DE102018005814A1

DE102018005814A1 - Anti-Kondensat-Dämmung bei dünnen oder/und stark wärmeleitenden Außenbauteilen

Info

Publication number: DE102018005814A1
Application number: DE102018005814.0A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Horn; Volker Hinz
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2017-07-28
Filing date: 2018-07-24
Publication date: 2019-01-31
Also published as: DE202017003991U1

Abstract

Schichtenaufbau zum Wärmeschutz von Räumen mit dominierendem Strahlungswärmeeintrag und ohne nachteilig Wärme transportierende Konvektionsvorgänge in Gebäuden oder Fahrzeugen und Schiffen an den Außenbauteilen wie Wände, Fußböden oder Decken bestehend von außen nach innen aus
a) dünnen, gut wärmeleitenden, flächigen oder/und bis sehr gut wärmeleitenden, linien- bzw. punktförmigen Materialschichten als konstruktives Außenbauteil und
b) einer direkt darauf anliegenden Anti-Kondensat-Dämmung und
c) davor in der Regel zweilagigen, auf Abstand getrennte, wärmereflektierende Folien sowie
d) einer Sicht- und Schutzverkleidung als Thermische Sperre.

Description

Warme Aufenthaltsbereiche wie in Wohnungen, Produktionshallen oder auch in Autos, Schiffen oder Zügen sollen mit geringen Materialdicken und geringem Herstellungsaufwand lange warm bleiben, also fast keine Wärme nach außen durchlassen. Das ist mit einem hochwirksamem Infrarotwärme reflektierendem Schichtenpaket, also ohne Dämmung und damit ohne Dämmwirkung bei üblichen Konstruktionsdicken von z. B. Ziegelmauerwerk mit Thermischer Sperre und Flächentemperierung gut realisierbar, [Horn13; Horn13a, Horn13b]. Die Transmissionswärmeverluste können bis auf unter 1 W/m² sinken. Das liegt deutlich unter dem Anforderungswert für die Heizlast bei Passivhäusern mit 10 W/m².
Die Praxis wünscht jedoch einen möglichst noch dünneren und leichter anzubringenden Schichtenaufbau, denn jeder eingesparte Zentimeter an der Wanddicke ist gewonnener Raum, spart Baukosten und bringt z. B. zusätzliche Mieteinnahmen. Bei einem Neubau ist eine 10 mm dickere Wand noch so gut wie kein Problem, bei Sanierungen kann dieser innere dickere Wandaufbau von 10 mm Dicke schon arg nachteilig sein und weitere Auswirkungen nach sich ziehen.
Um die Reflexionswirkung des Schichtenpaketes zu gewährleisten, wurde bisher eine Distanz von minimal rd. 10 mm als erforderlich erachtet. Für die Reflexion würde aus physikalischer Sicht auch ein winziger Spalt von 0,1 mm genügen. Der ist jedoch auf der Baustelle so gering nicht machbar und bringt nur einen marginalen Raum- oder Kostenvorteil, wenn nicht sogar höhere Kosten.
Größere Einspareffekte beim Ressourceneinsatz sind mit immer schlankeren tragenden Bauteilen statt mit dem Reflexionssystem (anstelle von Dämmung) erreichbar. Hier bedingen statische oder Schallschutzanforderungen normalerweise so große Bauteildicken, dass an der Innenseite kein Tauwasser auftritt. Es gibt jedoch Fälle, bei denen eine Grenzdicke unterschritten wird, und Konstruktionsdetails, bei denen mit Tauwasser an der Innenseite zu rechnen ist.
Nachteilige Auswirkungen infolge Tauwasser wurden beobachtet bzw. sind zu befürchten u.a. bei

a) dünnen Bauteilen von Metallkonstruktionen wie Trapezblech-Dächern mit zu geringer oder fehlender Dachdämmung,
b) Wärmebrücken infolge durchgehender Stahlträger in Dach- oder Wandkonstruktionen mit Ausfachungen von Stahlbetonhohldielen oder mit 115 mm dickem Mauerwerk,
c) platten-, scheiben- oder schalenartigen Bauelementen, bewehrt mit natürlichen oder künstlichen Fasern oder Gittern oder unbewehrte, ein- oder mehrkomponentige Materialien wie Holz-Zement-Platten, Gipsfaserplatten bzw. karbon-, glas- bzw. textilfaserverstärkte oder kunststoffvergütete Holz- oder irdene Baustoffe von nur wenigen cm Dicke,
d) Fenster mit Stahlprofilen wie in ehemaligen Wintergärten, die in den vollwertigen Wohnraum einbezogen werden,
e) Tür- und Fensterrahmen aus Plaste, die direkt auf einer in die Außenwand einbindenden Betondecke aufstehen.

Die Beispiele d) und e) sind übliche Wärmebrücken und wurden beim Einbau des Reflexionssystems nicht ausreichend beachtet. Sie bewirken eine örtliche Abkühlung und mit der abfallenden kühleren Luft entsteht eine Konvektionswalze im Raum, die es gerade zu vermeiden gilt. Diese Beispiele zeigen, dass die Isolierung von Gebäuden mit nur sehr dünnen Reflexionsfolien zwar schon Eingang im Bauwesen findet und ein wohliges Raumklima durch Strahlungswärme [Meier10], [Horn14] mit geringem Energieverbrauch ermöglichen, dass aber in jüngster Zeit Fälle von örtlicher Konvektion beobachtet wurden. Ständig mögliche Konvektionsprozesse durch Leckagen in den Hüllflächen und auch innerhalb des Gebäudes durch die Geschossdecken sind konsequent auszuschließen. Örtliche Konvektionsprozesse sind solange unschädlich, wie sie nicht das Raumklima beeinflussen bzw. nicht die thermische Hüllfläche erreichen und damit Wärme aus der Raumluft durch Wärmeleitung und Tauwasserbildung eintragen.
Die Berechnung der Wärmebrücken und das Einhalten von Mindestdämmdicken sind allgemein bekannt. Zudem ist so eine Lösung zu finden, dass sich zwischen Isolierung mit Folien und äußerem, dünnem Bauteil bzw. an die Raumluft heranreichende Wärmebrücke kein Tauwasser bilden kann.
Tauwasser sollte sich generell nicht mehr im Luftspalt zwischen Isolierung und Außenbauteil in dem hier unmittelbar ruhenden minimalen Luftvolumen bilden können, weil

- von innen durch die Thermische Sperre kein Wasserdampf durch den Schichtenaufbau nachgeführt werden kann und
- von außen nach innen - entgegen üblicher Meinung selbst im Sommerhalbjahr - keine so enorme Wasserdampfmenge schadensverursachend hereindiffundieren kann.

Tauwasser ist also theoretisch nicht mehr zu erwarten. Gleichwohl, die Praxis offenbart minimale lückenhafte Anschlüsse, undichtes Mauerwerk, Rohrdurchführungen im Baugrund oder Leckagen im Dachbereich, und ein BlowerDoor-Test bescheinigt das Gebäude den Vorgaben gemäß als sehr gut dicht, was nicht als absolut dicht zu verstehen ist.
Falls sich dennoch in dem Zwischenraum aus der vorhandenen stehenden Luftmenge nach kalten Nächten kleine Tröpfchen bzw. Reif bilden sollten, so wird sich dieser Prozess dann am Tage bei steigenden Temperaturen wieder umkehren. Es bildet sich wieder Wasserdampf, der bei einer kalten Witterung nach außen diffundiert und damit das vermeintliche Problem entschärft.
Lösung der gestellten Aufgabe
In der Praxis wird bei Einhaltung der Vorschriften alltäglich ausreichend dick gedämmt. Der Nachweis des erforderlichen U-Wertes erfolgt mit den λ-Werten und Schichtdicken d. Demgegenüber werden bei der Berechnung mit Isolierfolien und benachbarten weiteren Materialschichten auch die zugehörigen Materialkennwerte Rohdichte und Wärmespeicherung sowie ihre Wasserdampfdurchlässigkeit berücksichtigt. Diese Berechnung entspricht der Realität besser und ergibt einen gleichmäßigeren Verlauf des Wärmedurchganges, der sich nicht mehr nur aus der Bauteildicke d [m] und Wärmeleitung λ [W/(mK)], sondern aus dem Wurzelwert b = √(λρc) [W/(m²K)h^0,5] ergibt. Es gibt folglich keinen drastischen Sprung an der innen liegenden Isolierung wie bei der Dämmung. Dieser verändert sich bei Wänden im Laufe des Tages, sobald solare Wärme in die Materialschichten eindringen kann. Damit wird die Temperatur im Schichtenverlauf bei üblichen Mauerwerkswänden im Mittel um 2 bis >3°C angehoben.
Hieraus lässt sich folgende Lösung ableiten:
Auf der zum Raum liegenden Innenseite wird auf das „kalte“ Material (wie Stahlflansch, Faserbeton, Fensterrahmen aus Plaste, OSB-Platte usw.) eine Anti-Kondensat-Dämmung von minimaler Dicke mit direktem Kontakt - ohne jegliche dünne Luftschicht - aufgebracht, am besten angeklebt. Damit wird verhindert, dass an der „kalten“ Materialoberfläche Luftfeuchte kondensieren kann. Die Dicke ist abhängig vom konkreten Einzelfall, kann im allgemeinen 10 bis 30 mm dick sein, sie ist zu berechnen.
Für die oben angeführten Beispiele ergeben sich folgende Lösungsmöglichkeiten:

a) Unter der ersten außenseitigen OSB-Platte mit Dachhaut wird eine 30 mm dicke Holzfaserdämmplatte vollflächig auf einer 2. OSB-Platte verlegt. An der 2. OSB-Platte hängt die 1. Reflexionsschicht, darunter mit Abstandhalter die 2. Reflexionsschicht, die mit geringen Distanzklötzchen oben auf den Trapezprofilen liegt. Der Dachaufbau über dem Obergurt des Trapezbleches hat dann eine Dicke von ca. 10 cm und eine äquivalente Dämmdicke von >1 m bei WLG 040.
b) Bei sehr gut Wärme leitenden Materialien wie Stahlträger ist die Anti-Kondensat-Dämmung seitlich über den Flanschträger wenige Zentimeter hinweg zuführen.
c) Flächige, ebene bis beliebig räumlich gewölbte Tragelemente mit Dicken von nur <10 mm bis wenige Zentimeter erhalten innenseitig eine zum Raum vollflächige und reflektierende Dämmschicht, z. B. mit 3lagigen Luftbubbles oder Glasvliesmaterial, die durch eine weitere Reflexionsschicht noch aufgewertet wird.
d) Stahl-Fensterrahmen von ehemaligen Wintergärten sind mit elastischen, wärmereflektierenden Anti-Kondensat-Dämmstreifen bis rd. 20 mm seitlich auf das Glas zu führen.
e) Bei Fensterrahmen wie aus Stahl oder Aluminium ist je nach Material und Rahmenbreite die Anti-Kondensat-Dämmung möglichst 30 bis >60 mm auf den Rahmen aufzubringen. Dabei ist zur Verstärkung der Wirkung die Dämmstreifenoberfläche wie bei d) mit wärmereflektierender Glasfarbe zu streichen.

Literatur

Horn12	DE 20 2012 000 779 U1 ; Anmeldetag: 26.01.2012; Erfinder: Wolfgang Horn Bezeichnung: Energieeffiziente Gebäudehülle mit Innendämmung und Strahlungswärme
Horn13	Horn Wolfgang. Gebäude mit thermischer Barriere und Reflexionsisolierung mit Verzicht auf Dämmung. IB Horn, Köhra, Gebrauchsmusteranmeldung 11.04.2013
Horn13a	Horn Wolfgang. Wärmeisolierung mit flexiblem Reflexionsmaterial. Gebrauchsmusteranmeldung 21.08.2013
Horn 14	Horn Wolfgang. Einsatz von Reflisol - neue EU-Bauproduktenverordnung. Infomaterial, IB Horn, Köhra, 25.10.2013
Meier10	Meier Claus. Phänomen Strahlungsheizung. expert verlag, 2. Auflage 2010

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 202012000779 U1 [0014]

Claims

Schichtenaufbau zum Wärmeschutz von Räumen mit dominierendem Strahlungswärmeeintrag und ohne nachteilig Wärme transportierende Konvektionsvorgänge in Gebäuden oder Fahrzeugen und Schiffen an den Außenbauteilen wie Wände, Fußböden oder Decken bestehend von außen nach innen aus a) dünnen, gut wärmeleitenden, flächigen oder/und bis sehr gut wärmeleitenden, linien- bzw. punktförmigen Materialschichten als konstruktives Außenbauteil und b) einer direkt darauf anliegenden Anti-Kondensat-Dämmung und c) davor in der Regel zweilagigen, auf Abstand getrennte, wärmereflektierende Folien sowie d) einer Sicht- und Schutzverkleidung als Thermische Sperre.
Schichtenaufbau nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die konstruktiven Außenbauteile allgemein übliche raumabschließende, tragende, witterungsbeständige usw. Materialien oder auch ohne Einschränkungen wenige Millimeter bis mehrere Zentimeter dicke Baustoffe wie aus Holz-Zementverbund, Gipsfaserplatten, Karbonfaserplatten oder Kunstharzmörtel, bewehrt oder unbewehrt oder anderweitige Verbundkonstruktionen sein können.
Schichtenaufbau nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der anliegenden Anti-Kondensat-Dämmung zu bemessen ist, die vollflächig ohne Luftzwischenraum anliegt, vorteilhaft elastisch-selbstklebend und geschlossenzellig ist, und eine Dicke von etwa minimal 10 mm bis maximal 30 mm hat.
Schichtenaufbau nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Anti-Kondensat-Dämmung a) bei großflächigen dünnen Außenbauteilen lückenlos aufgebracht wird und b) bei linien- bzw. punktförmigen Materialschichten seitlich in Abhängigkeit von der örtlichen Situation ausreichend weit das benachbarte Bauteil überdeckt.
Schichtenaufbau nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Anti-Kondensat-Dämmung a) selbst eine raumseitig reflektierende Oberfläche hat oder b) mit einer Folie oder mit einem Farbanstrich eine Reflexionswirkung bekommt.
Schichtenaufbau nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei linien- bzw. punktförmigen Materialschichten die Wärme reflektierenden Folien oder/und die Sicht- und Schutzverkleidung fehlen, und damit der Schichtenaufbau eine geminderte Wärmebrücke ohne Kondenswasserbildung darstellt.
Schichtenaufbau nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schichtenreihenfolge a) und b) vertauscht ist und die Anti-Kondensat-Dämmung statisch stabile und witterungsbeständige Eigenschaften hat.