der Wärmedurchgangskoeffizient sind keine materialspezifischen Werte, sondern Größen zur Ermittlung wärmeschutztechnischer Kennzahlen für Bauteile. Sie sollen der Vollständigkeit halber hier bei den Eigenschaften erläutert werden. Zur Berechnung des Wärmedurchlasswiderstandes R wird die spezifische Wärmeleitfähigkeit ¬ eines Baustoffes in Relation zu seiner verwendeten Dicke d gesetzt: R = d / ¬ [m2 K / W] Je größer der Wärmedurchlasswiderstand eines Bauteils ist, umso größer ist auch seine wärmedämmende Wirkung. Aus der Summe der Durchlasswiderstände aller Bauteilschichten, inklusive der Wärmeübergangswiderstände zwischen der Luft und der Bauteiloberfläche innen (Rsi) und außen (Rse), errechnet sich der so genannte Wärmedurchgangswiderstand RT: 2

RT = Σ (dn / λn) + Rsi + Rse [m K / W] Der Wärmedurchgangswiderstand gibt den Widerstand an, den das Bauteil mit allen beteiligten Schichten der abfließenden Wärme entgegensetzt. Der Wärmedurchgangskoeffizient, kurz U-Wert, wird durch den Kehrwert des Wärmeübergangswiderstandes gebildet: 2

U = 1 / RT [W/m K] 10

Bestandteile Zellulosefasern

1

Anlagen kann auch der untere Grenzwert von Bedeutung sein. Ausschlaggebend für die Temperaturbeständigkeit ist oft die Dauer der Einwirkung. Viele Dämmstoffe halten kurzfristigen Belastungen über die für sie festgelegten Temperaturgrenzen hinaus stand. Bei längerer oder dauernder Temperatureinwirkung kann es jedoch zu Maßänderungen, Form- und Festigkeitsverlust oder zu thermischer Zersetzung kommen.

Er gibt die Wärmemenge an, die in einer Sekunde zwischen einer 1 m2 großen Oberfläche und der angrenzenden Luft bei Dauerbeheizung ausgetauscht wird, wenn der Temperaturunterschied zwischen Oberfläche und Luft 1 Grad Kelvin beträgt. Wärmespeicherkapazität Die Wärmespeicherkapazität c beschreibt die spezifische Fähigkeit eines Stoffes, Wärme in Abhängigkeit seiner Masse aufzunehmen. Sie gibt an, welche Wärmemenge Q benötigt wird, um die Masse m eines Stoffes um eine Temperaturdifferenz ΔT von einem Kelvin zu erwärmen.

Wärmespeicherkapazität (nach DIN EN 12524) Wärmedämmstoff

c = Q / (m ΔT) [J / (kg•K)]

Baumwolle Bims

Die spezifische Wärmekapazität eines Dämmstoffs wird mit einem speziellen Messverfahren, der Kalorimetrie, ermittelt. Wie viel Wärme gespeichert werden kann, ist stark abhängig von der Struktur und der Dichte eines Stoffes. Schwere Bauteile brauchen länger, um erwärmt zu werden. Ist die Wärmespeicherkapazität dazu noch höher, kann das Material mehr Wärme speichern.

Blähglas

Die Speicherkapazität von Wärmedämmstoffen ist zwar von geringer Bedeutung, kann jedoch im Sommer bei Leichtbauten, hierzu zählen auch die meisten Dachgeschosse, bei guten Werten das Innenraumklima positiv beeinflussen (siehe auch S. 90/91). Temperaturbeständigkeit Die Beständigkeit gegenüber extremen Temperaturen ist in der Praxis für Dämmstoffe vor allem dort relevant, wo sie mit Heißbitumen oder anderen Heißklebern verarbeitet werden sollen, oder bei der technischen Isolierung von Behältern und Heißleitungen. Bei betriebstechnischen

840 –1300 1000 800 –1000

Blähperlit (EPB)

1000

Blähton

1100

Flachs

1300 –1640

Getreidegranulat

1950

Gipsschaum

1000

Hanf

1500 – 2200

Harnstoff-FormaldehydharzOrtschaum (UF)

1500

Holzfasern (WF)

1600 – 2100

Holzwolle-Platten (WW)

2100

Kalziumsilikatschaum

1000

Keramikfasern, -schäume

1040

Kokosfasern

1300 –1600

Kork, expandiert (ICB)

1700 –2100

Mineralwolle (MW)

600 –1000

Polystyrol, expandiert (EPS)

1500

Polystyrolschaum, extrudiert (XPS)

1300 –1700

Polyurethan-Hartschaum (PUR)

1400 –1500

Schafwolle Schaumglas (CG) Schilfrohr Vermiculite, expandiert (EV), Blähglimmer 2

Wärmespeicherkapazität c [J/(kg·K)]

Zellulosefasern

960 –1300 800 –1100 1200 800 –1000 1700 – 2150

Eigenschaften von Dämmstoffen

Die meisten Hersteller geben deshalb Höchstwerte an, bis zu denen die Produkte eingesetzt werden können (Anwendungsgrenztemperatur). Die Reaktionen der Dämmstoffe auf Temperaturen können sehr unterschiedlich sein und es gibt kein einheitliches Prüfverfahren, das einen direkten Vergleich der Dämmstoffe untereinander erlaubt. Am ehesten vergleichbar sind die Festigkeitseigenschaften der Materialien nach den Prüfkriterien zur Dimensionsstabilität.

Dimensionsstabilität und thermisch bedingte Längenänderung Um die Maßhaltigkeit von Dämmstoffen unter definierten Temperatur- und Feuchtigkeitsbedingungen bzw. bei definierter Druck- und Temperaturbeanspruchung sicherzustellen, geben die Produktnormen Mindestanforderungen zur Dimensionsstabilität vor. Dabei ist zwischen reversiblen und irreversiblen Änderungen zu unterscheiden. Bedingt durch jahreszeitliche oder an-

Anwendungsgrenztemperaturen (nach Herstellerangaben) Wärmedämmstoff

Anwendungsgrenztemperatur kurzzeitig [°C]

Anwendungsgrenztemperatur langzeitig [°C]

Baumwolle

< 400

100

Blähglas

k.A.

600 –700

Blähperlit (EPB)

250

110 –800

Hanf

120

100

HarnstoffFormaldehydharzOrtschaum (UF)

k.A.

110

Holzfasern (WF)

k.A.

110

Holzwolle-Platten (WW)

180

110

Kork, expandiert (ICB), nicht bituminiert

180 – 200

110 –120

Mineralwolle (MW) mit Bindemittel Glaswolle, ohne Bindemittel Steinwolle, ohne Bindemittel

250 600 1000

100 – 200 500 600 –750

Phenolharzschaum (PF)

250

150

Polyesterfasern

k.A.

100

Polyethylenschaum (PE)

k.A.

- 40 bis +105

Polystyrol, expandiert (EPS)

100

80 – 85

Polystyrolschaum, extrudiert (XPS)

100

75

Polyurethan-Hartschaum (PUR)

250

-30 bis +120

Pyrogene Kieselsäure

k.A.

950 –1050

Schafwolle

500

130 – 150

Schaumglas (CG)

750

-260 bis +430

Vermiculite, expandiert (EV), Blähglimmer

k.A.

700 –1600

k.A.

60

3 Zellulosefasern

wendungsbedingte Temperaturschwankungen ändern alle Materialien stoffspezifisch ihre Dimensionen. Diese Veränderungen sind meist reversibel. Schaumkunststoffe ändern ihre Abmessungen deutlich stärker als Faserdämmstoffe und andere Dämmstoffe anorganischen Ursprungs. Bei Dämmelementen mit großen Dimensionen sollten bei der Planung mögliche Spannungen aus Temperaturdehnungen berücksichtigt werden. Das Verhalten der Stoffe wird durch ihren thermischen Längenausdehnungskoeffizienten in [K-1] beschrieben, der die Längenänderung in Millimetern pro Laufmeter des Materials bei einer Temperaturänderung von 1 Kelvin angibt (s. Tabelle 1, S. 12). Irreversible Formänderungen in Form von Schwinden oder Schrumpfen können durch zu hohe Temperaturen oder auch durch chemische Einwirkungen entstehen. Insbesondere Hartschaumstoffe werden nach der Herstellung bis zur Maßkonstanz abgelagert, weil es durch Gasaustausch in den Zellen noch zu Längenänderungen kommen kann. Diese Vorgänge müssen jedoch abgeschlossen sein, bevor die Platten in den Handel kommen. Dauernde Druckbelastung kann in Form von Stauchungen oder Setzungen ebenfalls zu irreversiblen Formveränderungen führen. Dieses Verhalten wird im Abschnitt »Druckfestigkeit« näher behandelt. »Atmungsaktivität« Wer erwartet, hier eine bewertungsrelevante Aussage zur Atmungsaktivität von Dämmstoffen zu finden, muss enttäuscht werden. Atmungsaktivität von Baustoffen ist keine physikalische Messgröße. Eine diesbezügliche Fehlannahme von Max von Pettenkofer hält sich seit 1865 hartnäckig. Er ging im Rahmen seiner Untersuchungen zur Raumhygiene bei Luftwechselmessungen davon aus, dass ein wesentlicher 11

Eigenschaften von Dämmstoffen

Anteil des hygienisch notwendigen Luftaustauschs durch die Wände geschieht. Daraus hat sich später der Begriff der »atmenden Wand« entwickelt. Baustoffe »atmen« jedoch nicht. Im Hinblick auf die Anstrengungen, zur Energieeinsparung dichte Gebäudehüllen herzustellen, wäre dies auch gar nicht wünschenswert. Hier besteht entweder die unbegründete Angst, sich luftdicht »einzukapseln«, oder der Wunsch nach hygroskopischen Baustoffen, um damit Feuchtigkeitsschwankungen in Innenräumen regulieren zu können. Beides ist unbegründet, denn die hygienisch notwendige Luftwechselrate kann nur durch gezielte Lüftung erfolgen. Eine Regulierung der Raumluftfeuchtigkeit kann durch Innenraumoberflächen nur in geringem Umfang stattfinden. Hier hat beispielsweise Lehm gegenüber Beton gute Eigenschaften, jedoch sind bei einer Absorption von Feuchtigkeit aus der Luft lediglich die obersten Millimeter einer Schicht beteiligt. Dämmstoffe sind in der Regel gar nicht beteiligt, weil sie von weiteren Schichten überdeckt werden. Eine unkontrollierte Feuchtigkeitszunahme im Dämmstoff wäre wegen anderer Konsequenzen wie Erhöhung der Wärmeleitfähigkeit oder gar Gefahr von Schimmelbildung unerwünscht. Die Bewerbung von Dämmprodukten mit dem Argument »atmungsaktiv« ist daher nicht seriös. Wasserdampfdiffusionswiderstand Wasserdampf befindet sich stets in der Luft und auch in Bauteilen. Die Moleküle des Wasserdampfes sind bestrebt, sich in allen Richtungen gleichmäßig zu verteilen. Baustoffe setzen ihnen einen materialspezifischen Widerstand entgegen, der von ihrer Struktur bestimmt wird. Man vergleicht hier die Dampfdichtigkeit einer 1 m dicken Luftschicht mit einer 1 m dicken Materialschicht und erhält so den dimensionslosen Widerstandsfaktor μ: 12

Thermischer Längenausdehnungskoeffizient

Dampfdichtigkeit Material (d = 1 m) μ = ––––––––––––––––––––––––––––––––– Dampfdichtigkeit Luft (d = 1 m) Die Wasserdampfdiffusionswiderstandszahl μ wird für die Berechnung des Diffusionsverhaltens von Bauteilen eingesetzt. Bei vielen Dämmstoffen ist ein unterer und ein oberer Wert aufgeführt, der durch die Herstellung oder durch die Zellstruktur bestimmt sein kann. Zur Berechnung wird immer der für den Anwendungsfall ungünstigere Wert eingesetzt. In der Regel sind Faserdämmstoffe sehr diffusionsoffen und haben einen nur unwesentlich höheren Diffusionswiderstand als Luft. Geschäumte Hartschaumstoffe setzen Wasserdampf einen höheren Widerstand entgegen, was jedoch bei üblichen Konstruktionen keine Rolle spielt. Eine Sonderstellung unter den Dämmstoffen nimmt Schaumglas ein, das mit einem μ-Wert von »unendlich« als dampfdicht gilt. Wasseraufnahme Prinzipiell ist bei Dämmstoffen jede Art von Wasser- oder Feuchtigkeitsaufnahme unerwünscht. Da Wasser eine etwa 20 mal höhere Wärmeleitfähigkeit besitzt als ruhende Luft, ist mit einer Wasseraufnahme immer auch eine Erhöhung der Wärmeleitfähigkeit verbunden. Wasser kann auf unterschiedliche Weise in den Dämmstoff gelangen. Mögliche Ursachen können neben Konstruktionsfehlern auch Baufeuchtigkeiten sowie die Durchfeuchtung der Dämmstoffe während der Lagerung, des Transports oder des Einbaues sein. Die meisten Dämmstoffe sind nicht hygroskopisch, nehmen also keine Feuchtigkeit aus der Luft auf, oder sind bei der Herstellung hydrophobiert und können so eine gewisse Feuchtebelastung schadlos überstehen. Außerdem sind sie im Allgemeinen nicht kapillar aktiv, sie saugen

Wärmedämmstoff

Thermischer Längenausdehnungskoeffizient [K-1 ]

Polystyrol, expandiert (EPS)

5 • 10-5 – 7 • 10-5

Polystyrolschaum, extrudiert (XPS)

6 • 10-5 – 8 • 10-5

1 Polyurethan-Hartschaum (PUR)

5 • 10-5 – 8 • 10-5

Wasserdampfdiffusionswiderstandszahl (nach DIN EN 12086)

2

Wärmedämmstoff

Wasserdampfdiffusionswiderstandszahl µ [–]

Baumwolle

1– 2

Bims

4

Blähglas

1–5

Blähperlit (EPB)

3–5

Blähton

2–8

Flachs

1–2

Getreidegranulat

3

Gipsschaum

4–8

Hanf

1–2

Harnstoff-FormaldehydharzOrtschaum (UF)

1–3

Holzfasern (WF)

5 –10

Holzwolle-Platten (WW)

2–5

Kalziumsilikatschaum

3 – 20

Kokosfasern

1–2

Kork, expandiert (ICB)

5 –10

Mineralwolle (MW)

1–2

Phenolharzschaum (PF)

60

Polyesterfasern

1–2

Polyethylenschaum (PE)

7000

Polystyrol, expandiert (EPS)

20 –100

Polystyrolschaum, extrudiert (XPS)

80 – 200

Polyurethan-Hartschaum (PUR)

30 – 200

Schafwolle

1–5

Schaumglas (CG)

∞

Schilfrohr

2–5

Vakuum-Isolations-Paneele

∞

Vermiculite, expandiert (EV), Blähglimmer

3 –4

Wärmedämmziegel

5 –10

Zellulosefasern

1–2

Eigenschaften von Dämmstoffen

Langzeitwasseraufnahme (nach DIN EN 12087)

Zugfestigkeit (nach DIN EN 1607)

Wärmedämmstoff

Langzeitwasser aufnahme [Vol.- %] oder nach Angabe

Wärmedämmstoff

Baumwolle

12 –13 kg/m2

Zugfestigkeit senkrecht zur Plattenebene [kPa]

Blähglas

15

Holzfasern (WF)

2,5 – 50

Hanf

4,2 kg/m2

Holzwolle-Platten (WW)

2,5 – 50

Mineralwolle (MW)

3 kg/m2

Kork, expandiert (ICB)

30 – 50

Polystyrol, expandiert (EPS)

1– 5

Mineralwolle (MW)

3,5 – 80

Phenolharzschaum (PF)

60

Polystyrol, expandiert (EPS)

> 100

Polystyrolschaum, extrudiert (XPS)

> 200

Polyurethan-Hartschaum (PUR)

40

Polystyrolschaum, extrudiert (XPS)

0,1 – 0,3

Polyurethan-Hartschaum (PUR)

1,5 – 3

Schaumglas (CG)

0

Vermiculite, expandiert (EV), 3 Blähglimmer

also weder Wasser auf, noch transportieren sie es weiter. Ungeachtet dessen ist generell ein Einbau feuchter Dämmstoffe zu vermeiden, da sie häufig mit dampfbremsenden oder dampfsperrenden Schichten kombiniert werden, die eine Rücktrocknung behindern. Eine Durchfeuchtung von Dämmstoffen kann aber auch im eingebauten Zustand durch sogenannte Diffusions- und Kondensationsvorgänge entstehen. Wenn Wasserdampf aufgrund von Druckunterschieden von innen nach außen durch den Dämmstoff diffundiert, kann er bei Kontakt mit kalten Außenbauteilen so stark abkühlen, dass der Wasserdampfsättigungspunkt erreicht wird und Kondensat ausfällt. Durch andauernde oder häufig wiederkehrende Kondensatbildung können Dämmstoffe völlig durchnässen. Das gilt auch für Dämmstoffe, die in extrem feuchten Bereichen wie Umkehrdächern und drückendem Wasser einsetzbar sind. Durch bauphysikalisch korrekten Schichtenaufbau lassen sich jedoch Feuchteaufnahmen durch Diffusion und Kondensation zuverlässig verhindern. Für die meisten Dämmstoffe gibt es definierte Höchstwerte, die über Prüfungen für kurzzeitige oder langzeitige Wasseraufnahmen einzuhalten sind. Diese sind entweder in den Stoffnormen oder in den bauaufsichtlichen Zulassungen beschrieben (siehe auch S. 66ff.). Druckspannung und Druckfestigkeit Im Allgemeinen wird die Druckfestigkeit von Dämmstoffen stark durch ihre Rohdichte bestimmt. Bei Faserdämmstoffen sind außerdem auch die Faserfeinheit und Faserorientierung ausschlaggebend.

4

seiner Dicke gestaucht wird. Die Druckfestigkeit beschreibt die maximale Spannung, bei der es zum Materialversagen kommt, also die Probe zu brechen beginnt. Der geringere Wert ist maßgebend. Beide Werte werden in einer schnellen Kurzzeitprüfung gemessen und dienen hauptsächlich einer Qualitätskontrolle oder dem Vergleich mit anderen Produkten. Sie sind keinesfalls geeignet für eine Berechnung dauerbelasteter Dämmkonstruktionen. Dauerdruckspannung Für Dämmstoffe, die in druckbeanspruchten Anwendungen eingesetzt werden, ist das Langzeit-Kriechverhalten unter dauernder Belastung maßgebend. Beispiele für solche Anwendungen sind Böden im Industriebereich, genutzte Dächer (Terrassendächer, Gründächer, Parkdecks)

und lastabtragende Dämmungen unter Bodenplatten. Hohe Temperaturen können die Belastbarkeit der Dämmstoffe verringern. Die Dämmstoffnormen schreiben definierte Prüfungen vor, die das Verhalten bei Druck- und Temperaturbeanspruchung ermitteln (siehe auch S. 66ff.). Zugfestigkeit Für Dämmstoffe, die in der Praxis Belastungen senkrecht zur Plattenebene ausgesetzt sind (z. B. Windsog bei einem Wärmedämmverbundsystem), muss sichergestellt sein, dass kein Abreißen innerhalb der Dämmschicht auftritt. Die Prüfung erfolgt nach DIN EN 1607 »Wärmedämmstoffe für das Bauwesen – Bestimmung der Zugfestigkeit senkrecht zur Plattenebene«.

Druckspannung bzw. Druckfestigkeit, Dauerdruckspannung (Verhalten bei Druckbeanspruchung nach DIN EN 826, Verhalten unter Dauerdruckspannung nach DIN EN 1606) Wärmedämmstoff

Druckspannung bei 10 % Stauchung bzw. Druckfestigkeit für [kPa]

Blähglas

120 –140 / 500 1

160 1

Blähperlit (EPB)

150 – 300

100

Holzfasern (WF)

40 – 200

–

Holzwolle-Platten (WW)

150 – 200

–

Kork, expandiert (ICB)

100 – 200

–

Melaminharzschaum (MF) Mineralwolle (MW) Phenolharzschaum (PF) Polystyrol, expandiert (EPS) Polystyrolschaum, extrudiert (XPS)

Dauerdruckspannung [kPa]

4 – 20

–

15 – 80

–

120

–

60 – 200

20 – 60 2

150 – 700

50 – 250

Polyurethan-Hartschaum (PUR)

100 – 500

20 – 30

Schaumglas (CG) (Werkstandard)

500 –1700

160 – 380

45 –120

–

100 – 450

–

2,5

–

Vakuum-Isolations-Paneele Vermiculite, expandiert (EV), Blähglimmer (Platten) Zellulosefasern (Platten)

Die Druckspannung definiert die Spannung, bei der ein Dämmstoff um 10 % in

≤5

1

für Korngröße 10/50 mm, unter lastabtragenden Gründungsplatten 5 2 spezielle Produkte

13

Eigenschaften von Dämmstoffen

1 2

Hanfpflanze Stopfhanf aus reinen mechanisch aubereiteten Hanffasern

1

EPS-Dämmstoffe müssen beispielsweise zur Verwendung in einem Wärmedämmverbundsystem eine Zugfestigkeit von mindestens 100 kPa aufweisen. Biegefestigkeit Die Biegefestigkeit ist besonders für Holzwolle-Platten und Holzwolle-Mehrschichtplatten ein relevantes Kriterium, wenn diese Platten frei tragend eingebaut werden, beispielsweise als Putzträger zur direkten Beplankung von Holzständerkonstruktionen oder zur Überbrückung lichter Weiten zwischen den Obergurten von Stahlträgern. Die Biegefestigkeit wird nach DIN EN 12089 »Wärmedämmstoffe für das Bauwesen – Bestimmung des Verhaltens bei Biegebeanspruchung« ermittelt. Dynamische Steifigkeit Durch Luft- und Körperschall, hier insbesondere Trittschall, entstehen akustische Anforderungen an Dämmstoffe. Wie bei der Wärmedämmung basiert die Schalldämmung auf der Zell- oder Faserstruktur der Dämmstoffe. Weiche, federnde Stoffe sind allgemein besser geeignet als feste, harte Materialien.

2

Für die Bewertung der akustischen Eigenschaften von Dämmstoffen gibt es zwei wichtige Kenngrößen, die dynamische Steifigkeit und den längenbezogenen Strömungswiderstand. Die dynamische Steifigkeit s’ ist die wichtigste Materialeigenschaft für die Beurteilung von Trittschalldämmstoffen. Sie kennzeichnet das Federungsvermögen einer Dämmschicht. Je kleiner die dynamische Steifigkeit, umso größer ist die Trittschallverbesserung. Ihre Bestimmung erfolgt nach DIN EN 29052 durch Messung der Resonanzfrequenz einer Anordnung, die aus Prüfkörpern des Dämmstoffes und einer bekannten Masse besteht. Oberhalb dieser Resonanzfrequenz bewirkt ein Fußbodenaufbau eine Dämpfung des Trittschalls. Für genormte Dämmstoffe sind in DIN 4108-10 Mindestwerte für die dynamische Steifigkeit angegeben. Zur Klassifizierung sind die Werte in Steifigkeitsstufen zwischen 5 und 90 MN/m3 eingeteilt. Nicht nur bei Trittschalldämmstoffen, sondern auch bei Vorsatzschalen, Raumund Haustrennwänden mit Schallschutz-

Dynamische Steifigkeit und längenbezogener Strömungswiderstand (Dynamische Steifigkeit nach DIN EN 29052, längenbezogener Strömungswiderstand nach DIN EN 29053)

3

Wärmedämmstoff

Dynamische Steifigkeit s’ [MN/m3]

Längenbezogener Strömungswiderstand r [kPa·s/m2]

Flachs

k.A.

>2

Hanf

k.A.

>6

Holzfasern (WF)

4–8

9 –100

Holzwolle-Platten (WW)

4–8

9 –100

Melaminharzschaum (MF)

k.A.

8 – 20

Mineralwolle (MW) Glaswolle Steinwolle

k.A. 7 – 35

>5 6 – 43

Polystyrol, expandiert (EPS)

10 – 40

k.A.

Zellulosefasern (Platten) (Flocken)

3–7 k.A.

43 – 76 3,6 – 20

14

anforderungen ist die dynamische Steifigkeit eine wichtige Kenngröße. Längenbezogener Strömungswiderstand Dämmstoffe, die zur Verbesserung der Akustik eingesetzt werden, sollen prinzipiell die Schallausbreitung vermindern. Für die Bewertung von Dämmstoffen, die zu diesem Zweck in akustischen Deckensystemen verwendet werden, ist der so genannte längenbezogene Strömungswiderstand r eine maßgebende Kenngröße. Er wird nach DIN EN 29053 aus dem auf die Materialdicke bezogenen Strömungswiderstand ermittelt und mit der Einheit [Ns/m4] oder [kPa•s/m2] angegeben. Auch hier ist ein möglichst kleiner Wert anzustreben, damit auftreffende Schallwellen weitgehend absorbiert und nicht mehr reflektiert werden. Brandverhalten Das Bauordnungsrecht bestimmt in der Musterbauordnung bezüglich des Brandschutzes, dass »bauliche Anlagen so anzuordnen und einzurichten sind, dass der Entstehung eines Brandes und der Ausbreitung von Feuer und Rauch im Interesse der Abwendung von Gefahren für Leben und Gesundheit von Menschen und Tieren vorgebeugt wird und bei einem Brand wirksame Löscharbeiten und die Rettung von Menschen und Tieren möglich sind«. Für Dämmstoffe ergeben sich daraus bestimmte Anforderungen, die die Brandentwicklung, die Brandweiterleitung sowie die Rauchentwicklung und das Abtropfen von brennenden Teilen betreffen. Um das Verhalten der Dämmstoffe beim Brand zu charakterisieren, gibt es normative Regelungen in der DIN 4102 »Brandverhalten von Baustoffen und Bauteilen« zur Bestimmung der Baustoffklassen. Parallel dazu gilt inzwischen die europäisch harmonisierte DIN EN 13501 »Klassifizie-

Eigenschaften von Dämmstoffen

Brandverhalten (Euroklasse nach DIN EN 13501, Baustoffklasse nach DIN 4102)

rung von Bauprodukten und Bauarten zu ihrem Brandverhalten«. Diese Norm definiert sieben »Euroklassen« (A1, A2, B, C, D, E und F) und als zusätzliche Kriterien zum Brandverhalten die Rauchentwicklung (s1 bis s3) und das Abtropfverhalten (d0 bis d2). Da die DIN EN 13501 noch keine kompletten Bestimmungen für die Prüfung der Klassen A2 bis D beschreibt, gibt es übergangsweise für Dämmstoffe dieser Euroklasse allgemeine bauaufsichtliche Zulassungen mit Bezug zur DIN 4102-1. Beide Klassifizierungen können verwendet werden. Bei einer CE-Kennzeichnung nach den harmonisierten europäischen Normen muss die Euroklasse angegeben werden, der Hersteller kann darüber hinaus auch die Baustoffklasse angeben. Damit wird häufig auch Bezug genommen auf bestehende Anwendungszulassungen, die noch Angaben zu Baustoffklassen enthalten (siehe auch S. 64, 70 und 102). Zulassungspflichtige Dämmstoffe, für die keine Stoffnorm existiert, werden meist mit den Baustoffklassen nach DIN 4102 gekennzeichnet. Abgesehen von den gesetzlichen Regelungen stellt sich für den Verbraucher generell die Frage, welche Gefahrstoffe beim Brandfall von Dämmstoffen möglicherweise ausgehen. Ohne Zweifel können bei der Verbrennung oder Verschwelung giftige Gase entstehen, wie Kohlenmonoxid, Schwefelwasserstoff und PAK (polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe), Dioxine, Furane, Benzapyrene oder andere spezifische Stoffe. Außerdem können als Flammschutzmittel enthaltene Borsalze durch Löscharbeiten ausgewaschen werden und umliegende Böden kontaminieren (s. auch S. 103). Die im Brandfall freigesetzte Menge und Konzentration von Schadstoffen ist abhängig von der Brandsituation und kann nicht allgemein beschrieben werden.

4

Wärmedämmstoff

Euroklasse

Baustoffklasse

Baumwolle

–

B1, B2

Bims

–

A1

Blähglas

–

A1

Blähperlit (EPB)

C-s1, d0 bis D-s1, d0

B2

Blähton

–

A1

Flachs

B-s2, d0 bis C-s2, d0

B2

Getreidegranulat

–

B2

Gipsschaum

–

B2

Hanf

E

B2

Harnstoff-Formaldehydharz-Ortschaum (UF)

–

B1, B2

Holzfasern (WF)

E

B1, B2

Holzwolle-Platten (WW)

B-s1, d0

B1

Kalziumsilikatschaum

–

A1, A2

Kokosfasern

–

B2

Keramikfasern, Keramikschäume

–

A1

Kork, expandiert (ICB)

–

B2

Melaminharzschaum (MF)

–

B1

Mineralwolle (MW) Glaswolle Steinwolle

A1, A2 A1

A2 A1

Phenolharzschaum (PF)

C-s1, d0

B2

Polyesterfasern

–

B1 B1

Polystyrol, expandiert (EPS)

E

Polystyrolschaum, extrudiert (XPS)

E

B1

Polyurethan-Hartschaum (PUR)

B-s2, d0 bis C-s3, d0

B1, B2

Pyrogene Kieselsäure

–

A1

Schafwolle

E

B2

Schaumglas (CG)

A1

A1

Schilfrohr

–

B2

Seegras

–

B2

Vermiculite, expandiert (EV), Blähglimmer

–

A1, B1

Zellulosefasern

E

B1, B2

15

Dämmstoffarten Margit Pfundstein

Systematik Die Systematisierung von Wärmedämmstoffen erfolgt nach ihrer Rohstoffbasis. Dabei wird zunächst nach anorganischem (mineralischem) und organischem Ursprung des Rohstoffs unterschieden. Die Dämmstoffe innerhalb dieser beiden Gruppen gliedern sich in Abhängigkeit von der Weiterverarbeitung der originär verwendeten Rohstoffe in natürliche und synthetische Stoffe. Bei den so genannten »natürlichen« bleibt der Rohstoff prinzipiell unverändert. Wird der originäre Rohstoff jedoch durch eine spezielle Bearbeitung in seiner mineralogischen Zusammensetzung geändert, also technisch hergestellt oder zusammengesetzt, spricht man von synthetischen Stoffen. Einige der natürlichen Dämmstoffe enthalten in relativ großen Mengen Zusätze wie brandhemmende Salze, Imprägnierungen, Stützfasern oder Bindemittel, die nicht natürlichen Ursprungs sind. Um sie trotzdem als »natürlich« bezeichnen zu können, sollten diese Zusätze in Anlehnung an Untersuchungen von Dr. Margit Fuehres 1 unter 25 % des Materialanteils liegen. Die nebenstehende Übersicht der Dämmstoffe folgt der beschriebenen Systematik. Die Reihenfolge innerhalb der Gruppen orientiert sich an der heutigen Marktbedeutung der jeweiligen Stoffe. Besonders seltene oder nicht mehr gebräuchliche Dämmstoffe sind in kursiver Schrift aufgeführt. Außerhalb dieser Systematik stehen vier Entwicklungen, die sich – bis auf die nanozellulären Schäume – einer Zuordnung nach Rohstoffbasis entziehen. Bei ihnen handelt es sich nicht um Baustoffe, sondern um vorgefertigte Bauteile oder Systeme mit spezifischer funktionaler Ausrichtung. Alle hier aufgelisteten Dämmstoffe werden im Folgenden einzeln erläutert.

anorganische Dämmstoffe synthetisch

Glaswolle Steinwolle Schaumglas Blähglas Kalziumsilikatschaum Keramikfasern, Keramikschaum Aerogel Pyrogene Kieselsäure Schlackenwolle Gipsschaum

S. 21 S. 21 S. 24 S. 26 S. 27 S. 28 S. 28 S. 29 S. 29 S. 29

natürlich

Blähperlit Vermiculite, expandiert Blähglimmer Blähton Bims Wärmedämmziegel

S. 30 S. 31 S. 31 S. 32 S. 33 S. 33

Polystyrol, expandiert Polystyrolschaum, extrudiert Polyurethan-Hartschaum Polyurethan-Ortschaum Phenolharzschaum Melaminharzschaum Polyethylenschaum Harnstoff-FormaldehydharzOrtschaum Polyesterfasern

S. 34 S. 36 S. 38 S. 40 S. 41 S. 42 S. 42

Holzwolle Holzfasern Kork, expandiert Zellulosefasern Hanf Schafwolle Baumwolle Flachs Getreidegranulat Schilfrohr Kokosfasern Seegras Holzspäne Chinaschilf Torf Strohballen

S. 44 S. 45 S. 46 S. 47 S. 48 S. 49 S. 50 S. 50 S. 51 S. 52 S. 52 S. 53 S. 53 S. 54 S. 54 S. 54

Transparente Wärmedämmung Schaltbare Wärmedämmung Nanozelluläre Schäume Vakuum-Isolations-Paneel

S. 55 S. 56 S. 56 S. 57

organische Dämmstoffe synthetisch

natürlich

S. 43 S. 43

Entwicklungen

1

Quelle: Isoliertechnik 5/1996

17

Dämmstoffarten Anwendungen

Anwendungsmatrix anorganisch

Vermiculite, expandiert (EV), Blähglimmer

Blähton

DAA

•

•

•

•

•

•

Außendämmung des Daches, der Bewitterung ausgesetzt (Umkehrdach)

DUK

Zwischensparrendämmung, zweischaliges Dach, nicht begehbare aber zugängliche oberste Geschossdecke

DZ

•

•

•

•

Innendämmung der Decke (unterseitig) oder des Daches, Dämmung unter Sparren/ Tragkonstruktion, abgehängte Decke etc.

DI

•

•

•

•

•

Innendämmung der Decke oder Bodenplatte (oberseitig) unter Estrich, ohne Schallschutzanforderungen

DEO

•

•

•

•

•

Innendämmung der Decke oder Bodenplatte (oberseitig) unter Estrich, mit Schallschutzanforderungen

DES

•

•

•

•

Außendämmung der Wand hinter Bekleidung

WAB

•

•

•

•

Außendämmung der Wand hinter Abdichtung

WAA

Außendämmung der Wand unter Putz (Sockeldämmung, Wärmebrückendämmung)

WAP

•

•

•

Dämmung von zweischaligen Wänden, Kerndämmung

WZ

•

•

•

Dämmung von Holzrahmen- und Holztafelbauweise

WH

•

•

Innendämmung der Wand

WI

•

•

Dämmung zwischen Haustrennwänden mit Schallschutzanforderungen

WTH

•

•

Dämmung von Raumtrennwänden

WTR

•

•

Dach und Decke Wand Perimeter

• • •

•

°

°

•

•

° °

•

•

•

°

°

•

°

•

•

•

•

•

•

•

•

•

•

•

•

•

•

•

•

•

•

•

•

°

°

°

•

Außenliegende Wärmedämmung von Wänden gegen Erdreich (außerhalb der Abdichtung)

PW

•

•

Außenliegende Wärmedämmung unter der Bodenplatte gegen Erdreich (außerhalb der Abdichtung)

PB

•

•

° selten als Wärmedämmstoff gebräuchlich

°

Wärmedämmziegel

Blähperlit (EPB)

Außendämmung von Dach oder Decke, vor Bewitterung geschützt, Dämmung unter Abdichtungen

Gipsschaum

•

Schlackenwolle

•

Pyrogene Kieselsäure

•

Aerogel

•

Keramikfasern, Keramikschaum

•

Kalziumsilikatschaum

Schaumglas (CG)

•

Blähglas

Steinwolle (MW)

•

Piktogramm

DAD

Kurzzeichen nach DIN V 4108-10 Außendämmung von Dach oder Decke, vor Bewitterung geschützt, Dämmung unter Deckungen

• mit definierten Eigenschaften nach DIN V 4108-10 • mit bauaufsichtlicher Zulassung für Produkt oder Anwendung 18

natürlich

Glaswolle (MW)

synthetisch

Bims

Anwendung

•

Dämmstoffarten Anwendungen

Anwendungsmatrix organisch

Anwendung

• •

Strohballen

Torf

Chinaschilf

Holzspäne

Seegras

Kokosfasern

Schilfrohr

Flachs

Baumwolle

Getreidegranulat

• • •

Außendämmung von Dach oder Decke, vor Bewitterung geschützt, Dämmung unter Deckungen

•

Außendämmung von Dach oder Decke, vor Bewitterung geschützt, Dämmung unter Abdichtungen

•

Außendämmung des Daches, der Bewitterung ausgesetzt (Umkehrdach)

° •

•

°

° ° • • • • • • • • • • • °

Zwischensparrendämmung, zweischaliges Dach, nicht begehbare aber zugängliche oberste Geschossdecke

• • •

•

°

° ° • • • • • • • • • • •

Innendämmung der Decke (unterseitig) oder des Daches, Dämmung unter Sparren / Tragkonstruktion, abgehängte Decke etc.

• • •

•

•

•

•

Innendämmung der Decke oder Bodenplatte (oberseitig) unter Estrich, ohne Schallschutzanforderungen

•

•

•

Innendämmung der Decke oder Bodenplatte (oberseitig) unter Estrich, mit Schallschutzanforderungen

• • •

• • •

•

• • •

•

• • •

•

• • •

•

• • •

°

•

• • • • • •

°

•

° °

• • • • • • • •

• •

Außendämmung der Wand hinter Bekleidung Außendämmung der Wand hinter Abdichtung

°

° • • • • • • • • • • • ° •

°

•

• •

°

• •

• •

°

• • • • •

•

• •

• • •

Dach und Decke

• • • • •

•

Außendämmung der Wand unter Putz (Sockeldämmung, Wärmebrückendämmung) Dämmung von zweischaligen Wänden, Kerndämmung

° °

Dämmung von Holzrahmen- und Holztafelbauweise

Wand

• • • •

Innendämmung der Wand

•

Dämmung zwischen Haustrennwänden mit Schallschutzanforderungen

•

Dämmung von Raumtrennwänden

• • •

Außenliegende Wärmedämmung von Wänden gegen Erdreich (außerhalb der Abdichtung)

• • •

Außenliegende Wärmedämmung unter der Bodenplatte gegen Erdreich (außerhalb der Abdichtung)

Perimeter

• • • • •

Schafwolle

Hanf

Zellulosefasern

Kork, expandiert (ICB)

Holzfasern (WF)

Holzwolle (WW)

Polyesterfasern

Harnstoff-Formaldehydharz-Ortschaum (UF)

Polyethylenschaum (PE)

Melaminharzschaum (MF)

Phenolharzschaum (PF)

natürlich

Polyurethan-Ortschaum (PUR)

Polyurethan-Hartschaum (PUR)

Polystyrolschaum, extrudiert (XPS)

Polystyrol, expandiert (EPS)

synthetisch

• mit definierten Eigenschaften nach DIN V 4108-10 • mit bauaufsichtlicher Zulassung für Produkt oder Anwendung

° selten als Wärmedämmstoff gebräuchlich

19

Dämmstoffarten Lieferformen, Marktanteile

Schaumglas Blähglas Kalziumsilikatschaum

•

Keramikfasern/-schaum Aerogel Pyrogene Kieselsäure Schlackenwolle Gipsschaum natürlich

°

°

°

Blähperlit

•

• •

Vermiculite, expandiert, Blähglimmer

•

•

°

Bims Wärmedämmziegel

•

Polyurethan-Hartschaum

•

° ° °

Phenolharzschaum Melaminharzschaum Polyethylenschaum

natürlich

•

Holzwolle

Holzfaserdämmstoffe Kork, expandiert

° °

Baumwolle Flachs

mit definierten Eigenschaften nach DIN V 4108-10

PUR 4,9 %

Kokosfasern

Sonstige 4,2 %

Schafwolle Schilfrohr Mineralfaser 54,6 %

Zellulosefasern Seegras Holzspäne Chinaschilf Torf Strohballen

•

°

EPS 30,5 % 1

20

•

• • • •

°

• •

•

° °

°

• • • • •

• • • • • •

Getreidegranulat Hanf

•

•

Harnstoff-FormaldehydharzOrtschaum

• •

Sandwich, Paneele, Sonstiges

Polystyrolschaum, extrudiert

Ortschaum

•

Polyurethan-Ortschaum

° selten als Wärmedämmstoff gebräuchlich

XPS 5,8 %

Polystyrol, expandiert

Polyesterfasern

Blähton

•

Sandwich, Paneele, Sonstiges

Einblas- oder Stopfware

Schüttung

• •

Einblas- oder Stopfware

• • • • •

synthetisch

Schüttung

Steinwolle

organische Dämmstoffe – Lieferformen

Platten, Matten

Glaswolle

Ortschaum

synthetisch

Platten, Matten

anorganische Dämmstoffe – Lieferformen

• • • • •

° ° °

• • • •

° ° °

mit definierten Eigenschaften nach DIN V 4108-10 selten als Wärmedämmstoff gebräuchlich

1 Marktanteile der Dämmstoffe in Deutschland 2005: In Deutschland wurden im Jahr 2005 ca. 24,5 Millionen m3 Dämmstoffe im Hochbau verarbeitet. Davon entfallen ca. 96 % auf Mineralwolle, EPS, XPS und PUR-Hartschaumstoff. Eine Vielzahl weiterer Produkte teilen sich die verbleibenden 4 % Marktanteil. (Quelle: GDI-Gesamtverband der Dämmstoffindustrie)

Anorganische Dämmstoffe Mineralwolle (Glaswolle, Steinwolle)

Mineralwolle (MW) Dämmstoffe aus Mineralwolle sind in DIN EN 13162 normativ geregelt und entsprechen der Bauregelliste B (s. hierzu S. 62). Mineralwolle ist eine zusammenfassende Bezeichnung für die anorganischen Faserdämmstoffe Glaswolle und Steinwolle. Sie unterscheiden sich lediglich durch ihre Rohstoffe und einige Eigenschaften. Im Folgenden wird deshalb die Gesamtbetrachtung für Dämmstoffe aus Mineralwolle mit spezifischen Angaben zu Glaswolle und Steinwolle ergänzt. Rohstoffe und Herstellung Glaswolle Glaswolle besteht aus Quarzsand, Kalkstein und ca. 60 % Altglas (Flach- und Flaschenglas) sowie organischen Stoffen wie Phenol-Formaldehydharz als Bindemittel. Bei einigen Produkten werden außerdem Öle zur Staubminderung sowie Mittel zur Hydrophobierung zugesetzt. Steinwolle Steinwolle wird aus verschiedenen Gesteinsarten wie Diabas, Dolomit und Kalkstein hergestellt. Bindung, Staubminderung und Hydrophobierung erfolgen mit den gleichen Zusatzstoffen wie bei Glaswolle. Die Rohstoffe werden in Schmelzwannen bei ca. 1400 –1500 °C geschmolzen und anschließend in eine Zerfaserungsmaschine geleitet, die je nach Hersteller unterschiedlich arbeitet. Beim Schleuderverfahren beispielsweise läuft die Schmelze auf rotierende Scheiben oder Trommeln und wird durch die Zentrifugalkraft von den Rändern als Fasern abgeschleudert. Beim Blasverfahren, einer anderen Methode, wird die Schmelze als dünner Strahl angeblasen und dabei zerfasert. Während dieser Prozesse wird das in Wasser

gelöste Bindemittel zugeführt. Das Wasser verdampft dabei und die Fasern kühlen so rasch ab, dass sie glasig erstarren. Die Fasern werden dann auf ein Transportband geschichtet und zur Aushärtung des Bindemittels bei 200 – 250 °C durch Tunnelöfen geführt, wodurch die Produkte ihre Stabilität erhalten. Anschließend werden sie auf Maß geschnitten und gegebenenfalls beschichtet oder kaschiert. Die Verdichtung, der Bindemittelgehalt und die Orientierung der Fasern in der Wolle sind ausschlaggebend für die jeweiligen Eigenschaften der Produkttypen. Entwicklung und Marktbedeutung Glaswolle Die Fertigung von Glaswolle geht auf Glasbläser aus dem Thüringer Wald zurück, die bereits im 18. Jahrhundert so genanntes Feen- oder Engelshaar zu Dekorationszwecken herstellten. Um 1900 wurde das Potenzial des Materials für weitere großtechnische Verwendungen entdeckt. Das in den 30er Jahren des letzten Jahrhunderts entwickelte Stabtrommelabziehverfahren ermöglichte schließlich die Herstellung von spinnbaren Glasfäden mit genau definiertem Durchmesser sozusagen als »Rollenware« und damit den Beginn der industriellen Produktion von Dämmstoffen aus Glaswolle. Steinwolle Im Jahr 1935 wurde in New Jersey, USA, die Möglichkeit entdeckt, Steinwolle herzustellen. Ein schwedischer Unternehmer erwarb die Rechte zur Nutzung der Technologie und begann mit der Produktion von Steinwollematten. Diese waren anfänglich wegen des hohen Granulatanteiles in der Wolle sehr schwer. Durch neue Verfahren gelang es ab den 1970er Jahren, leichtere Wolle mit geringerer Dichte herzustellen. Die jeweiligen Verfahren zur Glas- und Steinwolleproduktion wurden kontinuier-

lich weiterentwickelt, so dass heute eine große Auswahl an Produkten zur Verfügung steht, die für die verschiedensten Anwendungen optimiert sind. Mineralwolle ist in Europa der mit Abstand am meisten verwendete Dämmstoff. In Deutschland beträgt ihr Marktanteil rund 55 %. Eigenschaften und Anwendungen Mineralwolledämmstoffe besitzen mit einer Wärmeleitfähigkeit von 0,035–0,045 W/(m•K) ein gutes Dämmvermögen und sind sehr diffusionsoffen (siehe »Physikalische Kennwerte« S. 23). Sie sind resistent gegen Schimmel, Fäulnis und Ungeziefer, und beständig gegen schwache Laugen, Säuren, organische Lösemittel und ultraviolette Strahlung. Mit diesen Eigenschaften ist Mineralwolle als Wärmedämmstoff für viele Anwendungen geeignet (siehe »Anwendungsgebiete« S. 23). Zusätzlich hat sie – je nach Rohdichte und Faserstruktur – auch gute schalldämmende Eigenschaften, die bei Steildachdämmungen, Wärmedämmverbundsystemen und leichten Trennwänden genutzt werden. Klassische Anwendungen zum Schallschutz sind die Trittschalldämmung und die Dämmung in Akustik-Decken. Das günstige Brandverhalten macht sie auch zum bevorzugten Dämmstoff bei erhöhten Brandschutzanforderungen (Euro- und Baustoffklassen A1 und A2). Neben diesen Anwendungsbereichen ist Mineralwolle gemäß AGI Q 132 auch als Dämmstoff für betriebstechnische Anlagen geeignet (Dämmstoffkennziffer 10.01.02.62.10). Glaswolle und Steinwolle haben neben den genannten Gemeinsamkeiten jedoch auch unterschiedliche Eigenschaften, die sie jeweils für spezielle Einsatzmöglichkeiten prädestinieren: 21

Anorganische Dämmstoffe Mineralwolle (Glaswolle, Steinwolle)

1

1 2

2

Glaswolle Die Farbe der Glaswolle ist je nach Mischungsanteilen und Menge des Bindemittels hellgelb bis dunkelgelb. Glaswolle ist für druckbeanspruchte Anwendungen nicht geeignet. Für übliche Verkehrslasten im Wohnungsbau, wo sie als Trittschalldämmung eingesetzt wird, ist sie jedoch ausreichend fest und dauerhaft stabil. Ein weiterer Vorteil vieler Glaswolle-Produkte ist ihre Flexibilität. Sie eignen sich gut für den Einsatz in Gefachen, wo sie sich, mit etwas Übermaß geschnitten, ohne zusätzliche Befestigung einklemmen lassen. Die Brennbarkeit wird durch den Anteil des Bindemittels beeinflusst. So können beispielsweise spezielle Qualitäten für den industriellen Bereich, die keine Bindemittel enthalten, auch bei langzeitiger Temperaturbelastung bis 500 °C bestehen. Steinwolle Steinwolle ist meist grau-olivgrün und wird in vielfältiger Weise zur Wärmedämmung, zum Kälte- und Brandschutz und zur Schalldämmung eingesetzt. Steinwolleprodukte sind im Vergleich zu Glaswolle wegen der meist höheren Rohdichte weniger flexibel. Mit passender Verarbeitungstechnik sind sie jedoch auch für den Einsatz in Gefachen gut geeignet. Sie können dort z. B. unter Verwendung von Dämmkeilen passgenau, verschnittfrei und ohne zusätzliche Befestigung eingebaut werden. Ihre Temperaturbeständigkeit ist sehr hoch. Ohne Bindemittel können die Produkte Dauertemperaturen bis 750 °C aushalten. Sie besitzen meist einen Schmelzpunkt von > 1000 °C. Spezielle Steinwolleprodukte mit besonders hoher Rohdichte und Druckfestigkeit werden im Verkehrswegebau, zur Schalldämmung bei Lärmschutzwänden und 22

als Vibrationsdämpfung unter Eisenbahnschienen eingesetzt. Lieferformen Mineralwolledämmstoffe sind in vielen Lieferformen erhältlich, wahlweise auch hydrophobiert: • Lose in Säcken als Stopfwolle • Rollenware kaschiert und unkaschiert • Matten kaschiert und unkaschiert • Platten kaschiert und unkaschiert • Mineralwollematten auf Drahtgeflecht versteppt • Lamellenmatten und Lamellenplatten • Halbschalen für technische Isolierungen • Steinwolle: dreieckförmige Dämmkeile Handelsüblich sind folgende Abmessungen: • Rollen Dicke 70 – 240 mm Breite 600 –1200 mm Länge bis 9000 mm • Platten Dicke 12 – 200 mm Breite 400 – 625 mm Länge 800 – 2000 mm • Matten (gerollt) Dicke 15 – 70 mm Breite 400 – 625 mm Länge bis 10 000 mm Verarbeitungshinweise Dämmstoffe aus Mineralwolle lassen sich in der Regel leicht transportieren und verarbeiten. Besonders Rollenware wird beim Verpacken volumensparend komprimiert. Das Material lässt sich mit Hilfe eines scharfen Messers und einer Anlegeschiene oder Leiste einfach und passgenau zuschneiden. Häufig sind die Dämmstoffe mit einer Markierung bedruckt, die das genaue Zuschneiden erleichtern. Die Bearbeitung kann ohne zusätzliche Schutzmaßnahmen erfolgen. Der Umgang mit Mineralwolledämmstoffen auf der Baustelle ist in den »Techni-

Glaswolle Steinwolle

schen Regeln für Gefahrstoffe »TRGS 521, Faserstäube, Teil 1« ausführlich beschrieben. Für das Verarbeiten von Produkten nach heutigem Standard sind die allgemeinen Grundsätze der Arbeitshygiene zu beachten, die bei allen faserhaltigen Stoffen Gültigkeit haben, wie zum Beispiel: • Verschmutzung der Arbeitsstätten so gering wie möglich halten (sorgfältiger Umgang mit Produkten und Abfallstücken), • locker sitzende, geschlossene Arbeitskleidung und geeignete Handschuhe tragen, • bei Staubentwicklung geeigneten Mundschutz (Staubmaske) und bei Überkopfarbeiten geeignete Schutzbrille tragen, • nach Beendigung der Arbeiten Staub abwaschen. Gesundheitliche und ökologische Aspekte Im Mai 1994 trat für Deutschland eine Verordnung in Kraft, die eine bestimmte Zusammensetzung von Glaswolle verlangt, um als gesundheitlich unbedenklich zu gelten. Zeitgleich wurden für Steinwolle Definitionen zur Biolöslichkeit im Körper eingeführt. Um auch den europäischen Regelungen zu entsprechen, gelten seit Mai 2000 die geänderte »Chemikalien-Verbotsverordnung« und die »Gefahrstoffverordnung« (TRGS), in denen Kriterien zur Biopersitenz (Beständigkeit im Körper) von Fasern beschrieben werden. Danach dürfen künstliche Mineralfasern zur Wärme- und Schalldämmung im Hochbau einschließlich technischer Isolierungen nur verwendet werden, wenn mindestens eines der folgenden drei Kriterien erfüllt ist: • Ein geeigneter Intraperitonealtest (Fasern werden im Tierversuch unter die Bauchdecke gespritzt) bringt keine übermäßigen Anzeichen von Kanzerogenität.

Anorganische Dämmstoffe Mineralwolle (Glaswolle, Steinwolle)

• Die Halbwertszeit nach intratrachealer Instillation (Fasern werden im Tierversuch in die Luftröhre verabreicht) beträgt bei definierter Fasergröße höchstens 65 Tage. • Der ermittelte Kanzerogenitätsindex KI beträgt mindestens 40.

Physikalische Kennwerte – Glaswolle

Physikalische Kennwerte – Steinwolle

Eigenschaft

Einheit

Kenngrößen

Eigenschaft

Einheit

Kenngrößen

Rohdichte

kg/m3

15 –150

Rohdichte

kg/m3

20 – 200

Wärmeleitfähigkeit

W/(m•K)

0,035 – 0,045

Wärmeleitfähigkeit

W/(m•K)

0,035 – 0,045

Wärmespeicherkapazität

J/(kg•K)

840 –1000

Wärmespeicherkapazität

J/(kg•K)

600 – 840

Brandverhalten Euroklasse Baustoffklasse

A1, A2 A2 (nicht brennbar)

Brandverhalten Euroklasse Baustoffklasse

A1 A1 (nicht brennbar)

Produkte, die vor 1996 eingebaut wurden, sind als krebserregend einzustufen. Seit 1998 sind in Deutschland nur noch Mineralwolledämmstoffe zugelassen, die nicht krebsverdächtig sind. Diese Produkte sind in Deutschland mit den RALGütezeichen 388 »Erzeugnisse aus Mineralwolle« gekennzeichnet. Vorsicht ist bei außereuropäischen Produkten geboten.

Wasserdampfdiffusionswiderstandszahl

Aus ökologischer Sicht sprechen die gute Rohstoffverfügbarkeit und kurze Transportwege für Mineralwolle. Dies gilt sowohl für die Rohstoffe von Glaswolle als auch weitgehend für die Rohstoffe von Steinwolle, die in Europa im Tagebau abgetragen werden. Aus 1 m3 Rohstoff lassen sich beispielsweise ca.100 m3 Steinwolle gewinnen. Recycling Mineralwolle ist teilweise recyclebar oder auch wieder verwertbar. So können Produktionsabfälle wieder dem Produktionsprozess zugeführt oder bei der Herstellung von Ziegeln oder Fliesen als Zuschlagstoffe verwendet werden. Mineralwolle ist deponiefähig und kann wie mineralischer Bauschutt entsorgt werden. Erzeugnisse aus Mineralwolle mit RAL-Gütezeichen ist die Abfallschlüsselnummer 17 06 04 zugeordnet. Ältere, nach Herkunft nicht identifizierbare Mineralwolledämmstoffe sind in der Regel nach Abfallschlüsselnummer 17 60 03 zu behandeln. Sie dürfen nicht mehr als Dämmstoff verwendet werden.

–

1–2 2

Langzeitwasseraufnahme kg/m

Wasserdampfdiffusionswiderstandszahl

–

1– 2 2

≤3

Langzeitwasseraufnahme kg/m

≤3

°C °C

100 – 200 bis 500

Anwendungsgrenztemperatur langzeitig mit Bindemittel ohne Bindemittel

°C °C

100 – 200 600 – 750

Druckfestigkeit bei Verkehrslast (Trittschalldämmstoffe)

kPa

3,5

Druckspannung bei 10 % Stauchung oder Druckfestigkeit

kPa

15 – 80

Strömungswiderstand

kPa•s/m2 ≥ 5

Druckfestigkeit bei Verkehrslast (Trittschalldämmstoffe)

kPa

5 – 20

Strömungswiderstand

kPa•s/m2 6 – 43

Anwendungsgrenztemperatur langzeitig mit Bindemittel ohne Bindemittel

Anwendungsgebiete für Mineralwolle Dach und Decke: DAD • Außendämmung, vor Bewitterung geschützt, unter Deckungen (keine oder hohe Druckbelastbarkeit) DAA • Außendämmung, vor Bewitterung geschützt, unter Abdichtungen DZ • Zwischensparrendämmung, zweischaliges Dach, oberste Geschossdecke DI • Innendämmung unter Decke, unter Sparren oder Tragkonstruktion. DEO • unter Estrich ohne Schallschutzanforderungen DES • unter Estrich mit Schallschutzanforderungen (erhöhte oder geringe Zusammendrückbarkeit) Wand: WAB WAP WZ WH WI WTR WTH

• Außendämmung hinter Bekleidung • Außendämmung unter Putz (mit geringer bis hoher Zugfestigkeit) • Zweischalige Wände, Kerndämmung • Holzrahmen- und Holztafelbauweise • Innendämmung der Wand (keine, geringe oder hohe Zugfestigkeit) • Dämmung von Raumtrennwänden • Zwischen Haustrennwänden mit Schallschutzanforderungen (erhöhte oder geringe Zusammendrückbarkeit)

DAD

DAA

DUK

DZ

DI

DEO

DES

WAB

WAA

WAP

WZ

WH

WI

WTR

WTH

PW+PB

23

Anorganische Dämmstoffe Schaumglas

Schaumglas (CG) Für werkmäßig hergestellten festen Dämmstoff aus geschlossenzelligem Glas gilt die Stoffnorm DIN EN 13167. Schaumglas entspricht der Bauregelliste B (siehe S. 62). Rohstoffe und Herstellung Schaumglas besteht aus Quarzsand, Dolomit sowie Kalzium- und Natriumkarbonat. Teilweise findet stattdessen auch Recyclingglas Verwendung. Zum Aufschäumen wird Kohlenstoff zugesetzt. Die Rohstoffe werden bei 1400 °C zu Glas geschmolzen, wieder abgekühlt, zerkleinert und zu Glaspulver gemahlen. Unter Zugabe von Kohlenstoff wird das Pulver in speziellen Formen erneut auf über 1000 °C erhitzt, wobei der Kohlenstoff oxidiert und Gasblasen bildet, die das Gemisch aufschäumen. Aus den schrittweise abgekühlten Blöcken werden dann die endgültigen Plattenabmessungen geschnitten. Der Dämmstoff enthält keine Treibgase, Flammschutzmittel oder Bindemittel. Entwicklung und Marktbedeutung Geschäumtes Glas wurde in den 30er Jahren des 20. Jahrhunderts von der französischen St. Gobain-Gruppe entwickelt. Anfang der 40er Jahre begann die Produktion von Dämmstoffen aus Schaumglas. Aufgrund der relativ hohen Herstellungsund Verarbeitungskosten hat Schaumglas einen Marktanteil von höchstens 1 %. Obwohl es nur wenige Hersteller gibt, sind die Produkte allgemein bekannt und gut verfügbar. Eigenschaften und Anwendungen Neben dem guten Wärmedämmvermögen sind die Geschlossenzelligkeit, die hohe Druckfestigkeit und die Wasser24

dampfdichtheit typische Eigenschaften von Schaumglas. Es ist formstabil, wasserabweisend, frostbeständig nach DIN 52104, alterungsbeständig und nicht brennbar. Schaumglas hat allgemein eine gute Beständigkeit gegenüber Chemikalien. Dies gilt auch für alle organischen Lösungsmittel sowie für Säuren (außer Fluorwasserstoffsäure) sowie für schwache Laugen. Es ist absolut sicher vor Insekten und Nagetieren und verrottet nicht. Da Schaumglas sehr spröde ist und bei punktueller Belastung leicht brechen kann, ist es erforderlich, das Material vollflächig in Bitumen einzuschlämmen. Dabei ist zu beachten, dass Bitumen je nach Anwendung das Brandverhalten der Bauteile negativ beeinflusst sowie den Rückbau, das Recycling oder das Deponieren erschwert. Für technische Isolierungen kann alternativ auch Kunstharz statt Bitumen verwendet werden. Schaumglasplatten sind in vielfältiger Weise als Wärmedämmstoff in Boden-, Wand- und Dachkonstruktionen verwendbar. Als Schalldämmstoff und zur Trittschalldämmung ist Schaumglas jedoch nicht geeignet. Häufige Einsatzgebiete sind Anwendungen mit hohen Druck- und Feuchtigkeitsbelastungen wie genutzte Flachdächer, Industrieböden und Perimeterdämmungen. Der Einsatz für Perimeterdämmung ist in DIN 4108-2 normativ abgedeckt. Für die Anwendung als Perimeterdämmung im Grundwasser und als lastabtragender Wärmedämmstoff unter Gründungsplatten liegen bauaufsichtliche Zulassungen vor. Neben den klassischen Anwendungen im Hochbau wird Schaumglas auch für technische Isolierungen eingesetzt. Gemäß der technischen Regel für Dämmarbeiten an betriebstechnischen Anlagen, AGI Q

Anorganische Dämmstoffe Schaumglas

131-4, hat Schaumglas die Kennziffer 10.01.02.62.10. Lieferformen Schaumglasdämmstoffe sind in folgenden handelsüblichen Abmessungen erhältlich: • Platten: Länge 300, 600 mm Breite 450, 600 mm Dicke 40 –180 mm • Formteile für den industriellen Bereich: Halbschalen, Segmente DN 8 – DN 300 Dicke 40 –100 mm Verarbeitungshinweise Die Platten oder Formteile werden in handlichen Formaten geliefert. Erforderliche Zuschnitte erfolgen am einfachsten mit einer Handsäge. Da Schaumglas sehr spröde ist, kann es keine punktuellen Lasten aufnehmen. Die Platten müssen deshalb planeben aufliegen und auch an der Oberseite einen flächigen Abschluss erhalten. Dazu werden die Schaumglasplatten im Verband vollflächig und vollfugig mit Heißbitumen auf dem Untergrund verklebt. Diese Verklebung kann auch in mehreren Lagen ausgeführt werden. Häufig wird die Arbeit auf zwei Personen verteilt, von denen eine das Bitumen gießt und die andere die Platten einlegt. Abschließend wird auf unkaschierte Dämmstoffplatten ein zellfüllender HeißbitumenDeckanstrich aufgetragen, darüber folgt je nach Anwendung die eigentliche Abdichtung mit Bitumenbahnen. Der Bitumenverbrauch liegt je nach Anwendung bei 2 bis 5 kg/m2. Obwohl die Platten nicht empfindlich gegen Feuchtigkeit sind, sollten die angeschnittenen Zellen an der Oberfläche nicht von Wasser benetzt werden. Bei Frost kann dieses Wasser zu einer teilweisen Zerstörung der Struktur führen.

Gesundheitliche und ökologische Aspekte Bei der Verarbeitung können aus den Zellen geringe Mengen Schwefelwasserstoff freigesetzt werden, die einen unangenehmen, fauligen Geruch erzeugen, in der

Physikalische Kennwerte – Schaumglas Eigenschaft

Einheit

Kenngrößen

Rohdichte

kg/m3

115 – 220

Wärmeleitfähigkeit

W/(m•K)

0,040 – 0,060

Wärmespeicherkapazität

J/(kg•K)

800 –1100

Thermischer Längenaus- K-1 dehnungskoeffizient Brandverhalten Euroklasse Baustoffklasse Wasserdampfdiffusionswiderstandszahl

8 ≈ 10-6 bis 10 ≈ 10-6

A1 A1 (nicht brennbar) –

∞ unendlich

Langzeitwasseraufnahme kg/m2

–

Anwendungsgrenztemperatur langzeitig

°C

- 260 bis +430

Druckfestigkeit (Werksstandard)

kPa

700 –1700

Dauerdruckspannung

kPa

160 – 480

entstehenden Konzentration jedoch unkritisch sind. Gesundheitliche Belastungen können durch freigesetzten Glasstaub beim Schneiden entstehen oder durch den Einsatz von Kunstharzklebern bei der Verarbeitung von technischen Isolierungen. Das Tragen einer Staubmaske und Schutzbrille ist daher beim Zuschneiden zu empfehlen. Recycling Ohne anhaftendes Bitumen ist Schaumglas wieder verwertbar, beispielsweise als Dämmschotter. Bei den meisten Anwendungen werden die Platten jedoch mit Bitumen verarbeitet, das beim Rückbau nicht sauber zu trennen ist. Solche Abfälle sind als Bauschutt zu deponieren und können dabei sogar auf ca. 5 % ihres Ursprungsvolumens komprimiert werden. Wegen der anhaftenden Bitumenrückstände besteht aber eine noch nicht gelöste Umweltproblematik. Ein energetisches Recycling ist nicht möglich.

Anwendungsgebiete für Schaumglas Dach und Decke: DAD • Außendämmung, vor Bewitterung geschützt, unter Deckungen DAA • Außendämmung, vor Bewitterung geschützt, unter Abdichtungen (hohe, sehr hohe und extrem hohe Druckbelastbarkeit) DI • Innendämmung unter Decke, unter Sparren oder Tragkonstruktion DEO • unter Estrich ohne Schallschutzanforderungen Wand: WAB WAA WAP WZ WI WTR

• • • • • •

Außendämmung hinter Bekleidung Außendämmung hinter Abdichtung Außendämmung unter Putz Zweischalige Wände, Kerndämmung Innendämmung der Wand Dämmung von Raumtrennwänden

Perimeter PW PB

• Wände gegen Erdreich (hohe und sehr hohe Druckbelastbarkeit) • Bodenplatten gegen Erdreich (hohe und sehr hohe Druckbelastbarkeit)

DAD

DAA

DUK

DZ

DI

DEO

DES

WAB

WAA

WAP

WZ

WH

WI

WTR

WTH

PW+PB

25

Anorganische Dämmstoffe Blähglas

Physikalische Kennwerte – Blähglas Eigenschaft

Einheit

Kenngrößen

Rohdichte

kg/m3

150 – 230

W/(m•K) W/(m•K)

0,070 – 0,093 0,14 1

J/(kg•K)

800 –1000

Wärmeleitfähigkeit

Schüttstoffe Schotter (Bemessungswert)

Wärmespeicherkapazität Brandverhalten

Baustoffklasse

A1 (nicht brennbar)

Wasserdampfdiffusionswiderstandszahl

–

1–5

Langzeitwasseraufnahme, nach 28 Tagen Unterwasserlagerung

Vol.-%

15

Anwendungsgrenztemperatur langzeitig

°C

600 – 700

Druckfestigkeit oder Druckspannung nach 10 % Stauchung

kPa kPa

120 –140 5001

Dauerdruckspannung

kPa

160 1

1

für Korngröße 10/50 mm, bei Zulassung unter lastabtragenden Gründungsplatten

Blähglas Dämmprodukte aus Blähglas erfordern eine bauaufsichtliche Zulassung. Dies gilt auch für Schotter aus geschäumtem Glas, der hier unter Blähglas behandelt wird. Rohstoffe und Herstellung Als Rohstoffe dienen Altglas und ein Blähmittel. Zur Herstellung wird gebrochenes Glas zu feinem Glasmehl gemahlen und mit Wasser, Bindemittel und einem Blähmittel, dem so genannten Aktivator, gemischt. Nach dem Blähvorgang bei ca. 900 °C wird das Material entweder auf ein Fließband ausgetragen und beim Abkühlen in verschiedene Korngrößen gebrochen (grober Schotter) oder mit Hilfe eines Granuliertellers zu rundem Blähglasgranulat verarbeitet. Entwicklung und Marktbedeutung Blähglas ist ein relativ junges Produkt und vorwiegend als Zuschlagstoff im Einsatz. Seine Verwendung als Dämmschüttung ist noch wenig bekannt. Der Marktanteil kann hier nicht beziffert werden und dürfte sehr klein sein. Eigenschaften und Anwendungen Blähglas hat nur mäßige Wärmedämmeigenschaften und erfordert größere Schichtdicken zur Erreichung eines bestimmten Dämmeffektes. Weitere typische Eigenschaften sind eine geringe Dichte, hohe Festigkeit und ein gutes Schallabsorptionsvermögen. Blähglas ist nicht brennbar und entspricht der Baustoffklasse A1. Schaumglasschotter und -kugeln sind durch ihre Geschlossenzelligkeit in sich wasserdicht und nicht kapillar aktiv. Bei ständiger Feuchtebelastung kann es jedoch zu einer Wasseraufnahme in den Zwischenräumen und damit erhöhten Wärmeleitfähigkeit des gesamten Dämmpaketes kommen. Blähglas quillt und schwindet nicht. Es 26

hat eine hohe chemische Beständigkeit gegenüber Säuren, Laugen sowie organischen Lösungsmitteln, ist alkalibeständig und daher auch gut mit Kalk und Zement zu verarbeiten. Für Schädlinge und Pilze bietet Blähglas keinen Nährboden.

Verarbeitungshinweise Die Verarbeitung von Blähglas erfordert keine besonderen Schutzmaßnahmen. Eine Silikose-Gefährdung besteht laut Gutachten der Steinbruch-Berufsgenossenschaft nicht.

Typische Anwendungsgebiete für Blähglas sind ungebundene Schüttungen oder auch zement- und harzgebundene Schüttungen mit Korngrößen von 2/4 oder 4/8 mm für Hohlräume in Dach-, Decken- und Wandkonstruktionen. In kleinen Korngrößen von 0,1 bis 8 mm wird Blähglas als wärmedämmender Zuschlagstoff in Putz, Mörtel, Spachtelmassen und Fertigbauteilen sowie in Akustikplatten verwendet. Schotter aus geschäumtem Glas mit Korngröße 10/50 mm ist als Perimeterdämmung und lastabtragende Dämmung unter Gründungsplatten im Einsatz. Hierzu sind bauaufsichtliche Zulassungen erforderlich. Schotter findet jedoch überwiegend Verwendung in Sauberkeits- und Frostschutzschichten im Hoch- und Verkehrswegebau.

Gesundheitliche und ökologische Aspekte Gesundheitliche Gefährdungen bei Verarbeitung und Nutzung sind nicht bekannt. Blähglas ist ein Recyclingprodukt, das gut wieder verwendbar ist. Dem relativ hohen Energieaufwand bei der Herstellung stehen die gute Verfügbarkeit und vergleichsweise kurze Transportwege gegenüber.

Lieferformen • Schüttung:

• Schotter:

Recycling Das Material ist als Bauschutt oder Hausmüll unter der Abfallschlüsselnummer 20 01 02 deponiefähig. Wegen des enthaltenen Aktivators als Blähmittel wird der Abfall als Kalk-Natron-Blähglasgranulat mit der Wassergefährdungsklasse 1 bezeichnet.

Korn 2/4 oder 4/8 mm Sack 55 l und 100 l Big Bag 1,5 – 2,5 m3 Silo Korn 10/50 mm

DAD

DAA

DUK

DZ

DI

DEO

DES

WAB

WAA

WAP

WZ

WH

WI

WTR

WTH

Anwendungsgebiete für Blähglas Dach und Decke: DZ • Zwischensparrendämmung, zweischaliges Dach, oberste Geschossdecke DEO • unter Estrich ohne Schallschutzanforderungen Wand: WZ WH

• Zweischalige Wände, Kerndämmung • Holzrahmen- und Holztafelbauweise

Perimeter (nur mit Zulassung) PW • Wände gegen Erdreich PB • Bodenplatten gegen Erdreich

PW+PB

Anorganische Dämmstoffe Kalziumsilikatschaum

Kalziumsilikatschaum Kalziumsilikatschaumplatten werden mit leicht modifizierten Zuschlagstoffen auch als Mineralschaum- oder Mineraldämmplatten bezeichnet. Die Produkte sind bauaufsichtlich zugelassen (s. S. 60ff.). Eine Stoffnorm ist als prEN 14306 in Vorbereitung. Rohstoffe und Herstellung Die Grundstoffe zur Herstellung sind Kalzium- und Siliziumoxid sowie ein Zuschlag von 3 – 6 % Zellstoff. Sie werden mit Wasser aufgeschlämmt und vermischt, wobei Kalziumsilikathydrat entsteht. Der enthaltene Zellstoff dient zur Verbesserung der Flexibilität und Kantenstabilität. Das Gemisch wird in Formen gefüllt und bei hohem Druck mit Wasserdampf behandelt. Dabei bildet sich ein feinporiger, offenzelliger und harter Schaum, der anschließend zu Platten geschnitten und mit Metallseifen oder Silikonaten hydrophobiert wird. Entwicklung und Marktbedeutung Dämmstoffe aus Kalziumsilikatschaum sind erst seit relativ kurzer Zeit erhältlich und noch nicht sehr weit verbreitet. Eigenschaften und Anwendungen Die Platten haben mittlere bis mäßige Dämmeigenschaften und sind sehr druckfest und formstabil. Durch ihre hohe Kapillarität haben sie die Eigenschaft, Feuchtigkeit aufzunehmen, zu puffern und schnell wieder abzugeben. Daher wird Kalziumsilikatschaum bevorzugt zur Innendämmung eingesetzt, insbesondere bei Fachwerkhäusern und denkmalgeschützten Gebäuden (s. S. 83). Kalziumsilikatschaum ist nicht brennbar und in Baustoffklasse A1 und A2 eingestuft. Er reagiert alkalisch und sollte nicht mit Säuren in Kontakt kommen. Die Platten verrotten nicht, wirken wachstums-

hemmend auf Schimmelpilze und haben eine sehr hohe Temperaturbeständigkeit. Lieferformen Handelsüblich sind Platten mit folgenden Abmessungen: • Länge: 250, 2500 mm • Breite: 50, 100 mm • Dicke: 25 –100 mm Verarbeitungshinweise Das Material lässt sich, ähnlich wie Porenbeton, schneiden, sägen und bohren. Wegen der Staubbelastung beim Zuschneiden wird das Tragen von Staubmaske und Schutzbrille empfohlen. Für Innendämmungen sollen die Platten vollflächig mit einem geeigneten Kleber an Wand oder Decke verklebt werden, um eine Hinterlüftung, die bauphysikalisch ungünstig wirkt, auszuschließen. Auch die Plattenstöße sind zu verkleben oder zu verspachteln. Als Deckschichten werden diffusionsoffene Anstriche mit Silikatfarben oder leichte Tapeten empfohlen. Im Gegensatz zu sonst üblichen Innendämmungen werden keine Dampfbremsen oder Dampfsperren eingebaut. Trotz der guten feuchtetechnischen Eigenschaften sind die Platten trocken zu lagern und einzubauen. Auffrierende Nässe führt leicht zur Beschädigung der Platten.

Ökologische und gesundheitliche Aspekte Abgesehen von der Staubbelastung beim Schneiden sind keine gesundheitlichen Auswirkungen des Materials bekannt. Die Rohstoffe stehen in ausreichenden Mengen und mit kurzen Transportwegen zur Verfügung, die Herstellung verbraucht jedoch vergleichsweise viel Energie. Recycling Eine Wiederverwertung von sortenreinem Dämmstoff ist problemlos möglich. Dieser kann auch entsprechend der örtlichen Vorschriften als Bauschutt deponiert werden. Physikalische Kennwerte – Kalziumsilikatschaum Eigenschaft

Einheit

Kenngrößen

Rohdichte

kg/m3

115 – 300

Wärmeleitfähigkeit

W/(m•K)

0,045 – 0,065

Wärmespeicherkapazität

J/(kg•K)

1000

Anwendungsgrenztemperatur langzeitig

°C

300

Brandverhalten Baustoffklasse

A1 und A2, (nicht brennbar)

Wasserdampfdiffusionswiderstandszahl

–

3 – 20

Druckspannung bei 10 % Stauchung oder Druckfestigkeit

kPa

500 –1500

Biegefestigkeit

kPa

800 –1000

DAD

DAA

DUK

DZ

DI

DEO

DES

WAB

WAA

WAP

WZ

WH

WI

WTR

WTH

Anwendungsgebiete für Kalziumsilikatschaum Dach und Decke: DAD • Außendämmung, vor Bewitterung geschützt, unter Deckungen DAA • Außendämmung, vor Bewitterung geschützt, unter Abdichtungen DI • Innendämmung unter Decke, unter Sparren oder Tragkonstruktion. Wand: WAB WAP WI

• • • •

Außendämmung hinter Bekleidung Außendämmung unter Putz Innendämmung der Wand Dämmung von Raumtrennwänden

PW+PB

27

Anorganische Dämmstoffe Keramikfasern, Keramikschaum, Aerogel

Keramikfasern und Keramikschaum

Aerogel

Keramische Fasern und Schäume sind polykristalline Strukturen auf der Basis von Aluminium- und Siliziumoxyd.

Aerogel ist ein extrem leichter, hochporöser Feststoff. Als Rohstoff können unter anderem Metalloxide oder Polymere dienen. Es wird jedoch vorwiegend aus Silikaten (SiO2) hergestellt, die unter Zugabe eines Katalysators in einer Flüssigkeit gelieren. Das Gel wird anschließend unter extremen Bedingungen zu spröd-fester Konsistenz getrocknet. Dieses »Sol-GelVerfahren« wurde schon um 1930 entwickelt und im Laufe der Zeit hinsichtlich der Rohstoffzusammensetzung variiert und verbessert. Inzwischen sind Porengrößen im Nanometerbereich von bis zu fünf Millionstel Millimetern möglich. Mit einer Wärmeleitfähigkeit von nur 0,017 bis 0,021 W/(m•K) hat Aerogel ausgezeichnete Wärmedämmeigenschaften, ist gut schalldämmend und hoch temperaturbeständig bis ca. 1200 °C. Aerogele haben eine Rohdichte von 60 – 80 kg/m3. Sie sind beständig gegen Feuchtigkeit und Schimmelpilze und zeigen auch bei dauernder Einwirkung von UV-Strahlung keine Verfärbungen. Langzeiterfahrungen bestätigen, dass sie ihre Eigenschaften dauerhaft behalten.

Die Fasern werden in unterschiedlicher Weise weiterverarbeitet, beispielsweise zu feuerfesten Textilien, zu Armierungen für Keramikprodukte und als Asbestersatz für Dämmzwecke in Industrieanlagen und im Gerätebau. Keramikschäume finden als Dämmstoff Anwendung in der Filter-, Brenner- und Katalysetechnik und sind Gegenstand weiterer Materialforschungen. Für übliche Wärmedämmaufgaben im Hochbau werden Keramikfasern und -schäume nicht eingesetzt. Keramikfaserdämmstoffe sind reißfest, formreversibel, chemisch beständig und teilweise bis zu 1000 °C temperaturbeständig. Charakteristische physikalische Eigenschaften von Keramikfasern sind unten stehender Tabelle zu entnehmen. Für Keramikschaum liegen bisher keine entsprechenden Kennzahlen vor. Physikalische Kennwerte – Keramikfasern

28

Eigenschaft

Einheit

Kenngrößen

Rohdichte

kg/m3

120 – 560

Wärmeleitfähigkeit

W/(m•K)

0,030 – 0,070

Wärmespeicherkapazität

J/(kg•K)

1040

Brandverhalten Baustoffklasse

A1 (nicht brennbar)

Die hauptsächlichen Anwendungen ergeben sich neben den guten Dämmeigenschaften auch aus der hohen optischen Transparenz der Silikat-Aerogele. Sie ermöglicht besondere architektonische Verwendungen, beispielsweise als transparente Wärmedämmung hinter Glasscheiben. Aerogele erscheinen matt bis durchsichtig und wirken vor dunklem Hintergrund milchig blau. Speziell entwickelte Produkte mit Kohlenstoff-Aerogelen können sogar elektromagnetische Strahlen absorbieren. Trotz der hervorragenden Dämmeigenschaften haben Aerogele wenig Verbreitung gefunden, was nicht zuletzt auch an ihrem hohen Peis liegt.

Anorganische Dämmstoffe Pyrogene Kieselsäure, Schlackenwolle, Gipsschaum

Pyrogene Kieselsäure

Schlackenwolle

Gipsschaum

Pyrogene Kieselsäure wird durch die Verbrennung von Siliziumtetrachlorid in einer Wasserstoffflamme hergestellt. In Verbindung mit einem Stabilisator entsteht dabei ein mikroporöser Dämmstoff. Um die Abgabe von Strahlungswärme zu vermindern, werden Trübungsmittel wie Titaniumoxid (TiO2) oder, für höhere Temperaturbereiche, Zirkoniumoxid (ZrO2) beigefügt.

Schlackenwolle gehört zu den Mineralfaserdämmstoffen und wird aus Schlacke hergestellt, die als Abfallprodukt bei Verbrennungsprozessen anfällt. Die Hochofenschlacke wird je nach Verwendungszweck modifiziert, zu Fasern gesponnen und gebunden.

Aus einer Wasser-Gips-Mischung wird durch Aufschäumen eines hinzugefügten Polymers eine poröse Masse geschaffen, die in unterschiedlichen Formen aushärtet und somit unterschiedlich geformte Endprodukte ermöglicht. Der hierfür verwendete Gips wird häufig aus Rauchgasentschwefelungsanlagen gewonnen. Das Endprodukt ist dann jedoch nicht wieder recyclierbar.

Dieses Gemisch wird unter hohem Druck zusammen mit Armierungsfasern zu Platten mit Dichten von bis zu 300 kg/m3 verpresst. So entstehen je nach Rohdichte feste oder flexible Platten, deren mikroporöse Struktur die Wanderung der Gasmoleküle extrem behindert und somit die Wärmeleitfähigkeit auf bis zu 0,021 W/(m•K) herabsetzt. Dämmplatten aus pyrogener Kieselsäure werden meist im Anlagen- und Gerätebau eingesetzt, im Hochbau finden sie neuerdings für Vakuum-Isolations-Paneele (VIP) Verwendung. Mit einer Anwendungsgrenztemperatur von 950 °C bis 1050 °C besitzen sie eine hohe thermische Stabilität, sind nicht brennbar (Baustofklasse A1) und chemisch resistent. Formstabilität und einfache Verarbeitung sind weitere Kennzeichen. Zur Herstellung von pyrogener Kieselsäure werden keine organischen Bindemittel benötigt, sie kann als physiologisch unbedenklich eingestuft werden. Pyrogene Kieselsäure besitzt zur Zeit keine Bedeutung auf dem Dämmstoffmarkt, könnte aber in Zukunft als Kern von Vakuum-Isolations-Paneelen häufiger Verwendung finden (siehe hierzu auch S. 57).

Schlackenwolle hat ähnliche physikalische Eigenschaften wie die klassischen Mineralfaserprodukte (siehe Tabelle). Sie ist schalldämmend, wasserunlöslich und elastisch. Da Schlackenwolle aus Abfallprodukten hergestellt wird, können Schwermetalle, krebsverdächtige Fasern und andere unerwünschte Stoffe enthalten sein. Als Wärmedämmstoff findet Schlackenwolle daher heute keine nennenswerte Verwendung mehr. In den letzten Jahren wurde sie gelegentlich noch als Stopfwolle beim Bau von Industrieanlagen und beim Behälterbau eingesetzt. Für den Umgang mit Schlackenwolle und mit Altstoffen liegen keine Angaben vor. Es müssen mindestens die allgemeinen Grundsätze der Arbeitshygiene beim Umgang mit Mineralwolledämmstoffen beachtet werden (vgl. Mineralwolle, S. 22ff.). Die Entsorgung ist wegen der belastenden Materialbestandteile entsprechend problematisch.

Die relevanten physikalische Eigenschaften von Gipsschaum sind in der unten stehenden Tabelle aufgeführt. Marktübliche Gipsschaumplatten dienen hauptsächlich der Schallabsorption und werden überwiegend in Großraumbüros eingesetzt. Als Wärmedämmstoff spielt er keine Rolle. Physikalische Kennwerte – Gipsschaum Eigenschaft

Einheit

Wärmeleitfähigkeit

W/(m•K)

0,045

Wärmespeicherkapazität

J/(kg•K)

1000

Brandverhalten Baustoffklasse

B 2 (normal entflammbar)

Wasserdampfdiffusionswiderstandszahl

–

Kenngrößen

4–8

Physikalische Kennwerte – Schlackenwolle Eigenschaft

Einheit

Kenngrößen

Rohdichte

kg/m3

27

Wärmeleitfähigkeit

W/(m•K)

0,035 – 0,040

Wärmespeicherkapazität

J/(kg•K)

840 –1000

Brandverhalten Baustoffklasse

A1 (nicht brennbar)

29

Anorganische Dämmstoffe Blähperlit

Physikalische Kennwerte – Blähperlit Eigenschaft Rohdichte

Blähperlit und Blähperlitplatten (EPB) Platten und Mehrschichtplatten aus Blähperlit sind in der DIN EN 13169 geregelt und entsprechen der Bauregelliste B. Für Schüttdämmstoffe ist eine bauaufsichtliche Zulassung erforderlich (s. S. 60ff.). Rohstoffe und Herstellung Blähperlit wird aus Perlit, einem glasartigen Gestein aus der Lava unterseeischer Vulkane hergestellt. Dabei werden fein gemahlene Perlitkörner schockartig auf ca. 1000 °C erhitzt, wobei sie auf das 15- bis 20-fache ihres Ursprungsvolumens expandieren. Zur Herstellung von Perlitplatten wird gemahlenes Blähperlit mit Zellulosefasern vermischt, mit Stärke gebunden und in Formen gepresst. Mit Kunstharz oder Bitumenemulsionen kann das Material zusätzlich hydrophobiert werden. Für Trittschallanwendungen werden Blähperlitplatten mit einer Lage Mineralwolle kombiniert. Mehrschichtplatten können aus unterschiedlichen Lagen in verschiedenen Dicken zusammengesetzt sein.

Schüttstoff Platten

Einheit

Kenngrößen

kg/m3 kg/m3

90 – 490 150 – 210

Wärmeleitfähigkeit

W/(m•K)

0,045 – 0,070

Wärmespeicherkapazität

J/(kg•K)

1000

Brandverhalten Schüttstoff

Euroklasse Baustoffklasse

A1 A1 (nicht brennbar)

Brandverhalten Platten

Euroklasse Baustoffklasse

C-s1, d0 bis D-s1, d0 B2 (normal entflammbar)

Wasserdampfdiffusionswiderstandszahl

–

3–5

Anwendungsgrenztemperatur langzeitig

°C

110 – 800

Druckspannung bei 10 % Stauchung oder Druckfestigkeit (Platten)

kPa

200 – 300

Dauerdruckspannung (Platten)

kPa

100

phobierte Körner sind feuchteempfindlich und entsprechend zu schützen. Generell gilt jedoch, dass Blähperlit nicht schimmelt und nicht verrottet. Es ist beständig gegenüber Chemikalien und üblichen Baustoffen. Nagetiere und Insekten greifen Perlit nicht an. Lieferformen Handelsübliche Lieferformen sind: • Schüttung: Säcke 100 l Korn 2 – 8 mm • Platten: Länge 1200 mm Breite 600 mm Dicke 20 – 80 mm Verarbeitungshinweise Die Platten sind einfach und ohne weitere Sicherheitsmaßnahmen zu schneiden und zu verarbeiten. Beim Einbringen von Schüttungen ist wegen der Staubbelastung das Tragen einer Staubmaske zu empfehlen. Einblasdämmungen sollten nur von Fach-

firmen durchgeführt werden, die das Setzungsverhalten des Korngutes berücksichtigen können. Gesundheitliche und ökologische Aspekte Gesundheitliche Bedenken bestehen weder bei der Verarbeitung noch während der Nutzung der Dämmstoffe. Die meisten Abbaugebiete für Perlit befinden sich in Südeuropa und Südamerika. Der Rohstoff ist begrenzt vorhanden und seine Nutzung mit langen Transportwegen verbunden. Recycling Schüttstoffe können wieder als Dämmstoff verwendet werden oder auch als Zuschlagstoff für Mörtel und Beton. Gebundene Platten sind selten weiter zu verwerten und nach regionalen Vorschriften als Bauschutt zu entsorgen, Mehrschichtplatten je nach Schichtaufbau zu behandeln.

Anwendungsgebiete für Blähperlit

Entwicklung und Marktbedeutung Blähperlit wird seit etwa 1955 für Dämmzwecke verwendet, ist im Markt bekannt und gut verfügbar. Der Marktanteil liegt bei ca. 1,1 %. Eigenschaften und Anwendungen Die Dämmstoffe zeichnen sich durch gute bis mäßige Wärmedämmeigenschaften aus. Sie sind sehr temperaturbeständig und als Platten auch für stark druckbeanspruchte Anwendungen einsetzbar. Unbehandeltes Blähperlit ist als nicht brennbarer Baustoff in Klasse A1 eingestuft, Platten wegen der Zuschlagstoffe in Klasse B2 (normal entflammbar). Das Verhalten gegenüber Feuchtigkeit hängt stark von der Hydrophobierung ab. Nicht hydro30

Dach und Decke: DAD • Außendämmung, vor Bewitterung geschützt, unter Deckungen DAA • Außendämmung, vor Bewitterung geschützt, unter Abdichtungen (mit sehr hoher Druckbelastbarkeit) DZ • Zwischensparrendämmung, zweischaliges Dach, oberste Geschossdecke DI • Innendämmung unter Decke, unter Sparren oder Tragkonstruktion. DEO • unter Estrich ohne Schallschutzanforderungen DES • unter Estrich mit Schallschutzanforderungen Wand: WAB WAP WZ WH WI WTR WTH

• • • • • • •

Außendämmung hinter Bekleidung Außendämmung unter Putz Zweischalige Wände, Kerndämmung Holzrahmen- und Holztafelbauweise Innendämmung der Wand Dämmung von Raumtrennwänden Zwischen Haustrennwänden mit Schallschutzanforderungen

DAD

DAA

DUK

DZ

DI

DEO

DES

WAB

WAA

WAP

WZ

WH

WI

WTR

WTH

PW+PB

Anorganische Dämmstoffe Expandiertes Vermiculite (EV), Blähglimmer

Physikalische Kennwerte – Vermiculite, Blähglimmer Eigenschaft

Einheit

Kenngrößen

Rohdichte

kg/m3

70 –160

Wärmeleitfähigkeit

W/(m•K)

0,046 – 0,070

Wärmespeicherkapazität

J/(kg•K)

800 –1000

Brandverhalten Unbehandeltes Granulat A1 (nicht brennbar) Platten B1 (schwer entflammbar) Wasserdampfdiffusionswiderstandszahl

–

3–4

Langzeitwasseraufnahme

Vol.-%

≤5

Anwendungsgrenztemperatur langzeitig

°C

700 –1600

Druckspannung bei 10 % Stauchung oder Druckfestigkeit (nur Platten)

kPa

100 – 450

Expandiertes Vermiculite (EV) und Blähglimmer Vermiculite und Blähglimmer werden hier zusammengefasst, da sie sehr ähnlich sind. Für Anwendungen im Bauwesen brauchen sie eine Zulassung (s. S. 60ff.). Normative Regelungen gibt es für expandierte Vermiculite-Körner (EVA) sowie für beschichtetes (EVC), bitumenbeschichtetes (EVB), wasserabweisendes (EVH) und vorgemischtes Vermiculite (EVM). Diese sind auch in Bauregelliste B aufgeführt. Rohstoffe und Herstellung Vermiculite ist ein Aluminium-Eisen-Magnesium-Silikat. Es ähnelt sowohl in der Erscheinungsform als auch strukturell den Blähglimmermineralen. Letztere sind Schichtsilikate, zwischen denen nur schwache Bindungskräfte bestehen, und die sich daher sehr leicht spalten lassen. Sowohl Vermiculite als auch Glimmer werden granuliert und schockartig auf über 1000 °C erhitzt. Die Wassereinschlüsse zwischen den Gesteinsschichten verdampfen durch die schockartige Erhitzung und blähen dabei das Granulat auf das 15- bis 20-fache seiner ursprünglichen Größe auf (Exfoliation). Platten und Formteile werden meist aus Vermiculitegranulat hergestellt, das unter Zusatz von Bitumen, Silikaten oder Kunstharz in Formen gepresst wird. Entwicklung und Marktbedeutung In den vergangenen Jahrhunderten wurde Blählimmer als preiswerter Ersatz für Fensterscheiben verwendet. Die Herstellungsmethoden und die Nutzung als Dämmstoff entwickelten sich erst im 21. Jahrhundert. Vermiculite- und Glimmerdämmstoffe haben mit Anteilen von deutlich unter 1 % eine geringe Marktbedeutung. Eigenschaften und Anwendungen Die Wärme- und Trittschalldämmeigenschaften sind gut bis mäßig. Die Dämm-

stoffe sind je nach Zusatzstoff nicht brennbar bis schwer entflammbar. Sie verrotten nicht, sind beständig gegen Säuren und Laugen sowie sicher vor Insekten und Nagetieren. Im Hochbau werden Vermiculite und Blähglimmer bevorzugt in Hohlräume von Dächern und Decken eingebracht. Das Granulat dient auch zum Höhenausgleich bei unebenen Böden oder Flachdächern. Platten sind für alle schwimmenden Estriche sowie für Anwendungen mit Heißbitumen geeignet. Weitere Einsatzgebiete sind technische Isolierungen im Industriebau und Hinterdämmungen in Haushaltsgeräten. Lieferformen Lieferbar sind die Dämmstoffe als • Platten: Längen 1000, 2500 mm Breiten 610, 1250 mm Dicken 15 – 80 mm • Formteile: Halbschalen für DN 15 – 273 mm Längen 667 mm Dicken 30 – 50 mm • Schüttung: Körnung 0 –15 mm Säcke, Big Bags, Silos Anwendungsgebiete für expandiertes Vermiculite Dach und Decke: DAD • Außendämmung, vor Bewitterung geschützt, unter Deckungen DAA • Außendämmung, vor Bewitterung geschützt, unter Abdichtungen (mit sehr hoher Druckbelastbarkeit) DZ • Zwischensparrendämmung, zweischaliges Dach, oberste Geschossdecke DI • Innendämmung unter Decke, unter Sparren oder Tragkonstruktion. DEO • unter Estrich ohne Schallschutzanforderungen DES • unter Estrich mit Schallschutzanforderungen Wand: WAB WAP WZ WH WI WTR WTH

• • • • • • •

Außendämmung hinter Bekleidung Außendämmung unter Putz Zweischalige Wände, Kerndämmung Holzrahmen- und Holztafelbauweise Innendämmung der Wand Dämmung von Raumtrennwänden Zwischen Haustrennwänden mit Schallschutzanforderungen

Verarbeitungshinweise Einblasdämmungen sollten qualifizierte Fachfirmen ausführen. Die Dämmschüttungen lassen sich gut verdichten und bei Bedarf mit Bindemitteln wie Kalk, Ton, Gips, Lehm, Zement oder Harz fixieren. Platten sind leicht zu bearbeiten. Beim Zuschneiden größerer Mengen ist das Tragen einer Staubmaske zu empfehlen. Nicht hydrophobiertes Material ist hygroskopisch und vor Feuchtigkeit zu schützen. Gesundheitliche und ökologische Aspekte Von verschiedenen Öko-Instituten liegen Bestätigungen zur gesundheitlichen Unbedenklichkeit von Vermiculite und Blähglimmer vor. Die Hauptvorkommen befinden sich in Südafrika, in den USA und der russischen Halbinsel Kola. Der im Tagebau geförderte Rohstoff wird in großen Mengen außerhalb des Bausektors verwendet, beispielsweise als Katzenstreu. Recycling Unbehandelte Granulate und Platten können wieder verwendet, zur Auflockerung von Böden genutzt oder als mineralischer Bauschutt deponiert werden. Gebundene Platten und bituminiertes Granulat müssen gesondert entsorgt werden.

DAD

DAA

DUK

DZ

DI

DEO

DES

WAB

WAA

WAP

WZ

WH

WI

WTR

WTH

PW+PB

31

Anorganische Dämmstoffe Blähton

Blähton Blähton unterliegt als Wärmedämmstoff keiner Stoffnorm und benötigt daher eine bauaufsichtliche Zulassung (s. S. 60ff.). Rohstoffe und Herstellung Als Rohstoff wird kalkarmer Ton verwendet. Er wird gemahlen, granuliert und bei 1000 –1200 °C im Drehrohrofen aufgebläht. Hierbei sintert die Außenhaut der Tonkügelchen. Gleichzeitig entsteht im Innern durch Sauerstoffabspaltungen und durch die Zersetzung von Kohlenstoffverbindungen ein Bläheffekt. Teilweise werden Schweröle als Blähmittel zugesetzt. Die so entstehenden Kügelchen haben eine stabile Außenhaut und einen feinporigen Kern. Entwicklung und Marktbedeutung Nach seiner Entwicklung um 1917 in den USA wird Blähton seit 1955 auch in Deutschland hergestellt. Als Dämmstoff ist seine Stellung im Markt eher unbedeutend. Blähton findet sich häufiger als Zuschlagstoff in anderen Materialien. Eigenschaften und Anwendungen Blähton hat nur mäßige Wärmedämmeigenschaften. Er ist sehr diffusionsoffen und kann viel Feuchtigkeit absorbieren. Als nicht brennbarer Baustoff ist er in die Baustoffklasse A1 eingestuft. Er ist gegen Chemikalien sehr gut beständig. Auch Nagetiere und Insekten greifen Blähton nicht an. Bei dauernder Befeuchtung können sich jedoch Pilze ansiedeln. Blähton wird bevorzugt zur Wärmedämmung von Hohlräumen eingesetzt und trägt beispielsweise in Deckenkonstruktionen zur Verbesserung des Schallschutzes bei. Für druckbeanspruchte Anwendungen ist er nicht geeignet.

32

Blähton dient auch als Zuschlag bei der Herstellung von Mauersteinen und Betonfertigteilen und in kleinerer Körnung für Mörtel und Putze zur Verbesserung der Dämmeigenschaften. Lieferformen Trockenschüttungen werden in folgenden Gebinden geliefert: • Säcke 50 Liter • Big Bags 1000 oder 2500 Liter • Silo zum Einblasen auf der Baustelle Verarbeitungshinweise Die losen Schüttungen lassen sich ohne spezielle Maßnahmen auch im Eigenbau leicht verarbeiten. Nennenswerte Staubentwicklungen oder statische Aufladungen treten nicht auf. Die Schüttungen werden nur mit einem Richtbrett abgezogen. Da Blähton Feuchtigkeit schnell aufnimmt, ist das Material unbedingt trocken zu lagern und vor Feuchtigkeit geschützt einzubauen. Gesundheitliche und ökologische Aspekte Die Verarbeitung und die Nutzung bergen keinerlei gesundheitliche Risiken.

Die Rohstoffe sind lokal und mit kurzen Transportwegen gut verfügbar. Der Abbau von Tonvorkommen im Tagebau ist allerdings mit größeren Eingriffen in die Natur verbunden, weshalb hier auf Rekultivierungsmaßnahmen geachtet werden sollte. Recycling Die lose eingebaute Schüttung ist sehr gut wieder verwendbar für Dämmzwecke, im Aufbau von begrünten Dächern, bei der Hydrokultur und zur Bodenverbesserung. Die Deponierung als Bauschutt ist problemlos möglich.

Physikalische Kennwerte – Blähton Eigenschaft

Einheit

Kenngrößen

Rohdichte

kg/m3

260 – 500

Schüttdichte

kg/m3

275 – 420

Wärmeleitfähigkeit

W/(m•K)

0,085 – 0,100

Wärmespeicherkapazität

J/(kg•K)

1100

Brandverhalten Baustoffklasse

A1 (nicht brennbar)

Wasserdampfdiffusionswiderstandszahl

–

2–8

DAD

DAA

DUK

DZ

DI

DEO

DES

WAB

WAA

WAP

WZ

WH

WI

WTR

WTH

Anwendungsgebiete für Blähton Dach und Decke: DAD • Außendämmung, vor Bewitterung geschützt, unter Deckungen DZ • Zwischensparrendämmung, zweischaliges Dach, oberste Geschossdecke DEO • unter Estrich ohne Schallschutzanforderungen Wand: WH WI WTR

• Holzrahmen- und Holztafelbauweise • Innendämmung der Wand • Dämmung von Raumtrennwänden

PW+PB

Anorganische Dämmstoffe Bims, Wärmedämmziegel

Bims

Wärmedämmziegel

Bims ist ein blasiges Vulkangestein. Die während der Eruptionen entstandenen Poren sorgen für ein geringes Gewicht und mäßige Wärmedämmeigenschaften.

Seit Ende der 1990er Jahre bietet die Ziegelindustrie weiterentwickelte Mauersteine an, deren Wärmeleitfähigkeit unter 0,1 W/(m•K) herabgesetzt werden konnte. Damit ist ihre Dämmwirkung mit Wärmedämmstoffen zu vergleichen.

Zu Dämmzwecken kann natürlicher, gebrochener Bims mit einem Zuschlag von Blähperlit als Schüttung eingesetzt werden. Darüber hinaus ist die Verwendung von Bims als Zuschlag bei der Herstellung von Betonsteinen, so genannten Bims-Beton-Steinen, oder bei Leichtmörteln bekannt. Die charakteristischen physikalischen Eigenschaften von Bims sind unten stehender Tabelle zu entnehmen. Naturbims ist unverrottbar. Unbehandeltes Material kann problemlos wieder verwendet oder auch deponiert werden. Als Wärmedämmstoff ist Bims unbedeutend. Es finden sich dementsprechend keine Anbieter, die Bims zu Dämmzwecken vertreiben.

Physikalische Kennwerte – Bims Eigenschaft

Einheit

Kenngrößen

Rohdichte

kg/m3

175 – 285

Wärmeleitfähigkeit

W/(m•K)

0,060 – 0,080

Wärmespeicherkapazität

J/(kg•K)

1000

Wasserdampfdiffusionswiderstand

–

4

Brandverhalten Baustoffklasse

A1 (nicht brennbar)

Der Tonanteil der Ziegel wurde durch optimierte Anordnung der Stege so weit reduziert, dass die Tragfähigkeit für normale statische Erfordernisse noch ausreichend ist und gleichzeitig die Dämmeigenschaften deutlich verbessert sind. Die Anordnungen der Stege ergeben ein kleingliedriges Lochbild, die Kammern sind bei den einzelnen Produkten unterschiedlich groß und entweder hohl oder mit einem Dämmstoff gefüllt. Als Füllmaterial wird beispielsweise Blähperlit oder ein spezielles Mineral-Granulat (ähnlich Steinwolle) verwendet.

Anforderungen und detaillierte Regelungen zur Verwendung werden in den jeweiligen bauaufsichtlichen Zulassungen für die Produkte beschrieben. Physikalische Kennwerte – Wärmedämmziegel Eigenschaft

Einheit

Kenngrößen

Rohdichte

kg/m3

500 – 750

Wärmeleitfähigkeit

W/(m•K)

0,080 – 0,140

Wasserdampfdiffusionswiderstand

–

5 – 10

Brandverhalten Baustoffklasse

A1 (nicht brennbar)

Wärmedämmziegel entsprechen der Baustoffklasse A1. Beidseitig verputzte Wände erfüllen je nach Dicke die Anforderungen der Feuerwiderstandsklasse F 90 – A. Für Brandwände dürfen sie jedoch nicht eingesetzt werden. Um den Einfluss des Mörtels auf die Wärmeleitfähigkeit der Wand zu reduzieren, werden die Produkte ausschließlich als Planziegel im Dünnbettmörtel vermauert. In den meisten Fällen können diese Ziegelsteine nicht oder nur in sehr begrenztem Umfang horizontal geschlitzt werden, da dies die statischen Eigenschaften verschlechtert. Zuschnitte, Schlitze und Bohrlöcher können bei großen Kammern zum Herausfallen des Dämmstoffs und damit zu Dämmverlusten führen. Dies ist bei der Verlegung der Hausinstallationen zu berücksichtigen.

33

Organische Dämmstoffe Expandiertes Polystyrol (EPS)

1

1 2

2

Expandiertes Polystyrol (EPS) Für werkmäßig hergestellte Produkte aus expandiertem Polystyrol gilt die Stoffnorm DIN EN 13163. Sie entsprechen der Bauregelliste B (s. S. 62). Rohstoffe und Herstellung EPS wird aus Polystyrol, Treibmittel (Pentan), Flammschutzmittel (HBCD) und Stabilisatoren hergestellt. Die Produktion von EPS-Dämmstoffen umfasst mehrere Schritte. Zunächst wird aus Styrol durch Polymerisation und unter Beigabe eines Treibmittels PolystyrolGranulat gewonnen. Dieses Granulat aus glasähnlichen Perlen mit einem Durchmesser von bis zu 3 mm wird in einem weiteren Schritt durch Behandlung mit Wasserdampf auf das 20- bis 50-fache seines Volumens aufgebläht (expandiert). Dabei verdampft das Treibmittel. Nach einer Abkühlphase werden die Perlen ein zweites Mal mit Wasserdampf aufgeschäumt, wobei sie sich – plastisch und leicht klebrig – zu einem homogenen Material verschweißen. So entstehen großformatige Blöcke, die nach einer weiteren Ablagerung in Platten geschnitten und gegebenenfalls profiliert werden. In speziellen Schäumautomaten können auch einzelne Platten mit fertigen Oberflächen und Kanten hergestellt werden, die sich bei entsprechenden Rohdichten und wegen ihrer geschlossenzelligen Oberfläche auch zur Perimeterdämmung eignen. Entwicklung und Marktbedeutung Expandiertes Polystyrol wurde 1951 entwickelt und ist unter dem Markennamen Styropor eingetragenes Warenzeichen der BASF. Der Name Styropor wird häufig als Synonym für EPS genannt. Mitte der 1990er Jahre wurde der bekannte weiße EPS-Schaum weiterentwickelt. Durch den Einbau von Graphitpartikeln in 34

die Zellstruktur gelang es, die Wärmeleitfähigkeit weiter zu reduzieren. Die Graphitpartikel geben dem Schaumstoff eine silbergraue Farbe und wirken als Infrarotabsorber, die Wärmestrahlung größtenteils reflektieren und ihren Durchgang blockieren. Mit diesem »IR-Absorbermodifizierten EPS« werden schon bei geringeren Rohdichten verbesserte Wärmeleitfähigkeiten mit Bemessungswerten von bis zu 0,032 W/(m•K) erzielt. Bei herkömmlichem EPS wird dafür mehr als die doppelte Rohdichte benötigt. EPS-Dämmstoffe sind preiswert und sehr gut verfügbar, ihr Marktanteil in Deutschland beträgt rund 30 %. Besonders für Wärmedämmverbundsysteme haben EPS-Platten einen hohen Stellenwert. Eigenschaften und Anwendungen EPS-Dämmstoffe haben gute bis sehr gute Dämmeigenschaften, typenabhängige Druckfestigkeiten, sind nicht hygroskopisch und verrotten nicht. Speziell »elastifizierte« Platten sind auch als Trittschalldämmung geeignet und ermöglichen bei harten Untergründen Verbesserungen von bis zu 30 dB. Die Herstellungsparameter ermöglichen eine große Bandbreite an Produkten mit verschiedenen Qualitäten, die stark von der Rohdichte und vom Grad der Verschweißung ihrer Perlen abhängen. Das Spektrum reicht von großen Perlen, die an wenigen Kontaktstellen verbunden sind, etwa für bituminierte Drainplatten, bis zu Verschweißungen, bei denen fast keine Zwickel zwischen den Perlen verbleiben und die beispielsweise für Wärmedämmverbundsysteme oder in höheren Rohdichten für druckbeanspruchte Anwendungen eingesetzt werden. Hydrophobiertes EPS kann für Perimeterdämmungen verwendet werden. Die neuen IR-Absorber-modifizierten Qualitäten sind genauso einsetzbar wie die

Dämmplatten aus expandiertem Polystyrol Zellstruktur von ir-modifiziertem EPS

bekannten Standardprodukte, jedoch nicht als Perimeterdämmung. Viele Plattentypen sind als Perimeterdämmung oder innerhalb von Wärmedämmverbundsystemen bauaufsichtlich zugelassen. Einzelne Hersteller verfügen für spezielle Produkte über eine Zulassung für die Anwendung im Umkehrdach und als lastabtragende Wärmedämmung unter Gründungsplatten mit mäßiger Druckbeanspruchung. EPS-Platten werden auch als Frostschutzschichten im Verkehrswege- und Landschaftsbau eingesetzt. Zusätzlich wird EPS zu einer Vielzahl von Zuschnitten und Formteilen verarbeitet, beispielsweise für Rollladenkästen und als Schmuckelemente für verputzte Flächen. Einige Anbieter liefern EPS auch als Schüttdämmstoff für die Dämmung von Hohlräumen. Hierzu ist eine bauaufsichtliche Zulassung erforderlich. Durch lange einwirkende UV-Strahlung (mehrere Wochen oder Monate) vergilbt und versprödet die Oberfläche von EPS. Deshalb sollten die geplanten Deckschichten kurzfristig aufgebracht werden. Auf Lösemittel reagiert Polystyrol empfindlich, außerdem auf Kraftstoffe und Mineralöle. Jedoch sind die meisten Säuren und Laugen für EPS kaum schädlich. Für Anwendungen mit Heißbitumen oder unter Gussasphalt ist EPS nicht geeignet. Lieferformen Typische Abmessungen von EPS-Platten: • Länge 1000 mm • Breite 500 mm • Dicke 10 – 300 mm Die Kantenausbildung ist in der Regel glatt, für spezielle Anwendungen auch mit passenden Profilierungen wie Stufenoder Hakenfalz.

Organische Dämmstoffe Expandiertes Polystyrol (EPS)

Abhängig vom Verwendungszweck sind auch andere Plattenformen üblich: • Gefälledämmplatten mit individuellen Zuschnitten • großformatige Platten für Dach-Fertigteile • Klappbahnen für Flachdächer • einseitig profilierte Dämmplatten für Well- und Trapezprofile auf Hallendächern • Perimeter-Dämmplatten mit profilierten Oberflächen • wechselseitig geschlitzte Platten zum Einklemmen zwischen Dachsparren Verarbeitungshinweise EPS ist leicht zu verarbeiten. Dünnere Platten können mit einem Cutter geschnitten werden, dicke mit einer Kreis- oder Bandsäge. Bei gering verschweißten Perlen können einzelne Partikel beim Schneiden ausbrechen. Für exakte Zuschnitte ist daher eine Thermosäge zu empfehlen. Bei der Verarbeitung auf der Baustelle durch Schneiden, Sägen und Bohren treten keine Staubbelastungen oder sonstigen Reizwirkungen auf. Abgebrochene Partikel können sich jedoch statisch aufladen oder sich durch Luftzug im Umfeld verteilen. Gesundheitliche und ökologische Aspekte Polystyrol ist biologisch neutral eingestuft und auch als Material für Lebensmittelverpackungen zugelassen. EPS-Dämmstoffe sind bei der Verarbeitung und in der Anwendung unschädlich. Wie durch Messungen bestätigt wurde, liegen ausdiffundierende Styrol-Restmonomere unterhalb der MAK-Werte (MAK = Maximale Arbeitsplatz-Konzentration) und sind in der Raumluft nicht nachweisbar. Im Brandfall werden jedoch Stryrol und Poly-Aromatische-Kohlenwasserstoffe (PAK) freigesetzt. Das als Treibmittel verwendete Pentan hat prinzipiell eine geringe Umweltbelas-

tung und wird bei einigen Herstellern sogar beim Produktionsprozess aufgefangen. Recycling Unverschmutzter Baustellenverschnitt wird von ca. 1500 Sammelstellen in Deutschland angenommen, zerkleinert und beispielsweise als Verpackungsmaterial oder Leichtzuschlag für Beton, Mauerziegel, Mörtel und Putz verwendet. Wenn keine Wiederverwertung möglich ist, sind EPS-Abfälle auf geordneten Deponien zu lagern, je nach geltenden regionalen Bestimmungen unter den Abfallschlüsselnummern 17 06 04 für Dämmmaterial oder 17 09 04 für gemischte Bau- und Abbruchabfälle. Viele Abfallverbrennungsanlagen verwenden Schaumstoffreste zur Unterstützung ihrer Befeuerung. Wird die dabei entstehende Energie zur Wärmeerzeugung genutzt, kann der Energieinhalt des Schaumstoffs zurückgewonnen werden.

Physikalische Kennwerte – EPS Eigenschaft

Einheit

Kenngrößen

Rohdichte

kg/m3

15 – 30

Wärmeleitfähigkeit

W/(m•K)

0,032 – 0,040

Wärmespeicherkapazität

J/(kg•K)

1500

Thermischer LängenausK-1 dehnungskoeffizient Brandverhalten Euroklasse Baustoffklasse

5 •10-5 – 7•10-5

E B1 (schwer entflammbar)

Wasserdampfdiffusionswiderstandszahl

–

20 –100

Langzeitwasseraufnahme

Vol.-%

1– 5

Anwendungsgrenztemperatur langzeitig

°C

80 – 85

Druckspannung bei 10 % Stauchung oder Druckfestigkeit

kPa

60 – 200

Dauerdruckspannung

kPa

20 – 60

Zugfestigkeit senkrecht zur Plattenebene

kPa

> 100

Biegefestigkeit

kPa

≥ 50

Dynamische Steifigkeit

MN/m3

10 – 40

Anwendungsgebiete für EPS Dach und Decke: DAD • Außendämmung, vor Bewitterung geschützt, unter Deckungen DAA • Außendämmung, vor Bewitterung geschützt, unter Abdichtungen (mittlere bis hohe Druckbelastbarkeit) DZ • Zwischensparrendämmung, zweischaliges Dach, oberste Geschossdecke DI • Innendämmung unter Decke, unter Sparren oder Tragkonstruktion. DEO • unter Estrich ohne Schallschutzanforderungen DES • unter Estrich mit Schallschutzanforderungen (erhöhte bis geringe Zusammendrückbarkeit) Wand: WAB WAA WAP WZ WI

• Außendämmung hinter Bekleidung • Außendämmung hinter Abdichtung (mittlere bis hohe Druckbelastbarkeit) • Außendämmung unter Putz • Zweischalige Wände, Kerndämmung • Innendämmung der Wand

Perimeter (nur mit Zulassung) PW • Wände gegen Erdreich PB • Bodenplatten gegen Erdreich

DAD

DAA

DUK

DZ

DI

DEO

DES

WAB

WAA

WAP

WZ

WH

WI

WTR

WTH

PW+PB

35

Organische Dämmstoffe Extrudierter Polystyrolschaum (XPS)

Extrudierter Polystyrolschaum (XPS) Mit der Stoffnorm DIN EN 13164 sind »werkmäßig hergestellte Dämmstoffe aus extrudiertem Polystyrolschaum« geregelt. Sie entsprechen der Bauregelliste B (s. S. 62). Rohstoffe und Herstellung XPS wird aus Polystyrol und Treibmitteln (meist CO2 oder HFKW), Farbstoffen und Brandschutzmittel (HBCD – Hexabromzyklododekan) hergestellt. Dabei wird milchig-opakes Polystyrolgranulat bei ca. 200 °C in einem Extruder aufgeschmolzen, mit den Zusatzstoffen vermischt und über eine Breitschlitzdüse kontinuierlich auf ein Fließband ausgetragen. Die unter Druck stehende Schmelze bläht dabei stark auf und bekommt eine homogene, zu 98 % geschlossenzellige Struktur mit einer charakteristischen beidseitigen, glatten Schäumhaut. Nach dem Abkühlen wird der Schaumstoff zugeschnitten und an den Kanten profiliert. Entwicklung und Marktbedeutung 1941 ließ das US-Verteidigungsministerium einen Schaumstoff entwickeln, der leicht, unempfindlich gegen Wasser und sehr druckfest sein sollte, um ihn als Schwimm- und Auftriebskörper bei Flussüberquerungen einzusetzen. Es stellte sich bald heraus, dass der Schaumstoff auch gute Wärmedämmeigenschaften hat. Bis Ende der 1980er Jahre wurde Extruderschaum mit vollhalogenierten Fluorchlorkohlenwasserstoffen (FCKW 12) aufgeschäumt. Nach gesetzlichen Verbotsregelungen kamen in einer Zwischenphase umweltfreundlichere teilhalogenierte Fluorchlorkohlenwasserstoffe (HFCKW 142b) zum Einsatz. Heute verwenden die Hersteller ausschließlich chlorfreie Treibmittel (CO2, HFKW 134a oder HFKW152a). 36

Mit ca. 6 % Marktanteil besetzt XPS vor allem diejenigen Anwendungen, bei denen hohe Anforderungen durch Feuchtigkeit und Druck bestehen. Eigenschaften und Anwendungen Extrudierter Polystyrolschaum kombiniert drei wesentliche Eigenschaften: geringe Wärmeleitfähigkeit, hohe Druckfestigkeit und Unempfindlichkeit gegen Feuchtigkeit. XPS bietet keine Nahrungsgrundlage für Insekten oder Schädlinge und verrottet nicht. Erst diese Eigenschaften ermöglichen Anwendungen wie Perimeterdämmung und Umkehrdachkonstruktionen. Da XPS bei Unterwasserlagerung so gut wie kein Wasser aufnimmt, kann es als einziger Dämmstoff ohne weitere Schutzschichten auch in drückendem Wasser eingebaut werden. XPS ist nicht zur Trittschalldämmung geeignet. Neben den klassischen Anwendungen in Boden, Wand und Dach wird extrudierter Polystyrolschaum auch für wärmedämmende, unverkleidete Unterdecken in Lagerhallen und Tierställen sowie für druckbeanspruchte Böden in Kühlhäusern und Kunsteisbahnen eingesetzt. XPS-Dämmstoff entspricht der Bauregelliste B, muss aber zur Zeit über Zulassungen geregelt werden, da Produkte mit heute verwendeten Treibmitteln erst relativ kurz im Einsatz sind. Gemäß DIN 4108-2 darf XPS auch standardmäßig als Perimeterdämmung sowie für bekieste Umkehrdächer verwendet werden. Zulassungspflichtig als Anwendung sind jedoch die Perimeterdämmung im Grundwasser, die lastabtragende Perimeterdämmung unter Gründungsplatten (s. S. 84) sowie Dämmungen in Parkdächern nach dem Umkehrdachprinzip (s. S. 80).

Im Sanitärbereich findet XPS als so genanntes Fliesenelement, das beidseitig mit Gewebe beschichtet und fliesenfertig vorbereitet ist, für Trennwände und Duschelemente Verwendung. Zusätzlich wird das Material als Sandwichkern für Füllungen von Tür- und Fassadenelementen, im Fahrzeugbau sowie als Frostschutzschicht im Gleis- und Straßenbau genutzt. Lieferformen Bedingt durch die Extrusionstechnik können nur Platten hergestellt werden. Standardmäßig sind folgende Abmessungen erhältlich: • • • •

Länge Breite Dicke Kanten:

1250, 2500 mm 600 mm 20 –180 mm glatt, Stufenfalz, Nut und Feder

Neben der herstellungsbedingt glatten Schäumhaut werden für bestimmte Anwendungen auch geprägte oder gehobelte Oberflächen geliefert sowie mit Vlies kaschierte, geriffelte Oberflächen für Drainzwecke. Mit speziellen Zuschnitten wird XPS auch als Schalungselement für die Wärmebrückendämmung angeboten. Verarbeitungshinweise Die Verarbeitung des Materials an der Baustelle erfordert keine besonderen Sicherheitsmaßnahmen. Die stabilen Platten lassen sich gut mit üblichen Werkzeugen schneiden, sägen und fräsen. Spezielle Zuschnitte erfolgen mit Thermosägen oder CNT-gesteuerten Schneideanlagen. Bei Boden-, Wand- und Innenanwendungen sowie in Warmdachkonstruktionen können die Platten mehrlagig verlegt werden. Aus bauphysikalischen Gründen ist dies beim Umkehrdach jedoch nicht möglich. Hier kann nach einiger Zeit durch Diffusion und Kondensation eine erhöhte

Organische Dämmstoffe Extrudierter Polystyrolschaum (XPS)

Feuchtigkeitsaufnahme in der unteren Platte erfolgen. Denn die obere Plattenlage behindert das temporäre Abtrocknen der unteren Schichten (s. S. 81). Zum Anbetonieren, Verkleben und Verputzen eignen sich nur Platten mit rauen oder profilierten Oberflächen. Bei Platten mit glatter Schäumhaut wird keine ausreichende Haftung erreicht. Extrudierter Polystyrolschaum ist nicht gegen UV-Strahlung beständig. Bei langfristiger Exposition über mehrere Monate kommt es zunächst zu einer gelben bis braunen Verfärbung der Oberfläche, die dann bei starker Schädigung absandet. Die innere Zellstruktur des Materials bleibt jedoch unversehrt. Soll eine beschädigte Fläche als Putzgrund dienen, ist sie gründlich abzubürsten und auf ihre Festigkeit zu prüfen. Beim Einbau von XPS ist zu beachten, dass Lösemittel, Kraftstoffe und Mineralöle die Oberfläche anlösen und bei hoher Konzentration das Material zerstören können. Gesundheitliche und ökologische Aspekte XPS-Platten sind bei der Verarbeitung und auch im eingebauten Zustand gesundheitlich unbedenklich. Auch im Kontakt mit Niederschlägen, Bodenfeuchtigkeit und Grundwasser werden keine Stoffe gelöst. Aus ökologischer Sicht sind die XPSProdukte, die ausschließlich mit CO2 als Treibmittel produziert werden, zu bevorzugen. Denn die zur Herstellung notwendige Menge an CO2 ist durch die Einsparung von CO2-Äquivalent bei der Heizenergie oft schon in einem halben Jahr ausgeglichen. Demgegenüber hat das Treibmittel HFKW ein deutlich höheres Treibhauspotenzial (GWP = Global Warming Potential, s. S. 98).

Physikalische Kennwerte – XPS Eigenschaft

Einheit

Kenngrößen

Rohdichte

kg/m3

25 – 45

Wärmeleitfähigkeit

W/(m•K)

0,030 – 0,040

Wärmespeicherkapazität

J/(kg•K)

1300 – 1700

Thermischer Längenaus- K dehnungskoeffizient Brandverhalten Euroklasse Baustoffklasse

-1

6 •10-5 bis 8 •10-5

E B1 (schwer entflammbar)

Wasserdampfdiffusionswiderstandszahl μ

–

80 – 2001

Langzeitwasseraufnahme

Vol.- %

0,1 – 0,3

Anwendungsgrenztemperatur langzeitig

°C

75

Druckspannung bei 10 % Stauchung oder Druckfestigkeit

kPa

150 – 700

Dauerdruckspannung

kPa

50 – 250

1

Recycling Gebrauchte und nicht verunreinigte Dämmstoffe aus XPS können gemäß regional gültigen Abfallverzeichnissen als Dämmmaterial mit Abfallschlüssenr. 17 06 04 oder als gemischte Bau- und Abbruchabfälle mit Nr. 17 0 904 gekennzeichnet und deponiert werden. Im Idealfall kann unbeschädigter Dämmstoff aus Rückbaumaßnahmen für einen erneuten Einbau Verwendung finden. Eine thermische Verwertung in Abfallverbrennungsanlagen ist ebenfalls möglich.

je nach Plattendicke: dünne Platten haben einen hohen μ-Wert

Anwendungsgebiete für XPS Dach und Decke: DAD • Außendämmung, vor Bewitterung geschützt, unter Deckungen DAA • Außendämmung, vor Bewitterung geschützt, unter Abdichtungen (mittlere, hohe und sehr hohe Druckbelastbarkeit) DUK • Außendämmung, der Bewitterung ausgesetzt (Umkehrdach), (hohe, sehr hohe und extrem hohe Druckbelastbarkeit) DI • Innendämmung unter Decke, unter Sparren oder Tragkonstruktion, oberste Geschossdecke. DEO • unter Estrich ohne Schallschutzanforderungen (hohe und sehr hohe Druckbelastbarkeit) Wand: WAB WAP WZ WI

• • • •

Außendämmung hinter Bekleidung Außendämmung unter Putz Zweischalige Wände, Kerndämmung Innendämmung der Wand

Perimeter: PW • Wände gegen Erdreich (mittlere, hohe und sehr hohe Druckbelastbarkeit) PB • Bodenplatten gegen Erdreich (mittlere, hohe und sehr hohe Druckbelastbarkeit)

DAD

DAA

DUK

DZ

DI

DEO

DES

WAB

WAA

WAP

WZ

WH

WI

WTR

WTH

PW+PB

37

Organische Dämmstoffe Polyurethan-Hartschaum (PUR)

Polyurethan-Hartschaum (PUR) In DIN EN 13165 sind »werkmäßig hergestellte Produkte aus Polyurethan-Hartschaum« geregelt. PUR-Hartschaumstoff entspricht der Bauregelliste B (s. S. 62). Rohstoffe und Herstellungsverfahren Polyurethan wird aus zwei Hauptrohstoffkomponenten hergestellt: Polyol und PolyIsocyanat (P-MDI). Polyole können aus Erdöl oder alternativ auch aus Zuckerrüben, Mais oder Kartoffeln stammen. Als Treibmittel werden überwiegend Pentan und CO2-Pentan-Mischungen verwendet, als Flammschutzmittel kommt TCPP (Tri(dichlorisopropyl)-phosphat) zum Einsatz. Zur Stoffgruppe der PUR-Schäume gehören auch PIR-modifizierte Polyurethane. PIR (Polyisozyanurate) basieren primär auf Isozyanuratringen, die eine stärkere Vernetzung des Schaumstoffes bewirken. Sie sind daher thermisch stabiler und brandtechnisch günstiger. Aus technischen Gründen werden diese Schäume aus einer PUR-PIR-Mischung hergestellt, die schon mit geringer Flammschutzmittelzugabe die Baustoffklasse B2 erreichen. Die Herstellung von PUR-Hartschaumplatten erfolgt nach dem Doppelbandverfahren. Dazu wird das Zweikomponentengemisch über Düsen auf eine Doppelbandanlage verteilt, schäumt dort auf und verklebt – je nach Anwendungszweck – mit einer unteren und oberen Deckschicht aus Vliesen, Bitumenbahnen, Metall- oder Verbundfolien. Blöcke werden im so genannten Blockschaumverfahren hergestellt, bei dem das Reaktionsgemisch aus einem Mischkopf in eine Blockform strömt. Nach dem Aufschäumen und Ablagern erfolgt der Zuschnitt der bis zu 5 m langen Blöcke zu Platten oder Formteilen.

38

Entwicklung und Marktbedeutung Die industrielle Herstellung von Polyurethan begann schon 1937. Da der Stoff vielseitig zu verarbeiten und einzusetzen ist, spielt er auch außerhalb des Bauwesens eine große Rolle, beispielsweise für Schuhsohlen, als Kunstleder oder als Schaumstoff für Sitzmöbel. In den 1960er und 1970er Jahren gewann die Entwicklung als Wärmedämmstoff zunehmend an Bedeutung. Die damals üblichen Treibmittel aus FCKW (Fluorchlorkohlenwasserstoff) wurden ab Ende der 1980er Jahre durch umweltfreundlichere, teilhalogenierte HFCKW und später durch chlorfreie HFKW ersetzt. Heute wird hauptsächlich Pentan (Kohlenwasserstoff) als Treibmittel verwendet. In Deutschland haben Polyurethan-Hartschäume einen Marktanteil von 5 %. Eigenschaften und Anwendungen PUR-Hartschaumstoffe haben über 90 % geschlossene Zellen und zeichnen sich durch sehr niedrige Wärmeleitfähigkeiten sowie hohe Druckfestigkeiten aus. Ohne Deckschichten sind sie diffusionsoffen und haben ein günstiges Brandverhalten. In Kombination mit dampfdichten Deckschichten können PUR-Platten besonders niedrige Wärmeleitfähigkeiten erreichen. Mit diesen Werten darf langfristig kalkuliert werden, denn Alterungsvorgänge wie das langsame Ausdiffundieren des Zellgases sind im Bemessungswert schon berücksichtigt. PUR ist gut beständig gegen Lösemittel in Klebern, bituminösen Materialien oder Dichtungsmassen sowie gegen Weichmacher, die beispielsweise in PVC-Folien enthalten sind. Kraftstoffe, Mineralöle und verdünnte Säuren und Alkalien greifen PUR-Schaum nur bedingt an. Er verrottet nicht und ist schimmel- und fäulnisfest, allerdings nicht dauerhaft UV-beständig.

Die hauptsächlichen Einsatzbereiche für Dämmplatten sind Flachdächer, Steildächer und Fußböden. Ein weiteres großes Anwendungssegment ist der Einsatz als Dämmkern von Metallsandwichelementen in Dach- und Fassadenkonstruktionen von Industriebauten. Darüber hinaus eignet sich PUR-Schaum gut als dämmende Füllung von Tür- und Fassadenelementen, Segmenttoren, Rollläden sowie in Profilen für Pfosten-Riegel-Konstruktionen und Fensterrahmen. In Böden ohne Trittschallanforderung werden PUR-Hartschaumplatten häufig verwendet, da sie hohe Druckfestigkeit und gute Dämmeigenschaften kombinieren und damit nur geringe Aufbauhöhen verursachen. Platten mit sehr hohen Druckfestigkeiten bis 500 kPa können auch in hoch druckbeanspruchten Industrieböden und in Parkdächern eingesetzt werden. Spezielle Platten aus Recyclingmaterial sind sogar mit Druckfestigkeiten bis 900 kPa, bei Wärmeleitfähigkeiten um 0,070 W/(m•K), herstellbar. PUR-Hartschaum besitzt eine hohe Temperaturbeständigkeit und kann kurzzeitig bis 250 °C belastet werden. Die Verarbeitung mit Heißbitumen ist problemlos möglich. Auch besondere Anwendungen wie die Dämmung von Transporttanks für Flüssiggas mit Langzeittemperaturen von -196 °C oder die Dämmung von Dampfleitungen bis +200 °C sind mit speziellen PUR-Produkten realisierbar. Für spezielle Anwendungen wie Wärmedämmverbundsysteme und Perimeterdämmung haben einige Produkte eine bauaufsichtliche Zulassung.

Organische Dämmstoffe Polyurethan-Hartschaum (PUR)

Lieferformen Bedingt durch die Herstellungstechnik sind PUR-Dämmstoffe als Platten und Formteile erhältlich. Ein großer Teil der Produkte wird mit Oberflächenbeschichtungen aus Glasfaservliesen, leichten Bitumenbahnen oder Aluminiumdeckschichten angeboten. Sandwichelemente sind häufig mit Blechen, Aluminium- oder Kunststofffolien sowie Holzwerkstoffen kombiniert. Typische Abmessungen für Platten im Hochbau sind: • Länge 600, 1000, 1200, 2400 mm • Breite 500, 600, 800,1020 mm • Dicke 20 – 300 mm • Kanten glatt, mit Stufenfalz oder Nut und Feder Sonderanfertigungen können auch in sehr großen Abmessungen geliefert werden, so sind beispielsweise Sandwichelemente in Längen bis 24 m herstellbar. Für Rohrisolierungen in verschiedenen Durchmessern werden Halbschalen aus PUR angeboten. Verarbeitungshinweise Die Verarbeitung des Materials an der Baustelle erfordert keine besonderen Sicherheitsmaßnahmen. Die stabilen Platten lassen sich gut mit üblichen Werkzeugen schneiden, sägen und fräsen. Sie können ein- oder mehrlagig und mit Heißbitumenkleber verlegt werden. UV-Strahlung kann PUR-Schaum an ungeschützten Stellen oberflächlich schädigen. Diese müssen dann vor der Weiterverarbeitung kräftig abgebürstet werden. Gesundheitliche und ökologische Aspekte, Recycling PUR-Hartschäume sind sowohl während der Verarbeitung als auch während der Nutzung physiologisch unbedenklich.

Zum Recycling gibt es neben der Wiederverwertung unbeschädigter Platten mehrere Möglichkeiten: • Das Klebepressen (werkstoffliche Verwertung), bei dem gemahlener Schaumstoff mit PUR-Bindemitteln versetzt und zu feuchteresistenten Platten verpresst wird. • Die Glykolyse (rohstoffliche Verwertung), bei der PUR mit bekannter Stoffzusammensetzung durch Glykol verflüssigt wird und erneut zur Herstellung von PURSchaumstoffen eingesetzt werden kann. • Die Verbrennung (thermische Verwertung) in modernen Müllverbrennungsanlagen mit Energierückgewinnung. • Eine Deponierung nach den jeweiligen örtlichen Bestimmungen ist ebenfalls möglich.

Anwendungsgebiete für PUR-Hartschaum Dach und Decke: DAD • Außendämmung, vor Bewitterung geschützt, unter Deckungen DAA • Außendämmung, vor Bewitterung geschützt, unter Abdichtungen (hohe und sehr hohe Druckbelastbarkeit) DZ • Zwischensparrendämmung, zweischaliges Dach, oberste Geschossdecke DI • Innendämmung unter Decke, unter Sparren oder Tragkonstruktion DEO • unter Estrich ohne Schallschutzanforderungen (hohe und sehr hohe Druckbelastbarkeit) Wand: WAB WAA WAP WZ WH WI

• • • • • •

Außendämmung hinter Bekleidung Außendämmung hinter Abdichtung Außendämmung unter Putz Zweischalige Wände, Kerndämmung Holzrahmen- und Holztafelbauweise Innendämmung der Wand

Perimeter (nur mit Zulassung): PW • Wände gegen Erdreich PB • Bodenplatten gegen Erdreich

Physikalische Kennwerte – PUR-Hartschaum Eigenschaft

Einheit

Kenngrößen

Rohdichte

kg/m3

30 –100

Wärmeleitfähigkeit

W/(m•K)

0,024 – 0,030

Wärmespeicherkapazität

J/(kg•K)

1400 –1500

Thermischer Längenaus- -1 K dehnungskoeffizient Brandverhalten Euroklasse

5 •10-5 – 8 •10-5

C-s3, d0 B-s2, d0 (Sandwichpaneel) B1 (schwer entflammbar) B2 (normal entflammbar)

Baustoffklasse Wasserdampfdiffusionswiderstandszahl ohne Beschichtung mit dichten Deckschichten

–

30 – 200

–

∞ (dampfdicht)

Langzeitwasseraufnahme

Vol.-%

1,3 – 3

Wasseraufnahme im Diffusionsversuch

Vol.-%

6

Anwendungsgrenztemperatur langzeitig

°C

- 30 bis +120

Druckspannung bei 10 % Stauchung oder Druckfestigkeit

kPa

100 – 500

Dauerdruckspannung (Stauchung 2 % nach 50 Jahren)

kPa

20 – 30

Zugfestigkeit senkrecht zur Plattenebene

kPa

40

DAD

DAA

DUK

DZ

DI

DEO

DES

WAB

WAA

WAP

WZ

WH

WI

WTR

WTH

PW+PB

39

Organische Dämmstoffe Polyurethan-Ortschaum (PUR)

Physikalische Kennwerte – PUR-Ortschaum

Polyurethan-Ortschaum (PUR) PUR-Ortschäume sind bauaufsichtlich zugelassen. Als Stoffnorm ist die prEN 14315 »An der Verwendungsstelle hergestellte Wärmedämmung aus Polyurethan-Spritzschaum« in Vorbereitung. Rohstoffe und Herstellung Die Ausgangsstoffe für PUR-Ortschaum sind wie bei PUR-Hartschaum Isocyanate (MDI) und Polyole, sowie Zusätze von HFKW und CO2 als Treibmittel und TCPP als Flammschutzmittel. PUR-Spritzschäume werden für Dämmungen auf großen Flächen eingesetzt. Beim Spritzverfahren werden die zwei flüssigen Komponenten vor Ort mit mobilen Hochdruckgeräten über beheizte Schläuche zur einer Spritzpistole gepumpt und dort im Gegenstrominjektionsverfahren vollständig vermischt. Fachkräfte spritzen das reaktionsfähige Gemisch fugenlos auf den vorbereiteten Untergrund, wo es sofort aufschäumt und aushärtet. Entwicklung und Marktbedeutung Großflächig aufgebrachter PUR-Spritzschaum ist als Wärmedämmung in Nordund Mitteleuropa wenig gebräuchlich. In Südeuropa ist er jedoch ein häufig verwendetes Wärmedämmsystem im Industrie- und Wohnungsbau und auch in landwirtschaftlichen Betriebsgebäuden. Wesentlich bekannter ist der PUR-Montageschaum aus Sprühdosen (Dosenschaum), der beim Einbau von Türen und Fenstern oder zum Füllen kleinerer Hohlräume verwendet wird. Da er jedoch nicht als Ortschaum und nicht als Dämmstoff klassifiziert ist, wird er hier nicht näher erläutert. Eigenschaften und Anwendungen PUR-Ortschaum zeichnet sich durch sehr gute Wärmedämmeigenschaften und eine hohe Druckfestigkeit aus. Er ist gegen

40

schwache Säuren und Basen, Industrieabgase sowie gegen Kraftstoffe und Mineralöle beständig, jedoch nicht gegen UV-Strahlung. Vorteile bietet PUR-Spritzschaum vor allem bei komplizierten Flächen mit vielen Durchdringungen wie Lichtkuppeln, Rohrdurchführungen und aufgehenden Bauteilen. Er haftet auf fast allen tragfähigen Untergründen und kann an Böden, Wänden und Decken auch bei stark geformten Flächen fugenlos und kraftschlüssig aufgespritzt werden. Dadurch werden Luftundichtigkeiten und Wärmebrücken vermieden. PUR-Spritzschaum als Wärmedämmung und gleichzeitige Abdichtung auf Industriedächern gilt mit den passenden Beschichtungen als widerstandsfähig gegen Flugfeuer und strahlende Wärme. Für diese Anwendung ist eine zusätzliche, bauaufsichtlich zugelassene UV-Schutzbeschichtung vorgesehen. Wegen der variablen Einsatzmöglichkeiten findet PUR-Ortschaum auch zum Ausschäumen von Hohlräumen, für die flächige Dämmung von profilierten Bauteilen, bei technischen Isolierungen sowie bei Industrieanlagen und im Schiffsbau Verwendung.

Anwendungsgebiete für PUR-Ortschaum Dach und Decke: DAA • Außendämmung, vor Bewitterung geschützt, unter Abdichtungen DZ • Zwischensparrendämmung, zweischaliges Dach, oberste Geschossdecke DI • Innendämmung unter Decke, unter Sparren oder Tragkonstruktion DEO • unter Estrich ohne Schallschutzanforderungen (hohe und sehr hohe Druckbelastbarkeit) Wand: WZ WI

• Zweischalige Wände, Kerndämmung • Innendämmung der Wand

Eigenschaft

Einheit

Kenngrößen

Rohdichte

kg/m3

35 – 65

Wärmeleitfähigkeit (Rechenwert

W/(m•K)

0,030

Wärmespeicherkapazität

J/(kg•K)

1400 –1500

Thermischer Längenausdehnungskoeffizient

K-1

5 • 10-5 bis 8 • 10-5

Brandverhalten

B2 (normal entflammbar)

Wasserdampfdiffusionswiderstandszahl

–

60 –110

Wasseraufnahme nach 7 Tagen Wasserlagerung

Vol.- %

1,4 – 2,1

Anwendungsgrenztemperatur langzeitig

°C

- 30 bis +120

Druckfestigkeit bei 7 % Stauchung

kPa

210 – 420

Verarbeitungshinweise Die großflächige Anwendung von PURSpritzschäumen muss von geschulten und geprüften Fachbetrieben ausgeführt werden. Der Schaum ist auf saubere, trockene und staubfreie Untergründe aufzubringen, und die Witterungsbedingungen (Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Windbewegungen) sind zu beachten. In der Regel werden je nach Anwendung mindestens drei Lagen Spritzschaum mit Dicken von je 10 – 30 mm aufgebracht. Der aufgespritzte Schaum erstarrt relativ rasch und ist nach einigen Minuten ausgehärtet. Lieferformen Die Komponenten werden je nach Bedarfsmenge in transportablen Fässern oder Containern bereitgestellt. Gesundheitliche und ökologische Aspekte, Recycling Wie PUR-Hartschaum ist auch Ortschaum physiologisch unbedenklich. Für das Recycling bieten sich dieselben Möglichkeiten an. Der saubere Rückbau vollflächig verbundener Schaumstoffe ist allerdings mit hohem Aufwand verbunden. Hier ist eine thermische Verwertung oder auch die Deponierung nach den örtlichen Bestimmungen sinnvoller.

DAD

DAA

DUK

DZ

DI

DEO

DES

WAB

WAA

WAP

WZ

WH

WI

WTR

WTH

PW+PB

Organische Dämmstoffe Phenolharzschaum (PF)

Phenolharzschaum (PF) Für werkmäßig hergestellte Wärmedämmstoffe aus Phenolharz gilt die DIN EN 13166. Sie entsprechen Bauregelliste B (s. S. 62). Rohstoffe und Herstellung Die Rohstoffe zur Herstellung des Schaumstoffs sind Phenolharz und Pentan als Treibmittel. Das Phenolharz wird mit dem Treibmittel und einem Härter gemischt und in kontinuierlichen Verfahren als Bandware geschäumt. Der zunächst viskose Schaum wird dabei zur Fixierung beidseitig mit Glasvliesen kaschiert. Nach dem Aushärten und Trocknen erfolgt die Profilierung der Kanten. Entwicklung und Marktbedeutung Aus Phenolharzen wurden um 1909 erste Kunststoffe, wie beispielsweise Bakelit, entwickelt. Dämmplatten aus Phenolharz, auch als Resol-Hartschaumplatten bezeichnet, sind erst in den 1970er Jahren auf den Markt gekommen. Phenolharzschaum wird nur in geringem Umfang als Dämmstoff für Bauanwendungen eingesetzt und auch nur von wenigen Herstellern angeboten. Eigenschaften und Anwendungen Phenolharzschaum ist ein spröd-harter Schaumstoff mit sehr guten Wärmedämmeigenschaften, da die hohe Geschlossenzelligkeit des Materials weitgehend das Ausgasen des hoch dämmenden Treibmittels verhindert. Das Brandverhalten ist in die europäische Klasse C-s1, d0 eingestuft, da sich der Schaumstoff kaum entzünden lässt. Im Brandfall wird Formaldehyd freigesetzt und es verbleibt ein lange nachglimmender, kohleartiger Rückstand.

Phenolharzschaum ist gut beständig gegen Chemikalien, Insekten und Nagetiere. Die Dämmplatten eignen sich gut für Anwendungen auf Dächern, z. B. als Aufsparrendämmung, auf Flachdächern und unter Stahltrapezprofildächern. Ohne Trittschallanforderung sind sie unter allen Estrichen, besonders auch unter Gussasphaltestrichen sowie unter Böden mit hoher Druckbeanspruchung verwendbar. Weiterhin kann Phenolharzschaum als Kerndämmung eingesetzt werden. Lieferformen Phenolharzschaum ist in Form von Platten erhältlich. • Länge: 1200 mm • Breite: 600, 1000 mm • Dicke: 20 –120 mm • Kanten: Stufenfalz • Oberfläche: mit Glasvlies kaschiert Verarbeitungshinweise Aufgrund der relativ hohen Rohdichte lassen sie sich gut mit Sägen bearbeiten. Das Einpassen in Gefache ist wegen der Sprödigkeit des Materials aufwendig. Werden die Platten unter Heißbitumen

verlegt, empfiehlt sich der Einbau einer Zwischenschicht aus Blähperlit-Platten. Direkter Kontakt von Phenolharzschaum mit Metall sollte vermieden werden. Im Kontakt mit Feuchtigkeit kann sich Sulfonsäure aus dem Phenol lösen, die zu Korrosionsschäden führt (weißer Rost). Gesundheitliche und ökologische Aspekte, Recycling Zur Ökologie von Phenolharzschaum liegen ebenso wie zum möglichen Recycling der Produkte keine fundierten Aussagen vor. Offensichtlich bietet sich nur eine thermische Verwertung an. Physikalische Kennwerte – Phenolharzschaum Eigenschaft

Einheit

Kenngrößen

Rohdichte

kg/m3

40

Wärmeleitfähigkeit

W/(m•K)

0,022 – 0,040

Wärmespeicherkapazität

J/(kg•K)

1500

Brandverhalten Euroklasse Baustoffklasse

C-s1, d0 B2 (normal entflammbar)

Wasserdampfdiffusionswiderstandszahl

–

60

Anwendungsgrenztemperatur langzeitig

°C

150

Druckspannung bei 10 % Stauchung oder Druckfestigkeit

kPa

120

Anwendungsgebiete für Phenolharzschaum Dach und Decke: DAD • Außendämmung, vor Bewitterung geschützt, unter Deckungen DAA • Außendämmung, vor Bewitterung geschützt, unter Abdichtungen DZ • Zwischensparrendämmung, zweischaliges Dach, oberste Geschossdecke DI • Innendämmung unter Decke, unter Sparren oder Tragkonstruktion DEO • unter Estrich ohne Schallschutzanforderungen (hohe und sehr hohe Druckbelastbarkeit) Wand: WAB WAA WAP WZ WI

• • • • •

Außendämmung hinter Bekleidung Außendämmung hinter Abdichtung Außendämmung unter Putz Zweischalige Wände, Kerndämmung Innendämmung der Wand

DAD

DAA

DUK

DZ

DI

DEO

DES

WAB

WAA

WAP

WZ

WH

WI

WTR

WTH

PW+PB

41

Organische Dämmstoffe Melaminharzschaum (MF), Polyethylenschaum (PE)

Melaminharzschaum (MF) Dämmstoffe aus Melaminharzschaum sind nicht normativ geregelt. Für Anwendungen im Hochbau ist eine Zulassung oder ein bauaufsichtliches Prüfzeugnis erforderlich (s. S. 60ff.). Als Rohstoff wird Melaminharz eingesetzt, das unter Zugabe eines Treibmittels in einem speziellen Verfahren zu Blöcken aufgeschäumt und anschließend zu Platten und Formteilen verarbeitet wird. Typisches Kennzeichen von Melaminharzschaum ist die filigrane räumliche Netzstruktur, die aus schlanken und damit leicht verformbaren Stegen gebildet wird. Der Schaumstoff ist offenzellig, sehr leicht und elastisch, hat gute Wärmedämmeigenschaften, ein hohes Schallabsorptionsvermögen und eine hohe Temperaturbeständigkeit. Auch ohne Zusatz von Flammschutzmitteln entspricht er der Baustoffklasse B1. Für akustische Anwendungen kann er durch eine zusätzliche Beschichtung die Anforderungen der Baustoffklasse A2 nach DIN 4102 erfüllen. Melaminharzschaum nimmt leicht Feuchtigkeit auf und kann bei punktueller Belastung einreißen. Neue Entwicklungen bieten hier jedoch sehr flexible Produktvarianten. Der Dämmstoff ist allerdings nicht dauerhaft resistent gegen Säuren, Basen und Wasser, aber geeignet für die Verwendung lösungsmittelhaltiger Klebstoffe und Reaktionsharze. Melaminharzschaum ist seit Anfang der 1980er Jahre erhältlich. Als Wärmedämmstoff ist er unbedeutend, wird jedoch häufig im Akustik-Bereich, als technische Isolierung sowie im Fahrzeugbau eingesetzt. Je nach Anwendung und Hersteller werden sehr unterschiedliche Plattenformate angeboten, die sich einfach bearbeiten 42

lassen. Beim Schneiden entstehender Staub sollte abgesaugt oder durch eine Staubmaske von den Atemwegen ferngehalten werden. Die Produkte emittieren rohstoffbedingt in geringen Mengen Formaldehyd, bleiben damit aber unterhalb der gesetzlichen Grenzwerte. Abfälle von Melaminharzschaum können thermisch verwertet oder nach lokalen Regelungen deponiert werden. Physikalische Kennwerte – Melaminharzschaum Eigenschaft

Einheit

Kenngrößen

Rohdichte

kg/m3

8 –11

Wärmeleitfähigkeit

W/(m•K)

0,035

Brandverhalten Baustoffklasse

B1 (schwer entflammbar)

Wasserdampfdiffusionswiderstandszahl

–

1– 2

Anwendungsgrenztemperatur langzeitig

°C

220

Druckspannung bei 10 % Stauchung oder Druckfestigkeit

kPa

4 – 20

Schallabsorbtionsgrad d = 50, f = 2000 Hz

%

Strömungswiderstand

> 90 2

kPa•s/m

8 – 20

Polyethylenschaum (PE) Dämmstoffe aus Polyethylenschaum sind bauaufsichtlich zugelassen. Das aus Erdöl gewonnene Ethylen (CH2 = CH2) polymerisiert durch Verkettung zu Polyethylen. Bei der Herstellung von Polyethylenschaum wird Isobutan als Blähmittel zugeführt. Die ersten Weichschäume aus Polyethylen wurden schon 1954 entwickelt. Sie haben als Wärmedämmstoff in der baukonstruktiven Anwendung keine Bedeutung. Als Schalldämmmatten und Randstreifen für schwimmende Estriche sind sie demgegenüber sehr verbreitet. Die häufigste Verwendung von Polyethylenschaum ist jedoch die Dämmung von wärme- und kälteführenden Rohrleitungen in der Sanitär- und Heizungstechnik, in der Lüftungs- und Klimatechnik sowie im Industrie- und Anlagenbau. Die häufige Verwendung als Rohrisolierung verdankt PE-Schaum neben seiner hohen Flexibilität dem hohen Wasserdampfdiffusionswiderstand und der Einsatzmöglichkeit in einem breiten Temperaturbereich. Übliche Lieferformen sind Platten und dünnere Rollenware sowie Randdämmstreifen zur Trittschalldämmung. Polyethylenschläuche für Rohrisolierungen werden meist mit selbstklebenden Laschen geliefert, sind leicht zu bearbeiten und schnell an Leitungen zu montieren. Darüber hinaus gibt es eine Vielzahl von Produkten für den Sport- und Freizeitbereich. Physikalische Kennwerte – Polyethylenschaum Eigenschaft

Einheit

Kenngrößen

Rohdichte

kg/m3

50 –110

Wärmeleitfähigkeit bei 10 °C Mitteltemperatur

W/(m•K) 0,033

Brandverhalten Baustoffklasse

B1 (schwer entflammbar)

Wasserdampfdiffusionswiderstandszahl

–

7000

Anwendungsgrenztemperatur langzeitig

°C

- 40 bis +105

Organische Dämmstoffe Harnstoff-Formaldehydharz-Ortschaum (UF), Polyesterfasern

Harnstoff-FormaldehydharzOrtschaum (UF) Die DIN 18159 für »Schaumkunststoffe als Ortschäume im Bauwesen« regelt im Teil 2 »Harnstoff-Formaldehydharz-Ortschaum für die Wärme- und Kältedämmung«. UF-Ortschaum entspricht Bauregelliste A (s. S. 62). Zur Herstellung von UF-Ortschaum wird eine wässrige Formaldehydharz-Lösung mit einer durch Druckluft aufgeschäumten wässrigen Harnstoff-Tensidlösung vermischt und katalytisch gehärtet. Die einzelnen Komponenten werden erst vor Ort aufgeschäumt und direkt an die zu dämmenden Bauteile gespritzt. Wegen ihres Formaldehydgehaltes unterliegt die Anwendung der UF-Schaumstoffe einer bauaufsichtlichen Anforderung hinsichtlich ihres Emissionsverhaltens und der Diffusionsdichtheit der Konstruktion. In nennenswertem Umfang findet UFOrtschaum auch im Bergbau zur Dichtung gegen Grubengase und vereinzelt im Anlagenbau Verwendung. Harnstoff-Formaldehydharz-Ortschaum ist ein sehr leichter, vorwiegend offenzelliger Schaum mit guten Dämmeigenschaften. Er ist wasserfest, diffusionsoffen, sehr elastisch und hat ein sehr gutes Rückstellvermögen. Durch das Aufschäumen vor Ort eignet er sich prinzipiell zur Dämmung von Hohlräumen, zum Ausschäumen von zweischaligem Mauerwerk und von Schlitzen für Rohrleitungen. Zur Verarbeitung ist die ETB-Richtlinie für UF-Ortschaum zu berücksichtigen und das Tragen von Schutzbrille und -handschuhen vorgeschrieben.

Polyesterfasern

Physikalische Kennwerte – Harnstoff-Formaldehydharz-Ortschaum

Für den Einsatz als Dämmstoff im Hochbau ist eine Zulassung erforderlich (s. S. 60ff.).

Eigenschaft

Einheit

Kenngrößen

Rohdichte

kg/m3

10

Wärmeleitfähigkeit

W/(m•K)

0,035 – 0,040

Wärmespeicherkapazität

J/(kg•K)

1500

Polyester (PES) sind synthetische Kohlenwasserstoffverbindungen auf der Basis von Ethen, die polymer miteinander verestert sind. Zur Herstellung von Dämmvliesen werden gesponnene Polyesterfasern in losem Verbund angeordnet und thermisch miteinander vernetzt. Der Dämmstoff enthält keine Bindemittel, Brandschutzmittel oder anderen Zusatzstoffe. Polyestermatten sind weich und elastisch und haben eine raue, faserige Oberfläche. Sie sind kontur- und formstabil, sehr diffusionsoffen und halten Temperaturen bis 100 °C aus. Polyesterfasern sind prinzipiell wie andere Faserdämmstoffe verwendbar, jedoch nicht für Druckbeanspruchungen. Ein spezielles Einsatzgebiet sind Membrandächer. Polyesterfasern werden allerdings selten als Wärmedämmstoff verwendet und haben keine Marktbedeutung. Dünne Matten lassen sich gut mit Schere oder Cutter schneiden, dickere Matten mit einem Thermomesser. Da die Fasern sehr elastisch sind und beim Schneiden nicht brechen, entsteht kein Staub, der die Haut oder die Atemwege reizen könnte. Polyesterfasern sind allergologisch und toxikologisch unbedenklich sowie gut beständig gegen Chemikalien, Insekten und Nagetiere. Unverschmutzte Dämmstoffe können fast vollständig zu neuen Fasern recycelt werden. Sie eignen sich ebenso zur thermischen Verwertung, da sie einen hohen Heizwert haben, der mit dem von Steinkohle vergleichbar ist.

Brandverhalten Baustoffklasse

B1 (schwer entflammbar) B2 (normal entflammbar)

Wasserdampfdiffusionswiderstandszahl

–

1– 3

Anwendungsgrenztemperatur langzeitig

°C

110

Physikalische Kennwerte – Polyesterfasern Eigenschaft

Einheit

Kenngrößen

Rohdichte

kg/m3

15 – 20

Wärmeleitfähigkeit

W/(m•K)

0,035 – 0.045

Brandverhalten Baustoffklasse

B1 (schwer entflammbar)

Wasserdampfdiffusionswiderstandszahl

–

1– 2

Anwendungsgrenztemperatur langzeitig

°C

100

43

Organische Dämmstoffe Holzwolle (WW)

1

1

Holzwolle-Platten (WW) und HolzwolleMehrschichtplatten (WW-C) Die Produkte sind auch unter der Bezeichnung HWL für Holzwolle-Leichtbauplatten und ML für Mehrschicht-Leichtbauplatten bekannt. Normative Regelungen für die Stoffgüten gibt die DIN EN 13168 vor. Für die Verwendung und Verarbeitung von Holzwolle-Leichtbauplatten und MehrschichtLeichtbauplatten gilt DIN 1102. Rohstoffe und Herstellung Holzwolle-Bauplatten bestehen aus langfaseriger Holzwolle von Nadelhölzern, die mit Portlandzement oder mit kaustisch gebranntem Magnesit gebunden sind. Gut abgelagertes Restholz der holzverarbeitenden Industrie wird hierfür mechanisch zu Holzwolle zerkleinert, leicht angefeuchtet und mit einer Magnesit- oder Zementsuspension vermengt. Diese Rohmasse wird in Formen gepresst und nach dem Trocknen auf Maß geschnitten. Entwicklung und Marktbedeutung Schon 1908 wurde die Erfindung der magnesitgebundenen Holzwolleplatten patentiert. Die Produktion erreichte Mitte der 1960er Jahre ihre Blütezeit. Seitdem haben sich Holzwolle-Platten vielfach bewährt. Auch wenn ihr Anteil am gesamten Dämmstoffmarkt nur rund 1 % beträgt, haben sie sich für bestimmte Anwendungen einen festen Platz gesichert. Eigenschaften und Anwendungen Holzwolle-Platten besitzen geringe wärmedämmende Eigenschaften. Mehrschichtplatten kombinieren deshalb die guten Dämmeigenschaften von Polystyrol oder Mineralwolle mit den Vorteilen von Holzwolle, meist in Form einer dreischichtigen Platte mit EPS- oder MW-Kern und zwei Deckschichten aus HWL-Platten. Diese sind diffusionsoffen und formbeständig 44

Holzwolle-Mehrschichtplatte mit Mineralwollekern

und ihre Oberfläche macht sie zu einem ausgezeichneten Putzträger. Holzwolle-Platten sind zwar formbeständig und weitgehend unempfindlich gegen Feuchtigkeit, quellen und schwinden jedoch. Besonders beim Einsatz im Außen-

bereich sind sie deshalb gegen Durchfeuchtung zu schützen. Als Akustikplatten bieten HWL-Platten eine sehr gute Schallabsorption und werden wegen ihrer guten Brandschutzeigenschaften häufig in Tiefgaragen eingesetzt.

Physikalische Kennwerte – Holzwolle-Platten (WW) und Holzwolle-Mehrschichtplatten (WW-C)

Lieferformen, Verarbeitungshinweise Handelsübliche Platten sind 50 cm breit, 100 oder 200 cm lang und zwischen 1,5 und 15 cm dick. Sonderanfertigungen sind möglich. Die Platten sind mit einer Kreissäge gut zu verarbeiten. Dabei wird das Tragen einer Staubmaske empfohlen. Sie werden je nach Art und Einsatzort anbetoniert, angeklebt oder mechanisch befestigt.

Eigenschaft

Einheit Kenngrößen

Rohdichte Holzwolle-Platten (WW) kg/m3 Mehrschichtplatten mit EPS kg/m3 Mehrschichtplatten mit MW kg/m3 Wärmeleitfähigkeit (WW)

350 – 600 60 – 3001 180 – 3001

W/(m•K) 0,090

Wärmespeicherkapazität (WW) J/(kg•K) 1600 – 2100 Brandverhalten Euroklasse Baustoffklasse

B-s1, d0 B1 (schwer entflammbar) B2 (normal entflammbar)

Wasserdampfdiffusionswiderstandszahl

–

2–5

Anwendungsgrenztemperatur langzeitig

°C

110

Druckspannung bei 10% Stauchung oder Druckfestigkeit Holzwolle-Platten (WW) kPa Mehrschichtplatten mit EPS kPa Mehrschichtplatten mit MW kPa

150 – 200 > 50 > 30

Biegefestigkeit Holzwolle-Platten (WW) kPa Mehrschichtplatten mit EPS kPa Mehrschichtplatten mit MW kPa

400 –1000 400 –1000 300 – 900

Strömungswiderstand (WW) 1

kPa•s/m2 9 –100

Gesundheitliche und ökologische Aspekte, Recycling Bei der Verwendung von Holzwolle-Platten bestehen keine gesundheitlichen Bedenken. Da der nachwachsende Rohstoff aus heimischen Beständen stammt, ist der Energieaufwand für Herstellung und Transport vergleichsweise gering. Die Platten lassen sich jedoch nicht recyceln. Da sie meistens anbetoniert oder verputzt sind, ist eine Trennung beim Rückbau und damit eine Weiterverwertung kaum möglich. Abfälle können als Bauschutt deponiert werden.

dickenabhängig

Anwendungsgebiete für Holzwolle-Platten und Holzwolle-Mehrschichtplatten Dach und Decke: DZ • Zwischensparrendämmung, zweischaliges Dach, oberste Geschossdecke DI • Innendämmung unter Decke, unter Sparren oder Tragkonstruktion DEO • unter Estrich ohne Schallschutzanforderungen Wand: WAB WAP WH WI

• • • •

Außendämmung hinter Bekleidung Außendämmung unter Putz Holzrahmen- und Holztafelbauweise Innendämmung der Wand

DAD

DAA

DUK

DZ

DI

DEO

DES

WAB

WAA

WAP

WZ

WH

WI

WTR

WTH

PW+PB

Organische Dämmstoffe Holzfasern (WF)

Physikalische Kennwerte – Holzfasern Eigenschaft

Einheit

Kenngrößen

Rohdichte Einblasdämmung Holzfaserplatten

kg/m3 kg/m3

30 – 60 40 – 270

Wärmeleitfähigkeit

W/(m•K) 0,040 – 0,090

Wärmespeicherkapazität

J/(kg•K) 1600 – 2100

Brandverhalten Euroklasse Baustoffklasse

E B1 (schwer entflammbar) B2 (normal entflammbar)

Wasserdampfdiffusionswiderstandszahl

–

5 –10

Anwendungsgrenztemperatur langzeitig

°C

110

Druckspannung bei 10 % kPa Stauchung der Druckfestigkeit

Holzfasern (WF) Platten aus Holzfasern sind in der DIN EN 13171 geregelt und entsprechen der Bauregelliste B. Lose Holzfasern sind zulassungspflichtig (s. S. 60ff.). Rohstoffe und Herstellung Langfaseriges Nadelholz und teilweise auch Laubholz, das bei der holzverarbeitenden Industrie abfällt, dient als Rohstoff für Holzfaserdämmstoffe. Je nach Herstellungsverfahren werden Latex oder eine Wachsemulsion mit Aluminiumsulfat als Bindemittel sowie Borsäure als Schädlings- und Brandschutz verwendet. Einige Plattentypen werden zusätzlich mit Bitumen- oder Naturharzemulsion hydrophobiert. Die Produktion erfolgt im Nass- oder Trockenverfahren. In beiden Fällen werden die Holzrohstoffe in einem Hacker zerkleinert, anschließend mit Wasserdampf in Druckkesseln aufgeschlossen und zwischen Mahlscheiben zerfasert. Die Fasern werden dann entweder trocken mit Latexkleber vermischt und zu Platten gepresst, oder mit Wasser und den übrigen Zusatzstoffen zu einem Brei verarbeitet, gepresst und getrocknet. Beim Nassverfahren werden die holzeigenen Harze zur Verklebung der Fasern genutzt. Marktbedeutung, Eigenschaften und Anwendungen Holzfasern haben einen Anteil von unter 1 % am Dämmstoffmarkt. Holzfaser-Platten besitzen gute wärmeund schalldämmende Eigenschaften. Sie sind sehr diffusionsoffen, haben eine hohe Wärmespeicherfähigkeit und wirken feuchteregulierend. Platten mit höherer Rohdichte sind sehr druckbeanspruchbar, haben dadurch aber auch schlechtere Dämmeigenschaften. Insbesondere leichtere Holzfaserprodukte können rela-

tiv schnell Feuchtigkeit aufnehmen und auch wieder abgeben. Durch diese Eigenschaft neigen die Produkte leicht zum Quellen. Sie können aber auch Quell- und Schwindvorgänge angrenzender Konstruktionshölzer gut aufnehmen. Holzfaserplatten haben eine gute Beständigkeit gegenüber Schimmelpilzen und Ungeziefer. Lieferformen Es werden unterschiedliche Formate in Platten- und Keilform angeboten. • Platten: Länge 1000 – 2500 mm Breite 560 – 780 mm Dicke 20 – 200 mm (bei hoher Rohdichte Kanten mit Nut und Feder möglich) • Keile: Länge 1000 mm Breite 600 mm (diagonal geteilt) Dicke 60 –120 mm Darüber hinaus gibt es lose Holzfasern für Einblasdämmungen in unterschiedlichen Gebinden.

Anwendungsgebiete für Holzfasern Dach und Decke: DAD • Außendämmung, vor Bewitterung geschützt, unter Deckungen (mit geringer, mittlerer und hoher Druckbelastbarkeit) DAA • Außendämmung, vor Bewitterung geschützt, unter Abdichtungen DZ • Zwischensparrendämmung, zweischaliges Dach, oberste Geschossdecke DI • Innendämmung unter Decke, unter Sparren oder Tragkonstruktion (keine oder mittlere Druckbelastbarkeit) DEO • unter Estrich ohne Schallschutzanforderungen (geringe, mittlere und sehr hohe Druckbelastbarkeit) DES • unter Estrich mit Schallschutzanforderungen (erhöhte und geringe Zusammendrückbarkeit) Wand: WAB • Außendämmung hinter Bekleidung (geringe, mittlere und sehr hohe Druckbeanspruchung) WAP • Außendämmung unter Putz WZ • Zweischalige Wände, Kerndämmung WH • Holzrahmen- und Holztafelbauweise WI • Innendämmung der Wand (keine oder mittlere Druckbelastbarkeit) WTR • Dämmung von Raumtrennwänden

40 – 200

Verarbeitungshinweise Für Zuschnitte eignen sich übliche Werkzeuge zur Holzbearbeitung. Härtere Platten mit höheren Rohdichten können problemlos gebohrt und gefräst sowie mit Nägeln und Schrauben sicher befestigt werden. Wegen der hohen Staubbelastung wird das Tragen einer Staubmaske sowie einer Schutzbrille empfohlen. Einblasdämmungen sollten von einer Fachfirma ausgeführt werden. Gesundheitliche und ökologische Aspekte Holzfaserdämmstoffe sind gesundheitlich unbedenklich. Aus ökologischer Sicht ist Holz als nachwachsender Rohstoff positiv zu bewerten, jedoch wird heute insgesamt schon mehr Holz verbraucht als nachwächst. Die Rohstoffe stammen meist aus Mitteleuropa, werden aber auch aus Nordund Osteuropa importiert. Recycling Unbeschädigte Holzfaserdämmstoffe können wieder verwendet werden. Nicht bituminierte Holzfasern eignen sich zur Kompostierung, zerfaserte Dämmstoffe auch zur Bodenauflockerung. Holzfaserdämmstoffe können auch über die Abfallschlüsselnummern 17 06 04, 03 01 05 und 70 201 deponiert oder in Abfallverbrennungsanlagen thermisch verwertet werden.

DAD

DAA

DUK

DZ

DI

DEO

DES

WAB

WAA

WAP

WZ

WH

WI

WTR

WTH

PW+PB

45

Organische Dämmstoffe Expandierter Kork (ICB)

Physikalische Kennwerte – Expandierter Kork Eigenschaft

Einheit

Kenngrößen

Rohdichte

kg/m3

100 – 220

Wärmeleitfähigkeit

W/(m•K)

0,045 – 0,060

Wärmespeicherkapazität

J/(kg•K)

1700 – 2100

Brandverhalten Baustoffklasse

B2 (normal entflammbar)

Wasserdampfdiffusionswiderstandszahl Korkschrot – 2–8 Backkork – 5 –10

Expandierter Kork (ICB) Werkmäßig hergestellte Produkte sind in der Stoffnorm DIN EN 13170 geregelt und entsprechen Bauregelliste B. Korkschrot benötigt eine bauaufsichtliche Zulassung. Rohstoffe und Herstellung Als Rohstoff dient ausschließlich Kork der Korkeiche, teilweise auch recycelter Kork. Zunächst wird der Kork zu Granulat von 2 – 5 mm Körnung gemahlen und dann durch Heißdampf im Autoklaven bei ca. 350 °C zu Korkschrot (3 –12 mm) expandiert. Beim so genannten Backkork wird das Granulat beim Expandieren zu Blöcken gepresst. Freigesetztes Suberin aus dem korkeigenen Harz wirkt dabei als Bindemittel. Zusätze von Bitumen, gelegentlich auch Formaldehydharz, dienen der Imprägnierung. Entwicklung und Marktbedeutung Kork wird nachweislich schon seit dem 2. Jahrhundert n. Chr. verarbeitet. Die industrielle Fertigung begann jedoch erst im 19. Jahrhundert. Neben der hauptsächlichen Verwendung für Flaschenkork wird er für Bodenbeläge, zur Herstellung von Linoleum und für Dämmstoffe eingesetzt. Der Marktanteil von Kork-Dämmstoff beträgt in Deutschland ca. 0,1 %. Eigenschaften und Anwendungen Kork besitzt gute Wärme- und Schalldämmeigenschaften, ist sehr leicht, elastisch und hat ein hohes Rückstellvermögen. Trotz seiner Undurchlässigkeit für Luft und Flüssigkeiten ist er diffusionsoffen. Kork ist hoch belastbar, alterungsbeständig, verrottungs- und fäulnisresistent und bietet keinen Nährboden für Nagetiere und Insekten. Korkdämmstoffe sind beständig gegen Säuren und Laugen und ohne Zusatzmittel normal entflammbar (B2). 46

Anwendungsgrenztemperatur langzeitig

°C

110 –120

Druckspannung bei 10 % Stauchung oder Druckfestigkeit

kPa

100 – 200

Biegefestigkeit

kPa

140 – 200

Zur Anwendung als Dämmstoff kommen nicht nur Platten, sondern auch Korkschrot als Schüttstoff für Hohlräume und als Leichtzuschlag für Lehmprodukte. Lieferformen Übliche Plattenformate von Backkork und imprägniertem Kork sind: • Länge 1000, 1200 mm • Breite 500, 600 mm • Dicke 10 – 320 mm Korkschrot mit einem Durchmesser von 3 –12 mm ist in Säcken erhältlich. Verarbeitungshinweise Dämmstoffe aus Kork sind durch Schneiden oder Sägen ohne besondere Sicherheitsmaßnahmen zu verarbeiten. Ein passgenauer Zuschnitt ist allerdings wegen der Elastizität des Materials schwierig herzustellen. Wird Korkschrot in Hohlräume eingebracht, ist mit nachträglichen Setzungen zu rechnen und entsprechend nachzufüllen. Durch die hohe Temperaturbeständigkeit ist die Verarbeitung mit Heißbitumen problemlos möglich. Die Korkzellen können Anwendungsgebiete für expandierten Kork Dach und Decke: DAD • Außendämmung, vor Bewitterung geschützt, unter Deckungen DAA • Außendämmung, vor Bewitterung geschützt, unter Abdichtungen DZ • Zwischensparrendämmung, zweischaliges Dach, oberste Geschossdecke DI • Innendämmung unter Decke, unter Sparren oder Tragkonstruktion (keine oder hohe Druckbelastbarkeit) DEO • unter Estrich ohne Schallschutzanforderungen Wand: WAB WAP WZ WH WI WTR

• Außendämmung hinter Bekleidung (keine oder hohe Druckbelastbarkeit) • Außendämmung unter Putz • Zweischalige Wände, Kerndämmung • Holzrahmen- und Holztafelbauweise • Innendämmung der Wand (keine oder hohe Druckbelastbarkeit) • Dämmung von Raumtrennwänden

jedoch nachblähen, wenn Temperaturen über 120 °C langfristig einwirken. Gesundheitliche und ökologische Aspekte Kork ist gesundheitlich unbedenklich. Bei Innenanwendungen in großem Umfang kann ein anhaltender, aber unbedenklicher Geruch entstehen. Ökologisch kritisch ist neben den langen Transporten, meist aus Portugal, auch die Übernutzung des relativ geringen Bestandes an Korkeichen. Kork wächst langsam nach und kann nur ca. alle 9 Jahre geschält werden. Bei sehr hohen Temperaturen können Phenole und PAK (polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe), im Brandfall auch Alkohole, Aldehyde und Essigsäure freigesetzt werden. Recycling Unbehandelter Kork lässt sich zu Korkschrot oder neuen Platten verarbeiten sowie zur Auflockerung von Böden verwenden. Da keinerlei Zusatzstoffe enthalten sind, ist eine Kompostierung problemlos möglich. Imprägnierter Kork ist wegen des enthaltenen Bitumens nicht kompostierbar, kann aber erneut zu imprägniertem Kork verarbeitet oder durch Verbrennung energetisch genutzt werden.

DAD

DAA

DUK

DZ

DI

DEO

DES

WAB

WAA

WAP

WZ

WH

WI

WTR

WTH

PW+PB

Organische Dämmstoffe Zellulosefasern

Physikalische Kennwerte – Zellulosefasern Eigenschaft

Einheit

Kenngrößen

Rohdichte

kg/m3

30 – 80

Wärmeleitfähigkeit

W/(m•K)

0,040 – 0,045

Wärmespeicherkapazität

J/(kg•K)

1700 – 2150

Brandverhalten

Zellulosefasern Für Zellulosedämmstoff befindet sich die europäische Norm prEN 15101 in Vorbereitung. Handelsübliche Produkte sind bauaufsichtlich zugelassen, teilweise liegen europäische technische Zulassungen (ETA) vor und sie entsprechen der Bauregelliste B (s. S. 62). Rohstoffe und Herstellung Zellulosedämmstoff wird aus Altpapier hergestellt. Als weitere Bestandteile sind 8 – 20 Gew.-% pulverförmige Borsalze zugesetzt, die das Brandverhalten verbessern. Bei der Fertigung von Platten werden außerdem noch Tallharz und Aluminiumsulfat oder Ligninsulfonat als Bindemittel zugegeben sowie Polyolefinfasern oder Jutegarn zur Stabilisierung eingearbeitet. Der Schüttdämmstoff, watteartige Flocken, wird durch Zermahlen direkt aus Altpapier gewonnen. Zur Herstellung von Platten werden die Flocken mit Stützfasern und Bindemitteln vermengt, unter Einwirkung von Wasserdampf gepresst und nach dem Trocknen zugeschnitten.

Euroklasse Baustoffklasse

E Platten: B1 (schwer entflammbar) Flocken: B2 (normal entflammbar)

Wasserdampfdiffusionswiderstandszahl

–

1–2

Anwendungsgrenztemperatur langzeitig

°C

60

Selbstentzündungspunkt

°C

280

Druckspannung bei 10 % Stauchung oder Druckfestigkeit

kPa

2,5 (Platten)

Dynamische Steifigkeit

MN/m3

3–7

Strömungswiderstand

kPa•s/m2 kPa•s/m2

43 – 76 (Platten) 3,6–20 (Flocken)

seflocken ist die Hohlraumfüllung bei Holzbalkendächern und -decken sowie bei Holzständerwänden. Zelluloseplatten sind relativ flexibel und eignen sich zum Einbau zwischen Sparren und Holzständern, mit passenden Abstandsschrauben auch zur Aufsparrendämmung. Lieferformen Zellulosedämmung wird in Form von Flocken und Platten angeboten. • Flocken: in Säcken oder Silos • Platten: Länge 1000, 1200, 1250 mm Breite 570, 600, 625 mm Dicke 25 –180 mm Verarbeitungshinweise Zelluloseflocken werden meist in vorbereitete Hohlräume eingeblasen und verdichten sich dort zu einer fugenlosen Dämmschicht. Bei korrekter Ausführung durch lizensierte Fachbetriebe sind die Flocken setzungssicher, bei manueller Einschüttung allerdings weniger. Ein weiteres Verfahren ist die Aufblasdämmung, bei der die Zelluloseflocken mit einem leichten Wassernebel befeuchtet und bis zu einer Dicke von 20 cm auf-

gesprüht und bei Bedarf geglättet werden. Bei der Verarbeitung ist eine Staubmaske zu tragen. Platten sind leicht zu bearbeiten, fasern beim Zuschneiden jedoch stark aus. Zellulosedämmstoffe müssen trocken und luftig lagern und dürfen nicht gestapelt werden. Gemäß Zulassung darf die Einbaufeuchte des Konstruktionsholzes 20 %, bei Dächern 35 % nicht überschreiten. Gesundheitliche und ökologische Aspekte, Recycling Zellulosedämmstoffe gelten als gesundheitlich unbedenklich. Das Recyclingmaterial ist ohne lange Transportwege in großen Mengen verfügbar. Eine Kompostierung sollte wegen der möglichen Gefährdung des Grundwassers durch Borsalze nicht vorgenommen werden. Im Brandfall droht ebenfalls das Ausschwemmen von Borsalzen durch Löschwasser. Sortenreine Materialien können wieder verwendet oder an die Hersteller zurückgegeben werden. Bei einer Entsorgung in Müllverbrennungsanlagen mit Energierückgewinnung kann der günstige Heizwert genutzt werden.

Entwicklung und Marktbedeutung In USA und Schweden werden Zellulosedämmstoffe schon seit 1920 verwendet. In Deutschland sind sie erst seit Mitte der 1980er Jahre auf dem Markt. Ihr Anteil beträgt rund 1 %. Anwendungsgebiete für Zellulosefasern

Eigenschaften und Anwendungen Zellulosedämmstoffe erreichen eine gute Wärmedämmung, sind diffusionsoffen und können leichte Feuchtigkeitsschwankungen ausgleichen. Da sie jedoch sehr hydrophil sind und aufquellen, müssen sie vor Feuchtigkeit geschützt werden. Sie sind formbeständig und elastisch, aber nicht auf Druck belastbar. Säuren und Laugen greifen Zellulosefasern an. Der typische Einsatzbereich von Zellulo-

Dach und Decke: DAD • Außendämmung, vor Bewitterung geschützt, unter Deckungen (keine Druckbelastbarkeit) DZ • Zwischensparrendämmung, zweischaliges Dach, oberste Geschossdecke DI • Innendämmung unter Decke, unter Sparren oder Tragkonstruktion Wand: WH WI WTR

• Holzrahmen- und Holztafelbauweise • Innendämmung der Wand (geringe Zugfestigkeit) • Dämmung von Raumtrennwänden

DAD

DAA

DUK

DZ

DI

DEO

DES

WAB

WAA

WAP

WZ

WH

WI

WTR

WTH

PW+PB

47

Organische Dämmstoffe Hanf

Hanf Die handelsüblichen Produkte sind bauaufsichtlich zugelassen und verfügen teilweise über eine europäische technische Zulassung (s. S. 60ff.). Rohstoffe und Herstellung Zur Herstellung von Hanfdämmstoffen werden die Schäben (Bruchstücke der Stängelrinde) und Fasern der Hanfpflanze (Canabis sativa) verwendet. Je nach Produkt werden verschiedene Zusatzstoffe ergänzt, wie Bikomponentenfasern (kräuselnde Stützfasern, meist aus Polyester), Kartoffelstärke, Wasserglas, Natriumkarbonat oder Borsalz als Brandschutzmittel und Bitumen zur Hydrophobierung. Schäben lassen sich direkt für Dämmund Ausgleichsschüttungen verwenden, während Hanffasern zur Herstellung von Dämmvliesen dienen. Die Fasern werden teilweise mit Flachsfasern gemischt, gebündelt, geröstet und anschließend zu Filzen verarbeitet. Zugesetzte Stützfasern (ca. 10 %) tragen zur Formstabilität bei und verbessern Flexibilität und Rückstellvermögen der Filze. Bänder und Schnüre aus gesponnenem Hanfgarn dienen zur Abdichtung von Fugen. Entwicklung und Marktbedeutung Hanf hat als alte Kulturpflanze eine jahrtausendealte Tradition. In Europa wurden Schnüre aus Hanf, so genannte Kalfaterbänder, zur Dichtung von Fugen verwendet. Auch die Balken alter Blockhäuser wurden mit Hanffasern kalfatert. Nachdem der Anbau lange Zeit verboten war, dürfen seit 1996 in Deutschland rauschgiftarme Sorten wieder kultiviert werden. Bisher haben Hanfdämmstoffe eine geringe Marktbedeutung. Eigenschaften und Anwendungen Hanfdämmstoffe besitzen gute wärme48

und schalldämmende Eigenschaften und sind diffusionsoffen. Die Produkte sind jedoch nicht für Druck- und Feuchtebeanspruchungen geeignet. Da Hanf kein von Insekten verwertbares Eiweiß enthält, ist der Befall von Schädlingen unwahrscheinlich. Die Widerstandsfähigkeit gegen Schimmelpilze wurde mit Tests belegt. Hanf ist bedingt beständig gegen Säuren und Laugen. Lieferformen Hanfdämmstoffe werden hauptsächlich als Rollen- oder Mattenware angeboten. Daneben sind ungebundene Fasern als Einblasdämmung oder Stopfhanf erhältlich sowie Hanfgarn als Kalfaterband. • Matten: verschiedene Formate bis 1000 ≈ 2000 mm, Dicke 30 – 200 mm • Rollen: Länge 6 –10 m Breite 580, 625 mm Dicke 30 – 80 mm • Schäben: Sackware Verarbeitungshinweise Der Zuschnitt lässt sich mit Hand- oder Elektrosägen ausführen. Bei der Verarbeitung sind keine speziellen Schutzmaßnahmen erforderlich. Gefahrstoffe können

jedoch durch organische Fasern und Staub entstehen. Eine Einblasdämmung ist in jedem Fall von autorisiertem Fachpersonal einzubringen. Gesundheitliche und ökologische Aspekte, Recycling Der für Dämmstoffe verwendete Hanf kommt überwiegend aus Süddeutschland und ist bei der heute nachgefragten Menge gut verfügbar. Unbehandelter Hanf lässt sich gut recyceln, Flammschutzmittel und Polyester-Stützfasern erschweren jedoch die Kompostierbarkeit und das Recycling. Physikalische Kennwerte – Hanf Eigenschaft

Einheit

Kenngrößen

Rohdichte

kg/m3

20 – 68

Wärmeleitfähigkeit

W/(m•K)

0,040 – 0,050

Wärmespeicherkapazität

J/(kg•K)

1500 – 2200

Brandverhalten Euroklasse Baustoffklasse

E B2 (normal entflammbar)

Wasserdampfdiffusionswiderstandszahl

–

1–2 2

Wasseraufnahme

kg/m

Anwendungsgrenztemperatur langzeitig

°C

Strömungswiderstand

kPa•s/m2 > 6

≤ 4,2 100

Anwendungsgebiete für Hanf Dach und Decke: DAD • Außendämmung, vor Bewitterung geschützt, unter Deckungen (geringe Druckbelastung) DZ • Zwischensparrendämmung, zweischaliges Dach, oberste Geschossdecke DI • Innendämmung unter Decke, unter Sparren oder Tragkonstruktion DEO • unter Estrich ohne Schallschutzanforderungen (geringe Druckbelastung) Wand: WAB WH WI WTR

• Außendämmung hinter Bekleidung (geringe Druckbelastung) • Holzrahmen- und Holztafelbauweise • Innendämmung der Wand (keine Druckbelastung) • Dämmung von Raumtrennwänden

DAD

DAA

DUK

DZ

DI

DEO

DES

WAB

WAA

WAP

WZ

WH

WI

WTR

WTH

PW+PB

Organische Dämmstoffe Schafwolle

Schafwolle Dämmstoffe aus Schafwolle müssen bauaufsichtlich zugelassen sein (s. S. 60ff.). Rohstoffe und Herstellung Der Dämmstoff besteht aus reiner Schafwolle, die teilweise aus recyclierter Schurwolle gewonnen wird. Zusätze wie Natriumsalz (Borax) oder Harnstoffderivate sowie teilweise Borsalze schützen die Wolle vor Mottenbefall und verbessern den Brandschutz. Matten mit Dicken über 10 cm enthalten außerdem Stützfasern aus Polyester, häufig in Kombination mit Naturkautschukmilch. Bei der Herstellung wird zunächst die Rohwolle mit Hilfe von Seife und Soda gereinigt und anschließend mit den Zusatzstoffen besprüht. Die dünnen (15 – 50 μm), bis zu 30 cm langen Fasern werden dann maschinell aus der Wolle gelöst und zum so genannten Krempelvlies kardiert. Diese Vliese werden kreuzweise übereinander gelegt, in einer Nadelfilzmaschine verdichtet und zu Matten vernadelt, teilweise auch auf Trägervliese aus verdichteter Schurwolle. Entwicklung und Marktbedeutung In Form von wärmender Kleidung ist Schafwolle sicher einer der ältesten »Dämmstoffe«. Für den Hochbau ist Schafwolle seit etwa 1992 auf dem deutschen Markt, mit einem Marktanteil von unter 1 %. Eigenschaften und Anwendungen Schafwolle hat gute Dämmeigenschaften, ist hautsympathisch und weitgehend fäulnisresistent. Schafwolle kann bis zu 33 % ihres Gewichts an Feuchtigkeit aufnehmen und diese auch relativ schnell wieder abgeben. Schafwolldämmmatten werden überwiegend in Gefachen und als Trittschallschutz im Wohnungsbau eingesetzt. Darüber hinaus dient Schafwolle auch als Stopf-

wolle zum Ausstopfen von Fugen beim Einbau von Fenstern und Türen. Lieferformen Schafwolle wird als Stopfwolle oder in Form von gerollten Matten und Vliesen angeboten: • Matten: 6000 mm ≈ 500 – 800 mm Dicke 40 –180 mm • Vliese: 2000 mm ≈ 10 – 30 mm Dicke 4 –14 mm Die Produkte können auch mit Aluminiumfolie kaschiert sein. Verarbeitungshinweise Schafwolle ist sehr leicht zu verarbeiten und eignet sich durch ihre Flexibilität gut zum Einbau in Holzgefache. Dünne Vliese sollten beim Einbau in Dachschrägen angetackert werden und bei Zwischenwänden auf die Gipskarton- oder Holzwerkstoffplatten geklebt werden. Bei Arbeiten über Kopf ist das Tragen von Schutzbrille und Staubmaske zu empfehlen. Gesundheitliche und ökologische Aspekte In der ökologischen Betrachtung steht dem Naturprodukt Schafwolle ein vergleichsweise hoher Verbrauch an Reinigungsmitteln zur Aufbereitung sowie ein hoher Einsatz an Motten- und Brandschutzmitteln

Anwendungsgebiete für Schafwolle Dach und Decke: DZ • Zwischensparrendämmung, zweischaliges Dach, oberste Geschossdecke DI • Innendämmung unter Decke, unter Sparren oder Tragkonstruktion DEO • unter Estrich ohne Schallschutzanforderungen DES • unter Estrich mit Schallschutzanforderungen Wand: WAB WH WI WTR

• • • •

Außendämmung hinter Bekleidung Holzrahmen- und Holztafelbauweise Innendämmung der Wand Dämmung von Raumtrennwänden

gegenüber. Darüber hinaus entstehen im Brandfall durch das in der Wolle enthaltene Keratin toxische Stoffe. Da ein Schaf 2– 4 kg Wolle pro Jahr liefert, stehen dem großen Bedarf am Dämmstoffen nur begrenzte Wollmengen gegenüber. Die Transportwege sind meist sehr weit, da die Rohwolle großenteils aus Neuseeland, teilweise aus Österreich und Großbritannien stammt. Recycling Unbeschädigte, saubere Dämmstoffe können wieder verwendet werden. Wolle ohne Borsalzzusätze eignet sich zum Kompostieren. Ist die Wolle aus Brandschutzgründen mit Borsalzen imprägniert, muss sie deponiert oder in Müllverbrennungsanlagen entsorgt werden. Physikalische Kennwerte – Schafwolle Eigenschaft

Einheit

Kenngrößen

Rohdichte

kg/m3

25 – 30

Wärmeleitfähigkeit

W/(m•K)

0,040 – 0,045

Wärmespeicherkapazität

J/(kg•K)

960 –1300

Brandverhalten Euroklasse Baustoffklasse

E B2 (normal entflammbar)

Wasserdampfdiffusionswiderstandszahl

–

1–5

Anwendungsgrenztemperatur langzeitig

°C

130 –150

DAD

DAA

DUK

DZ

DI

DEO

DES

WAB

WAA

WAP

WZ

WH

WI

WTR

WTH

PW+PB

49

Organische Dämmstoffe Baumwolle, Flachs

Physikalische Kennwerte – Baumwolle Eigenschaft

Einheit

Kenngrößen

Rohdichte

kg/m3

20 – 60

Wärmeleitfähigkeit

W/(m•K)

0,040

Wärmespeicherkapazität

J/(kg•K)

840 –1300

Brandverhalten Baustoffklasse

B1 (schwer entflammbar) B2 (normal entflammbar)

Wasserdampfdiffusionswiderstandszahl

Baumwolle Für Dämmstoffe aus Baumwolle gibt es keine Stoffnorm. Die Produkte benötigen eine bauaufsichtliche Zulassung. Rohstoffe und Herstellung Baumwolldämmstoffe werden aus den Samenhaaren des Baumwollstrauches hergestellt. Die watteähnlichen Flocken sind mit einer Flammschutzimprägnierung aus Borsalz ohne weitere Bearbeitung als Dämmstoff verwendbar. Zur Herstellung von Matten wird die Baumwolle kardiert, dabei mechanisch verfestigt und anschließend imprägniert. Entwicklung und Marktbedeutung Baumwolle wird erst seit ungefähr zehn Jahren im deutschsprachigen Raum als Wärmedämmstoff angeboten. Ihr Anteil am Dämmstoffmarkt ist sehr gering. Eigenschaften und Anwendungen Baumwolle hat gute wärme- und schalldämmende Eigenschaften. Sie ist sehr elastisch und wird auch bei Hautkontakt als sehr angenehm empfunden. Aufgrund der hohen Saugfähigkeit kann sie bis zu 80 % ihres Gewichtes an Wasser aufnehmen und benötigt relativ lange zum Austrocknen. Der Dämmstoff darf keiner längeren Durchfeuchtung ausgesetzt werden, da er nicht schimmelresis-

–

1– 2 2

Wasseraufnahme

kg/m

12 –13

Anwendungsgrenztemperatur langzeitig

°C

100

tent ist. Ein Mottenbefall der Baumwolle ist nicht zu erwarten, da die Larven nur Fasern tierischen Ursprungs fressen. Lose Flocken werden überwiegend als Einblasdämmung für Hohlräume oder als Stopfwolle verwendet, Matten vorwiegend in Holzgefache eingebaut. Lieferformen Lieferbar sind Rollen und Dämmmatten bis 20 cm Dicke, Flocken zum Einblasen und Stopfen sowie Dämmzöpfe. Verarbeitungshinweise Besondere Schutzmaßnahmen sind nicht erforderlich. Es empfiehlt sich jedoch bei Einblasdämmungen eine Staubmaske zu tragen, da die Faserkonzentration in der Raumluft sehr hoch sein kann. Gesundheitliche und ökologische Aspekte, Recycling Die Baumwolle für Dämmstoffe wird meist über lange Transportwege aus asiatischen Ländern importiert. Der nachwachsende Rohstoff wird häufig in großflächigen Monokulturen und unter Einsatz von Pestiziden angebaut. Eine Kompostierung ist wegen der enthaltenen grundwassergefährdenden Flammschutzmittel nicht möglich. Rest- und Abfallstoffe werden deponiert oder in Abfallverbrennungsanlagen verbrannt.

Wand: WAB WH WTR

50

• Außendämmung hinter Bekleidung (geringe Druckbelastbarkeit) • Holzrahmen- und Holztafelbauweise • Dämmung von Raumtrennwänden

Für Dämmstoffe aus Flachs (Leinen) ist eine Zulassung erforderlich (s. S. 60ff.). Zur Herstellung werden die Kurzfasern der Flachspflanze nach Entfernen der Bastschicht zu einem Faservlies verarbeitet. Dabei dienen die Zugabestoffe Kartoffelstärke (ca. 10 %) als Bindemittel, Borsalz (ca. 10 %) als Flammschutzmittel und Polyesterfasern als Stützarmierung bei dickeren Platten. Die Nutzung von Flachs ist seit über 4000 Jahren zur Herstellung von Leinengewebe und Leinöl bekannt. Als Dämmstoff findet die Faser jedoch erst seit einigen Jahren in bisher geringem Umfang Verwendung. Flachs besitzt gute Dämmeigenschaften, wirkt feuchteausgleichend, ist alkalibeständig und gut beständig gegen Feuchtigkeit und Schimmel, jedoch nicht bei dauerhafter Durchfeuchtung. Flachsdämmstoffe sind lieferbar als • Stopfwolle • Matten: 625 mm ≈ 1000 mm, Dicken 40 – 200 mm • Rollen: zur Trittschalldämmung, 1000 mm ≈ 25 lfm, Dicke 2, 5, 8 mm Anwendungsgebiete für Flachs

DAD

DAA

DUK

DZ

DI

DEO

DES

WAB

WAA

WAP

WZ

WH

Anwendungsgebiete für Baumwolle Dach und Decke: DAD • Außendämmung, vor Bewitterung geschützt, unter Deckungen DZ • Zwischensparrendämmung, zweischaliges Dach, oberste Geschossdecke DI • Innendämmung unter Decke, unter Sparren oder Tragkonstruktion.

Flachs

WI

WTR

WTH

PW+PB

Dach und Decke: DAD • Außendämmung, vor Bewitterung geschützt, unter Deckungen DZ • Zwischensparrendämmung, zweischaliges Dach, oberste Geschossdecke DI • Innendämmung unter Decke, unter Sparren oder Tragkonstruktion DEO • unter Estrich ohne Schallschutzanforderungen DES • unter Estrich mit Schallschutzanforderungen Wand: WAB WH WI WTR

• • • •

Außendämmung hinter Bekleidung Holzrahmen- und Holztafelbauweise Innendämmung der Wand Dämmung von Raumtrennwänden

Organische Dämmstoffe Getreidegranulat

Zuschnitte sind einfach und sauber mit einem Handfuchsschwanz oder einer Kreissäge auszuführen. Wegen möglicher Faserbelastung wird beim Einbau das Tragen einer Staubmaske empfohlen. Flachsdämmung enthält keine gesundheitsgefährdenden Stoffe. Der nachwachsende Rohstoff kommt überwiegend aus biologischem Anbau innerhalb Deutschlands und Österreichs. Die Dämmstoffe sind wegen der enthaltenen grundwasserschädigenden Borsalze und der nicht verrottenden Polyesterfasern nur bedingt kompostierbar (in entsprechend ausgerüsteten Anlagen). Eine Wiederverwertung oder energetisches Recycling ist möglich.

Physikalische Kennwerte – Flachs Eigenschaft

Einheit

Kenngrößen

Rohdichte

kg/m3

20 – 80

Wärmeleitfähigkeit

W/(m•K)

0,037 – 0,045

Wärmespeicherkapazität Brandverhalten Euroklasse Baustoffklasse

J/(kg•K)

1300 –1640

B-s2, d0 bis C-s2, d0 B2 (normal entflammbar)

Wasserdampfdiffusionswiderstandszahl

–

Strömungswiderstand

kPa•s/m2 > 2

1–2

DAD

DAA

DUK

DZ

DI

DEO

DES

WAB

WAA

WAP

WZ

WH

Getreidegranulat Für die Anwendung als Wärmedämmstoff ist eine Zulassung erforderlich. Das Granulat wird durch Extrudieren aus Roggenfeinschrot, Roggenkleie, Molke, Wasserglas und Kalkhydrat gewonnen. Die Nutzung als Dämmstoff hat sich erst in den 1990er Jahren entwickelt und bisher keinen nennenswertem Umfang erreicht. Getreidegranulat hat noch als gut zu bezeichnende Dämmeigenschaften, eine relativ hohe Rohdichte und ist diffusionsoffen. Es ist allerdings feuchteempfindlich und nicht druckbelastbar. Durch Zusatzstoffe bei der Herstellung ist das Granulat beständig gegen Schimmelpilze sowie Insekten und Nagetiere. Bei Kontakt mit Wasser zeigt Gereidegranulat ein leicht alkalisches Verhalten. Es wird für Hohlraumdämmungen in Wand und Decke eingesetzt. Bei Decken ist wegen des vergleichsweise hohen Gewichtes der Schüttung die Tragfähigkeit zu überprüfen. Beim Einbringen der Dämmung darf die relative Luftfeuchtigkeit 80 % nicht überschreiten. Bei Räumen mit nutzungsbedingt erhöhtem Dampfdruck ist der Einbau einer Dampfbremse geboten.

Das Granulat wird als Schüttstoff in Säcken oder als Einblasdämmung in Silos geliefert. Beim Einbringen der Schüttung sind Setzungen von ca. 5 % durch entsprechendes Verdichten auszugleichen. Abgesehen von den Staubbelastungen beim Einbau sind gesundheitliche Beeinträchtigungen nicht bekannt. Ökologisch positiv ist die Verwendung von nachwachsenden Rohstoffen aus heimischem Anbau, außerdem die Möglichkeit der Wiederverwendung als Dämmstoff. Getreidegranulat kann auch thermisch verwertet oder problemlos kompostiert werden.

Physikalische Kennwerte – Getreidegranulat Eigenschaft

Einheit

Kenngrößen

Rohdichte

kg/m3

105 –115

Wärmeleitfähigkeit

W/(m•K)

0,050

Wärmespeicherkapazität

J/(kg•K)

1950

Brandverhalten Baustoffklasse

B2 (normal entflammbar)

Wasserdampfdiffusionswiderstandszahl

–

3

DAD

DAA

DUK

DZ

DI

DEO

DES

WAB

WAA

WAP

WZ

WH

WI

WTR

WTH

Anwendungsgebiete für Getreidegranulat

WI

WTR

WTH

PW+PB

Dach und Decke: DAD • Außendämmung, vor Bewitterung geschützt, unter Deckungen DZ • Zwischensparrendämmung, zweischaliges Dach, oberste Geschossdecke DI • Innendämmung unter Decke, unter Sparren oder Tragkonstruktion Wand: WH WTR

• Holzrahmen- und Holztafelbauweise • Dämmung von Raumtrennwänden

PW+PB

51

Organische Dämmstoffe Schilfrohr, Kokosfasern

Schilfrohr Als Dämmstoff eingesetztes Schilfrohr muss bauaufsichtlich zugelassen sein. Die Halme der Schilfpflanzen werden mechanisch gepresst und mit verzinktem Eisendraht oder Nylonschnüren zu festen, aber biegsamen Matten gebunden. Als wärmedämmende Dacheindeckung (Reet) oder als Putzträger an Holzbalkendecken hat Schilf in vielen Regionen eine lange Tradition. Der Marktanteil als reiner Dämmstoff ist heute jedoch sehr gering. Schilf hat nur mäßige Wärmedämmeigenschaften. Es ist von Natur aus feuchteresistent, formbeständig und weitgehend alterungs- und fäulinisbeständig, sollte jedoch vor ständig einwirkender Nässe geschützt werden. Durch seinen hohen Kieselsäureanteil wirkt es brandhemmend. Seine Verwendung ist gesundheitlich unbedenklich. Im Handel erhältlich sind • Schilfrohrmatten 200, 100 cm lang, 100, 125 cm breit, 20 –100 mm dick • gebündelte Schilfhalme für Reetdächer • Lehmleichtbauplatten mit Schilf

Kokosfasern Schilfrohrprodukte lassen sich mit einer Kreissäge bearbeiten. Bei der Verlegung ist zu beachten, dass die Matten in Halmrichtung sehr bruchsicher sind, jedoch in Richtung der Drahtverbindung leicht knicken oder durchbiegen. Die Hersteller beziehen das Schilf überwiegend aus Polen, Österreich, Ungarn und dem Donaudelta, so dass entsprechend lange Transportwege erforderlich sind. Der Energieaufwand bei der Herstellung ist demgegenüber sehr gering. Sortenreines Schilfrohr kann wieder verwertet oder kompostiert werden. Behandelte Dämmstoffe können bedingt kompostiert, als Bauschutt deponiert oder zur Energiegewinnung verbrannt werden.

Physikalische Kennwerte – Schilfrohr Eigenschaft

Einheit

Kenngrößen

Rohdichte

kg/m3

120 – 225

Wärmeleitfähigkeit

W/(m•K)

0,055 – 0,090

Wärmespeicherkapazität

J/(kg•K)

1200

Brandverhalten Baustoffklasse

B2 (normal entflammbar)

Wasserdampfdiffusionswiderstandszahl

–

2–5

Dämmstoffe aus Kokosfasern sind zulassungspflichtig (s. S. 60ff.). Als Rohstoff dienen die Fasern der Kokosnussschale sowie Ammoniumsulfat oder Borax als brandhemmende Zusätze. Nach einer Vorbehandlung werden die Fasern kardiert und zu Vliesen oder Matten vernadelt und teilweise mit Bitumen, Latex oder Kunststoffdispersion hydrophobiert. Koskosfasern finden seit rund 100 Jahren vor allem für textile Bodenbeläge Verwendung. Als Dämmstoff werden sie heute nur von wenigen Herstellern angeboten, meist in Form von Matten oder Rollen bis 120 mm Dicke. Sie besitzen gute Wärme- und Schalldämmeigenschaften, wirken diffusionsoffen und feuchteausgleichend. Die elastischen Matten sind formstabil und durch die pflanzeneigenen Gerbstoffe der Fasern außerdem verrottungs- und ungezieferbeständig. Sie lassen sich gut mit üblichen Werkzeugen bearbeiten. Dabei ist mit erhöhter Faser- und Staubkonzentration zu rechnen und auf entsprechenden Atemschutz zu Anwendungsgebiete für Kokosfasern

DAD

DAA

DUK

DZ

DI

DEO

DES

WAB

Anwendungsgebiete für Schilfrohr Dach und Decke: DAD • Außendämmung, vor Bewitterung geschützt, unter Deckungen DZ • Zwischensparrendämmung, zweischaliges Dach, oberste Geschossdecke DI • Innendämmung unter Decke, unter Sparren oder Tragkonstruktion Wand: WAB WAP WH WI

52

• • • •

Außendämmung hinter Bekleidung Außendämmung unter Putz Holzrahmen- und Holztafelbauweise Innendämmung der Wand

WAA

WAP

WZ

WI

WTR

WTH

WH

PW+PB

Dach und Decke: DAD • Außendämmung, vor Bewitterung geschützt, unter Deckungen DZ • Zwischensparrendämmung, zweischaliges Dach, oberste Geschossdecke DI • Innendämmung unter Decke, unter Sparren oder Tragkonstruktion DEO • unter Estrich ohne Schallschutzanforderungen DES • unter Estrich mit Schallschutzanforderungen Wand: WAB WZ WH WI WTR WTH

• • • • • •

Außendämmung hinter Bekleidung Zweischalige Wände, Kerndämmung Holzrahmen- und Holztafelbauweise Innendämmung der Wand Dämmung von Raumtrennwänden Zwischen Haustrennwänden mit Schallschutzanforderungen

Organische Dämmstoffe Seegras, Holzspäne

achten. Davon abgesehen sind Kokosfasern gesundheitlich unbedenklich. Sie entwickeln gelegentlich einen leichten, aber harmlosen Eigengeruch. Der ökologische Vorteil des nachwachsenden Rohstoffes wird durch die weiten Transportwege von Süd-Ost-Asien nach Europa eingeschränkt. Das Recycling ist unproblematisch, solange die Fasern unbehandelt sind. Sie können kompostiert oder zur Bodenauflockerung verwendet werden. Bituminierte Produkte können allerdings nur deponiert oder thermisch verwertet werden.

Physikalische Kennwerte – Kokosfasern Eigenschaft

Einheit

Kenngrößen

Rohdichte (Filze, Platten)

kg/m3

70 –120

Wärmeleitfähigkeit

W/(m•K)

0,040 – 0,050

Wärmespeicherkapazität

J/(kg•K)

1300 –1600

Brandverhalten Baustoffklasse

B2 (normal entflammbar)

Wasserdampfdiffusionswiderstandszahl Druckspannung bei 10 % Stauchung oder Druckfestigkeit

–

1– 2

kPa

10

DAD

DAA

DUK

DZ

DI

DEO

DES

WAB

WAA

WAP

WZ

WH

WI

WTR

WTH

PW+PB

Seegras

Holzspäne

Für die Anwendung als Wärmedämmstoff muss Seegras bauaufsichtlich zugelassen sein.

Für Holz-Hobelspäne gibt es keine normativen Festlegungen. Für die Verwendung als Dämmstoff ist eine bauaufsichtliche Zulassung erforderlich.

Das in fast allen Meeren der Welt wachsende Seegras (Zostera marina oder noltii) wurde bereits vor einigen hundert Jahren entlang der Ostseeküste als Dämmstoff verwendet. Die langen, schmalen Blätter der Pflanze wachsen in Tiefen von 3 bis 10 Metern. Entwurzelte Pflanzen werden besonders im Sommer und Herbst an die Stände gespült und können dort »geerntet« werden. Die Blätter werden getrocknet und entweder zu Matten oder in mehreren Schritten zu Pellets (kleinen Kugeln) verarbeitet. Durch das enthaltene Salz des Meerwassers ist Seegras ohne weitere Zusätze brandhemmend und wird in Baustoffklasse B2, normal entflammbar, eingestuft. Mit einer Wärmeleitfähigkeit von 0,043 bis 0,050 W/(m•K) hat Seegras gute Dämmeigenschaften. Es wirkt feuchteregulierend, ist verrottungsfest und beständig gegen Schimmelpilze. Geliefert wird Seegras-Dämmung als lose Schüttung in Big Bags sowie in Form von Matten aus reinem Seegras oder Seegras-Flachs-Gemisch in verschiedenen Größen. Seegras, das als Schüttstoff in Hohlräumen eingesetzt wird, lässt sich im Selbstbau verarbeiten oder wird von Fachfirmen mit einem Einblasgerät eingebracht. Die Schüttdichte beträgt 75 kg/m3. Um die Strände für Touristen attraktiv zu halten, wird Seegras kontinuierlich eingesammelt und häufig mangels Nachfrage auf Wiesen und Feldern deponiert, wo es sehr langsam verrottet und das ausgeschwemmte Meersalz die Böden belastet. Die Verwendung als Dämmstoff wird deshalb forciert.

Das Material für diesen Dämmstoff besteht aus Abfallspänen von Fichten-, Kiefern- oder Tannenholz, die bei der Holzverarbeitung in großer Menge anfallen. Zur Verbesserung des Brandschutzes und gegen Pilzbefall werden die Holzspäne mit Molke, Sodalauge oder Zement imprägniert. Die Dämmschüttung wird mit Hilfe von Spezialgeräten in Gefache eingebracht und durch Rütteln verdichtet. Auf dem Markt sind Hobelspäne als alleiniges Produkt kaum im Angebot, sondern meist innerhalb von Bausystemen, wie beispielsweise vorgefertigten Holzhäusern, verwendet. Physikalische Kennwerte – Holzspäne Eigenschaft

Einheit

Kenngrößen

Rohdichte

kg/m3

90 –140

Wärmeleitfähigkeit

W/(m•K)

0,055

Wärmespeicherkapazität

J/(kg•K)

2100

Brandverhalten Baustoffklasse

B 2 (normal entflammbar)

Wasserdampfdiffusionswiderstandszahl

–

2

53

Organische Dämmstoffe Chinaschilf, Torf, Strohballen

Chinaschilf

Torf

Strohballen

Der Dämmstoff unterliegt keiner Stoffnorm und ist daher zulassungspflichtig (s. S. 60ff.).

Torf ist ein organisches Sediment der Moore. Er besteht zum großen Teil aus abgestorbenem Moos (Sphagnum fallax) und wird häufig zur Bodenverbesserung in Gärten eingesetzt. Im Gegensatz zum Humus besitzt Torf mehr als 30 % pflanzliche Anteile. Damit ist auch der hohe Brennwert begründet und seine Jahrhunderte währende Verwendung als Brennstoff. Torfmoose waren aber auch als Dämmstoff im Blockhausbau verbreitet. Feuchtes Torfmoos wurde in ausreichend dichter Lage als Dämmmaterial zwischen die einzelnen Stämme gelegt und blieb auch nach dem Trocknen in der einmal angenommenen Form. Durch seine antibiotische und feuchteregulierende Eigenschaft wirkt sich Torf positiv auf die Haltbarkeit der Holzkonstruktion aus. Im 20. Jahrhundert wurden komprimierte und imprägnierte Torfplatten unter dem Namen »Torfoleum« als Dämmstoff in Gebäude und auch in Eisenbahnwagons eingebaut. Dieses Produkt ist heute allerdings nicht mehr erhältlich. Insgesamt hat Torf auf dem Dämmstoffmarkt keine Bedeutung mehr, was aus ökologischer Sicht begrüßenswert ist, weil durch den Torfabbau seltene, nicht regenerierbare Lebensräume und CO2-Speicher zerstört werden.

Dämmungen aus Strohballen sind zulassungspflichtig. 2006 hat ein deutscher Hersteller eine bauaufsichtliche Zulassung erworben.

Chinaschilf (Miscanthus giganteus) – auch Elefantengras genannt – ist eine asiatische Grasart, die dem europäischen Schilf sehr ähnlich ist. Die genügsame Pflanze wird in Europa bereits seit den 1930er Jahren auf kleinen Flächen angebaut. Infolge der Verknappung fossiler Brennstoffe wurden zunächst Überlegungen angestellt, Chinaschilf als nachwachsenden Rohstoff in größerem Maßstab zu kultivieren und zu nutzen. Der Anbau ist jedoch in den ersten Jahren mit hohen Kosten und geringen Erträgen verbunden, so dass er sich nicht in größerem Umfang durchsetzen konnte. Dennoch ist Chinaschilf eine geeignete Pflanze zur Produktion von Schilfrohrdämmungen, da es schnell wächst und ertragreicher ist als einheimische Schilfarten. Gemahlen wird es als Zuschlagstoff für Putz und Estrich verwendet. Grob gehäckselt und mit Zement als Bindemittel versehen, können daraus Steine mit geringer Wärmeleitfähigkeit für die Ausfachung von Holzständerbauten hergestellt werden. Aber auch für diese Anwendung hat sich die Produktion von Dämmstoffen aus Chinaschilf nicht marktwirtschaftlich durchsetzen können. Ihre Anwendung beschränkt sich bisher auf einige wenige Projekte.

54

Stroh kann in ganzen Ballen oder als Lehmzusatz zu Dämmzwecken eingesetzt werden. Strohleichtlehm, der nur geringe Dämmwirkung hat, wird hier nicht behandelt. Mit der Entwicklung mechanischer Ballenpressen begann schon im späten 19. Jahrhundert in Nordamerika der Bau von Häusern aus tragenden, mit Lehm verputzten Strohballenwänden. Inzwischen bieten Hersteller aus Holland und Österreich Strohballen zur Dämmung an. Die Ballen werden bevorzugt zwischen Holzständern, aber auch als Zwischenoder Aufsparrendämmung eingebaut und verputzt oder mit geeigneten Materialien bekleidet. Strohballen haben sehr unterschiedliche Qualitäten. Abhängig von der Art der Ballenpresse sind sie stärker oder leichter und mit planer oder unebener Oberfläche gepresst. Sie differieren außerdem in der Länge sowie in der Ausrichtung der Strohhalme im Ballen. Das Dämmvermögen der Strohballen variiert ebenfalls in Abhängigkeit von der Art des Strohs, seiner Dichte und dem Feuchtegehalt nach dem Trocknen (5 –15 Gew.%). Die Wärmeleitfähigkeit kann zwischen 0,038 und 0,072 W/(m•K) schwanken. Die zugelassenen Produkte erreichen mit anzurechnendem 20 %igem Sicherheitszuschlag einen Wert von 0,045 W/(m•K). Untersuchungen zur Luft- und Winddichtigkeit, zur Beständigkeit gegen Schimmel und Schädlinge und zum Brandverhalten bestätigen, dass Strohballen bei fachgerechter Herstellung und Verarbeitung für die genannten Anwendungsbereiche geeignet sind.

20 °C

50 °C

0 °C

Entwicklungen Transparente Wärmedämmung

1

2 3 4

5 6 2

1

Transparente Wärmedämmung (TWD) TWD sind Dämmsysteme, die aus lichtdurchlässigen Stoffen mit wärmedämmender Wirkung bestehen und damit solare Energie durch eine opake Außenwand zu Heizzwecken nutzen können. Man unterscheidet drei Funktionsprinzipien: Massivwandsystem Hinter einer außen liegenden Glasscheibe oder einem transparenten Glasputz befindet sich die TWD-Schicht mit wabenförmigen, kapillaren Hohlkammerstrukturen aus Glas oder Kunststoff (PC, PMMA). Die solare Strahlung kann diese Strukturen bei tiefem Einfallswinkel im Winter gut durchdringen und die dahinter liegende, meist dunkel beschichtete Wand (Absorber) aufheizen. Die gewonnene Wärme strahlt entweder phasenverschoben in den Innenraum ab (siehe hierzu auch S. 90) oder kann über ein in die Wand integriertes Rohrsystem zur Warmwasserbereitung genutzt werden. Direktgewinnsystem TWD in Glasfassaden wirkt lichtstreuend und kann solare Strahlung zeitversetzt zur direkten Beheizung des Innenraumes nutzen, wenn als transluzentes Material ein Phasenwechselmaterial (PCM) wie beispielsweise Salzhydrat verwendet wird. Als Latentwärmespeicher kann Salzhydrat durch Aufschmelzen (Änderung des Aggregatzustandes) solare Wärme zunächst speichern und sie bei sinkenden Umgebungstemperaturen durch Verfestigen wieder abgeben (siehe hierzu auch S. 91). Der Schichtenaufbau des Glaspaketes sorgt für die gerichtete Wärmeabgabe in den Innenraum. In das Glaspaket integrierte Sonnenschutzelemente wie Prismen stellen sicher, dass die Sommersonne ausgeblendet und der Wärmespeicher demzufolge nur in den kühlen Jahreszeiten »aufgeladen« wird.

Solarstrahlung

Wärmestrahlung

3

Thermisch entkoppelte Systeme Noch in der Entwicklung befindliche Konvektiv- und Hybridsysteme sind durch regelbare Schichten aus Luft oder Wasser von der Speicherwand entkoppelt. So werden beispielsweise nach dem Prinzip einer vorgehängten Fassade aus blickdichtem Glas durch die Erwärmung der dazwischen befindlichen Luftschicht gute Dämmeffekte erzielt.

1 2

Bei allen TWD-Systemen ist ein effektiver Sonnenschutz gegen sommerliche Überhitzung erforderlich, was die Kosten deutlich erhöht.

4

3

Verschiedene transparente Wärmedämmungen TWD-Element mit Verschattung und Temperaturprofil (Massivwandsystem) 1 Glas 2 Verschattungselement 3 TWD 4 Glas 5 Absorber 6 Mauerwerk Prinzipskizze zur TWD-Glasfassade in Abb. 5: Mehrschichtiges Isolierglaselement mit integrierten Sonnenschutzprismen und PolycarbonatStegplatten mit Salzhydratfüllung als Latentwärmespeicher, der die Wärme zeitversetzt an den Innenraum abgibt (Direktgewinnsystem). Glasfassade mit einem Phasenwechselmaterial als TWD (Direktgewinnsystem), Seniorenwohnungen in Domat/Ems, CH Architekt: Dietrich Schwarz

4

55

Entwicklungen Schaltbare Wärmedämmung, nanozelluläre Schäume

1 2 3

1 2 3

Solarstrahlung Wärmestrahlung 1a

b

Schaltbare Wärmedämmung (SWD)

Nanozelluläre Schäume

Bei der schaltbaren Wärmedämmung handelt es sich im Grunde um eine Vakuumdämmung aus einem ca. 20 mm dicken Paneel mit einer Edelstahlhülle und einem evakuierten Glasfaserkern, dessen Wärmeleitfähigkeit mittels elektrischer Spannung verändert werden kann.

Es ist bekannt, dass die Zellgröße von Schaumstoffen einen wesentlichen Einfluss auf die Dämmeigenschaft hat. Je kleiner und feiner die Zellstruktur ist, desto geringer ist auch die Wärmeleitung durch Konvektion innerhalb der Zellen.

Im Innern des Paneels befindet sich eine elektrisch aufheizbare Kapsel mit Metallhydrit. Bei Erwärmung auf ca. 300 °C wird eine kleine Menge gebundener Wasserstoff im Dämmelement freigesetzt, die den Druck im Glasfaserkern von unter 0,01 mbar auf ca. 50 mbar erhöht. Durch Abkühlung der Kapsel wird der Wasserstoff resorbiert und der Druck verringert sich wieder, so dass die Wärmeleitfähigkeit stark abnimmt. Damit können SWD-Paneele je nach Bedarf in einen hoch dämmenden oder einen stark wärmeleitenden Zustand geschaltet werden. Die Umschaltung erfolgt durch einen außentemperaturgesteuerten Sensor. Allerdings wird für den wärmeleitenden Zustand eine elektrische Leistung von etwa 5 W/m2 Paneelfläche benötigt. Mit SWD können pro Jahr rechnerisch rund 150 kWh/m2 auftreffende Sonnenenergie als nutzbare Wärme über eine Speicherwand in das Rauminnere transportiert werden. Durch Umschaltung der SWDPaneele in den hoch dämmenden Zustand wird die Wärme nachts oder bei starker Bewölkung gehalten, ohne die Fassade optisch zu verändern. Je nach Wandaufbau hinter den SWDPaneelen werden im Dämmzustand U-Werte von ca. 0,2 W/m2K und im wärmeleitenden Zustand U-Werte von ca. 10,0 W/m2K erreicht. Diese junge Technologie muss sich in der Praxis noch bewähren und weiter entwickelt werden. 56

Das Ziel bei der Entwicklung nanozellullärer Schäume ist es daher, Zellen nicht mehr im Bereich vom Mikrometern, sondern im Nanometerbereich herzustellen. Bei diesen Schaumstoffen soll die Größe der Zellen soweit reduziert werden, dass sie der mittleren freien Weglänge eines Gasmoleküls entspricht. Unter der mittleren freien Weglänge versteht man die durchschnittliche Weglänge, die ein Teilchen ohne Wechselwirkung mit anderen Teilchen zurücklegt. Ohne diese Wechselwirkung findet praktisch kein Wärmeaustausch mehr statt. Die Dämmwirkung eines Schaumstoffs könnte so um mehr als 50 % verbessert oder, anders betrachtet, die benötigte Materialdicke für eine bestimmte Dämmleistung um mehr als die Hälfe reduziert werden. Als Rohstoffbasis kommen verschiedene organische Stoffe in Frage, für eine realistische Umsetzung könnte Polyurethanschaumstoff gut geeignet sein. An der Entwicklung dieser Materialien wird zur Zeit gearbeitet, und es ist noch nicht absehbar, wann sie verfügbar sind.

1

2 3

Schaltbare Wärmedämmung (SWD) a im Wärmeleitbetrieb (Heizperiode und Sonne) 1 Glas 2 Paneel im Wärmeleitbetrieb 3 Mauerwerk b im Dämmbetrieb (zu allen anderen Zeiten) 1 Glas 2 Paneel im Dämmbetrieb 3 Mauerwerk Dämmung einer Dachterrasse mit Vakuum-Isolations-Paneelen Wärmebrückendämmung: Vakuum-IsolationsPaneele zur Dämmung einer Betonstütze in einer zweischaligen Außenwand

Entwicklungen Vakuum-Isolations-Paneel (VIP)

2

Vakuum-Isolations-Paneel (VIP) Die Verwendung von Vakuum-IsolationsPaneelen erfordert in der Regel eine bauaufsichtliche Zustimmung im Einzelfall (s. S. 60ff.). Rohstoffe und Herstellung Vakuum-Isolations-Paneele bestehen aus einer gasdichten Hülle und einem druckstabilen Kern, der evakuiert wird. Für die Hochbarriere-Folien der Hülle finden komplexe Mehrfachlaminate mit metallisiertem Polyethylen oder Polypropylen Verwendung. Als Kern wird neben Mineralwolle, Polystyrol und Polyurethan bevorzugt pyrogene Kieselsäure eingesetzt. Ein VIP ist damit kein Dämmstoff im herkömmlichen Sinn, sondern ein vorgefertigtes hocheffizientes Dämmelement. Entwicklung und Marktbedeutung Das Prinzip der Vakuum-Isolations-Paneele wird schon seit den 1970er Jahren erfolgreich in Kühlschränken und Tiefkühlgeräten eingesetzt. Im Bauwesen gibt es inzwischen zahlreiche Untersuchungen und realisierte Anwendungen in Gebäuden. Der hohe Preis im Vergleich zu konventionellen Dämmstoffen und ihre Empfindlichkeit bei der baupraktischen Verwendung behindern jedoch bisher einen breiteren Einsatz. Eigenschaften und Anwendungen Mit VIPs lassen sich extrem niedrige Wärmeleitfähigkeiten von 0,002 – 0,008 W/(m•K) erreichen. Sie sind damit rund 5- bis 10-mal besser als herkömmliche gute Dämmstoffe, so dass sich schon mit sehr dünnen VIPs hervorragende Dämmwirkungen erzielen lassen. Bedingt durch ihre Funktionsweise sind sie absolut dampfdicht und besitzen eine hohe Druckfestigkeit. Sie werden bis jetzt jedoch nicht in speziellen druckbeanspruchten Anwendungen eingesetzt.

3

Vorrausetzung für die dauerhafte Wirkungsweise der Paneele ist die Dichtigkeit der Hülle. Der anfängliche Gasdruck beträgt ca. 1– 5 mbar. Es ist jedoch davon auszugehen, dass der Gasdruck jährlich um 2 mbar steigt, weil das Vakuum auf Dauer nicht vollständig aufrecht erhalten werden kann. Dadurch ändert sich die Wärmeleitfähigkeit rechnerisch nach 25 Jahren auf ca. 0,008 – 0,014 W/(m•K). Bei den nanostrukturierten Kieselsäuren liegt der vergleichbare Wert bei nur ca. 0,005 W/(m•K). Aber selbst beschädigte Platten haben immer noch sehr gute Werte von z. B. 0,020 W/(m•K), je nachdem welches Füllmaterial verwendet wurde. Vakuum-Isolations-Paneele eignen sich für eine Vielzahl von Anwendungen, wie zum Beispiel • Dachterrassen und Balkone zur Vermeidung von Stufen, • Dämmung von Wärmebrücken, • Türfüllungen, • Brüstungselemente für Pfosten-RiegelFassaden, • Unterbau einer Fußbodenheizung, • Innendämmung mit Vorsatzschale, • Wärmedämmverbundsystem in Kombination mit anderen Materialen als Schutz- und Putzträgerschicht, • im Bereich von Dachgauben. Sie werden insbesondere dort eingesetzt, wo ihre spezifischen Vorteile, nämlich die hohe Dämmleistung bei geringer Materialstärke, die hohen Kosten aufwiegen. Besonders interessant sind Vakuumdämmsysteme bei Sanierungen, wenn für dicke Dämmschichten kein Platz ist und das Erscheinungsbild unverändert bleiben soll. Lieferformen VIPs sind in Dicken von 10 – 50 mm erhältlich, jeweils in Schritten von 5 mm.

Übliche Lieferformate sind: • 600 ≈ 500 mm • 1200 ≈ 500 mm • 1000 ≈ 600 mm. Sonderanfertigungen sind möglich, jedoch mit Zusatzkosten von bis zu 100 % verbunden. Paneele mit gerundeter Geometrie können derzeit nicht hergestellt werden. Verarbeitungshinweise Da die Vakuumhülle nicht beschädigt werden darf, muss der Bedarf genau bemessen werden. Zuschnitte sind nicht möglich, da sie zwangsläufig mit hohen Verlusten bei der Dämmwirkung verbunden sind. Restflächen, die nicht mit Standardplatten ausgeführt werden können, benötigen passgenau gefertigte SonderPaneele. Es ist auf einen zwängungsfreien Einbau der Paneele zu achten. Die Elemente dürfen während der Verarbeitung und der Nutzungsphase nicht beschädigt werden und sind daher durch umsichtige Montage und entsprechende konstruktive Maßnahmen zu schützen (Deckschichten, Einbau in Fertigelemente etc.). Fugen zwischen den Paneelen sind wie die Fugen zu anschließenden Bauteilen weitestgehend zu minimieren, um Schwachstellen zu vermeiden. Gesundheitliche und ökologische Aspekte, Recycling Die Betrachtung gesundheitlicher und ökologischer Aspekte ist von den verwendeten Kern- und Hüllmaterialien abhängig. Zum Recycling von Vakuum-Paneelen liegen bis jetzt keine Aussagen vor. Wenn die Elemente nicht wieder verwendet werden, ist allerdings mit einer aufwändigen Entsorgung zu rechnen, bei der die umhüllenden Folien separiert werden müssen. 57

Rechtsvorschriften und Dämmstoffnormen Roland Gellert

Für die Herstellung von Dämmstoffen und ihre Anwendung als Bauprodukt gibt es ein umfangreiches Regelwerk, das aus rechtsverbindlichen Vorschriften einerseits und Normen und Zulassungen andererseits besteht. Letztere haben zwar per definitionem keinen bindenden Charakter, werden jedoch dann rechtsverbindlich, wenn einzelne Gesetze auf sie Bezug nehmen. Um den europäischen Markt für Hersteller und Planer transparenter zu machen und um Rechtssicherheit für alle Beteiligten zu gewährleisten, wurde auf europäischer Ebene ein Prozess zur Harmonisierung der nationalen Regelwerke in Gang gesetzt. Die momentane Übergangsphase ist geprägt von einem Nebeneinander europäischer und nationaler Regelungen, die in ihren Geltungsbereichen sorgfältig zu beachten sind. Der folgende Beitrag betrachtet unter diesem Aspekt sowohl die für Dämmstoffe geltenden Normen und Zulassungen als auch die maßgebenden Rechtsvorschriften (Bauproduktenrichtlinie und Bauproduktengesetz) mit den baurechtlichen Instrumenten zu ihrer Umsetzung (Musterbauordnung und Bauregelliste). Im letzten Teil folgen Erläuterungen zu den verschiedenen Maßnahmen zur Qualitätssicherung von Bauprodukten (Konformitätsnachweis, CE-Kennzeichnung, freiwillige Produktzertifizierung). Bauproduktenrichtlinie (BPR) und Bauproduktengesetz (BauPG) 1989 wurde im Amtsblatt der Europäischen Gemeinschaften die »Richtlinie des Rates vom 21. Dezember 1988 zur Angleichung der Rechts- und Verwaltungsvorschriften der Mitgliedsstaaten über Bauprodukte (89/106/EWG)« veröffentlicht. Diese so genannte Bauproduktenrichtlinie (BPR) sagt, dass Bauprodukte – und die

sie beschreibenden technischen Spezifikationen – so geartet sein müssen, dass bei ihrer Verwendung die auf das Bauwerk bezogenen Sicherheits- und Schutzniveaus aufrecht erhalten werden können. Diese Niveaus können unterschiedlich sein, je nach der Lage des Bauwerks, seiner Nutzung oder anderen Gegebenheiten. Die Sicherheits- und Schutzniveaus sind nach Anhang I der BPR in sechs wesentliche Anforderungen gegliedert: 1. mechanische Festigkeit und Standsicherheit 2. Brandschutz 3. Hygiene, Gesundheit und Umweltschutz 4. Nutzungssicherheit 5. Schallschutz und 6. Energieeinsparung und Wärmeschutz. Zur Umsetzung der BPR hat die EU-Kommission in Form von Grundlagendokumenten und Leitpapieren einzelne Positionen im Detail erläutert und kommentiert; die Mitgliedsstaaten und das CEN (Comité Européen de Normalisation – europäische Normenorganisation) sollen diese rechtlich nicht bindenden Dokumente in ihren nationalen Rechtsvorschriften berücksichtigen. Die Bundesrepublik Deutschland hat diese Richtlinie 1998 mit dem Bauproduktengesetz1 (BauPG) in nationales Recht überführt. Gemäß § 1 »Zweck« regeln die Vorschriften des BauPG das Inverkehrbringen von Bauprodukten und den freien Warenverkehr mit Bauprodukten von und nach den Mitgliedsstaaten der Europäischen Union oder einem anderen Vertragsstaat des Abkommens über den europäischen Wirtschaftsraum. Wichtig ist, dass dabei die nationalen öffentlich-rechtlichen Vorschriften zu Anforderungen an die Verwendung von Bauprodukten, z. B. Dämmstoffe, unberührt bleiben.

Auf folgende in § 2 BauPG festgelegte Begriffsbestimmungen – auf die später zurückgegriffen wird – ist an dieser Stelle hinzuweisen: • Bauprodukte sind »Baustoffe, Bauteile und Anlagen, die hergestellt werden, um dauerhaft in bauliche Anlagen des Hoch- oder Tiefbaus eingebaut zu werden. • Harmonisierte Normen sind aufgrund von Mandaten der Kommission der europäischen Gemeinschaften von europäischen Normungsorganisationen im Hinblick auf die wesentlichen Anforderungen erarbeitete technische Regeln (EN); sie werden in entsprechende nationale Normen (DIN EN) umgesetzt. Bund und Länder wirken in der Regel im Rahmen der Beteiligung interessierter Kreise bei der Erarbeitung der harmonisierten Normen mit, um den in der Bundesrepublik Deutschland aufgrund öffentlich-rechtlicher Vorschriften und im öffentlichen Auftragswesen erreichten Stand technischer Anforderungen in die europäische Normung einzubringen. • Anerkannte Normen sind in Mitgliedstaaten der europäischen Union oder anderen Vertragsstaaten des Abkommens über den europäischen Wirtschaftsraum für Bauprodukte geltende technische Regeln, von denen aufgrund eines nach der Bauproduktenrichtlinie durchgeführten Verfahrens anzunehmen ist, dass sie mit den wesentlichen Anforderungen übereinstimmen. • Leitlinien für die europäische technische Zulassung 1

»Gesetz über das Inverkehrbringen von und den freien Warenverkehr mit Bauprodukten zur Umsetzung der Richtlinie 89/106/EWG des Rates vom 21. Dezember 1988 zur Angleichung der Rechtsund Verwaltungsvorschriften der Mitgliedsstaaten über Bauprodukte und anderer Rechtsakte der Europäischen Gemeinschaften (Bauproduktengesetz – BauPG)« in der Fassung der Bekanntmachung vom 28. April 1998 (BGBl. I S. 812)

59

Rechtsvorschriften und Dämmstoffnormen Musterbauordnung

Bauprodukte (nach MBO)

geregelt

Bauregelliste A Inverkehrbringen + Anwenden national geregelt: • Ü-Zeichen (Übereinstimmungsnachweis ÜH, ÜHP, ÜZ, § 24) • Produkt entspricht den in der Bauregelliste A genannten techn. Regeln • bei Abweichung von techn. Regeln: Verwendbarkeitsnachweis abZ oder abP (§ 21) 1

Bauregelliste B Inverkehrbringen europäisch geregelt: • CE-Kennzeichen Anwenden mit deutschen Zusatzanforderungen: • Ü-Zeichen (optional) • nationale Klassen und Leistungsstufen für die Anwendung

(European Technical Approval Guidelines ETAG) sind nach der Bauproduktenrichtlinie aufgrund eines Auftrages der Kommission der europäischen Gemeinschaften vom Gremium der von den Mitgliedsstaaten der europäischen Union und den anderen Vertragsstaaten des Abkommens über den europäischen Wirtschaftsraum bestimmten Zulassungsstellen erarbeitete Grundlagen für die Erteilung europäischer technischer Zulassungen. • Europäische technische Zulassungen (European Technical Approvals ETA) sind nach diesem Gesetz oder nach Rechtsvorschriften, die andere Mitgliedsstaaten der europäischen Union oder andere Vertragsstaaten … zur Umsetzung der Bauproduktenrichtlinie erlassen haben, dem Hersteller für Bauprodukte von dafür bestimmten Zulassungsstellen erteilte Brauchbarkeitsnachweise.« Die Vorschriften dieses Gesetzes (§ 3 BauPG) gelten für Bauprodukte, für die entweder • die Kommission der EU die Fundstellen von harmonisierten oder anerkannten Normen im Amtsblatt der europäischen Gemeinschaften veröffentlich hat, oder • Leitlinien für europäische technische Zulassungen (ETAGs) erarbeitet worden sind, oder • europäische technische Zulassungen (ETAs) erteilt worden sind, ohne dass Leitlinien erarbeitet sind. Für die genannten Fälle gibt es Beispiele aus dem Bereich der Dämmstoffe (siehe Tabelle 2, S. 62). Baurechtliche Instrumente Zur Regelung der technischen Eigenschaften und Anwendungsgebiete von Dämmstoffen stehen mit der Musterbauordnung und der Bauregelliste zwei baurechtliche Instrumente zur Verfügung. 60

nicht geregelt

Bauregelliste C

Einzelverwendbarkeitsnachweis

Bauprodukte untergeordneter Bedeutung

Musterbauordnung (MBO) Die Bauministerkonferenz koordiniert die Bauordnungen der deutschen Bundesländer. Sie ist die Arbeitsgemeinschaft der für Städtebau, Bau- und Wohnungswesen zuständigen Minister und Senatoren der 16 Länder (ARGEBAU), an deren Gremiensitzungen regelmäßig auch der für das Bauwesen zuständige Bundesminister teilnimmt. Die Sachverständigen der ARGEBAU haben ein Muster für die Bauordnungen der Länder ausgearbeitet. Die Bauordnungen sämtlicher Bundesländer gehen auf diese Musterbauordnung zurück und weisen deshalb nahezu übereinstimmende Vorschriften auf. Sie sind lediglich in einigen marginalen Details unterschiedlich, etwa in der Benennung der Paragraphen, in Bayern »Artikel« genannt. Die aktuelle Fassung der Musterbauordnung stammt aus dem Jahr 2002. Wichtig im hier behandelten Zusammenhang ist der »Dritte Abschnitt: Bauprodukte und Bauarten«, insbesondere folgende Paragraphen: § 20 Bauprodukte Sie »dürfen für die Errichtung, Änderung und Instandhaltung baulicher Anlagen nur verwendet werden, wenn sie für den Verwendungszweck 1. von den nach Absatz 2 bekanntgemachten technischen Regeln nicht oder nicht wesentlich abweichen (geregelte Bauprodukte) oder nach Absatz 3 zulässig sind und wenn sie aufgrund des Übereinstimmungsnachweises nach § 24 das Übereinstimmungszeichen (Ü-Zeichen) tragen oder 2. nach den Vorschriften a) des Bauproduktengesetzes (BauPG), b) zur Umsetzung der Richtlinie 89/106 EWG des Rates zur Angleichung der Rechts- und Verwaltungsvorschriften der Mitgliedsstaaten über Bauprodukte (Bauproduktenrichtlinie) vom 21. Dezember 1988 (ABI.

Inverkehrbringen + Anwenden: • allgemeine bauaufsichtliche Zulassung (abZ § 21) + Ü-Zeichen für die Verwendbarkeit, oder • allgemeines bauaufsichtliches Prüfzeugnis (abP § 21a) + Ü-Zeichen für die Verwendbarkeit, oder • Zustimmung im Einzelfall (ZiE § 22) + Ü-Zeichen für die Verwendbarkeit

EG Nr. L 40 vom 11. 2.1989, S. 12) durch andere Mitgliedsstaaten der europäischen Gemeinschaften und andere Vertragsstaaten des Abkommens über den europäischen Wirtschaftsraum oder c) zur Umsetzung sonstiger Richtlinien der europäischen Gemeinschaften, soweit diese die wesentlichen Anforderungen berücksichtigen, in den Verkehr gebracht und gehandelt werden dürfen, insbesondere das Zeichen der europäischen Gemeinschaften (CE-Zeichen) tragen und dieses Zeichen die nach Absatz 7 Nr. 1 festgelegten Klassen- und Leistungsstufen ausweist. 3. Bauprodukte, für die technische Regeln in der Bauregelliste A nach Absatz 2 bekanntgemacht worden sind und die von diesen wesentlich abweichen oder für die es Technische Baubestimmungen oder allgemein anerkannte Regeln der Technik nicht gibt (nicht geregelte Bauprodukte), müssen 1. eine allgemeine bauaufsichtliche Zulassung (§ 21) oder 2. ein allgemeines bauaufsichtliches Prüfzeugnis (§ 21 a) oder 3. eine Zustimmung im Einzelfall (§ 22) haben.« § 21 Allgemeine bauaufsichtliche Zulassung (abZ) »Das Deutsche Institut für Bautechnik (DIBt) erteilt eine allgemeine bauaufsichtliche Zulassung für nicht geregelte Bauprodukte, wenn deren Verwendbarkeit im Sinne des § 3 Abs. 21 nachgewiesen ist. Die zur Begründung des Antrags erforderlichen Unterlagen sind beizufügen. 1

§ 3 Abs. 2 MBO: Bauprodukte dürfen nur verwendet werden, wenn bei ihrer Verwendung die baulichen Anlagen bei ordnungsgemäßer Instandhaltung während einer dem Zweck entsprechenden angemessenen Zeitdauer die Anforderungen dieses Gesetzes erfüllen und gebrauchstauglich sind.

Rechtsvorschriften und Dämmstoffnormen Musterbauordnung

1

Bedingungen für die Verwendung von Bauprodukten Produkte mit CE-Kennzeichen dürfen auf dem europäischen Markt in Verkehr gebracht werden. Sie sind in der Bauregelliste B gelistet. Zu ihrer Anwendung sind die jeweiligen nationalen Anforderungen an Bauwerke und die nationalen Anwendungsnormen zu berücksichtigen. Produkte ohne CE-Kennzeichen sind auf den nationalen Markt beschränkt und haben die dort geltenden Regeln für das Inverkehrbringen und die Anwendung zu erfüllen.

Soweit erforderlich, sind Probestücke vom Antragsteller zur Verfügung zu stellen oder durch Sachverständige, die das DIBt bestimmen kann, zu entnehmen oder Probeausführungen unter Aufsicht der Sachverständigen herzustellen. Das DIBt kann für die Durchführung der Prüfung die sachverständige Stelle und für Probeausführungen die Ausführungsstelle und Ausführungszeit vorschreiben. Die allgemeine bauaufsichtliche Zulassung wird widerruflich und für eine bestimmte Frist erteilt, die in der Regel fünf Jahre beträgt. Das DIBt macht die von ihm erteilten allgemeinen bauaufsichtlichen Zulassungen nach Gegenstand und wesentlichem Inhalt öffentlich bekannt.« § 21a Allgemeines bauaufsichtliches Prüfzeugnis (abP) »Bauprodukte, 1. deren Verwendung nicht der Erfüllung erheblicher Anforderungen an die Sicherheit baulicher Anlagen dient, oder 2. die nach allgemein anerkannten Prüfverfahren beurteilt werden, bedürfen anstelle einer allgemeinen bauaufsichtlichen Zulassung nur eines allgemeinen bauaufsichtlichen Prüfzeugnisses. Das DIBt macht dies mit der Angabe der maßgebenden technischen Regeln und, soweit es keine allgemein anerkannten Regeln der Technik gibt, mit der Bezeichnung der Bauprodukte im Einvernehmen mit der obersten Bauaufsichtsbehörde in der Bauregelliste A bekannt. Ein allgemeines bauaufsichtliches Prüfzeugnis wird von einer Prüfstelle für nicht geregelte Bauprodukte erteilt, wenn deren Verwendbarkeit im Sinne des § 3 Abs. 2 nachgewiesen ist.« § 22 Zustimmung im Einzelfall (ZiE) »Mit Zustimmung der obersten Bauaufsichtsbehörde dürfen im Einzelfall

1. Bauprodukte, die ausschließlich nach dem Bauproduktengesetz oder nach sonstigen Vorschriften zur Umsetzung von Richtlinien der europäischen Gemeinschaften in Verkehr gebracht und gehandelt werden dürfen, jedoch deren Anforderungen nicht erfüllen, und 2. nicht geregelte Bauprodukte verwendet werden, wenn deren Verwendbarkeit im Sinne des § 3 Abs. 2 nachgewiesen ist. Die Zustimmung für Bauprodukte nach Absatz 1, die in Baudenkmälern nach z. B. dem Landesdenkmalschutzgesetz verwendet werden sollen, erteilt die untere Bauaufsichtsbehörde.« § 24 Übereinstimmungsnachweis (Ü-Zeichen) »Bauprodukte bedürfen einer Bestätigung ihrer Übereinstimmung mit den technischen Regeln nach § 20 Abs. 2, den allgemeinen bauaufsichtlichen Zulassungen, den allgemeinen bauaufsichtlichen Prüfzeugnissen oder den Zustimmungen im Einzelfall; als Übereinstimmung gilt auch eine Abweichung, die nicht wesentlich ist. Die Bestätigung der Übereinstimmung erfolgt durch 1. Übereinstimmungserklärung des Herstellers (§ 24 a) oder 2. Übereinstimmungszertifikat (§ 24 b). Die Bestätigung durch Übereinstimmungszertifikat kann in der allgemeinen bauaufsichtlichen Zulassung, in der Zustimmung im Einzelfall oder in der Bauregelliste A vorgeschrieben werden, wenn dies zum Nachweis einer ordnungsgemäßen Herstellung erforderlich ist. Die Übereinstimmungserklärung und die Erklärung, dass ein Übereinstimmungszertifikat erteilt ist, hat der Hersteller durch Kennzeichnung der Bauprodukte mit dem Übereinstimmungszeichen (Ü-Zeichen) unter Hinweis auf den Verwendungszweck abzugeben.

Das Ü-Zeichen ist auf dem Bauprodukt oder auf seiner Verpackung oder, wenn dies nicht möglich ist, auf dem Lieferschein anzubringen.« § 24 a Übereinstimmungserklärung des Herstellers »Der Hersteller darf eine Übereinstimmungserklärung nur abgeben, wenn er durch werkseigene Produktionskontrolle sichergestellt hat, dass das von ihm hergestellte Bauprodukt den maßgebenden technischen Regeln, der allgemeinen bauaufsichtlichen Zulassung, dem allgemeinen bauaufsichtlichen Prüfzeugnis oder der Zustimmung im Einzelfall entspricht. In den technischen Regeln nach § 20 Abs. 2, in der Bauregelliste A, in den allgemeinen bauaufsichtlichen Zulassungen, in den allgemeinen bauaufsichtlichen Prüfzeugnissen oder in den Zustimmungen im Einzelfall kann eine Prüfung der Bauprodukte durch ein Prüfstelle vor Abgabe der Übereinstimmungserkärung vorgeschrieben werden, wenn dies zur Sicherung einer ordnungsgemäßen Herstellung erforderlich ist. In diesen Fällen hat die Prüfstelle das Bauprodukt daraufhin zu überprüfen, ob es den maßgebenden technischen Regeln der allgemeinen bauaufsichtlichen Zulassung, dem allgemeinen bauaufsichtlichen Prüfzeugnis oder der Zustimmung im Einzelfall entspricht.« § 24 b Übereinstimmungszertifikat »Ein Übereinstimmungszertifikat ist von einer Zertifizierungsstelle nach § 24 c zu erteilen, wenn das Bauprodukt 1. den maßgebenden technischen Regeln, der allgemeinen bauaufsichtlichen Zulassung, dem allgemeinen bauaufsichtlichen Prüfzeugnis oder der Zustimmung im Einzelfall entspricht und 2. einer werkseigenen Produktionskontrolle sowie einer Fremdüberwachung unterliegt. 61

Rechtsvorschriften und Dämmstoffnormen Bauregellisten

1a

Die Fremdüberwachung ist von Überwachungsstellen nach § 24 c durchzuführen.« § 24 c Prüf-, Zertifizierungs- und Überwachungsstellen (PÜZ-Stellen) »Die oberste Bauaufsichtsbehörde kann eine Person, Stelle oder Überwachungsgemeinschaft als 1. Prüfstelle für die Erteilung allgemeiner bauaufsichtlicher Prüfzeugnisse, 2. Prüfstelle für die Überprüfung von Bauprodukten vor Bestätigung der Übereinstimmung 3. Zertifizierungsstelle 4. Überwachungsstelle für die Fremdüberwachung anerkennen, wenn sie oder die bei ihr Beschäftigten nach ihrer Ausbildung, Fachkenntnis, persönlichen Zuverlässigkeit, ihrer Unparteilichkeit und ihren Leistungen die Gewähr dafür bieten, dass diese Aufgaben den öffentlich-rechtlichen Vorschriften entsprechend wahrgenommen werden, und wenn sie über die erforderlichen Vorrichtungen verfügen.« Das DIBt veröffentlicht regelmäßig ein aktualisiertes Verzeichnis der PÜZ-Stellen nach den Landesbauordnungen; in Teil I sind die Stellen zur Einschaltung beim Nachweis der Übereinstimmung geregelter Bauprodukte mit technischen Regeln nach Bauregelliste A Teil 1 aufgeführt. Bauregellisten A und B In dem schon zitierten § 20 der MBO wird das rechtliche Fundament der Bauregellisten festgelegt. Für Dämmstoffe sind die Listen A und B relevant. Bauprodukte, die für die Erfüllung der Anforderungen der MBO nur eine untergeordnete Bedeutung haben, werden vom DIBt im Einvernehmen mit der obersten Bauaufsichtsbehörde in einer Liste C öffentlich bekannt gemacht. Bauregelliste A Das DIBt macht im Einvernehmen mit der obersten Bauaufsichtsbehörde für Bau62

produkte in der Bauregelliste A die technischen Regeln bekannt, die zur Erfüllung der in diesem Gesetz und in Vorschriften aufgrund dieses Gesetzes an bauliche Anlagen gestellten Anforderungen erforderlich sind. Bauprodukte, für die technische Regeln in der Bauregelliste A bekannt gemacht worden sind und die von diesen wesentlich abweichen oder für die es Technische Baubestimmungen oder allgemein anerkannte Regeln der Technik nicht gibt (nicht geregelte Bauprodukte), müssen 1. eine allgemeine bauaufsichtliche Zulassung oder 2. ein allgemeines bauaufsichtliches Prüfzeugnis oder 3. eine Zustimmung im Einzelfall haben. Ausgenommen sind Bauprodukte der Liste C. In Bauregelliste A Teil 1 werden ganz allgemein solche technischen Regeln angegeben, die zur Erfüllung der Anforderungen der LBO von Bedeutung sind und die die betroffenen Produkte hinsichtlich der Erfüllung der für den Verwendungszweck maßgebenden Anforderungen hinreichend bestimmen. Bei den technischen Regeln nach Bauregelliste A Teil 1 kann es sich also um Regeln handeln für Produkte, die europäisch noch nicht harmonisiert worden sind. Dann geht es um traditionelle technische Regeln nach dem bisher gewohnten nationalen System. Dies können auch nicht harmonisierte europäische Normen sein. Die Liste kann aber auch nationale Restnormen enthalten. Die Regel wäre dann beispielsweise zusammen mit einer in Bauregelliste B Teil 1 aufgeführten Norm anzuwenden. Bauregelliste B Das DIBt kann im Einvernehmen mit der obersten Bauaufsichtsbehörde in der Bauregelliste B festlegen, welche der Klassen und Leistungsstufen, die in Nor-

Bauregelliste A, Teil 1 • Polyurethan-Ortschaum mit CO2 als Treibmittel • Harnstoff-Formaldehydharz-Ortschaum für die Wärmedämmung • normal entflammbare Gipskarton-Verbundplatten aus Polystyrol- oder Polyurethan-Hartschaum als Dämmstoff • schwer entflammbare Gipskarton-Verbundplatten aus Polystyrol- oder Polyurethan-Hartschaum als Dämmstoff Bauregelliste B, Teil 1 Dämmstoffe im Geltungsbereich harmonisierter Normen nach BPR: – werkmäßig hergestellte Dämmstoffe aus • Mineralwolle (MW) • expandiertem Polystyrol (EPS) • extrudiertem Polystyrolschaum (XPS) • Polyurethan-Hartschaum (PUR) • Phenolharzschaum (PF) • Schaumglas (CG) • Holzwolle (WW) • Blähperlit (EPB) • expandiertem Kork (ICB) • Holzfasern (WF) – Wärmedämmputzmörtel – an der Verwendungsstelle hergestellte Wärmedämmung aus • Blähton-Leichtzuschlagsstoffen (LWA) • Produkten mit expandiertem Perlite (EP) • Produkten mit expandiertem Vermiculite (EV). Dämmstoffe, für die eine ETA ohne Leitlinie erteilt worden ist: • lose Schüttdämmstoffe aus pflanzlichen oder tierischen Fasern • werkmäßig hergestellte Dämmstoffe aus pflanzlichen oder tierischen Fasern • Dämmstoff-Befestigungselement • Spezialdübel für Wärmedämmverbundsysteme • Wärmedämmplatten aus mineralischem Material Bausätze im Geltungsbereich von Leitlinien für ETAs: • Außenseitige Wärmedämmverbundsysteme mit Putzschicht • nichtlasttragende verlorene Schalungsbausätze/ -systeme, bestehend aus Schalungs-/Mantelsteinen oder -elementen aus Wärmedämmstoffen und – mitunter – aus Beton Bausätze, für die eine ETA ohne Leitlinie erteilt worden ist: • Bausatz für ein verlorenes Schalungssystem aus Wärmedämmstoffen für ganze Gebäude 2

Rechtsvorschriften und Dämmstoffnormen Europäische Normen

Probe 1 Probe 2

1,50

Probe 3 Findley 1,67 Jahre

1,00

Stacuhung in %

50 Jahre

b

0,50 1

0,00

1 Zeit in h

10

100

men, Leitlinien oder europäischen technischen Zulassungen nach dem Bauproduktengesetz oder in anderen Vorschriften zur Umsetzung von Richtlinien der europäischen Gemeinschaften enthalten sind, Bauprodukte erfüllen müssen. Die Bauregelliste B Teil 1 ist keine vollständige Liste aller harmonisierten Bauprodukte. Es werden dort nur die Bauprodukte aufgeführt, für die es harmonisierte Spezifikationen gibt und wo es erforderlich ist, mit Bezug auf bestimmte Verwendungszwecke weitere Angaben zu den notwendigen Produkteigenschaften zu machen. In den Anlagen zu den Bauregellisten werden besondere nationale Anforderungen an • das Brandverhalten • die Nachweise gesundheitlicher Unbedenklichkeit • das Glimmverhalten • die Schimmelpilzresistenz • das Setzungsverhalten und • Hinweise auf die Erfüllung des Chemikaliengesetzes für den jeweiligen Dämmstoff separat festgelegt. Die Bauregellisten A und B werden unter Einbeziehung der Fachöffentlichkeit geändert. Tabelle 2 zeigt, welche Dämmstoffe zur Zeit in der Bauregelliste (Ausgabe 2006/1) aufgeführt sind. Europäische Normen und Zulassungen für Wärmedämmstoffe Mit dem Mandat M/103 erging 1995 offiziell der Auftrag der EU-Kommission an die europäische Normenorganisation CEN, Produkte für den baulichen Wärmeschutz zu normen. Ziel der harmonisierten Dämmstoffnormen sollte sein, die Grundlagen für einen freien Warenverkehr in Europa zu schaffen. Aus diesem Grund sollen die Dämmstoffe

1000

10000

100000

1000000

• einheitlich geprüft (EN-Prüfnormen), • einheitlich beschrieben (EN-Produktnormen) und • einheitlich zertifiziert werden (EN-Konformitätsnormen zusammen mit EN-Produktnormen). Im Mandat wurde eine ganze Reihe von bauphysikalischen Eigenschaften spezifiziert, die die Normen abdecken mussten. Bedingt durch die (rechtlichen) Rahmenbedingungen der Mitgliedsstaaten mussten bei der Normungsarbeit folgende Punkte beachtet werden, die hier zum besseren Verständnis der Strukturierung der fertigen Normen erwähnt werden: • Trennung von Regelungen für das Produkt einerseits und für seine Verwendung andererseits, • Aufteilung der Normen in einen harmonisierten und einen nicht harmonisierten Teil, • Anspruch an die Normung, nicht das Produkt, sondern seine Leistung zu beschreiben (»Performance-Konzept«), • Berücksichtigung sehr unterschiedlicher baurechtlicher Traditionen und dementsprechend unterschiedlich aufgebauter Regelwerke, denen die Verwendung von Bauprodukten national unterliegt. Das zuständige CEN/TC1 88 »Insulating materials and products« erarbeitete das erste Paket an Produkt- und zugehörigen Prüfnormen. Das DIN hat dann diese Normen im Oktober 2001 veröffentlicht. Nach einer so genannten Koexistenzperiode, während der in Deutschland die Dämmstoffe sowohl mit dem europäischen CEals auch mit dem nationalen Ü-Zeichen in den Verkehr gebracht werden konnten, gilt seit dem 15. 05. 2003, dass nationale Normen, die den harmonisierten Normen entgegenstehen, zurückgezogen werden müssen. Die nationalen Normen, die den harmonisierten Normen nicht entgegenstehen, bleiben aber einschließlich der dazugehö-

Messung des Kriechverhaltens von extrudiertem Polystyrolschaum (XPS) a Prüfapparatur b Beispiel für eine Auswertekurve mit Extrapolation auf 50 Jahre nach Findley für das LangzeitKriechverhalten bei Dauerdruckbeanspruchung

rigen Prüfnormen weiterhin gültig. Die folgenden zehn harmonisierten Normen gelten für die Spezifikation von Wärmedämmstoffen des Hochbaus: • DIN EN 13162: Werkmäßig hergestellte Produkte aus Mineralwolle (MW) • DIN EN 13163: Werkmäßig hergestellte Produkte aus expandiertem Polystyrol (EPS) • DIN EN 13164: Werkmäßig hergestellte Produkte aus extrudiertem Polystyrolschaum (XPS) • DIN EN 13165: Werkmäßig hergestellte Produkte aus Polyurethan-Hartschaum (PUR) • DIN EN 13166: Werkmäßig hergestellte Produkte aus Phenolharzschaum (PF) • DIN EN 13167: Werkmäßig hergestellte Produkte aus Schaumglas (CG) • DIN EN 13168: Werkmäßig hergestellte Produkte aus Holzwolle (WW) • DIN EN 13169: Werkmäßig hergestellte Produkte aus Blähperlit (EPB) • DIN EN 13170: Werkmäßig hergestellte Produkte aus expandiertem Kork (ICB) • DIN EN 13171: Werkmäßig hergestellte Produkte aus Holzfasern (WF) Für eine ganze Reihe von Produkten (insitu-Dämmstoffe, Dämmstoffe für haustechnische Anlagen) sind Spezifikationsnormen noch im Abstimmungsprozess; es ist zu erwarten, dass diese Normen im Laufe der Jahre 2007 und 2008 von CEN publiziert werden. Eine aktuelle Übersicht fertiger bzw. in Arbeit befindlicher Normen kann unter www.cen.eu abgerufen werden. 1

TC: Technical Committee

63

Rechtsvorschriften und Dämmstoffnormen Europäische Normen

Ermittlung der deklarierten Wärmeleitfähigkeit nach DIN EN 13162 bis DIN EN 13171 Die deklarierte Wärmeleitfähigkeit λD wird auf Grundlage von statistisch ausgewerteten Messergebnissen ermittelt (λ90/90) und in Stufen von 0,010 W/(m•K) angegeben. Aus dem Messergebnis λ90/90 = 0,0291 W/(m•K) ergibt sich beispielsweise der deklarierte Wert λD = 0,030 W/(m•K). Der Wert λ90/90 bedeutet, dass mit einer Sicherheitswahrscheinlichkeit von 90 % davon ausgegangen werden kann, dass jeder weitere noch zu ermittelnde Messwert der Wärmeleitfähigkeit λ mit einer Wahrscheinlichkeit von 90 % den Wert λ90/90 nicht überschreiten wird.

Berechnet wird λ90/90 aus dem Mittelwert λm von in der Regel mindestens 10 Messergebnissen, der dabei ermittelten Standardabweichung sλ und einem Faktor k, der die Anzahl der vorhanden Messergebnisse berücksichtigt (λ90/90 = λm + k • sλ). Aus Tabellen der Statistiklehre folgt für 10 Messwerte k = 2,07 und für 2000 Messwerte k = 1,32. Das heißt, bei einer großen Streuung der Produktion steigt der anzugebende Wert λD. Aus der Nenndicke dN des Produktes und dem λ90/90-Wert ergibt sich der Wärmedurchlasswiderstand R90/90 gemäß der Formel R90/90 = dN / λ90/90.

2

Ausgewählte Eigenschaften und ihre Bezeichnungen nach den europäischen Produktnormen Eigenschaft

Bezeichnung nach ENProduktnormen

Nennwert der Wärmeleitfähigkeit

λD

Nennwert des Wärmedurchlasswiderstandes

RD

Brandverhalten (Euroklassen)

1

A1, A2, B, C, D, E, F

Druckfestigkeit bzw. Druckspannung bei 10 % Stauchung

CS(10 Y)

Zugfestigkeit senkrecht zur Plattenebene

TR

Kriechverhalten

CC(i1/i2/γ)σC

Wasseraufnahme bei kurzzeitigem teilweisem Eintauchen

WS

Wasseraufnahme bei langzeitigem teilweisem Eintauchen

WL(P)

Wasseraufnahme bei langzeitigem vollständigem Eintauchen

WL(T)

Frost-Tau-Wechselbeständigkeit

FT

Wasserdampfdiffusion

MU

Punktlast bei vorgegebener Verformung

FP

Dimensionsstabilität im Normalklima

DS(N)

Dimensionsstabilität bei definierter Temperaturund Feuchtebelastung

DS(TH)

Verformungsverhalten bei definierter Druck- und Temperaturbeanspruchung

DLT(i)

Breite

b

Zusammendrückbarkeit

c

Dicke

d

Stufen der Zusammendrückbarkeit

CP

Praktischer Schallabsorptionsgrad

αp

Bewerteter Schallabsorptionsgrad

αw

Dynamische Steifigkeit

SD

Biegefestigkeit

BS

Klasse der Grenzabmaße der Dicke

T

Dicke unter Belastung von 250 Pa

dL

Dicke unter Belastung von 2 kPa nach Entfernen einer zusätzlichen Belastung von 48 kPa

dB

64

Normen – Struktur und Inhalte Aufgrund der Vorgaben der EU-Kommission und eines »model standard« sind die Normen inhaltlich gleich strukturiert: 1. Anwendungsbereich 2. Normative Verweisungen 3. Begriffe, Symbole, Einheiten und Abkürzungen 4. Anforderungen 5. Prüfverfahren 6. Bezeichnungsschlüssel 7. Konformitätsbewertung 8. Kennzeichnung und Etikettierung Anhang A (normativ) Bestimmung des Wärmedurchlasswiderstandes und der Wärmeleitfähigkeit Anhang B (normativ) Werkseigene Produktionskontrolle Anhang ZA (informativ) Abschnitte dieser europäischen Norm, die Bestimmungen der EG-Bauproduktenrichtlinie betreffen. Anhang ZA ist praktisch für alle Normen identisch; er wurde von der EU-Kommission vorgeschrieben. Zu den Pflichtanhängen A und B können noch informative Anhänge hinzukommen, die stoffspezifische Erläuterungen geben. Im Hauptteil 4 der Normen (»Anforderungen«) werden die Produktleistungen unterschiedlich in Stufen und Klassen, in Grenzwerten oder in Nennwerten angegeben. Die Anforderungen gliedern sich wie folgt: • für alle Anwendungszwecke in Wärmedurchlasswiderstand (Wärmeleitfähigkeit), lineare Eigenschaften und Handling-Eigenschaft(en), • für bestimmte Anwendungszwecke spezifisch für jedes Produkt in mechanische und/oder hygrische Eigenschaften1. Tabelle 1 gibt einen Überblick über die

Eigenschaften und ihre Bezeichnungen nach den EN-Produktnormen Teil 4. Letztere sind wichtig zum Verständnis der deutschen Anwendungsnormen. Auf zwei europäisch neu definierte Eigenschaften, die Wärmeleitfähigkeit und die Klassifizierung des Brandverhaltens, wird im Folgenden explizit eingegangen. Wärmeleitfähigkeit, Wärmedurchlasswiderstand Die Wärmeleitfähigkeit eines Dämmstoffes wird vom Hersteller als deklarierter Wert oder Nennwert angegeben. Die deklarierte Wärmeleitfähigkeit λD wird auf der Grundlage von statistisch ausgewerteten Messergebnissen ermittelt (λ90/90), wobei λD in Stufen von 0,010 W/(m•K) anzugeben ist (Tabelle 2). Die Erfassung der Qualitätsstreuung bei der Produktion von Wärmedämmstoffen war in dieser Form in Deutschland nicht üblich. Bisher wurde die Wärmeleitfähigkeit von einer zufällig entnommenen Stichprobe bestimmt, die dabei einen bestimmten Grenzwert nicht überschreiten durfte. Das Verfahren nach den europäischen Normen stellt somit eine andere statistische Absicherung des deklarierten Wertes der Wärmeleitfähigkeit λD – oder des Nennwertes der Wärmeleitfähigkeit – dar. Brandverhalten Entsprechend der europäischen Norm EN 13501 werden folgende Klassifizierungen hinsichtlich der Brennbarkeit von Baustoffen (reaction to fire) vorgenommen: A1 + A2 kein Beitrag zum Brand B sehr begrenzter Brandbeitrag • Wärmeausbreitung • Flammenausbreitung • Rauchausbreitung C begrenzter Brandbeitrag D hinnehmbarer Brandbeitrag E hinnehmbares Brandverhalten

Rechtsvorschriften und Dämmstoffnormen Europäische Zulassungen, Leitlinien

3

F

• hinnehmbare Entzündbarkeit • begrenzte Flammenausbreitung keine Brandschutzleistung erklärt

Neben den oben aufgeführten Hauptkriterien werden zusätzlich die Rauchentwicklung (s = smoke) und das brennende Abtropfen (d = droplet) von Baustoffen in mehreren Stufen klassifiziert. Die Rauchklassen sind mit s1, s2 und s3 festgelegt, und für das brennende Abtropfen erfolgt die Klassifizierung mit d0, d1 und d2 (siehe hierzu auch S. 14 und S. 102). Im Abschnitt »Nationale Anwendungsnormen und -zulassungen« (Tabelle 2, S. 70) wird die Umsetzung der europäischen Klassen in die deutschen bauaufsichtlichen Anforderungen beschrieben. Europäische technische Zulassungen, Leitlinien Europäische technische Zulassungen (ETAs) kann es nur für Bauprodukte, nicht für Bauarten geben; für letztere bleibt es bei der allgemeinen bauaufsichtlichen Zulassung. Sind für ein Bauprodukt weder harmonisierte noch anerkannte Normen bekannt gemacht, ist die Brauchbarkeit durch eine ETA nachzuweisen, insbesondere wenn für dieses Produkt Leitlinien (ETAGs) verabschiedet worden sind (Begriffe siehe S. 59/60). Gibt es solche Leitlinien nicht, kann die Brauchbarkeit entweder weiterhin sowohl durch eine allgemeine bauaufsichtliche Zulassung nachgewiesen werden als auch durch eine europäische technische Zulassung ohne Leitlinie. Dies erfolgt dann aufgrund des Einvernehmens unter den Stellen (EOTA2), die europäische technische Zulassungen erteilen,

1 2

Eigenschaften bei Feuchte- und Wassereinwirkung European Organisation for Technical Approvals EOTA, Europäische Organisation für Technische Zulassungen, in Deutschland das DIBt

Messung der Wärmeleitfähigkeit mit dem Zweiplattengerät

wenn die europäische Kommission dies gestattet hat. Eine ETA wird auf schriftlichen Antrag des Herstellers oder seines Vertreters in der europäischen Union durch eine europäische Zulassungsstelle, unbeschadet der Rechte Dritter, widerruflich in der Regel für fünf Jahre erteilt und gilt in der gesamten EU und in den Vertragsstaaten des europäischen Wirtschaftsraums EWR. Die Kommission erteilt nach Befassung des Ständigen Ausschusses für das Bauwesen Aufträge zur Erarbeitung von Leitlinien für ETAs an die EOTA. Leitlinien sollen insbesondere enthalten • den Geltungsbereich, • konkrete Anforderungen an das Produkt im Sinne der wesentlichen Anforderungen, • die Prüfverfahren, • Methoden zur Auswertung und Beurteilung der Prüfergebnisse, • die Verfahren zur werkseigenen Produktionskontrolle und zum Nachweis der Konformität mit der technischen Spezifikation ETA und • die Geltungsdauer der ETA. Die Mandate der Kommission an die EOTA umfassen Vorgaben für • die Erstellung der Leitlinien für ein bestimmtes Produkt, das auch ein ganzer Bausatz (kit) sein kann oder eine Produktfamilie, • den erforderlichen Inhalt der technischen Regeln (Anwendungsbereich, Produktbeschreibung, Definition der Produkteigenschaften, Methoden zur Beschreibung der Produkteigenschaften, Klassen und Stufen), • die Umsetzung des vorgeschriebenen Konformitätsbescheinigungsverfahrens und • die Beachtung der Vorschriften über gefährliche Substanzen.

3

Ist für ein Produkt das Konformitätsbescheinigungsverfahren 3 (Erstprüfung des Produkts durch eine anerkannte Prüfstelle, Herstellererklärung) oder 4 (Erstprüfung des Produkts durch den Hersteller, Herstellererklärung) vorgeschrieben und weicht das Produkt nur unwesentlich von den entsprechenden Normen oder ETA’s ab, so genügt als Nachweis der Brauchbarkeit eine Erstprüfung des Produkts aufgrund der besagten technischen Regeln durch eine Prüfstelle im Rahmen des Konformitätsverfahrens (s. S. 71ff.); eine EOTA-Stelle ist also in diesem Verfahren nicht beteiligt, nicht einmal dann, wenn die Abweichung von einer ETA zu beurteilen ist. Dies trifft auf Wärmedämmprodukte zu, soweit sie nicht für Brandschutzzwecke verwendet werden. Ein Verwendbarkeits- oder ein Anwendbarkeitsnachweis dient nach Bauordnungsrecht stets nur der Abwehr von Gefahren, insbesondere dem Schutz von Leben und Gesundheit. Nur daraus, nicht aus höherwertigen (privaten) Qualitätsansprüchen – also etwa aus dem Bereich der Vorsorge – lassen sich die an Produkte oder Bauarten zu stellenden Anforderungen als so genannte »Mindestanforderungen« im Zulassungsverfahren ableiten. Beispielhaft wird hier die ETAG Nr. 004 kurz erläutert: Die Leitlinie für europäische Technische Zulassungen Nr. 004 »Außenseitige Wärmedämmverbundsysteme mit Putzschicht« wurde im März 2000 von der EOTA veröffentlicht und am 19. Mai 2001 durch das zuständige deutsche Ministerium im Bundesanzeiger bekannt gemacht. Die Leitlinie gibt in sehr detaillierter Form Hinweise zur Beurteilung der Brauchbarkeit (in Abschnitt 2) und zur Bescheinigung der Konformität (in Abschnitt 3). Die Leitlinie wird als Basisdokument für die Erteilung natio65

Rechtsvorschriften und Dämmstoffnormen Nationale Anwendungsnormen

naler Zulassungen herangezogen und in der Bauregelliste B für Bausätze in Bezug genommen, also damit rechtsverbindlich. Dämmstoffnormen der zweiten Generation Die seit 2003 geltenden harmonisierten Produktnormen für Dämmstoffe (die so genannte erste Normengeneration) heben im wesentlichen auf bestimmte Produktmerkmale ab, die die technische Leistungsfähigkeit bezogen auf mechanische Festigkeit, Brand-, Schall- und Wärmeschutz wiedergeben. Das der wesentlichen Anforderung 3 »Hygiene, Gesundheit, Umweltschutz« (BPR) zugeordnete Grundlagendokument Nr. 3 nennt als Anforderung an das Bauwerk, dass die Nutzer nicht durch folgende Einwirkungen gefährdet werden: • Freisetzung giftiger Gase, • Vorhandensein gefährlicher Teilchen oder Gase in der Luft, • Emission gefährlicher Strahlen, • Wasser- oder Bodenverunreinigung oder -vergiftung, • unsachgemäße Beseitigung von Abwasser, Rauch, festem oder flüssigem Abfall, • Feuchtigkeitsansammlung in Bauteilen und auf deren Oberflächen in Innenräumen. Unter diesen Aspekten werden auch die Bauprodukte betrachtet, die mit entsprechenden Schadstoffen oder gefährlichen Substanzen (dangerous substances) in Verbindung zu bringen sind. Diese Anforderungen lassen sich allgemein als gesundheitliche Unbedenklichkeit eines Bauproduktes bezeichnen. Hervorzuheben ist, dass sich alle Überlegungen zu den »dangerous substances« auf die Nutzungsphase eines Bauwerks, also nur auf einen bestimmten Abschnitt des Lebenszyklus beziehen. Die Kommission hat in jüngster Zeit im An66

schluss an die Veröffentlichung des Leitpapiers H zu den »dangerous substances« etliche Anstrengungen unternommen, um die technische Harmonisierung in Richtung gesundheitliche Unbedenklichkeit voranzutreiben. Inzwischen liegt das Normungsmandat M/366 »Entwicklung von horizontalen standardisierten Bemessungsmethoden für gefährliche Substanzen« mit folgenden Aufgaben vor: • Festlegung der zu behandelnden Stoffe, aber keine Festlegung von Grenzwerten, • Entwicklung von Freisetzungsszenarien, • Entwicklung der Grundlagen zu Prüfmethoden. Das daraufhin gegründete CEN/TC 351 »Construction Products: Assessment of the release of dangerous substances« hat dieses Jahr die Arbeit aufgenommen. Wenn die Aufgaben von TC 351 im Jahre 2010 erfüllt sind, können dann in einem zweiten Schritt die jeweiligen Produktnormen ergänzt werden. Der Hersteller weiß dann, welche Anforderungen zur Umweltverträglichkeit sein Produkt erfüllen muss, um die CE-Kennzeichnung korrekt vornehmen zu können. Nationale Anwendungsnormen und Anwendungszulassungen Auf der Grundlage der europäischen technischen Harmonisierung haben die Mitgliedsstaaten für die Entwicklung von Regeln für die spezielle Verwendbarkeit von Dämmstoffen beim Einbau in Bauwerke, z. B. in Dach oder Wand, zu sorgen. Hier sind die Mitgliedstaaten einerseits souverän, weil sie – wie in der Bauproduktenrichtlinie ausdrücklich festgehalten – aufgrund der unterschiedlichen geographischen, klimatischen und lebensgewohnheitlichen Verhältnisse die Verantwortung für die auf ihrem Territorium errichteten Bauwerke tragen. Ande-

rerseits sollen sich die nationalen Verwendungsregeln alle auf die harmonisierten europäischen Produkt-, Prüf- und Konformitätsbewertungsnormen beziehen. Das führt zu Transparenz und europäischer Vergleichbarkeit und zu Planungssicherheit beim Hersteller, der sein Produkt damit genau auf den jeweiligen Absatzmarkt des Mitgliedsstaates einstellen kann. Die Verwendbarkeit von Dämmstoffen ist in Deutschland durch das Bauordnungsrecht gesetzlich geregelt, konkret über die Bauregelliste B und die Technischen Baubestimmungen, die sich wiederum auf bestimmte DIN-Normen beziehen. Der Anwender in Deutschland muss sich im gesamten Regelwerk neu orientieren, um die Vorteile des erweiterten Angebotes im europäischen Binnenmarkt für seine Produktentscheidung nutzen zu können. Dabei ist für ihn vor allem die Frage nach Anwendungsgebieten, Bemessungswerten der Wärmeleitfähigkeit und Verlässlichkeit der Angaben zur Leistungsfähigkeit von besonderer Bedeutung. In der Bauregelliste B Teil 1 sind gemäß der MBO entsprechende Regelungen der Länderbauordnungen festgelegt, welche Klassen und Leistungsstufen Dämmstoffe erfüllen müssen, um ihre Verwendung sicherzustellen. Die geforderten Klassen und Leistungsstufen sind in Normen, Leitlinien oder europäischen technischen Zulassungen nach dem BauPG oder in anderen Vorschriften zur Umsetzung von Richtlinien der EG enthalten. In Deutschland gilt folgende Vorgehensweise: 1. In die Bauregelliste B Teil 1 werden über die Bestimmungen gemäß BPR hinausgehend in geeigneten Fällen auch Festlegungen im Hinblick auf weitere Klassen, Leistungsstufen und Anwendungsbedingungen aufgenommen. 2. Die Bauregelliste B Teil 1 enthält somit die Spalten »lfd. Nr.«, »Bauprodukt«, »Norm / Leitlinie / europäische techni-

Rechtsvorschriften und Dämmstoffnormen Nationale Anwendungsnormen

Anwendungsgebiete von Wärmedämmungen und Anwendungsbeispiele gemäß DIN V 4108-10:2004-06

sche Zulassung«, »Verwendungszweck« und »erforderliche Klassen und Leistungsstufen«. 3. Weitere in den Technischen Baubestimmungen zur Verwendung der Produkte vorgesehene Klassen, Leistungsstufen und Anwendungsbedingungen werden für jede Produktnorm / Leitlinie / technische Zulassung in einem neuen produktbezogenen Teil in der bestehenden Liste der Technischen Baubestimmungen festgelegt. 4. Für diese Festlegungen sind vom DIN

Decke, Dach

DAD

DAA

DUK

DZ

DI

DEO

DES

Außendämmung von Dach oder Decke, vor Bewitterung geschützt, Dämmung unter Deckungen Außendämmung von Dach oder Decke, vor Bewitterung geschützt, Dämmung unter Abdichtungen Außendämmung des Daches, der Bewitterung ausgesetzt (Umkehrdach) Zwischensparrendämmung, zweischaliges Dach, nicht begehbare, aber zugängliche oberste Geschossdecken Innendämmung der Decke (unterseitig) oder des Daches, Dämmung unter den Sparren/ Tragkonstruktion, abgehängte Decke usw.

Differenzierungen von bestimmten Dämmstoffeigenschaften – Auszug aus DIN V 4108-10:2004-06 Produkteigenschaft Kurzzeichen

Innendämmung der Decke oder Bodenplatte (oberseitig) unter Estrich ohne Schallschutzanforderungen

Druckbelastbarkeit

Innendämmung der Decke oder Bodenplatte (oberseitig) unter Estrich mit Schallschutzanforderungen

Perimeter

PW

PB

Außenliegende Wärmedämmung von Wänden gegen Erdreich (außerhalb der Abdichtung) Außenliegende Wärmedämmung unter der Bodenplatte gegen Erdreich (außerhalb der Abdichtung)

Wasseraufnahme

Wand WAB

Außendämmung der Wand hinter Bekleidung

WAA

Außendämmung der Wand hinter Abdichtung

WAP

Außendämmung der Wand unter Putz (Sockeldämmung, Wärmebrückendämmung)

Zugfestigkeit

Beschreibung

Beispiele

dk

keine Druckbelastbarkeit

Hohlraumdämmung, Zwischensparrendämmung

dg

geringe Druckbelastbarkeit

Wohn- und Bürobereich unter Estrich

dm

mittlere Druckbelastbarkeit

nicht genutztes Dach mit Abdichtung

dh

hohe Druckbelastbarkeit

genutzte Dachflächen, Terrassen

ds

sehr hohe Druckbelastbarkeit

Industrieböden, Parkdeck

dx

extrem hohe Druckbelastbarkeit

hoch belastete Industrieböden, Parkdeck

wk

keine Anforderungen an die Wasseraufnahme

Innendämmung im Wohn- und Bürobereich

wf

Wasseraufnahme durch flüssiges Wasser

Außendämmung von Außenwänden und Dächern

wd

Wasseraufnahme durch flüssiges Wasser und/oder Diffusion

Perimeterdämmung, Umkehrdach

zk

keine Anforderungen an Zugfestigkeit

Hohlraumdämmung, Zwischensparrendämmung

zg

geringe Zugfestigkeit

Außendämmung der Wand hinter Bekleidung

zh

hohe Zugfestigkeit

Außendämmung der Wand unter Putz, Dach mit verklebter Abdichtung

sk

keine Anforderungen an schalltechnische Eigenschaften

alle Anwendungen ohne schalltechnische Anforderungen

WZ

Dämmung von zweischaligen Wänden, Kerndämmung Dämmung von Holzrahmen- und Holztafelbauweise

sh

WH

Trittschalldämmung, erhöhte Zusammendrückbarkeit

sm

mittlere Zusammendrückbarkeit

Innendämmung der Wand

sg

Trittschalldämmung, geringe Zusammendrückbarkeit

tk

keine Anforderungen an die Verformung

Innendämmung

tf

Dimensionsstabilität unter Feuchte und Temperatur

Außendämmung der Wand unter Putz, Dach mit Abdichtung

ti

Verformung unter Last und Temperatur

Dach mit Abdichtung

WI

WTH

WTR

1

»Anpassungsnormen« (Anwendungsnormen und Zulassungen) so zu erstellen, dass mit ihrer Hilfe die harmonisierten Produktnormen mit den Technischen Baubestimmungen anwendbar und kompatibel sind. Für die Überarbeitung erteilter Zulassungen gilt Entsprechendes. 5. Bei der Erstellung der »Anpassungsnormen« sollen nur Regelungen aufgenommen werden, die zur Erreichung der öffentlich-rechtlichen Schutzziele gerechtfertigt sind.

Schalltechnische Eigenschaften

Verformung

Dämmung zwischen Haustrennwänden mit Schallschutzanforderungen Dämmung von Raumtrennwänden 2

schwimmender Estrich, Haustrennwände

67

Rechtsvorschriften und Dämmstoffnormen Nationale Mindestanforderungen, Wärmeleitfähigkeit

Es darf aber nicht in den Regelungsbereich der harmonisierten technischen Spezifikation eingegriffen werden. Die nationalen Anwendungsregeln dürfen keinerlei Auswirkungen auf das (nach europäischem Recht) CE-gekennzeichnete Produkt haben. Das CE-gekennzeichnete Produkt als solches ist zu akzeptieren; lediglich seine Verwendung kann national geregelt und beispielsweise auf bestimmte Einsatzbereiche begrenzt werden. Dies kann gegebenenfalls in Abhängigkeit von den nach der harmonisierten Spezifikation möglichen und bei der CE-Kennzeichnung angegebenen Stufen, Klassen und Nennwerten erfolgen. Für Anwendungsnormen und Anwendungszulassungen gilt, • dass sie sich im Wesentlichen auf die Erfüllung der bauaufsichtlichen Anforderungen an die Bauwerke, unter Beibehaltung des bestehenden oder neu begründeten Sicherheitsniveaus und unter Berücksichtigung der Erfordernisse der Dauerhaftigkeit und Wirtschaftlichkeit, sowie gegebenenfalls auf Ausführungsregeln beschränken müssen (sie können allerdings auch Wünschen der interessierten Kreise z. B. nach einer übersichtlicheren zusammenfassenden Darstellung von Anwendungsklassen entsprechen), • dass sie sich auf die Festlegung der einzuhaltenden Stufen, Klassen und Verwendungsbedingungen sowie der Methoden zur Ermittlung der Bemessungswerte der Produkteigenschaften aus den Nennwerten beschränken müssen, • dass die Verfahren zur Ermittlung der Bemessungswerte der Produkteigenschaften aus den Nennwerten so festzulegen sind, dass das bisher bei Verwendung von Produkten mit Ü-Zeichen erzielte oder neu begründete Sicherheitsniveau der Bauwerke auch bei Verwendung von Produkten mit CE-Kennzeich68

nung zu erreichen ist. Hierfür kann beispielsweise ein Korrekturfaktor erforderlich werden; dieser könnte in der Bauregelliste B Teil 1 bzw. in der Muster-Liste der Technischen Baubestimmungen angegeben werden. Es kann auch bedeuten, dass zum Nachweis bestimmter Sicherheitsniveaus im Zusammenhang mit der Verwendung eine allgemeine bauaufsichtliche Zulassung erforderlich wird. Wenn die Anwendungsregeln in Form von Normen vorliegen, so sollten diese umfassend sein. Das DIN veröffentlicht Anwendungsnormen in der Normenreihe DIN V 20000 »Anwendung von Bauprodukten in Bauwerken«. Anwendungsnormen werden in Anlagen zur Muster-Liste der Technischen Baubestimmungen1 in Bezug genommen. Auch Anwendungszulassungen sollten alle möglichen bzw. vom Hersteller für das Produkt vorgesehenen Verwendungszwecke erfassen. DIN V 4108-10 »Mindestanforderungen« Wie bereits ausgeführt, sind mit den harmonisierten europäischen Produktnormen keine Aussagen über die Verwendbarkeit der einzelnen Dämmstoffe gegeben. Dies geschieht in Deutschland gemäß der DIN V 4108-10 »Wärmeschutz und Energieeinsparung in Gebäuden – Anwendungsnorm für Dämmstoffe im Bauwesen«. In dieser Norm sind die Mindestanforderungen an Wärmedämmstoffe im Hochbau in Abhängigkeit vom Einsatzbereich angegeben. In der DIN V 4108-10 sind die einzelnen Anwendungsbereiche festgelegt und tabellarisch mittels Kurzzeichen und bildern dargestellt (Tabelle 1, S. 67). Die Differenzierung bestimmter Eigenschaften innerhalb der Anwendungsgebiete geschieht ebenfalls mittels Kurzzeichen (Tabelle 2, S. 67). Die Verknüpfung der Mindestanforderun-

gen an den Dämmstoff für ein spezielles Anwendungsgebiet mit den jeweiligen Produkteigenschaften geschieht in einer Matrix – jeder Dämmstoff, beschrieben in den harmonisierten Normen DIN EN 13162 bis DIN EN 13171 hat in der DIN V 4108-10 eine eigene Matrix; Tabelle 1 zeigt beispielhaft für Polyurethan-Hartschaum (PUR) die Verknüpfung des Anwendungsgebietes »Dach, Decke« mit der zugehörigen Produktnorm DIN EN 13165. Da die Bezeichnungen verschlüsselt sind, müssen die Angaben mit Hilfe der jeweiligen Produktnorm »dechiffriert« werden. Umgekehrt erlaubt es die Norm wegen der Gliederung nach Produkten nicht, für eine bestimmte Anwendung, z. B. DAA, alle in Frage kommenden Dämmstoffe »nebeneinander« zu legen; ein Quervergleich anwendungsbezogener Mindestanforderungen ist nur durch das Nebeneinanderlegen aller Tabellen der DIN V 4108-10 möglich. DIN V 4108-4 »Wärmeleitfähigkeit« Bei den als Technische Baubestimmungen eingeführten Planungs-, Bemessungsund Ausführungsregeln handelt es sich – wie oben erwähnt – größtenteils um Normen des DIN. So ist auch die Norm DIN V 4108-4 »Wärmeschutz und Energie-Einsparung in Gebäuden, Teil 4: Wärmeschutz und feuchteschutztechnische Bemessungswerte« bauaufsichtlich eingeführt. In dieser Norm, deren neueste Fassung im Juni 2007 erschienen ist, werden die entsprechenden Bemessungswerte für genormte Bauprodukte aufgeführt, auch für Dämmstoffe nach den harmonisierten Normen DIN EN 13162 bis DIN EN 1

Muster-Liste der Technischen Baubestimmungen – enthält technische Regeln für die Planung, Bemessung und Konstruktion baulicher Anlagen und ihrer Teile. In Abschnitt 4 »Technische Regeln zum Wärme- und Schallschutz« werden für den Wärmeschutz die Teile der DIN 4108 in Bezug genommen

Rechtsvorschriften und Dämmstoffnormen Nationale Mindestanforderungen, Wärmeleitfähigkeit

Auszug aus der DIN V 4108-10, Tabelle 6 Mindestanforderungen an PUR-Dämmstoffe nach DIN EN 131651 für Anwendungen in Dach und Decke Anwendungs- Kurzgebiete zeichen

Bezeichnungsschlüssel2 Grenzabmaße für die Dicken

Ebenheit nach einseitiger Befeuchtung

DS(TH)i

CS(10 Y) i

TRi

FWi

DS(TH)2

CS(10 Y) 100

–

–

dh

T2

DS(TH)2

CS(10 Y) 100

TR40

FW23

ds

T2

DS(TH)2

CS(10 Y) 150

TR40

FW23

keine genormte Anwendung

DZ DI DEO

Zugfestigkeit senkrecht zur Plattenebene

T2

DUK Dach, Decke

Druckspannung oder Druckfestigkeit bei 10 % Stauchung

Ti DAD DAA

Dimensionsstabilität unter definierten Temperatur- und Feuchtebedingungen

T2

DS(TH)2

–

–

– –

T2

DS(TH)2

CS(10 Y) 100

TR40

dh

T2

DS(TH)2

CS(10 Y) 100

–

–

ds

T2

DS(TH)2

CS(10 Y) 150

–

–

DES

keine genormte Anwendung

1

PUR schließt auch Polyisocyanurat-Hartschaum (PIR) mit ein. 2 siehe hierzu auch Tabelle 1 (S. 64) und Tabelle 5 (S. 75) 1 3 Gilt nur bei Verwendung von Deckschichten aus Papier.

Bemessungswerte der Wärmeleitfähigkeit und Richtwert der Wasserdampf-Diffusionswiderstandszahlen von PUR-Hartschaum – Auszug aus DIN V 4108-4:2007-06, Tabelle 2 Zeile Stoff

Kategorie I Nennwert

5.4

1

PolyurethanHartschaum (PUR) nach DIN EN 131655

Kategorie II

[W/(m•K)] λD

Bemessungswert [W/(m•K)] λ2

Grenzwert [W/(m•K)] λgrenz3

Bemessungswert [W/(m•K)] λ4

0,020

0,024

0,0195

0,020

0,021

0,025

0,0204

0,021

0,022

0,026

0,0214

0,022

0,023

0,028

0,0223

0,023

0,024

0,029

0,0233

0,024

0,025

0,030

0,0242

0,025

–

–

–

–

–

–

–

–

–

–

–

–

0,040

0,048

0,0428

0,045

Richtwert der WasserdampfDiffusionswiderstandszahl1 μ

40/200

Es ist jeweils der für die Baukonstruktion ungünstigere Wert einzusetzen. Bezüglich der Anwendung der μ-Werte siehe DIN 4108-3. λ = λD • 1,2 3 Der Wert λgrenz ist im Rahmen der technischen Spezifikation des jeweiligen Dämmstoffs festzulegen. 4 λ = λgrenz • 1,05 2 5 Die alternative Ermittlung von λ ist möglich nach Anhang C. 2

13171. Die Bemessungswerte für diese Dämmstoffe sind – im Unterschied zu den Nennwerten der europäischen Produktnormen – durch Sicherheitsfaktoren berichtigte Leistungswerte des Produkts, die in die Berechnungen von Bauteilen und Bauwerken eingehen. Die Bemessungswerte der Wärmeleitfähigkeit von Dämmstoffen werden in die Kategorien I und II unterteilt (Tabelle 2). Kategorie I Der nach der jeweiligen harmonisierten Produktnorm für die Wärmeleitfähigkeit deklarierte Nennwert λD (s. S. 64) wird in der DIN V 4108-4 in die Kategorie I eingeordnet und einem Bemessungswert λ zugeordnet, der einen Sicherheitsfaktor von 1,2 enthält. Dieser Sicherheitszuschlag soll gewährleisten, dass das Bauwerk mit Sicherheit einen bestimmten Dämmwert erreicht und die entsprechende Energieeinsparung erbringt. Kategorie II: In DIN V 4108-4 wird unter Kategorie II der Grenzwert λgrenz eingeführt, der mit einem Sicherheitsfaktor von 1,05 multipliziert wird, um zum Bemessungswert zu kommen. Ein solcher Grenzwert für die Wärmeleitfähigkeit ist in den europäischen Produktnormen nicht enthalten. Er wird im Rahmen einer allgemeinen bauaufsichtlichen Zulassung (abZ) festgestellt, die der Hersteller beantragen kann, wenn er für die Nachweise bei der Bemessung des Bauwerks die Anwendung des Sicherheitsfaktors 1,05 ermöglichen will. Die Zertifizierungsstelle legt zusammen mit dem Hersteller im Rahmen der Zertifizierung (im Zertifikat) diesen Grenzwert fest. In der Zulassung heißt es unter Punkt 2.2.1 »Im Rahmen der Produktion darf die Wärmeleitfähigkeit λi nach DIN EN 131xx einen Grenzwert der Wärmeleitfähigkeit λgrenz nicht überschreiten.« Der Hersteller vereinbart außerdem mit einer 69

Rechtsvorschriften und Dämmstoffnormen Brandverhalten, lineare Rohrdämmstoffe

1

anerkannten Überwachungsstelle eine regelmäßige Fremdüberwachung. Nach erteilter Zulassung und nach Erstprüfung erhält er dann von der Zertifizierungsstelle das Übereinstimmungszertifikat, auf dessen Grundlage er das Produkt mit dem ÜZeichen kennzeichnen darf. Klassifizierte Eigenschaften zum Brandverhalten Auf nationaler Ebene können die Anforderungen im Hinblick auf das Brandverhalten der Baustoffe von den einzelnen Ländern nach eigenem Ermessen festgelegt werden, wobei aber das europäische Klassifizierungssystem angewendet werden muss. Die Umsetzung der europäischen Klassen in die in Deutschland vorgesehenen bauaufsichtlichen Anforderungen ist in der Anlage zur Bauregelliste festgeschrieben (Tabelle 2). Durch diese differenziertere Beurteilung der Baustoffe ergeben sich auch veränderte Beurteilungen in brandschutztechnischer Hinsicht. Anders als nach der bisherigen Klassifizierung entsprechend DIN 4102-1 erfüllt nicht jeder Baustoff der neuen Klasse A die Anforderungen an nicht brennbare Baustoffe; so stellt eine Klassifizierung A2-s2, d0 oder A2-s1, d1 einen schwer entflammbaren Baustoff dar (s = smoke; d = droplets). Lineare Rohrdämmstoffe Die Energieeinsparverordnung EnEV verlangt neben der Optimierung der Gebäudehülle auch das Einbeziehen heizungsund raumlufttechnischer Anlagen in die Planung. Auf der Basis der (alten) Heizanlagenverordnung HeizAnlV von 1994 verlangt der Gesetzgeber in der EnEV die Begrenzung der Wärmeabgabe von Wärmeverteilungs- und Warmwasserleitungen sowie Armaturen durch entsprechende Wärmedämmung. Je nach Art der Leitungen und Armaturen, deren Lage und ins70

besondere ihrem Durchmesser wird eine Mindestdicke der Dämmschicht, bezogen auf eine Wärmeleitfähigkeit von λ = 0,035 W/(m•K), gefordert. Bei Materialien mit anderen Wärmeleitfähigkeiten als 0,035 W/(m•K) sind die Mindestdicken der Dämmschichten entsprechend umzurechnen. Für die Umrechnung und die Wärmeleitfähigkeit des Dämmmaterials sind die in den Regeln

der Technik enthaltenen Rechenverfahren und -werte zu verwenden. Seit 1995 werden bauaufsichtliche Zulassungen für Rohrdämmstoffe nach der HeizAnlV erteilt; folgende Eigenschaften werden beim Nachweis der Verwendbarkeit geprüft: • Die Wärmeleitfähigkeit nach DIN 52613 bei 40 °C Mitteltemperatur am Prüfrohr mit den unterschiedlichen Dämm-

Entsprechung der bauaufsichtlichen Anforderungen mit den europäisch klassifizierten Eigenschaften zum Brandverhalten – Auszug aus der Bauregelliste A Teil 1 Bauaufsichtliche Anforderung

Nicht brennbar

Schwer entflammbar

Zusatzanforderungen

Europäische Klasse nach DIN EN 13501-11

kein Rauch

Bauprodukte, ausgenommen lineare Rohrdämmstoffe

lineare Rohrdämmstoffe2 A1L

kein brennendes Abfallen/ Abtropfen

x

x

A1

x

x

A2 – s1, d0

A2L – s1, d0

x

x

B – s1, d0 C – s1, d0

BL – s1, d0 CL – s1, d0

x

A2 – s2,d0 A2 – s3, d0 B – s2, d0 B – s3, d0 C – s2, d0 C – s3, d0

A2L – s2, d0 A2L – s3, d0 BL – s2, d0 BL – s3, d0 CL – s2, d0 CL – s3, d0

A2 – s1, d1 A2 – s1, d2 B – s1, d1 B – s1, d2 C – s1, d1 C – s1, d2

A2L – s1, d1 A2L – s1, d2 BL – s1, d1 BL – s1, d2 CL – s1, d1 CL – s1, d2

A2 – s3, d2 B – s3. d2 C – s3, d2

A2L – s3, d2 BL – s3, d2 CL – s3, d2

D – s1, d0 D – s2, d0 D – s3, d0 E

DL – s1, d0 DL – s2, d0 DL – s3, d0 EL

D – s1, d1 D – s2, d1 D – s3, d1 D – s1, d2 D – s2, d2 D – s3, d2 E – d2

DL – s1, d1 DL – s2, d1 DL – s3, d1 DL – s1, d2 DL – s2, d2 DL – s3, d2 EL – d2

F

FL

x

x

Normal entflammbar

Leicht entflammbar 1

In den europäischen Prüf- und Klassifizierregeln ist das Glimmverhalten von Baustoffen nicht erfasst. Für Verwendungen, in denen das Glimmverhalten erforderlich ist, ist es nach nationalen Regeln nachzuweisen. 2 anwendbar nach Ergänzung der DIN EN 13501-1; 2 Mit dem Index L werden neuerdings die Brandverhaltensklassen für Dämmstoffe linearer Rohre identifiziert.

Rechtsvorschriften und Dämmstoffnormen Konformitätsbewertung

50 °C 45 °C 40 °C 35 °C 30 °C 25 °C 20 °C 15 °C 10 °C 5 °C 0 °C 3

-5 °C -

schichtdicken entsprechend den Rohrleitungs-Innendurchmessern • Die Abmessungen der Rohrdämmstoffe, deren Rohdichte und Dämmschichtdicke • Das Brandverhalten entsprechend der Baustoffklasse B1 (schwer entflammbar) nach DIN 4102 bzw. zukünftig nach DIN EN 13501-1 (s. Tabelle 2) • Die Zellgaszusammensetzung bei geschlossenzelligen Schaumkunststoffen (falls das Zellgas nicht Luft ist) je nach Herstellungsart und Treibmittel. Auf der Grundlage der Messwerte der Wärmeleitfähigkeit wird der Rechenwert nach der HeizAnlV festgesetzt und im Bundesanzeiger veröffentlicht. Soweit sich Leitungen von Zentralheizungen in beheizten Räumen oder in Bauteilen zwischen beheizten Räumen eines Nutzers befinden und ihre Wärmeabgabe durch freiliegende Absperreinrichtungen beeinflusst werden kann, werden keine Anforderungen an die Mindestdicke der Dämmschicht gestellt. Dies gilt auch für Warmwasserleitungen in Wohnungen bis zu einem Innendurchmesser von 22 mm, die weder in den Zirkulationskreislauf einbezogen noch mit elektrischer Begleitheizung ausgestattet sind. Gebräuchliche Dämmmaterialien auf Kunststoffbasis sind Polyethylen und synthetischer Kautschuk (Dämmschläuche); aber auch die Schaum-Dämmstoffe (PUR, XPS, EPS, Phenolharz- und Melaminharzschaum) werden für dieses Marktsegment als Halbzeug oder Fertigteil meist mit Außendeckschichten und einer inneren Kaschierung angeboten. National werden für diese Materialien Übereinstimmungszertifikate aufgrund bauaufsichtlicher Zulassungen erteilt. Auf europäischer Ebene wurden bisher (im CEN/TC 88 »Wärmedämmstoffe«)

1 3 4

Kleinbrennerprüfung zur Ermittlung der Normalentflammbarkeit Thermographieaufnahme einer fehlerhaften Rohrdämmung a CE-Kennzeichen b Ü-Zeichen 4a

Entwürfe von Normen für Dämmstoffe für die Haustechnik soweit fertig gestellt, dass sie den Mitgliedsstaaten zur Abstimmung vorgelegt werden können. Konformitätsbewertung Das deutsche Bauproduktengesetz (BauPG) – welches sich auf die europäische Bauproduktenrichtlinie (BPR) abstützt – verlangt in § 8 für Bauprodukte den Nachweis ihrer Konformität: »Ein Bauprodukt, dessen Brauchbarkeit sich nach bekannt gemachten harmonisierten oder anerkannten Normen oder nach europäischen technischen Zulassungen richtet, bedarf einer Bestätigung seiner Übereinstimmung (Konformität) mit diesen Normen oder Zulassungen nach den Absätzen 2 bis 7« (s. u.). Konformitätsnachweisverfahren Das Nachweisverfahren der Konformität kann gemäß § 8 bestehen aus: 1. Erstprüfung des Bauprodukts durch den Hersteller, 2. Erstprüfung des Bauprodukts durch eine Prüfstelle, 3. Prüfungen von im Werk entnommenen Proben nach festgelegtem Prüfplan durch den Hersteller oder eine Prüfstelle, 4. Stichprobenprüfung von im Werk, im freien Verkehr oder auf der Baustelle entnommenen Proben durch den Hersteller oder eine Prüfstelle, 5. Prüfung von Proben aus einem zur Lieferung anstehenden oder gelieferten Los durch den Hersteller oder eine Prüfstelle, 6. ständige Eigenüberwachung der Produktion durch den Hersteller (werkseigene Produktionskontrolle), 7. Erstinspektion des Werkes und der werkseigenen Produktionskontrolle durch eine Überwachungsstelle oder 8. laufende Überwachung, Beurteilung

b

und Auswertung der werkseigenen Produktionskontrolle durch eine Überwachungsstelle. Die Verfahren können entsprechend den Anforderungen an das Bauprodukt und seine Eigenschaften miteinander verbunden werden. Über die Tätigkeit der Prüfund Überwachungsstellen sowie über die Bewertung ihrer Ergebnisse kann eine Bestätigung durch eine Zertifizierungsstelle verlangt werden. Die Bestätigung der Konformität erfolgt durch • ein Konformitätszertifikat oder • eine Konformitätserklärung des Herstellers. Die unterschiedlichen Konformitätsnachweisverfahren führen in jedem Fall zum CE-Symbol, dem EU-Konformitätszeichen. Zusätzlich sind anzugeben: • Name oder Kennung des Herstellers und gegebenenfalls • Angaben zu den Produktmerkmalen, • die letzten beiden Ziffern des Herstelljahres, • das Symbol der eingeschalteten Überwachungsstelle und • die Nummer des EU-Konformitätszertifikates. Gemäß § 12 des BauPG gilt, dass ein Dämmstoff, der die CE-Kennzeichnung trägt, die widerlegbare Vermutung für sich hat, dass er brauchbar ist und dass die Konformität nachgewiesen ist. Systeme der Konformitätsbescheinigung Im schon zitierten Anhang ZA, der für alle harmonisierten Produktnormen inhaltlich identisch ist, und gemäß der BPR hat die EU-Kommission für Dämmstoffe folgende Systeme der Konformitätsbescheinigung vorgegeben: • System für werkmäßig hergestellte Dämmstoffe für jeden vorgesehenen Verwendungszweck: System 3 • Systeme für werkmäßig hergestellte 71

Rechtsvorschriften und Dämmstoffnormen Konformitätsbewertung

1

1

Produkte, die Brandverhaltensvorschriften unterliegen: Euroklasse A1, A2, B, C System 1 Euroklasse D, E System 3 Euroklasse F System 4 System 1 Zertifizierung der Konformität des Produkts durch eine zugelassene Zertifizierungsstelle aufgrund von: (Aufgaben des Herstellers) 1. werkseigener Produktionskontrolle, 2. zusätzlicher Prüfung von im Werk entnommenen Proben durch den Hersteller nach festgelegtem Prüfplan, (Aufgaben der Zertifizierungsstelle) 3. Erstprüfung des Produkts, 4. Erstinspektion des Werkes und der werkseigenen Produktionskontrolle, 5. laufender Überwachung, Beurteilung und Anerkennung der werkseigenen Produktionskontrolle; (Eine Stichprobenprüfung ist nicht vorgesehen.) System 3 Konformitätserklärung des Herstellers für das Produkt aufgrund von: 1. Erstprüfung des Produkts durch eine zugelassene Prüfstelle, 2. werkseigener Produktionskontrolle. System 4 Konformitätserklärung des Herstellers für das Produkt aufgrund von: 1. Erstprüfung durch den Hersteller, 2. werkseigener Produktionskontrolle. EU-Konformitätszertifikat Ein Konformitätszertifikat (System 1) wird auf Antrag des Herstellers oder seines Vertreters von der Zertifizierungsstelle erteilt, wenn die zum Nachweis der Konformität des Bauprodukts vorgeschriebenen Verfahren durchgeführt worden sind und dessen Konformität ergeben haben. Das Konformitätszertifikat ist gemäß 72

Druckspannungsprüfung

§ 10 BauPG in deutscher Sprache vorzulegen und hat insbesondere »Angaben zu enthalten über: 1. Name und Anschrift der Zertifizierungsstelle, 2. Name und Anschrift des Herstellers oder seines Vertreters, 3. Beschreibung des Bauprodukts, 4. bekannt gemachte harmonisierte oder anerkannte Normen oder europäische technische Zulassungen, die für die Beurteilung des Bauprodukts maßgeblich sind, 5. besondere Verwendungshinweise, 6. Nummer des Zertifikats, gegebenenfalls Angaben zu Nebenbestimmungen und zur Gültigkeitsdauer des Zertifikats, 7. Name und Funktion des Unterzeichners des Zertifikats.«

duktionskontrolle sichergestellt hat, dass das von ihm hergestellte Bauprodukt den bekannt gemachten harmonisierten oder anerkannten Normen oder europäischen technischen Zulassungen entspricht.

EU-Konformitätserklärung Mit der Konformitätserklärung (System 3 und 4) bestätigt der Hersteller oder sein Vertreter, dass die zum Nachweis der Konformität vorgeschriebenen Verfahren durchgeführt worden sind und die Konformität des Bauprodukts ergeben haben. Die Konformitätserklärung ist in deutscher Sprache vorzulegen und hat gemäß § 9 BauPG im Gegensatz zu einem Zertifikat (§ 10 BauPG) nur Angaben zu enthalten über den Hersteller, das Bauprodukt, die harmonisierte oder anerkannte Norm oder die dem Hersteller erteilte europäische technische Zulassung, sowie besondere Verwendungshinweise plus Namen und Anschrift der Prüf-, Überwachungs- und Zertifizierungsstellen und eine Funktionsbeschreibung der zeichnungsberechtigten Person oder ihres Vertreters.

DIN EN 13172 »Konformität« Um Herstellern, zugelassenen Stellen und Anwendern den Zugang zu den in Frage kommenden Konformitätsnachweisverfahren zu erleichtern, wurde parallel mit den Dämmstoffnormen eine (nicht harmonisierte) Norm erarbeitet und publiziert, EN 13172 »Wärmedämmstoffe – Konformitätsbewertung«, die inzwischen in einer überarbeiteten DIN-Fassung vom September 2005 vorliegt. Der Inhalt konkretisiert die in der BPR und in den Anhängen ZA der Produktnormen genannten Elemente speziell für Dämmstoffe.

Ist ein Nachweisverfahren mit Erstprüfung und ständiger Eigenüberwachung vorgeschrieben, darf der Hersteller oder sein Vertreter eine Konformitätserklärung nur abgeben, wenn er durch Erstprüfung des Bauprodukts und durch werkseigene Pro-

Wichtig für den Hersteller eines Dämmstoffes ist, dass gemäß Anhang ZA der Aufgabenbereich der zugelassenen Stelle für seine Produkte, die unter das System 3 für die Erstprüfung fallen, nur auf maximal vier Eigenschaften begrenzt ist: • Wärmedurchlasswiderstand • Abgabe gefährlicher Substanzen • Druckfestigkeit (für druckbelastete Anwendungen) • Wasserdurchlässigkeit Die Verantwortung für die übrigen Eigenschaften liegt beim Hersteller.

Inhalt der Norm: 1. Anwendungsbereich 2. Normative Verweisungen 3. Begriffe 4. Allgemeine Anforderungen 5. Anforderungen an die werkseigene Produktionskontrolle – Aufgabe des Herstellers 6. Erstprüfung Anhang A (informativ) Konformitätszertifizierung (nicht für den Fall der CE-Kennzeichnung)

Rechtsvorschriften und Dämmstoffnormen Kennzeichnung, Etikettierung

Anhang B (informativ) Konformitätserklärung des Herstellers (nach System 1) Anhang C (informativ) Konformitätserklärung des Herstellers (nach System 3) Anhang D (informativ) Konformitätserklärung des Herstellers (nach System 4) Anhang E (informativ) Leitfaden für die Verwendung der Anhänge Anhang F (informativ) Kriterien für die Beurteilung der Nichtkonformität – Verfahren im Falle einer Beschwerde Die DIN EN 13172 kann damit für Dämmstoffe als Referenznorm dienen für • den Konformitätsnachweis, • eine freiwillige Produktzertifizierung und • mögliche Beschwerdeverfahren. Kennzeichnung und Etikettierung Die von der Bauproduktenrichtlinie vorgesehene Trennung des Inverkehrbringens der Bauprodukte innerhalb des Binnenmarktes von ihrer eigentlichen Verwendung, also dem Einbau in Bauwerke in den einzelnen Mitgliedsstaaten, führt dazu, dass Wärmedämmstoffe in Deutschland meist zwei Konformitätsverfahren unterworfen werden. Die CE-Kennzeichnung als einziger gesetzlich vorgeschriebener Konformitätsnachweis sichert das Inverkehrbringen der Bauprodukte ab, während das Ü-Zeichen als höherwertiges System der Qualitätssicherung auch die Anwendung regelt, allerdings nur national und auf freiwilliger Basis. CE-Kennzeichen (Pflicht) Die CE-Kennzeichnung ist für EN-genormte Bauprodukte gesetzlich vorgeschrieben und signalisiert, dass das Dämmstoffprodukt die vorgeschriebenen Prüf- und Be-

scheinigungsverfahren durchlaufen hat. Ohne CE-Kennzeichnung oder Angaben zu den vorgeschriebenen Produkteigenschaften darf das Produkt nicht auf den Markt gebracht werden. Die CE-Kennzeichnung sagt jedoch nicht aus, für welche Anwendung der Wärmedämmstoff eingesetzt werden darf. Sie befindet sich entweder auf dem jeweiligen Dämmprodukt, auf dem Etikett der Verpackung (Abb. 1, S. 74) oder auf dem Lieferschein. Tabelle 3 (S. 74) enthält alle Angaben, die gemäß Abschnitt 8 der jeweiligen Produktnorm – im Beispiel PUR gemäß DIN EN 13165 – auf dem Etikett zu machen sind. Zwingender Bestandteil der CE-Kennzeichnung ist der Bezeichnungsschlüssel. Er enthält neben der Abkürzung des Dämmstoffes und der Nummer der in Bezug genommenen Norm alle Angaben zu den Eigenschaften, die in Abschnitt 4.2 der jeweiligen Produktnorm für »alle Anwendungszwecke« genannt sind, außerdem Mindestanforderungen für »bestimmte Anwendungszwecke« nach Abschnitt 4.3. Um dem (nationalen) Anwender die Überprüfung zu ermöglichen, ob ein Dämmstoff die Mindestanforderungen nach DIN V 4108-10 für einen bestimmten Anwendungsfall erfüllt, müssen auf dem Etikett die geprüften Eigenschaften des Dämmstoffes mit den Bezeichnungen nach der europäischen Produktnormung gemäß Tabelle 1 (S. 64) angegeben werden. Am Beispiel des Bezeichnungsschlüssels von PUR (Tabelle 5, S. 75) wird deutlich, dass er ohne einen Blick in die jeweilige Stoffnorm – hier die DIN EN 13165 (s. Tabelle 1, S. 64, und Tabelle 1, S. 69) – nicht zu »dechiffrieren« ist. Ü-Zeichen (freiwillig) Die Hersteller dokumentieren in Deutschland die Übereinstimmung des Dämmproduktes mit der jeweiligen technischen

Anwendungsregel, indem sie das Ü-Zeichen sowie zusätzliche Angaben auf dem Produkt, dem Beipackzettel oder der Verpackung anbringen; so beispielsweise die Nummer der allgemeinen bauaufsichtlichen Zulassung, die Angaben zu den Anwendungstypen nach DIN V 410810 und den Bemessungswert der Wärmeleitfähigkeit nach allgemeiner bauaufsichtlicher Zulassung, der für den Wärmeschutznachweis nach EnEV benötigt wird. Auf dem Beispiel-Etikett (Abb. 1, S. 74) sind somit alle weiteren Angaben, die nicht der CE-Kennzeichnungspflicht gehorchen, nationaler Art. Nur mit den CEAngaben könnte das Produkt zwar in Europa gehandelt, aber nicht unmittelbar in Deutschland angewendet werden. Die Angaben zur Anwendung finden sich im oberen Teil des Etiketts: »PUR 024 DAD« weist auf die Aufsparrendämmung gemäß Bezeichnungsschlüssel der DIN V 4108-10 hin (Kürzel: DAD); der Abgleich der Tabelle 6 aus DIN V 4108-10 (hier Tabelle 1, S. 69) mit dem Bezeichnungsschlüssel zeigt, dass die Mindestanforderungen für diese Anwendung erfüllt werden. Aus dem herstellerbezogenen Grenzwert ¬grenz wurde der Bemessungswert ¬ = 0,024 W/(m•K) gemäß DIN V 4108-4, Kategorie II, abgeleitet. Damit ist dieses Produkt »zulassungspflichtig« (Z-23.15-1431). Das im Ü-Zeichen abgebildete ÜGPU Qualitätssymbol signalisiert, dass dieses PUR/PIR-Dämmprodukt den Qualitätsrichtlinien der ÜGPU1 entspricht und regelmäßig überprüft wird. Das ÜGPU-Qualitätszeichen ist eine aussagekräftige freiwillige Kennzeichnung der PUR/PIR-Hartschaum-Dämmprodukte. Es erleichtert die Auswahl und gibt dem Verarbeiter Sicherheit, dass das Produkt alle für den Einsatzbereich notwendigen Anforderungen erfüllt. 1

Überwachungsgemeinschaft Polyurethan-Hartschaum e.V.

73

Rechtsvorschriften und Dämmstoffnormen Verbraucherschutz, Gütesicherung

1

2

3 4 5

Musteretikett eines Dämmstoffes aus PolyurethanHartschaum (PUR/PIR) Quelle: puren gmbh Beispiele für (freiwillige) Qualitätszeichen: a Güteschutzgemeinschaft Hartschaum e.V. GSH b BFA QS EPS (Bundesfachabteilung Qualitätssicherung Expandiertes Polystyrol) c Güteschutzgemeinschaft Qualitätssicherung Holzwolle (2001 neu gegründet) d Gütegemeinschaft Mineralwolle (vergibt ein RAL-Zeichen) e Überwachungsgemeinschaft Polyurethan-Hartschaum e.V. CE-Kennzeichnung am Beispiel eines PUR/PIRDämmstoffes Das Keymark-Zeichen für die freiwillige europäische Produktzertifizierung Bezeichnungschlüssel am Beispiel eines PUR/ PIR-Dämmstoffes

2a

b

c

CE-Kennzeichnung Angaben gemäß Abschnitt 8 der jeweiligen Produktnorm

Beispiel PUR (DIN EN 13165)

a) Produktname oder andere Identifizierung

puren Standard

b) Name oder Warenzeichen und Adresse des Herstellers oder seines Bevollmächtigten

(Z-23.15-1431)

c) Herstellungsjahr (die letzten zwei Ziffern)

(s. Chargen-Nr.)

d) Schicht oder Produktionszeit und Herstellungsort oder nachvollziehbarer Schlüssel e) Klasse des Brandverhaltens E (EN 13501-1)

3

1

Verbraucherschutz, Gütesicherung und freiwillige Produktzertifizierung Brauchbarkeit und Verbraucherschutz Zum 1. Mai 2004 ist die Marktüberwachung von Bauprodukten gesetzlich neu geordnet worden. Das Bauproduktengesetz (BauPG) enthält nur noch die gesetzliche Grundlage, um gegen die missbräuchliche Verwendung der CE-Kennzeichnung vorzugehen. Dagegen wird die Gewährleistung der Sicherheit von Bauprodukten nunmehr abschließend und umfassend durch das neue Geräte- und Produktsicherheitsgesetz (GPSG) geregelt. Deshalb ist die bisherige Ermächtigungsgrundlage im BauPG entfallen, nach der gegen Bauprodukte vorgegangen werden 74

konnte, die nach harmonisierten technischen Spezifikationen gefertigt wurden, bei deren bestimmungsgemäßer Verwendung aber gleichwohl eine Gefährdung von Nutzern auftreten konnte. Für die Praxis ist wichtig, zwischen zwei Tatbeständen zu unterscheiden: • der technischen Brauchbarkeit eines Bauprodukts, die maßgeblich von der Einhaltung der einschlägigen technischen Normen abhängt und die der Marktüberwachung nach dem BauPG unterliegt, und • der Verbrauchersicherheit eines Bauprodukts, die davon abhängt, ob eine Gefährdung von der vorhersehbaren Verwendung des Bauprodukts – gege-

f) Nennwert des Wärmedurchlasswiderstandes

RD = 5,20 m2K/W

g) Nennwert der Wärmeleitfähigkeit

λD= 0,023 W/(m•K)

h) Nenndicke

120 mm

i) Bezeichnungsschlüssel nach Abschnitt 6

PUR EN 13165-T2CS(10Y)100DS(TH)9-TR40

j) Art einer etwaigen Kaschierung

Aluminiumfolie

k) Nennlänge und Nennbreite

2400 mm ≈ 1020 mm

l) Anzahl der Stücke und Gesamtfläche in der Verpackung, wenn zutreffend

2 Platten; 4,88 m2

benenfalls trotz einer einwandfreien technischen Beschaffenheit – ausgehen kann. Dieser Sachverhalt wird im Rahmen der Marktüberwachung nach dem GPSG überprüft. Je nach der Zuständigkeitsverteilung in den Ländern können die Zuständigkeiten dabei auf zwei unterschiedliche Behörden verteilt sein. Gütesicherung und freiwillige Produktzertifizierung Bei den Dämmstoffen ist eine Zertifizierung durch eine dritte Partei nur bei einem Teil der mandatierten Produkteigenschaften und dann außer beim Brandverhalten nur eine zertifizierte Erstprüfung des Pro-

Rechtsvorschriften und Dämmstoffnormen Produktzertifizierung

d

e

4

Bezeichnungsschlüssel PUR EN 13165-T2-CS(10Y)100-DS(TH)9-TR40 PUR

Polyurethan-Hartschaum

EN 13165

Produktnorm

T2

Klasse T2 der Grenzabmaße, d. h. für Nenndicke > 75 mm betragen die Grenzabmaße +5/-2 mm

CS(10Y)100 Druckspannung oder Druckfestigkeit bei 10 % Stauchung ≥ 100 kPa DS(TH)9

TR40 5

Dimensionsstabilität der Stufe 9: relative Längenänderung ≤ 2 % (Länge und Breite) und ≤ 6 % (Dicke) unter Prüfbedingung 1 (48 h bei 70 °C und 90 ± 5 % relativer Luftfeuchte) sowie relative Längenänderung ≤ 0,5 % (Länge und Breite) und ≤ 2 % (Dicke) unter Prüfbedingung 2 (48 h bei - 20 °C) Zugfestigkeit senkrecht zur Plattenebene ≥ 40 kPa

duktes ohne weitere Fremdüberwachung als Konformitätsnachweis bzw. Qualitätssicherung vorgesehen. Um ein höherwertiges System der Qualitätssicherung zum Ausdruck zu bringen, sind freiwillige Produktzertifizierungen erforderlich. Eine freiwillige Produktzertifizierung basiert auf Regelwerken, die im Rahmen eines Zeichenprogramms das Verfahren festlegen, mit dem der Konformitätsnachweis geführt wird. Daraufhin wird ein geschütztes Zeichen gemäß den Regeln eines Zertifizierungsprogramms durch bestimmte bevollmächtigte Organisationen an den Hersteller vergeben. Solche Organisationen können Güteschutzgemeinschaften, Verbände, Prüfstellen etc. sein. Die freiwillige Produktzertifizierung hat eine lange Tradition in Deutschland. Für Dämmstoffe gibt es verschiedene Organisationen bzw. Zertifizierungsstellen, die ein solches Zeichen in Kombination mit der bisher bauaufsichtlich vorgeschriebenen Fremdüberwachung und einem Übereinstimmungsnachweisverfahren vergeben haben (Abb. 2 a–2 e).

KEYMARK Unter dem Dach von CEN, der europäischen Normenorganisation, wurde ein europäisches System der freiwilligen Produktzertifizierung entwickelt, welches produktübergreifend allgemein gültige Grundsätze verfolgt, klare Anforderungen an produktspezifische Zeichenprogramme stellt und zu einer transparenten Organisation führt. Die Regeln für die KEYMARK für Wärmedämmstoffe liegen seit Dezember 2001 vor. Die wesentlichen Charakteristika für das Zertifizierungssystem sind: • KEYMARK zertifiziert alle in den Produktnormen EN 13162 bis 13171 enthaltenen Produkteigenschaften und nicht nur die mandatierten. • KEYMARK geht beim Konformitätsnachweisverfahren über die von der Kommission vorgeschriebenen Erfordernisse hinaus und führt Zertifizierungen nach System 1+ der BPR durch (siehe auch DIN EN 13172, Anhang A). Daraus ergeben sich als Aufgaben für die KEYMARK-Zertifizierungsstelle: • Erstinspektion des Werkes und der werkseigenen Produktionskontrolle • Erstprüfung des Produktes hinsichtlich aller Produkteigenschaften • Laufende Überwachung der werkseigenen Produktionskontrolle • Stichprobenprüfung von im Werk oder im Markt entnommenen Proben Die KEYMARK-Zertifizierungsstelle, in Deutschland bisher DIN CERTCO Berlin, beauftragt wiederum durch Akkreditierung ausgewiesene Prüflaboratorien mit der Durchführung der Prüf- und Überwachungsaufgaben. Im europäischen Binnenmarkt sind allerdings bisher noch kaum KEYMARK-gekennzeichnete Produkte anzutreffen.

Zusammenfassung Jeder Dämmstoff, für den es eine europäische Produktnorm gibt, muss mit einer CE-Kennzeichnung versehen sein. Generell ist ein Dämmstoff mit CE-Zeichen geeignet für die Wärmedämmung von Gebäuden. Aus dem Bezeichnungsschlüssel lassen sich weitere Angaben zur Produktleistung und zum Anwendungsgebiet ableiten. Die CE-Kennzeichnung verfügt über einen anderen Verlässlichkeitsgrad als die Ü-Kennzeichnung, da die Angaben im Wesentlichen auf der Erklärung des Herstellers beruhen, eine Produktprüfung durch eine Drittstelle nur für wenige Produkteigenschaften gefordert ist und eine laufende Fremdüberwachung nur beim Brandverhalten vorgeschrieben und durchgeführt wird. Die Ergänzung des Nennwertes des Wärmedurchlasswiderstands in der CE-Kennzeichnung durch einen Bemessungswert für die Wärmeleitfähigkeit nach DIN V 4108-4 Kategorie II im Rahmen des ÜZeichens ist nur möglich mit dem Erwerb einer allgemeinen bauaufsichtlichen Zulassung (abZ) des DIBt. Der Bemessungswert wird auf der Grundlage eines fremdüberwachten Grenzwertes ermittelt. Da die Angabe des Bemessungswertes nur im Zusammenhang mit bestimmten Anwendungsgebieten bzw. -typen Sinn macht, schreibt die abZ auch die Fremdüberwachung derjenigen Produkteigenschaften vor, für die es Mindestanforderungen nach DIN V 4108-10 gibt. Die abZ selbst ist nicht bauaufsichtlich vorgeschrieben, sondern lediglich eine Möglichkeit für den Hersteller, über die Fremdüberwachung den Sicherheitszuschlag für sein Produkt zu senken, insofern eine Option, keine Vorschrift. Für den Anwender ist das damit verbundene ÜZeichen ein Signal für erhöhte Leistungsverlässlichkeit des Dämmstoffproduktes und die Übereinstimmung mit bauaufsichtlichen Vorschriften. 75

Dämmstoffe in der Anwendung Martin H. Spitzner Christoph Sprengard Wolfgang Albrecht

Gebäude sind so zu planen und zu bauen, dass der Mindestwärmeschutz an flächigen Bauteilen und Wärmebrücken nach DIN 4108-2:2003-07 zur Sicherung von Schimmelfreiheit und Wohnhygiene eingehalten wird. Die Energieeinsparverordnung (EnEV) stellt weit darüber hinausgehende Anforderungen an das Dämmvermögen der Gebäudehülle, das bei opaken Bauteilen meist durch Dämmstoffe realisiert wird. Hinzu kommen die stark gestiegenen Komfort- und Behaglichkeitsansprüche sowohl im Wohnungsals auch im Nichtwohnungsbau. Je nach Anwendungsgebiet, Einsatzziel und -zweck, klimatischen Randbedingungen und bauphysikalischen Lasten ergeben sich unterschiedliche Anforderungen an Dämmstoffe, die im Folgenden erörtert werden. Besonders bei außenliegenden Dämmschichten (Umkehrdach und Perimeter) müssen die Materialeigenschaften differenziert betrachtet werden. Der Vermeidung oder zumindest Verminderung von Wärmebrücken mittels Dämmstoffen ist ein eigener Abschnitt gewidmet, der die Anforderungen an das Material und an die Dicke und Lage der Dämmschicht untersucht. Anschließend wird die Wirkungsweise von Luft als Dämmstoff erläutert. Separate Luftschichten tragen, je nach Form, Lage, Belüftung und Oberflächenbeschaffenheit unterschiedlich zum gesamten Wärmedurchlasswiderstand von Bauteilen bei. In diesem Zusammenhang werden auch Foliendämmungen und Beschichtungen mit niedriger Emissivität diskutiert. Der Einfluss von Wärmedämmung auf die sommerliche thermische Behaglichkeit in Aufenthaltsräumen und der Einsatz von Wärmedämmung unter besonderen Klimaten sind Gegenstand der letzten Abschnitte.

Anwendungsgebiete Die prinzipielle Verwendung von baulicher Wärmedämmung lässt sich nach dem Einbauort im Gebäude in drei übergeordnete Bereiche einteilen: • Decke und Dach, • Wand, • Perimeter (erdberührte Bauteile). Eine weitere Unterteilung erfolgt nach DIN V 4108-10 in insgesamt 17 Anwendungstypen von Dämmstoffen, die mit Piktogrammen und Kurzzeichen gekennzeichnet sind (siehe hierzu S. 67): • Dach und/oder Decke: DAD, DAA, DUK, DZ, DI • Decke und Bodenplatte oberseitig: DEO, DES • Außenwand: WAB, WAA, WAP, WZ, WH, WI • Innenliegende Wand: WTH, WTR • Perimeter (Wand und Bodenplatte unterseitig): PW, PB. Die Eigenschaften, die Dämmstoffe für die Anwendung in Deutschland je nach Material und Anwendungstyp mindestens einhalten müssen, sind in ausführlichen Tabellen in der »Anwendungsnorm« DIN V 4108-10 aufgelistet. Die Norm berücksichtigt viele der für Deutschland typischen Bauweisen und Verwendungen von Baustoffen. Sie bezieht sich allerdings nur auf diese Auswahl an Verwendungen (genannt »Anwendungstypen«), und hier nur auf die folgenden Dämmstoffe nach harmonisierten europäischen Normen, in Deutschland genormt in DIN EN 13162 bis DIN EN 13171: • Mineralwolle (MW) • expandiertes Polystyrol (EPS) • extrudierter Polystyrolschaum (XPS) • Polyurethan-Hartschaum (PUR; gilt auch für PIR, Polyisocyanurat-Hartschaum)

• • • •

Phenolharzschaum (PF, Phenolic Foam) Schaumglas (CG, Cellular Glass) Holzwolle (WW, Wood Wool) Holzwolle-Mehrschichtplatten (WW-C, Wood Wool Composites) • Blähperlit-Platten (EPB, Expanded Perlite Boards) • expandierter Kork (ICB, Expanded Cork Boards) • Holzfasern (WF, Wood Fibre) Weitere Dämmstoffe, andere Einsatzbereiche von Dämmstoffen wie beispielsweise Wärmedämmverbundsysteme oder auch andere Eigenschaftsprofile wie höhere Druckfestigkeiten werden in Europäischen technischen Zulassungen, in (deutschen) allgemeinen bauaufsichtlichen Zulassungen oder in (deutschen bauaufsichtlichen) Zustimmungen im Einzelfall geregelt (s. S. 59ff.). DIN V 4108-10 ist nicht nach Anwendungsgebieten gegliedert, sondern nach Produkten, wobei jeder Dämmstoff seine eigene Tabelle hat. Für einen Quervergleich der Anforderungen an alle für eine bestimmte Anwendung in Frage kommenden Dämmstoffe müssen die Tabellen erst nebeneinander gelegt werden. Dabei fällt auf, dass für die gleiche Anwendung nicht etwa einheitliche, sondern unterschiedliche Anforderungen an die Dämmstoffe gestellt werden. Die Mindestanforderungen sind somit material- und anwendungsspezifisch. So beträgt die Mindestdruckfestigkeit für den Anwendungstyp DAD (im Dach unter Dachdeckungen; Aufsparrendämmung) je nach Druckfestigkeitsanforderung für Mineralwolle 0 oder 40 kPa (DAD-dk oder DADdh), für Holzfaser 10, 20 oder 100 kPa (geringe, mittlere oder sehr hohe Druckfestigkeitsanforderung: DAD-dg, DADdm, DAD-ds), für PUR und EPS 100 kPa, für PF 150 kPa, für XPS 200 kPa und für Schaumglas 400 kPa. Dies ist u. a. materi77

Dämmstoffe in der Anwendung Anwendungsgebiete, Mindesteigenschaften

4,5 °C 4 °C 3,5 °C 3 °C 2,5 °C 2 °C 1,5 °C 1 °C

1, 2 Thermographieaufnahme einer Hausecke vor (1) und nach (2) der Sanierung (Wärmedämmverbundsystem, Sockel nicht gedämmt) Thermographieaufnahmen zeigen die Verteilung der Oberflächentemperatur. Rote Farben entsprechen höheren Temperaturen (d. h. schlechtere Wärmedämmung), blaue Farben niedrigen Temperaturen (d. h. bessere Wärmedämmung).

0,5 °C 0 °C 1

2

altechnologisch bedingt (z. B. Sicherstellung des Verschweißungsgrads der EPSKügelchen), spiegelt aber auch die typische Verwendung des jeweiligen Produkts wieder (z.B. Schaumglas häufig mit hoher Auflast). Ist nur eine Druckfestigkeitsanforderung normiert, entfallen die unterscheidenden Zusatzkürzel.

denplatten oder bei erhöhten Verkehrslasten auf Trittschalldämmungen. Für Anwendungen mit kombinierter mechanischer, Feuchte- und/oder Temperaturbeanspruchung wie im Dach oder im Wärmedämmverbundsystem sind die zulässigen Formänderungen unter diesen Beanspruchungskombinationen reglementiert und versuchstechnisch nachzuweisen. Bei Trittschalldämmungen ist auch die Zusammendrückbarkeit des Produkts zu beachten. Akustische Anforderungen können gestellt werden an die Schalldämpfung (Hohlraumdämmung in Leichtbau-Ständerwänden) und die dynamische Steifigkeit (Trittschalldämmstoffe und Dämmstoffe für Haustrennwände). Die Kurzzeit- und die Langzeitwasseraufnahme ist bei Anwendungen mit Belastung durch flüssiges Wasser und Wasserdampfdiffusion von Interesse, beispielsweise bei Wärmedämmverbundsystemen (Schlagregen) oder Perimeterdämmungen (Bodenfeuchtigkeit und Grundwasser). Das Brandverhalten ist für alle Bau- und Dämmstoffe nachzuweisen. Außerdem wird für alle Anwendungen von EPS-, Schaumglas- und Blähperlit-Platten der Nachweis einer ausreichenden Biegefestigkeit verlangt, um die Handhabbarkeit der Platten zu gewährleisten. Bei XPS-, PUR- und Holzwolle-Platten ist dies grundsätzlich gegeben, also nicht extra nachzuweisen. Für die Verträglichkeit mit anderen Baustoffen sind Holzwolle-Platten und die Holzwolleschicht in Mehrschichtplatten für alle Anwendungen auf einen Chloridgehalt von höchstens 0,35 % geprüft.

Keine Vorgaben gemacht werden für Eigenschaften, • die »automatisch« für das betreffende Material gegeben sind, • die produktbedingt unerheblich für diesen Dämmstoff sind (wie die Bahnenbreite bei Mineralwolle für Zwischensparrendämmung – die Bahnen werden ohnehin mit Überbreite bestellt und zwischen die Sparren gepresst), • die materialbedingt auf diesen Dämmstoff nicht zutreffen. Hohlraumdämmung mit Schallschutz ist beispielsweise nur mit faserigen Dämmstoffen möglich, nicht jedoch mit Hartschäumen – folglich wird nur an Mineralwolle eine Anforderung an den längenbezogenen Strömungswiderstand gestellt. Generell müssen Dämmstoffe – entsprechend der Verwendung im Bauwerk und der Beanspruchung bei Transport und Einbau – neben thermischen und feuchtetechnischen Eigenschaften auch bestimmte mechanische Mindesteigenschaften aufweisen. Dabei sind Zug-, Druck-, Querzug-, Biege- und/oder Scherbelastungen zu erfassen. Die Zugfestigkeit senkrecht zur Plattenebene (Abreißfestigkeit) spielt bei Dämmstoffen in Wärmedämmverbundsystemen eine Rolle (Windsog). Die Biegefestigkeit wird im Hinblick auf die Handhabbarkeit der Dämmstoffplatten und beispielsweise für Putzträgerplatten im Holzbau kontrolliert. Das Langzeitverhalten unter Dauerdruckbeanspruchung (Langzeit-Kriechverhalten) ist wichtig bei der Dämmung unter lastabtragenden Bo78

EPS-Dämmplatten müssen immer eine gewisse Mindest-Dimensionsstablität im Normalklima erreichen, PUR-Platten bei definierten Temperatur- und Feuchtebedingungen. Dadurch wird sichergestellt,

dass nur ausreichend abgelagertes Material eingebaut wird; andernfalls könnte das Schrumpfen von zu frischem Material Spalten zwischen den Dämmplatten hervorrufen. Aus Platzgründen werden die von Dämmstoffen einzuhaltenden Anforderungen hier nicht zahlenmäßig und für alle Dämmstoffe und Anwendungen dargestellt, sondern nur auszugsweise für ausgewählte Fälle. Genaue Informationen finden sich in der genannten Norm oder in den jeweiligen Zulassungen. Für den Planer hat die Typisierung nach DIN V 4108-10 den großen Vorteil, dass er für genormte Dämmstoffe und Anwendungsgebiete die erforderlichen Eigenschaften des gewünschten Dämmstoffs nicht einzeln ausschreiben muss, sondern sich in der Ausschreibung auf den Anwendungstyp beziehen kann: »... Dämmstoff X mit Anwendungstyp Y nach DIN V 4108-10 oder nach allgemeiner bauaufsichtlicher Zulassung«. Bei der Lieferung ist das Etikett vor allem auf den richtigen Anwendungstyp bzw. die Zulassungsnummer, den Bemessungswert der Wärmeleitfähigkeit, das CE-Zeichen und das Übereinstimmungszeichen (Ü) zu kontrollieren. Ob eine Konstruktion hinsichtlich Wärmeschutz, klimabedingtem Feuchteschutz, Brandschutz, Tragfähigkeit, Dauerhaltbarkeit etc. geeignet ist, hängt nicht nur von der Wahl des geeigneten Dämmstoffs ab, sondern wird maßgeblich von der Reihenfolge und dem Zusammenspiel aller Schichten des Bauteils bestimmt. Entsprechende Bauteilnachweise sind beispielsweise der Nachweis des klimabedingten Feuchteschutzes (Diffusionsnachweis, Glaserverfahren) nach DIN 4108-3, der Schallschutznachweis nach DIN 4109 und der Nachweis der Feuerwiderstandsklasse nach DIN 4102.

Dämmstoffe in der Anwendung Geneigtes Dach

3

4

≥ 60 mm

Zwischensparrendämmung (hier: wärmbrückenreduzierter Anschluss an die einbindende Innenwand nach DIN 4108 Beiblatt 2:2006-03) Aufsparrendämmung (hier: PUR/PIR-Dämmung, beidseitig aluminiumkaschiert)

≥ 60 mm

3

4

Dämmung in Dach und Decke

wendungsbezogene Mindestanforderungen für den Anwendungstyp DZ hauptsächlich hinsichtlich der Dimensionsstabilität von Platten im Normalklima oder unter definierten Temperatur- und Feuchtigkeitsbedingungen gestellt. Für Dämmstoffmatten (MW und WF) ist diese Anforderung ohne Bedeutung. Bei Mineralwolle wird zusätzlich ein ausreichender Strömungswiderstand zur akustischen Bedämpfung des Hohlraums gefordert.

Beim geneigten Dach und bei der obersten Geschossdecke (sofern diese ein Bauteil der thermischen Hüllfläche darstellt) kann die Wärmedämmung prinzipiell als Zwischensparren-, Aufsparren- oder Untersparrendämmung oder als eine Kombination dieser Möglichkeiten ausgeführt werden. Sie ist immer innerhalb der Dachabdichtung angeordnet, vor Wind und Wetter durch Dacheindeckung und Unterdach geschützt. Beim Flachdach kommt zusätzlich noch die Möglichkeit einer außerhalb der Abdichtung liegenden Wärmedämmung hinzu (Umkehrdach). Zwischensparrendämmung in Dach und Decke (Anwendungstyp DZ) Die meisten der in diesem Buch beschriebenen Dämmstoffe können als Zwischensparrendämmung im geneigten Dach oder in der Decke eingesetzt werden. Faserförmige Dämmstoffe lassen sich leicht in die verfügbaren Hohlräume einpressen; formstabile Dämmstoffe werden passgenau zugeschnitten. Einblasdämmstoffe, lose Schüttdämmstoffe oder Ortschäume werden werkseitig oder vor Ort in geschlossene Hohlräume eingebracht, beispielsweise in Gefache von Dach- und Wandkonstruktionen oder in auszuschäumende Folienkissen. In der Decke werden diese Stoffe lose zwischen die Deckenbalken gefüllt und in der Regel durch eine nachträglich montierte oberseitige Deckenbeplankung geschützt. Im wesentlichen müssen Zwischensparrendämmstoffe nur ihr Eigengewicht tragen und dürfen unter ihrem Eigengewicht nicht zusammensacken. Sie sind von ihrer Beschaffenheit und Verlegung her entweder fest zwischen den Sparren eingeklemmt oder durch eine untere Deckenbekleidung gegen Verrutschen und Herausfallen gesichert. Dementsprechend werden normative an-

Aufsparrendämmung (Anwendungstyp DAD) Aufsparrendämmungen werden als über die ganze Dachfläche durchgehende Dämmschichten über den Sparren verlegt. Im Neubaubereich werden hier inzwischen Dämmdicken von 140 bis 200 mm eingebaut; dies ermöglicht sehr gute Wärmedurchgangskoeffizienten (UWerte) bei gleichzeitig im Innenraum sichtbarer Balkenkonstruktion. Dabei kann die Luftdichtheit in der Fläche gut durch eine auf der raumseitigen Dachschalung verlegte Bahn hergestellt werden; für die Anschlüsse an angrenzende Bauteile stehen praxiserprobte Verfahren und Produkte zur Verfügung. Bei Aufsparrendämmungen kann die Dachlast je nach Bauart über den Dämmstoff selbst oder über konstruktive Elemente (in der Regel eine spezielle Verschraubung der Konterlattung durch den Dämmstoff hindurch in die Sparren) abgetragen werden. Als lastabtragende Aufsparrendämmung können Dämmstoffe nur dann verwendet werden, wenn sie ausreichend druck-, zug- und scherfest sind, um die einwirkenden Lasten aus der Dacheindeckung, aus Wind und Schnee aufzunehmen. PUR/ PIR, XPS und EPS sind gleichzeitig diffusionshemmend, PUR/PIR mit Aluminiumkaschierung und Schaumglas nahezu diffusionsdicht. Seit einiger Zeit werden auch druckfeste, diffusionsoffene Auf-

sparrendämmungen aus Mineralwolle und aus Holzfasern angeboten, so dass je nach Anforderung und Schichtenfolge ein passender Dämmstoff gewählt werden kann. Häufig eingesetzt werden Aufdachelemente aus Hartschäumen wie PUR/PIR, die beidseitig mit diffusionsdichten Aluminiumkaschierungen versehen sind. Durch selbstklebende Überlappungen der außenseitigen Kaschierung an den Plattenstößen oder Verkleben mit dauerhaltbarem Aluminiumklebeband entsteht gleichzeitig ein regensicheres Unterdach; verzahnte Stoßfugenausbildungen zwischen den Dämmplatten können ausreichend luft- und diffusionsdicht sein (durch Prüfzeugnis nachgewiesen), so dass weitere Dichtungsmaßnahmen in der Fläche entfallen. Anschlüsse an benachbarte Bauteile werden mit dem vorgeschriebenem Alu-Klebeband gelöst. Hinsichtlich der Widerstandsfähigkeit gegen die Belastung durch Temperatur und Feuchtigkeit im Dach bestehen ähnliche Anforderungen wie bei der Zwischensparrendämmung, ergänzt durch Anforderungen an das Verhalten bei kombiniertem Lastangriff aus Temperatur und Druckbelastung (Dachlast). Die normierten Mindestdruckfestigkeiten für Dämmstoffe unter Abdichtungen sind auf Seite 77 bereits dargestellt. Bauaufsichtlich zugelassene Varianten von EPS, XPS und Schaumglas mit teilweise deutlich höheren Druckfestigkeiten sind für die Anwendung im Dach unter Abdichtungen gedacht (Anwendungstyp DAA, siehe S. 80). Wird die Dachlast nicht über den Dämmstoff abgetragen, sondern über spezielle statisch wirksame Verschraubungen der Konterlatten durch die Dämmebene in die Sparren hinein, bestehen prinzipiell die79

Dämmstoffe in der Anwendung Geneigtes Dach, Flachdach

a

b

c

d

e

f

g

a

b 1

1

2

selben Anforderungen an den Dämmstoff wie bei der Zwischensparrendämmung. Diese Ausführungen sind nicht genormt, die Anforderungen an den Systemaufbau (Schraubenabstand und -winkel, Schraubeneigenschaften) sind in der jeweiligen Zulassung fixiert.

und behindert das Eindiffundieren, im Sommer ist er deutlich niedriger und erlaubt das Austrocknen von Feuchtigkeit.

Energetische Sanierung geneigter Dächer Bei der energetischen Sanierung alter Dächer reicht der vorhandene Sparrenquerschnitt in der Regel nicht für die erforderliche Dämmschichtdicke aus. Eine Sparrenaufdopplung kann hier den benötigten Platz schaffen. Alternativ bietet sich eine Kombination der vorhandenen oder erneuerten Zwischensparrendämmung mit einer zusätzlichen Aufsparrendämmung an. Dabei sollte der ehemalige Hinterlüftungsraum oberhalb der alten Wärmedämmung zwischen den Sparren vollständig mit Dämmstoff gefüllt werden, damit innerhalb der Dämmschichten kein Hohlraum verbleibt. Wird die alte Zwischensparrendämmung entfernt, wird man ohnehin den gesamten Sparrenzwischenraum ausdämmen. Die ehemaligen Hinterlüftungsöffnungen an Traufe und First sind sorgfältig zu verschließen, damit keine Außenluft in die Dämmebene eindringen kann. Wenn die raumseitige Bekleidung nicht entfernt oder erneuert werden darf und deshalb das Dach von außen saniert werden muss, verdienen Luftdichtheit und Diffusionsverhalten des Dachaufbaus in der Fläche und an den Anschlüssen besondere Beachtung. Es sollte dann von außen eine feuchtevariable Dampfbremse zwischen die Sparren (möglichst weit raumseitig) und um die Sparren herum verlegt werden. Feuchtevariable Dampfbremsen ändern je nach Temperatur und Feuchte der umgebenden Schichten ihren Diffusionswiderstand: im Winter ist er hoch 80

Damit bei der Kombination aus Aufsparren- und Zwischensparrendämmung die feuchtetechnische Unbedenklichkeit des Dachaufbaus hinsichtlich Wasserdampfdiffusion nach DIN 4108-3 gewährleistet ist, sollten • diffusionshemmende oder diffusionsdichte Aufsparrendämmelemente entweder mindestens 4/5 zum GesamtWärmedurchlasswiderstand des Dachaufbaus beitragen, oder • der geplante Dachaufbau mittels eines Glasernachweises nach DIN 4108-3 oder mittels dynamischer Berechnungen hinsichtlich seines Diffusionsverhaltens nachgewiesen werden, • Aufsparrendämmungen, die diffusionsoffen sind, nicht auf einer durchgehenden Holzschalung verlegt werden, sondern auf einer Holzschalung mit offenen Fugen von 5 bis 10 mm Breite. Flachdachdämmung und Dämmung im Dach unter Abdichtungen (Anwendungstyp DAA) Bei der Flachdachdämmung muss der Dämmstoff die Last aus der Dachhaut, einer eventuellen Bekiesung, aus Wind, Schnee und vorhandenen Dachaufbauten dauerhaft und zuverlässig abtragen. Außerdem muss er für Wartungszwecke oder dauernde Nutzung ausreichend begehbar sein. Bezüglich der Druckfestigkeit, der Zugfestigkeit senkrecht zur Plattenebene (Windsog), der Dimensionsstabilität bzw. Verformung bei Temperatur- und bei kombinierter Temperatur- und Druckbelastung (sowohl kurzzeitig als auch langzeitig) bestehen gegenüber dem Anwendungstyp DAD erweiterte Mindestanforderungen. Bei Anwendungsfällen mit erhöhter Auflast kommen Anforderungen an die

Sanierung von außen mit Zwischensparren- und diffusionsoffener Aufsparrendämmung (Beispiel). a diffusionsoffene Unterdeckbahn b diffusionsoffene Aufsparrendämmung c offene Holzschalung (Bretter max. 100 mm breit, Fugen 5 –10 mm) d Zwischensparrendämmung e feuchtevariable Dampfbremse f dünne Dämmplatte zum Schutz der Dampfbremse g Innenbekleidung (hier: Innenputz auf Putztäger, Lattung)

Punktlast-Tragfähigkeit (bei Schaumglasund Blähperlit-Platten) und das LangzeitKriechverhalten (bei XPS und Schaumglas im Parkdeck) hinzu. Umkehrdach (UK-Dach; Anwendungstyp DUK) Beim Umkehrdach ist der Dämmstoff nicht wie beim konventionellen Flachdach unter der Dachabdichtung angeordnet, sondern darüber. Dadurch ist die Dachabdichtung weitgehend vor großen Temperaturänderungen, vor UV-Strahlung und vor mechanischen Beanspruchungen geschützt. Der Dämmstoff ist aber dem Niederschlagswasser ausgesetzt. Üblicherweise unterscheidet man beim Umkehrdach drei Haupttypen: • bekiestes Umkehrdach, • begrüntes Umkehrdach (extensiv oder intensiv begrünt), • befahrbares Umkehrdach (Parkdach, -deck). Der Aufbau besteht prinzipiell aus folgenden Schichten: • Kies, Gründachaufbau oder Fahrbelag mit Bettung • diffusionsoffenes Filtervlies • Wärmedämmung (XPS), einlagig • Dachabdichtung • tragende Dachdecke. Nach DIN 4108-2:2003-07 dürfen nur Wärmedämmschichten, die unterhalb der Dachabdichtung liegen, bei der Ermittlung des Wärmedurchlasswiderstandes von Baukonstruktionen berücksichtigt werden. Ausgenommen sind das bekieste Umkehrdach und das Umkehrdach mit Betonplattenbelag und extrudiertem Polystyrolschaum als Dämmstoff. Sie sind in DIN V 4108-10 geregelt. Bei den anderen Umkehrdachtypen (begrünt oder Parkdach) wird die Anwendung nach wie vor in allgemeinen bauaufsichtlichen Zulas-

Dämmstoffe in der Anwendung Umkehrdach

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3 4

Einschaliges Flachdach a Abdichtung b Dampfsperre Einschaliges Flachdach mit PUR-Dammplatten Bekiestes Umkehrdach a Kiesschicht mit einer Dicke von mindestens 5 cm als Auflast und für die Anforderung der Landesbauordnungen an die Widerstandsfähigkeit gegen Flugfeuer und strahlende Wärme b diffusionsoffenes Vlies c Wärmedämmung aus extrudiertem Polystyrolschaum (XPS), einlagig d Dachabdichtung

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6

Extensiv begrüntes Umkehrdach a Substrat b Filtervlies c Dränschicht (Blähton oder Kies) d Filtervlies, diffusionsoffen e extrudierter Polystyrolschaum (XPS), einlagig f Dachabdichtung wurzelfest, 2-lagig Umkehrdach mit Fahrbelag (Parkdach) a Betonfertigteile auf Stelzlagern oder Kiesbett b Filtervlies, diffusionsoffen (Polypropylen) c extrudierter Polystyrolschaum (XPS), einlagig, lastabtragend d Bitumenabdichtung, mindestens 2-lagig

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sungen des Deutschen Instituts für Bautechnik (DIBt) geregelt. Bekiestes Umkehrdach Langzeituntersuchungen zum bekiesten Umkehrdach zeigen, dass bei dieser diffusionsoffenen Bauweise (das in der Wärmedämmung aufgenommene Wasser kann in Trockenperioden über das diffusionsoffene Vlies und die Kiesschicht wieder ausdiffundieren) über Jahrzehnte die Feuchteaufnahme unter 1– 2 Vol.-% bleibt. Diese geringen Feuchtemengen sind über die Alterungs- und Statistikzuschläge nach DIN EN 13164:2001-10 sowie über die Rundungsregeln nach DIN EN 10456 abgedeckt, so dass außer den deutschen Sicherheitszuschlägen von 5 % nach DIN V 4108-4 kein weiterer Feuchtezuschlag für den Dämmstoff berücksichtigt werden muss. Anders verhält es sich beim Wärmeverlust durch Unterspülen der XPS-Hartschaumschicht durch Niederschlagswasser. In Deutschland gilt nach DIN 4108-2:200307 ein Zuschlag von 0,05 W/m2K auf den U-Wert für Umkehrdächer mit wasserdurchlässigem Vlies und Kiesauflast. Für Umkehrdächer als Duodach (unter der Dachabdichtung befindet sich eine weitere Wärmedämmung) beträgt der U-WertZuschlag 0,03 bzw. 0 W/m2K. Entfallen kann der U-Wert-Zuschlag nach einer allgemeinen bauaufsichtlichen Zulassung, wenn oberhalb der XPS-Dämmschicht anstatt des wasserdurchlässigen Vlieses eine wasserableitende, aber diffusionsoffene Trennlage angebracht wird, so dass Niederschlagswasser oberhalb der XPS-Dämmschicht zum Dachabfluss abgeleitet werden kann. Die Dämmplatten werden dann nur noch in sehr geringen Mengen von Niederschlagswasser unterlaufen. Begrüntes Umkehrdach Praxisversuche an begrünten Umkehr-

dächern zeigten bei Einbauzeiten von 7 –18 Jahren mittlere Feuchtegehalte von 0,3 – 4,6 Vol.-% bei abnehmendem Feuchtegehalt zu größeren Dämmschichtdicken hin. Der erhöhte Feuchtegehalt wird in Deutschland durch die Einstufung der XPS-Dämmplatten in die nächst höhere Wärmeleitfähigkeitsgruppe (ältere Zulassungen) bzw. durch einen Feuchtezuschlag von 0,002 W/(m•K) (neuere Zulassungen) berücksichtigt. Zwischen extensiver und intensiver Begrünung wird nicht unterschieden. Befahrbares Umkehrdach (Parkdach, -deck) Als Fahrbelag kommen drei Ausführungen zum Einsatz: • Verbundsteinpflaster, Dicke ≥ 10 cm auf einer 3 – 5 cm dicken Bettungsschicht aus Splitt • Fahrbelag aus Betonfertigteilen, aufgestelzt oder in Kies verlegt • Ortbetonfahrbeläge. Sowohl den Fahrbahnbelägen wie auch der Bettung sind hohe Aufmerksamkeit zu schenken, da sonst mit möglicherweise erheblichen Schäden zu rechnen ist. So müssen die Fugen im Verbundsteinpflaster regelmäßig nachgesandet und die elastischen Fugen zur Aufnahme der Horizontalkräfte beim Fahrzeugverkehr gewartet werden. An sorgfältig verlegten und regelmäßig gewarteten Parkdecks wurden gute Erfahrungen über 15 Jahre gemacht. Die Feuchteaufnahme beim Parkdeck wird ebenfalls mit einem Zuschlag zum Bemessungswert der Wärmeleitfähigkeit von 0,002 W/(m•K) in den Zulassungen berücksichtigt. In der Praxis wurden langzeitige Feuchtegehalte von 1,3 bis 4,6 Vol.-% bei Parkdecks mit Verbundpflasterbelag und etwa halb so hohe Werte bei Ortbetonfahrbahnen gefunden.

a b c d

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a b

c

d

e

f

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a

b

c

d

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81

Dämmstoffe in der Anwendung Holzrahmenwände, Dämmung unter Putz

Dämmstoffe in der Wand Dämmung von Holzrahmen- und Holztafelwänden (Anwendungstyp WH) Die meisten Dämmstoffe können auch als »Zwischensparrendämmung« in Holzrahmen- und Holztafelwänden eingesetzt werden. Die Belastung durch Wärme, Kälte und Feuchtigkeit ist in der Wand geringer als im Dach, nicht zuletzt wegen der geringeren Aufheizung der Oberfläche durch Sonneneinstrahlung. Dementsprechend werden in DIN V 4108-10 für diesen Anwendungsfall keine Anforderungen an die Dimensionsstabilität der werksgefertigten Dämmplatten unter definierten Temperatur- oder Temperatur- und Feuchtebedingungen gestellt. In der senkrechten Anwendung dürfen Zwischensparrendämmstoffe unter dem Gewicht der »Dämmstoffsäule« über ihnen bis zur nächsten Querunterteilung des Gefachs nicht zusammensacken. Matten aus faserförmigen Dämmstoffen werden mit Übermaß bestellt und unter seitlichem Zusammendrücken zwischen die Ständer eingeklemmt. Plattenförmige Dämmstoffe aus Schaumkunststoffen oder Fasern werden passend oder mit leichtem Übermaß zugeschnitten und ebenfalls zwischen die Ständer eingepresst. In beiden Fällen sind keine Setzungen zu erwarten. Bei losen Dämmstoffen (Einblas- und Schüttstoffen) können durch Setzungserscheinungen Hohlräume und demzufolge unerwünschte Wärmebrücken entstehen, ausgelöst durch Erschütterungen bei Transport und Montage werkseitig gefüllter Wandtafeln oder durch Erschütterungen während der Nutzung des Gebäudes (Wind, zuschlagende Türen und Fenster). Eine nachträgliche Verfüllung entstandener Hohlräume ist ohne Beschädigung des Bauteils nicht möglich. Setzungsversuche mittels LKW-Transport, 82

einem eigens entwickelten Türenschlagversuch und einem Rütteltisch zeigten bei Zellulosefasern, Holzfasern und Hobelspänen keine unzulässigen Setzungen. Bei Hobelspänen nehmen mehrere Hartfaserschotte im Gefach die Eigenlast der Späne auf, weshalb solche Wände beim Hersteller verfüllt werden. Schüttungen aus Blähperlit neigen zu Setzungen, die aber gut durch oben eingelegte Mineralfaserstreifen ausgeglichen werden können. Die zulässigen Setzungsmaße und erforderlichen Füllrohdichten sind in den Produktzulassungen geregelt. Die Dämmung von Holzständerwänden mittels Polyurethan-Ortschäumen wird beispielsweise in Nordamerika häufig in Wohngebäuden ausgeführt. Dabei wird der Wandhohlraum von der Raumseite her ausgeschäumt, bevor die raumseitige Bekleidung aufgebracht wird. In Deutschland werden keine Produkte für diesen Einsatzbereich angeboten. Ist zusätzlich eine akustische Bedämpfung des Hohlraums gefordert, so bieten Mineralwolle- und Holzfaserdämmstoffe durch ihren ausreichenden Strömungswiderstand gute Möglichkeiten für Raumtrennwände (Anwendungstyp WTR). Dämmung unter Putz (Anwendungstyp WAP) Verschiedene Dämmstoff- und Mehrschichtplatten werden in der Fassade als (kleinformatige) Putzträger im Bereich von Wärmebrücken eingesetzt, um etwa Deckeneinbindungen und Betonpfeiler in Wänden aus gut wärmedämmendem Mauerwerk zu überbrücken. Sie werden unter dem Anwendungstyp WAP zusammengefasst (ohne WDVS) und fallen in den Regelungsbereich der DIN V 4108-10. Wärmedämmverbundsysteme Dämmstoffe für Verbundsysteme aus

großflächig verlegten, verputzten Dämmplatten sind als Bestandteile von Wärmedämmverbundsystemen (WDVS) in allgemeinen bauaufsichtlichen Zulassungen geregelt. Im WDVS wird der Dämmstoff auf die Außenwand geklebt und/oder gedübelt oder mit einem Schienensystem fixiert und anschließend mit einem Außenputz versehen. Entscheidend ist der Systemgedanke: Kleber, Dämmstoff, Putzgewebe und Putzsystem sind aufeinander abgestimmt und dürfen nicht beliebig kombiniert werden. Sie sind nur als Komplettsystem gemäß der jeweiligen allgemeinen bauaufsichtlichen Zulassung einsetzbar. Bei klebegeeignetem Untergrund ist bei etlichen Systemen die alleinige Verklebung ausreichend. Oberhalb der Hochhausgrenze ist wegen der höheren Windsoglasten generell eine (zusätzliche) mechanische Fixierung mit Dübeln erforderlich. Anforderungen an den Dämmstoff bestehen vor allem hinsichtlich seiner mechanischen Eigenschaften: • Druckfestigkeit (Eigenlast, Winddruck), • Querzugfestigkeit (Zugfestigkeit senkrecht zur Plattenebene; Windsog, Putzhaftung), • Schubfestigkeit und Schubmodul (Standsicherheit, Eigenlast). Auch das thermisch-feuchtetechnische Verhalten ist von Bedeutung, beispielsweise • die Dimensionsstabilität, • die kurz- oder langzeitige Wasseraufnahme und • das Frost-Tau-Wechselverhalten. Außerdem ist das Längenänderungsverhalten von Putzsystem und Dämmstoff aufeinander abzustimmen, um Risse zu vermeiden. Das Putzsystem selbst muss

Dämmstoffe in der Anwendung WDVS, Innendämmung

a b c

1

1

wasserabweisend und nicht diffusionshemmend sein. Als Dämmstoff wird überwiegend expandiertes Polystyrol (EPS) eingesetzt, häufig bereits die graue Produktvariante mit reduziertem Strahlungswärmetransport, niedrigerer Wärmeleitfähigkeit und damit niedrigeren Schichtdicken bei gleicher Dämmleistung. Zur besseren Schalldämmung gegen Außenlärm und gegen Schallübertragung aus benachbarten Bereichen werden elastifizierte EPS-Dämmplatten angeboten. Mineralwolle für WDVS wird zur Begrenzung der Wasseraufnahme dauerhaft hydrophobiert. Sind die Fasern überwiegend parallel zur Wandoberfläche orientiert, muss zusätzlich zur Klebung gedübelt werden. Bei Faserorientierung überwiegend senkrecht zur Wandoberfläche (Lamellenplatte) kann bei geeigneten Untergründen bis zur Hochhausgrenze auf die Dübelung verzichtet werden. Aufgrund der günstigen dynamischen Steifigkeit von Mineralwolle sind MineralwolleWDVS generell schalltechnisch günstig. Neben EPS und Mineralwolle sind auch WDVS aus Polyurethan-Hartschaum, Mineralschaumplatten, expandiertem Kork und Phenolharzschaum auf dem Markt. WDVS mit Stroh als Dämmstoff werden ebenfalls angeboten. Außerdem laufen Versuche, Vakuum-Isolations-Paneele so zwischen konventionelle Dämmschichten zu kleben, dass sie als WDVS-Platten eingesetzt werden können. Die Dicke eines WDVS sollte nicht unter etwa 14 cm liegen, zumal eine größere Dämmdicke kaum Mehrkosten verursacht, aber einen besseren Wärmeschutz bietet. Dämmschichten von etwa 20 cm, bei Passivhäusern (Neubau und energetische Sanierung) bis etwa 30 cm sind durchaus sinnvoll, jeweils bezogen auf eine Wärmeleitfähigkeit von 0,035 W/(m•K).

Systemaufbau Wärmedämmverbundsystem a Putzsystem mit Armierungsgewebe b Dämmplatte c Kleber

Fenster sollten möglichst in der Dämmebene angeordnet werden. Bei nachträglich aufgebrachtem WDVS und Beibehaltung der vorhandenen Fensterlage sind die Fensterlaibungen außen zu dämmen, um Wärmebrücken zu reduzieren (wenn erforderlich, dafür den alten Außenputz in der Laibung abschlagen).

Wand entstehendes Tauwasser auf und verteilen es kapillar in der Dämmplatte. Dadurch wird die insgesamt anfallende Tauwassermenge verringert. Kalziumsilikatschaumplatten dürfen nur in moderaten, angepassten Dicken verwendet werden, damit die Tauwassermenge zulässig bleibt und auch wieder austrocknen kann.

Innendämmung von Außenwänden (Anwendungstyp WI) Für die raumseitige Wärmedämmung von Wänden können praktisch alle marktüblichen Dämmstoffe eingesetzt werden, soweit diese in Gefachen einer Holzkonstruktion verlegt werden, die mit einer Innenverkleidung abgedeckt wird. EPS, XPS, PUR, Schaumglas und GipskartonVerbundplatten können ohne Unterkonstruktion direkt auf die Außenwand geklebt werden.

Nachträgliche Innendämmung von Kellerwänden Bei einer geringen Feuchteproduktion im Raum (in beheizten Lagerräumen, nicht ständig genutzten Hobbyräumen etc.) ist die Innendämmung von Kellerwänden gegen Erdreich unabhängig von der Grundwassertiefe unkritisch. Bei Dämmstoffen mit genügend hohem Diffusionswiderstand wie EPS, XPS und PUR erübrigt sich die Verlegung einer zusätzlichen Dampfbremse. Bei Mineralwolle sollte eine einfache Dampfbremse mit geringem Diffusionswiderstand (sd > 1 m) verwendet werden.

In der Regel wird bei diffusionsoffenen Dämmstoffen raumseitig eine Dampfbremse angebracht, um das Eindiffundieren der Raumluftfeuchtigkeit und eine Tauwasserbildung innerhalb der kalten Außenwandkonstruktion zu vermeiden. Dampfsperren sind bei XPS und Schaumglas generell nicht erforderlich und auch bei EPS bzw. PUR mit Gipskartonabdeckung sowie bei verputzten HolzwolleMehrschichtplatten mit EPS-Einlage meistens verzichtbar. Im konkreten Fall kann ein Nachweis mittels dynamischer Berechnung geführt werden; oder es werden Labor- und Praxisversuche herangezogen, um die Praxistauglichkeit der Innendämmung zu belegen. Interessant für die Innendämmung von Außenwänden sind wegen ihres speziellen Feuchteverhaltens Kalziumsilikatschaumplatten. Sie werden ohne Dampfsperre verwendet, diffusionsoffen verputzt und sind selbst ebenfalls diffusionsoffen, saugen aber zwischen Innendämmung und

Eine Innendämmung in Kellerräumen mit kontinuierlicher, aber nicht zu großer Feuchteproduktion (z. B. Wohnräume), ist feuchtetechnisch unproblematisch, wenn das Grundwasser genügend tief liegt (> 10 m) und sich die betrachtete Kellerwand an jeder Stelle tiefer als 1 m unter der Erde befindet oder eine Perimeterdämmung bis ca. 1 m unter der Erdoberfläche aufweist. Außerdem muss der Raum ausreichend gelüftet werden können. Steht das Grundwasser weniger als 10 m unter der Bodenplatte an oder liegt im Raum eine erhöhte Feuchteproduktion vor, so muss von Fall zu Fall berechnet werden, ob mehr Feuchtigkeit verdunsten könnte als im Wandquerschnitt kondensiert. Wände von Feuchträumen wie Küchen und Bäder müssen gegen Erdreich in der Regel mit einer dampfdichten Innendämmung ausgestattet werden. 83

Dämmstoffe in der Anwendung Perimeterdämmung

1 a b c d e f g h

3

4

1

Perimeterdämmung unter Gründungsplatte mit XPS, Anschluss Wand – Bodenplatte a Perimeterdämmung Wand b Abdichtung c Sauberkeitsschicht d Perimeterdämmung Boden e PE-Folie als Schutzschicht gegen das Eindringen von Zementmilch in die Stoßfugen f tragende Bodenplatte g evtl. eine Dampfbremse h Wärmedämmung Perimeterdämmung mit Frostschürze/Frostschirm (ca. 50 cm waagrecht) gegen Unterfrieren des Fundaments Perimeterdämmung des Fundaments (senkrecht)

Perimeterdämmung

Technische Regelungen für Perimeterdämmungen Dämmstoff

Schaumglas (CG) XPS

EPS

PUR

Als Perimeterdämmung bezeichnet man die außenseitige Wärmedämmung von erdberührten Bauteilen. Beispiele sind die Wärmedämmung von Kellerwänden und Kellerböden. Dabei wird der Wärmedämmstoff auf der Außenseite des Kellers außerhalb der Bauwerksabdichtung angebracht. Der Dämmstoff ist bei der Perimeterdämmung ständig in Kontakt mit dem anstehenden Erdreich, mit Niederschlagswasser, Erddruck und bei manchen Anwendungsfällen auch mit dem Grundwasser. Deshalb werden an die Dämmstoffe für diese Anwendung hohe Anforderungen an die Wasseraufnahme, die Druckfestigkeit, die Verrottungsfestigkeit und an die Dauerhaftigkeit dieser Eigenschaften gestellt.

Produktnorm DIN EN

13167

13164

13163

13165

+

+

–

–

+1

+1

+

+

+ 100 – 250 kPa

+ 100 –140 kPa

– –

bis 12 m Einbautiefe in Zulassung geregelt

bis 3,5 m bzw. 7 m Einbautiefe in Zulassung geregelt

–

–

– –

– 0,002 – 0,005 W/(m•K) je nach Produkt

0,04 W/m2K –

0,04 W/m2K –

Perimeterdämmung Wand und Boden (nicht druckbelastet) Technische Regel DIN V 4108-10 in Verbindung mit DIN 4108-2 Allg. bauaufsichtliche Zulassung

Perimeterdämmung unter tragenden Bodenplatten Technische Regel Allg. bauaufsichtliche Zulassung + Zulässige Dauerdruckspannung 160 – 380 kPA Anwendung in drückendem Wasser (nur zugelassene Produkte)

Feuchtezuschlag Δ U, ohne drückendes Wasser2 Δ ¬, mit drückendem Wasser

1

für die Anwendung in drückendem Wasser Ausnahme: bei einer besonders dicken EPS-Perimeterdämmplatte wird der Feuchteeinfluss mit einem Zu2 schlag von Δ ¬ = 0,003 W/(m•K) berücksichtigt 2

Der Vorteil der Perimeterdämmung ist, dass Tauwasserausfall auf der Innenseite der Kellerwand und des Kellerbodens verhindert wird, die Bauwerksabdichtung mechanisch geschützt wird, Wärmebrücken vermieden und vor allem Energiekosten gespart werden. Perimeterdämmung Wand Für die Perimeterdämmung sind folgende Dämmstoffe bisher genormt (Anwendungstyp PW) oder bauaufsichtlich zugelassen: • Schaumglas (CG) • extrudierter Polystyrolschaum (XPS) • expandiertes Polystyrol (EPS) Der Vollständigkeit halber sind noch die Dämmstoffe Polyurethan-Hartschaum (PUR) und Schaumglasschüttungen mit relativ kleiner Markbedeutung zu nennen. Die für die Perimeterdämmung eingesetzten genormten oder zugelassenen Wärmedämmstoffe unterscheiden sich sehr deutlich in Struktur, Druckfestigkeit, Wär84

meleitfähigkeit, Wasseraufnahme und Verarbeitung. Davon hängt es ab, ob der Dämmstoff auch in drückendem Wasser (Grundwasser) angewendet werden darf und ob die Feuchtigkeit bei der Bemessung der Wärmeleitfähigkeit berücksichtigt werden muss (Tabelle 2). Dabei sind die jeweiligen Ausführungsbestimmungen der Zulassungen hinsichtlich Bauwerksabdichtung, Anordnung, Verlegung und Befestigung, Verfüllen und Anschlussdetails zu beachten. Ist das anstehende Erdreich durch bindige oder geschichtete Böden nicht gut wasserdurchlässig und kann Stau- oder Schichtenwasser auftreten, ist eine Dränung nach DIN 4095:1990-06 vorzusehen. Perimeterdämmung Boden Bei dieser Anwendung unterscheidet man zwischen der nicht lastabtragenden Anwendung und der Anwendung unter statisch tragenden Bauteilen. Typische Beispiele für die Perimeterdäm-

mung unter nicht lastabtragenden Bauteilen sind die Perimeterdämmung zwischen den Fundamenten eines Gebäudes und die Dämmung gegen Unterfrieren im Bereich der sogenannten »Frostschürze« (Anwendungstyp PB, Bild 3, 4). In den letzten Jahren werden vermehrt statisch tragende Bauteile gegen das Erdreich gedämmt. Besonders Wohnungsund Verwaltungsbauten gründen inzwischen häufig auf einer tragenden Bodenplatte (auch Gründungsplatte genannt). Der prinzipielle Aufbau ist Abbildung 1 zu entnehmen. Der Dämmstoff wird dabei senkrecht zur Plattenebene einer dauernden statischen Belastung ausgesetzt. Horizontale Lasten sind bis auf eine Ausnahme nicht zulässig. Die Ermittlung der Bemessungswerte der Dauerdruckspannung für die Dämmstoffe erfolgt durch die Bestimmung der Kurzzeitdruckfestigkeit oder Kurzzeitdruckspannung bei 10 % Stauchung und

Dämmstoffe in der Anwendung Wärmebrücken

Langzeitkriechversuchen mit entsprechenden Sicherheitsbeiwerten. Über einen Zeitraum von 50 Jahren darf die Stauchung eines lastabtragenden Dämmstoffs aus statischen und wärmeschutztechnischen Gründen 2 – 4 % nicht überschreiten. Bei Bauwerken, die auf Setzung empfindlich reagieren, ist diese Verformung durch Setzungsberechnungen zu berücksichtigen. Generell dürfen unter lastabtragenden Bodenplatten nur dafür bauaufsichtlich zugelassene Produkte verwendet werden (Tabelle 2), oder es ist vor dem Einbau von der Bauaufsicht eine Zustimmung im Einzelfall einzuholen. Unter Streifenfundamenten darf keine Dämmung angeordnet werden, da die Dämmstoffe dafür nicht ausreichend tragfähig sind. Die senkrechte Perimeterdämmung der erdberührten Außenwand und die waagerechte Perimeterdämmung unter einer lastabtragenden Bodenplatte können problemlos zusammengeführt werden, so dass das Prinzip der »durchgehenden Dämmebene« zur Verminderung von Wärmebrücken eingehalten wird (Abb. 1). Die Wärmeverluste an solchen wärmetechnisch »lückenlosen« Anschlüssen sind deutlich geringer als bei perimetergedämmten Bodenplatten auf Streifenfundamenten, bei denen das Streifenfundament ja eine durchgehende Dämmhülle verhindert. Weitere Hinweise zum energetisch günstigen Anschluss zwischen Bodenplatte und Außenwand, auch bei Dämmung auf der Bodenplatte, finden sich im Abschnitt zum Bodenplattenschluss auf Seite 86. Vermeidung von Wärmebrücken Wärmebrücken sind Stellen in der Umhüllung eines Gebäudes, an denen es zu einem örtlich erhöhten Wärmedurchgang

3

4

durch die Konstruktion kommt. Damit einher gehen örtliche Unterschiede in der Temperatur der Innen- und der Außenoberflächen der Konstruktion. Im Winter kommt es an Wärmebrücken zu einem erhöhten Wärmeverlust. Daneben kann es zu sehr niedrigen Innenoberflächentemperaturen kommen und in der Folge zu Tauwasserausfall und Schimmelbildung. Deshalb sind Wärmebrücken nicht nur aus energetischen Gesichtspunkten, sondern auch aus Gründen der Bauqualität und -hygiene zu vermeiden oder in ihrem Einfluss zu begrenzen. Dies wird in der Energieeinsparverordnung (EnEV) geregelt und durch Beachtung der Planungsempfehlungen der DIN 4108 Beiblatt 2 (»Wärmebrückenbeiblatt«) oder durch Einzelnachweis gewährleistet. Wärmebrücken sind bedingt durch • Wechsel der Baustoffe (z. B. Betonpfeiler in Mauerwerkswand), • Gebäudegeometrie (z. B. Gebäudekante, Fensterlaibung), • Einbauten (z. B. Rolladenkasten, Fassadendübel) oder durch eine • Kombination dieser Ursachen (z. B. Traufanschluss, Deckeneinbindung).

Planungsprozess als auch bei der energetischen Bewertung eines Gebäudes eine größere Bedeutung zu. Zur ihrer Vermeidung gilt generell die Strategie, die dämmende Schicht so vollständig wie möglich, also lückenlos und ohne Dickenverminderung, um das beheizte Volumen zu legen. Dies gilt sowohl für die monolithische Bauweise (bei der die lasttragenden Wände gleichzeitig dämmen) als auch in gleicher Weise für den zusatzgedämmten Massivbau und den Leichtbau.

Je nach Ausbildung unterscheidet man längenbezogene oder punktförmige Wärmebrücken. Der Wärmedurchgang durch flächige Bauteile ohne Wärmebrücken wird durch den U-Wert (flächenbezogener Wärmedurchgangskoeffizient in W/m2K) beschrieben. Der erhöhte Wärmetransport im Bereich von linienförmigen Wärmebrücken ist mit dem ψ-Wert (längenbezogener Wärmedurchgangskoeffizient in W/(m•K)) gekennzeichnet. Bei punktförmigen Wärmebrücken wird dafür der χ-Wert (punktbezogener Wärmedurchgangskoeffizient in W/K) herangezogen.

Traufanschluss Neubau und Sanierung Das Konstruktionsprinzip der durchgehenden Dämmebene kann bei vorausschauender Planung für Neubauten meistens eingehalten werden. Bei der Bestandssanierung ist dies häufig nur mit erhöhtem Aufwand oder mitunter gar nicht mehr »nachträglich« möglich. Das Beispiel eines Ringankers bei einem zwischensparrengedämmten Pfettendach, welches mit einer neuen Aufsparrendämmung auf ein sehr gutes energetisches Niveau ertüchtigt wurde, zeigt die hergestellte lückenlose Wärmedämmung um die Fußpfette herum (Abb. 1 a, S. 86). Die Sanierung kann auch von außen durchgeführt werden: die alte Wärmedämmung wird entfernt, eine feuchtevariable Dampfbremse (die auch als Luftdichtheitsschicht dient) in die Gefache und um die Sparren eingelegt und das Dach neu ausgedämmt. Abbildung 1 b, S. 86 zeigt, dass die Innenoberflächentemperatur im Bereich der Fußpfette nur wenig unter denen der übrigen Bauteile liegt. Die Oberflächentemperaturen an den Sparren sind geringfügig niedriger, aber aufgrund der üppigen Aufsparrendämmung ebenfalls weit auf der unkritischen Seite.

Mit dem gestiegenen Dämmstandard kommt den Wärmebrücken sowohl im

Die Dampfbremse muss luftdicht an die angrenzenden Bauteile angeschlossen 85

Dämmstoffe in der Anwendung Wärmebrücken

1a

b

werden (beispielsweise auf der Oberoder der Innenseite des Ringankers), was bei einer Sanierung von außen jedoch nur sehr schwierig realisierbar ist. Das »Einpacken« von Sparren und Pfette ist nur bei alten, trockenen Hölzern und mit feuchtvariablen Dampfbremsen zu empfehlen. Neue Balken könnten nur sehr langsam austrocknen und wären schimmelgefährdet. Gegebenenfalls ist vorab der Holzfeuchtegehalt zu bestimmen. Zu prüfen ist ebenfalls, ob der Dachaufbau die zusätzlichen Lasten aus der Aufsparrendämmung aufnehmen kann.

sich mit der einbindenden Kellerdecke – klare Hinweise auf die Wichtigkeit und Variantenvielfalt dieser Bauteilanschlüsse, vielleicht aber auch ein Hinweis auf häufig vernachlässigte Wärmebrücken. Die folgenden Ausführungen gelten sinngemäß sowohl für den Anschluss zwischen Bodenplatte und Außenwand bei unterkellerten und bei nicht unterkellerten Gebäuden als auch für die einbindende Kellerdecke beim unbeheizten Keller. Beim Bodenplattenanschluss wird zwischen innen- und außengedämmten Bodenplatten und zwischen Flächengründungen und Streifenfundamenten unterschieden. Bei gut wärmedämmendem Mauerwerk und einer unter dem Estrich angeordneten Dämmschicht wird das Prinzip der durchgehenden Dämmebene eingehalten. Schwieriger wird es, wenn die Wärmeleitfähigkeit des aufgehenden Mauerwerks hoch ist (z. B. bei schlankem Mauerwerk mit hoher Druckfestigkeit) und eine Außendämmung vorgesehen ist. Die Dämmebene wird durch das Mauerwerk unterbrochen, wodurch die Wärmeverluste stark ansteigen. Auch wenn sich die Abbildungen 3 und 4 nur geringfügig unterscheiden, sind die Wärmeverluste

Anschluss Bodenplatte – Außenwand Auch beim Anschluss der Bodenplatte an die aufgehende (Keller-)Außenwand ist auf eine wärmebrückenarme Konstruktion nach dem Prinzip der durchgehenden Dämmebene zu achten. Die Schwierigkeit und Vielgestaltigkeit dieses Details spiegelt sich schon in der Menge an Beispielen wieder, die diesem Anschluss in DIN 4108 Beiblatt 2 gewidmet sind: die ersten 24 von insgesamt 95 Prinzipskizzen zu wärmetechnisch verbesserten Wärmebrückenlösungen behandeln den Wandfußpunkt an der Bodenplatte in seinen unterschiedlichen Formen. Die nächsten 17 Prinzipskizzen befassen

2a

86

b

doch sehr unterschiedlich. In solchen Fällen kann die durchgehende Dämmschicht mit Hilfe einer wärmetechnisch verbesserten Kimmschicht anstelle der untersten Steinlage realisiert werden (Abb. 5). Als Kimmschicht können Kimmsteine und »normale« Mauersteine, Dämmelemente oder druckbelastbarer Dämmstoff verwendet werden; die Wärmeleitfähigkeit muss geringer als die der Wand sein und darf höchstens 0,33 W/(m•K) betragen, um als Kimmschicht zu gelten. Einbindende Kellerdecke Lösungen mit Kimmschicht anstelle der untersten Steinlage werden in gleicher Weise für die Wände auf Kellerdecken über einem unbeheizten Keller eingesetzt. Das gilt natürlich auch für innenliegende Kellerwände und Innenwände im Erdgeschoss. Hier werden Kimmschichten am Wandsockel empfohlen, wenn die Wärmedämmung auf der Bodenplatte oder auf der Kellerdecke angeordnet ist, sowie bei Wänden zwischen dem beheizten Treppenhaus und dem unbeheizten Keller. Auch direkt unter der Kellerdecke ist anstelle der letzten Steinlage eine wärmetechnisch verbesserte Kimmschicht sinn-

c

≥ 100 mm

Dämmstoffe in der Anwendung Wärmebrücken

a

3

4

5

voll, wenn der Keller unbeheizt ist und die Kellerdecke unterseitig gedämmt werden soll. Dies gilt ebenso für die Kellerinnenwände. Wenn das Prinzip der durchgehenden Dämmebene nicht eingehalten werden kann, vor allem bei der energetischen Sanierung bestehender Gebäude, gibt es noch die Möglichkeit, die aufgehenden Bauteile seitlich zu dämmen. In den Abbildungen 2 a – c sind Lösungen mit und ohne Dämmstreifen an der Innenseite der Kelleraußenwand dargestellt. Die Außenwand ist hier bis etwa einen Meter unter Geländeoberkante gedämmt. Das Konstruktionsprinzip wäre auch bei einer moderaten Dickenreduzierung der erdberührten Dämmung eingehalten. Denkbar wäre statt der senkrechten Perimeterdämmung auch eine waagrecht oder schräg im Erdreich liegende Perimeterdämmung, wenn der Aufwand für das Aufgraben an der Außenwand unverhältnismäßig wäre (analog Abb. 3, S. 85). Durch die Dämmung auf der Innenseite der Kellerwand wird der Wämebrückenverlust gegenüber Bild 2 c fast halbiert. Außerdem ergeben sich höhere Oberflächentemperaturen in der Ecke des Fußbodenaufbaus im Erdgeschoss und damit eine Reduzierung der Schimmelpilzgefahr.

schlüsse, um auch am Dachrand das Prinzip der durchgehenden Dämmebene einzuhalten.

1

a Traufanschluss bei Sanierung auf Niedrigenergiehaus-Niveau (Beispiel): Die Wärmedämmung an der Außenwand (200 mm WLG 035) und im Dachbereich (300 mm Zwischen- und Aufsparrendämmung) wird lückenlos um Fußpfette und Ringanker herumgeführt. b Darstellung des Temperaturverlaufs (Isothermen) in °C. Der Isothermenverlauf zeigt die Temperaturverteilung im Bauteil (rote Farben entsprechen hohen Temperaturen, blaue und violette Farben niedrigen). Die durchgehende Dämmebene bewirkt einen ungestörten Verlauf der Isothermen. Die Wärmebrückenwirkung des Ringankers bzw. der Fußpfette wird bei Außenmaßbezug der Flächen von der dicken Dämmung überkompensiert.

2

a Kellerdeckenanschluss mit WDVS, Perimeterdämmung (bis ca. 1 m unter UK Kellerdecke), unterseitiger Dämmung der Kellerdecke und seitlichem Dämmstreifen innen (»Unterhosenlösung« – WLG 035, 50 cm hoch, 10 cm dick) b Wärmestromdichten mit seitlichem Dämmstreifen c Wärmestromdichten ohne seitlichen Dämmstreifen an der Innenseite der Kelleraußenwand. Grüne und vor allem rote Farben zeigen einen hohen örtlichen Wärmestrom an, blaue und violette Farben einen geringen. Der Dämmstreifen verbessert die Wärmebrückensituation deutlich. Die Oberflächentemperatur in der Ecke des Fußbodenaufbaus im Erdgeschoss wird erhöht, die Schimmelpilzgefahr verringert.

3

Wärmebrückenreduzierter Anschluss zwischen monolithischem, gut wärmedämmendem Mauerwerk und innengedämmtem Kellerboden (Keller beheizt, Streifenfundament). Durch die niedrige Wärmeleitfähigkeit des gut dämmenden Mauerwerks ist das Prinzip der durchgehenden Dämmebene eingehalten.

4

Anschluss zwischen schlecht wärmedämmendem Mauerwerk mit Außendämmung und innengedämmtem Kellerboden (Keller beheizt, Streifenfundament). Über den Weg Wandsockel – Betonplatte – Fundament – Erdreich fließt Wärme nach außen ab; es ergibt sich eine nennenswerte Wärmebrücke.

5

Wärmebrückenreduzierter Anschluss zwischen einer Außenwand mit Kerndämmung und einer innengedämmten Bodenplatte auf Streifenfundament mit wärmetechnisch verbesserter Kimmschicht, die eine durchgehende Dämmebene sicherstellt. a Kimmschicht (Kimmstein, Dämmelement oder druckfester Dämmstoff mit ¬ ≤ 0,33 W/(m•K))

Auskragende Balkonplatte, Attika Für auskragende Balkonplatten und ähnliche Bauteile, wie Vordächer aus Beton, sind im Neubau nur thermisch getrennte Konstruktionen zulässig. Hierfür stehen ausgereifte Fertigteile zur Verfügung, die den Wärmebrückeneffekt deutlich minimieren. Sie bestehen meistens aus wärmetechnisch optimierten Drucklagern mit Zugsstäben aus Edelstahl (geringere Wärmeleitfähigkeit als Normalstahl). Ähnliche Konstruktionen und wärmetechnisch noch günstigere Systeme aus druckfestem Schaumglas gibt es für Attikaan-

Bei Sanierungen bestehender Gebäude sollte aus energetischer Sicht ein Abtrennen der vorhandenen, durchgehenden Balkonplatte in Erwägung gezogen werden, vor allem wenn eine Sanierung auf Niedrigenergiehausniveau angestrebt wird. Wird beispielsweise eine vorhandene Außenwand nachträglich mit 140 mm WDVS ausgerüstet und die Balkonplatte nicht gedämmt, ergibt sich am Balkonplattenanschluss ein ψ-Wert von etwas über 0,7 W/(m•K). In diesem Fall ist die Gefahr von Schimmelbildung durch zu niedrige Oberflächentemperaturen an der Innenkante zwischen Außenwand und Decke zu prüfen. Wird die Balkonplatte vollständig in Dämmstoff eingepackt (ober-, unter- und stirnseitig), reduziert sich der ψ-Wert bei 80 mm Dämmdicke auf etwa ein Drittel, ist jedoch immer noch wesentlich schlechter als ein neuer, vom Altbau abgelöster und nahezu wärmebrückenfreier Balkon. Bei der Entscheidung für eine Sanierungsvariante sollte jedoch immer der Aufwand der Maßnahme der zu erzielenden Energieeinsparung gegenübergestellt werden. Solange die Konstruktion normgerecht und schadensfrei ist, kann im Einzelfall eine verbleibende Wärmebrücke durchaus vertretbar sein. Sockelanschlussschiene bei WDVS Ein oft unbeachtetes Detail ist die Sockelanschlussschiene bei Außenwänden mit Wärmedämmverbundsystem. Die konventionelle Aluminium-Sockelschiene am Übergang WDVS – Perimeterdämmung geht von der warmen zur kalten Seite der Dämmung durch. Sie besteht aus ca. 1,5 mm dickem Aluminium (Trogprofil) und stellt eine eklatante Wär-

87

Dämmstoffe in der Anwendung Wärmebrücken (WDVS), Luft als Dämmstoff

1

1a

b

mebrücke dar. Mittlerweile haben mehrere Hersteller ihre Produktpalette um thermisch getrennte Schienen und Ausführungen in Kunststoff erweitert. Der thermische Unterschied wird durch die Isothermendarstellung in Abbildung 1 a und b (S. 88) eindrücklich demonstriert: Während bei der durchgehenden Aluminiumschiene die Kälte bis in das Mauerwerk »eindringt«, ist die Temperaturverteilung bei der thermisch getrennten Variante praktisch unbeeinflusst von der Schiene. Ähnlich deutlich ist der energetische Unterschied: der Wärmeverlust durch die thermisch getrennte Variante beträgt nur etwa 1/100 des Wärmeverlusts durch die konventionelle Sockelschiene. Durch das Aluminiumprofil fließt so viel Wärme ab, wie durch einen 16 cm hohen Streifen ungedämmter Wand verloren gehen würde; im Effekt wird der Transmissionswärmeverlust der Außenwandfläche im Erdgeschoss um etwa 1/3 erhöht. Anders ausgedrückt: Durch die Schiene wird die Dämmleistung von 4,5 cm Dämmstoffdicke im gesamten Erdgeschoss »verbraucht«.

grund in so genannte Dübelklassen eingeteilt und daraus in Abhängigkeit von der Dübelanzahl Zuschläge auf den U-Wert der ungestörten Wand abgeleitet. Tabelle 2 zeigt, dass die Anzahl der Dübel pro Quadratmeter, bis zu denen der Dübeleinfluss nicht berücksichtigt werden muss, mit zunehmender Dämmdicke abnimmt.

Dübel für WDVS Dübel für WDVS stellen punktförmige Wärmebrücken dar, deren Einfluss auf die Dämmeigenschaften des gesamten Systems als punktbezogener Wärmedurchgangskoeffizient χ numerisch berechnet wird. Dieser Wert ist keine Produktkonstante, sondern abhängig von der Einbausituation, vom Untergrund und von der Dicke des WDVS. Der Dübeleinfluss kann je nach Dübel mit zunehmender Dämmstoffdicke steigen oder fallen. Sehr niedrige Werte zeigen sich für Dübel mit Kunststoffspreizteil, tiefer gesetzte Dübelsysteme mit Abdeckungen und für Dübel mit sehr tief liegenden Schrauben. Entsprechend der Technischen Richtlinie TR025 werden die Dübel je nach Unter88

Luft als Dämmstoff Ein guter Teil der Dämmwirkung von Dämmstoffen beruht auf der Wirkung der enthaltenen Gase (meistens Luft, bei einigen geschäumten Stoffen Treibgase). Sie befinden sich entweder in den Poren (wie bei Schaumkunststoffen und Schaumglas) oder zwischen den Fasern und Partikeln von Faserdämmstoffen, Schütt- und Einblasstoffen. In der Luft wird Wärme durch Luftbewegung (Konvektion), durch Wärmeleitung in der ruhenden Luft und durch Wärmestrahlung von der wärmeren zur kälteren begrenzenden Oberfläche transportiert. Auch Vakuum-Isolations-Paneele (VIP) machen sich letztlich die Dämmwirkung von Luft und Gasen zunutze. Durch das Fast-Vakuum und das sehr feine Pulver der Füllung wird der Wärmetransport in der eingeschlossenen Restluft zwischen den Pulverpartikeln so erschwert, dass inklusive des Feststoffgerüsts Wärmeleitfähigkeiten geringer als die der Luft selbst erreicht werden. Luftschichten nach DIN EN ISO 6946 DIN EN ISO 6946 unterscheidet konstruktive Luftschichten hinsichtlich ihrer Dämmwirkung nach den folgenden Kriterien: • eine ruhende Luftschicht ist von der Umgebung so abgeschlossen, dass eventuell vorhandene Öffnungen 0,5 cm2 pro Meter Länge nicht überschreiten und eine Luftströmung durch die Schicht

Temperaturverteilung (Isothermen) bei WDVSSockelschienen a durchgehende Aluminiumsockelschiene b wärmetechnisch verbesserte Kunststoffsockelschiene mit punktueller Auflage auf einzelnen Montagewinkeln Der Isothermenverlauf zeigt die unterschiedliche Temperaturverteilung im Bauteil (rote Farben entsprechen hohen Temperaturen, blaue und violette Farben niedrigen).

nicht möglich ist. Vertikale offene Fugen als Drainageöffnungen in Vormauerschalen zählen nicht; solche Luftschichten gelten ebenfalls als ruhend. Der Wärmedurchlasswiderstand ruhender Luftschichten ist je nach Dicke, Neigung und Wärmestromrichtung unterschiedlich. Neigungen von über 60° gegenüber der Waagrechten zählen als senkrechte, geringere Neigungen als waagrechte Luftschicht (Tabelle 3). • schwach belüftete Luftschichten haben Öffnungen zwischen 0,5 und 1,5 cm2 je Meter Länge. Der Wärmedurchlasswiderstand ist halb so groß wie bei einer gleich dicken, ruhenden Luftschicht. • stark belüftete Luftschichten weisen Öffnungen von über 1,5 cm2 je Meter Länge auf, z. B. Hinterlüftungsebenen im Dach mindestens 2 cm durchgehender freier Hinterlüftungsquerschnitt. Solche Luftschichten und alle nach außen folgenden Bauteilschichten werden bei der Berechnung des U-Wertes weggelassen. Stattdessen wird als äußerer Wärmeübergangswiderstand an der Innenseite der Hinterlüftungsebene der Übergangswiderstand angesetzt, der sich bei ruhender Luft ergäbe, also der gleiche Wärmeübergangswiderstand wie auf der Wandinnenseite des Bauteils. Foliendämmungen und andere niedrigemittierende Deckschichten So genannte Foliendämmungen, die in letzter Zeit stark in den Markt drängen, kombinieren in der Regel mehrere Lagen spezieller Folien mit dazwischen liegenden dünnen Dämmschichten, die auch als Abstandshalter zwischen den Folien dienen. Als Folien kommen Aluminiumfolien oder Kunststofffolien mit Aluminiumbedampfung zum Einsatz, als Trennlagen Polyesterfasergewebe oder Luftpolsterfolien. Ähnliche Spezialfolien werden

Dämmstoffe in der Anwendung Foliendämmungen, sommerlicher Wärmeschutz

Dübeleinfluss im Wärmedämmverbundsystem (hier beispielhaft für Dübelklasse 0,002) U-Wert Dübelklasse max. Dübelanzahl pro m2 der Wand (χ-Wert Wand, bis zu der die Dübel des Dübels) nicht im U-Wert berück[W/m2K] [W/K] sichtigt werden müssen

Wärmedurchlasswiderstände R [m2K/W] von unbelüfteten (ruhenden) Luftschichten nach DIN EN ISO 6946 für Luftschichten, die dünn gegenüber ihrer Länge und Breite sind (Dicke weniger als 1/10 der Länge und Breite), bei 10 °C Mitteltemperatur, Zwischenwerte können linear interpoliert werden. Dicke der Luftschicht [mm]

waagrechte Luftschicht (bis 60° Neigung), Wärmestromrichtung aufwärts

senkrechte Luftschicht (60° bis 90° Neigung), Wärmestromrichtung horizontal

waagrechte Luftschicht (bis 60° Neigung), Wärmestromrichtung abwärts

d

0,50

0,002

8

a

b

c

a

b

c

a

b

0,32

0,002

5

5

0,11

0,17

0,19

0,11

0,17

0,19

0,11

0,17

0,19

0,22

0,002

3

10

0,15

0,29

0,36

0,15

0,29

0,36

0,15

0,29

0,36

0,095

0,002

1

15

0,16

0,34

0,45

0,17

0,37

0,52

0,17

0,37

0,52

24

0,16

0,34

0,45

0,18

0,44

0,66

0,19

0,49

0,77

30

0,16

0,34

0,45

0,18

0,44

0,66

0,20

0,54

0,92

48

0,16

0,34

0,45

0,18

0,44

0,66

0,21

0,65

1,29

100

0,16

0,34

0,45

0,18

0,44

0,66

0,22

0,75

1,71

2

auch als Deckschichten konventioneller Dämmstoffe wie PUR-Platten eingesetzt oder als Beschichtung von Unterdeckund Unterspannbahnen, um im Hinterlüftungsspalt die Strahlungswärme der Dacheindeckung zu reflektieren und damit den Wärmeeintrag durch das Dach in das Gebäude zu reduzieren. Die Dämmwirkung von Foliendämmungen beruht vor allem auf der Reduzierung des Strahlungswärmetransports innerhalb des Folienpaketes und von der Deckfolie des Pakets durch den jeweils angrenzenden Luftraum. Verantwortlich dafür sind Spezialfolien mit einem sehr niedrigen Emissionsgrad. Während die meisten üblichen Baustoffe Emissionsgrade ε von etwa 0,9 haben, werden bei diesen Folien Werte zwischen ε = 0,05 und ε = 0,2 erreicht (die mögliche Spanne für ε geht von 0 bis 1). Die Strahlungsverminderung an der Oberfläche funktioniert nur dann, wenn die Oberfläche an Luft grenzt, nicht aber bei flächigem Kontakt zu einem anderen Baustoff. Dann bleibt die strahlungsvermindernde Wirkung der aufliegenden Fläche ungenutzt; sie hat keine bessere Wirkung als jede andere Oberfläche auch (eine Ausnahme sind die teilweise strahlungstransparenten Abstandsschichten innerhalb der Foliendämmungen). Es ist noch nicht ausreichend bekannt, wie sich der Emissionsgrad durch Alterung, Verschmutzung, Verstaubung oder Korrosion langfristig erhöht. Deshalb wird bei Foliendämmungen oder Beschichtungen, die in Kontakt mit Außenluft stehen (z. B. im Hinterlüftungsspalt), die Deckfolie rechnerisch wie eine normale Baustoffoberfläche behandelt. Das bedeutet, dass bei Dächern mit Foliendämmung als Unterspann- oder Unterdeckbahn im Hinterlüftungsspalt der normale Wärmeübergangswiderstand wie bei

c

3 a: beidseitig »normale« Baustoffe; b: einseitig Folie mit Emissionsgrad ε = 0,2; c: einseitig Folie mit ε = 0,05.

anderen Unterdeckbahnen auch angesetzt wird. Grenzt die niedrigemittierende Oberfläche dagegen an einen abgeschlossenen unbelüfteten Luftraum (z. B. an die Luftschicht unterhalb der Foliendämmung), wird ihr Effekt in den effektiven Wärmedurchlasswiderstand dieses Luftraums eingerechnet. Die Formeln dafür finden sich in DIN EN ISO 6946; bereits ausgerechnete Zahlen, die direkt in die U-WertBerechnung übernommen werden können, in Tabelle 3. Somit kann der U-Wert von Dach- und Wandkonstruktionen mit niedrigemittierenden Beschichtungen oder Foliendämmungen korrekt berechnet werden: • der Bemessungswert für den Wärmedurchlasswiderstand des Foliendämmpakets oder der beschichteten Dämmplatte wird gemäß dessen allgemeiner bauaufsichtlicher Zulassung angesetzt; • die Bemessungswerte für die ein- oder beidseitig angrenzenden Luftschichten werden den obigen Tabellen entnommen oder nach Norm gerechnet; • alle anderen Baustoffschichten werden wie sonst üblich behandelt; • bei niedrigemittierenden Oberflächen mit Außenluftanbindung wird der übliche Wärmeübergangswiderstand angesetzt; die niedrigemittierende Eigenschaft bleibt hier unberücksichtigt. Aufgrund des unterschiedlichen Temperaturniveaus und der unterschiedlichen Temperaturspreizung im Bauteil im Winter und Sommer, vor allem im Dach, ist auch die Wirkung der Strahlungsreduktion im Winter und Sommer unterschiedlich. Insgesamt lässt sich festhalten: Eine einseitig niedrigemittierende Beschichtung bzw. Folie trägt zum Wärmedurchlasswi-

derstand bei wie etwa 10 mm eines konventionellen Dämmstoffs. Für ein beidseitig niedrigemittierendes Foliendämmpaket in einem abgeschlossenen Luftraum wäre dieser Beitrag zweimal anzusetzen. Im Sommer, bei starker außenseitiger Aufheizung der Dachkonstruktion und Wärmestromrichtung von außen nach innen wirkt sich vor allem im Flachdach der Effekt einer niedrigemittierenden Oberfläche stärker aus. Er dürfte während dieser Zeiten der Wirkung von etwa 20 bis 30 mm konventionellen Dämmstoffs entsprechen. Dach- und Wandaufbauten, die ausschließlich mit einer Foliendämmung gedämmt sind, weisen inakzeptabel schlechte UWerte auf. Dämmstoffe und sommerlicher Wärmeschutz Um auch während der warmen Jahreszeit das Raumklima behaglich »kühl« zu halten, müssen die Wärmezufuhr von außen und die Wärmegewinne in den Räumen möglichst gering und die (nächtliche) Wärmeabfuhr nach außen möglichst groß gehalten werden. Eine wichtige Rolle spielen dabei Dämmstoffe, da sie den Wärmeeintrag von der wärmeren Außenumgebung und von den durch die Sonne aufgeheizten Bauteiloberflächen durch die opaken Außenbauteile hindurch in das kühlere Gebäudeinnere begrenzen. Wärmeeintragswege Die Wärmeein- und -austragswege, die hinsichtlich des sommerlichen Wärmeschutzes von Aufenthaltsräumen wichtig sind, konkretisieren sich in folgenden Einflussparametern: • Fenster (Größe, Lage, Orientierung) • Fensterflächenanteil • Energiedurchlässigkeit der Verglasung, • Art, Wirksamkeit und Nutzung der Sonnenschutzvorrichtungen 89

Dämmstoffe in der Anwendung Sommerlicher Wärmeschutz

°C 32 30 28 1

26 24 22 20 18 16 14 12 1

10

27.07.

28.07.

29.07.

30.07.

• nutzbare Wärmespeicherfähigkeit von raumumschließenden Bauteilen und Innenbauteilen • Lüftung der Räume, insbesondere Nachtlüftung • interne Wärmelasten • Wärmedämmeigenschaften der Außenbauteile • Material und Art von Dacheindeckung und Dachaufbau Stationäre und instationäre Betrachtung Die Beschreibung des Wärmetransports durch Bauteile mit U-Wert und Wärmedurchlasswiderstand gilt streng genommen nur für den stationären Fall, d. h. für gleichmäßige oder nur langsam veränderliche Temperatur- und Oberflächenrandbedingungen. Tatsächlich unterliegen aber vor allem im Sommer etliche Einflüsse deutlichen Schwankungen im Tagesverlauf, beispielsweise die Außenlufttemperatur und die solare Zustrahlung; hinzu kommt die Wärmespeicherung im Bauteil. Das instationäre Bauteilverhalten lässt sich mit dem Temperaturamplitudenverhältnis TAV, der Temperaturamplitudendämpfung TAD und der Phasenverschiebung ϕ beschreiben. Sie hängen von der Schichtdicke, der Wärmeleitfähigkeit, der spezifischen Wärmekapazität und der Rohdichte der Materialien ab. Temperaturamplitudenverhältnis und Phasenverschiebung Die Außenlufttemperatur schwankt zwischen maximalen Werten tagsüber und minimalen Werten nachts. Gleichzeitig wird bei Sonnenschein die Bauteiloberfläche aufgeheizt. Dadurch entsteht eine Temperaturwelle auf der Außenoberfläche, die sich gedämpft im Bauteil ausbreitet und nach einiger Zeit die Innenoberfläche erreicht. Durch die Dämpfung wird die Amplitude bis zur Innenoberfläche wesentlich kleiner und 90

31.07.

01.08.

02.08.

kommt zeitlich verschoben an (Phasenverschiebung ϕ). Das Verhältnis zwischen der gedämpften Temperaturamplitude auf der Innenoberfläche und der größeren Amplitude auf der Außenoberfläche ist das so genannte Temperaturamplitudenverhältnis TAV. Je kleiner TAV ist, desto besser ist die Dämpfung durch das Bauteil und umso geringer sind die Temperaturausschläge (Tag/Nacht) auf der Innenoberfläche. Das umgekehrte Verhältnis (den Kehrwert von TAV) bezeichnet man als Temperaturamplitudendämpfung TAD. Eine TAD von 5 bedeutet, dass die Amplitude auf der Innenseite 1/5 der Amplitude auf der Außenseite beträgt (»um den Faktor 5 gedämpft ist«). TAV, TAD und ϕ lassen sich nur mit theoretischen, unrealistischen Randbedingungen berechnen. So wird beispielsweise unterstellt, dass das Bauteil weder innen noch außen Wärme an die Umgebung abgeben oder von ihr aufnehmen kann. TAV, TAD und ϕ beschreiben nicht das Verhalten der Lufttemperatur im Raum; sie sind auch kein Maß für die in den Raum eingetragene Energiemenge. Die Annahme, Unterschiede in TAV, TAD und ϕ würden sich analog als Unterschiede im Raumklima niederschlagen, ist unzutreffend. Man könnte versuchen, sich die Phasenverschiebung zunutze zu machen, indem man durch geeignete Baustoffwahl und Baustoffdicke dafür sorgt, dass das Temperaturmaximum innen erst dann auftritt, wenn die Außenluft schon wieder soweit abgekühlt ist, dass sie zur Nachtlüftung herangezogen werden kann. Dies ist allerdings nur dann wirklich interessant, wenn beim Temperaturmaximum auch eine nennenswerte Wärmemenge auf der Innenseite ankommt. In der Praxis ist der Wärmeeintrag durch Dach und Wand häufig nicht maßgebend für das Raum-

Sommerliche Raumtemperaturen im ausgebauten Dachgeschoss Beispiel Massivbau mit unterschiedlichen Dachvarianten (Auf-/Zwischensparrendämmung) und Dämmstoffen; dargestellt ist die empfundene Raumtemperatur in der heißesten Woche des Jahres. Außenlufttemperatur 30 mm Holzwolle-Leichtbauplatte verputzt (Altbau; U= 1,5) 80 mm MW-Randleistenmatte Zwischensparren (Altbau; U= 0,43) 160 mm Holzfaser Aufsparren (Neubau; U= 0,23) 105 mm PUR/PIR Aufsparren (Neubau; U= 0,22) 220 mm MW Zwischensparren (Neubau; U= 0,20)

klima (sondern der Eintrag durch die Fenster), daher ist es auch unerheblich, wann er innen ankommt. Einfluss der Wärmedämmstoffe Die Einflussfaktoren für die Temperatur im Innenraum können numerisch mit dynamischen Gebäudesimulationsprogrammen untersucht werden. Der Vergleich verschiedener Dachaufbauten zeigt, dass im Massivbau − bei gleicher Dämmwirkung aller Bauteile – die Wahl der Dämmstoffart und der Dachvariante nahezu unbedeutend ist, mit Temperaturunterschieden von einigen wenigen Zehnteln Kelvin (Abb. 1). Im Leichtbau hat die Dämmstoffwahl generell einen etwas höheren Einfluss auf das sommerliche Temperaturverhalten, bis zu etwa 1 bis 1,5 Kelvin Unterschied der empfundenen Raumtemperatur. Eine verstärkte raumseitige Beplankung kann diese Unterschiede wirkungsvoll ausgleichen, ohne die Baukosten über die der Vergleichsvariante zu heben. Wärmespeicherung Besonders gefährdet hinsichtlich sommerlicher Überhitzung sind Räume, die einer starken Sonneneinstrahlung ausgesetzt sind und wenig Speichermassen besitzen, um die eingestrahlte Sonnenenergie abzupuffern (z. B. Großraumbüros, Leichtbauten). Die Speichermassen müssen frei liegen, damit sie als Puffer für die Wärme im Raum wirken können. Innendämmungen haben ebenso wie abgehängte Decken, dicke Teppiche oder Wandbekleidungen den Effekt, dass sie die Wärmespeicherfähigkeit der Wand vom Raum »abkoppeln«. Seit kurzem steht für die Bauanwendung eine sehr interessante Möglichkeit zur Verfügung, um die verfügbare Wärmespeicherfähigkeit zu erhöhen: Bauplatten

Dämmstoffe in der Anwendung Andere Klimazonen

150

PUR- Platten

Betonwand PUR- Platten 0,8

125 0,6

2a

75 50 25 0 0

5

10

15

20

25

30 Jahre

und Innenputze mit Beimengungen von mikroverkapselten Wachsen, die als Phasenwechselmaterialien wirken (PCM = phase change material). Sie speichern bei ihrem Phasenübergang von fest nach flüssig Wärme und verhindern damit erst einmal den weiteren Anstieg der Raumtemperatur. Natürlich müssen sie nachts durch erhöhte Nachtlüftung wieder »entladen« werden, um am nächsten Tag erneut zum »Puffern« von Wärme zur Verfügung zu stehen. Der wichtigste Aspekt zur Sicherung einer angenehmen Raumtemperatur im Sommer ist jedoch die Begrenzung der direkten Sonneneinstrahlung in den Raum. Diese Aufgabe kommt vor allem der Grundkonzeption des Gebäudeentwurfs und den konkreten Sonnenschutzmaßnahmen zu. Dämmstoffe in anderen Klimazonen Das Bauen in anderen Klimazonen erfordert eine genaue Kenntnis der dort herrschenden Temperatur- und Feuchtigkeitsbedingungen. So ist etwa feuchtwarmes Klima gekennzeichnet durch eine überwiegend hohe Luftfeuchtigkeit bei gleichzeitig hoher Außenlufttemperatur. Die klimatisierte Raumluft im Gebäudeinneren ist kühler und trockener. Damit stellt sich für lange Zeiträume im Jahr ein Dampfdruckgefälle von außen nach innen ein. Hinsichtlich der Wasserdampfdiffusion sitzen beispielsweise WDVS dort »auf der falschen Seite«. Es ist zu prüfen, ob sie in solchen Breiten zu einer langfristigen Wasseranreicherung zwischen der Dämmschicht und der tragenden Betonwand führen und das Austrocknen der Baufeuchtigkeit des Betons verhindern. Mittels dynamischer Berechnungen für ein Beispiel mit WDVS aus Polyurethan-Hartschaumplatten ohne diffusionsdichte Deck-

Wassergehalt [Vol.-%]

Wassergehalt [kg/m³]

100

b

0,4 0,2 0

0

5

10

15

20

25

30 Jahre

schichten konnte nachgewiesen werden, dass das System langfristig trocken und funktionsfähig bleibt (Abb. 2). Ist es erforderlich, die wärmeschutztechnischen Nenn- und Bemessungswerte für Dämmstoffe, die unter Standardbedingungen für Temperatur und Feuchtigkeit ermittelt wurden, auf die jeweiligen Bedingungen »vor Ort« umzurechnen, so erfolgt dies nach der internationalen Norm DIN EN ISO 10456. Sie regelt die Bestimmung der wärmeschutztechnischen Nenn- und Bemessungswerte von wärmetechnisch homogenen Baustoffen und -produkten sowie die Verfahren zu ihrer Umrechnung auf andere Temperaturniveaus und Feuchtegehalte. Die Umrechnungen nach dieser Norm werden für Deutschland in der Regel nicht gebraucht, da die national geregelten Bemessungswerte bereits auf die hiesigen Randbedingungen abgestimmt sind. Beim Einsatz von Dämmstoffen in anderen Klimaten ist auch das Alterungsverhalten der Materialien zu berücksichtigen. Es hängt von der Stoffart, dem Gefüge, der Diffusionsfähigkeit eventuell verwendeter Treibmittel, der Temperatur, der Stoffdicke und eventuellen Deckschichten ab und ist im Nennwert der Wärmeleitfähigkeit, wie ihn der Hersteller angibt, für den langfristigen Gebrauchszustand bereits eingerechnet. Je nach Anwendungsgebiet und klimatischen und bauphysikalischen Bedingungen bestehen ganz unterschiedliche Anforderungen an eine Wärmedämmung. Eine genaue Analyse der jeweiligen Anwendungssituation, die Kenntnis der bauphysikalischen Zusammenhänge sowie der geltenden Rechtsvorschriften und Normen ermöglicht es, aus der Vielzahl der verfügbaren Materialien den geeigneten Dämmstoff auszuwählen.

2

Feuchteverhalten von PUR-Wärmedämmverbundsystem in feuchtwarmem Klima a Massebezogener Wassergehalt von Betonwand und PUR-Platten b Volumenbezogener Wassergehalt der PURPlatten Wandaufbau: Innenputz, Betonwand, PUR-Platten ohne diffusionsdichte Deckschichten, Außenputz Ergebnis: Der Diffusionswiderstand des PUR-Dämmstoffs begrenzt bereits ohne zusätzliche Dampfbremse und ohne Aluminiumdeckschicht die Feuchtediffusion von außen in den Wandaufbau hinein. Die Anfangsbaufeuchte der Betonwand trocknet problemlos aus.

91

Ökologische Betrachtung der Dämmstoffe Alexander Rudolphi

Nachhaltigkeit – Definition und Bewertung »Nachhaltigkeit bedeutet, den Bedürfnissen der heutigen Generation zu entsprechen, ohne die Möglichkeit künftiger Generationen zu gefährden, ihre eigenen Bedürfnisse zu befriedigen« – so definierte eine UN-Kommission unter Leitung der früheren norwegischen Ministerpräsidentin Brundtland 1987 den Begriff. Zum Leitwort wurde das englische »sustainable development« beim Gipfeltreffen zur globalen Umwelt in Rio de Janeiro 1992 im Schlussdokument, der Agenda 21. Leider führte der positive Klang des Wortes schnell zu einer inflationären Verwendung vor allem im politischen Sprachgebrauch. Trotzdem entwickelt sich die Nachhaltigkeit zunehmend zum Leitgedanken politischer und praktischer Planungen, der mit der »nationalen Nachhaltigkeitsstrategie« für Deutschland am 17. 04. 2002 erstmals auf politischer Ebene formuliert wurde. Jedes Handeln des Menschen zur Befriedigung seiner heutigen Bedürfnisse beeinflusst die Umwelt – leider zumeist nachteilig. Daher besteht nachhaltiges Handeln zunächst darin, die Notwendigkeit und den Sinn einzelner Bedürfnisse zu hinterfragen. Anders als viele konsumorientierte Bedürfnisse ist das Bedürfnis nach Wohnen in einer sicheren, angemessen temperierten und gesunden Umgebung unverzichtbar. Die Temperierung von Gebäuden führt zwangsläufig zu einem Temperaturgefälle zwischen Innenund Außenraum, das über längere Zeiträume durch Heizung oder Kühlung aufrecht erhalten werden muss. Die hierzu erforderlichen energetischen und konstruktiven Aufwendungen unterliegen daher einer ökologischen Optimierungsstrategie, deren Ziel in erster Linie darin besteht, den erforderlichen energetischen Aufwand zu minimieren.

Eine ökologische Bewertung von Dämmstoffen unter Berücksichtigung ihrer technischen Funktion und im Rahmen üblicher und wirtschaftlicher Anwendungen führt fast immer zu einem positiven Ergebnis. Denn die Energie, die während eines Nutzungszeitraumes von 20, 30 oder mehr Jahren eingespart wird, übersteigt bei allen verfügbaren Dämmprodukten die zur Gewinnung, Herstellung und Verarbeitung aufgewendete Energie mehr oder weniger deutlich. Aus energetischer Sicht amortisiert sich die Dämmung von Gebäuden immer. Gleichwohl verbleiben deutliche Unterschiede bei dem jeweiligen Herstellungsaufwand und den mit der Herstellung verbundenen Umweltrisiken verschiedener Dämmstoffe, aus denen sich zusätzliche ökologische Optimierungspotenziale ergeben. Zudem unterliegen die Dämmstoffe natürlich auch einer Bewertung hinsichtlich der Gesundheit und Sicherheit der Verbraucher sowie der Verfügbarkeit. Aus diesem Grund ist eine vergleichende Bewertung der einzelnen Dämmmaterialien wichtig und sinnvoll.

Darüber hinaus ist es notwendig, für jedes Schutzziel im Einzelnen zu definieren, welche nachteiligen Umweltwirkungen erfasst werden sollen. Dabei müssen die jeweiligen Wirkungszusammenhänge und Kausalitäten erforscht werden, um die verursachenden menschlichen Handlungen benennen zu können. Für eine vergleichende Betrachtung von Umweltwirkungen ist es zudem zwingend erforderlich, diese Wirkungen mit zählbaren und messbaren Indikatoren zu versehen. Für das praktische Handeln – also die angestrebte ökologische Optimierung – müssen die Ergebnisse zudem bewertet werden. Dazu bedarf es eines Vergleichsmaßstabes, der durch die relative Betrachtung zahlreicher Einzelergebnisse entstehen kann. Der Maßstab kann aber auch durch den jeweils optimalen Stand der Technik beschrieben werden (best practice) oder durch einen definierten Ziel- oder Grenzwert. Im Ergebnis entstehen Bewertungsinstrumente, mit denen die praktische Bautätigkeit gelenkt und unterstützt werden soll. Ökologische Dimension

Eine vergleichende ökologische Bewertung von Bauprodukten im Sinne der Nachhaltigkeit erfordert zunächst eine Definition dessen, was es zu schützen gilt. Zu dieser Frage wurden im Rahmen der europäischen Begriffs- und Normendiskussion zur Nachhaltigkeit im Bauwesen folgende Schutzziele definiert1: • Ökologische Dimension Schutz der globalen Umwelt Schutz der natürlichen Ressourcen • Soziale Dimension Schutz des Wohnumfeldes und der öffentlichen Güter Schutz der Gesundheit, Hygiene und Sicherheit • Ökonomische Dimension Erhalt von Kapital und Werten

Schutz der globalen Umwelt In den vergangenen zwei Jahrzehnten wurde zur Beschreibung und Bewertung der globalen Umweltwirkungen vorrangig das Instrument der quantitativen Ökobilanz entwickelt und im Rahmen der Normenreihe zum Umweltmanagement DIN EN ISO 14001 ff. normiert (Life Cycle Assessment LCA): 1

Einteilung der Schutzziele nach ISO TC 59/SC 17 und CEN TC 350 (Sustainability of construction works) sowie national durch den »Runden Tisch Nachhaltiges Bauen« des Bundesministeriums für Verkehr, Bau und Stadtentwickung (BMVBS) 2004. Das CEN TC (Comité Européen de Normalisation – Technical Committee) ist verantwortlich für die Entwicklung von freiwilligen Verfahren zur Bewertung von Nachhaltigkeitsaspekten neuer und bestehender Bauwerke sowie für die Entwicklung von Normen zur Umwelt-Deklaration von Bauprodukten.

93

Ökologische Betrachtung der Dämmstoffe Ökologische Dimension (globale Umwelt)

Faktoren zur Treibhauswirkung als CO2-Äquivalent [kg] für Emissionen Emissionen Spurengase CO2 (Kohlendioxid) CH4 (Methan) NO2 (Stickoxid) O3 (Ozon)

1

• DIN EN ISO 14040:2006-10 Ökobilanz, Grundsätze und Rahmenbedingungen (LCA – Principles and framework) • DIN EN ISO 14044:2006-10 Ökobilanz, Anforderungen und Anleitungen (LCA – Requirements and guidelines) mit einer Beschreibung der Arbeitsschritte. (ersetzt die Normen ISO 14041–14043) Die Ökobilanz als quantitativ beschreibendes und bewertendes Verfahren bildet ein zentrales Instrument für die Erfassung der globalen Umweltwirkungen, die sich aus der Herstellung und dem Umgang mit Produkten allgemein ergeben (siehe S. 97, Anwendung von Ökobilanzen). Die Beschreibung erfasst den gesamten Lebensweg eines Produktes von der Gewinnung aller beteiligten Materialien über die Herstellung und bauliche Verwendung, die Nutzung im Gebäude, mögliche Nachnutzungen (z. B. als Recycling) bis zur endgültigen Beseitung sowie sämtliche dazu notwendigen Transporte. Voraussetzung ist allerdings, dass die Phasen des Lebensweges in Form von Prozessschritten genau bekannt sind oder angenommen werden können. Für jeden einzelnen Prozessschritt wird eine Input-Output-Bilanzierung aller beteiligten Stoffströme durchgeführt. Unbekannte Prozesse lassen sich daher nicht einbeziehen – das gilt vor allem für die im Bauwesen besonders langen Nutzungsphasen, die allenfalls im Rahmen einer Prognose geschätzt werden können. Ein typischer Vergleich mehrerer Materialoder Konstruktionsvarianten für ein geplantes Bauteil mit Hilfe der Ökobilanz gliedert sich in vier Arbeitsphasen: 1. 2. 3. 4. 94

Zieldefinition, Sachbilanzierung, Wirkungsbilanzierung, Bewertung.

Sie werden im Folgenden einzeln erläutert. 1. Zieldefinition (Goal and scope definition) Kernstück ist die Beschreibung und Festlegung eines funktionalen Äquivalents (functional unit). Dabei sind die gewünschten technischen Funktionen des Bauteils maßgeblich. Es dürfen beispielsweise keine Dämmstoffe verglichen werden, wenn sie eine unterschiedliche Wärmeleitfähigkeit oder – falls relevant – eine unterschiedliche Druckfestigkeit besitzen. Grundsätzlich wird eine äquivalente Funktionalität gefordert, also auch eine übereinstimmende Dämmleistung. Im direkten Vergleich sind bei unterschiedlicher Wärmeleitfähigkeit entsprechend unterschiedliche Dämmstärken und damit unterschiedliche Materialmengen anzunehmen. Gleichzeitig sind materialbedingt unterschiedliche Hilfsprodukte in die Betrachtung einzubeziehen wie spezielle Befestigungselemente oder besondere Nachbehandlungen. Ein weiteres Kernstück ist die Beschreibung und Festlegung des betrachteten Bilanzraumes (scope). Bei diesem Schritt wird festgelegt, welche Nebenprodukte während der Produktion und Anwendung in die Betrachtung einbezogen werden sollen. Um den Aufwand praktikabel zu halten, sind hierbei Abschneidekriterien erforderlich. So können beispielsweise Befestigungselemente für eine Wärmedämmung aus der Betrachtung herausgenommen werden, wenn sie bei allen untersuchten Varianten gleich sind. Ebenfalls können einzelne Hilfsprodukte aufgrund einer sehr geringen Menge entfallen. 2. Sachbilanz (Inventory analysis) Für die zu bewertenden (funktional äquivalenten) Varianten eines Bauteils werden sämtliche Prozessschritte sowie alle Transporte zusammengestellt, die in dem zuvor festgelegten Bilanzraum enthalten sind.

Faktor nach 20 Jahren

Faktor nach 100 Jahren

1

1

62

24,5

290

320

–

2000

H 1201 (Halon)

6200

5600

R 134a (FCKW)

3300

1300

R 22 (Kältemittel)

4300

1700

Jeder einzelne Schritt wird hinsichtlich des Energieeinsatzes, der Energieart, aller stofflichen Einträge auf der »InputSeite« sowie sämtlicher Emissionen und Abfälle oder Reste auf der »Output-Seite« beschrieben. In der Reihenfolge der Prozessschritte wird diese Sachbilanz zum abschließenden Ergebnis aufsummiert. Dieser Arbeitsschritt der Ökobilanz ist für den Anwender natürlich kaum nachvollziehbar. Aus diesem Grund wurden die wichtigsten Elemente einer Sachbilanz in den vergangenen Jahrzehnten weitgehend vorformuliert und bilanziert. Sie sind in Form von fertigen Datensätzen für handelsübliche Materialien, Energieformen oder Transportarten veröffentlicht worden. In Deutschland wird zur Zeit in Zusammenarbeit von Forschungseinrichtungen und Bauproduktherstellern an gleichwertigen, konsistenten Datensätzen gearbeitet1. Darüber hinaus sind die europäischen Hersteller von Bauprodukten in Zukunft gefordert, im Rahmen der Bauproduktendeklaration nach ISO 14025 für ihre Produkte entsprechende Datensätze zu erstellen (siehe S. 97). 3. Wirkungsbilanz (Impact assessment) Ein wesentlicher Bestandteil der Ökobilanz ist die Definition von Wirkungskategorien mit ihren Indikatoren. Erst damit können die wichtigsten Umweltwirkungen benannt und die in der Sachbilanz erfassten Stoffströme geordnet, hinsichtlich ihrer Wirkung zusammengefasst und bewertbar dargestellt werden. Für einen ersten Vergleich von verschiedenen Dämmvarianten kann der Energiebedarf herangezogen werden, der als Primärenergie aus den verschiedenen, zu ihrer Herstellung aufgewendeten Energieformen errechnet wurde: 1

»Aktualisierung und Harmonisierung der Basisdaten für das nachhaltige Bauen«, im Auftrag des Bundesministeriums für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung (BMVBS), 2007

Ökologische Betrachtung der Dämmstoffe Ökologische Dimension (natürliche Ressourcen)

1 Als Indikator für die Treibhauswirkung von Gasen wird ihre Wirkung im Vergleich zu CO2 gewichtet. Das so ermittelte CO2-Äquivalent kann je nach Betrachtungszeitraum variieren. So hat z. B. 1 kg des Kältemittels R 134a nach 20 Jahren die gleiche Wirkung auf die Erdatmosphäre wie 3300 kg CO2, nach 100 Jahren wie 1300 kg CO2.

• Gesamter Primärenergieinhalt (PEI) • Anteil erneuerbarer Energien (ER) am Primärenergieinhalt und • Anteil nicht erneuerbarer Energien (NER).

• Ökotoxizität in Gewässern (aquatic ecotoxicity, ECA) • Ökotoxizität im Boden (terrestric ecotoxicity, ECT) • Humantoxizität (human toxicological classification HC)

Ergänzend zu diesen Werten kann der Energiebedarf während des gesamten Lebenzyklus inklusive möglicher Recyclingpotenziale verwendet werden, der so genannte »kumulierte Energieaufwand (KEA)« nach VDI 4600. Der Energiebedarf während der Gebäudenutzung wird dabei über Annahmen oder Szenarien abgeschätzt.

Die einzelnen Umweltwirkungen werden in der Sachbilanz zusammengestellt und analog zu ihrer Wirkung im Vergleich zu einer bekannten Leitsubstanz gewichtet. So sind im Indikator für das Treibhauspotenzial, dem »CO2-Äquivalent« [kg], alle treibhauswirksamen Stoffe gewichtet und zusammengefasst, beispielsweise Methan (CH4) mit dem Faktor 62 oder das in Klimaanlagen verwendete Kältemittel R 134a mit dem Faktor 3300 (Tabelle 1).

Bei einer umfassenden quantitativen Energiebetrachtung werden auch die Umweltwirkungen einbezogen, die mit der Erzeugung der eingesetzten Energie verbunden sind: • Treibhauspotenzial (global warming potential, GWP) • CO2-Speicherung (in Produkten aus nachwachsenden Rohstoffen) • Ozonabbauendes Potenzial (ozone depletion potential, ODP) • Versauerungspotenzial (acification potential, AP) • Eutrophierungspotenzial (eutrophication potential, EP oder nutrification potential, NP, Überdüngung) • Photooxidationspotenzial (photochemical ozone creation potential, POCP, Sommersmog) • Naturraumbeanspruchung und Flächenbedarf (space requirements) Die ebenfalls für die Ökobilanz definierten Indikatoren zur Toxizität von Bereitstellungsprozessen werden wegen der schwierigen Datengrundlage zumeist nur bei signifikanten Einzelbewertungen verwendet. Dazu wurden folgende Indikatoren definiert:

4. Bewertung (Interpretation) Sind im Rahmen einer vergleichenden Ökobilanz unterschiedliche Dauerhaftigkeiten der Varianten zu erwarten (z. B. bei Wärmedämmverbundsystemen), müssen die in der Wirkungsbilanz ermittelten Wirkungen mit entsprechenden Faktoren angeglichen werden. Eine Bewertung der Ergebnisse durch einfachen Vergleich der Zahlenwerte ist nur selten möglich. Zumeist ergeben sich Zielkonflikte, wenn eine Materialvariante beispielsweise ein hohes Treibhauspotenzial aufweist, eine andere Variante dagegen ein hohes ozonzerstörendes Potenzial. Aus diesem Grunde müssen vor einer Bewertung entsprechende Prioritäten und Zielsetzungen erfolgen. Diese können basieren auf • einer Einschätzung der zeitlichen Dauer oder der Reversibilität einer Wirkung, • einer Einschätzung der sekundären oder tertiären Folgen einer Wirkung, • dem relativen Verhältnis einer Wirkung im Vergleich zur Umgebungs- oder Hintergrundbelastung, • dem Abstand einer Wirkung von einem festgelegten Grenzwert.

Das Ergebnis einer Ökobilanz ist immer auf zusätzliche Aspekte und Risiken zu überprüfen, die nicht erfasst wurden. Wird bei der Produktion eines Materials mit Umweltgiften und Risikostoffen gearbeitet, kann die erforderliche Infrastruktur zur Sicherung der Transporte und Produktionsprozesse ein Kriterium sein. Gleiches gilt für problematische Produktionsabfälle. Schutz der natürlichen Ressourcen Neben dem Schutz der globalen Umwelt besteht ein weiteres ökologisches Ziel im Schutz der natürlichen Ressourcen. Mit dem Schutzinteresse sind vor allem endlich verfügbare und nicht regenerierbare Rohstoffe gemeint. Einen großen Anteil bildet der Bedarf an nicht erneuerbarer, aus fossilen Rohstoffen erzeugter Energie. Diese Ressource wird in einer Ökobilanz erfasst und abgebildet. Genauso ist auch die Nutzung regenerativer Energien kritisch zu untersuchen. So sollte etwa der notwendige technische Begleitaufwand für die Gewinnung erneuerbarer Energien einer Ökobilanz unterzogen werden, um die ökologische Effizienz der Maßnahme zu prüfen. Es sind technische Anlagen für Photovoltaik, Erdwärmenutzung oder für Abwärmerückgewinnung bekannt, bei denen der Aufwand an Herstellungsenergie die zu erwartende Gesamtenergieeinsparung in einem realistischen Zeitrahmen deutlich übersteigt. Zu den natürlichen Ressourcen gehören jedoch auch Wirkungen, die sich einer quantitativen Beschreibung entziehen. So ist die fortschreitende Zerstörung der Vielfalt an Pflanzen- und Tierarten und der damit verbundenen genetischen Ressource mit der Ökobilanz nicht beschreibbar. Generell sind Wirkungszusammenhänge in mehreren Stufen in der Natur nur selten kausal zu beschreiben und nicht quantifizierbar. Daher sind bei begründetem Ver95

Ökologische Betrachtung der Dämmstoffe Ökologische Dimension (Energieinhalt)

1

Zellulosematten Zelluloseflocken Hanf mit Stützfaser Kork, expandiert Holzfaser (WF T2) Schaumglas (T 4-040) Polystyrolschaum, extrudiert (XPS), CO2-geschäumt Mineralwolle (WF 60) 0

2

4

U-Wert [W/m2K]:

1

6

8 1,0

10 0,5

12

16 14 [Jahre]

0,15

Baumwolle Blähperlit Blähton (Körnung 4/16) Flachs mit Polyester-Stützfasern Glaswolle (Trennwandplatte) Hanfdämmplatte mit Polyester-Stützfasern Holzfaserdämmplatte 130 kg/m3 Kalziumsilikatschaum Kokosfasermatten Kork, expandiert Polystyrol, expandiert (EPS, PS 25) Polystyrolschaum, extrudiert (XPS), CO2-geschäumt Polystyrolschaum, extrudiert (XPS), HFKW-geschäumt Polyurethan-Hartschaum Schafwolle (Matten) Schaumglas 120 kg/m3 Schilfrohrplatten, unverputzt Steinwolle 80 kg/m3 Strohplatten, unverputzt Zellulosefaserflocken Zellulosefaserplatten 0

2

1000

2000

3000

4000 5000 6000 7000 Primärenergieinhalt [MJ/m3]

nicht erneuerbare Energie ER erneuerbare Energie NER

dacht oder bei erkennbaren Schäden qualitative Einzelmaßnahmen zur ökologischen Optimierung gefordert. Ein bekanntes Beispiel hierfür ist das Umweltlabel FSC (Forest Stewardship Council) für Hölzer aus nachhaltiger Forstwirtschaft aus den gefährdeten Waldregionen der Erde. Einzelne Hersteller von Holzfaserdämmplatten verwenden FSC-zertifiziertes Holz als Rohstoff. Eine Bewertung der Verfügbarkeit von Rohstoffen ist – soweit sie über die fossi96

Energetische Amortisationszeiten von Dämmstoffen Ein beliebiges massives Rohbauteil mit einem U-Wert von 2,0 W/m2K wird sukzessive um drei Dämmschichten verstärkt. Die erste Schicht führt zu einem U-Wert von 1,0 W/m2K, die zweite zu einem U-Wert von 0,5 W/m2K. Die dritte Schicht bildet die Zusatzdämmung für einen passivhaustauglichen U-Wert von 0,15 W/m2K. Die energetische Amortisation wird hier vereinfacht für die jeweilige Einzelschicht gerechnet. Die Amortisationszeiten verlängern sich umso mehr, je besser der Dämmstandard (U-Wert) des Bauteils ist. Die energetische Amortisationsdauer einer Dämmschicht nimmt also mit steigender Dicke zu.

len Energieträger hinausgeht – mit der Ökobilanz nicht oder nur mit zusätzlichen Auswertungen möglich. Dies gilt vor allem für verschiedene nachwachsende Rohstoffe. Der Begriff allein ist kein ökologisches Qualitätsmerkmal, sondern ist immer im Zusammenhang mit den geforderten Mengen und den Erzeugungsbedingungen zu sehen. Ein gutes Beispiel hierfür sind Schafwolle und Baumwolle für Dämmstoffprodukte. Die Herstellung von Baumwolle bedingt einen großen Wasserbedarf, den Einsatz von Düngemitteln und Pestiziden, Monokulturen und Bodenerosion. Die niedrigen Weltmarktpreise, die den Einsatz als Dämmstoff erst erlauben, kommen durch Kinderarbeit und schlechte Arbeitsbedingungen zustande. Auch Schafwolle ist kritisch zu bewerten. Der gesamte deutsche Schafbestand würde theoretisch einen Marktanteil des Dämmstoffes von höchstens 0,3 % erlauben. Abgesehen vom Futtereinsatz und der Landnutzung muss die Wolle entfettet und gereinigt werden, dem Dämmprodukt sind Stützfasern aus Polyester sowie diverse Brand- und Mottenschutzadditiva beigefügt. Bei Zellulosefasern aus Altpapier, bei Holz-, Flachs- oder Hanffasern bestehen demgegenüber wachsende Nutzungspotenziale. Energetische Betrachtung von Dämmstoffen Sollen Dämmstoffe hinsichtlich ihrer energetischen Effizienz untersucht werden, reicht ein Vergeich der enthaltenen Gesamtenergie nicht aus. Viel aussagekräftiger ist die energetische Amortisationsrechnung, bei der die aufgewendete Energie mit der durch die Dämmmaßnahme eingesparten Energie verglichen wird, wobei eine geschätzte Lebensdauer zugrunde gelegt ist. Bei üblichen Anwendungen im Hochbau ist die energetische Amortisation von Dämmstoffen prinzipiell immer gegeben.

Ökologische Betrachtung der Dämmstoffe Ökologische Dimension (energetische Amortisation)

2

3

Primärenergieinhalt von Dämmstoffen Die dargestellten Werte sind nur für die genannten Produkte gültig, nicht für die gesamte Stoffgruppe. Für einen exakten Vergleich müssten die Dämmstoffe in der Materialdicke an einen zu erreichenden U-Wert angepasst werden. Energiewerte für Dachdämmstoffe Für einen Verwaltungsbau mit hohem Dämmstandard (Passivhaus) werden Dämmstoffe für das Flachdach hinsichtlich ihres Energieaufwandes verglichen. Dachfläche: 900 m2 Nutzfläche: 2500 m2 Dämmstoffdicke im Mittel (Gefälledach): 30 cm (3,6 Megajoule [MJ] = 1 Kilowattstunde [kWh]) 3

Je nach Bauteil, spezifischen Produktmerkmalen (Wärmeleitfähigkeit) und Stärke des Dämmstoffes können sich allerdings deutliche Unterschiede ergeben. Die Bandbreite geht von wenigen Wochen (zumeist bei Dämmstoffen aus pflanzlichen Fasern) bis zu 10 Jahren und mehr bei energieintensiven Dämmstoffen und sehr gut dämmenden Bauteilen (Wärmedurchgangskoeffizient U < 0,2 bis 0,3 W/m2K oder bei reduzierten Temperaturdifferenzen (z. B. bei Perimeterdämmungen). Somit ist eine kritische Bewertung der Dämmstoffe auf jeden Fall bei der Planung von Gebäuden mit großen Dämmschichtdicken sinnvoll (Niedrigenergie- und Passivhäuser). In die Berechnungen der Amortisationsdauer geht der Anteil des Wärmedurchgangskoeffizienten ein, der auf die Dämmung eines Bauteils entfällt. Die erforderliche Dämmschichtdicke ergibt sich aus der jeweiligen Wärmeleitfähigkeit für ein Dämmmaterial sowie aus dem geforderten U-Wert. Legt man in einem Vergleich identische Randbedingungen an die verschiedenen Dämmstoffe an, kann die Amortisationszeit verglichen werden. Dabei ist zu beachten, dass die Energieeinsparung nicht linear zur Dämmschichtdicke verläuft. Die Amortisation der Dämmung sollte daher in Einzelschichten betrachtet werden – analog zu üblichen Planungsentscheidungen über beispielsweise 10, 15 oder 20 cm dicke Dämmschichten. Anhand eines Beispiels zur Dämmung eines massiven Bauteils zeigt sich, dass die energetische Amortisation im normalen Dämmbereich maximal ein Jahr beträgt und mit steigender Dämmschichtdicke stark zunimmt (Abb. 1). Dann erhält auch die Wahl des Dämmmaterials eine wachsende Bedeutung, weil sich die energetische Amortisationsdauer sehr unterschiedlich entwickelt. Dämmungen über 20 cm Stärke sollten daher mit Holz-

Energiewerte für Dachdämmmaterialien Material

Wärmeleitfähigkeit [W/(m•K)]

Dicke [cm] Rohdichte bezogen auf [kg/m3] 0,035 W/(m•K)

Schaumglas CG

0,040

35

110

47,65

897,86

945,51

Extr. Polystyrolschaum XPS Treibmittel CO2

0,035

30

30

11,87

1124,66

1136,53

Expandiertes Polystyrol EPS

0,035

30

30

7,67

1041,71

1049,38

Mineralwolle MW

0,035

30

50

7,76

364,98

372,74

faserplatten oder Zellulose, ansonsten auch mit Mineralwolle hergestellt werden. Bei hohen Dämmanforderungen an ein Bauteil kann ein Vergleich allein über den aufgewendeten Energiebedarf unterschiedlicher Dämmstoffe dann hilfreich sein, wenn die Materialvarianten mit ähnlicher oder gleicher Wärmeleitfähigkeit keine wesentlichen konstruktiven Veränderungen erfordern. Als Beispiel können expandierte Polystyrol (EPS) und Mineralwolle (MW) bei einer Gefälledämmung für Flachdächer ohne Druckbeanspruchung dienen. Gleiches gilt für den Vergleich von Mineralwolle, Zellulosefasern oder anderen Fasermaterialien bei einer Schalldämmung in leichten Trennwänden. Der erzielbare Effekt hierbei wird oft unterschätzt. Tabelle 3 zeigt die energetische Betrachtung von Dämmstoffen für ein Flachdach mit Gefälle. Die Alternative zwischen expandiertem Polystyrol (EPS) und Mineralwolle ergibt bei 900 m2 Dachfläche eine Differenz im Primärenergieinhalt PEI von 608 985 MJ bzw. 169 162 kWh. Bezogen auf 20 Jahre und eine Nutzfläche von 2500 m2 ergeben sich daraus ca. 3,4 kWh/m2a. Die Materialpreise für Mineralwolleprodukte sind allerdings höher als für EPS-Dämmstoffe. Die Mehrkosten für den energetisch besseren Dämmstoff könnten dann beispielsweise verglichen werden mit den Kosten für andere bauliche oder gebäudetechnische Maßnahmen, die den jährlichen Primärenergiebedarf des Gebäudes um den gleichen Betrag senken. Dieser Vergleich endet bei einem hohen Dämmstandard meistens zugunsten des Materials. Dagegen ist diese Betrachtung bei energetischen Sanierungsmaßnahmen im Gebäudebestand wenig sinnvoll – in diesen Fällen ist es zumeist effektiver, die zusätzlichen Kosten in die Heizungs- oder Fenstertechnik zu investieren.

Erneuerbare Energie ER [MJ/m2]

Nicht erneuerbare Energie NER [MJ/m2]

Gesamtenergiebedarf [MJ/m2]

Anwendung von Ökobilanzen Wichtige Voraussetzung für die Anwendung von Ökobilanzen ist die Bereitstellung der notwendigen Datensätze und die Normierung der Begriffe, Arbeitsschritte und Auswertungen. Neben der Normenreihe zum Umweltmanagement ist daher eine zweite Normenreihe zum nachhaltigen Bauen vorgesehen und zur Zeit in Bearbeitung: • ISO/CD 21929 Nachhaltiges Bauen – Grundlagen (Buildings and constructed assets – General principles for sustainability) • ISO/DIS 21930 Nachhaltiges Bauen – Umweltdeklaration von Bauprodukten (Environmental declaration of building products) • ISO/CD 21931 Nachhaltiges Bauen – Umweltwirkung von Gebäuden (Assessment of environmental impacts of buildings) • ISO/CD 21932 Nachhaltiges Bauen, Indikatoren zur Nachhaltigkeit (Sustainability indicators) Eine besondere Funktion wird die ISO 21930 erhalten. Sie zielt darauf ab, Herstellerdeklarationen über die Umweltwirkungen eines Produktes einzuführen, die auf der Grundlage von Ökobilanzen ermittelt sind. Damit werden die notwendigen Informationen transportiert, mit denen die Planer vergleichende Bewertungen von Bauteilen in die Planung integrieren können. Die Anwendung von Ökobilanzen als Planungshilfe wurde in Deutschland bereits seit März 2002 im »Leitfaden nachhaltiges Bauen« des Bundesministeriums für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung zur Bauteilbewertung eingefordert. In einer dreistufigen Bewertung sollen Ökobilanzergebnisse, Bauteilkosten und soziokulturelle Faktoren zusammengestellt und für die Planungsentscheidung ausgewertet 97

Ökologische Betrachtung der Dämmstoffe Ökologische Dimension (Ökobilanzdaten)

1

2

Werkseitig vorgefertigtes Holztafelelement mit Zellulosedämmung. Außenseitig ist eine hinterlüftete Vorsatzschale vorgesehen. Ökobilanz Fassadendämmung (CO2-Bilanz) Für eine tragende Außenwand aus Stahlbeton werden 3 Varianten mit gleichen Dämmeigenschaften untersucht: a Wärmedämmverbundsystem mit EPS b Mineralwolldämmung mit hinterlüfteter HolzVorsatzschale c vorgehängte Holztafeln mit einer werkseitigen Füllung aus Zelluloseflocken und hinterlüfteter Holz-Vorsatzschale Im Ergebnis der CO2-Bilanz zeigen sich deutliche Vorteile für die Zellulose-Holztafel-Variante. In der Abbildung muss die ausgewiesene CO2-Speicherung von der Treibhauswirkung abgezogen werden.

3

Ökobilanz Perimeterdämmung Betrachtet werden der Primärenergieinhalt, differenziert nach erneuerbaren (ER) und nicht erneuerbaren Energien (NER), das Treibhauspotenzial (GWP) und das Versauerungspotenzial (AP). Randbedingungen: Perimeterdämmung unterhalb der Bodenplatte auf einer Sauberkeitsschicht, ohne Verklebung, dicht stoßend aufgelegt, mit einer PE-Folie abgedeckt. Die Gründung erfolgt nicht im Grundwasser. Dauerdruckspannung ≤ 18 N/mm2 nach prEN 1606 Materialvarianten: • extrudierter Polystytrolschaum (XPS), mit HFKW geschäumt, ¬ = 0,040 W/(m•K), Dicke 100 mm • extrudierter Polystytrolschaum (XPS), mit CO2 geschäumt, ¬ = 0,040 W/(m•K), Dicke 100 mm • Schaumglas, ¬ = 0,055 W/(m•K), Dicke 140 mm

1

werden. Der Leitfaden ist bisher nur für öffentliche Bauten des Bundes verbindlich.

Beton, EPS, Putz Beton, Mineralwolle, Holzvorsatzschale Holztafel mit Zellulosefasern, Holzvorsatzschale

-2 -1

0

1

2

3

4

[MJ/a] CO2-Speicherung Treibhauspotenzial (GWP)

2

Energetische Ressourcen PEI XPS (HFKW-geschäumt) XPS (CO2-geschäumt) Schaumglas (CG) 0 100 200 300 400 500 600 NER ER [MJ/m2]

Treibhauspotenzial GWP XPS (HFKW-geschäumt) XPS (CO2-geschäumt) Schaumglas (CG) 0

20 40 60 80 100 120 [kg/m2]

Versauerungspotenzial AP XPS (HFKW-geschäumt) XPS (CO2-geschäumt) Schaumglas (CG) 0 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 [kg/m2]

3

98

Der Schwierigkeitsgrad einer Anwendung von Ökobilanzdaten hängt vom betrachteten Bauteil ab. In einfachen baulichen Funktionen erfolgt zunächst eine Vorauswahl der geeigneten Materialien. Dies können beispielsweise leichte bis mittelschwere Fasern oder Fasermatten für Dämmeinlagen in leichten Trennwänden sein oder geschlossenporige, druckbelastbare Dämmplatten für Perimeterdämmungen unter Bodenplatten (Sohldämmung). Mit dieser Vorauswahl sind die wichtigsten technischen Funktionen bereits berücksichtigt. Das zu betrachtende funktionale Äquivalent (s. S. 94) bezieht sich nur noch auf die geforderte Hauptfunktion und muss den Materialeigenschaften entsprechend angeglichen werden (Dämmstoffdicke auf Wärmeleitfähigkeit ¬ abstimmen). Abbildung 2 zeigt am Beispiel einer Perimeterdämmung mehrere Aspekte einer Ökobilanz: Die energetischen Ressourcen (PEI) der untersuchten Dämmstoffe, ihr Treibhauspotenzial (GWP) und ihr Versauerungspotenzial (AP). Neben Schaumglas werden zwei XPS-Produkte mit unterschiedlichen Treibmittlen (HFKW, CO2) betrachtet, um die Umweltrelevanz der Treibmittel zu untersuchen. Bei der Auswertung der Bilanzergebnisse werden gegenläufige Wirkungen deutlich. Das ozonschädigende Potenzial GWP ist bei der Schaumglasdämmung deutlich reduziert, der Energiebedarf dagegen leicht erhöht. Zur abschließenden Bewertung müssen daher Prioritäten gesetzt werden. So hat zur Zeit die Treibhauswirkung einen sehr hohen Stellenwert und kann als Begründung für die Materialwahl dienen. Zusätzlich können Aspekte wie der industrielle Aufwand zur Herstellung und auch die Kosten als Entscheidungskriterien herangezogen werden.

Aufwändig wird der Vergleich, wenn unterschiedliche Materialien verschiedene Begleitkonstruktionen erfordern. So kann eine Fassadendämmung wahlweise mit expandiertem Polystyrol (EPS) oder Mineralwolle als Wärmedämmverbundsystem auf Mauerwerk oder Ortbeton erfolgen. Soll eine Variante mit Zellulosefasern einbezogen werden, ist dies nur mit konstruktiven Änderungen möglich, etwa in Form vorgehängter Holztafeln mit werkseitig eingebrachter Dämmung. In diesem Fall müssen die jeweiligen Konstruktionen vollständig mit allen Materialbestandteilen in den Vergleich einbezogen werden. Abbildung 3 zeigt eine solche Ökobilanz für Fassadendämmungen: Durch die sehr unterschiedlichen Varianten mit sehr vielen beteiligten Materialien ist eine Bewertung entsprechend aufwändig. Im Ergebnis der CO2-Bilanz zeigen sich deutliche Vorteile für die Zellulose-Holztafel-Variante, nicht zuletzt wegen der Speicherung von CO2 in den eingesetzten Materialien, wodurch das relativ niedrige ozonschädigende Potenzial (GWP) weiter reduziert wird. Datensätze zur Ökobilanz Im Rahmen einer vergleichenden Betrachtung von Bauteilen müssen zumeist mehrere Materialien einbezogen werden. Neben den beteiligten Dämmstoffen können unterschiedliche Bekleidungen, Putze, Anstriche, Befestigungen und Unterkonstruktionen notwendig werden. Bei einer Zusammenstellung der Bilanzen sollten die verwendeten Daten konsistent sein, also hinsichtlich ihrer Aussagekraft, Betrachtungstiefe und ihrer Vertrauensbereiche (~ Wirklichkeitsnähe) vergleichbar sein. Das Problem kann an einem einfachen Beispiel verdeutlicht werden. Würde man für einen Vergleich von zwei Fahrzeugen den Benzinverbrauch des einen bei Innenstadtfahrten und den des ande-

Ökologische Betrachtung der Dämmstoffe Ökologische Dimension (Ökobilanzdaten)

4

Ökobilanzdatensätze für Dämmstoffe Die Ökobilanzdaten beziehen sich auf ein kg Material. Die Primärenergieangaben erfolgen in MJ (1 kWh = 3,6 MJ). Im Anwendungsfall sind sie mit dem tatsächlichen Produktgewicht zu multiplizieren. Beispiel: Die nicht erneuerbare Primärenergie einer Mineralfaser-Dämmplatte mit 20 cm Dicke und einer Rohdichte von 120 kg/m3 wird folgendermaßen berechnet: 120 kg/m3 ≈ 0,2 m ≈ 12,9 MJ/kg = 309,6 MJ/m2 = 86 kWh/m2 Daten aus unterschiedlichen Quellen sollten nur für näherungsweise Betrachtungen verglichen werden. Generell darf ein Vergleich nur für Dämmstoffe in gleicher Funktion und in gleichen Bauteilen erfolgen (siehe S. 94, funktionales Äquivalent). Die Angaben sind stark von den jeweiligen Pro-

duktionsbedingungen und -techniken sowie von der Art der Erfassung abhängig. Sie sollten daher immer möglichst aktuell sein. Seit 2005 werden neue Datensätze für Bauprodukte auf einer einheitllichen Berechnungsgrundlage erhoben. Aufgrund der Einführung der europäischen Bauproduktendeklaration nach ISO 14025 können in Zukunft diese Daten zu den jeweils verwendeten Produkten direkt bei den Herstellern abgefragt werden. Erste Bauproduktendeklarationen sind unter www.bau-umwelt.de1 zu finden.

Ökobilanzdatensätze für Dämmstoffe Dämmstoff

Dichte

Wärmeleitfähigkeit

Treibhauspotenzial

Sommersmog

Versauerungspotenzial

Überdüngungspotenzial

PrimärPrimärenergie nicht energie erneuerbar erneuerbar

[kg/m3]

[W/(m•K)]

[kg CO2 eq.]

[kg C2H2]

[kg SO2 eq.]

[kg PO4 eq.]

[MJ]

[MJ]

Anorganische Dämmstoffe Blähperlit (EPB) 3

85

0,042

0,52

0,00014

0,00236

0,00030

10,2

0,2

Blähperlit (EPB), hydrophobiert 3

145

0,053

0,52

0,00014

0,00236

0,00030

10,2

0,2

Blähton (Körnung 4/16) 3

400

0,800 – 1,000

0,31

0,00016

0,00194

0,00009

4,4

0,4

Glaswolle (MW, Kerndämmplatte) 2

13

0,036

2,81

0,00124

0,00603

0,00072

40,4

2,4

Glaswolle (MW, Klemmfilz) 2

17

0,036

2,52

0,00105

0,00537

0,00066

36,3

1,6

Glaswolle (MW, Trennwandplatte) 2

14

0,040

2,62

0,00110

0,00560

0,00068

39,7

2,7

Kalziumsilikatschaum 1

115

0,045

1,10

0,00028

0,00200

0,00026

12,3

1,7

Porenbeton 1

400

0,100

0,45

0,00009

0,00066

0,00011

3,57

0,2

105 –160

0,041– 0,050

1,26

0,00008

0,00768

0,00034

21,8

1,1

20 – 200

0,035 – 0,040

1,16

0,00052

0,00750

0,00083

12,9

0,1

Schaumglas (CG) 1 Steinwolle (MW) 1 Organische Dämmstoffe Baumwolle 3

20 – 50

0,040

0,02

0,00082

0,01047

0,00054

18,1

13,6

Flachs mit Polyester-Stützfasern 3

20

0,040

0,41

0,00031

0,01100

0,00076

38,8

16,2

Flachs ohne Polyester-Stützfasern 3

20

0,040

0,22

0,00027

0,00764

0,00071

33,2

17,3

Hanf mit Polyester-Stützfasern (Platten) 3

30

0,045

-0,55

0,00087

0,00672

0,00077

14,9

18,9

Holzfaserdämmplatte (WF) 3

130 – 200

0,040 – 0,045

-0,45

0,00044

0,00478

0,00037

13,59

31,6

Holzfaserdämmplatte (WF), bituminiert 3

270

0,060

-0,21

0,03479

0,01048

0,00035

15,16

23,3

Kokosfasermatten

3

Kork, expandiert (ICB) 3

70 – 90

0,045

0,56

0,00019

0,03630

0,00094

34,9

19,2

100 – 120

0,040

-1,46

0,0001

0,00290

0,00025

7,19

23,3

Korkschrot natur 3

160

0,060

-1,81

0

0

0

0

20,3

Polystyrol, expandiert (EPS) 2

15

0,040

2,76

0,00095

0,00590

0,00061

83,0

0,4

Polystyrol, expandiert (EPS) 2

20

0,038

2,68

0,00094

0,00579

0,00060

81,6

0,4

Polystyrol, expandiert (EPS) 2

25

0,035

2,64

0,00094

0,00575

0,00059

81,0

0,4

Polystyrol, expandiert (EPS) 2

30

0,035

2,62

0,00094

0,00572

0,00059

80,7

0,4

600

0,060 – 0,100

1,53

0,00038

0,00280

0,00037

30,4

0,7

Polystyrolschaum, extrudiert (XPS), CO2-geschäumt 3

37

0,038

3,73

0,00271

0,02515

0,00178

107,1

1,3

Polystyrolschaum, extrudiert (XPS), HFKW-geschäumt 3

37

0,032

21,97

0,00278

0,02854

0,00181

110,2

1,3

40

0,030

13,7

0,00048

0,06680

0,00160

102,1

4,4

30

0,035

0,24

0,00066

0,00548

0,00034

16,4

20,6

Schilfrohrplatten, unverputzt 3

190

0,056

-1,45

0,00006

0,00133

0,00011

3,9

0,19

Strohplatten, unverputzt 3

190

0,056

-1,45

0,00006

0,00133

0,00011

3,9

0,19

Zellulosefaserflocken 3

30 – 70

0,040 – 0,045

0,23

0,00003

0,00264

0,00013

4,2

0,4

Zellulosefaserplatten 3

70 – 80

0,040

1,61

0,00127

0,01230

0,00047

15,4

5,8

Polystyrol Wärmedämmputz, zementgebunden 2

Polyurethan-Hartschaum (PUR) Schafwolle (Matten)3

3

Quelle: 1 Hersteller-Umweltdeklarationen nach ISO 14025 (EPD), www.bau-umwelt.de, ab 2005 2 Ökobilanzdaten GaBi-4, www.gabi-software.de 4 3 IBO Österreichisches Institut für Baubiologie und Ökologie, Wien, 2000

99

Ökologische Betrachtung der Dämmstoffe Soziale Dimension (Behaglichkeit)

1 2

3

4 1

ren auf der Autobahn messen, wäre jede Einzelmessung zwar richtig, der Vergleich würde aber zu einem falschen Ergebnis führen. Bisher existieren keine entsprechend konsistenten Ökobilanzdatensätze für Bauprodukte, allerdings wird im Rahmen der zukünftig geforderten Umweltdeklaration für Bauprodukte (EPD) durch die Hersteller seit ca. 2005 an solchen Datensätzen intensiv gearbeitet. Ältere und allgemeinere Datensätze sind veröffentlicht oder in EDV-Programmen erhältlich (Legep, GaBi). Aktuelle Ökobilanzdatensätze als Datengrundlage für Dämmstoffe sind auf Seite 99 dargestellt. Da bis Redaktionsschluss nur wenige EPD-Datensätze vorlagen, wird dem Leser empfohlen, sich über den jeweiligen Bearbeitungs- und Veröffentlichungsstand im Internet zu informieren (siehe Quellenzitat S. 99, Tabelle 4). Soziale Dimension Bei der Gebäudedämmung handelt es sich in der Regel um verdeckt eingebaute, sehr dauerhafte Bauteile. Das Schutzziel des Wohnumfeldes und der öffentlichen Güter wird hierbei nur selten berührt. Einzelne Ausnahmen können in Lösungen liegen, die aus Gründen des Denkmalschutzes oder durch eine bestehende Fassadenbegrünung erforderlich werden. Von erheblicher Bedeutung für die ökologische Betrachtung von Dämmstoffen ist dagegen der Schutz der Gesundheit, Hygiene und Sicherheit. Die Planungs- und Ausführungsziele können hierzu eingeteilt werden in • Anforderungen an die Behaglichkeit im Innenraum, • Anforderungen an die gesundheitlichen Verhältnisse im Innenraum und die • besondere Berücksichtigung von Brandund Brandfolgerisiken aus den verwendeten Materialien. 100

Behaglichkeit im Innenraum Die für ein gesundes und behagliches Raumklima verantwortlichen Randbedingungen wurden in den letzten Jahren zunehmend präzise in Regelwerken normiert und mit Zielwerten versehen. Davon betroffen sind wichtige Aspekte wie die Winddichtigkeit von Gebäuden (messbar durch das Blower-Door-Verfahren nach DIN EN 13829), der Mindestluftaustausch mit dem 0,6- bis 0,7-fachen des Raumvolumens pro Stunde zum Abtransport von Schadstoffen und CO2 aus der Innenraumluft, die Vermeidung von Wärmebrücken und Schimmelbildung mit Hilfe der Rechenverfahren aus der DIN EN ISO 10211. Darüber hinaus ist die empfundene Behaglichkeit in Räumen von der Luftgeschwindigkeit, von der Kälteabstrahlung der Wände und Decken und von der Temperaturschichtung abhängig. Das Zusammenwirken aller Einzeleinflüsse und ihre physische Wirkung und individuelle Empfindung können mit einfachen physikalischen Rechnungen nicht erfasst werden. Daher wurden in der DIN EN ISO 7730 zur Ermittlung der thermischen Behaglichkeit subjektive Empfindungen von Testpersonen herangezogen. Der PMVIndex (predicted mean vote) stellt eine Bewertung der thermischen Behaglichkeit dar und setzt sich aus mehreren physikalischen Raumbedingungen zusammen. Der PPD-Index (predicted percentage of dissatisfied) ist eine statistische Funktion des PMV und beschreibt einen Prognosewert für unzufriedene Personen in [%]. Man unterscheidet dabei drei Qualitätskategorien: abnehmend A, B und C. Wie in der DIN EN ISO 7730 werden auch in der schweizerischen SIA 180 die klimatischen Anforderungen benannt, die der Planung klimaregulierender Konstruktionen zugrunde gelegt werden sollen. So werden beispielsweise Höchst- und Mindestwerte genannt für die Auslegung von

Zellulosefasern Grenzwerte für flüchtige organische Substanzen (VOC) aus Baumaterialien in der Raumluft, gemessen nach 28 Tagen in der Kammer entsprechend der DIN EN 16000-Reihe. Quelle: Arbeitsgemeinschaft zur gesundheitlichen Bewertung von Bauprodukten (AgBB), Umweltbundesamt Kammermessung von Produkten hinsichtlich der VOC-Emissionen. Zur Messung werden Produktproben in die Kammer gelegt. Messung von VOC-Emissionen an bereits verbauten Produkten (vor Ort). Das Gerät wird auf die Probe aufgesetzt.

Wärmespeichermassen, für Konzepte der sommerlichen Wärmeabführung, der Beund Entlüftungstechnik oder für die Bemessung von wärmedämmenden Bauteilen und ihren Innenoberflächen. Die Anforderungen an die Behaglichkeit sind Gegenstand der bauphysikalischen Planung und entscheiden über den Umfang der gewählten Dämmmaßnahmen. Sie bilden jedoch kein ökologisches Bewertungskriterium für die Entscheidung zwischen verschiedenen Dämmstoffen, deren grundsätzliche Funktionalität im Bauteil generell unterstellt werden muss. Gesundheit im Innenraum Anders verhält es sich mit den Anforderungen an die gesundheitlichen Verhältnisse im Innenraum. Auch für dieses Schutzziel wurde in den letzten Jahren zunehmend an der Entwicklung von messbaren Indikatoren und Zielsetzungen gearbeitet. Die Raumluft ist durch zahlreiche baulich bedingte Schadstoffe und Gerüche belastet. Diese können unterteilt werden in • Emissionen flüchtiger organischer Substanzen aus Baumaterialien (volatile organic compounds – VOC), • Belastungen durch Sporen von Schimmelpilzen, • Emissionen von Fasern und Stäuben aus Baumaterialien und • Geruchsbelastungen aus Baumaterialien. Flüchtige organische Substanzen Die Gruppe der flüchtigen organischen Substanzen umfasst ca. 160 bis 180 leicht-, mittel- und schwerflüchtige Einzelsubstanzen, die aus Bauprodukten emittieren können. Synthetische Materialien können neben den Grundbestandteilen eine Vielzahl anorganischer und organischer Hilfsmittel zur Verbesserung der Produkteigenschaften enthalten wie Weichmacher, Flammschutzmittel oder Bindemittel. Auch natürliche Stoffe wie Holz, Kork oder pflanzliche und tierische Fa-

Ökologische Betrachtung der Dämmstoffe Soziale Dimension (Gesundheit)

Grenzwerte für flüchtige organische Substanzen (VOC) aus Baumaterialien in der Raumluft

2

Summe VOC normalflüchtig

≤

1 mg/m3

Summe VOC schwerflüchtig

≤

0,1 mg/m3

Summe kanzerogen wirkender Stoffe

≤

0,001 mg/m3

sern können flüchtige Verbindungen enthalten und mit Motten- oder Flammschutzmitteln versehen sein. Die Messung und Kontrolle erfolgt mittels einer Luftprobenahme im Raum. Die Luft wird über einen Sammler geführt, in dem sich die Substanzen ablagern. Diese werden dann mittels Gaschromatographen ausgewertet (Abb. 3). Das Ergebnis kann als Summe aller Substanzen in der Raumluft als TVOC-Wert (total volatile organic compounds) in [mg/m3] ermittelt werden. Für diesen Wert besteht kein verbindlicher Richtwert. Das Umweltbundesamt Berlin empfiehlt dazu einen Zielwert, der in den »Leitfaden nachhaltiges Bauen« übernommen wurde. Danach soll die Belastung folgende Größen nicht übersteigen: • kurzfristig nach Baufertigstellung (1– 2 Monate) ca. 1,5 – 2,0 mg/m3 • langfristig nach Baufertigstellung (1– 2 Jahre) ca. 0,25 – 0,3 mg/m3 Da die gemessenen Stoffe in ihrer Wirkung auf den Menschen unterschiedlich sind, werden die Ergebnisse zusätzlich hinsichtlich der Konzentration der Einzelsubstanzen bewertet. Weitgehend verbindliche Richtwerte werden für eine zunehmende Zahl von Einzelstoffen durch die Innenraumluft-Kommission des Umweltbundesamtes festgelegt. Dabei gibt der Richtwert I (RW I) die Konzentration eines Stoffes an, bei dem keine gesundheitlichen Beeinträchtigungen zu erwarten sind. Der Richtwert II (RW II) benennt eine Konzentration, deren Überschreitung zu einem Handlungsbedarf führt, beispielsweise in Form eines Materialwechsels oder baulicher Änderungen. Die Werte können beim Umweltbundesamt eingesehen werden. Um die Gesamtemissionen im Innenraum zu begrenzen, bedarf es einer entsprechenden Kenntnis der verwendeten Mate-

3

4

rialien. Aus diesem Grunde wurde durch die »Arbeitsgemeinschaft zur gesundheitlichen Bewertung von Bauprodukten« (AgBB) am Umweltbundesamt ein Bewertungsschema entwickelt, mit dem Produkte isoliert gemessen und bewertet werden. Dazu werden Produktproben nach einem festgelegten Ablauf entsprechend der DIN EN 16000-Reihe in einer Kammer gemessen. Wie bei der Raumluftmessung werden die VOC ermittelt. Die Summe der normalflüchtigen VOC darf nach 28 Tagen in der Kammer den Wert von 1 mg/m3 nicht übersteigen, die Summe der schwerflüchtigen VOC ist auf 0,1 mg/m3 begrenzt. Zusätzlich darf die Summe aller kanzerogen wirkenden Stoffe 0,001 mg/m3 nicht übersteigen. Erfüllt das Produkt die Anforderungen, gilt es als »geeignet für die Anwendung im Innenbereich«. Dieser Nachweis wurde in die Zulassungsbedingungen des Deutschen Instituts für Bautechnik DIBT aufgenommen und gilt bisher nur für zulassungspflichtige Bodenbeläge. Auf Dämmstoffe können diese Anforderungen übertragen werden, wenn sie im Innenbereich verwendet sind. Das betrifft den gesamten Schallschutz (Fußboden, leichte Trennwände, abgehängte Decken), wenn mit flüchtigen Substanzen zu rechnen ist. Dies können Treibmittel, Bindemittel und Harzinhaltstoffe bei Pflanzenfasern oder Flammschutzmittel sein. Vereinzelt vorgefunden wurden bisher Emissionen von Terpenen aus Bindemitteln für Korkschrot und Naphtalin aus Trittschallunterlagen. Sporen In den letzten Jahren treten zunehmend Belastungen durch Schimmelsporen auf. Die Ursachen sind häufig fehlerhaft gedämmte Außenbauteile, bei denen die Oberflächentemperaturen auf der Innenseite beheizter Räume einen Wert von ca.

10 –14 °C unterschreiten, so dass Tauwasser ausfällt. Besonders kritisch sind Situationen, bei denen sich Schimmel innerhalb des Außenbauteiles bildet und zu Emissionen im Innenraum führt, ohne dabei sichtbar zu werden. Dies ist oftmals Folge einer zu hohen oder zu langen Durchfeuchtung der Dämmlage infolge konstruktiver Mängel. Die häufig als vorteilhaft dargestellte Eigenschaft pflanzlicher Fasern, im Vergleich zu Mineralfasern und Schaumstoffen mehr Feuchtigkeit aufnehmen zu können (hygroskopisches Verhalten), ist in diesem Zusammenhang eher kritisch zu werten. Ein verdeckter Schimmelbefall wird in der Regel am Geruch erkannt, da Schimmelpilze mikrobiotische flüchtige organische Substanzen (MVOC) mit einem typisch modrig-erdigen Geruch emittieren. Im Verdachtsfall werden Luftmessungen vorgenommen, bei denen die angesaugte Luft über einen Nährboden geführt wird. Gemessen werden im Anschluss die keimfähigen Sporen (keimbildende Einheiten KBE) durch Anzüchten der Proben im Wärmeschrank. Die am häufigsten auftretenden Schimmelpilze sind AspergillusArten, Penicillium spp., Cladosporium spp. sowie zahlreiche seltenere Spezies. Vor allem der Pilz Aspergillus versicolor gilt neben Vertretern der Aspergillus restrictusGruppe und Aspergillus sydowii als Anzeiger für Feuchteschäden in Gebäuden. Die Sporen der Schimmelpilze können, wenn sie eingeatmet werden, bei entsprechend sensibilisierten Personen zu Allergie-Symptomen (z. B. Asthma, Schnupfen, Augenreizungen) führen oder bei Personen, die eine Veranlagung zur Allergie haben (Atopiker), überhaupt erst eine Sensibilisierung bewirken. Fasern und Stäube Im Zusammenhang mit der Faserbelastung ist vor allem die kanzerogene (krebs101

Ökologische Betrachtung der Dämmstoffe Soziale Dimension (Gesundheit, Brandfolgerisiken)

Brandgasbestandteile natürlicher Rohstoffe in Abhängigkeit von der Brandphase Rohstoff

Entstehungsbrand

Vollbrand

Brandbekämpfung

Abkühlphase

Holzfasern, Zellulose

CO, CO2, H2O

CO, CO2, H2O, Aldehyde, Aromate, PAK, Alkohole, Essigsäure, KW

CO, CO2, H2O, Aldehyde, Aromate, PAK, Alkohole, Essigsäure, KW

Aldehyde, Aromate, PAK, Alkohole, Essigsäure, KW

Wolle, Haare

CO, CO2, H2O, HCN, SO2

CO, CO2, H2O, HCN, SO2, H2S Amine, Aromate, PAK,

CO, CO2, H2O, HCN, SO2, H2S, Amine, Aromate, PAK

Amine, Aromate, PAK

HCN: Cyanwasserstoff PAK: Polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe, z. B. Benzo-a-pyren

KW: CO: SO2: H2S:

Kohlenwasserstoffe Kohlenmonoxid Schwefeldioxid Schwefelwasserstoff

1

2

erzeugende) Wirkung bestimmter mineralischer Feinstfasern bekannt geworden. Neben der Asbestfaser war hiervon auch die künstliche mineralische Dämmfaser (Mineralwolle MW) betroffen. Laut Definition der Weltgesundheitsorganisation (World Health Organisation WHO) sind Fasern mit folgenden Eigenschaften als lungengängig und damit als gefährlich einzustufen: • Länge > 5 μm • Durchmesser < 3 μm • Länge-zu-Durchmesser-Verhältnis > 3:1. Zusätzlich ist die Resistenz der Faser in der Lunge maßgeblich (Bioresistenz). Während die WHO bzw. die IARC (International Association of Cancer Registries) eine pauschale und formal geprägte Einstufung von Mineralwolle allgemein aufgrund der fehlenden Klassifizierbarkeit vornimmt, folgen die Klassifizierungen der EU und der deutschen Gefahrstoffverordnung dem Vorsorgeprinzip. Danach werden gefährliche Fasern in drei Kategorien eingeteilt, wobei die erste Kategorie für kanzerogene Fasern gilt und die dritte Kategorie dann zutrifft, wenn »ein Verdacht nicht ausgeräumt werden kann«. In Deutschland dürfen nur mineralische Faserdämmstoffe verwendet werden, die in keine der drei Kategorien eingestuft sind. Dies ist nach EU-Recht1 entsprechend nachzuweisen und zu deklarieren. Die Hersteller haben ihre Rezepturen seit ca. 1995 so geändert, dass eine höhere Biolöslichkeit gegeben ist (s. hierzu auch S. 22). Um die notwendige laufende Überprüfung hinsichtlich der Biolöslichkeit sicherzustellen, wurde in Deutschland eine 1

Richtlinie 67/548/EWG des Rates zur Angleichung der Rechts- und Verwaltungsvorschriften für die Einstufung, Verpackung und Kennzeichnung gefährlicher Stoffe vom 27. Juni 1967 (ABl. EG vom 16. 08.1967 Nr. L 196 S. 1) zuletzt geändert am 29. April 2004

102

Qualitätssicherung durch einen Freizeichnungsnachweis in das RAL-Gütezeichen RAL GZ 388 aufgenommen – wobei das Gütezeichen natürlich auch alle wichtigen technischen Eigenschaften umfasst (Abb. 2). Nahezu alle gängigen Mineralfaserdämmstoffe tragen dieses Gütezeichen. Vorsicht ist jedoch bei außereuropäischen Produkten geboten. Die Untersuchungen zur Gefährlichkeit von Fasern sind sehr aufwändig und teuer. Festzustellen ist, dass zwar die mineralischen Fasern ausführlich untersucht wurden, nicht jedoch die Mehrzahl der organischen Fasern und Stäube synthetischer oder natürlicher Herkunft. So können beispielsweise Zelluloseflocken aus Altpapier Schwermetalle, Biozide, Formaldehyd oder Borverbindungen enthalten. Baumwolle kann mit Pestiziden belastet und diversen Chemikalien »veredelt« sein. Gleiches gilt für Schafwolleund Kokosfaserdämmstoffe. Zudem können auch die gröberen Fasern von Dämmstoffen die Atemwege und Schleimhäute zusätzlich reizen und schädigen, was besonders bei Kindern oder Personen mit Vorerkrankungen wie Asthma zu Gesundheitsschäden führen kann. Daher sollten Faserdämmstoffe bereits aus Gründen der Vorsorge grundsätzlich nicht in direkter Verbindung zur Innenraumluft verwendet werden. Betroffen von dieser Vorsichtsmaßnahme sind frei aufliegende Faserdämmungen auf abgehängten, seitlich offenen Montagedecken und Schallschutzdämmungen in Trennwänden und Dachschrägen, wenn offene Installationsöffnungen wie z. B. ungesicherte Elektrodosen vorhanden sind. Hier sollten winddichte Ausführungen zum Einsatz kommen. Neben dem Risiko durch Fasern in der Raumluft sind besondere Staubbelastungen aus Dämmstoffen nur in Einzelfällen bekannt. Die Stäube aus der Korkverarbeitung sind ein Beispiel für gesundheits-

schädigende Wirkungen, die durchaus noch im eingebauten Zustand im Innenraum auftreten können. Gerüche Geruchsbelastungen sind schwer zu definieren, werden aber insbesondere bei Bauten für Handel und Verwaltung zunehmend abgefragt. Dauerhafte Geruchsbelastungen beeinträchtigen das Wohlbefinden und die Behaglichkeit, bis heute gibt es jedoch keine verlässliche technische Nachweismöglichkeit (»künstliche Nasen«). Als Nachweis dienen daher entsprechend trainierte Personen, die eine große Luftprobe (mindestens 300 Liter) zunächst nach einem festgelegten Verfahren auf ihre Geruchsintensität prüfen. Anschließend werden die Proben auf die Geruchsqualität (Hedonik) geprüft und auf einer Skala von »sehr angenehm« bis »sehr unangenehm« bezeichnet. Für den praktischen Umgang mit dem Ergebnis wurde als relative Vergleichseinheit die Luftbeeinflussung durch einen ruhenden Menschen definiert und mit der Maßeinheit Dezipol bezeichnet. Die meisten Dämmstoffe sind weitgehend geruchsneutral. Dazu gehören alle Mineralwolleprodukte und Kunstschäume. Mit Gerüchen ist dagegen bei einigen pflanzlichen Dämmstoffen zu rechnen, insbesondere riechen die im expandierten Kork enthaltenen Harze teilweise sehr unangenehm. Ebenfalls geruchsrelevant sind Terpene und Phenole in Holzfasern. Brand- und Brandfolgerisiken aus Dämmstoffen In der Regel wird die zulässige Verwendung von Dämmstoffen unter anderem an das Brandverhalten geknüpft. Die Anforderungen werden je nach Bauteil in bauaufsichtlichen Vorschriften und bis zur europäischen Normenharmonisierung durch die Baustoffklassen der DIN 4102 geregelt. Seit 2002 gilt die neue Klassen-

Ökologische Betrachtung der Dämmstoffe Ökonomische Dimension

2 3

RAL Gütezeichen RAL GZ 388 Glasschmelze vor dem Aufschäumen zu einem Foamglas

einteilung nach DIN EN 13501, die 7 Euroklassen umfasst (A1, A2, B, C, D, E und F). Damit geht einher, dass die Baustoffe europaweit nach einheitlichen Prüfverfahren im Hinblick auf ihre Brennbarkeit klassifiziert werden. Kennzeichen für die Einteilung der Baustoffe ist die Zeitdauer, bis wann ein Baustoff voll brennt (Flashover). A1, A2 und B führen nicht zum Flashover, während die brennbaren Bauprodukte der Klassen C, D und E diesen Zustand in 10 bis 2 Minuten erreichen. Für die Risikovorsorge besonders hilfreich ist der Umstand, dass so genannte Unterklassen für die Rauchentwicklung (s1, s2 und s3) und für das brennende Abtropfen (d0, d1 und d2) eingeführt wurden. Diese Unterklassen müssen zukünftig auch auf den Produktverpackungen angegeben werden (siehe auch S. 14, S. 64 und S. 73/74). Nicht in die Betrachtung aufgenommen sind Brandfolgen wie zusätzliche toxische Bestandteile im Rauchgas (neben Kohlenmonoxid) und Niederschläge im Brandruß. Das Problem bei Bränden liegt oftmals weniger beim offenen Feuer als vielmehr bei der begleitenden Rauchdichte und den Rauchgasbestandteilen. Etwa 80 % der Brandopfer sterben durch Brandrauch und Brandgas. Dies gilt insbesondere bei Gebäuden für Risikopersonen, die aufgrund von Alter, Krankheit oder anderen Gründen fluchtbehindert sind. Rauchdichten behindern die Angriffswege der Rettungskräfte, zusätzliche schädliche Brandgasbestandteile verkürzen die Frist, innerhalb derer die Opfer lebend geborgen werden können. In entsprechend sensiblen Bereichen sollten Dämmprodukte der Klassen C bis E nach DIN EN 13501 daher nicht oder nur nach sorgfältiger Prüfung der Brandlastsituation verwendet werden. Betroffen sind neben Kunstschäumen vor allem verschiedene

3

pflanzliche Faserdämmstoffe. Extreme Brandgeschwindigkeiten und Rauchdichten treten vor allem bei expandierten Korkplatten (Backkork) auf, zusätzliche toxische Brandgase entstehen bei Schafwolle (wie bei allen Haaren) und bei Polyurethandämmstoffen (Cyanwasserstoffe HCN). Letztere werden jedoch im Innenbereich nur selten verwendet. Ein weiteres Problem entsteht, wenn die Dämmstoffe halogenierte Additiva enthalten, also Chlor-, Brom- oder Fluorverbindungen (häufig als Flammschutzmittel). Neben der korrosiven Wirkung der Brandgase – zumeist durch die Bildung von Chlorwasserstoff (HCl) – entstehen im Brandfall hochgiftige polychlorierte Dibenzo-Dioxine oder -Furane (PCDD/PCDF), die sich im Brandruß niederschlagen und dadurch die Sanierungskosten massiv erhöhen können. Halogenierte Bestandteile enthalten z. B. verschiedene technische KunstschaumRohrdämmungen. Aus diesem Grund sollten im Gebäudeinnenbereich möglichst halogenfreie technische Dämmungen verwendet werden. Die Produkte sind entsprechend deklariert. Ökonomische Dimension Das ökonomische Schutzziel bezieht sich auf den dauerhaften Erhalt des investierten Kapitals. Es besteht ein enger Zusammenhang zwischen den aufgewendeten Bau- und Unterhaltungskosten einerseits und den ökologischen Umweltwirkungen andererseits, da in beiden Fällen derselbe Materialeinsatz verursachend wirkt. Jedes einzubauende Material kann sowohl über die Materialkosten als auch mit Hilfe der Ökobilanz über die mit der Herstellung verbundenen Umweltwirkungen beschrieben werden. Maßgeblich ist in beiden Fällen die erforderliche Materialmenge. Dieser

organisatorische Zusammenhang ist bei Bauprozessen so offensichtlich, dass die Kosten und die ökologischen Wirkungen bereits in Software-Tools für die Planung, Ausschreibung und Ausführung parallel geführt werden. Hierbei werden mit Hilfe hinterlegter Ökobilanz-Datensätze für Baumaterialien zu jedem Zeitpunkt Informationen zum Stand der Gesamtökobilanz des Gebäudes ermöglicht. Der jeweilige Genauigkeitsgrad entspricht dabei dem der parallelen Kostenrechnung. So gesehen ist nachhaltiges – weil langfristig materialsparendes – Bauen gleichzeitig kostengünstiges Bauen. Die Schnittstelle zwischen der ökologischen und ökonomischen Betrachtung bildet die zu erwartende Dauerhaftigkeit eines Bauteiles. Sowohl für die Betriebskostenrechnungen und die Lebenszykluskosten (LCC) als auch für die zeitliche Normierung vergleichender Ökobilanzen waren hierfür schon immer entsprechende Annahmen erforderlich. Zahlenangaben hierzu bietet beispielsweise der Kommentar zur Wertermittlungsverordnung (WertV) von Rössler/Langner/Simon, 8. Auflage, 2005. Überwiegend werden hier Erwartungszeiträume für die Nutzungsdauer von Bauteilen unter Berücksichtigung der verwendeten Materialien in Form von Mittelwerten oder »von-bis-Werten« genannt. Aufgrund der ökologischen Bedeutung enthält auch der »Leitfaden für nachhaltiges Bauen« des Bundesministeriums für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung im Anhang eine Auflistung anzunehmender Dauerhaftigkeiten. Im Rahmen von Betriebskostenschätzungen wurden vergleichbare Tabellen zur Berücksichtigung der Erneuerungszyklen einzelner Bauteile oder Bauteilschichten erstellt. Tatsächlich ist die zu erwartende Dauerhaftigkeit eines Bauteils von zahlreichen Einflüssen abhängig und weist häufig eine Bandbreite auf, die mit einfachen 103

Ökologische Betrachtung der Dämmstoffe Ökonomische Dimension

Auswahl von Dauerhaftigkeiten für Dämmungen in Bauteilen Kostengruppe

Bauteil

Durchschnittswert (in Jahren)

durch Gütesicherung optimierter Wert (in Jahren)

332 332.3.1 332.3.2

Nichtragende Außenwände Dämmung Zellulosefasern Mineralwolle

35 40

50 50

335.5.1 335.5.2 335.5.3

Außenwandbekleidung, außen Wärmedämmung, hinterlüftet Holzfasern Kork, expandiert Mineralwolle

30 50 40

50 60 50

335.6.1 335.6.2 335.6.3 335.6.4 335.6.5

Wärmedämmung, Verbundsystem Holzfasern Kork, expandiert Kalziumsilikatschaum Mineralwolle Polystyrol, expandiert (EPS)

20 40 40 30 30

30 40 40 30 30

363.6.1 363.6.2 363.6.4

Dachbeläge Dachdämmung, Warmdach Zellulosefasern Mineralwolle Polystyrol, expandiert (EPS)

30 40 40

50 60 50

363.7.1 363.7.2

Dachdämmung, Umkehrdach Schaumglas Polystyrol, expandiert (EPS)

80 30

80 30

332.3

335 335.5

335.6

363 363.6

363.7 1

Mittelwerten nicht wirklichkeitsgerecht erfasst wird. Als wichtige Einflüsse auf die Dauerhaftigkeit und damit als Optimierungskriterien gelten: • die Gütesicherung und Nachhaltigkeit der technischen Funktionen, • die Instandsetzungs- und Reparaturfreundlichkeit, • die Nutzungsflexibilität der Konstruktionen, • die Einschränkung der Materialvielfalt (materialsparende Bauweisen), • lösbare Verbindungen, die Vermeidung von Verbundkonstruktionen und die Recyclingfähigkeit. Wegen der großen wirtschaftlichen und ökologischen Bedeutung haben die Herstellerverbände einzelner Produktgruppen verschiedene Prognoseverfahren zur Dauerhaftigkeit entwickelt. Neben den überwiegend empirisch begründeten generellen Abschätzungen findet sich eine konkrete Methodenbeschreibung in der ISO 15686 »Hochbau und Bauwerke – Planung der Lebensdauer« (Buildings and constructed assets – Service life planning) mit dem eingeführten Teil 1 und Teil 3 und den als Entwurf vorliegenden oder in Bearbeitung befindlichen Teilen 2, 4, 5 und 6. In einem Forschungsprojekt des Bundesamtes für Bauwesen und Raumordnung1 wurden 2006 Optimierungsangaben für Bauteile erarbeitet, die spezifische Schadensrisiken und eine entsprechende Qualitätssicherung der Detailplanung und

1

2

104

Forschungsprojekt Bundesamt für Bauwesen und Raumordnung (Projekt-Nr. 03.125): »Instrumente zur qualitätsabhängigen Abschätzung der Dauerhaftigkeit von Materialien und Konstruktionen« Gesellschaft für ökologische Bautechnik mbH, Berlin 2006

Ökologische Betrachtung der Dämmstoffe Nachhaltiger Einsatz von Dämmstoffen

Ausführung berücksichtigen. Für die Gruppe der Dämmprodukte zeigte sich erwartungsgemäß, dass vollständig verdeckte Bauteile wie Perimeterdämmungen, Kerndämmungen in massiven Wänden oder Trittschalldämmungen nur geringe Schadensrisiken bzw. daraus abgeleitete Optimierungsmöglichkeiten aufweisen. Außenwände und Dächer zeigen dagegen deutliche – von der Ausführung abhängige – Optimierungsmöglichkeiten. Die Bedeutung solcher Optimierungsprozesse kann am Beispiel der Materialgruppe 363.6.1 »Zellulosefaser in der Dachdämmung« gezeigt werden (Tabelle 1). Untersucht wurden hierbei nur Zellulosedämmflocken, die werkseitig in vorgefertigte Holztafelelemente eingebracht werden, wodurch das Risiko nachträglicher Setzungen vermieden werden kann. Vor Ort eingeblasene Zellulosefaserdämmungen wurden wegen der Unsicherheiten bei der Verarbeitung nicht untersucht. Das grundsätzliche Schadenspotenzial für die Dämmlage beruht im Wesentlichen auf den Risiken der Durchfeuchtung bei einem Versagen des äußeren Feuchteschutzes oder der inneren Dampfbremse. Daraus ergibt sich auch das wesentliche Optimierungspotenzial. Der dauerhafte Schutz vor Feuchtigkeit von außen und von innen (Tauwasser) ist Voraussetzung für die Vermeidung von Folgeschäden durch pflanzliche Schädlinge an der tragenden Holzkonstruktion. Die Optimierungsmaßnahmen liegen vorrangig bei der Gütesicherung der Herstellungsschritte. Diese Aspekte sind beispielsweise Gegenstand einer Gütesicherung in der RAL GZ 422 Holzhausbau. Die aus Schadensbeobachtungen abgeleitete Verlängerung der zu erwartenden Dauerhaftigkeit um 20 Jahre führt sowohl bei der betrieblichen Kostenrechnung als auch bei der Kalkulation der ökologischen Wirkungen zu einer deutlichen Verbesserung.

Nachhaltiger Einsatz von Dämmstoffen Im Normalfall kann bei zugelassenen Dämmstoffen und fachgerechter Anwendung davon ausgegangen werden, dass keine Risiken für den Nutzer und die Umwelt bestehen. Wie bereits gezeigt, amortisieren sich zudem im Regelfall dämmtechnische Maßnahmen sowohl energetisch als auch wirtschaftlich. Da die Wirkung auf die Umwelt und die verfügbaren Ressourcen von der verbauten Materialmenge abhängt, sollten insbesondere bei großen Bauvorhaben die wesentlichen Bauteile einer vergleichenden Wirkungsabschätzung unterzogen werden, bei der die wichtigsten Kategorien der Ökobilanz erfasst sind. Bei kleinen Bauvorhaben mit geringen Materialmengen ist dieser Aufwand zu groß. Hier kann eine ökologische und wirtschaftliche Optimierung bedeuten, dass die gewünschten Funktionen im Bauteil sorgfältig mit den jeweiligen Eigenschaften der Dämmstoffe abgeglichen und in Übereinstimmung gebracht werden. So werden beispielsweise die besonderen Eigenschaften von expandiertem Kork hinsichtlich der Feuchte- und Schädlingsresistenz und der damit verbundenen Dauerhaftigkeit bei der Dämmung von Balkenauflagern, als Kerndämmung im Mauerwerk oder als Trittschalldämmung ausgeschöpft. Bei diesen Anwendungen ist auch der hohe Preis vertretbar. Zellulose in der ökologisch günstigen Anwendung als Flocken ohne synthetische Stützfasern eignet sich besonders für die werkseitige Dämmung vorgefertigter Holztafelbauten. Kalziumsilikatschaumplatten sind durch die Kombination aus Festigkeit, Nichtbrennbarkeit, Dämmleistung, Feuchteeigenschaften und spachtelbarer Oberfläche besonders gut für mechanisch belastete Innendämmungen geeignet. Sie werden daher trotz des hohen Preises zunehmend in Tiefgaragen eingesetzt. Dämmstoffe sollten auch bei

kleinen Maßnahmen immer bewusst gewählt und benannt werden. Während der Auswahl kann über die jeweiligen technischen Zulassungen hinaus geprüft werden, ob der Dämmstoff besondere Eigenschaften besitzt, die im fraglichen Bauteil gar nicht erforderlich sind. In diesem Fall sollte eine ökologisch optimierte Materialvariante mit einem passenden Eigenschaftsprofil erwogen werden. Ergänzend ist die Frage sinnvoll, ob der gewählte Dämmstoff zusätzliche besondere Schutzmaßnahmen, etwa gegen Feuchtigkeit, tierische und pflanzliche Schädlinge oder gegen Faserfreisetzung erfordert. Wenn ja, ist für diese Maßnahmen der Material- und Energieeinsatz kritisch zu hinterfragen. Auch wenn sich der Einsatz von Dämmstoffen fast immer energetisch und wirtschaftlich rechnet, sind die einzelnen Materialien sehr unterschiedlich hinsichtlich der zu ihrer Herstellung aufgewendeten Energie und der damit verbundenen Umweltrisiken. Der dargestellte methodische Ansatz zur ökologischen Bewertung von Baustoffen ermöglicht es, diese Unterschiede zu erkennen, zu bewerten und die enthaltenen Optimierungspotenziale zu nutzen.

1

2

In einem Forschungsprojekt des Bundesamtes für Bauwesen und Raumordnung4 wurde ein Qualitätsmanagement zur Verbesserung der Dauerhaftigkeit von Bauteilen erarbeitet. Bei Dämmstoffen in Außenwänden und Dächern ergeben sich durch die Berücksichtigung spezifischer Schadensrisiken und eine entsprechende Qualitätssicherung der Detailplanung und Ausführung beachtliche Optimierungsmöglichkeiten, die die Dauerhaftigkeit der Materialien um 10 bis 20 Jahre verlängern können. Daraus folgen deutliche Verbesserungen bei den Kosten für die Bauunterhaltung und bei der Ökobilanz. Platte aus äußerlich bitumierten Polystyrolkugeln.

105

Anhang

Verbände (Auswahl)

Hersteller- und Lieferantenverzeichnis (Auswahl)

ADNR Arbeitsgemeinschaft für Dämmstoffe aus natürlichen Rohstoffen e.V. www.adnr.info

aprithan Schaumstoff-GmbH (PUR / PIR) www.aprithan.de

Flachshaus (Flachs) www.flachshaus.de

ARMACELL GMBH (PE, Polypropylen) www.armacell.de

Foamglas (Schaumglas) www.foamglas.de

AUSTROTHERM GmbH (EPS, XPS) www.austrotherm.com

GLAPOR Werk Mitterteich GmbH (Schaumglas) www.glapor.com

BLP Bundesverband der Leichtbauplattenindustrie e.V. www.leichtbauplatten.de Fachverband Schaumstoffe www.fsk-vsv.de Fachverband Strohballenbau www.fasba.de

AWA GmbH (PIR, EPS) www.awa-dachbaustoffwerke.de

Gonon Isolation AG (EPS, PUR, PF, XPS) www.gonon.ch

KARL BACHL GmbH & Co KG (EPS, XPS, PUR, Perlit) www.bachl.de

Gutex (WF-Holzfaser) www.gutex.de

BASF (EPS, XPS) www.basf.de

Heraklith (MW, WF) www.heraklith.de

Fachverband Wärmedämmverbundsysteme www.fachverband-wdvs.de

Bauder (PUR / PIR) www.bauder.de

Hock Vertriebs GmbH & Co. KG (Hanf) www.thermo-hanf.de

FPX Fachvereinigung Polystyrol Extruderschaumstoff www.fpx-daemmstoffe.de

Bayer MaterialScience AG (PUR / PIR, PUR-Ortschaum) www.bayer.de

Homatherm (WF-Holzfaser, Zellulose) www.homatherm.com

FMI Fachverband Mineralwolleindustrie e.V. www.fmi-mineralfaser.de

Biber Baustoffe GmbH (Zellulose) www.biber-online.de

Fachverband Transparente Wärmedämmung www.fvtwd.de

FNR Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe www.fnr_server.de GDI Gesamtverband Dämmstoffindustrie www.g-d-i.de www.gdi-daemmstoffe.de GSH Güteschutzgemeinschaft Hartschaum e.V. www.gsh.eu

Gebr. Brohlburg Kunststoffwerk (EPS) www.brohlburg.de Calsitherm Silikatbaustoffe GmbH & Co. KG (Silikatschaum) www.calsitherm.de Celotex Limited (PUR / PIR) www.celotex.co.uk

IsoBouw Dämmtechnik GmbH (EPS) www.isobouw.de Isocotton (Baumwolle) www.isocotton.de Isofloc (Zellulose) www.isofloc.de Isola (MW, Vermiculite) www.isola-mineralwolle.de Isolahn GmbH (UF-Ortschaum) www.isolahn.de

Daemwool Naturdämmstoffe GmbH (Schafwolle) www.daemwool.at

Isover (MW, EPS, XPS) www.isover.de

Doscha Wolle (Schafwolle) www.doschawolle.de

Jackon Insulation GmbH (XPS) www.jackon-insulation.com

Internationaler Verband der Naturtextilwirtschaft e.V. www.naturtextil.com

Eiwa Lehm GmbH (Schilfrohr) www.eiwa-lehmbau.de

JOMA-Dämmstoffwerk GmbH (EPS) www.joma.de

IVPU Industrieverband Polyurethan-Hartschaum e.V. www.ivpu.de

Elastogran GmbH (PUR / PIR, PUR-Ortschaum) www.elastogran.de

Wilhelm Kaimann GmbH & Co. KG (PE, PUR) www.kaimann.de

VDH Verband Holzfaserdämmstoffe www.holzfaser.org

Fibo Exclay (Blähton) www.fiboexclay.de

Kingspan Insulation (PIR, PF) www.kingspan.com

Fibrolith (WW, WW-C) www.fibrolith.de

Knauf (EPS, XPS, Perlite) www.knauf.de

IVH Industrieverband Hartschaum www.ivh.de

107

Anhang

Literatur (Auswahl) KORFF & Co. KG Isolierbaustoffe (MW, PUR, XPS, MF) www.korff.com Lackfa Isolierstoff GmbH & Co. (PUR / PIR, PUR-Ortschaum) www.lackfa.com Liapor (Blähton, Blähglas) www.liapor.com Meha Dämmstoffe GmbH (PF, Perlite, WF) www.meha.de MISAPOR (Schaumglas) www.misapor.de E. MISSEL GmbH & Co. KG (PE) www.missel.de Nestaan Holland B.V. (PUR / PIR, PUR-Ortschaum) www.nestaan.nl PAROC (MW) www.paroc.de Pavatex (Holzfaser, WF) www.pavatex.de PHILIPPINE GmbH & Co. (EPS) www.philippine.de pinta acoustic (Melaminharz, PUR, Blähglas) www.pinta-acoustic.de

Rockwool (MW) www.rockwool.de Romonta Ceralith GmbH (Getreidegranulat) www.ceralith.de RYGOL DÄMMSTOFFE (EPS) www.rygol.com Schaum Chemie (UF, PUR) www.schaum-chemie.de SCHWENK Dämmtechnik (EPS, XPS, WF) www.schwenk.de Steico AG (WF, Hanf) www.steico.com STEINBACHER Dämmstoffe (EPS) www.steinbacher.at swisspor AG (EPS, XPS, PUR, MW) www.swisspor.ch The Dow Chemical Company (XPS) www.dow.com Thermal Ceramics (Keramikfasern) ww.thermalceramics.com Thermo Hanf (Hanf) www.thermo-hanf.de thermo-plastic Eiberger GmbH (EPS, PUR, MW, Hanf) www.thermo-plastic.de

poratec GmbH Dämmstoffsysteme (Mineralschaum) www.poratec.de

UNIDEK Deutschland GmbH (EPS, PE) www.unidek.de

Poraver (Blähglas) www.poraver.de

URSA (MW, XPS) www.ursa.de

Puren (PUR / PIR) www.puren.com

va-Q-tec (VIP) www.va-q-tec.com

Porextherm Dämmstoffe GmbH (VIP) www.porextherm.de

VARIOTEC GmbH & CO. KG (VIP) www.variotec.de

ReadyTherm Maschinen-Dämmung GmbH (UF-Ortschaum) Tel.: +49 201 45 00 20 Fax: +49 201 45 00 216

VWS-Ergotherm GmbH & Co (EPS) www.caparol.de

RECTICEL Dämmsysteme (PUR / PIR) www.recticel-daemmsysteme.de

Xella (Mineralschaum) www.xella.de

Rigips (EPS, XPS) www.rigips.de 108

WKI Isoliertechnik (EPS) www.wki.de

Merkel, H. Boy, E.: Langzeitverhalten von extrudierten Polystyrol-Hartschaumstoffen im Umkehrdach – Erfahrungen aus Praxisobjekten; Deutsches Architektenblatt Heft 9/1996 Oswald, R.: Langzeitverhalten von Parkdecks mit Umkehrdach-Wärmedämmung – Floormate, Gutachten Juni 1998, im Auftrag der DOW Deutschland Inc. Zimmermann, G.: Gutachten über das Langzeitverhalten extrudierter Hartschaumplatten Floormate 500 in UmkehrParkdächern, Oktober 1997, im Auftrag der DOW Deutschland Inc. Achtziger J., Zehendner H.: Wärmedämmstoffe. In: Bauphysik-Kalender 2001, S. 189 –222. Berlin: Ernst & Sohn 2001. Steimle P.: Energieeffizientes Bauen – Wärmedämmung ist der erste Schritt – Dämmstoffe im Überblick. Hrsg: GDI Gesamtverband Dämmstoffindustrie. Frankfurt 2004. Spitzner M. H.: Dachsanierung von außen – Anforderungen und Hinweise. infodienst Holz, Hefte 11 und 12/2005. Sprengard C.: Wärmebrückenkatalog der Wissensdatenbank zum Pilotprojekt »Niedrigenergiehaus im Bestand« der dena, Deutsche Energieagentur, Berlin 2003; www.neh-im-bestand.de – Wissensdatenbank – Bauteile. EOTA – technical report 025: Determination of point thermal transmittance of plastic anchors for the anchorage of external thermal insulation composite systems (ETICS); final draft TR025, Berlin, 06. Dezember 2006 Gellert, R.: Dämmen mit Hartschaumkunststoffen; Bauen mit Kunststoffen; Jahrbuch 2002, Ernst & Sohn 2001.

Anhang

Sachregister Aerogel 28 Agenda 21 93 Alterungsverhalten 38, 91 Amortisation, energetische 96 anorganische Dämmstoffe 17 Anwendungsgebiete - Dach und Decke 79 - Perimeter 84 - Wand 82 Anwendungsgrenztemperaturen 11 Anwendungsmatrix 18 Anwendungsnorm - DIN V 4108-10 18, 67, 68, 77 - Kurzzeichen 67 - Mindestanforderungen 68, 77 Arbeitsgemeinschaft zur gesundheitlichen Bewertung von Bauprodukten AgBB 101 ARGEBAU 60 Atmungsaktivität 11 Attikaanschluss 87 Aufsparrendämmung 79 Ausschreibung 78, 103 Backkork 46 Balkonplattenanschluss 87 Baumwolle 50 Bauproduktengesetz (BauPG) 59 Bauproduktenrichtlinie (BPR) 59 Bauregellisten 60, 62 Baustoffklasse 14, 70, 102 Behaglichkeit 100 Bemessungswert 9, 38, 68, 73, 75, 91 Bezeichnungsschlüssel 74 Biegefestigkeit 14, 78 Bilanzraum 94 Bims 33 Biolöslichkeit 22, 102 Biopersistenz 22 Blähglas 26 Blähperlit, -platten (EPB) 30 Blähton 32 Blasverfahren 21 Blockschaumverfahren 38 Blower-Door-Verfahren 100 Bodenplattenanschluss 86 Brandverhalten 14, 64, 70, 102 CE-Kennzeichen CEN Chinaschilf

60, 71, 73, 75 63, 93 54

Dämmstoffe - anorganisch - natürlich - organisch - synthetisch - Systematik Dampfbremse, feuchtevariable Dampfdiffusion Datensätze zur Ökobilanz

17 17 17 17 17 80 13 98

Dauerdruckspannung Dauerhaftigkeit Dezipol Dimensionsstabilität Doppelbandverfahren Druckfestigkeit Druckspannung Dynamische Steifigkeit

13, 78 103 102 11, 78 38 13 13 14, 78

Energetische Amortisation 96 energetische Ressourcen 98 EPS 34 ETAG (Leitlinien für europäische technische Zulassungen) 59, 60 Etikettierung 73 EU-Konformität 71 Euroklasse 15, 64, 70, 102 Europäische Organisation für Technische Zulassungen (EOTA) 65 Europäische technische Zulassung (ETA) 60 Fasern und Stäube 101 Flachdach 80 Flachs 50 flüchtige organische Substanzen 100 Foliendämmungen 88 Forest Stewardship Council (FSC) 96 Formaldehyd 41, 42, 43, 46, 102 Frostschürze 84 funktionales Äquivalent 94 Geräte- und Produktsicherheitsgesetz (GPSG) 74 Geruchsbelastungen 102 geschäumtes Glas 26 Getreidegranulat 51 Gipsschaum 29 Glaswolle 21 globale Umweltwirkungen 94 Gütesicherung 74, 104 Hanf Harnstoff-Formaldehydharz-Ortschaum (UF) Holzfasern (WF) Holzspäne Holzwolle-Mehrschichtplatten (WW-C) Holzwolle-Platten (WW) Innendämmung Input-Output-Bilanzierung Intraperitonealtest intratracheale Instillation

48 43 45 53 44 44

27, 83 94 22 22

Kalziumsilikatschaum 27, 105 Kanzerogenität 22, 101, 102 keimbildende Einheiten (KBE) 101 Kellerdeckenanschluss 86 Kennzeichnung 15, 71, 73

Keramikfasern, -schaum KEYMARK Kimmschicht Klimazonen Kokosfasern Kondensation Konformitätsbewertung Kork, expandiert (ICB) kumulierter Energieaufwand (KEA) Kurzzeichen DIN V 4108-10 Längenänderung, thermische Längenbezogener Strömungswiderstand Langzeitwasseraufnahme Latentwärmespeicher Lebenszykluskosten Leitfaden nachhaltiges Bauen Leitlinien für europäische technische Zulassungen (ETAG) Lieferformen Life Cycle Assessment (LCA) Luftschichten

28 75 86 91 52 13 71 46 95 67 11, 12

14 13, 78 55, 91 103 97, 103 59, 60 20 93 88

MAK-Werte 35 Marktanteile 20 Melaminharzschaum (MF) 42 mikrobiotische flüchtige organische Substanzen (MVOC) 101 Mindestanforderungen 68, 77 Mindesteigenschaften 78 Mindestluftaustausch 100 Mineraldämmplatten 27 Mineralschaumplatten 27, 83 Mineralwolle (MW) 21 Musterbauordnung (MBO) 60 Nachhaltigkeit 93, 105 Nanozelluläre Schäume 56 natürliche Dämmstoffe 17 natürliche Ressourcen 95 niedrigemittierende Beschichtungen 88 Normen - anerkannte 59 - europäische 63 - harmonisierte 63 - nationale Anwendungsnormen 66 Ökobilanz 93 - Bewertung 95 - Datensätze 99 - Sachbilanz 94 - Wirkungsbilanz 94 - Zieldefinition 94 ökologische Optimierungsstrategie 93 Optimierungspotenziale 93 organische Dämmstoffe 17 Ortschaum 40, 43 Parkdach, Parkdeck 81 Perimeterdämmung 24, 26, 34, 36, 38, 84 109

Anhang

Perlit Phasenwechselmaterialien (PCM) Phenolharzschaum (PF) PMV-Index (predicted mean vote) Polyesterfasern Polyethylenschaum (PE) Polystyrol, expandiert (EPS) - IR-Absorber-modifiziert Polystyrolschaum, extrudiert (XPS) Polyurethan-Hartschaum (PUR) Polyurethan-Ortschaum (PUR) PPD-Index (predicted percentage of dissatisfied) Primärenergie Produkt -deklaration -kennzeichnung -zertifizierung Prüfzeugnis, allgemeines bauaufsichtliches (abP) PUR/PIR Putzträger PÜZ-Stellen Pyrogene Kieselsäure Rauchgasbestandteile Raumluftmessung Resol-Hartschaumplatten Risiken für den Nutzer Rohdichte Rohrdämmstoffe

30 55, 91 41 100 43 42 34 34 36 38 40 100 94 94, 97 71, 73 74 61 38, 40 82 62 29 103 101 41 105 8 70

Sachbilanz 94 Sanierung geneigter Dächer 80 Schafwolle 49 Schaltbare Wärmedämmung (SWD) 56 Schaumglas (CG) 24 Schaumglasschotter 26 Schilfrohr 52 Schimmelsporen 101 Schlackenwolle 29 Schleuderverfahren 21 Schutz der Gesundheit 100 Schutzziele 93 - ökologische 93 - ökonomische 103 - soziale 100 Seegras 53 Setzungen, Dämmstoff82 Sol-Gel-Verfahren 28 sommerlicher Wärmeschutz 89 Spritzverfahren 40 Stabtrommelabziehverfahren 21 Steifigkeit, dynamische 14, 78 Steinwolle 21 Strohballen 54 Strömungswiderstand 14 synthetische Dämmstoffe 17 Systematik von Dämmstoffen 17

110

Technische Baubestimmungen 68 Temperaturamplitudendämpfung 90 Temperaturamplitudenverhältnis 90 Temperaturbeständigkeit 10, 11 thermischer Längenausdehnungskoeffizient 10 Torf 54 Toxizität 95, 103 Transparente Wärmedämmung (TWD) 55 Traufanschluss 85 Treibhauspotenzial 95 Treibmittel 36, 38, 40, 41 TVOC-Wert (total volatile organic compounds) 101 Übereinstimmungserklärung -nachweis -zeichen -zertifikat Umkehrdach U-Wert Vakuum-Isolations-Paneel (VIP) Verbraucherschutz

61 61 60, 61, 73 61 34, 36, 80 10, 85 29, 57 74

Wärmebrücken 85 Wärmedämmverbundsystem 82 - Dübel 88 - Sockelanschlussschiene 87 Wärmedämmziegel 33 Wärmedurchgangskoeffizient 10, 85 Wärmedurchgangswiderstand 10 Wärmedurchlasswiderstand 10, 64 Wärmeleitfähigkeit 8, 9, 64, 68 Wärmespeicherkapazität 10 Wärmespeicherung 90 Wasseraufnahme 12 Wasserdampfdiffusionswiderstand 12 Wirkungsbilanz 94 XPS

36

Zellulosefasern 47 Zieldefinition 94 Zugfestigkeit 13, 78 Zulassung - allgemeine bauaufsichtliche (abZ) 60 - europäische technische (ETA) 60 Zustimmung im Einzelfall (ZiE) 61 Zwischensparrendämmung 79

Anhang

Bildnachweis Allen, die durch Überlassung ihrer Bildvorlagen, durch Erteilung von Reproduktionserlaubnis und durch Auskünfte am Zustandekommen des Buches mitgeholfen haben, sagen die Autoren und der Verlag aufrichtigen Dank. Sämtliche Zeichnungen in diesem Werk sind eigens angefertigt. Nicht nachgewiesene Fotos stammen aus dem Archiv der Architekten oder aus dem Archiv der Zeitschrift Detail. Trotz intensivem Bemühen konnten wir einige Urheber der Fotos und Abbildungen nicht ermitteln, die Urheberrechte sind aber gewahrt. Wir bitten um dementsprechende Nachricht.

Seite 41: Thermal Ceramics, Reinbek

Seite 10, 47: isofloc – Wärmedämmtechnik GmbH, Lohfelden

Seite 52 links: aus: Willems, Schild, Dinter: Vieweg Handbuch Bauphysik Teil 1 – Wärmeund Feuchteschutz, Behaglichkeit, Lüftung. Vieweg Verlag, Wiesbaden, 2006

Seite 14, 33 Mitte, 48 links, 48 rechts: Hock GmbH & Co. KG, Nördlingen Seite 22, 24, 30, 34 links, 36, 38, 44, 46, 50 links, 57 links: Frank Kaltenbach, München Seite 26: Dennert Poraver GmbH, Schlüsselfeld Seite 27: Caparol Farben und Lacke, Ober-Ramstadt Seite 28 links, 29: Silca GmbH, Mettmann Seite 31 links, 31 rechts, 49, 100, 104: Alexander Rudolphi, Berlin Seite 32: Liapor, Hallerndorf-Pautzfeld Seite 33 links: Erich Gormann, Stolberg Seite 33 rechts: Schlagmann GmbH & Co. KG, Zeilarn Seite 35, 39, 56: BASF AG, Ludwigshafen Seite 40 links: Elastogran GmbH, Lemförde Seite 40 rechts, 81: Industrieverband Polyurethan-Hartschaum e.V., Stuttgart

Seite rechts, 62, 65, 70, 72: FIW, München Seite 45 links: Holzabsatzfonds, Bonn Seite 45 rechts: ARGE Holz, Düsseldorf Seite 50 rechts, 52 rechts: Kaufmann Massivholz GmbH, Oberstadion

Rubrikeinführende Fotos Seite 6: Alexander Rudolphi, Berlin Seite 16, 58: BASF AG, Ludwigsburg Seite 76: Christian Richters, Münster Seite 92: Christian Schittich, München Seite 106: Frank Kaltenbach, München

Seite 53: Bau-Fritz GmbH, Erkheim Seite 54: Dirk Scharmer, Lüneburg Seite 55 unten: MCA/Daniele Domenicali Seite 57 Mitte, 57 rechts: Carsten Grobe, Hannover Seite 74 oben links: Güteschutzgemeinschaft Hartschaum e.V., Celle Seite 74 oben Mitte, 74 oben rechts: Bundesverband der Leichtbauindustrie e.V., Heidelberg Seite 75 links, 102: Deutsches Institut für Gütesicherung und Kennzeichnung e.V., Sankt Augustin Seite 75 Mitte: European Committee for Standardization, B –Brüssel Seite 75 rechts: Überwachungsgemeinschaft Polyurethan-Hartschaum e.V., Stuttgart Seite 101: ALAB, Berlin Seite 103: Deutsche Foamglas GmbH, Haan

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Autoren und Verlag danken dem folgenden Unternehmen für die Förderung der Publikation:

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