ökologisches Bauen: Dämmstoffe

ökologisches Bauen: Dämmstoffe

 

Traditionell wird in Deutschland immer noch die Massivbauweise bevorzugt. Doch das schwere Mauerwerk hat einen gravierenden Nachteil: Es hält Wärme in aller Regel viel schlechter als leichte Lagen luftgepolsterter Materialien.

 

Nun setzt die novellierte Wärmeschutzverordnung neue Maßstäbe, was den erlaubten Energieverbrauch im Neubau angeht. Seit Januar 1995 ist ein Heizwärmebedarf pro Jahr und Quadratmeter Nutzfläche von mehr als 54 Kilowattstunden nicht mehr erlaubt. Ab dem Jahr 2000 soll der Wärmeverbrauch nochmals um 30 Prozent auf rund 38 Kilowattstunden gesenkt werden, also auf einen Wert, der mit einer konventionellen Mauer von 30 Zentimeter Dicke nicht mehr erreicht werden kann. Daher kommt der Wärmedämmung der Gebäudehülle eine fundamentale Bedeutung zu. Wichtig ist hierbei, dass Dämmstoffe, Wand und Putz richtig aufeinander abgestimmt sind.

 

 Putz

 

Um das Mauerwerk im Innen- und Außenbereich vor Witterungseinflüssen und Beanspruchungen zu schützen oder um es zu verschönern, gibt es verschiedene Arten von Putzen.

 

Zwischen Putz und Mauerwerk befinden sich heute häufig Dämmstoffe. Es gibt aber auch Putze, denen Zuschläge wie Polystyrol oder Perlite zugesetzt wurden, die dann selbst eine Dämmwirkung aufweisen.

 

Die Komponenten einer modernen Außenwand sollten so aufeinander abgestimmt werden, dass das Gebäude umweltschonend errichtet und zugleich ohne gesundheitliche Bedenken benutzt werden kann.

 

Vergleicht man Kalk- und Zementputze miteinander, so zeigt sich, dass ein Kalkputz stets wasserziehend bleibt. Dementsprechend weisen Kalkputze eine hohe Dampfdurchlässigkeit auf, während Zementputze als Dampfbremse wirken. Kalkputz allein hält nicht auf der Außenwand. Er muss mit weiteren Bindemitteln witterungsfest gemacht werden. Früher wurden dazu häufig Quark oder andere proteinhaltige Materialen beigemischt, heute werden den Putzen oft Kunststoffe unterschiedlichster Art zugegeben. Kunststoffputze zählen allerdings nicht zu den ökologischen Baustoffen, denn eine hohe Haltbarkeit und gute Wärmedämmung lassen sich mit geringerem Energieaufwand durch rein mineralische Putzmischungen auch erreichen. Nicht nur die Putze, sondern auch die verwendeten Dämmstoffe sind ein wichtiges Kriterium, will man die Konstruktion einer Außenwand beurteilen.

 

 Wichtige Dämmstoffeigenschaften

 

Wärmedämmstoffe dienen dazu, Transmissionswärmeverluste über die Gebäudehülle zu verhindern. Wichtige Eigenschaften von Wärmedämmstoffen sind ihre Wärmeleitfähigkeit, ihr Feuchtigkeitsverhalten und ihr Wärmespeicherwert.

 

Die Wärmeleitfähigkeit wird durch einen materialabhängigen Zahlenwert, die spezifische Wärmeleitfähigkeit Lambda (λ), beschrieben. Dieser Wert gibt den Wärmestrom (in Watt) an, der pro Quadratmeter Oberfläche eines Stoffes von einem Meter Dicke bei einem Temperaturunterschied von einem Grad hindurchströmt. Je niedriger die Wärmeleitfähigkeit, desto besser die Wärmedämmfähigkeit des Materials. Zu den Wärmedämmstoffen werden alle Materialien gezählt, deren λ-Wert kleiner 0,1 Watt pro Meter und Grad ist. Die gebräuchlichsten Dämmstoffe weisen Wärmeleitfähigkeiten von 0,04 bis 0,06 Watt pro Meter und Grad auf.

 

Alle Dämmstoffe sind zur leichteren Vergleichbarkeit einer Wärmeleitfähigkeitsgruppe (WLG) zugeordnet, entsprechend den gerundeten λ-Werten zwischen 030 und 080. Üblicherweise wählt man beim Bau Dämmstoffe der WLG 040, das heißt, ihr λ-Wert liegt bei 0,04 Watt pro Meter und Grad. Dämmstoffe der WLG 030 können bei gleicher Dämmwirkung 25 Prozent dünner verlegt werden.

 

Entscheidend für die Tauglichkeit eines Wärmedämmstoffs ist sein Feuchtigkeitsverhalten. Feuchtigkeit kann die Dämmwirkung auf Dauer stark herabsetzen. So verschlechtert beispielsweise bereits eine Zunahme der Volumenfeuchtigkeit um ein halbes Prozent die Dämmwirkung von einigen Dämmstoffen um 25 Prozent. Deshalb ist es wichtig, dass der Dämmstoff seine Dämmfähigkeit auch unter wechselnden Feuchtigkeitszuständen möglichst gut beibehält. Wird der Dämmstoff doch einmal nass (beispielsweise durch Kondensatfeuchte), sollte er schnell wieder austrocknen können.

 

Je mehr Wärme ein Dämmstoff speichern kann, umso träger reagiert er bei Aufheizung und Abkühlung. Mineralische Dämmstoffe besitzen Wärmespeicherwerte von rund einem Kilojoule pro Kilogramm und Grad. Höhere Werte von bis zu zwei Kilojoule pro Kilogramm und Grad werden nur von pflanzlichen Dämmstoffen erreicht. Für die thermische Stabilität des Raumklimas ist dies von Vorteil.

 

Die Beurteilung der Umweltverträglichkeit eines Dämmstoffs unterliegt den gleichen Kriterien wie bei allen anderen Baustoffen. Wichtig ist der Vergleich des Energieaufwands für die Herstellung mit der Energieeinsparung, die durch den Einbau des Dämmstoffs erreicht werden kann. So hat sich bei allen Dämmstoffen spätestens nach zwei Jahren die zur Herstellung benötigte Energie durch die erzielte Energieeinsparung amortisiert. Das heißt, dass unter einer rein energetischen Betrachtungsweise jeder Dämmstoff als ökologisch eingestuft werden kann.

 

Bei einem fachgerecht eingebauten luft-, wind- und dampfdichten Dämmstoff sind in der Regel während der Nutzungsphase keine gesundheitlichen Risiken zu befürchten. Gesundheitsgefahren bestehen dagegen bei der Herstellung, Verarbeitung, Lieferung, Lagerung und Entsorgung. Hier können Feinstäube oder gasförmige Emissionen entstehen, die zu gesundheitlichen Beeinträchtigungen führen können. Ursache dafür kann der Einsatz giftiger Rohstoffe sowie von Binde-, Treib-, Hydrophobierungs- oder Flammschutzmitteln sein. Aus diesem Grund sollte unbedingt auf besondere Kennzeichnungen oder Verarbeitungshinweise geachtet werden.

 

Damit ein Dämmstoff überhaupt als Baustoff zugelassen wird, muss er die Anforderungen des Brandschutzes erfüllen. Natürliche Materialien sind häufig brennbar und müssen behandelt werden, um in die erforderliche Brandschutzklasse zu gelangen.

 

 Einteilung der Dämmstoffe

 

Als Dämmstoffe kommen beispielsweise Zellulose, Kork, Holzweichfasern, Schafwolle, Blähperlit, Kokosfasern, Stroh und Mineralfasern zum Einsatz. Je nach Materialeigenschaften und Verwendungszweck sind Matten, Filze, Platten, Vliese und Schüttungen in Gebrauch.

 

Die dämmende Wirkung von Mineralfasern (Steinwolle und Glaswolle) beruht darauf, dass die Luft durch die Faserstrukturen an der Bewegung gehindert und somit weniger Wärme von innen nach außen übertragen wird. Als nicht brennbare Dämmstoffe erreichen sie jeweils eine Wärmeleitfähigkeit von 0,04 W/(m · K).

 

Für die Steinfasern werden Basalt und Diabas eingeschmolzen, verflüssigt und durch Düsen gepresst. Es entsteht ein Gespinst, das unverrottbar und resistent gegen Schimmel, Fäulnis und Ungeziefer, aber feuchtigkeitsempfindlich ist.

 

Glasfasern haben eine Dicke von zwei bis 20 Mikrometern und bestehen meist aus Silicaten, die aus einer mineralischen Schmelze (oft auch Altglas) durch Blasen, Ziehen oder Schleudern entstehen. Die Fasern werden auf einem Transportband gesammelt und mithilfe von Bindemitteln (Kunstharzen, vorwiegend Formaldehydharzen) zu Bahnen, Platten oder Filzen verarbeitet. Die Mineralstoffe können meist nicht wieder verwertet werden und sind natürlich auch nicht biologisch abbaubar. Der Energieaufwand bei der Herstellung ist relativ gering, die Dämmung relativ gut. Als ökologisch problematisch müssen allerdings die Bindemittel und die Feinstaubentwicklung bei der Produktion und Verarbeitung herausgestellt werden.

 

Mit einer Wärmeleitfähigkeit von 0,04 W/(m · K) bietet sich Schafwolle für Füllungen in den Innenwänden, Fußböden und Dachschrägen an. Schafwolle-Vliesbahnen bestehen aus 100 Prozent reiner Schafwolle, es gibt aber auch Filze aus 50 Prozent Schafwolle und recycelter Altwolle. Schafwolle ist weitgehend fäulnisresistent. Als Schutz gegen Motten wird das Vlies mit einem Harnstoffderivat behandelt. Um den Anforderungen der Brandschutzklasse B2 zu genügen, werden einige Produkte mit Borax besprüht. Borsalze wirken gleichzeitig gegen Schädlingsfraß und Schimmelpilzbefall. Von Wohnraumgiftexperten wird Borax in den hier vorkommenden Dosen als unbedenklich eingestuft.

 

Die Einsatzbereiche der Schafwolle-Vliesbahnen sind direkt vergleichbar mit denen der Mineralfasern, wobei Schafwolle aber weniger feuchtigkeitsempfindlich ist. Die Filzmatten eignen sich auch für Trittschall- und Bodenwärmedämmung. Sie stellen eine Alternative für die immer noch verwendeten Polyurethan-Hartschäume an Fenster- und Türanschlüssen dar. Bei Wolle sollten jedoch Untersuchungen auf Insektizide vorgenommen werden, weil die Schafe oft gegen zahlreiche Schädlinge äußerlich behandelt werden.

 

Die hoch elastischen Kokosfasern werden aus der Kokosnusshülle gewonnen. Sie sind innen hohl und schließen dadurch von vornherein ein Luftpolster ein. Der nachwachsende Rohstoff kommt meist aus Indien oder Indonesien und wird dort in Plantagen angebaut. Die Kokosnusshüllen werden einem Fäulnisprozess ausgesetzt, den nur die resistenten Fasern überstehen. Diese werden anschließend gewaschen, getrocknet und zu Filzen, Matten oder Platten verarbeitet. Die Matten haben eine Wärmeleitfähigkeit von 0,045 W/(m · K) und sind feuchtigkeitsbeständig. Zum Brandschutz werden sie mit Ammoniumborat imprägniert (B2). Typische Anwendungsgebiete für Kokosfasermatten sind Innendämmung, Haustrennwände oder Fußbodenaufbauten, in denen gleichzeitig Wärme- und Trittschalldämmung erreicht werden soll.

 

Baumwolle ist erst seit 1993 als Dämmstoff erhältlich. Das vliesartig hergestellte Material hat eine Wärmeleitfähigkeit von 0,04 W/(m · K). Die pflanzliche Faser kennt keine Fraßschädlinge, umso mehr ist sie durch Schimmelpilze gefährdet. Daher darf das Material längerer Durchfeuchtung nicht ausgesetzt werden. Mit Borsalz behandelt, wird es gegen Pilze resistent und erreicht die Brandschutzklasse B2. Problematisch können die Anbaumethoden von Baumwolle sein, die wegen des Pestizideinsatzes und der künstlichen Bewässerung zu erheblichen Umweltbelastungen führen.

 

Als Flachs bezeichnet man die Fasern der Leinpflanze, die damit zu den natürlichen Zellulosefasern gehören. Erst nach dem arbeitsaufwendigen Entfernen der Bastschicht kann der Flachs zu einem Faservlies verarbeitet werden. Einzelne Faserbahnen werden geschichtet und durch einen Naturkleber (Kartoffelstärke) miteinander verbunden. Durch den Zusatz von Borsalz erreicht auch Flachs die Brandschutzklasse B2. Die Wärmeleitfähigkeit beträgt wie bei Baumwolle 0,04 W/(m · K). Flachs gehört zu den Stoffen mit hoher Hygroskopizität, er kann also gut Luftfeuchtigkeit aufnehmen und wieder an die Umgebung abgeben, wie auch Holz und Lehm. Diese natürliche Eigenschaft beugt Bauschäden durch Tauwasserausfall und zu hoher Luftfeuchtigkeit vor und schafft ein behagliches Wohnklima.

 

Konventionelle Dämmplatten bestehen aus Schaumglas, Calciumsilicaten, Polystyrol (Styropor) oder Polyurethan. Als ökologische Alternative zu diesen sind Korkplatten im Gebrauch.

 

Kork wird aus der Rinde der im Mittelmeerraum heimischen Korkeiche hergestellt, es handelt sich also um einen nachwachsenden Rohstoff. Das Material steht nicht unbeschränkt zur Verfügung, ist aber wieder verwendbar. Zur Herstellung wird der Baum geschält, die Rinde gebrochen und dann zu Korkschrot (Durchmesser zwei bis 30 Millimeter) gemahlen. Anschließend wird der Schrot unter Hitzezufuhr (etwa 350 Grad Celsius) mit Wasserdampf erhitzt. Dabei werden natureigene Harze (unter anderem Subarin) freigesetzt, die anschließend als Bindemittel für die Korkplatten dienen. Bei Verwendung von künstlichen Bindemitteln entsteht imprägnierter Kork, der ökologisch nicht ganz unbedenklich ist. Es können Formaldehyd- oder Bitumendämpfe entweichen.

 

Korkschrot hat eine Wärmeleitfähigkeit von 0,045 W/(m · K). Der Dämmstoff Kork gehört auch ohne Behandlung mit Flammschutzmitteln in die Brandschutzklasse B2. Korkgranulat kann auch ohne Wärmebehandlung als Schüttkork verwendet werden.

 

Zelluloseflocken, die ähnlich wie Schüttkork zur Dämmung verwendet werden, entstehen aus durch Mahlen und Zerfasern zerkleinertem Zeitungspapier. Nach Zugabe von Borsalzen werden die Papierschnitzel leicht verdichtet. Durch diese Behandlung kommen Zelluloseflocken in die Brandschutzklasse B2. Borsalze wirken auch hier gleichzeitig gegen Schädlingsfraß und Schimmelpilzbefall. Die Wärmeleitfähigkeit liegt zwischen 0,04 und 0,045 W/(m · K).

 

Zellulosedämmstoff ist ohne besondere Aufbereitung wieder verwertbar und deponierfähig. Die Zelluloseflocken können aus Säcken locker aufgeschüttet werden. Für eine fachgerechte Dämmung in der Wand oder Dachschräge muss der Dämmstoff von Spezialbetrieben mit der richtigen Verdichtung eingeblasen werden. Wegen der starken Staubentwicklung muss bei der Arbeit ein Atemschutz getragen werden. Besonders eignet sich Zellulosedämmstoff im Leichtbau, um die Wände wind- und schalldicht zu bekommen.

 

Perlit entsteht aus vulkanischem Gestein, das unter Hitzeeinwirkung (etwa 1000 Grad Celsius) auf das etwa zwanzigfache Volumen gebläht wird. So entsteht ein leichtes, körniges Dämmmaterial mit einer Wärmeleitfähigkeit zwischen 0,05 und 0,055 W/(m · K). Das Material ist nicht brennbar (Brennstoffklasse A1) und ungeziefersicher. Umweltbelastungen sind außer dem hohen Energieaufwand von etwa 223 Kilowattstunden pro Kubikmeter Dämmstoff und dem langen Transportweg (überwiegend aus Griechenland) nicht bekannt. Schüttungen aus Perlit sind vollständig wieder verwendbar, die Rohstoffreserven sind mehr als ausreichend groß. Der Dämmstoff ist zum Ausfüllen von waagerechten Hohlräumen (Decken und Fußböden) sehr empfehlenswert. Da Perlit feuchteempfindlich ist, muss er, um in feuchter Umgebung eingesetzt werden zu können, mit einem Kunststoff beschichtet werden.

 

Blähton ist als Substrat für Hydrokulturen bekannt. Er eignet sich auch als mineralischer Schüttdämmstoff, der nicht brennbar (Baustoffklasse A) und ungeziefersicher ist. Er besteht aus Tonkügelchen, die bei einer Temperatur von 1200 Grad Celsius expandiert werden und an der Oberfläche versintern, wodurch er Wasser abweisende Eigenschaften erhält. Die Wärmeleitfähigkeit, die im Bereich von 0,12 bis 0,16 W/(m · K) liegt, ist jedoch relativ hoch. Blähton kann eingeblasen und eingeschüttet werden.

 

Dipl.-Biol. Bettina Kapahnke-Knittel

 

Weiterführende Erläuterungen finden Sie auch unter:

 

ökologisches Bauen: Innenausbau

 

Grundlegende Informationen finden Sie unter:

 

ökologisches Bauen: Baustoffe

 

Literatur:

 

Baustoffkunde für den Praktiker, bearbeitet von Norbert M. Schmitz. Duisburg ⁸1999.

 Bohr, Theo / Altmeyer, Monika: Öko-Check Wohnen. Niedernhausen 1996.

 

Energiegerechtes Bauen und Modernisieren. Grundlagen und Beispiele für Architekten, Bauherren und Bewohner, herausgegeben von der Bundesarchitektenkammer. Bearbeitet vom Wuppertal-Institut für Klima, Umwelt, Energie. Basel u. a. 1996.

 

Energiesparendes Bauen und gesundes Wohnen. Eine Planungshilfe für Bauherren, Architekten und Ingenieure, herausgegeben vom Wirtschaftsministerium Baden-Württemberg. Stuttgart ⁴1995.

 

Häuser ökologisch geplant, preiswert gebaut. Tips und Ideen, Materialien und Beispiele, herausgegeben von Hans-Peter Bauer-Böckler. Taunusstein 1996.

 König, Holger: Wege zum gesunden Bauen. Wohnphysiologie, Baustoffe, Baukonstruktionen, Normen und Preise. Staufen im Breisgau ⁹1997.

 

Lebensräume. Der große Ratgeber für ökologisches Bauen und Wohnen, herausgegeben von Thomas Schmitz-Günther. Köln 1998.

 

Leitfaden zum ökologisch orientierten Bauen, herausgegeben vom Umweltbundesamt. Heidelberg ³1997.

 

Ökologisch bauen - aber wie? Ein Ratgeber für Bauherren.Mit Bezugsquellennachweis, bearbeitet von Tu Was - Ökologische Verbraucherberatung Mainfranken e. V. Düsseldorf ²1997.

 Schillberg, Klaus: Altbausanierung mit Naturbaustoffen. Aarau u. a. 1996.

 Schwarz, Jutta: Ökologie im Bau. Entscheidungshilfen zur Beurteilung und Auswahl von Baumaterialien. Bern u. a. ⁴1998.

 Zwiener, Gerd: Ökologisches Baustoff-Lexikon. Daten - Sachzusammenhänge - Regelwerke. Heidelberg ²1995.