Dämmstoff

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Ein Dämmstoff ist ein Baustoff, der vorzugsweise zur Wärme- und/oder Schalldämmung herangezogen wird. Wärmedämmstoffe sind Materialien mit geringer Wärmeleitfähigkeit, die Wärme- oder Kälteverluste reduzieren. Schalldämmstoffe weisen eine geringe dynamische Steifigkeit auf und dienen der Reduzierung von Luft- oder Trittschall. Wärme- und Schalldämmstoffe werden in der Bauwirtschaft, im Anlagenbau, bei der Herstellung von Kühl- oder Gefrierschränken u. ä. eingesetzt.

Geschichte Die klimatischen Verhältnisse in den nördlichen und südlichen Breitengraden zwingen den Menschen seit jeher, sich mit dem Thema Wärmedämmung zu beschäftigen. Seit Jahrtausenden nutzt der Mensch das Prinzip der geringen Wärmeleitfähigkeit ruhender Luftschichten für den Wärmeschutz. Schon in der Bronzezeit wurden in waldreichen Gebieten schilf- oder strohgedeckte Blockhäuser gebaut, die einen guten Wärmeschutz hatten. Erstaunlich ist, dass sogar die Wände in der Bronzezeit schon zweischalig gebaut wurden. Mit zwei lehmbeworfenen Flechtwänden, deren Zwischenraum mit trockenem Gras gefüllt wurde, erreichte man hervorragende Dämmwerte, die erst mit der Wärmeschutzverordnung von 1995 wieder erreicht wurden. Bis in die heutigen baukonstruktiven Maßnahmen – wie zweischaliges Mauerwerk – wurde das Prinzip der ruhenden Luftschichten immer wieder aufgenommen.

Der Einsatz von Dämmstoffen kam Anfang des 20. Jahrhunderts in den Fokus durch Kühlhäuser, die mit der Entwicklung der Kältetechnik möglich wurden. Als erste Dämmstoffe nutzte man Kork, Glaswolle und Vulkanfiber. Der bauliche Wärmeschutz gewann an Bedeutung durch die Möglichkeiten, Decken, Wände und die Gebäudehülle auf das statisch erforderliche Maß zu beschränken durch die steigenden Anforderungen an Wohnkomfort bzw. Feuchteschutz. Man verwendete vor allem Holzwolle, Kork, Flachsfaser, Baum- und Schafwolle, Leichtbaustoffe auf der Basis von Bims oder Schlacke (Metallurgie) und mineralische Fasern. Zu Beginn der 1940er Jahre wurden dann die ersten Kunst(harz)schäume industriell hergestellt. Heute werden Dämmstoffe für eine Vielzahl von Sanierungsmaßnahmen, von High-Tech-Materialien über bewährte Klassiker bis hin zu zahlreichen Naturdämmstoffen, eingesetzt. Jedes Material hat Stärken in bestimmten Anwendungsbereichen.

Die 1937 eingeführte „DIN 4106 – Richtlinien für die Mauerdicken der Wohnungsbauten und statisch ähnlicher Bauten“ definierte erstmals die Grundlagen für die Anforderungen an Wanddicken nach Klimazonen. Die ersten Mindestanforderungen für den Wärmeschutz im Hochbau entstanden 1952 mit der „DIN 4108 – Richtlinien für den Wärmeschutz im Hochbau“. Weitere Impulse für die Entwicklung und den Einsatz von Dämmstoffen kamen als Folge der Ölkrise durch die 1. Wärmeschutzverordnung 1977. Mittlerweile gilt die Energie-Einspar-Verordnung (EnEV).

Bauphysikalische Eigenschaften Die wichtigsten bauphysikalischen Eigenschaften von Dämmstoffen sind:

Wärmeleitfähigkeit Die Wärmeleitfähigkeit gibt den Wärmestrom an, der bei einer Temperaturdifferenz von 1 K durch einen Stoff mit der Schichtdicke von 1 m geht. Je geringer der Wert ist, desto besser ist die Dämmwirkung des Materials. Ein schlechter Wärmeleiter ist Luft, welche deswegen Hauptbestandteil der meisten Dämmstoffe ist. Je mehr Lufteinschlüsse in einem Stoff enthalten sind und je kleiner diese sind, desto eingeschränkter ist die Bewegungsmöglichkeit der Luftmoleküle und desto besser ist die Dämmleistung des Materials.A. Drewer, H. Paschko, K. Paschko, M. Patschke: Wärmedämmstoffe: Kompass zur Auswahl und Anwendung. Verlagsgesellschaft Müller, 2013, ISBN 978-3-481-03094-0, S. 120, 136. Bei Wärmedämmstoffen im Bauwesen wird neben der Wärmeleitfähigkeit teilweise auch die Wärmeleitfähigkeitsgruppe (WLG) angegeben.

Dynamische Steifigkeit Die dynamische Steifigkeit kennzeichnet das Federungsvermögen eines Dämmstoffs. Die schalldämmende Wirkung ist umso besser, je geringer der Wert ist. Leichte Dämmstoffe mit einem hohen Luftanteil sind hierbei im Vorteil. Die dynamische Steifigkeit ist dickenabhängig: Je dicker der Dämmstoff, desto geringer die dynamische Steifigkeit. Die dynamische Steifigkeit ist für die Dämmeigenschaften nicht relevant. Rohdichte Die Rohdichte und der Dämm- bzw. Leitwert eines Dämmstoffs stehen in einem engen Zusammenhang, im Allgemeinen gilt: „Je geringer die Rohdichte des Dämmstoffs, desto höher ist sein Wärme-Dämmwert.“ In der Regel ist die Rohdichte für die Materialauswahl nicht relevant. Aus statischen Gründen kann diese aber im Einzelfall wichtig sein.A. Drewer, H. Paschko, K. Paschko, M. Patschke: Wärmedämmstoffe: Kompass zur Auswahl und Anwendung. Verlagsgesellschaft Müller, 2013, ISBN 978-3-481-03094-0, S. 120. Für die Schalldämmung ist es oft umgekehrt; auch beim sommerlichen Wärmeschutz ist eine größere Rohdichte von Vorteil.

Wasserdampfdiffusionswiderstand Der Wasserdampfdiffusionswiderstand gibt an, in welchem Maß der Dämmstoff von Wasserdampf durchdrungen werden kann. Dies ist (neben seiner Eigenschaft, Feuchte aufnehmen bzw. abweisen zu können) wichtig für den Einsatzort des Dämmstoffs. Dampfdichte Konstruktionen sind in Bereichen mit hohem Dampfdruck, also z. B. in Bädern und im Erdreich notwendig, während diffusionsoffene Dämmstoffe in der Nähe von organischen Materialien zu deren Schutz beitragen können. So kann bei diffusionsoffenen Dächern die eindringende Feuchte wieder abgegeben werden, während bei dampfdichten Dächern die Gefahr besteht, dass sich die Feuchte in der Holzkonstruktion anreichert und so langfristig zu deren Zerstörung beitragen kann.

Spezifische Wärmekapazität Je höher die spezifische Wärmekapazität eines Dämmstoffs, desto besser eignet er sich, um beim Dachgeschossausbau die Erhitzung der Innenräume durch die Sonneneinstrahlung im Sommer gering zu halten (sogenannter „sommerlicher Wärmeschutz“). Ebenso verringern derartige Dämmstoffe die Verschmutzung von Fassaden mit WDVS durch Algenwachstum, da sie in der Nacht weniger stark auskühlen, so dass sich weniger Tauwasser bildet.

Kapillarität

Besonders bei kritischen Anwendungsfällen, bei denen mit der Bildung von Tauwasser im Dämmstoff oder in angrenzenden Schichten zu rechnen ist, spielt die Kapillarität der Materialien eine herausragende Rolle, um den Transport der Feuchtigkeit zur Verdunstung an die Oberfläche der Bauteile sicherzustellen.

Viele Schadensfälle haben gezeigt, dass die Ausbildung einer dauerhaft funktionsfähigen Dampfsperre unter üblichen Baustellenbedingungen oft nicht zuverlässig möglich ist. Bei der Ausführung einer Innendämmung ohne Dampfbremse ist von einer Tauwasserbildung im Wandaufbau sogar planmäßig auszugehen. Daher kommen hierfür nur Dämmstoffe infrage, die in der Lage sind, in flüssigem Zustand vorliegende Feuchtigkeit an die Wandoberfläche zu leiten.

Übliche Dämmstoffe aus Polystyrol (Styropor) und Mineralfaser eignen sich nicht, da diese keine aktiven Kapillaren besitzen.An Trittschalldämmplatten aus Mineralfasern kann beispielsweise beobachtet werden, dass aufgespritztes Wasser über einen längeren Zeitraum als feuchter Fleck zu erkennen ist, ohne dass sich die Feuchtigkeit im Material verteilt oder verdunstet.

Bei Dämmstoffen aus nachwachsenden Rohstoffen kann im Regelfall von einer ausreichenden Kapillarität ausgegangen werden, soweit kein allzu hoher Kunstharzanteil vorliegt, der den Kapillartransport behindert.

Auch wurden mineralische Dämmstoffe entwickelt, die sich für die Innendämmung eignen. Diese werden meist als Calciumsilikat-, Mineralschaum- oder mineralische Innen-Dämmplatte bezeichnet. Diese Dämmstoffe unterscheiden sich von Mineralfaser-Dämmstoffen dadurch, dass sie eine Porenstruktur besitzen.

Um eine durchgehende Kapillarität zu erreichen, ist darauf zu achten, dass im Wandaufbau keine kapillarbrechenden Schichten vorhanden sind. Es dürfen also keine Folien oder Materialien mit allzu hohen Kunstharzanteilen verwendet werden. Auch Luftschichten verhindern natürlich den Kapillartransport. Um bestehende Unebenheiten weitgehend hohlraumfrei auszugleichen, werden die Dämmstoffe mit der Wandfläche meist durch mineralische Kalk- oder Lehmmörtel verklebt.

Bei der Innendämmung von unebenen Wandoberflächen in historischen Gebäuden ist darauf zu achten, dass die Kapillarität nicht durch eingeschlossene Lufträume unterbrochen wird. Meist wird die Wandoberfläche zunächst durch einen Wandputz mit hoher Durchlässigkeit, wie etwa Luftkalkputz und insbesondere auch Lehmputz, geschlichtet. Auf eine ausgleichende Putzschicht kann verzichtet werden, indem nachgiebige Dämmplatten mit einem Plattenwerkstoff überdeckt werden, der an den Untergrund angeschraubt werden kann. Holzfaserdämmplatten besitzen eine gute Kapillarität. Sie werden auch als fertige Kombination von fester und weicher Faserschicht angeboten, die durch Verschraubung mit dem Untergrund hohlraumfrei an die Wandoberfläche angepresst werden können, durch eine Vorsatzschale ein Hohlraum geschaffen und mit schüttbaren Zellulose- oder Holzfaserflocken ausgefüllt wird.Artikel Fachwerkwände mit Innendämmung auf Heiz-Tipp.de; abgerufen im September 2016. Eine zu lockere Schüttung weist allerdings unter Umständen eine zu geringe Kapillarität auf, so dass eine zusätzliche Dampfbremse auf der Innenseite der Dämmung nötig wird, faserhaltiges Material wie Zelluloseflocken wird in einer speziellen Maschine angefeuchtet und an die Wandoberfläche geblasen. Wie beim Auftrag von Spritzbeton entsteht eine hohlraumfreie, festhaftende, jedoch vor dem Verschlichten unebene Schicht auf der Wand.

Kapillare Baustoffe haben generell den Vorteil, dass bei unplanmäßigem, lokalem Feuchtigkeitseintrag etwa durch Rohrbrüche, verstopfte Abflüsse oder Undichtigkeit der Dachhaut, die Flüssigkeit zügig in Wänden und Decken auf eine große Fläche verteilt wird, um schnell abtrocknen zu können. Voraussetzung ist natürlich wieder, dass in den Bauteilen keine sperrenden Schichten wie Folien oder Kunststoffschäume enthalten sind. Auch Holzwerkstoffplatten leiten die Feuchtigkeit nur sehr langsam ab.E. U. Köhnke, ö.b.u.v. Sachverständiger für den Holzhausbau: In: Die neue Quadriga. 4/2012, S. 44 ff. Matthias G. Bumann: – Eine Betrachtung zum Thema „Feuchte im Bauteil Außenwand“ (PDF; 965 kB). Diese Abhandlung ist kritisch zu lesen. Nicht alle Aussagen scheinen schlüssig belegt zu sein.

Aspekte bei der Dämmstoffwahl Verschiedene Dämmstoffe stehen im Wettbewerb zueinander, mit Merkmalen wie: Wärmedurchgang/Wärmeleitfähigkeit Dynamische Steifigkeit Rohstoffe Lieferform (lose oder gebundene Dämmstoffe) Preis Wärmespeicherkapazität Wasseraufnahmefähigkeit Wasserdampfdiffusionswiderstand Rohdichte Verfügbarkeit Lebensdauer und Haltbarkeit (Spannungsrisse, Durchnässung, Verschimmelung usw.) Umweltverträglichkeit: Energieaufwand bzw. CO2-Emissionen bei der Herstellung und beim Transport von der Produktion bis zur Baustelle Abgabe von Schadstoffen Probleme bei der Entsorgung von Resten oder Abbruchmassen Verhalten im Brandfall Brennbarkeit Emission von giftigen Stoffen im Brandfall Entsorgung von Abbrand

Dämmstoffe werden zunächst technisch-wirtschaftlich und dann gegebenenfalls biologisch und ökologisch seit langem diskutiert. Die Baustoffindustrie gerät dabei oft in die Kritik, weil sie nach Meinung von Kritikern Argumente für eigene Zwecke nutzt, die das eigene Produkt unterstützen oder oft ignorieren, ablehnen oder in Frage stellen würde, wenn sie die Wettbewerbsposition schwächen.

Anwendungsgebiete nach DIN 4108-10 mini|Dämmstoffblock aus Hanffasern mini|Zellulosedämmung