Wärmedämmung
Eine gute Isolierung des Wohngebäudes sorgt für ein besseres Wohnklima, spart Heizkosten und leistet einen wichtigen Beitrag zum Klimaschutz.
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Teil 1: Solarthermie
Teil 2: Wärmepumpen
Teil 4: Photovoltaik (1. Teil)
Teil 5: Photovoltaik (2. Teil)
Dämmstoffe haben die Aufgabe, Wärmeverluste zu verhindern. Sie werden aus unterschiedlichsten Materialien in verschiedensten Formen hergestellt. Doch nicht jeder Dämmstoff eignet sich für jeden Einsatzzweck.
Wie entstehen Wärmeverluste?
Der größte Teil der Raumwärme eines Gebäudes geht über die Gebäudehülle verloren. Um diesen Wärmeverlust zu verringern, gibt es bauliche Möglichkeiten, die abhängig vom Bauteilaufbau, den baupflegerischen und bauaufsichtlichen Auflagen, den zur Verfügung stehenden finanziellen Mitteln und den energetischen Zielsetzungen sind.
Wie kommt die Dämmwirkung zustande?
Die Dämmwirkung wird dadurch erzielt, dass Luft oder andere Gase in Hohlräume des Dämmmaterials eingeschlossen werden. Gase sind schlechte Wärmeleiter, verringern dadurch die Wärmeleitfähigkeit des Materials und erhöhen in der Konsequenz dessen Dämmfähigkeit. Produkte mit einer Wärmeleitfähigkeit von weniger als 0,1 Watt pro Meter und Kelvin (λ < 0,1 W/mK) gelten als Wärmedämmung. Für jede Anforderung und Bauteilart sind in Abhängigkeit von Belastbarkeit, Brandschutzverhalten, Wärmeleitzahl und weiteren Eigenschaften geeignete, für den jeweiligen Zweck zugelassene Materialien auf dem Markt.
Welche Dämmmöglichkeiten bestehen?
Wärmedämmmaterialien können auf der kalten oder warmen Seite des Bauteils, innerhalb des Bauteils oder als Bauteil selbst ausgeführt werden. In der Praxis haben sich Wärmedämm-Verbundsysteme (WDVS) und vorgehängte Fassaden auf der Außenseite der Wand, Kerndämmung bei zweischaligen Wandkonstruktionen und unter bestimmten Umständen Innendämmungen bewährt. Die Auswahl obliegt den Experten.
In welcher Form werden Dämmstoffe angeboten?
Es gibt platten- bzw. mattenförmige Dämmstoffe. Plattendämmstoffe werden als gebundene Dämmstoffe bezeichnet und weisen eine höhere Druckfestigkeit als Mattendämmstoffe auf. Sie sind daher für Wärmedämm-Verbundsysteme besonders geeignet. Mattendämmstoffe eignen sich aufgrund ihrer Flexibilität vor allem für Zwischensparrendämmungen und für die Wärmedämmung unebener Untergründe. Sind Hohlräume für die Dämmung schwer zugänglich, werden meist Einblasprodukte und Schüttungen verwendet. Die Zulassung von Einblasdämmstoffen ist baurechtlich in der Regel an die Verarbeitung durch einen lizenzierten Fachbetrieb gebunden. Schüttungen eignen sich für die Wärmedämmung von Hohlräumen in Decken und Wänden. So finden mineralische Dämmstoffe wie Blähton oder Silikatschaum häufig als Ausgleichsschüttung zum Beispiel für stark unebene Böden Anwendung.
Ortschäume werden direkt vor Ort aus flüssigen Komponenten erzeugt. Die gängigen Ortschäume bestehen aus Polyurethan (PUR) und werden überwiegend zum Ausschäumen von Hohlräumen oder zur Kälte- bzw. Wärmedämmung von betriebstechnischen Anlagen verwendet.
Was sind die wichtigsten Eigenschaften von Dämmstoffen?
Entscheidend für die Eignung eines Dämmstoffs ist seine Wärmeleitfähigkeit. Sie ist messbar an der Wärmemenge, die in einer Stunde bei einem Temperaturunterschied von einem Kelvin durch einen Quadratmeter einer ein Meter dicken Schicht eines Stoffes strömt. Dämmstoffe, deren Wärmeleitfähigkeit zwischen 0,03 und 0,05 Watt pro Meter und Kelvin liegt, werden hinsichtlich ihres Wärmedämmvermögens mit gut bewertet, bei einer Wärmeleitfähigkeit unter 0,03 Watt pro Meter und Kelvin wird von einem sehr guten Dämmstoff gesprochen.
Das Verhalten eines Dämmstoffes gegenüber Feuchtigkeit ist ein weiteres wichtiges Kriterium für das Anwendungsspektrum. Man unterscheidet
- diffusionsoffene kapillaraktive Dämmstoffe (Kalziumsilikat, Mineralschaum, Zellulose),
- diffusionsoffene nicht kapillaraktive Dämmstoffe (Mineralwolle) und
- diffusionsdichte nicht kapillaraktive Dämmstoffe (Vakuumdämmplatten, Schaumglas).
Ein diffusionsoffener Dämmstoff kann Wasser und Wasserdampf aufnehmen, speichern und wieder abgeben. Dadurch wird sowohl der Trocknungsprozess eines Bauteils im Sommer als auch der Feuchtigkeitshaushalt im beheizten Innenraum reguliert.
Kapillaraktivität gibt dem Dämmstoff die Möglichkeit, Feuchtigkeit zu transportieren. Baustoffe werden nach DIN 4102 im Hinblick auf ihre Brennbarkeit in Baustoffklassen (A1, A2, B1, B2, B3) eingeteilt. A1 ist dabei die höchste Klassifizierung und bedeutet nicht brennbar. Baustoffe der ersten drei Klassen (A1, A2, B1) können für die Wärmedämmung in Gebäuden nahezu uneingeschränkt eingesetzt werden. Baumaterialien der Klasse B2 benötigen zusätzlich Brandschutzmaßnahmen und sind lediglich für Gebäude mit maximal zwei Geschossen zugelassen.
Welche Bedeutung hat die Ökobilanz?
Der ökologische Aspekt beim Bauen hat in den letzten Jahren immer mehr an Bedeutung gewonnen. Wichtiger Maßstab hierbei sind die Ökobilanz und die gesundheitlichen Auswirkungen auf den Menschen. Die Ökobilanz beschreibt, welche Auswirkungen das Material von der Rohstoffgewinnung über die Herstellung bis zur Entsorgung auf die Umwelt hat. Für Wärmedämmmaßnahmen sollten deshalb Materialien gewählt werden, die selbst umweltschonend sind und nicht während der Herstellung oder aufgrund der chemischen Zusammensetzung Schadstoffe enthalten oder freisetzen. Aus nachhaltiger Sicht sollten Dämmstoffe mehr Energie einsparen als Herstellung und Recycling erfordern.
Wärmedämmstoffe im Überblick
Grundsätzlich wird zwischen künstlichen und natürlichen Stoffen zur Wärmedämmung unterschieden. Aber auch nach dieser Entscheidung spielen weitere Eigenschaften eine große Rolle, zum Beispiel das Feuchte- bzw. Brandverhalten, die Wärmeleitfähigkeit oder die Schalldämmung.
Künstliche Wärmedämmstoffe
Wärmedämmstoffe aus künstlich erzeugten Mineralfasern werden beim Hausbau am häufigsten genutzt. Aber wie unterscheiden sich Glaswolle, Steinwolle und Schaumkunststoffe?
Mineralwolle (Glas- und Steinwolle)
Mineralwolle kann aus Glas- oder Steinwolle bestehen. Glaswolle wird bis zu 80 Prozent aus Altglas hergestellt und durch Sand und Kalkstein ergänzt. Steinwolle besteht aus Gesteinsarten wie Diabas, Dolomit und Kalkstein sowie aus Recyclingmaterial. Hinzu kommen geringe Anteile organischer Stoffe wie Bindemittel und Öl sowie wasserabweisende Zusatzstoffe. Auf Mineralwolle entfällt bei den Wärmedämmstoffen der größte Marktanteil. Die guten wärmedämmenden Eigenschaften und der vergleichbar geringe Preis machen die Wirtschaftlichkeit der Mineralwolle aus. Sie ist nicht brennbar, leicht zu verarbeiten und verbessert den Schallschutz der Gebäudehülle. Mineralwolle ist als Platten- oder Mattendämmstoff oder in loser Form erhältlich und wird für Außenwanddämmungen eingesetzt. Geeignet ist sie aber auch für die Decken- und Dachdämmung – speziell für die Zwischensparrendämmungen.
Schaumkunststoffe
Zu dieser Gruppe zählen Polystyrol-Hartschäume und Polyurethan-Hartschaum (PUR) sowie Polyiso-Hartschaum (PIR). Anwendung finden Schaumkunststoffe insbesondere im Decken-, Wand-, Keller- und Dachbereich sowie bei der Wärmedämmung von Installationsleitungen, zum Beispiel der Heizung. Bei Polystyrol-Hartschaum handelt es sich um einen überwiegend geschlossenzelligen Dämmstoff aus polymerisiertem Styrol, dem ein Treibmittel und gegebenenfalls Substanzen zur Beeinflussung der Stoffeigenschaften zugesetzt werden. Nach der Herstellungsart wird zwischen Partikelschaum (EPS, zum Beispiel Styropor) und Extruderschaum (XPS) unterschieden. EPS und XPS sind als schwer entflammbare Baustoffe (Baustoffklasse B1) zugelassen. Sie sind dennoch aufgrund ihrer Eigenschaften nicht unumstritten.
PUR-Hartschäume werden aus Polyol und Polyisocyanat sowie einem Treibmittel und gegebenenfalls weiteren Zusatzstoffen zur Beeinflussung der Stoffeigenschaften hergestellt. Dämmstoffe aus PUR-Hartschaum sind überwiegend geschlossenzellige, harte Schaumstoffe. Das Material ist alterungsbeständig, schimmel- und fäulnisresistent und erreicht eine Wärmeleitfähigkeit von 0,025 Watt pro Meter und Kelvin. Polyiso-Hartschäume (PIR) sind eine Weiterentwicklung der Polyurethan-Hartschäume (PUR). Sie werden vorzugsweise für Bauteile eingesetzt, die eine hohe Feuerwiderstandsfähigkeit erfordern.
Natürliche Wärmedämmstoffe
Holzfaser-Dämmstoff
Holzfasern haben mit circa 60 Prozent den größten Marktanteil bei den Wärmedämmstoffen aus nachwachsenden Rohstoffen. Sie bestehen aus Weichholzfasern von Fichten oder Tannen und etwaigen Zusatzstoffen (Bindemittel, Schädlings- und Brandschutzmittel). Die Wärmeleitfähigkeit von Holzfaserplatten liegt zwischen 0,040 und 0,070 Watt pro Meter und Kelvin, die der losen Holzwolle bei etwa 0,045 Watt pro Meter und Kelvin. Holzfaserdämmstoffe werden der Baustoffklasse B2 (normal entflammbar) zugeordnet und gelten als diffusionsoffen und feuchteregulierend.
Kalziumsilikat
Kalziumsilikat besteht aus Kalk, Sand und Porenbildnern. Zunächst werden diese Stoffe in Wasser aufgeschlämmt und reagieren zu einer Vorstufe des Kalziumsilikates. In einem weiteren Schritt der Herstellung erhärten die Platten unter Wasserdampf und hohem Druck. Kalziumsilikat hat eine Wärmeleitfähigkeit von 0,05 bis 0,07 Watt pro Meter und Kelvin. Aufgrund seines besonderen Verhaltens gegenüber Dampf und Feuchtigkeit wird das Material insbesondere als innere Wärmedämmung verwendet, zum Beispiel bei der Modernisierung denkmalgeschützter Fassaden. Eine Wärme- und Feuchteschutzberechnung ist dafür als Grundlage unumgänglich.
Zellulose
Zellulose wird aus zerfasertem Altpapier unter Zugabe von Mineralsalzen (zum Beispiel Borsalzen) hergestellt. Das Mineralsalz macht das Rohmaterial brandsicher und schützt es vor Verrottung und Schädlingen. Der Dämmstoff ist als Einblas- oder Schüttdämmstoff und als Plattenwerkstoff erhältlich. Mit einer Wärmeleitfähigkeit von 0,045 Watt pro Meter und Kelvin zählt Zellulose zu den gut dämmenden Werkstoffen. Bei der Verarbeitung ist darauf zu achten, dass es zu einer starken Staubentwicklung kommen kann, weshalb geeignete Atemschutzgeräte getragen werden sollten. Zellulose ist aufgrund seiner Wiederverwertbarkeit und Deponierfähigkeit ein ökologisch empfehlenswerter Dämmstoff und zudem preiswert.
Innovation Vakuumisolationspaneel (VIP)
Vakuumisolationspaneele bestehen aus einem porösen Kernmaterial als Stützkörper und einer hochdichten Hülle zur Aufrechterhaltung des Vakuums. Mit einer Wärmeleitfähigkeit von unter 0,004 Watt pro Meter und Kelvin ist die Vakuumdämmung derzeit das am besten dämmende Material. Gegenüber herkömmlichen Dämmmaterialien wird für die gleiche Wärmedämmung eine fünf- bis zehnfach geringere Dicke benötigt, so dass mit diesem Dämmsystem besonders platzsparend gebaut werden kann. Das ist vor allem im innerstädtischen Bereich oder bei nachträglicher Dämmung der Kellerdecke von Vorteil. Bei der Anwendung ist darauf zu achten, dass die Vakuumdämmplatten nicht durchstoßen, geschnitten oder beschädigt werden dürfen, da ansonsten das Vakuum verloren geht. Dies macht eine detaillierte Planung, Herstellung und Befestigung erforderlich. Nachteilig ist der zurzeit noch hohe Preis.
