Gebäudehüllen in Leichtbauweise mit Mineralwolle

Transkript

1 Flachdach / Industriebau Gebäudehüllen in Leichtbauweise mit Mineralwolle o Effektiv o Effizient o Multi-funktional Dipl.-Ing. (FH) Thomas Küchler Systementwicklung und Anwendungstechnik Flachdach / Industriebau

2 Gliederung Vortrag Knauf Gruppe / Knauf Insulation Steinwolle: Herstellung + Eigenschaften Anforderungen Flachdach / Regelwerke Industriefassaden mit Stahlkassetten 2

3 Wir sind ein Familienunternehmen mit weltweiten Aktivitäten

4 Knauf Gruppe Zahlen, Daten Fakten 5,7 Mrd. Umsatz in 2011 Mehr als Mitarbeiter 220 Produktionsstätten Präsent in mehr als 60 Ländern Umsatzverteilung in % 60 Gips- und gipsverwandte Produkte Kalk-Zement Dämmung Sonstiges

5 Knauf Gruppe Deutschland Über uns... Ca. 1,2 Mrd. Umsatz in 2011 Mehr als Mitarbeiter 30 Produktionsstätten Präsent in über 35 Ländern

6 Die Produktionsstandorte Shasta Lake Shelbyville Lanett Tianjin Hartlepool St. Helens Queensferry Cwmbran Visé Oosterhout Wadersloh Hermeskeil Bad Berka St. Egidien Krupka Stupino Artix Bad Waldsee Chivasso Lannemezan* Simbach Nová Baňa Ferndorf Zalaegerszeg Škofja Loka Novi Marof Glaswolle Steinwolle Holzwolle Surdulica Extrudiertes Polystyrol (XPS) Expandiertes Polystyrol (EPS)

7 Eine umfassende Produktpalette MINERALWOLLE Glaswolle HARTSCHÄUME EPS HOLZWOLLE Heraklith Expandiertes Polystyrol Steinwolle XPS Heradesign Extrudiertes Polystyrol Systemlösungen für Gebäude: Wohngebäude / Nichtwohngebäude Verfahrenslösungen: Kraftwerke, Raffinerien, Heizung/ Lüftung/ Klima OEM: Vorgefertigte Bauelemente, Wärmedämmung für Solarpaneele,... 7

8 Knauf Insulation Deutschland ca. 10% ca. 10% ca. 30% ca. 50% 8

9 Herstellungsprozess Steinwolle Rohmaterial wird einem Schmelzofen zugeführt Schmelze mit ca C Faserstruktur entsteht durch Spinnprozess (schnell rotierende Räder) Bindemittel wird unmittelbar zugeführt (ca. 3,5-4,0%) Aushärtung Bindemittel bei ca. 230 C (Härteofen) Zuschnitt Faserabfälle werden wieder verwertet Optional: Beschichtung / Weiterberarbeitung Verpackung Auslieferung 9

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11 Steinwolle - Technologie

12 Steinwolle Technologie

13 Produkte 13

14 Anforderungen

15 Flachdach heute

16 Zweischaliges Metalldach +

17 Wichtige Regelwerke für Flachdächer Produktnormen für Dämmstoffe, z.b. DIN EN für Mineralwolle Anwendungsnormen, z.b. DIN : Anwendungsbezogene Anforderungen an werkmäßig hergestellte Wärmedämmstoffe Ausführungs-Normen und Richtlinien Fachregel für Abdichtungen Flachdachrichtlinie (12/2011) DIN Abdichtungen für nicht genutzte Dächer DIN Abdichtungen für genutzte Dachflächen Merkblätter und Leitfäden verschiedener Fachverbände und Organisationen (IFBS, AGI, VDI, ZVDH, FLL, DUD, AKB, ) Weitere Regelwerke DIN EN 1991 (EC 1), z.b. Teil 1-4: Windlasten EnEV 2009: Energieeinsparverordnung DIN 18234: Brandschutzmaßnahmen für großflächige Dächer Liste nicht vollständig. 17

18 Anforderungen DIN Mindestanforderungen an Mineralwolle-Dämmstoffe nach Anwendungsgebieten der DIN hier DAA 18

19 Anforderungen Produktprogramm Mindestanforderungen für DAA (DIN ) Knauf Insulation DDP Knauf Insulation DDP2-U Knauf Insulation DDP-X Druckspannung bei 10% Stauchung CS(10) Zugfestigkeit senkrecht zur Plattenebene TR Punktlast bei 5 mm Stauchung PL(5) 60 [kpa] 7,5 [kpa] 500 [N] 70 [kpa] 60 [kpa] 90 [kpa] 10 [kpa] 10 [kpa] 15 [kpa] 650 [N] 650 [N] 800 [N] 19

20 Produktprüfungen Druckspannung bei 10% Stauchung Punktlast bei 5 mm Stauchung Zugfestigkeit senkrecht zur Plattenebene

21 Steinwolle multifunktional 21

22 Warum Steinwolle im Flachdach? Brandschutz Baustoffklasse A1: nicht brennbar (Vorbeugender Brandschutz) Schmelzpunkt > C Ausbildung Durchdringungen Keine Brandweiterleitung in der Dämmstoffebene (großflächige Dächer) Keine giftigen Rauchgase vom Dämmstoff Formstabilität Kein Schüsseln der Platten bei Temperatur-Unterschieden Materialverträglichkeiten z.b. keine Weichmacherwanderung bei PVC-Dachbahnen Keine Trennlagen erforderlich 22

23 Warum Steinwolle im Flachdach? Sommerlicher Wärmeschutz (bei Leichtkonstruktionen) Phasenverschiebung und Temperaturamplitudendämpfung Wärmespeicherfähigkeit: W = c p x r Steinwolle = EPS = PUR/PIR = J/(m³K) J/(m³K) J/(m³K) Temperaturleitzahl: a = l / (r x c p ) Steinwolle = EPS = PUR/PIR = 2,51 x 10-7 m²/h 9,66 x 10-7 m²/h 3,57 x 10-7 m²/h 23

24 Warum Steinwolle im Flachdach? Temperaturdehnung (Anschlussbereiche!) Temperaturdifferenz Sommer / Winter = 100 K (+80 C / -20 C) Thermische Längenänderung bei DT=100K: Steinwolle: 1 mm/m EPS: 6 mm/m PUR / XPS: 7 mm/m Temperaturbedingtes Schüsseln bei Hartschaum 24

25 Warum Steinwolle im Flachdach? Schalldämmung Beispiel Trapezprofil + 0,25mm PE-Folie + 120mm Dämmstoff + 1,5mm Kunststoff-Dichtbahn Vergleich Steinwolle mit Polystyrol (EPS) Schalldämmmaß Steinwolle: Rw = 37 db Schalldämmmaß Polystyrol: Rw = 31 db Verbesserung durch Steinwolle DRw = 6 db, d.h. Lautstärke auf der der Schallquelle abgewandten Seite auf ¼ reduziert! 25

26 Warum Steinwolle im Flachdach? Schalldämmung Zweischalendach Trapezprofil 135/310 0,4 mm Dampfsperre Sd > 1.500m 100 mm Knauf Insulation DDP mm KI Industriedämmrolle mm Alu-Stehfalz FALZ-RIPP Schalldämmmaß: Rw = 45 db 26

27 Kriterien für die Wahl der Dämmstoffstärke Flachdachrichtlinie (12/2011), Auszug (11): Bei Stahltrapezpofilen muss die notwendige Überbrückung der lichten Weite zwischen den Obergurten berücksichtigt werden. Die Mindestdicke der Wärmedämmung sollte ungeachtet des erforderlichen Wärmeschutzes nach Tab. 3 gewählt werden. d 165 T 135/310 LW=165 erf. d = 130 mm 27

28 Kriterien für die Wahl der Dämmstoffstärke EnEV 2009 (Energieeinsparverordnung) Referenzausführung Flachdach Bauteil (Flach-) Dach Neubau (Referenzgebäude) Richtwerte Ø Höchst-U-Wert opaker Außenbauteile (Neubau) z.b. Dach + AW + Bodenplatte Änderung von Außenbauteilen (>10% der Gesamtfläche) Raum-Soll-Temperatur > 19 C U = 0,20 W/(m²K) ca. 200 mm WLG 040 U Ø = 0,35 W/(m²K) U = 0,20 W/(m²K) ca. 200 mm WLG 040 Raum-Soll-Temperatur >12 C bis < 19 C U = 0,35 W/(m²K) ca. 120 mm WLG 040 U Ø = 0,50 W/(m²K) U = 0,35 W/(m²K) ca. 120 mm WLG

29 Sanierung Flachdach (>10% Fläche) Generell: Gründliche Bestandsaufnahme Vorhandene Baustoffe Feuchtigkeit im Dachaufbau Anschlüsse Dampfsperre und Abdichtung Lagesicherheit (Bemessung Windlasten) Vorgesehene / geänderte Nutzung Bemessung Befestigungsmittel (Windlasten DIN EN ) Neubemessung Entwässerung (geändertes Regelwerk) Brandschutz überprüfen, z.b. bei Durchdringungen Überprüfung Wärmeschutz (zulässige U-Werte) Flachdach max. U-Wert = 0,200 W / (m²k) bei > 19 C Fassade max. U-Wert = 0,240 W / (m²k) bei > 19 C Vorhandene Wärmedämmung wird mit berücksichtigt 29

30 Sanierung Flachdach - Produkte Knauf Insulation Dachsanierungsplatte DDP-S Knauf Insulation Sickenfüller DDP-SM, massiv 30

31 Flachdachrichtlinie 2.4 Werkstoffe und Anforderungen Wärmedämmstoffe (2) Für die Wärmedämmung von Dächern mit Abdichtung dürfen nur solche Dämmstoffe verwendet werden, die bauaufsichtlich eingeführten Normen, allgemeinen bauaufsichtlichen oder europäischen technischen Zulassungen entsprechen.

32 Flachdachrichtlinie (3) Wärmedämmstoffe müssen den Produktdatenblättern im Regelwerk des Dachdeckerhandwerks entsprechen. Bemessungswert der Wärmeleitfähigkeit l Mit CE-Zertifikat: l = 1,2 x l D Mit Ü-Zertifikat: l = 1,05 x l Grenz Inhalte Ü-Zertifikat: Anwendungsgebiet gemäß DIN (z.b. DAA) Grenzwert und Bemessungswert der Wärmeleitfähigkeit Baustoffklasse nach DIN bzw. EN (Brandverhalten) Relevante technische Produkteigenschaften (z.b. Druckspannung, Punktlast)

33 Flachdachrichtlinie Anwendungskategorien bei nicht genutzten Flachdächern: Kategorie 1 Standard-Dachkonstruktion (Mindestanforderung) Kategorie 2 Höherwertige Dachkonstruktion mit erhöhter Zuverlässigkeit, längerer Nutzungsdauer und/oder geringerem Instandhaltungsaufwand

34 Flachdachrichtlinie Dachneigung / Gefälle Dächer mit Abdichtungen sollen mit einem Gefälle von mindestens 2% geplant werden. Bei geplantem Gefälle unter 2% sind besondere Maßnahmen erforderlich: Stoffauswahl Dachabdichtung nach Bemessungsregel für K2 Zuordnung aber dennoch nur zu K1 Anforderungen für Kategorie 2 Gefälle Abdichtungsebene mindestens 2% in fertiger Leistung Gefälle in Kehlen mindestens 1% in fertiger Leistung Toleranzen u/o Gegengefälle in der Unterlage müssen bei der Planung des Gefälles entsprechend berücksichtigt werden

35 Problem bei gefällelosen Dachflächen Ablauf Tiefpunkt

36 Gefälledach-Dämmsystem Gefälleplatte DDP-G Gratplatte DDP-G Kehlplatte DDP-G

37 Kontergefälleplatte DDP-GKG

38 DDP-DRV Dachreiterviertel

39 CAD-Gefälledach-Service

40 Industriefassaden heute 40

41 Industriefassaden heute 41

42 Industriefassade Standardausführung Konstruktionsvariante 1: Stahlkassettenwand auf Stahl- oder Betonstützen. Thermischer Trennstreifen aus z.b. PE-Schaumstoff. Fassadenbekleidung (z.b. Trapezprofile oder Wellprofile) direkt befestigt auf den Kassettenobergurten. 42

43 Standard-Industriefassade 43

44 Standard-Industriefassade Vorteile: Nachteil: Wärmebrückenwirkung des Kassettengurtes 44

45 Industriefassade Standardausführung 45

46 Standard-Industriefassade Y: Linearer Wärmebrückenverlustkoeffizient Y W / (m K) Bild aus Planen und Bauen mit Trapezprofilen und Sandwichelementen, Ernst & Sohn

47 WB-Reduzierte Industriefassade Konstruktionsvariante 2: Stahlkassettenwand auf Stahlstützen. Distanzbefestiger für eine wärmebrückenreduzierte Befestigung (z.b. sfs intec) keine Übertragung vertikaler Lasten möglich. Fassadenbekleidung (z.b. Trapezprofile oder Wellprofile). 47

48 Knauf Insulation Fassadensystem WBR 48

49 WB-Reduzierte Industriefassade 49

50 Wärmebrücken Überdämmung Kassettengurt 40 mm WLG

51 Modellbildung Beispiel: Stahlkassette 160-0,75mm, Mineralwolle 035 d=160mm, 3mm Trennstreifen, Außenschale Y = 0,129 W/(m K) U Ø = 0,423 W/(m² K) Beispiel: Stahlkassette 120-0,75mm, Mineralwolle 035 d=160mm, Distanzbefestiger mit 40 mm WB- Dämmung, Außenschale Y = 0,046 W/(m K) U Ø = 0,286 W/(m² K) 51

52 Vergleich der U-Werte 52

53 Energiekosten Fassadensysteme Amortisation Mehrkosten in 3-4 Jahren 53

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