waermeschutz

So fantastisch die Gestaltungsmöglichkeiten und die Tragfähigkeit von Stahlbeton sind, so wichtig ist es auch zu wissen, dass der Wärmeschutz von Beton vergleichsweise schlecht ist. Will man massive Sichtbetonbauwerke monolithisch errichten, kommt man um eine raumseitige Wärmedämmung nicht herum. Raumseitige Wärmedämmungen sind jedoch stets problematisch, da überall, wo Decken oder Innenwände in raumseitig wärmegedämmte Außenwände münden, Wärmebrücken entstehen. Deshalb müssen bei solchen Konstruktionen alle möglicherweise auftretenden Wärmebrücken rechnerisch überprüft und gegebenenfalls optimiert werden. Die mithilfe dieser Berechnungen entwickelten Maßnahmen können die Auswirkungen derartiger Wärmebrücken soweit minimieren, dass Schäden sicher vermeiden werden. Ganz anders stellt sich die Situation bei außen wärmegedämmten Gebäuden dar. Hier wirken sich in der Regel schon die Wärmeleitfähigkeit und Wärmespeicherfähigkeit der massiven Tragkonstruktion günstig auf die Minderung der Wärmebrückeneffekte aus.

Dieses Fehlfarbbild verdeutlicht die Temperaturverteilung in einer Deckenkonstruktion, die in eine raumseitig wärmegedämmte Außenwand einmündet.
Um Schäden zu vermeiden, wurde die Konstruktion mit einer speziell bemessenen Wärmedämmung im Einmündungsbereich der Decke wärmeschutztechnisch optimiert. Die Fehlfarbdarstellung zeigt, wie sich die Oberflächentemperatur raumseitig im Einmündungsbereich der Decke in die Außenwand nachhaltig erhöht.

Schutz vor Tauwasserbildung
Neben den Wärmebrücken bei raumseitig wärmegedämmten Außenwandkonstruktionen stellt auch die raumseitige Wärmedämmung für sich selbst ein Problem dar. Außenbauteile trennen gewöhnlich einen beheizten Innenraum vom Außenklima. Ist es außen kühler als innen, gibt es ein Temperaturgefälle zwischen dem Innen- und Außenraum. Mit diesem Temperaturgefälle ist im Regelfall auch ein Gefälle des sogenannten Wasserdampfdruckes gegeben. Dieses Gefälle bewirkt einen Feuchtediffusionsstrom durch die Außenbauteile vom Innenraum nach außen. Die Konstruktion der Außenbauteile muss deshalb so beschaffen sein, dass es nicht zu einem unzulässigen Tauwasseranfall im Außenbauteil kommen kann. Bei Stahlbetonbauteilen, die innen mit klassischen Wärmedämmstoffen wie Polystyrol oder Mineralfaser gedämmt sind, ist meist eine sogenannte Dampfsperre in Form einer raumseitig vor dem Wärmedämmstoff angebrachten Folie notwendig. Übliche Wärmedämmstoffe sind sehr diffusionsoffen. Der Beton ist dagegen sehr diffusionsdicht. Würde man eine derartige Dampfsperre nicht vorsehen, würde es bei üblicher Nutzung zu einem Tauwasseranfall zwischen der Wärmedämmung und dem Stahlbeton kommen. Eine Wärmedämmung in Verbindung mit einer Dampfsperrfolie hat aber auch ihre Tücken, da sie unter anderem keinen geeigneten Untergrund für einen Putz bietet. Für eine übliche Wandgestaltung müsste zum Beispiel vor der raumseitig wärmegedämmten Außenwand eine Gipskarton-Ständerkonstruktion angeordnet werden. Außerdem ist der Einbau von Dampfsperrfolien stets problematisch, da sie absolut luft- und dampfdicht sein müssen. Schon geringe Perforationen können zur Hinterströmung der Dampfsperre in die Wärmedämmschicht führen. Hierbei können umso ausgeprägtere Schäden entstehen, die unter Umständen erst nach Jahren sichtbar werden.

Lösungen mit neuen Materialien
Moderne Baustoffe können alte komplizierte und riskante Konstruktionen ersetzen. Für die raumseitige Wärmedämmung ist zum Beispiel Schaumglas eine gute Alternative. Mit diesem Material kann man auch bei einer sehr dampfdichten Stahlbetonkonstruktion auf die Anordnung einer Dampfsperre verzichten und unmittelbar auf die Wärmedämmung einen Putz aufbringen. Gegenüber anderen Wärmedämmstoffen bietet Schaumglas besondere Eigenschaften. Es wird aus einem hochwertigen Glaspulver in Verbindung mit Kohlenstoff durch Aufschäumen hergestellt. Dabei handelt es sich im wahrsten Sinne des Wortes um ein geschäumtes Glas. Und als Glasprodukt ist Schaumglas dampfdicht, womit bei derartigen Konstruktionen im Regelfall alle Diffusionsprobleme entfallen. Das Material besitzt neben einer sehr hohen Druckfestigkeit auch eine extrem hohe Scherfestigkeit und ist mit seiner oberflächlichen Offenporigkeit ein für spezielle Putze sehr gut geeigneter Putzuntergrund. Aufgrund der Materialstruktur ist es recht leicht vor Ort durch Schleifen oder Schaben zu verarbeiten und anzupassen. Auch bei der St. Canisius-Kirche wurde Schaumglas als Wärmedämmung eingesetzt. Und betrachtet man die Bilder der Kirche im fertigen Zustand, so wird deutlich, welche Bedeutung zum einen Sichtbeton für die Architektur und zum anderen Schaumglas als raumseitiger Wärmeschutz zur Lösung vielfältiger bauphysikalischer Probleme hat. Eine Innenwärmedämmung mit Schaumglas war die ideale Lösung beim Neubau der St. Canisius-Kirche.

Von Dipl.-Ing. Matthias Friedrich Der Autor ist Büroleiter in der Ingenieurbüro Axel C. Rahn GmbH Die Bauphysiker. und öffentlich bestellter und vereidigter Sachverständiger für Wärmeschutz, Feuchteschutz und Bauwerksabdichtung.