Dämmstoffe: Eigenschaften, Anwendungen, Kennwerte

Wichtiger Bestandteil des energieeffizienten Bauens und Wärmeschutzes sind die Dämmstoffe. Die Rohdichten [kg/m³] und die daraus resultierende Wärmeleitfähigkeit λ [W/mK] ist die entscheidende Kenngröße zur Beurteilung ihrer Eigenschaft: je geringer die Rohdichte und der λ-Wert umso besser das Dämmvermögen.

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Neben der Dämmleistung müssen im Planungsprozess aber weitere Eigenschaften, wie die Brandschutzklasse, Druckfestigkeit, Wasseraufnahme, Verrottbarkeit oder der Energieaufwand in der Produktion in der Bewertung eines Dämmstoffs Beachtung finden. Da alle Dämmstoffe über unterschiedliche Eigenschaften verfügen, muss eine objektbezogene Festlegung getroffen werden.

Auswahl verschiedener Dämmstoffe und deren Anwendungsbereiche

Grundsätzlich sind die Zulassungen und die Herstellerhinweise zur Verarbeitung und Verwendung zu beachten. Die Übersicht in Abb. 2 zeigt die unterschiedlichen Wärmeleitfähigkeiten einiger Dämmmaterialien. Um die Anforderungen der Energieeinsparverordnung an den U-Wert [W/m²K] der jeweiligen Bauteile einzuhalten, ist die Wärmeleitfähigkeit [W/mK] des Baustoffes immer in Verbindung zur Schichtstärke zu betrachten. Daraus folgt, dass bei einer niedrigen Wärmeleitfähigkeit die Dämmschichten dünner ausgeführt werden können.

Dämmstärke und U-Wert
Dem Einfluss der Dicke eines Dämmstoffes auf die Ermittlung zum U-Wert sind Grenzen gesetzt. Der positive Effekt einer Dämmung auf die Reduzierung der Wärmeströme nimmt mit zunehmender Dämmstärke ab. Der Kurvenzug in Abb. 3 zeigt dies deutlich. Liegt der U-Wert einer ungedämmten Außenwand noch bei 1,6 W/(m²K), führt das Aufbringen von 60 mm Dämmstoff zu einer deutlichen Verbesserung des U-Wertes auf 0,43 W/(m²K). Wird die Dämmstärke um 60 mm auf insgesamt 120 mm erhöht, erreicht die gesamte Konstruktion einen U-Wert von 0,25 W/(m²K). Eine weitere Erhöhung auf 180 mm Dämmstoffstärke reduziert den U-Wert dann nur noch auf ca. 0,18 W/(m²K).

Bemessungswert, Grenzwert und Nennwert von Dämmstoffen
In den Technischen Unterlagen der Produzenten von Dämmstoffen werden dem Nachweisführenden häufig unterschiedliche λ-Werte zur Verfügung gestellt, was bei der Ermittlung des U-Wertes zu Irritationen führen kann. Hier muss auf der Grundlage der DIN 4108-4 Wärmeschutz und Energie-Einsparung in Gebäuden zwischen λ, λgrenz und λD sowie Dämmstoffen nach Kategorie I oder II unterschieden werden:

  • λ-Wert
    Der normale λ-Wert wird dabei als Bemessungswert genutzt, der den Einbauzustand der Dämmung darstellt und eine Minderung für die Alterung und die klimatypische Einbaufeuchte berücksichtigt.
  • λ grenz
    Der Grenzwert wird dagegen als Angabe für einen Dämmstoff genutzt bei dem die Alterung noch nicht berücksichtigt ist.
  • λD
    Liegt der nennwert λD als Herstellerangabe zur Wärmeleitfähigkeit vor, dann steht dies für einen Dämmstoff der Kategorie I, was bedeutet, dass während der Produktion des Dämmstoffes keine Fremdüberwachung erfolgt. Um daraus den Bemessungswert λ für den rechnerischen Nachweis zur EnEV zu erhalten, muss λD mit einem Sicherheitszuschlag von 1,2 bzw. 20% nach DIN 4108-4 versehen werden. Liegt für den Dämmstoff eine allgemeine bauaufsichtliche Zulassung vor und wird die Produktion fremdüberwacht, fällt das Dämmmaterial unter die Kategorie II. Daraus resultiert ein geringerer Zuschlag auf λD von nur 1,05 bzw. 5 % um den Bemessungswert λ zu erhalten.

Anwendungsgebiete und Bezeichnungen
Auf der Grundlage  der DIN 4108-10 Wärmeschutz und Energie-Einsparung in Gebäuden- Teil 10: Anwendungsbezogene Anforderungen an Wärmedämmstoffe – Werkmäßig hergestellte Wärmedämmstoffe erfolgt eine auf die Anwendung bezogene Bezeichnung der Dämmmaterialien. Die Einteilung ist dabei bauteilbezogen nach Decke und Dach, Wand oder Perimeter und nutzt die folgenden Abkürzungen, die in den Zulassungen und technischen Produktinformationen wiederzufinden sind:

  • Decke und Dach
    DAD / DAA / DUK / DZ / DI / DEO / DES
    Beispiel DAA = Außendämmung von Dach oder Decke, vor Bewitterung geschützt, Dämmung unter Abdichtung
  • Wand
    WAB / WAA / WAP / WZ / WH / WI / WTH / WTR
    Beispiel WI = Innendämmung der Wand

  • Perimeter
    PW/ PB
    Beispiel PW = außen liegende Wärmedämmung von Wänden gegen Erdreich / außerhalb der Abdichtung

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Für die thermische Trennung bietet die Industrie unterschiedliche Einbauteile an, wie z.B. Isolationskörbe für auskragende Betonplatten.

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Wie lassen sich Wärmebrücken vermeiden bzw. deren Einfluss in der energetischen Bilanzierung reduzieren?

Wärmebrückenbilanzierung nach DIN 4108 Beiblatt 2

Neben dem pauschalen Ansatz, Wärmebrücken ohne Nachweis über einen Zuschlag von ∆WB 0,10 W/(m²K) auf die gesamte Hüllfläche zu berücksichtigen, oder einen detaillierten Nachweis mittels Simulationen zu erstellen, besteht nun die Möglichkeit, relativ effizient einen Gleichwertigkeitsnachweis zu führen.

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Das 2019 veröffentlichte Beiblatt ermöglicht einen Gleichwertigkeitsnachweis auf Grundlage von Bildvorlagen aus der Norm. Dazu wurden die Kategorien A und B für Wärmebrücken eingeführt.

Wärmetransportmechanismen

Bei einem Gebäude treten Wärmeströme vom beheizten zum unbeheizten Innenraum bzw. dem Außenraum auf (Abb.: ehem. Zollverein School of Management and Design in Essen, Sanaa, 2006).

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Da Baustoffe luftgefüllte Kammern bzw. Poren besitzen, überlagern sich die unterschiedlichen Wärmetransportmechanismen.

Winterlicher Wärmeschutz: Grundlagen und Ziele

Bei zerklüfteten Bauten steigt neben der Erhöhung der Hüllfläche auch der Einfluss von Wärmebrücken bzw. Durchdringungspunkten an Fassaden und Dächern (Abb.: Bürogebäude am Potsdamer Platz, Berlin).

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Über die Ausrichtung, das Verhältnis der Flächen, den Öffnungsanteil und die Hüllfläche beeinflussen Planerinnen und Planer bereits beim Entwurf eines Gebäudes den Heizenergiebedarf.