DE10305431A1

DE10305431A1 - Gebäudeaußenwand mit verringerter Bewuchsneigung

Info

Publication number: DE10305431A1
Application number: DE2003105431
Authority: DE
Inventors: Thomas Henkel
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2003-02-11
Filing date: 2003-02-11
Publication date: 2004-08-26

Abstract

Geggenstand der Erfindung ist eine thermisch isolierte Gebäudeaußenwand, die durch ihren konstruktiven Aufbau eine verringerte Bewuchsneigung von Algen, Pilzen, Moosen und Flechten aufweist. DOLLAR A Es hat sich gezeigt, dass eine Kombination einer dünnen, wärmeisolierenden Oberflächenschicht (4) mit einer darunter liegenden, der Wärmespeicherung dienenden Schicht (3) auf der nochmals darunter liegenden stark isolierenden Dämmschicht (2) der Gebäudeaußenwand (1) diesen positiven Effekt hervorruft. Durch diesen Aufbau bleibt die Oberfläche der Gebäudeaußenwand durch einen verzögerten Wärmeaustrag aus der Wärmespeicherschicht über längere Zeit wärmer, dadurch trockener und bewuchsfreier, als dies bei isolierten Gebäudeaußenwänden herkömmlicher Bauart der Fall ist. Der Effekt tritt ein, ohne dass eine Wärmemenge aus dem Gebäudeinneren oder der Einsatz von Bioziden dazu benötigt wird. Dieser Wandaufbau ist vorbeugend im Neubaubereich und in der Renovierung von bereits mit Bewuchs befallener Fassaden anwendbar.

Description

Gebäudeaußenwände werden zur Energieeinsparung immer stärker gedämmt. Nach dem Stand der Technik werden dazu häufig Wärmedämmverbundsysteme eingesetzt, bei denen auf der tragenden Wandkonstruktion eine wärmeisolierende Schicht aufgebracht ist, die durch einen Oberputz und ggf. durch einen zusätzlichen Anstrich gegen die Witterung geschützt ist.
Die farbliche Gleichmäßigkeit der weißen oder farbigen Oberflächen stellt eine wesentliche Eigenschaft der Oberflächen dar und prägt das ästhetische Bild des Gebäudes.
Bewuchs auf der Außenfläche einer Gebäudeaußenwand, hauptsächlich durch Algen, aber auch durch Pilze, Moose und Flechten stellt schon durch ihre Eigenfarbe oder den dort verstärkt anhaftenden Schmutz einen Mangel dar, weil die farbliche Gleichmäßigkeit nicht mehr erhalten ist. Juristisch kann der Auftraggeber auf die Beseitigung des Mangels innerhalb der Gewährleistungsfrist bestehen, sodaß die Verhinderung von Bewuchs auf Gebäudeoberflächen große wirtschaftliche Relevanz hat.
Bei Kunstharzputzen, Silikonharzputzen und Fassadenfarben auf Kunstharz- oder Silikonharzbasis werden dem Stand der Technik entsprechend Biozide zugesetzt, um diesen Befall zu verhindern. Nachteilig ist dabei, dass diese Biozide in Wasser nicht unlöslich sind und je nach Stärke der Bewitterung unterschiedlich schnell ausgewaschen werden. Dies führt zu einer Belastung der Umwelt mit Bioziden und einem mangelndem Bewuchsschutz der Gebäudeaußenwand.
Bei mineralischen Putzen mit Silikat, Zement oder Kalk als Bindemittel sowie bei silikatgebundenen Farben wirkt der hohe pH-Wert bewuchshemmend. Dieser Effekt lässt aber durch die Carbonatisierung der Oberfläche im Laufe der Zeit ebenfalls nach, sodaß ein Bewuchs später möglich wird.
Bekannt ist, dass an durch das Gebäudeinnere erwärmten, nicht oder schlecht gedämmten Gebäudeoberflächen seltener ein Bewuchs auftritt als an hochgedämmten Gebäudeoberflächen. Dies geht z.B. aus dem Artikel „Algen und Pilze" von Dr. Bagda in „Ausbau und Fassade" 4/2002, S. 42-43 hervor. Bekannt ist auch, dass trockene Oberflächen keinen Bewuchs ermöglichen. Deutlich wird dies an Bewuchsbildern von Wärmedämmverbundsystemen, bei denen sich die Lage der stärker Wärme aus dem Gebäude ausleitenden Tellerdübel durch mangelnden Bewuchs deutlich darstellen, während die umliegende, stärker isolierte Fläche mit Algen bewachsen ist (sogenannter Leopardeneffekt). In „Baumagazin" 2/02, S. 32-34 werden im Artikel „Algen, Pilze und ähnliches an Fassaden" Untersuchungen der EMPA, St. Gallen, CH erwähnt, die in nur um 0,1-0,2° C erhöhten Oberflächentemperaturen die Ursache für solchen selektiven Bewuchs nachweisen. Diese Ursachen für eine verstärkte Veralgung sind auch im Artikel „Fassaden vor Veralgung schützen" in BaustoffPartner" 03/2002 S. 20 -21 zusammenfassend dargestellt. Dr. Grochal hat in seinem Tagungsscript des Vortrags „Algen und Pilze auf wärmegedämmten Fassaden" auf der „Internationale Baufachtagung Fassade" vom 18.4.2002 in Innsbruck S. 1-7 die Ursachen ebenfalls zusammengefasst, zeigt die heute gebräuchlichen Wandaufbauten und stellt neue Wege zur Bekämpfung von Mikroorganismen auf der Fassade vor, die jedoch die hier vorgestellte Lösung nach Anspruch 1 und folgende nicht beinhalten. Im Artikel „Fassade als Biotop?" in Bauhandwerk/Bausanierung 1-2/2002, S. 38-41 wird das Thema ebenfalls bearbeitet, ohne der erfindungsgemäßen Lösung nahe zu kommen.
Die erfindungsgemäße Aufgabe bestand darin, einen Wandaufbau zu finden, durch den die Bewuchsneigung einer thermisch gut gedämmten Gebäudeoberfläche zumindest so reduziert wird, dass sie der Bewuchsneigung einer schlecht oder nicht gedämmten Gebäudeoberfläche mit stetem Wärmefluss nach außen entspricht, ohne Biozide einzusetzen.
Erfindungsgemäß ist diese Aufgabe wie nachfolgend und in Anspruch 1 beschrieben gelöst: (In der beiliegende Skizze ist der Aufbau schematisch dargestellt.) Es hat sich gezeigt, dass eine Kombination einer dünnen, wärmeisolierenden Oberflächenschicht (4) mit einer darunter liegenden, der Wärmespeicherung dienenden Schicht (3) auf der nochmals darunter liegenden stark isolierenden Dämmschicht (2) der Gebäudeaußenwand (1) diesen positiven Effekt hervorrufen. Durch diesen Ausbau bleibt die Oberfläche der Gebäudeaußenwand durch einen verzögerten Wärmeaustrag aus der Wärmespeicherschicht über längere Zeit wärmer, dadurch trockener und bewuchsfreier, als dies bei isolierten Gebäudeaußenwänden herkömmlicher Bauart der Fall ist. Der Effekt tritt ein, ohne dass eine Wärmmenge aus dem Gebäudeinneren dazu benötigt wird. Dieser Wandaufbau ist vorbeugend im Neubaubereich und in der Renovierung von bereits mit Bewuchs befallener Fassaden anwendbar.
Als Funktionsprinzip wird dabei angenommen, dass sich durch Isolierung thermisch vom Untergrund entkoppelte Gebäudeoberflächen mit geringer Wärmespeicherkapazität auf der Außenseite der Dämmschicht schnell der Umgebungstemperatur anpassen und sich dadurch über längere Zeit Feuchtigkeit an der Oberfläche befindet. Bringt man z.B. durch eine dickschichtige Putzlage Wärmespeicherkapazität auf die Außenseite der Dämmung, so wird die Temperatur der Gebäudeoberfläche bei Abkühlung der Umgebung für kurze Zeit über der Umgebungstemperatur liegen. Dieser Effekt wird bei der Aufwärmung der Umgebung kompensiert, weil wiederum nur für kurze Zeit die Gebäudeoberfläche kälter als die Umgebung bleibt. Eine solche Konstruktion erfüllt die erfndungsgemäße Aufgabe nicht und ist auch nicht neu. Wenn die Wärmespeicherlage aber durch eine dünne Isolationsschicht geschützt ist, erhält die Gebäudeoberfläche bei Abkühlung der Umgebung für wesentlich längere Zeit eine knapp über der Umgebungstemperatur liegende Temperatur. Der oben erwähnte Leopardeneffekt macht deutlich, dass solche schon geringen Temperaturunterschiede zur Verringerung der Bewuchsneigung ausreichen. Bei einer Erwärmung der Umgebung bleibt die Temperatur an der Gebäudeoberfläche zwar auch längere Zeit knapp unter der Umgebungstemperatur, dies scheint sich aber für den Wirkeffekt durch eine in der Aufwärmphase verringerte relative Luftfeuchtigkeit nicht negativ bemerkbar zu machen. Die äußere Isolierschicht erlaubt über eine längere Zeit hinweg dann trotzdem die Speicherung von Wärmeenergie für die nächste Abkühlperiode durch die Wärmespeicherschicht.
Der erfindungsgemäße Ausbau einer Gebäudeaußenwand ist neu, weil die Anordnung einer ausreichend wirksamen Wärmespeicherschicht auf einer von außen gedämmten Außenwand und gleichzeitig die Verzögerung des Wärmeaustausches dieser Speicherschicht mit der Umgebung durch eine Isolationsschicht aus der bisherigen technischen Sichtweise heraus unnötig war und der Wirkeffekt einer solchen Konstruktion auf die Verringerung der Bewuchsneigung nicht erkannt wurde.
In DE 3601689 A1 ist eine Fassadenverkleidung beschrieben, bei der unter einem festen, nicht wärmeisolierendem Oberputz ein wärmedämmender Unterputz geringer Dichte angeordnet ist. Dieser Ausbau entspricht nicht Anspruch 1 und folgende und ist nicht erfindungsgemäß wirksam.
In EP 0 049 790 A1 ist ein Verfahren beschrieben, bei dem der Wärmedurchgang durch Gebäudewandungen über der Dämmschicht durch Wärmeaustrag bzw. Wärmeeintrag mittels eines Kühl- bzw. Heizmediums beeinflusst wird. Zur Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe fehlt hier die äußere Isolationsschicht, außerdem kommt der Aufbau nach Anspruch 1 und folgende ohne die Verwendung von durch den Wandaufbau geführten Kühl- oder Heizmedien aus.
In EP 1 235 042 A1 ist ein Fassadenputzsystem beschrieben, dass durch einen strahlungsdurchlässigen Anstrich auf einem porösen Untergrund den solaren Strahlungsanteil vermehrt nutzt. Dieser Aufbau entspricht nicht Anspruch 1 und folgende und ist auch nicht erfindungsgemäß wirksam.
In DIN 18550 Teil 3 (3.91) sind Wärmedämmputzsysteme mit mineralischen Bindemitteln beschrieben, bei denen der Trockenmörtel durch die geringe Trockenrohdichte selbst die Dämmschicht bildet, eine äußere Putzlage schützt das System. Dies entspricht nicht dem erfindungsgemäßen Aufbau nach Anspruch 1 und folgende, weil die Wärmespeicherschicht fehlt.
In DIN 18555 Teil 4 (8.93) ist die Ausführung von Leichtputzen mit begrenzter Rohdichte auf Wänden und Decken beschrieben. Leichtputze werden dem Stand der Technik entsprechend heute wegen ihrer positiven Verarbeitungseigenschaften an sich sowie unter Anderem wegen ihrer hohen Elastizität zur Vermeidung von Putzrissen auf Mauerwerk aus hoch wärmedämmenden Leichtziegel eingesetzt.
Der Putzuntergrund ist in der Norm durch die Nennung mehrerer anderer Normen eingeschränkt, eine Ausführung auf der Dämmschicht einer Gebäudeaußenwand ist in der Norm nicht beschrieben und die Norm gilt nicht in der Ausführung auf einer Dämmung. (Die Wandaufbauten auf der Dämmschicht von Gebäudeaußenwänden werden durch Zulassungen bei Deutschen Institut für Bautechnik zugelassen.) Die Verwendung von Leichtoberputzen ist nach DIN 18550 Teil 4 (8.93) Tabelle 1 Nr. 3 außerdem auf Leichtunterputze der Mörtelgruppe P Ic beschränkt, dies ist nicht deckungsgleich mit den Anforderungen nach Anspruch 1 und folgende an die Wärmespeicherschicht.
In der bauaufsichtlichen Zulassung Nr. Z-33.44-113 des Deutschen Institutes für Bautechnik, Berlin ist auch die Ausführung eines Wärmedämmverbundsystemes mit einer äußeren Unterputzschicht aus Leichtputz auf der Dämmung beschrieben. Diese besondere Ausführungsart wird nur in Fällen eingesetzt, bei denen eine besondere mechanische Belastbarkeit der Oberfläche, beispielsweise zum Schutz gegen Vandalismus gewünscht ist. Diese Ausführungsart der Wärmedämmung ist bisher selten und nur in wesentlich unter einem Prozent der insgesamt ausgeführten Fläche von Wärmedämmverbundsystemen angewendet. Im Unterschied zu dieser Ausführung wird beim erfindungsgemäßen Aufbau einer Gebäudeaußenwand nach Anspruch 1 und folgende eine dichtere und dickere Wärmespeicherschicht verwendet, da Leichtputze in 10-15mm Auftragsstärke eine für die Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe zu geringe Wärmekapazität besitzen. Auch der Einsatz von ebenfalls dickschichtigen Kratzputzsystemen auf Wärmedämmung entspricht wegen der fehlenden äußeren Isolationsschicht nicht Anspruch 1 und folgende.
Die Art der Wand (aus Ziegel, Kalksandstein, Gasbeton, Beton, Holzständerbau, Fachwerk usw.) oder der Dämmschicht (aus expandiertem Polystyrol, Mineralwolle, Holzwolleleichtbauplatten, Dämmputz nach DIN 18550 Teil 3 (3.91), spritzbarer Wärmedämmung usw.) ist für den erfindungsgemäßen Ausbau unwesentlich. Ebenso ist die Befestigungsart der Wärmedämmung (geschraubt, genagelt, geklebt, gespritzt usw.), eine eventuell vorhandene Armierung unter der Wärmespeicherschicht oder unter der oberen Isolationsschicht (durch Glas- oder Kunstfaser-Gittergewebe mit Armierungsmörtel usw.) oder der Zusatz von Fasern in die Wärmespeicher- oder Isolationsschicht ist für den erfindungsgemäßen Ausbau und die verringerte Bewuchsneigung ohne besonderen Einfluß, für die meisten der genannten Dämmstoffe ist eine Armierungsschicht jedoch aus anderen Gründen nötig.
Die Wärmespeicherschicht kann aus Platten oder plastischen, nach dem Auftragen erhärtenden Massen, z.B. Putzmörtel bestehen und wird auf die Dämmung bzw. Armierungsschicht aufgebracht. Eine genügend hohe Wärmekapazität wird durch Stoffe mit einer Trockenrohdichte von größer 1,4 kg/l in einer Schichtdicke von größer 15 mm erreicht.
Verbessert werden kann die Wärmespeicherung durch die Verwendung von PCM (Phase-Change-Material, Materialien mit latenter Wärmekapazität) im Wärmespeichermedium. Durch Aufnahme bzw. Abgabe von Schmelz- und Kristallisationswärme mittels PCM steigt die spezifische Wärmekapazität, damit können die verwendeten Schichtdicken reduziert bzw. die Wärmekapazität bei gleicher Schichtdicke erhöht werden. (Außerdem wird die zeitlich lineare Wärmeänderung verändert.) Die Verwendung von PCM erfolgt ausbauend auf US 4 747 240 , das aber entgegen Anspruch 3 und übrige ein Innenraum-Baumaterial mit PCM betrifft.
Die die erfindungsgemäße Gebäudeaußenwand abschließende Isolationsschicht kann aus Platten, Bahnen oder plastischen, nach dem Auftragen erhärtenden Massen, z.B. Putzmörtel bestehen und wird auf die Wärmespeicherschicht aufgebracht. Eine genügend geringe Wärmeleitfähigkeit wird im allgemeinen durch Stoffe mit einer Dichte bzw. Trockenrohdichte von kleiner 1,2 kg/l in einer Schichtdicke von 3mm oder dicker, vorzugsweise durch Stoffe mit einer Dichte bzw. Trockenrohdichte zwischen 0,6kg/l und 1,0 kg/l in einer Schichtdicke von 4-6mm erreicht. Neben der Wärmeleitfähigkeit bzw. Dichte ist die Schichtdicke der Isolierschicht ein weiterer Faktor zur Beeinflussung der Isolationswirkung.
Ein gegebenenfalls aufgebrachter Anstrich oder andere aufgebrachte dünne Schichten auf der Isolationsschicht können zwar durch Veränderung der Oberflächenstruktur ebenfalls einen Einfluss auf die Bewuchsneigung einer Gebäudeaußenwand nehmen, dies ist aber nicht Gegenstand dieser Patentanmeldung.
Anwendungsbeispiel
Auf eine Wandkonstruktion wird zur Dämmung eine EPS-Dämmplatte von 10 cm Stärke geklebt. Darauf wird in herkömmlicher Weise ein Armierungsgewebe in Armierungsmörtel eingebettet und als Wärmespeicherschicht ein Kalk-Zement-Unterputz mit geringem Luftporenanteil und einer Festigkeit entsprechend der Putzmörtelgruppe P II nach DIN 18550 Teil 2 in 2,5 cm Stärke aufgebracht. Die Trockenrohdichte des Unterputzes entspricht 1,6 kg/l. Nach dem Erhärten wird in 5 mm Stärke ein Oberputz aufgebracht, dessen Trockenrohdichte durch die Verwendung von Leichtzuschlag aus Hohlglasperlen bis 0,5 mm auf 0,8 kg/l abgesenkt wurde.

Claims

Gebäudeaußenwand, die durch ihren konstruktiven Aufbau eine verringerte Bewuchsneigung aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass auf der von außen wärmegedämmten Gebäudeaußenwand mindestens eine Wärmespeicherschicht und darauf wiederum eine Isolationsschicht mit geringerer Wärmedämmwirkung angeordnet ist.
Gebäudeaußenwand mit verringerter Bewuchsneigung und konstruktivem Aufbau nach zumindest einem der Ansprüche 1, 3, 4, 5, 6, 7, oder 8 dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmespeicherschicht aus nach dem Auftragen erhärtenden Massen besteht, die mit einer Trockenrohdichte von größer 1,4 kg/l in einer Schichtdicke von größer 15mm, vorzugsweise mit einer Trockenrohdichte von 1,5 bis 1,8 kg/l in einer Schichtdicke von 20-30mm besteht.
Gebäudeaußenwand mit verringerter Bewuchsneigung und konstruktivem Aufbau nach zumindest einem der Ansprüche 1, 2, 4, 5, 6, 7, oder 8 dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmespeicherschicht in einer Schichtdicke von 10mm oder dicker aus nach dem Auftragen erhärtenden Massen besteht, die eine erhöhte spezifische Wärmekapazität aufweisen, wie das beispielsweise durch Verwendung von Gesteinskörnungen hoher Dichte oder durch Verwendung von Materialien mit latenter Wärmekapazität (Phase-Change-Material, PCM) gelingt.
Gebäudeaußenwand mit verringerter Bewuchsneigung und konstruktivem Aufbau nach zumindest einem der Ansprüche 1, 2, 3, 5, 6, 7, oder 8 dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmespeicherschicht aus Platten mit einer Dichte von größer 1,4 kg/l in einer Schichtdicke größer 15mm, vorzugsweise mit einer Dichte von 1,5 bis 1,8 kg/l in einer Schichtdicke von 20-30mm besteht.
Gebäudeaußenwand mit verringerter Bewuchsneigung und konstruktivem Auibau nach zumindest einem der Ansprüche 1, 2, 3, 4, 6, 7, oder 8 dadurch gekennzeichnet, dass die Isolationsschicht aus nach dem Auftragen erhärtenden Massen mit einer Trockenrohdichte von kleiner 1,2 kg/l, vorzugsweise 0,6 bis 1,0 kg/l, in einer Schichtdicke von 3 mm oder dicker, vorzugsweise 4-6mm, besteht.
Gebäudeaußenwand mit verringerter Bewuchsneigung und konstruktivem Aufbau nach zumindest einem der Ansprüche 1, 2, 3, 4, 5, 7, oder 8 dadurch gekennzeichnet, dass die Isolationsschicht aus nach dem Auftragen erhärtenden Massen besteht, die durch Verwendung von Stoffen geringer Dichte eine verringerte spezifische Wärmeleitfähigkeit aufweisen, wie das beispielsweise durch Verwendung von Körnungen niedriger Dichte beispielsweise Blähglas oder expandiertem Polystyrol (EPS) gelingt.
Gebäudeaußenwand mit verringerter Bewuchsneigung und konstruktivem Aufbau nach zumindest einem der Ansprüche 1, 2, 3, 4, 5, 6 oder 7 dadurch gekennzeichnet, dass die Isolationsschicht aus Platten oder Bahnen mit einer Dichte von kleiner 1,2 kg/l, vorzugsweise 0,6 bis 1,0 kg/l, in einer Schichtdicke von 2 mm und dicker, vorzugsweise 3-6mm, besteht.
Gebäudeaußenwand mit verringerter Bewuchsneigung und konstruktivem Aufbau nach zumindest einem der Ansprüche 1, 2, 3, 4, 5, 6, oder 7 dadurch gekennzeichnet, dass unter der Wärmespeicherschicht und/oder unter der Isolationsschicht eine Bewehrung (z.B. Armierungsgewebe in Armierungsmörtel) eingebracht ist.