neue wärmeleitfähigkeitsstufen und leistungsfähigkeit neuer dämmstoffe

Seit der Einführung der europäischen Dämmstoffnormen, derdeutschen Bemessungsnorm DIN V 4108-4 und der deutschenAnwendungsnorm DIN 4108-10 ist die Angabe der Wärmeleit-fähigkeit in 1 mW/(m · K)-Stufen auch in Deutschland möglich.Das brachte eine Vielzahl von neuen Produkten im Bereich derDämmstoffe hervor. Ausgelöst durch neue Energieeinspargesetzegibt es einen starken Trend zu niedrigeren Wärmeleitfähigkeits-werten und größeren Dämmschichtdicken. An einzelnen Beispie-len aus dem Bereich der Dämmstoffe wird die Leistungsfähigkeitder neuen Produkte dargestellt und auf die voraussichtliche Ent-wicklung in den nächsten Jahren hingewiesen.

New thermal conductivity steps and performance of new thermalinsulation products. Since the introduction of the European stan-dards for thermal insulation products, the German standard for de-sign values DIN V 4108-4 and the German applicaton standard DIN4108-10 the statement of the thermal conductivity in 1 mW/(m · K) steps is possible. This created a lot of new products in therange of thermal insulation products. Due to new energy saving re-gulations a strong trend to lower thermal conductivity values andgreater insulation thicknesses is observed. On the basis of indivi-dual examples the performance of the new products is describedand the expected developments in the next years is indicated.

1 Einführung

In den Jahren 2002 bis 2003 wurde in Deutschland mit ei-ner 12-monatigen Koexistenzphase der erste Satz an eu-ropäischen Dämmstoffnormen bauaufsichtlich eingeführt.Nach einer längeren Anfangsphase, in der die bisherigenAnwendungstypen und Wärmeleitfähigkeitsstufen weitge-hend unverändert beibehalten wurden, ist seit etwa 3 Jah-ren eine starke Zunahme der Produktvielfalt und einegrößere Differenzierung der Wärmeleitfähigkeitsstufenmit einem Trend zu niedrigeren Wärmeleitfähigkeiten aufdem Markt zu beobachten.

Vor der Einführung der Europäischen Dämmstoffnor-men war die Dämmstoffvielfalt deutlich geringer. Es gabfür die Angabe der Wärmeleitfähigkeit den Rechenwert derWärmeleitfähigkeit nach DIN 18164, DIN 18165 usw. inden folgenden 5 mW-Stufen:

0,025 W/(m · K),0,030 W/(m · K),0,035 W/(m · K),0,040 W/(m · K),0,045 W/(m · K).

Für die Anwendung der Dämmstoffe gab es im Wesentli-chen fünf Anwendungstypen. Grundsätzlich war der An-wendungstyp unabhängig von der Anwendung im Ge-bäude, Tabelle 1. Es kam nur darauf an, ob der Dämmstoffdruckbelastet eingesetzt wurde oder der Feuchte ausge-setzt war. Aber schon 1987 wurden Untertypen wie WLund TK geschaffen.

2 Europäische Dämmstoffnormen

Mit der Schaffung des europäischen Binnenmarktes muss -ten zum Abbau von Handelshemmnissen einheitliche eu-ropäische Dämmstoffnormen geschaffen werden. Seitdem Ende der Koexistenzphase 2002 bis 2003 gilt inDeutschland und den meisten Ländern der EuropäischenUnion (EU) das erste Set von 10 europäischen Dämm-stoffnormen [1]. Inzwischen wurde die EU um die neuenBeitrittsländer erweitert, sodass die Dämmstoffnormen infast allen 27 Mitgliedsländern angewendet werden, Bild 1.

Im Jahr 2006 wurde ein zweites Set von Dämmstoff-normen für Schüttdämmstoffe, wie Perlite-, Vermiculite-und Blähtondämmstoffe, sowie Stahlsandwichelementegeschaffen und bauaufsichtlich eingeführt. 2009 wurdendie Normen für haus- und betriebstechnische Anlagennach mehreren Änderungen mehrheitlich von den eu-ropäischen Normungsgremien angenommen und sollendemnächst bauaufsichtlich eingeführt werden.

Als nächster Schritt steht die Abstimmung über die ander Baustelle hergestellten Dämmstoffe, die „In situ-Dämmstoffe“ an.

Daneben wurden neben den nationalen deutschenZulassungen die europäischen technischen Zulassungen

Neue Wärmeleitfähigkeitsstufen und Leistungsfähigkeit neuer DämmstoffeHerrn Dr. W. F. Cammerer zum 90. Geburtstag gewidmet

Wolfgang Albrecht DOI: 10.1002/bapi.201010013

Tabelle 1. Anwendungstypen nach DIN 18164, DIN 18165usw. vor dem Jahr 2003Table 1. Application types according to German standardsDIN 18164, DIN 18165, etc. before 2003

Wärmedämmstoff

W nicht druckbelastetWD druckbelastetWS stark druckbelastetWV für Fassadenanwendungen, z. B. VorsatzschalungT für Trittschallanforderungen

WL für das belüftete DachTK mit Trittschallanforderungen unter Trockenstrichplatten

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Fachthemen

© Ernst & Sohn Verlag für Architektur und technische Wissenschaften GmbH & Co. KG, Berlin · Bauphysik 32 (2010), Heft 2

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W. Albrecht · Neue Wärmeleitfähigkeitsstufen und Leistungsfähigkeit neuer Dämmstoffe

Bauphysik 32 (2010), Heft 2

(ETA: European Technical Approvals) geschaffen, in de-nen die nicht genormten Dämmstoffe, wie Hanf, Flachs,Schafwolle, aber auch die mehrlagigen reflektierendenFoliendämmstoffe geregelt werden. Insgesamt gibt es alsoeine riesige Anzahl von Normen, Zulassungen und Regel-werken, die andauernd Änderungen unterliegen; eineÜbersicht zeigt Tabelle 2.

Die europäischen Dämmstoffnormen sollen die Baut-raditionen und Bauarten sowie die klimatischen Verhält-nisse in allen 27 Mitgliedsländern abbilden. Wenn mansich vergegenwärtigt, dass die Dämmstoffnormen sowohlfür die klimatischen Verhältnisse von Sizilien bis Finn-land, als auch für die Bauarten von Bulgarien bis Irlandanwendbar sein sollen, ist es nachvollziehbar, dass dieneuen Normen Kompromisslösungen darstellen und eineVielzahl von Klassen und Stufen enthalten müssen, um al-len Mitgliedsländern und deren Lebensverhältnissen ge-recht zu werden.

3 Hauptänderungen gegenüber dem alten deutschen System

Die europäischen Dämmstoffnormen sind reine Spezifi-kationsnormen für Dämmstoffe, sie beschreiben alsoDämmstoffe und geben einen Rahmen an Klassen undStufen vor.

Die alten deutschen Dämmstoffnormen wie DIN18164, DIN 18165 usw. waren sowohl Spezifikationen wieauch Anwendungsnormen und Bemessungsnormen. Des-halb sollen hier im Folgenden die Hauptunterschiede zumalten deutschen System kurz dargestellt werden:

3.1 Bezeichnungsschlüssel

Zur Beschreibung eines europäisch genormten Dämm-stoffs steht auf dem Etikett ein bis zu 12 Digits langer Be-zeichnungsschlüssel. Dieser Schlüssel beschreibt einenDämmstoff hinsichtlich seiner technischen Eigenschaften.Mit anderen Worten, das Etikett spricht in ganz Europadie gleiche technische Sprache, Tabelle 3. Für einenDämmstoff aus expandiertem Polystyrol (EPS) lautet derSchlüssel z. B.:

EPS-EN 13163-T1-L1-W1-S1-P1-BS100-CS(10)60-DS(N)5-DLT(1)5-TR50-WL(T)5-WD(V)15

Es gibt damit eine riesige Anzahl von theoretisch mögli-chen Kombinationen. Multipliziert man die möglichen Ei-genschaftsstufen miteinander, so kommt man theoretischbei EPS auf 65.318.400 Möglichkeiten; in Worten: mehrals 65 Mio. Möglichkeiten, ohne verschiedene Wärmeleit-fähigkeitsstufen oder Brandklassen zu berücksichtigen.

3.2 Milliwatt (mW)-Stufen für den Nennwert der Wärme -leitfähigkeit

Eine weitere gravierende Änderung gegenüber dem altendeutschen System ist die viel feinere Abstufung in1 mW/(m · K)-Stufen anstelle des alten Systems von5 mW/(m · K)-Stufen. Das heißt, der Abstand zwischenzwei Wärmeleitfähigkeitsstufen beträgt nicht mehr 10 bis25 % sondern nur noch 2 bis 5 %. Damit bewegt man sichbereits im Bereich der Messunsicherheit der Wärmeleit-

Bild 1. Europäische Union nach zwei Erweiterungen, mit 27 MitgliedsländernFig. 1. European Union after two extensions, 27 member states

Tabelle 2. Europäische DämmstoffnormenTable 2. European technical regulations for thermal insula-tion products

EN-Norm Produkt Kürzel

DIN EN 13162 Mineralwolle Dämmstoffe MW

DIN EN 13163 EPS-Dämmstoffe EPS

DIN EN 13164 XPS-Dämmstoffe XPS

DIN EN 13165 PUR-Hartschaum-Dämmstoffe PUR

DIN EN 13166 Phenolharz-Hartschaum PF

DIN EN 13167 Schaumglas CG

DIN EN 13168 Holzwolleplatten WW

DIN EN 13169 Expandierte Perlite-Boards EPB

DIN EN 13170 Kork-Dämmstoffe ICB

DIN EN 13171 Holzfaser-Dämmstoffe WF

DIN EN 14063 an der Verwendungsstelle her-gestellte Wärmedämmung aus Blähton-Leichtzuschlagsstoffen LWA

DIN EN 14316 an der Verwendungsstelle her-gestellte Wärmedämmung aus expandiertem Perlite EP

DIN EN 14317 an der Verwendungsstelle her-gestellte Wärmedämmung aus expandiertem Vermiculite EV

DIN EN 14509 Sandwichelemente mit beid-seitigen Metalldeckschichten –

fähigkeitsmessung, aber auch der Feuchteschwankungenim Dämmstoff, der Ausführungstoleranzen, wie Fugen,schiefe Kanten, Befestigungen usw. Die alten 5 mW/(m ·K)-Stufen enthielten in den meisten Fällen deutlich mehrSicherheit für diese Ausführungsunwägbarkeiten. Weiter-hin werden die europäischen Wärmeleitfähigkeitsstufenals sogenannte Nennwerte der Wärmeleitfähigkeit angege-ben, die auf λ90/90-Werten basieren. Das heißt: 90 % derMesswerte müssen mit 90 %-iger Annahmewahrschein-lichkeit unter oder gleich dem Nennwert liegen. Auch dasbedeutet eine große Änderung zum bisherigen deutschenSystem.

3.3 Bezugsfeuchte 23 °C/ 50 % relative Luftfeuchte

In Deutschland ist die Bezugsfeuchte 23 °C/ 80 % relativeLuftfeuchte üblich (früher baupraktische Feuchte oderAusgleichsfeuchte genannt). Europäisch hat man sichaber auf die Bezugsfeuchte 23 °C/ 50 % geeinigt. Bei nichthygroskopischen Dämmstoffen wie Mineralwolle, EPS,PUR oder Schaumglas resultieren kaum Unterschiede.Aber bei hygroskopischen Dämmstoffen wie Kork, Holz-wolle-Dämmstoffen und Holzfaserplatten kann der Unter-schied sehr deutlich sein.

3.4 Europäische Brandklassen

Um auch die Beschreibung des Brandverhaltens vonDämmstoffen und Baustoffen in Europa zu harmonisie-ren, mussten die verschiedenen in Europa existierendenBrandprüfungen und Klassifizierungssysteme in ein Sy-stem zusammengeführt werden. Nach über 25 Jahren Nor-mungsarbeit auf diesem Gebiet arbeitet man inzwischenmit den europäischen Prüfmethoden und verwendet zumTeil das europäische Klassifizierungssystem. Es werdendamit sozusagen Erfahrungen gesammelt. Die europäi-schen Dämmstoffnormen enthalten im Moment aber nochkeine harmonisierten Abschnitte für das Brandverhalten.

In Deutschland sind die europäischen BrandklassenA1 und E umgesetzt, die den bisherigen deutschen Bau-stoffklassen nach DIN 4102 A1 und B2 entsprechen, Ta-belle 4. Bei den europäischen Brandklassen A2 (nichtbrennbar) und B bis D (schwerentflammbar) ist die Um-setzung schwieriger und deshalb wird in Deutschland

noch mit allgemeinen bauaufsichtlichen Zulassungen ge-arbeitet.

4 Anwendung in Deutschland

Die Anwendung der Dämmstoffe und die Festlegung derMindestanforderungen sind nationale Angelegenheit dereinzelnen EU-Länder. Damit ein Dämmstoff in Deutsch-land angewendet werden darf, muss er geregelt sein, dasheißt in den meisten Fällen — er unterliegt einer bauauf-sichtlich eingeführten Norm, oder er braucht einen sog.Verwendbarkeitsnachweis. Ein solcher Verwendbarkeits-nachweis kann sein:– eine allgemeine bauaufsichtliche Zulassung (abZ),– ein allgemeines bauaufsichtliches Prüfzeugnis (abP),– eine Zustimmung im Einzelfall (ZiE).

Die europäischen Dämmstoffnormen, die einen Dämm-stoff nur in Stufen und Klassen beschreiben können, mus-sten noch unter Berücksichtigung des deutschen Anforde-rungsniveaus umgesetzt werden. Das deutsche Anforde-rungsniveau (oder auch das deutsche Sicherheitsniveau)hat sich über Jahrzehnte durch Bautraditionen, durch dieklimatischen Verhältnisse, aber auch zur Vermeidung vonSchadensfällen gebildet. Und dieses Anforderungsniveausollte durch die europäischen Dämmstoffnormen nichtverwässert oder ausgehebelt werden.

Deshalb mussten aus den europäischen Klassen undStufen die für Deutschland zutreffenden ausgewählt wer -

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Tabelle 3. Bedeutung des EN-Schlüssels, Beispiel: EPS-DämmstoffesTable 3. Explanation of the EN designation code, example: EPS product

Kürzel Klassen Englische Bezeichnung Deutsche Bedeutung

T 1-2 Thickness Tolerance Dickentoleranz

L 1-2 Length Tolerance Längentoleranz

W 1-2 Width Tolerance Breitentoleranz

S 1-2 Squareness Tolerance Toleranz der Rechtwinkligkeit

P 1-4 Flatness Tolerance Toleranz der Ebenheit

BS 50–750 Bending strength Biegefestigkeit

CS(10) 30–500 Compressive strength/stress Druckspannung

DS(N) 2–5 Dimensional stability Dimensionsstabilität bei Normalklima

DLT(1)5 (1)–(3) Deformation under load and temperature Dickenänderung unter Last und Temperatur

TR 20-400 Tensil strength perpendicular to faces Zugfestigkeit senkrecht zur Plattenebene

WL(T) 1–5 Water absorption by total immersion Wasseraufnahme durch Unterwasserlagerung

WD(V) 3–15 Water absorption by diffusion Wasseraufnahme im Diffusionsversuch

Tabelle 4. Europäische Brandklassen nach EN 13501 mitder deutschen EntsprechungTable 4. European fire classification according to EN 13501and German equivalents

Europäische Brandklasse Deutsche Bezeichnung

A1nicht brennbarA2

BC schwerentflammbarD

E normal entflammbar

F keine Leistung festgestellt

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den und in der Anwendungsnorm festgeschrieben werden.Außerdem mussten die Bemessungswerte der Wärme -leitfähigkeit und die deutschen Brandklassen umgesetztwerden. In der Praxis geschieht das durch die in den fol-genden Abschnitten 4.1 und 4.2 beschriebenen Normen.

4.1 DIN 4108 Teil 10 Anwendungsbezogene Anforderungen an Wärmedämmstoffe

In dieser Norm [2] gibt es für die verschiedenen Anwen-dungen Kurzzeichen und für jeden der im 1. Set (2002 bis2003) genormten Dämmstoffe eine Tabelle mit Mindest-werten, z. B. für die Druckfestigkeit. Für Anwender wirddamit die Anzahl der Dämmstofftypen sehr viel über-schaubarer und reduziert sich von über 65 Millionen theo-retischen Möglichkeiten auf etwa 23 sinnvolle Eigen-schaftskombinationen, allerdings noch in verschiedenenWärmeleitfähigkeitsstufen und Brandklassen. Tabelle 5zeigt dies beispielhaft für Mineralwolle.

4.2 DIN V 4108 Teil 4 Wärme- und feuchteschutztechnischeBemessungswerte

Die europäischen Nennwerte der Wärmeleitfähigkeit wur-den in DIN V 4108-4 [3] umgesetzt. Um den Unterschied

zwischen europäischem Nennwert der Wärmeleitfähigkeit(auf λ90/90-Wert basierend) und dem deutschem Grenz-wert λgrenz Rechnung zu tragen, gibt es in DIN V 4108-4zwei Kategorien:

Kategorie 1λD-Wert + 20 % Sicherheitszuschlag für die statistischeλ90/90-Unsicherheit.

Kategorie 2λgrenz + 5 % Sicherheitszuschlag mit technischer „Spezifi-kation“.

Die technische Spezifikation bedeutet zurzeit, dass derDämmstoff in einer deutschen Zulassung Z-23.15-… nach-geregelt wird und einer jährlichen Fremdüberwachungdurch eine unabhängige PÜZ-Stelle (Prüf-, Überwa-chungs- und Zertifizierungsstelle, z. B. das FIW München)unterliegt. Im Rahmen der Fremdüberwachung wirddurch folgende Instrumente ein höheres Sicherheitsni-veau [4] erreicht: – Unterstützung der Hersteller bei der Eingruppierung

der Dämmstoffe,– Vergleich der λ90/90-Statistik mit den Messwerten der

Erstprüfung (ITT),

Tabelle 5. Anwendungsgebiete für Mineralwolle nach DIN 4108-10 (gekürzt)Table 5. Application fields for mineral wool according to DIN 4108-10 (partly)

Anwendungs- Kurzzeichen Beschreibunggebiet

dkAußendämmung von Dach oder Decke

keine Druckbelastbarkeit

DAD dgunter Deckungen

geringe Druckbelastbarkeit

dm mittlere Druckbelastbarkeit

DAA Außendämmung unter Abdichtungen –

DZ Zwischensparrendämmung –

Dach, Decke DI Innendämmung unter Decken, Sparren –

Innendämmung der Decke oder Bodenplatte–

DEO dgunter Estrich ohne Schallschutzanforderungen

geringe Druckbelastbarkeit

dm mittlere Druckbelastbarkeit

shInnendämmung der Decke oder Bodenplatte

erhöhte Zusammendrückbarkeit

DES smunter Estrich mit Schallschutzanforderungen

mittlere Zusammendrückbarkeit

sg geringe Zusammendrückbarkeit

WAB Außendämmung hinter Bekleidung –

WAPzg Außendämmung der Wand unter Putz, –

zh z. B. Sockel, Wärmebrücken –

WZ zweischalige Wände, Kerndämmung –

WH Holzrahmen oder Holztafelbauweise –Wand

zk keine Anforderung

WI zg Innendämmung der Wand geringe Zugfestigkeit

zh hohe Zugfestigkeit

WTHsh Dämmung zwischen Haustrennwänden erhöhte Zusammendrückbarkeit

sg mit Schallschutzanforderungen geringe Zusammendrückbarkeit

WTR Dämmung von Raumtrennwänden –

– Überprüfung der λ-Apparaturen der Hersteller durchAudits, Vergleichsproben usw.,

– unabhängige Prüfung von Dämmstoffproben aus demLager und in besonderen Fällen aus dem Markt.

Dieses Konzept wurde übrigens nicht nur bei dem 1. Setvon 10 Dämmstoffnormen umgesetzt, sondern auch beiden inzwischen eingeführten oder zur Abstimmung ste-henden weiteren Dämmstoffnormen und den europäi-schen technischen Zulassungen (ETA), Bild 2.

Das Etikett sieht bei einem Dämmstoff, der durcheine ETA, durch eine allgemeine bauaufsichtliche Zulas-sung oder durch eine Zustimmung im Einzelfall geregeltist, sehr ähnlich aus. Das Etikett muss für den Anwenderimmer die Regelungsgrundlage (z. B. Norm), die Anwen-dung, den Bemessungwert der Wärmeleitfähigkeit und dieBrandklasse enthalten. Daneben müssen natürlich dieNenndicke, die Anzahl von Platten und der Name desHerstellers oder Vertreibers enthalten sein.

Das deutsche System sieht auf den ersten Blick rela-tiv kompliziert aus. Mit Hilfe der beiden Brückennormen

DIN 4108-10, DIN V 4108-4 und den deutschen Zulassun-gen konnte das europäische Normenwerk „relativ“ gutüberschaubar umgesetzt werden und bietet dem Anwen-der und Verbraucher von Wärmedämmstoffen nach wievor das alte deutsche Sicherheitsniveau mit einer unab-hängigen Fremdüberwachung. Deshalb findet der Ver-braucher auf nahezu allen Dämmstoffetiketten neben demeuropäischen CE-Zeichen weiterhin das altbekannte deut-sche Ü-Zeichen, Bild 3.

Diese Vielfalt an möglichen Produkttypen und dieeinfache Umsetzbarkeit — sowohl im Rahmen der europäi-schen Produktnorm als auch im Rahmen der deutschenZulassung und Fremdüberwachung — haben eine Vielzahlvon Spezialprodukten entstehen lassen.

Heute werden häufig keine Universalprodukte mehrangeboten, die sowohl im Fußboden, unter der Keller-decke, wie auch in Flachdach oder der Kerndämmung an-gewendet werden können, sondern für diese vier Anwen-dungen werden vier Produkte mit eigenem Namen ange-boten. Hinzu kamen neue Anwendungsgebiete, wie z. B.die Anwendung von Dämmstoffen unter der druckbelaste-ten Gründungsplatte, für die teilweise neue Dämmstoff-produkte entwickelt wurden.

Im folgenden Teil sollen einzelne Neuentwicklungenund deren Leistungsfähigkeit an Beispielen dargestelltwerden.

5 Leistungsfähigkeit neuer Dämmstoffe

Neben den neuen Dämmstoff-Typen, die die EN-Normenermöglichen, haben aber auch die neue EnEV [5], dasgrößere Energieeinsparbewusstsein in der Bevölkerung,die Konjunkturprogramme und die KfW-Programme zueiner Nachfrage nach Dämmstoffen mit niedrigeren Wär-meleitfähigkeitswerten und größeren Dämmschichtdickengeführt. Begünstigt wurde diese Entwicklung auch durchdie Einführung der 1 mW/(m · K)-Stufen in den europäi-schen Produktnormen und in DIN V 4108-4. In den Bene-lux-Staaten, aber auch im Vereinigten Königreich vonGroßbritannien (UK) ist ein regelrechtes „Milliwattren-nen“ zu kleineren Wärmeleitfähigkeitsstufen entstanden,das auch auf Deutschland und den Rest Europas Auswir-kungen haben wird. Im folgenden Teil werden echte Neu-entwicklungen und deren Leistungsfähigkeit an einzelnenBeispielen dargestellt.

5.1 Mineralwolle

Beim Dämmstoff mit dem größten Marktanteil (ca. 55 bis60 %) gab es in den letzten Jahren zwei bemerkenswerteNeuentwicklungen.– Ein praktisch schmelzperlenfreier Fasertyp (bekannt

unter dem Markennamen „Ultimate“) mit einemSchmelzpunkt über 1000 °C. Dieser Fasertyp wird beiAnwendungen eingesetzt, bei dem hohe Dämmwirkungbei gleichzeitig niedrigem Raumgewicht und gleichzei-tig ein hohes Sicherheitsniveau in Richtung Brand-schutz erreicht werden sollen, z. B. im Schiffsbau, aberauch im Wohnungsbau. Dieser Dämmstoff wird derzeitmit den Bemessungswerten der Wärmeleitfähigkeit(Wärmeleitfähigkeitsstufen WLS) 0,035 und 0,040 an-geboten.

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Bild 3. Dämmstoffetikett, Beispiel: Mineralwolle-Dämmstofffür SteildachFig. 3. Label of a thermal insulation product, example: mineral wool for inclined roof

Bild 2. Anwendung eines Dämmstoffes in Deutschland,Beispiel: Mineralwolle-Dämmstoff für das SteildachFig. 2. Application of a thermal insulation product in Germany, example: mineral wool for inclined roof

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– Mineralwolle mit einem Bemessungswert der Wärme-leitfähigkeit von 0,032 W/(m · K). Seit Anfang 2009sind Mineralwolletypen mit einer niedrigeren Wärme-leitfähigkeitsstufe auf dem Markt, die besonders dorteingesetzt werden, wo dünnere Wanddicken und Auf-bauhöhen gefordert sind.

Diese um etwa 10 % niedrigere Wärmeleitfähigkeitsstufehat überall dort Vorteile, wo die Dämmdicke durch vor-handene Dachsparren oder Dachüberstände begrenzt ist.Aber auch unter ästhetischen Gesichtspunkten oder vordem Hintergrund von begrenzten Grundstücksflächenbieten solche Dämmstoffe Vorteile. Solche Werte werdenerreicht durch feinere Fasern, aber auch durch eine Aus-nutzung des Rohdichteeffekts, Bild 4.

von mehreren Platten zu Dicken bis zu 300 mm und ande-rerseits zu niedrigeren Wärmeleitfähigkeitsstufen bei klei-neren Dicken.

Verklebte XPS-PlattenManche Anwendungen, wie z. B. im Passivhausbau, odermanche Konstruktionsformen von Umkehrdächern inDeutschland, Österreich und der Schweiz, verlangen beiden heute üblichen Wärmeleitfähigkeitsstufen nachDämmschichtdicken, die entweder nicht mehr herstellbarsind oder nicht mehr wirtschaftlich zu produzieren sind.

Einen Ausweg bilden zwei- oder dreilagig verklebteXPS-Platten, mit denen Dämmschichtdicken bis zu 300 mmerreicht werden können. Dazu wird die Schäumhaut an derzu verklebenden Seite abgeschliffen und die zu verkleben-den Platten mit einem Kleber mit niedrigem Diffusions -widerstand verklebt. Bevor diese verklebten Platten für dieAnwendungen Perimeterdämmung und Umkehrdach bau-aufsichtlich zugelassen wurden, sind Wasserdampfdiffu -sionswiderstandsmessungen der einzelnen Schichten, Frost-Tauwechselversuche mit anschließenden Zugversuchen undLangzeitberechnungen mit dynamischen Rechenmodellendurchgeführt worden. Mittlerweile gibt es auch Praxisob-jekte, die über einen Zeitraum von ca. fünf Jahren begleitetwurden. Alle diese Versuche zeigten bislang positive Ergeb-nisse, sodass von einer Einhaltung der zugesicherten Eigen-schaften über lange Zeiträume ausgegangen werden kann.

Niedrige WärmeleitfähigkeitsstufenDer andere Weg, zu einem höheren Wärmedurchlasswid-erstand zu kommen, ist die Wärmeleitfähigkeitsstufe zuverringern. Durch Optimierungen sind einzelne Herstellermittlerweile in der Lage, die bisherigen XPS-Dämmstoffein niedrigeren Wärmeleitfähigkeitsstufen anzubieten.

Unter den bisher üblichen Wärmeleitfähigkeitsstufen0,035 für die gängigen Dicken werden nur wenige Dickenangeboten: z. B. die Wärmeleitfähigkeitsstufe 0,032 bis zurNenndicke 30 mm und 0,034 bis zur Nenndicke 50 mm.Das sind keine wesentlichen Änderungen zum bisherigenEigenschaftsbild, aber auch hier ist die Entwicklung nochnicht abgeschlossen.

Bild 4. Abhängigkeit der Wärmeleitfähigkeit von der Roh-dichte von Glaswolle-Dämmstoffen, aus [6]Fig. 4. Relation of the thermal conductivity versus density of glass wool insulation products, from [6]

5.2 PS mit Infrarot-aktiven Zusätzen

Seit etwa zehn Jahren sind Dämmstoffe aus expandiertemPolystyrol (EPS) mit Infrarot-aktiven (IR-aktiven) Zusätzenauf dem Markt. Diese Dämmstoffe enthalten „graue Farb-partikel“, die den Strahlungsaustausch zwischen den Zell-wänden sehr deutlich verringern und damit die Wärmeüber-tragung durch Strahlung in den Schaumstoffzellen vermin-dern. Je nach Rohdichte ist damit eine Verringerung derWärmeleitfähigkeit von ca. 2 bis 8 mW/(m · K) möglich. Mitdiesen sogenannten „grauen“ EPS-Dämmplatten lassen sichje nach Rohdichte Bemessungswerte der Wärmeleitfähigkeitzwischen 0,031 und 0,035 W/(m · K) erreichen, Bild 5.

Inzwischen sind EPS-Dämmstoffe mit gemischtenweißen und grauen Schaumstoffzellen auf dem Markt, so-genannte „Dalmatinerplatten“. Bei diesen Platten lässtsich unter optimaler Ausnutzung der Rohdichteabhängig-keit für weißen und grauen Rohstoff die gewünschte Ei-genschaft Wärmeleitfähigkeit oder Druckfestigkeit genauund kostengünstig einstellen. Die manchmal auf demMarkt verbreitete Ansicht, dass Dalmatinerplatten form-stabiler wären und weniger Probleme mit Dimensionsän-derung hätten, stimmt so nicht. Die Dimensionsstabilitäthängt von sehr vielen Parametern ab, u. a. von der Ablage-rungszeit nach der Produktion, der Rohdichte usw.

5.3 XPS-Dämmstoffe

Bei XPS-Dämmstoffen geht der Trend einerseits zu größe-ren Dämmschichtdicken durch werksmäßige Verklebung

Bild 5. Auswirkung des IR-Absorbers auf die Wärmeleit-fähigkeit von EPS mit einer Rohdichte von ca. 15 kg/m3

(Messungen des FIW München)Fig. 5. Thermal conductivity of EPS of a density approx.15 kg/m3 (measurement FIW Munich), with and without IRabsorber

5.4 Polyurethan-Hartschaum (PUR)

Auch bei Polyurethan-Hartschaum (PUR/PIR) geht derTrend zu einer Optimierung der Wärmeleitfähigkeitsstu-fen. Seit einiger Zeit werden PUR-Hartschaumdämmstoffein Deutschland fast nur noch in den Wärmeleitfähigkeits-stufen gemäß Tabelle 6 angeboten.

Gelegentlich wird auf dem Markt die Diskussion ge-führt, ob Polyisocyanurat-Hartschaum (PIR) bessere Ei-genschaften als Polyurethan-Hartschaum (PUR) habe.Beide Sorten gehören zur gleichen Familie und unter-scheiden sich geringfügig in der chemischen Rezeptur.Beide Sorten sind aber in der gleichen Norm geregelt underfüllen die gleichen Spezifikationen. Es bestehen alsokein von außen erkennbarer Unterschied und keine Ein-schränkungen in der Anwendung.

Aus den durchgeführten Praxisuntersuchungen ist be-kannt, dass der Dämmstoff seine deklarierten Eigenschaf-ten behält, wenn er wie herkömmliche Dämmstoffe vordem Einbau trocken gelagert, trocken eingebaut und mitden richtigen Befestigungsmitteln (Verklebung oder kor-rosionsfreie mechanische Befestigung) befestigt wird.

5.6 Vakuum Isolations Paneele (VIP)

Das Wirkungsprinzip der VIP ist bereits etwa 20 Jahre be-kannt. Sie bestehen aus einem Kern, z. B. aus disperser Kie-selsäure (einem sehr feinem Pulver mit einem IR-Trübungs-mittel), das zuerst in eine luftdurchlässige Hülle gepacktwird. Anschließend wird das VIP mit einer nahezu gasun-durchlässigen Folie umhüllt, durch eine Vakuumpumpe dieLuft aus dem Kieselsäurekern bis auf einen Druck von < 1 mbar entfernt und das Paneel verschweißt, Bild 6.

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Tabelle 6. Wärmeleitfähigkeitsstufen von PUR/PIR-Hart-schaumTable 6. Thermal conductivity steps of PUR/PIR rigid foam

Deckschicht, Dicke Bemessungswert der Wärmeleitfähigkeit

gasdiffusionsdichte 0,024 W/(m · K)Deckschichten, alle Dicken 0,025 W/(m · K)

gasdiffusionsoffene > 120 mm 0,028 W/(m · K)Deckschichten 0,026 W/(m · K) WDVS-Typ

gasdiffusionsoffene 80 bis 120 mm 0,028 W/(m · K)Deckschichten 0,027 W/(m · K) WDVS-Typ

gasdiffusionsoffene< 80 mm 0,030 W/(m · K)Deckschichten

5.5 Phenolharz-Hartschaum (PF)

Dieser relativ spröde, rotbraune Schaumkunststoff mitgasdiffusionsoffenen Deckschichten erweckte im letztenJahr relativ viel Aufsehen. Er wird je nach Dicke in denWärmeleitfähigkeitsstufen gemäß Tabelle 7 angeboten.

Der Dämmstoff ist seit etwa 20 Jahren auf demMarkt. In größerem Umfang wird der Dämmstoff seit etwa5 Jahren auf dem deutschen Markt angeboten und einge-setzt. Deshalb gibt es noch nicht sehr viele Praxisberichtevon ausgeführten Dämmungen in der Anwendung. DieHauptanwendungsgebiete sind:– Fußbodendämmung,– Flachdach,– Kerndämmung,– Wärmedämmverbundsysteme,– Hohlklammern von Hohllochziegeln.

Das Problem bei diesen Dämmplatten ist, dass so-wohl die Folienflächen wie auch die Schweißnähte übersehr lange Zeiträume absolut dicht bleiben müssen, da be-reits ein kleiner Druckanstieg die gute Dämmwirkungweitgehend zunichte macht. Mittlerweile gibt es inDeutschland, aber auch in der Schweiz, beim Einsatz imBauwesen Erfahrungen über 5 bis 10 Jahre. Musste manam Anfang noch mit einem Anteil an belüfteten VIP imeinstelligen Prozentbereich über die ersten Jahre rechnen,so ist der Anteil an belüfteten VIP inzwischen in den Pro-millebereich gesunken. Dazu beigetragen hat, das die mei-sten Hersteller mittlerweile eine Qualitätskontrolle an100 % der hergestellten VIP in Form einer Innendruck-messung vor Verlassen des Werks durchführen.

In Deutschland sind heute Bemessungswerte derWärmeleitfähigkeit von 0,007 bis 0,010 W/(m · K) in Zu-lassungen geregelt, bei Anfangswerten der Wärmeleitfähig-keit von 0,003 bis 0,005 W/(m · K), Bild 7.

VIP müssen so eingebaut werden, dass die Umhül-lungsfolie beim Einbau (keinesfalls schneiden, bohren, na-geln) und in der Nutzungsphase nicht beschädigt werden.Wird ein VIP während der Nutzungsphase doch belüftet,kann bei den VIP mit Kieselsäurekern ein maximaler An-stieg der Wärmeleitfähigkeit auf 18 bis 20 mW/(m · K) er-folgen. Deshalb muss die Konstruktion einer Dämmungso erfolgen, dass auch das Belüften von einzelnen VIPs die

Tabelle 7. Wärmeleitfähigkeitsstufen von Phenolharz-Hart-schaumTable 7 Thermal conductivity steps of Phenolic (PF) rigidfoam

Nenndicke Bemessungswert der Wärmeleitfähigkeit

20 bis 24 mm 0,025 W/(m · K)25 bis 44 mm 0,024 W/(m · K)45 bis 120 mm 0,022 W/(m · K)

Bild 6. Aufbau eines Vakuum-Isolations-Paneels (VIP)Fig. 6. Different layers of a Vacuum Insulation panel (VIP)

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technische Funktionsfähigkeit der Wärmedämmung nichtgefährdet und der Mindestwärmeschutz nach DIN 4108noch gewährleistet ist (siehe allgemeine bauaufsichtlicheZulassung).

In den Zulassungen ist ein gewisser Druckanstieg biszu einer Lebensdauer von ca. 25 Jahren berücksichtigt.Auch der Ausfall von einzelnen, wenigen Paneelen istberücksichtigt, wobei der maximale Wert der Wärmeleit-fähigkeit, der im ungünstigsten Fall erreicht wird, bei 0,018bis 0,020 W/(m·K) liegt, also immer noch einen sehr gün-stigen Dämmwert darstellt.

5.7 Innendämmung mit anorganischen Dämmstoffen

Seit einigen Jahren werden anorganische Dämmstoffe fürdie Innendämmung angeboten, die kapillarleitend sind.Diese Dämmstoffe sind speziell für die innenliegende Wär-medämmung von denkmalgeschützten Gebäuden oder Ge-bäuden, an denen keine Wärmedämmung an der Außen-fassade angebracht werden kann, entwickelt worden. Diesekapillarleitenden Dämmstoffe können an der Grenzflächezwischen Mauerwerk und Dämmstoff auftretendes Tau-wasser, aber auch Feuchte aus dem Mauerwerk etwa durchSchlagregen, zur inneren Oberfläche des Raumes transpor-tieren, wo es leicht verdunsten kann. Auf dem Markt sindeinige Kalziumsilikatplatten mit einer Rohdichte von 115bis 300 kg/m3 und einem Bemessungswert der Wärmeleit-fähigkeit von 0,045 bis 0,065 W/(m · K).

Bei dieser Art von Innendämmung handelt es sich im-mer um ein ganzes Dämmsystem, bei dem alle Kompo-nenten wie Kleber, Tiefengrund, Dämmplatte und Innen-putz aufeinander abgestimmt sein müssen, da sonst dieKapillarleitung oder Verdunstung nicht funktionierenkönnen. Leider ist die Dicke und die Dämmwirkung beiden üblichen Platzverhältnissen und den relativ hohenBemessungswerten der Wärmeleitfähigkeit stark begrenzt.

Abhilfe kann hier eine neuartige, 40 oder 80 mmdicke PUR-Hartschaumplatte schaffen, die in einem Ra-sterabstand von 4 × 4 cm2 gelocht ist, der Lochdurchmes-ser beträgt 4 mm. Die Löcher sind mit einem minerali-schen, kapillarleitenden Material gefüllt. Diese Dämm-

platte verbindet einen niedrigen Bemessungswert der Wär-me leitfähigkeit 0,033 W/(m · K) mit den kapillarleitendenEigenschaften der mineralischen Füllung und könnte einegute Alternative für die vielen denkmalgeschützten Ge-bäude mit erhaltenswerter Fassade in Deutschland, aberauch in Süd- oder Osteuropa, sein.

6 Ausblick

Die Entwicklung bei den Dämmstoffen ist noch längstnicht abgeschlossen. Neue Entwicklungen und Optimie-rungen führen zu einer Fülle von neuen Dämmstoffen undneuen Wärmeleitfähigkeitsstufen. Deshalb ist der Planerbei der Auswahl des richtigen Dämmstoffes für immerhöhere Anforderungen an die Energieeffizienz der Ge-bäude, aber auch unter Berücksichtigung ästhetischer Ge-sichtspunkte, weiter gefragt. Um aus der Vielzahl vonDämmstoffen den passenden auszuwählen, gibt es mit denAnwendungskurzzeichen und den Bemessungswerten einfunktionsfähiges und transparentes System.

Der Planer muss bei allen Konstruktionen, aber vorallem bei hochdämmenden Konstruktionen, vermehrt aufWärmebrücken durch Befestigungselemente, Fugen, Di-mensionsänderungen achten, da die deutschen Bemes-sungswerte der Wärmeleitfähigkeit heute wegen der1 mW/(m · K)-Stufen deutlich geringere Sicherheitsbei-werte enthalten, als früher bei den 5 mW/(m · K)-Stufen.

Die Dämmstoffhersteller und die Überwachungsge-meinschaften stehen aber auch in der Verantwortung,durch nachvollziehbare Qualitätskriterien und sinnvolleAbstufungen die Typenvielfalt in Grenzen zu halten.

Mit dem in Deutschland üblichen System der Frem-düberwachung durch unabhängige Prüfinstitute undÜberwachungsgemeinschaften kann der Verbraucher undAnwender ein hohes Maß an Vertrauen in die auf dem Eti-kett zugesicherten Eigenschaften setzen.

Literatur

[1] Bauregelliste A, Bauregelliste B und Liste C, Ausgabe2009/1. DIBt-Mitteilungen Sonderheft 38, Juni 2009. Berlin:Ernst & Sohn, 2009.

[2] DIN 4108-10:2008-06 Wärmeschutz und Energieeins-parung in Gebäuden — Teil 10: Anwendungsbezogene Anfor-derungen an Wärmedämmstoffe — werkmäßig hergestellteWärmedämmstoffe. Berlin: Beuth-Verlag, 2008.

[3] DIN V 4108-4:2004-07 Wärmeschutz und Energie-Eins-parung in Gebäuden — Teil 4: Wärme- und feuchtetechnischeBemessungswerte. Berlin: Beuth-Verlag, 2004.

[4] Albrecht, W.: Nenn- und Bemessungswerte der Wärmeleit-fähigkeit: auf dem Weg zu einem europäischen λ-Niveau?Bauphysik 27 (2005) H. 5, S. 286—287.

[5] EnEV: Verordnung zur Änderung der Energieeinsparverord-nung vom 29. April 2009, Bundesgesetzblatt, Jg. 2009 Teil I,Nr. 23.

[6] Analysis, selection and statistical treatment of thermal pro-perties of building materials for the preparation of harmoni-sed design values. Directorate General DG XII of the Euro-pean Commission SMT4-CT96-2050, March 1999.

[7] Fricke, J., Beck, A., Binder, M.: Vakuum-Isolations-Paneelefür Gebäude. ZAE Bayern, 2007.

Autor dieses Beitrages:Dipl.-Ing. (FH) Wolfgang Albrecht, Forschungsinstitut für Wärmeschutz e. V.München (FIW München), Lochhamer Schlag 4, 82166 Gräfelfing

Bild 7. Wärmeleitfähigkeit einer mikroporösen Kieselsäure-Pulverplatte in Abhängigkeit vom Gasdruck (Messungen desZAE Bayern, Würzburg)Fig. 7. Thermal conductivity of a microporous silica powderboard in relation to the gas pressure (measurements ZAEBayern, Würzburg/ Germany)

neue wärmeleitfähigkeitsstufen und leistungsfähigkeit neuer dämmstoffe

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