F 2824 Rainer Oswald, Ralf Spilker, Ruth Abel, Klaus Wilmes Zustandsänderungen von Mineralwolledämmstoffen in Warmdachaufbauten bei Flachdächern infolge Feuchteeintritt Fraunhofer IRB Verlag
F 2824 Bei dieser Veröffentlichung handelt es sich um die Kopie des Abschlußberichtes einer vom Bundesministerium für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung -BMVBS- im Rahmen der Forschungsinitiative»Zukunft Bau«geförderten Forschungsarbeit. Die in dieser Forschungsarbeit enthaltenen Darstellungen und Empfehlungen geben die fachlichen Auffassungen der Verfasser wieder. Diese werden hier unverändert wiedergegeben, sie geben nicht unbedingt die Meinung des Zuwendungsgebers oder des Herausgebers wieder. Dieser Forschungsbericht wurde mit modernsten Hochleistungskopierern auf Einzelanfrage hergestellt. Die Originalmanuskripte wurden reprotechnisch, jedoch nicht inhaltlich überarbeitet. Die Druckqualität hängt von der reprotechnischen Eignung des Originalmanuskriptes ab, das uns vom Autor bzw. von der Forschungsstelle zur Verfügung gestellt wurde. by Fraunhofer IRB Verlag 2012 ISBN 978-3-8167-8772-3 Vervielfältigung, auch auszugsweise, nur mit ausdrücklicher Zustimmung des Verlages. Fraunhofer IRB Verlag Fraunhofer-Informationszentrum Raum und Bau Postfach 80 04 69 70504 Stuttgart Nobelstraße 12 70569 Stuttgart Telefon 07 11 9 70-25 00 Telefax 07 11 9 70-25 08 E-Mail irb@irb.fraunhofer.de www.baufachinformation.de www.irb.fraunhofer.de/bauforschung
1 AACHENER INSTITUT FÜR BAUSCHADENSFORSCHUNG UND ANGEWANDTE BAUPHYSIK GEMEINNÜTZIGE GESELLSCHAFT mbh PROF. DR.-ING. RAINER OSW ALD DIPL.-ING. GÜNTER DAHMEN Zustandsänderungen von Mineralwolledämmstoffen in Warmdachaufbauten bei Flachdächern infolge Feuchteeintritt Druckspannung bei 10 % Stauchung in kpa 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 Auslieferungszustand ca. 1 Jahr Lagerung bei Raumklima nach 10 Monate Lagerung und 10 Tage Winterklima mit 1,5 M.-% Feuchtegehalt mit 5 M.-% Feuchtegehalt mit 50 M.-% Feuchtegehalt mit 50 M.-% Feuchtegehalt und anschließender Trocknung nach zweimaliger Druckprüfung Abschlussbericht, Mai 2012
Zustandsänderungen von Mineralwolle in Flachdächern infolge Feuchteeintritt 3 Zustandsänderungen von Mineralwolledämmstoffen in Warmdachaufbauten bei Flachdächern infolge Feuchteeintritt Abschlussbericht, Mai 2012 Gefördert vom: Bundesamt für Bauwesen und Raumordnung, Bonn mit Mitteln der Forschungsinitiative Zukunft Bau Aktenzeichen: Z 6 10-08-18.7 08.31 / II2-F20.08-08 und der Deutschen Rockwool GmbH & Co. OHG, Gladbeck Bearbeitet durch: Projektleiter: Autoren: AIBau Aachener Institut für Bauschadensforschung und angewandte Bauphysik, gem. GmbH, Aachen Prof. Dr.-Ing. Rainer Oswald Dipl.-Ing. Ralf Spilker Dipl.-Ing. Ruth Abel Dipl.-Ing. Klaus Wilmes Forschungspartner: Projektleiter: Bearbeiter: FIW Forschungsinstitut für Wärmeschutz e.v., München Dipl.-Phys. Johannes Cammerer Gerhard Treiber Michael Zimmermann Die Verantwortung für den Inhalt des Berichtes liegt bei den Autoren. Aachen, im Mai 2012
Zustandsänderungen von Mineralwolle in Flachdächern infolge Feuchteeintritt 4 Inhalt: 1. Einleitung... 7 2. Fallbeispiele... 7 2.1 Objekt 1: Dach Verwaltungsgebäude... 7 2.2 Objekt 2: Dachflächen über Produktions- und Lagerhallen... 10 2.3 Objekt 3: Dächer über Gewerbehallen... 14 2.4 Objekt 4: Dach über Gewerbehalle... 18 2.5 Objekt 5: Produktionshalle... 21 2.6 Schlussfolgerung aus den Fallbeispielen... 21 3. Mineralwolle und Wassertransport... 22 3.1 Begriffsbestimmung... 22 3.2 Herstellung und Struktur von Steinwolledämmstoffen... 22 3.3 Feuchte in Mineralwolle... 25 4. Anforderungen entsprechend den Regelwerken... 27 4.1.1 DIN EN 13162:2009-02... 27 4.1.2 DIN 4108-10:2008-06... 27 4.1.3 Produktdatenblatt des ZVDH, Ausgabe März 2004:... 29 4.1.4 Flachdachrichtlinien 2008... 29 4.1.5 Ältere Ausgaben... 29 5. Normprüfungen... 30 5.1.1 Druckspannungsprüfung... 30 5.1.2 Prüfungen zur Wasseraufnahme... 31 5.1.3 Wärmeleitfähigkeit und Wärmeübertragung... 32 5.1.4 Zugfestigkeit... 34 5.1.5 Dimensionsstabilität bei definierten Temperatur- und Feuchtebedingungen... 35 5.1.6 Zusammenfassender Kommentar zu den Prüfverfahren... 35 5.2 Qualitätssicherung der Hersteller... 35 6. Exkurs 1: Gesundheitsgefährdung und Entsorgung... 35 6.1 Gesundheitsgefährdung... 36 6.2 Entsorgung... 37
Zustandsänderungen von Mineralwolle in Flachdächern infolge Feuchteeintritt 5 7. Exkurs 2: Rohdichte und Lastannahmen... 37 8. Zustandsveränderungen von Mineralwolle im Flachdach... 38 8.1 Einfluss der Feuchte auf die Wärmeleitfähigkeit... 38 8.2 Druckbelastbarkeit... 40 8.3 Hygrothermische Belastung der Mineralwolle... 41 8.4 Geruchsbelästigung... 42 9. Produktübersicht... 42 10. Theorien zum Festigkeitsverlust... 43 11. Sachverständigenumfrage... 44 11.1 Einleitung... 44 11.2 Entscheidungskriterien für den Ausbau von Dämmstoffen... 44 11.3 Untersuchungsmethoden zur Feststellung des Feuchtegehaltes... 46 11.4 Zustand des vorgefundenen feuchten Dämmstoffs... 47 11.5 Auswirkungen bei wiederholt mechanischer Belastung... 47 11.6 Schädigung der mechanischen Befestigung der Dachhaut... 48 11.7 Trocknung von Mineralwolle... 48 11.8 Zusammenfassung der Umfrageergebnisse... 48 12. Umfrage unter Trocknungsfirmen... 49 12.1 Umfrage und Ergebnisse... 49 12.2 Interpretation der Ergebnisse... 51 13. Umfrage unter Herstellern... 52 14. Materialprobenvergleich... 52 15. Hygrothermische Simulationen... 54 16. Druckspannungsprüfungen nach Befeuchtung und Temperaturwechsellagerung... 60 16.1 Prüfung von praktisch trockenen Proben... 62 16.2 Prüfung von Proben mit unterschiedlichen Feuchtegehalten... 63 16.3 Erneute Prüfung von ehemals feuchten Proben nach Trocknung... 66 16.4 Zweifachprüfung von Dämmstoffproben... 67 16.5 Vergleich der Ergebnisse... 68 16.6 Zusammenfassende Auswertung der Ergebnisse... 71 17. Schlussfolgerungen... 74