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Ein monolithisches Wärmeverbundsystem - Beschreibung und Funktion

Nicht alle Außenwandkonstruktionen erfüllen in Bezug ihrer Dämmeigenschaften zufriedenstellende Ergebnisse. Gerade bei dünnen Wänden kommt es im Winter zu einer niedrigen Oberflächentemperatur an der Innenseite. Auch im Sommer an besonders heißen Tagen kommt es zu einer Überhitzung der Räume. Dies ist auch als Barackenklima bekannt. Die Dämmqualität der Konstruktion ist von den verwendeten Baustoffen und der konstruktiven Ausführung abhängig.
Nicht zu vergessen sind die in mitteleuropäischen Raum wichtigen bauphysikalischen Eigenschaften der Wärmedämmung und die Wärmespeicherfähigkeit.

Einerseits sollen die neuen Wohngebäude preiswert gebaut werden aber auch die Vorgaben der EnEV (Energieeinsparverordnung) erfüllen. Es werden zum Teil schlanke massive Wandkonstruktionen gewählt. Damit diese den rechnerischen U-Wert erfüllen, wird ein Wärmeverbundsystem mit möglichst dicker Dämmschicht angebracht. Ein mehrschichtiger Wandaufbau hat den Nachteil, dass der Feuchtetransport im Wandquerschnitt an den Grenzschichten behindert wird. Im ungünstigen Fall kommt es zu Feuchteerhöhung in Abschnitten des Wandquerschnittes, wenn die Feuchte nicht durch Diffusion ausreichend abgeführt werden kann. Ist der Schichtaufbau auch noch ungünstig, wie zum Beispiel auf der inneren Seite der Außenwandkonstruktion ist der Wert der Wärmeleitfähigkeit kleiner oder auf der Außenseite ist der Diffusionswiderstand größer, so erfolgt langfristig eine Feuchtezunahme in der Konstruktion. Ein klassisches Beispiel sind die Klinkerfassaden der Gründerzeithäuser. Zu erkennen ist dies durch die wesentlich höhere Schädiggung der Balkenköpfe durch Holz zerstörende Pilze und Insekten im Vergleich gegenüber Gründerzeithäuser nur aus Ziegelmauerwerk und mineralischen Kalkputz.

Wärmeverbundsysteme, wie zum Beispiel Styropor, Glasgewebe und kunststoffmodifizierte Putze sind Sperrschichten. In der Praxis kann man dies erkennen, wenn die Oberfläche an einer Stelle nicht dicht ist und Niederschlagswasser kann durch eine Fuge zwischen Dämmplatte und der Massivwand eindringen. Das Wasser in diesem Zwischenraum wird lange Zeit gespeichert.

Eine monolithische wärmedämmende und -speichernde Wandkonstruktion hat vielerlei Vorteile.
Hier erfolgt ein ungehinderter gekoppelter gleichmäßiger Wärme- und Feuchtestrom, vorwiegend von innen nach außen gerichtet. Damit ist eine Austrocknung der Konstruktion gewährleistet. Konstruktionen aus schweren Baustoffen, wie Feld- oder Bruchsteine haben eine große Wärmeleitung und Wärmespeicherfähigkeit. Der wesentliche Nachteil ist die hohe Tauwassergefährdung gerade in den Sommermonaten. Warme Luft kühlt an der weniger warmen Oberfläche ab und die relative Luftfeuchte steigt stark an. Diese hohe Luftfeuchte direkt an der Wandschicht wird durch den Baustoff aufgenommen. Zur Vermeidung dieses Problems werden heute Baustoffe mit kleinerem Wärmeeindringkoeffizienten verwendet. Der Wärmeeindringkoeffizient bedeutet: Je größer der Wert ist, umso mehr speichert der Stoff Wärme, um so langsamer kühlt er aus.[1] Gasbeton 800 kg/m3 hat zum Beispiel einen Wert b = 30 KJ/m2h0,5K. Der Baustoff hat damit eine angenehme Oberflächentemperatur. Der Baustoff zeichnet sich aber auch durch seine gute Wärmedämmeigenschaft und auch seine Wärmespeicherfähigkeit aus. Zum Beispiel das Wärmedämmverbundsystem von Ytong ist eine mineralische Konstruktion ohne Sperrschichten. Diese massive Konstruktion speichert aber auch solare Wärme von der Sonne. Bei einem Wärmeverbundsystem aus Styropor oder Mineralwolle liegt dieser solare Energiegewinn nicht vor. Hier liegt gerade in der Nacht die Oberflächentemperatur unterhalb der Lufttemperatur und es erfolgt eine Tauwasserbildung und im ungünstigen Fall eine Algenbildung. Bei einer Gasbetonwand kommt dies nicht vor.
Es gibt eine Vielzahl von Vorteilen für diesen Werkstoff, der von bauphysikalischen Eigenschaften bis hin zur Verarbeitung reicht. Zu erwähnen ist auch der mögliche Einsatz beim Dach.
Die hohe Dämmwirkung von Massivbaustoffen mittels Temperaturamplitudendämpfung und Phasenverschiebung bei einseitiger Temperaturänderung wirkt sich auf das Raumklima günstig aus, da starke Temperaturschwankungen besser ausgeglichen werden. Bei einem Dachausbau mit Mineralwolle sind diese Eigenschaft nicht vorhanden.
In dem nachfolgenden Bilder wird ein Beispiel für eine massive Dachkonstruktion gezeigt.

Bild 1: Beispiel Schnittansicht vom First zu YTONG-Dachplatten. Neben den günstigen sommerlichen und winterlichen Wärmeschutz liegen auch gute Schallschutzeigenschaften vor. [3]
Schnittansicht vom First zu YTONG-Dachplatten

Das massive Steildach aus Normalbeton, Leichtbeton oder Porenbeton besteht aus vorgefertigten Dachelementen, die je nach Konstruktion parallel zum First oder Traufe montiert werden. Die Weiterleitung der Last erfolgt bei der giebelparallelen Montage über einen Firstträger aus Stahl oder Beton, bei einer Trauf parallelen Montage direkt auf die Giebel- und Innenwände. Neben dem bereits genannten sommerlichen und winterlichen Wärmeschutz sind Vorteile beim Schall- und Brandschutz sowie die Sicherheit gegen Sturm und die Fugendichtheit zu nennen. Die Montagezeit liegt bei 1-2 Arbeitstage gegenüber 5 Arbeitstagen bei beim konventionellen Holzdach.

Schmales Mauerwerk oder ältere Plattenbauten erfüllen nicht die heutigen Wärmeschutzanforderungen. Eine nachträgliche Verbesserung der Wärmeisolierung ist sinnvoll, unabhängig, was die EnEV vorschreibt. Die Verbesserung der Wärmeisolierung kann durch verschiedene Maßnahmen erfolgen. Eine gute Lösung ist eine vorgesetzte Gasbetonwand mit einer mittleren Dichte von D500, wie es zum Beispiel bei der Sanierung des Wohnhauskomplexes Gagarin in Großplattenbauweise in Dnepropetrowsk erfolgte. "Der zusätzliche thermische Widerstand dieser Konstruktion beträgt Ro=1,25 m2°K/Вт. Damit ergibt sich ein Widerstand der Wärmeübertragung dieser Wände mit Ro=2,35 m2°K/Вт ." [2]

Der wesentliche Vorteil bei diesem Wärmeverbundsystem ist, die Feuchtetransportprozesse in der Wandkonstruktion ändern sich im Verhältnis zu anderen Dämmmaßnahmen nur wenig. Die wichtigen positiven Einflüsse auf das Austrocknen der Außenwand durch die Sonnenstrahlung und Konvektion bleiben erhalten.

Quelle: [1] Eichler, Arndt; Bautechnischer Wärme- und Feuchteschutz 1989; S. 23,24 114, 226
[2] В.И. Большаков, О.В. разумов, Л.Н. Дадиверина; Реконструция жилых зданий первых массовых серий с надстройкой этажей. Дом-комлекс "Гагаринский" В г. Днепропетровске,  Днепропетровск 2007, л
[3] Firmenschrift von YTONG AG, Bausysteme für Umbau, Anbau und Ausbau, Modernisieren, Ausgabe 8/97, 230897 K30, S. 32-33

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