Entwicklung der Dämmstoffe

Einführung in die Geschichte der Immobilie Entwicklung der Dämmstoffe Alber, Thomas Eilers, Maike Lüken, Katharina Schätzle, Alexander Robert Schindler

Inhaltsverzeichnis 1. Geschichte der Dämmstoffe 1.1 Was sind Dämmstoffe 1.2 Geschichtlicher Hintergrund der Dämmstoffe 2. Dämmstoffe 2.1 Organische Dämmstoffe 2.2 Anorganische Dämmstoffe 3. Anwendungstypische Dämmstoffe 3.1 Bezeichnung und Normierung 3.2 Anwendungsgebiete 4. Bauphysikalische Eigenschaften 4.1 Wärme 4.2 Feuchte 4.3 Schall 5. Quellenangabe

1. Geschichte der Dämmstoffe 1.1 Was sind Dämmstoffe? Dämmstoffe sind Materialien die ihren Ursprung in der Isolation von Kühlräumen hatten und später von der Bauindustrie für sich entdeckt wurden. Neben der Wärmedämmung kann auch gegen Schall und Brand gedämmt. Die Art und Vielfältigkeit ist Materialabhängig, auf die Materialien wird später noch genauer eingegangen. 1.2 Geschichtlicher Hintergrund der Wärmedämmung Schon vor Jahrtausenden mussten sich die Menschen mit dem Thema Wärmedämmung beschäftigen. Sie machten das zum Beispiel mit einem zweischaligen Mauerwerk und nutzen die schlechte Wärmeleitfähigkeit einer ruhenden Luftschicht aus. Auch überall sonst in der Welt versuchten die Menschen schon früh sich ihre Unterkünfte an das örtliche Klima angepasst zu bauen. Iglus haben bei einem bestimmten Volumen eine kleine Oberfläche und keine Ecken und bieten somit einen besseren Schutz vor der Kälte. [1] In Afrika wurde Lehm als Bausubstanz eingesetzt, was auch an Holzmangel gelegen hat, jedoch hat Lehm die positive Eigenschaft, dass er tagsüber Wärme speichert und sie nachts wenn es kalt ist wieder ausstrahlt. [2] 1930 begann die Herstellung von einem Material namens Polystyrol-Hartschaum, 20 Jahre später schaffte man die Herstellung des Materials in Form von Schaumstoff. 1952 wurde der Öffentlichkeit zum ersten Mal expandierte Polystyrol- Hartschaumplatten (EPS) präsentiert. Umgangssprachlich ist EPS auch als Styropor bekannt. EPS wurde von dem Pharmaunternehmen BASF entwickelt und am 14.August 1954 wurde Patent zur Herstellung veröffentlicht. In der Bauindustrie wurde EPS erst später als gute Möglichkeit entdeckt, ursprünglich verwendete man EPS zu Abdichten von Maschinen und es wurden erste Schritte in Richtung Kühlräume getan. Der erste Versuch für eine Patentanmeldung für EPS in der Bauindustrie wurde am 7.Oktober 1959 von Edwin Horbach unternommen. Horbach meldete ein Patent für eine Verkleidung von Außenwänden durch aufgeklebte Schaumstoffplatten und eine die Platten bedeckende Aussenschicht, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaumstoffplatten mit einer durchgehenden, aus einem Klebemittel und einem Glasfasergespinst oder gewebe bestehenden porenfreien Zwischenschicht versehen sind, auf die eine witterungsbeständige Putzschicht aufgetragen ist. Anerkannt wurde das Patent nicht, aber die Grundidee für die heute meist angewandte Wärmedämmschicht war geboren. [3]

In der Schweiz wurde 1969 eines der ersten Häuser mit einem Wärmeschutz mit EPS gebaut. Durch die Ölkrise 1973 und die damit verbundene Knappheit der Rohstoffe wurde der Ruf nach Energieeffizienz laut. Mit diesem neuen Bewusstsein wurden Häuser in den Anfangsjahren mit Dämmplatten von einer Stärke um 30 oder 40Millimeter, im Laufe der Zeit wurden immer wieder neue Erfindungen gemacht, einige wie zum Beispiel die EPS haben sich zum Stand der Technik durchgesetzt haben und einige die sich im Nachhinein als unbrauchbar herausgestellt haben wie zum Beispiel die Aluminiumfenster die im Asemwald verbaut wurden. Beim Einbau der Fenster wurde nicht bedacht, dass das Aluminium eine ideale Wärmebrücke ist und so bildete sich am Rahmen Tauwasser und teilweise sogar Eis. Das Energieeffiziente Denken wurde aber nicht ausschließlich von der Ölkrise geboren.1952 ist in Deutschland die erste Wärmeschutznorm erschienen. Heutzutage bekommen die sogenannten Passivhäuser eine immer größere Bedeutung. Unter einem Passivhaus versteht man ein Haus, dass eine Reduzierung des Transmissionswärmebedarfs der Hülle, Reduzierung des Luftwärmebedarfs durch Luftdichtheit und eine Reglung des hygienischen [4] Luftwechsels über eine Luftwechselanlage regelt. Die ersten Experimente um das Passivhaus fanden in den 70ger Jahren statt und in den 80ger Jahren von Schweden entwickelt. Das erste richtige Passivhaus wurde 1991 gebaut. Zum Vergleich zu einem Standart mäßig gedämmten Haus (Dämmschichtdicke: ca. 14cm) hat ein Passivhaus eine Dämmschichtdicke von 180 bis 200Millimetern.

2. Dämmstoffe 2.1 Organische Dämmstoffe Dämmstoffart Bestandteile/Herstellung Eigenschaften Verwendung Porige Dämmstoffe Korkplatten Polystrol-Hartschaum (PS) Polyurethan-Hartschaum (PUR) Korkschrott wird durch Erhitzen aufgebläht und zusammengebacken, ohne oder mit Bitumen In Blöcken, Platten oder Formteilen geschäumt, als Partikelschaum In Blöcken, Platten oder Formteilen geschäumt, als Ortschaum in Kanälen und unter Dächern Schall- und wärmedämmend, geringe Feuchtigkeitsaufnahme, fäulnisfest Entflammbar oder schwer entflammbar, alterungsbeständig, verrottungsfest Wärmedämmend, bei Temperaturschwankungen nicht maßhaltig, alterungsbeständig Tritt- und Körperschalldämmung, Wärmedämmung, Kühlhausbau Wärmedämmung, Trittschalldämmung, Dämmschicht in Sandwichplatten Wärmedämmung Faserige Dämmstoffe Holzwolle-Leichtbauplatten Holzfaserplatten Cellulosefaserplatte Schafwolle Kokosfaser Langfaserige Holzwolle mit mineralischen Bindemitteln (Zement, Gips) gebunden Mit Kunstharz gebundene Holzfasern in Plattenform, bituminiert oder nicht bituminiert Wieder verwertbares Zeitungspapier wird zerfasert, gegen Schädlingsbefall mit Borsalz behandelt und gepresst Schafwollefasern werden zu Bahnen und Platten verfilzt unter Zugabe von Borsalz als Mottenfrazgift Herstellung von Matten und Platten aus Kokosfasern, mit Flammschutzmitteln behandelt Biegefest, raumbeständig, gut verarbeitbar, nicht wetterfest, schwer entflammbar, wärmedämmend, gute Putzhaftung Leicht, wärmedämmend, schallschluckend, trittfest Wärmedämmend, diffusionsoffen, schallabsorbierend, geruchsneutral, normal entflammbar Wärmedämmend, trittschalldämmend Geruchsneutral, wärmedämmend, trittschalldämmend Wärmedämmende Putzträger für Wände, Decken, Dächer, verputzt als schalldämmende Vorsatzschale oder für Leichtbauwände, unverputzt für Schallschluckung im Stahlbetonbau Wäremdämmung bei Decken und Dächern, bituminiert für Trockenböden, Akustikplatten Zur Wärmedämmung als lose Schüttung, als eingeblasene Dämmschicht in geschlossenen Hohlräume, als Platte Als Matten zur Wärmedämmung, als Filze und Platten zur Trittschalldämmung Wärmedämmung, Trittschalldämmung

Porige Dämmstoffe Korkplatten Polystrol-Hartschaum (PS) PS- Extruderschaum Polyurethan-Hartschaum (PUR) Faserige Dämmstoffe Holzwolle-Leichtbauplatten Holzfaserplatten Schafwolle Kokosfaser

2.2 Anorganische Dämmstoffe Dämmstoffart Bestandteile/Herstellung Eigenschaften Verwendung Porige Dämmstoffe Blähglimmer (Vermiculite) Abfallglimmer durch Hitze gebläht hitze-, alterungs-, säure- und laugenbeständig Blähperlit aufgeblähtes, vulkanisches, schimmelfest, alterungsbeständig, siliciumhaltiges Gestein nicht brennbar Blähton mit organischen Bestandteilen leicht, druckfest, wärmedämmend, angereicherter Ton wird zu Kügelchen säure-, laugen-, feuerbeständig, granuliert und bei 1200 c gebrannt, frostsicher, umweltverträglich wobei die Tonkügelchen aufgebläht werden Schaumglas geschlossenzelliges, aufgeschäumtes Glas in Plattenform unbrennbar, wärmedämmend, dampfdicht, korrosionsbeständig, alterungsbeständig Leichtzuschlag für feuerdämmende Ummantelung Leichtzuschlag für Estriche und Dämmplatten Wärmedämmung, Brandschutz, als Schüttung, als Leichtzuschlag für Mauersteine, Betone und Mörtel Wärmedämmung, Feuchtigkeitsschutz Faserige Dämmstoffe Glas-, Stein-, Schlackenwolle in Form von Matten und Filzen Platten in loser Form oder als Zöpfe dünne Fasern aus geschmolzenem Glas, geschmolzenem Kalkstein und Mergel, geschmolzener Hochofenschlacke, Filze und Platten mit Phenolharz gebunden, Platten auch bituminiert oder einseitig mit Aluminiumfolie leicht, wärmedämmend, schallschluckend, nicht brennbar, alterungsbeständig, fäulnisfest, nicht Krebserregend, wenn Ki>40 Wärme- und Luftschalldämmung bei Wänden, Decken, Dächern, Brandschutz Wärme- und Trittschalldämmung unter schwimmenden Estrichen zum Ausstopfen von Hohlräumen Fiber-Silikat-Platten Aus Silikaten, Mineralfasern und Zement nicht brennbar, wärmedämmend, hygroskopisch, fäulnisfest Brandschutz, feuerfeste Ummantelung von Stahl, Wärmedämmung

Porige Dämmstoffe Blähglimmer Blähperlit Blähton Faserige Dämmstoffe Schaumglas Mineralwolle Glaswolle (einseitig mit Aluminiumfolie)

3. Anwendungytypische Dämmstoffe 3.1 Bezeichnung und Normung Dämmstoffe werden entweder nach Normen oder aber nach bauaufsichtlichen Zulassungen produziert. Zur Zeit werden die nationalen Stoffnormen im Zuge der europäischen Vereinheitlichung aktualisiert bzw. ersetzt. Die entsprechenden Stoffnormen legen genau fest, welche Angaben in den Bezeichnungen von Dämmstoffen enthalten sein müssen. So wurde zum Beispiel ein Wärmedämmstoff aus Polyurethan-Hartschaum bisher folgendermaßen bezeichnet: Wärmedämmstoff DIN 18 164 - PUR - P - WD - 025 - B2-100. P bedeutet hierbei die Lieferform Platte, WD den Anwendungstyp, 025 die Wärmeleitfähigkeitsgruppe, B2 die Baustoffklasse und 100 die Dämmstoffdicke in mm. Trittschalldämmstoffe wurden bisher folgendermaßen bezeichnet: Trittschall-Dämmplatte DIN 18 165-2 - MW - P - T - 3,5-10 - 035 - A2-25-5. MW bedeutet Mineralwolle, 3,5 ist die max. Verkehrslast in kn, 10 ist die Steifigkeitsgruppe und 25-5 bedeutet die Dämmdicke 25 mm und eine Zusammendrückbarkeit von 5 mm. Nach der neuen europäischen Normung werden die Dämmstoffe aus Material, Wärmeleitfähigkeit und Anwendungstyp wie folgt definiert: EPS 035 DAA dm Bei dieser Flachdachdämmplatte steht EPS für Expandierten Polystyrol-Hartschaum, 035 für die Wärmeleitgruppe, DAA für das Anwendungsgebiet Außendachdämmung unter Abdichtung und dm für die mittlere Druckbelastbarkeit des Dämmstoffes.

3.2 Anwendungsgebiete Um die Dämmstoffe entsprechend dem Einsatzgebiet, Wärmedämmung bzw. Trittschalldämmung, besser zuordnen zu können, unterschied man bisher Anwendungstypen. Im Zuge der Vereinheitlichung der nationalen Normen auf einen einheitlichen europäischen Normenkatalog, wurden auch die Anforderungen an die Wärmedämmstoffe neu definiert. Die neue Normung erlaubt eine bessere Zuordnung der Dämmstoffe zu den jeweiligen Einsatzgebieten und gibt gleichzeitig Eigenschaften an. Anwendungsgebiete nach der neuen DIN 4108-10: Anwendungsgebiet Dach, Decke Wand Perimeter Kurz- Anwendungsbeispiel zeichen DAD DAA DUK DZ DI DEO DES WAB WAA WAP WZ WH WI WTH WTR PW PB Außendämmung von Dach oder Decke, witterungsgeschützt, unter Deckung Außendämmung von Dach oder Decke, witterungsgeschützt, unter Abdichtung Außendämmung eines Umkehrdaches, der Bewitterung ausgesetzt Zwischensparrendämmung unterseitige Innendämmung der Decke oder des Daches, abgehängte Decke Innendämmung unter Estroch ohne Schallschutzanforderungen Innendämmung unter Estrich mit Schallschutzanforderungen Außendämmung der Wand hinter Bekleidung Außendämmung der Wand hinter Abdichtung Außendämmung der Wand unter Putz Dämmung von zweischaligen Wänden Dämmung von Holzrahmen- und Holztafelbauweise Innendämmung der Wand Dämmung zwischen Haustrennwänden Dämmung von Raumtrennwänden Außenliegende Wärmedämmung (Perimeterdämmung) von Wänden gegen Erdreich (außerhalb Abdichtung) Außenliegende Wärmedämmung unter Bodenplatten gegen Erdreich (außerhalb Abdichtung)

Produkteigenschaft Druckbelastbarkeit Wasseraufnahme Zugfestigkeit Schalltechnische Eigenschaften Verformung Kurz- Beschreibung zeichen Beispiel dk keine Druckbelastbarkeit Zwischensparrendämmung dg geringe Druckbelastbarkeit unter Estrich im Wohnbereich dm mittlere Druckbelastbarkeit nicht genutzte Dachflächen dh hohe Druckbelastbarkeit genutzte Dachflächen ds sehr hohe Druckbelastbarkeit Parkdeck, Industrieböden dx extrem hohe Druckbelastbarkeit Parkdeck, Industrieböden wk keine Anforderungen Innendämmung wf wd Wasseraufnahme durch flüssiges Wasser Wasseraufnahme durch flüssiges Wasser und/oder Diffusion Außendämmung Wand Perimeterdämmung, Umkehrdach zk keine Anforderungen Hohlraumdämmung zg zh sk sh sm sg geringe Zugfestigkeit hohe Zugefestigkeit hohe Zusammendrückbarkeit, Trittschalldämmung hohe Zusammendrückbarkeit, Trittschalldämmung mittlere Zusammendrückbarkeit, Trittschalldämmung geringe Zusammendrückbarkeit, Trittschalldämmung Außendämmung Wand hinter Bekleidung Außendämmung Wand unter Putz wenn keine schalltechn. Anforderungen unter schwimmenden Estrich, Haustrennwand unter schwimmenden Estrich, Haustrennwand unter schwimmenden Estrich, Haustrennwand tk keine Anforderungen Innendämmung tf tl Dimensionsstabilität unter Feuchte und Temperatur Dimensionsstabilität unter Last und Temperatur Außendämmung der Wand unter Putz Dach mit Abdichtung

4. Bauphysikalische Eigenschaften von Dämmstoffen 4.1.Wärme 4.1.1 Wärmedurchgangskoeffizient (U-Wert; früher k-wert): - gibt im statischen Zustand eines geschlossenen Systems an, wie viel Wärme in einer bestimmten Zeit, ein bestimmtes Volumen (m³) des Dämmstoffs, bei bestimmten Temperaturgefälle durchdringt 4.1.2 Wärmeleitfähigkeit (λ-wert) - die spezifische Eigenschaft Wärme durch den jeweiligen Baustoff zu leiten [W/mK] - Meter = Dicke des Dämmstoffs entlang der Temperaturgradienten 4.1.3.1 Winterlicher Wärmeschutz: Geregelt in DIN4108 Zweck: - während der Heizperiode an Innenoberfläche der Bauteile ausreichend hohe Oberflächentemperatur (Өsi) zu gewährleisten Kondensat an Wandoberfläche zu unterbinden Wärmeverluste durch Transmission zu begrenzen (EnEV) 4.1.3.2 Sommerlicher Wärmeschutz Geregelt in DIN4108 Zweck: - durch Sonneneinstrahlung verursachte Aufheizung von Räumen zu begrenzen, - mit Hilfe von Wärmeschutzverglasung und Dämmung mit großer Dichte um auf Klimaanlage zu verzichten

4.2. Feuchte 4.2.1 Wasserdampfdiffusionswiderstand - wie stark ein Baustoff die Diffusion von Wasserdampf verhindern kann - wird als Wasserdampfdiffusionswiderstandszahl angegeben 4.2.1.1 Dampfdichte Konstruktion 4.2.1.2 diffusionsoffene Konstruktion - Bei hohem Dampfdruck - eindringen & abgeben von Feuchte - z.b. Bäder erwünscht - z.b. Dachstuhl 4.2.2 Mögliche Probleme Annahme: Schlecht gedämmtes Haus mit alten Fenstern (hoher U-Wert) bekommt eine Wärmeschutzverglasung (z.b. 3fach Verglasung) Problem! folgendes kann passieren: kältester Punkt ist nicht mehr das Fensterglas (Kondensat abwischen) sondern Raumecken oder Verbindung Fensterrahmen-Wand sinkt die Temperatur an diesen gefährdeten Stellen unter 12 C bei 60% relativer Luftfeuchtigkeit Feuchte schlägt sich nieder evtl. Schimmelbildung Lösung! durch eine Dämmung der Außenwände sinkt der Feuchtegehalt nicht, ABER die Innenwandoberflächentemperatur (Өsi) steigt 4.3. Schall:

Physikalisch: Schall = Welle - Schall reicht über weites Frequenzspektrum - Dämmstoffe mit verschiedenen Eigenschaften werden benötigt - Tiefe Frequenzen (Gebäudeschwingungen): lassen sich durch große Massen dämpfen - Höhere Frequenzen (Musik): Lassen sich in porösen Materialien absorbieren 4.3.1 Schallschutz Geregelt in: - Mehrparteien-Bauten DIN 4109 - Eigenheimbau freigestellt 4.3.2Trittschalldämmung Beispiel: Begehen einer Decke oder Stühlerücken Entstehung: wird durch das Gewicht der Decke und durch eine elastisch federnde Zwischenschicht unter dem Gehbelag erreicht Vermeidung: extrudierte Polystyrol-Hartschäume 4.3.2 Luftschalldämmung Beispiel: Geräusche aus der Nachbarwohnung (Stimmen und Musik) Entstehung: wird durch akustische Quellen erzeugt und durch Luft, Wände & Decken geleitet Vermeidung: schallreflektierende Hindernisse (Wand, Stellwand, Vorhang) Massive Wände im Vergleich zu Leichtbauwänden sehr guter Akkustikschutz Leichtbauwände mit mehrschichtigen Aufbau (z.b. Zellstoff)

5. Quellenangabe: - Bauchtechnik Fachkunde EUROPA Lehrmittel - www.waermedaemmstoffe.com - www.haustechnikdialog.de - www.altbauwissen.de - www.agsn.de - http://www.daskonstruktiv.at/pdfs/konstruktive/k265/20-21.pdf - http://www.baunetzwissen.de - http://www.malergipser.com/pdf/06-applica_05/2003/09_03_geschichte.pdf - http://images.google.de/imgres?imgurl=http://www.energieberaterlorsch.de/tabellenbilder/blaehperlit.jpg&imgrefurl=http://www.energieberaterlorsch.de/daemmstofftabelle.php&usg= gpmdq6j50iaw0pipg6qjnrvxwk=&h=200&w=416&sz=24&hl=de&start=2&um=1&tbnid=8_uaurbo- _afxm:&tbnh=60&tbnw=125&prev=/images%3fq%3dbl%25c3%25a4hperlit%26h l%3dde%26um%3d1 - - http://www.parkettboden-maurer.de/images/renovierung/blaehton.jpg - - http://www.energieberater-lorsch.de/tabellenbilder/schaumglas.jpg - - http://www.gdl-server.de/schiedel/cmos/cmos/static/13910_200_150.jpg - - http://geekgardener.files.wordpress.com/2008/01/substrat_vermiculite.jpg - - http://x2-gaming.eu/ebs-online/uploads/media/trocken1.jpg - - http://images.google.de/imgres?imgurl=http://www.infopoolbau.de/bausteine/d_169/1.gif&imgrefurl=http://www.bgbaumedien.de/site/asp/dms.asp%3furl%3d/bausteine/d_169/d_169.htm&usg= gg09a 74kc- EHAz81J2qxuxVkP2U=&h=390&w=402&sz=103&hl=de&start=5&um=1&tbnid=Iu 7cksTPwvH5QM:&tbnh=120&tbnw=124&prev=/images%3Fq%3Dmineralwolle%26 hl%3dde%26um%3d1 - - http://images.google.de/imgres?imgurl=http://www.rohrisolierungdirekt.de/lamellenmatte-glaswolle.jpg&imgrefurl=http://www.rohrisolierungdirekt.de/&usg= gnctrp_2wse6ltys0-2wnqfb0fk=&h=160&w=160&sz=23&hl=de&start=5&tbnid=l5wdk8ozsvzusm: &tbnh=98&tbnw=98&prev=/images%3fq%3dglaswolle%2baluminium%26gbv%3d 2%26ndsp%3D18%26hl%3Dde%26sa%3DN - Bildquellen Präsentation: - http://www.salsatecas.de/x/waermedaemmung/nordwand667k.jpg - http://www.schierholz- online.de/htdocs/de/produktwelten/baustoffe/bedachung-fassade- Daemmstoffe/isover_ultimate_brand_300.jpg - http://www.malergipser.com/pdf/06-applica_05/2003/09_03_geschichte.pdf

- http://gpsmission.com/media/7197937.jpg - http://images.google.de/imgres?imgurl=http://www.passiv.de/01_dph/stdph/ekw.jpg&imgrefurl=http://www.passiv.de/01_dph/stdph/wasph/wasph.htm&usg= s84264w6eckfirwamptvymkee_y=&h=3 77&w=540&sz=52&hl=de&start=17&um=1&tbnid=9uxJEA47NrOGdM:&tbnh=9 2&tbnw=132&prev=/images%3Fq%3Dpassivhaus%26hl%3Dde%26lr%3D%2 6rlz%3D1G1GGLQ_DEDE261%26sa%3DN%26um%3D1