1. Außenwände

Vakuum-Isolationspaneele

Vakuum-Isolationspaneele sind eine neuere Entwicklung. Ursprünglich wurde das Material nicht für die Bauindustrie, sondern für die Automobil- und Kühlindustrie entwickelt. Ein Vakuum-Isolationpaneel hat eine Wärmeleitfähigkeit λ von ca. 0,004 W/(mK) und ist somit um ein Vielfaches effektiver als konventionelle Dämmstoffe (z.B. besitzt XPS einen Wärmeleitfähigkeitswert von λ = ca. 0,035 W/(mK)).
Vakuum-Isolationspaneele bestehen aus einer Hochleistungsdämmstoff-Platte, bei der ein poröser, druckbelastbarer und evakuierbarer Dämmkern in einer aluminiumbeschichteten Kunststofffolie einvakuumiert wird − ähnlich wie bei vakuumverpacktem Kaffee. Als Folge dessen kommt es zu einer deutlichen Reduktion des Wärmetransportes durch Konvektion und Wärmeleitung.

Als Dämmkern oder Füllmaterial eignen sich drei Arten von Materialien:

-	feinkörnige Pulver auf Basis von Kieselsäure
-	offenporige Schaumplatten auf Basis von Polystyrol oder Polyurethan
-	thermisch behandelte und verpresste Glasfasern

Lebensdauer und Funktionserhalt eines Vakuum-Isolationspaneels hängen entscheidend von der Gasbarriere der Hüllfolie und der Dichtigkeit der Siegelnähte ab. Die Wärmeleitung steigt mit zunehmendem Innendruck, der Vorteil zu konventionellen Dämmstoffen geht verloren. Dies setzt hohe Anforderungen an die Hüllfolie. Um diesen gerecht zu werden, kommen meist Mehrschichtsysteme als Verbund aus Kunststofffolien und sehr dünnen Metallfilmen (meist Aluminium) zum Einsatz.
Aus demselben Grund dürfen VIP-Elemente auch nicht beschädigt, bearbeitet, gebohrt, etc. werden. Es sind vorgefertigte Dämmelemente, die eher Fertigbauteilen oder Fenstern ähneln als konventionellen Dämmstoffen, denn sie können nicht nach Bedarf bearbeitet und zurechtgeschnitten werden.
Einfache Anpassungsmöglichkeiten der Dämmung, wie bei einem → Wärmedämmverbundsystem, sind nicht möglich. Sie dürfen auch nicht durch Bohren, Sägen o.ä. beschädigt werden.
VIP-Elemente sind also entweder direkt in der erforderlichen Größe herzustellen oder die Anwendung muss auf verfügbare Standardmaße abgestimmt werden, wobei auch Durchbrechungen der Dämmschicht für Anker und Befestigungen bereits vorgesehen sein müssen. Dies bedingt allerdings, dass mit VIP-Elementen zu dämmende Fassaden bestehender Gebäude in ihrer Geometrie so beschrieben sind, dass die Elemente zumindest teilweise werksseits passgenau vorgefertigt werden können.
Eine Alternative zur nachträglichen Dämmung mit VIP-Elementen ist der Einsatz von vakuumgedämmten Betonfertigteilen.

Verkleidung mit Vakuum-Isolationspaneelen (modifiziertes Wärmedämmverbundsystem)

Bild 1.2.1-15 zeigt den schematischen Aufbau einer Verkleidung mit Vakuum-Isolationspaneelen. Dieses System wird auch modifiziertes Wärmedämmverbundsystem genannt, da der Aufbau im Prinzip gleich dem eines Wärmedämmverbundsystems ist. Die Wärmedämmschicht besteht jedoch aus zwei Teilen, dem VIP-Element (Vakuum-Isolations-Paneele) und einer "herkömmlichen" Wärmedämmschicht aus extrudiertem Polystyrol-Hartschaumstoff (XPS). Darauf folgt ein Grund- und Oberputz, wie beim althergebrachten Wärmedämmverbundsystem.

Bild 1.2.1-16 zeigt die Außenwand (Südseite) eines mit Vakuum-Isolationspaneelen gedämmten Reihenmittelhauses. Über den VIPs wurden noch zusätzlich Solarabsorber angebracht.

<table cellpadding="2" cellspacing="2"><tr><td width="100">Bild 1.2.1-16:</td><td>Quelle: ZAE Bayern</td></tr></table>

Die VIP-Elemente sollten mit einem Schienensystem befestigt werden, wenn die Fassade zu großen Windsogkräften ausgesetzt ist. Kunststoffschienen sind für die Sanierung von Außenfassaden besonders gut geeignet, da sie auch bei unebenen Wandoberflächen problemlos verwendet werden können. Die VIP-Elemente und die XPS-Platten, welche mit Nuten versehen sind, werden dann einfach in diese Kunststoffschienen eingesetzt. Die XPS-Platten dienen hierbei nur als Putzträger, da die Aluminiumfolie des VIP-Elements nicht genügend Haftung bietet.
Zusätzlich wird vor Anbringen der Schienen eine Aluminiumverbundfolie auf die Wand geklebt, um Kondensation von Mauerfeuchtigkeit in den Fugen auszuschließen.
Es sind jedoch auch Systeme im Einsatz, bei denen die Vakuum-Isolationspaneele beidseitig mit EPS kaschiert sind und so mit einem Klebemörtel auf der Wand befestigt werden können.

Vakuum-Isolationspaneele lassen sich sehr gut in → Pfosten-Riegel- und auch Element-Fassaden als Ausfachungselement einsetzen, da die Stärke auf die Glasdicke angepasst werden kann und somit optische Gestaltungsmöglichkeiten eröffnet. Allerdings existieren noch keine Langzeituntersuchungen über die Dauerhaftigkeit von Vakuum-Isolationspaneelen.

Bei Fassaden mit einem sehr hohen Wärmedurchgangswiderstand ist auch der Einbau von Fenstern mit einem entsprechend hohen Wärmedämmstandard sinnvoll. Eine neue Entwicklung, die sich die Vorteile des Vakuums zu Nutze macht, stellt das sog. Vakuumisolationsglas (VIG) dar.

<u>Wärme:</u>
Aus thermischer Sicht betrachtet bringen Vakuum-Isolationspaneele einen großen Vorteil, der Wärmeschutz der Außenwand wird erheblich verbessert. Die Paneele besitzen einen vergleichsweise sehr hohen Wärmedurchlasswiderstand, was zu einem vorteilhaft niedrigen U-Wert der gesamten Außenwandkonstruktion führt.
Der Vorteil des VIP-Elementes liegt in der geringen Schichtdicke im Vergleich zum herkömmlichen Wärmedämmverbundsystem.

Berechnung des U-Wertes

Berechnung des mittleren U-Wertes

<u>Feuchte:</u>
Die Vakuum-Isolationspaneele weisen bedingt durch deren Aufbau einen sehr hohen Wasserdampfdiffusionswiderstand auf. Dies bedeutet, dass ein Wasserdampftransport durch das Material nicht möglich ist. Somit kommt Diffusion durch diesen Dämmstoff nicht zustande. Aufgrund dieser Eigenschaft ist beim Einsatz von Vakuum-Isolationspaneelen darauf zu achten, dass durch den Feuchteaustausch zwischen Innen- und Außenluft kein Tauwasser oder kritische Feuchtelasten in der Konstruktion entstehen.

Durch die außenseitige Anbringung von Vakuum-Isolationspaneelen als Wärmedämmschicht wird die Temperatur im Wandquerschnitt und somit auch an der Innenoberfläche der Wand erhöht. Die Erhöhung der Bauteiloberflächentemperatur im Innern hat einen besseren Schutz vor → Oberflächentauwasser zur Folge. Durch die Erhöhung der Temperatur im Innern des Bauteils sinkt auch die Gefahr, dass sich dort Tauwasser ansammelt. Nach rechnerischen Untersuchungen kommt es bei einer Außendämmung dieser Art zu einer leichten Austrocknung der Wand.

Berechnung des Sättigungsdampfdrucks

Durchführung des Glaser-Verfahrens

<u>Schall:</u>
Bis vor kurzem waren die akustischen Eigenschaften von Vakuum-Isolationspaneelen weitgehend unbekannt. Die Untersuchungen von [Lenz (2005)] und Gudelj (2007) haben über enttäuschende Ergebnisse berichtet. Die gemessenen Schalldämmungen lagen um ca. 3 dB niedriger als nach dem Massegesetz zu erwarten wäre. Rechnerische Untersuchungen von [Maysenhölder (2009)] zeigen jedoch Wege auf, wie es möglich ist die Schalldämmung von VIP-Paneelen, insbesondere in Verbindung mit zusätzlichen Schichten, zu verbessern. Ob VIP-Paneele als zusätzliche Außendämmung hinsichtlich des Schallschutzes bedeutende Verbesserungen oder Verschlechterungen zur Folge haben, ist noch Gegenstand der Forschung.

<u>Achtung:</u>

-	Die Randfläche eines VIP-Elementes weist eine geringere Dämmwirkung auf als die Paneelmitte und stellt damit eine → Wärmebrücke dar. Ähnlich wie bei Fenstern ist der effektive Wärmedurchgangskoeffizient des einzelnen Dämmpaneels abhängig von der Größe und der Einbauweise. Deshalb sollten großformatige Paneele mit möglichst großen ungestörten Flächen im Verhältnis zum Randverbund geplant werden.
-	Stoß- und Befestigungsstellen müssen sorgfältig geplant und ausgeführt werden, da sie den Wärmedurchgangskoeffizienten des Bauteils erheblich beeinflussen.
-	Haltekonstruktionen aus Metall sollten möglichst vermieden werden, stattdessen können Halterungen aus Glasfaser verwendet werden.
-	Gegebenenfalls sind spezielle Durchführungen für Installationssysteme zu verwenden.
-	Bei Handhabung und Verarbeitung muss mit besonderer Sorgfalt und Vorsicht vorgegangen werden, um die Hülle nicht zu beschädigen und das Vakuum damit aufzuheben.
-	Im eingebauten Zustand müssen die VIP-Elemente gegen unbeabsichtigte Beschädigungen geschützt sein.
-	Vorgefertigte Fassadenmodule und Sandwich-Elemente sind weniger empfindlich und gefahrloser zu verarbeiten als ungeschützte VI-Paneele. Werden diese doch ungeschützt verarbeitet, sind qualifiziertes Personal und eine intensive Qualitätskontrolle gefordert.
-	Detailausbildungen der Anschlüsse an Fensterleibung, Sohlbank sind ebenso sorgfältig zu planen wie Eckausbildungen und Durchdringungen.
-	Temperaturbedingte Verformungen des Putzes und von Bauteilen wie Sohlbänken müssen durch konstruktive Maßnahmen spannungsfrei aufgenommen werden können.
-	Bei Klebeverarbeitung von EPS-kaschierten VI-Paneelen muss der Untergrund ausreichend tragfähig und eben sein, ein ausreichender Haftverbund zwischen Platten und Untergrund ist herzustellen.
-	Der Putz muss bei extremen Witterungsverhältnissen ausreichend lange geschützt werden.

<u>Normen und Richtlinien:</u>[1]

EnEV
DIN 4102 Brandverhalten von Baustoffen und Bauteilen
DIN 4108 Wärmeschutz und Energie-Einsparung in Gebäuden
DIN 18202 Toleranzen im Hochbau - Bauwerke
DIN V 18550 Putz und Putzsysteme - Ausführung
DIN 55699 Verarbeitung von Wärmedämm-Verbundsystemen
DIN 18345 VOB Vergabe- und Vertragsordnung für Bauleistungen - Teil C: Allgemeine Technische Vertragsbedingungen für Bauleistungen (ATV) - Wärmedämm-Verbundsysteme
DIN EN 1062 Beschichtungsstoffe und Beschichtungssysteme für mineralische Substrate und Beton im Aussenbereich
DIN EN 13162 Wärmedämmstoffe für Gebäude - Werkmäßig hergestellte Produkte aus Mineralwolle (MW) - Spezifikation
DIN EN 13163 Wärmedämmstoffe für Gebäude - Werkmäßig hergestellte Produkte aus expandiertem Polystyrol (EPS) - Spezifikation
DIN EN 13499 Außenseitige Wärmedämm-Verbundsysteme (WDVS) aus expandiertem Polystyrol - Spezifikation
DIN EN 13500 Außenseitige Wärmedämm-Verbundsysteme (WDVS) aus Mineralwolle - Spezifikation
ETAG 004Bek * ETAG 004 Bekanntmachung der Leitlinie für Europäische Technische Zulassungen für außenseitige Wärmedämm-Verbundsysteme mit Putzschicht (ETAG 004)
BFS Merkblatt Nr. 21 Technische Richtlinien für die Planung und Verarbeitung von Wärmedämm-Verbundsystemen
WärmedämmVerbundsystStandsicherheitBek Zum Nachweis der Standsicherheit von Wärmedämmverbundsystemen mit Mineralfaser-Dämmstoffen und mineralischem Putz

[1] ohne Anspruch auf Vollständigkeit

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