LEHM BAUSTOFF FÜR DIE INNENDÄMMUNG

Transkript

1 SYMPOSIUM INNENDÄMMUNG 2014 LEHM BAUSTOFF FÜR DIE INNENDÄMMUNG Prof.-Dr. Christof Ziegert

2 Symposium Innendämmung, Redstone und Claytec, Duisburg, Lehm Baustoff für die Innendämmung Prof. Dr.-Ing. Christof Ziegert

3 Symposium Innendämmung, Redstone und Claytec, Duisburg, Lehm Baustoff für die Innendämmung Prof. Dr.-Ing. Christof Ziegert - Projektbeispiele Lehmbau international / national / massiv / nichttragend - Kleine Materialkunde Lehm allgemein - Innendämmung mit wärmedämmenden Lehmbaustoffen - Innendämmung mit Dämmstoffen und Lehmklebe- und -Putzmörtel - Spezifische Eigenschaften für die Innendämmung (Klebemörtel / Putz)

4 ZRS 2014: 30 Architekten und Ingenieure, Labor (Roswag Architekten GmbH und Ziegert Seiler Ingenieure GmbH) Sitz: Berlin

5 ZRS 2014: 30 Architekten und Ingenieure, Labor (Roswag Architekten GmbH und Ziegert Seiler Ingenieure GmbH)

6 Bauen in der Entwicklungszusammenarbeit Meti-School, Rudrapur/Bangladesch Planung und Bauüberwachung: Anna Heringer und ZRS Aga Khan Award 2007

7 Bauen in der Entwicklungszusammenarbeit Tipu Sultan Markez, Frauenbildungszentrum in Pakistan (TSM) ZRS Holcim-Award, Gold, Asian-Pacific, 2012

8 Bauen in der Entwicklungszusammenarbeit Zahara Children Health Centre, Äthiopien Generalplanung: GraftLab Fachplanung Lehm/Bambus: ZRS

9 Die in der Erdkruste gebildeten Gesteinsarten wie Granit, Gneiss oder Basalt sind an der Erdoberfläche chemischen und physikalischen Verwitterungsprozessen ausgesetzt. Dabei wird sowohl das Gesteinsgefüge gestört als auch die Mineralstruktur verändert. Instabile Mineralphasen wie Feldspat und Glimmer werden in stabilere Mineralkomponenten zerlegt. Dabei entstehen als Zwischen- oder Endprodukt bindige und nichtbindige Minerale: Tonminerale sowie Oxide und Hydroxide von Eisen, Aluminium oder Magnesium und Quarz. Die Verwitterungsprozesse sind so alt wie die Gesteine selbst. Aus bodenmechanischer Sicht spricht man von Lehm, wenn diese Minerale in einer Erde in bestimmten Mengen, Arten und Korngrößen vermischt sind. Baulehm ist ein zum Lehmbau geeigneter Lehm.

10 Transport und Selektion vom Entstehungsort weg durch Eis, Wasser und Wind

11 Lehm ist ein Gemisch aus dem Bindemittel Ton und sandigen bis steinigen Bestandteilen. Tonminerale sind das Bindemittel im Lehm. Sie haben plättchenförmige Mineralstrukturen mit unterschiedlichen Oberflächenladungen. Die Anziehungskräfte können durch Wasserzugabe reduziert werden (Plastizität). Nach Austrocknung und ggf. Formgebung stehen sie wieder zur Verfügung..

12 Lehm ist ein Gemisch aus dem Bindemittel Ton und sandigen bis steinigen Bestandteilen. Tonminerale sind das Bindemittel im Lehm. Sie haben plättchenförmige Mineralstrukturen mit unterschiedlichen Oberflächenladungen. Die Anziehungskräfte können durch Wasserzugabe reduziert werden (Plastizität). Nach Austrocknung und ggf. Formgebung stehen sie wieder zur Verfügung..

13 Tonminerale: - Spezifische Oberfläche bis zu 1000 m²/g - Plättchenoberfläche elektrisch geladen Anziehung Festigkeit (durch Wasserzutritt Reduktion der Bindekraft) Sorption von Wasserdampf- und Schadstoffmolekülen

14 Feuchteschutz: nicht feuchte- und frostfest! Ungeschützte Außenanwendung in Deutschland nicht zulässig!.

15 Rehabilitation Al Jahili Fort, Al Ain, UAE

16 Rehabilitation Al Jahili Fort, Al Ain, UAE

17 Rehabilitation Al Jahili Fort, Al Ain, UAE

18 Rehabilitation Al Jahili Fort, Al Ain, UAE

19 Zitadelle Erbil, Autonome Region Kurdistan, Irak 7000 Jahre ununterbrochene (Lehm)-Siedlungsgeschichte

20 Maerten van Valckenborch Der Turmbau zu Babel, 1595 Staatliche Kunstsammlung Dresden Jahili Tower in Jahili Fort, Al Ain, UAE, 2010

21 Symposium Innendämmung Rehabilitation Old Palace Doha, Qatar Qasr Al Mshatta, Jordanien

22 Rehabilitation Old Palace Doha, Qatar

23 Rehabilitation Old Palace Doha, Qatar

24 Kapelle der Versöhnung, Berlin, 2000 Architekten: Reitermann/Sassenroth Tragwerksplanung: Pichler Ingenieure Fachplanung Lehmbau: Dierks Babylon Vogt Beratende Ingenieure, Christof Ziegert Ausführung: Lehm Ton Erde, Martin Rauch

25 Stampflehmbau: Einsegnungshalle Bludenz/Ö Architektenleistungen: atelier rainer + amann Fachberatung Stampflehm: ZRS

26 Stampflehmbau: Neubau Ev. Freikirchliches Gemeindezentrum Karlsruhe (Erdbebenzone I) Architektenleistungen: PIA Generalplanung GmbH Fachplanung Stampflehm ZRS

27 Stampflehmbau vom regional verfügbaren Massenbaustoff für Zweckbauten zu einem exponierten Gestaltungselement

28 Lehmbaustoffe im Holzbau Büro und Produktionsgebäude Artis, Berlin, 2012 Architekten- und Ingenieurleistungen: ZRS BDA-Preis Berlin

29 Lehmbaustoffe im Holzbau Büro und Produktionsgebäude Artis, Berlin, 2012 Architekten- und Ingenieurleistungen: ZRS BDA-Preis Berlin

30 Lehmbaustoffe im Holzbau Aufstockung Einfamilienhaus Berlin ZRS

31 Lehmbaustoffe im Holzbau Aufstockung Einfamilienhaus Berlin ZRS

32 Lehmbaustoffe im Holzbau Aufstockung Einfamilienhaus Berlin

33 Lehmbaustoffe im Holzbau Aufstockung ehemaliges Waschhaus, Berlin ZRS

34 Lehmbaustoffe im Holzbau Aufstockung ehemaliges Waschhaus, Berlin

35 Lehmbaustoffe im Holzbau

36 Tonminerale: - Spezifische Oberfläche bis zu 1000 m²/g - Plättchenoberfläche elektrisch geladen Anziehung Festigkeit (durch Wasserzutritt Reduktion der Bindekraft) Sorption von Wasserdampf- und Schadstoffmolekülen

37 Feuchteschutz: sehr hohe Luftfeuchtesorption

38 Feuchteschutz: sehr hohe Luftfeuchtesorption

39 Feuchteschutz: sehr hohe Wasserdampfsorption Einteilung der Wasserdampfsorption in Klassen WS I bis WS III nach DIN Lehmputze

40 Feuchteschutz: sehr hohe Wasserdampfsorption Einteilung der Wasserdampfsorption in Klassen WS I bis WS III nach DIN Lehmputze Putze der Fa. Claytec

41 Geltungsbereiche von technischen Regelungen im Lehmbau Für die ausgewählten industriell hergestellten Lehmbaustoffe gelten (ab August 2013): - DIN 18945: Lehmsteine Begriffe, Anforderung, Prüfverfahren - DIN 18946: Lehmmauermörtel Begriffe, Anforderung, Prüfverfahren - DIN 18947: Lehmputzmörtel Begriffe, Anforderung, Prüfverfahren Für Lehmbaustoffe, die auf der Baustelle gefertigt werden oder die nicht durch die oben stehenden Normen gefasst sind, gelten: - Lehmbau Regeln des Dachverband Lehm e.v. Für die Anwendung von Lehmbaustoffen gelten: - Lehmbau Regeln des Dachverband Lehm e.v. - TM 01 Lehmputze - Fachnormen des Brand-, Wärme- und Schallschutzes - Zukünftig ausgewählte Bauteilspezifische Anwendungsnormen, z.b. DIN Putze und Putzsysteme

42 Lehm im Trockenbau Lehmbauplatten mit Lehmdünnlagenbeschichtung

43 Lehmbaustoffe durchdringen konventionelle Marktsegmente

44 Lehmbaustoffe durchdringen konventionelle Marktsegmente

45 Lehmbaustoffe durchdringen konventionelle Marktsegmente

46 Bauliches Erbe und dessen Pflege Ausfachungstechniken

47 Lehmbaustoffe in der historischen Holzkonstruktion:

48 Lehmbaustoffe in der historischen Holzkonstruktion: - hohe Kapillaraktivität: Aw = 0,13 0,35 (Kalkmörtel Aw = 0,04 0,12; Kalkzementmörtel: Aw = 0,02 0,15; Porenbetonkleber Aw = 0,01) - hohe Verdunstungsleistung da niedriger Diffusionswiderstand: μ = 5 13 (Kalkmörtel μ = 10 30; Kalkzementmörtel: μ = 12 35; Porenbetonkleber μ = 25 55) - elastisch (niedriger Elastizitätsmodul): E = N/mm² (andere Ausfachungsbaustoffe E = N/mm²) μ

49 Bauliches Erbe und dessen Pflege So bitte nicht!

50 Bauliches Erbe und dessen Pflege Ausfachungstechniken

51 Innendämmung mit Leichtlehm (wärmedämmender Baustoff) im feuchten Einbau

52 Kalk-Lehmstampf-Bau Alter Schafstall, Gut Ribbeck/HVL, um 1850

53 Kalk-Stampflehm-Bau Alter Schafstall, Gut Ribbeck/HVL, um 1850 Lehmopferputz zur Entsalzung

54 Kalk-Lehmstampf-Bau Alter Schafstall, Gut Ribbeck/HVL, um 1850

55 Kalk-Pisé-Bau Alter Schafstall, Gut Ribbeck/HVL, um 1850 Unzureichende Trocknungsbedingungen

56 Innendämmung mit Leichtlehmsteinen (wärmedämmender Baustoff)

57 Innendämmung mit Leichtlehm und Leichtlehmsteinen + bauphysikalisch unbedenklich + hohe Speicherkapazität bei moderater Wärmedämmung + bei Leichtlehm im plastischen Einbau Dickenausgleich ohne zusätzliche Schichten - Dicke Lagen Raumverlust - Hohe Lasten Abfangung bei Mehrgeschossigkeit - Lange Trocknungszeiten vor allem bei plastischem Einbau

58 Vergleich von Systemen zur Innendämmung, Deutsches Fachwerkzentrum, Quedlinburg

59 Vergleich von Systemen zur Innendämmung, Deutsches Fachwerkzentrum, Quedlinburg 1,0 0,9 0,8 U-Wert gemessen Feb 2005 (Effektivwert) U-Wert gemessen Feb 2006 (Effektivwert) U-Wert berechnet mit Cond Fachwerk Ausfachnung 0,77 0,78 U-Werte 2005 und ,7 0,64 0,67 0,6 0,59 U-Wert [W/m²*K] 0,5 0,4 0,47 0,43 0,43 0,39 0,42 0,42 0,50 0,3 0,2 0,1 0,0 W4 Lehmstein W5 Dämmlehm W 6 Calciumsilikatplatte W7 Holzfaserdämmplatte

60 - Dampfbremsende Klebemörtel von mineralischen Innendämmungen erleichtern den bauphysikalischen Nachweis (z.b. mittels COND) jedoch: - Feuchtefalle für Schlagregen vor allem im Fachwerkbau - Behinderte Austrocknungsmöglichkeit für Deckenbalkenköpfe 1,0 U-Wert gemessen Feb 2005 (Effektivwert) U-Werte 2005 und ,9 U-Wert gemessen Feb 2006 (Effektivwert) 0,8 U-Wert berechnet mit Cond Fachwerk Ausfachnung 0,77 0,78 0,7 0,64 0,67 0,6 0,59 U-Wert [W/m²*K] 0,5 0,4 0,47 0,43 0,43 0,39 0,42 0,42 0,50 0,3 0,2 0,1 0,0 W4 Lehmstein W5 Dämmlehm W 6 Calciumsilikatplatte W7 Holzfaserdämmplatte - Nicht dampfbremsende Klebemörtel (Lehmkleber) von mineralischen Innendämmungen erschweren den bauphysikalischen Nachweis (z.b. WUFI, Delfin). Die Systeme sind jedoch in beide Richtungen kapillaraktiv und diffusionsoffen. Daher: - Schnelle Abtrocknung des maßgebenden Lastfalls Schlagregen vor allem im Fachwerkbau - Gute Abtrocknungsmöglichkeit für Deckenbalkenköpfe durch Anbindung des Lehmhüllmörtels an die kapillaraktive Innendämmung - Niedrigerer E-Modul (ca. 250 statt > 1000 N/mm²) Im Fachwerk steifigkeitsvermittelnd

61 Typische Bauvorhaben für die mineralische Innendämmung (Projektbeispiele ZRS) Kornhaus Freiberg (1504)

62 Typische Bauvorhaben für die mineralische Innendämmung (Projektbeispiele ZRS) Bürgerhaus Wismar (1703)

63 Typische Bauvorhaben für die mineralische Innendämmung (Projektbeispiele ZRS) Ehemaliges Amtsgericht Plauen / Vogtland (1906)

64 Typische Bauvorhaben für die mineralische Innendämmung (Projektbeispiele ZRS) Ehemaliges Amtsgericht Plauen / Vogtland (1906)

65 Infolge des durchgehend kapillaraktiven und diffusionsoffen Aufbaus der mineralischen Innendämmung mit Lehmkleber und Lehmputzmörtel verfügen die Systeme über wesentliche bautechnische Vorteile: - Schnelle Abtrocknung von eingedrungenem Schlagregen (Kondensat sowieso) tolerantes System - Ausreichende Haftfestigkeit des Klebemörtels auch bei moderaten Feuchtebelastungen - Kein Verschieben der Verdunstungszone von aufsteigender Feuchte ( ehrlich ) - Gute Abtrocknungsmöglichkeit für Deckenbalkenköpfe durch Anbindung des Lehmhüllmörtels an die kapillaraktive Innendämmung - Kein Aufbrennen von Lehmklebe- und Lehmputzmörtel keine Polymerzusätze notwendig - Zusätzliche Schutz gegen Schimmelbefall der Oberflächen durch Pufferung der Raumluftfeuchtespitzen durch den Lehmputz (auch Flankendämmung in der Regel nicht notwendig) -

66 Weiterführende Planungsinformationen in:

67 Symposium Innendämmung, Redstone und Claytec, Duisburg, Lehm Baustoff für die Innendämmung Prof. Dr.-Ing. Christof Ziegert