Bundesverband Kalksandsteinindustrie e. V.

KS-Mauerwerk mit Wärmedämm-Verbundsystem

Bereits in den 50er Jahren wurden erste Wärmedämm-Verbundsysteme (WDVS) entwickelt. Seit mehr als 40 Jahren wird die Weiterentwicklung derartiger Systeme auf der Basis von expandiertem Polystyrol-Hartschaum (EPS) in großem Umfang eingesetzt. Seit Mitte der 70er Jahre kamen WDVS mit Mineralfaserplatten und mineralischen Dickputzsystemen zur Anwendung.

Untersuchungen zum Langzeitverhalten von ausgeführten WDVS im Alter zwischen 19 und 35 Jahren zeigten im Vergleich zu Wänden mit Putz nach DIN 18550 eine geringere Schadenshäufigkeit, einen vergleichbaren Wartungsaufwand und Wartungshäufigkeit, eine entsprechend hohe Dauerhaftigkeit.

Wandaufbau KS-Mauerwerk mit Wärmedämm-Verbundsystem

Wärmedämm-Verbundsysteme werden in der Bauregelliste B, Teil 1 als „Bausatz“ im Geltungsbereich der Leitlinien für Europäische Technische Zulassungen (ETAG, European Technical Approval Guideline) geführt. Darüber hinaus sind weitere nationale Regelungen vorhanden.

Vor diesem Hintergrund, sind für die Verwendung von Wärmedämm-Verbundsystemen derzeit in der Regel noch allgemeine bauaufsichtliche Zulassungen (abZ) bestimmend.

Da die Eigenschaften von WDVS wesentlich durch die Abstimmung der Materialkomponenten – wie z.B. der Kombination von Dämmung und Putzsystem oder Putzmatrix und Gewebeeinlage – definiert werden, dürfen nur systemkonforme Materialien verwendet werden. Der Austausch einzelner Komponenten oder die Kombinationen einzelner Komponenten unterschiedlicher Hersteller sind unzulässig. Insofern sind die allgemeinen bauaufsichtlichen Zulassungen als „System-Zulassungen“ zu verstehen.

Die nationale Norm DIN 18345 als Teil der VOB – Teil C regelt die Ausführung und gibt Hinweise für das Erstellen von Leistungsbeschreibungen.

DIN EN ISO 9229 beinhaltet weder Anforderungen noch Bemessungsgrundlagen, sondern dient vielmehr der Begriffsbestimmung und ist wie die zurückgezogene Vornorm DIN V 18559 für baupraktische Belange ohne Bedeutung.

Derzeit marktübliche Wärmedämm-Verbundsysteme (WDVS) werden u.a. nach den Verankerungsvarianten differenziert:

  • ausschließlich teil- bis vollflächig verklebte WDVS
  • verklebte und verdübelte WDVS
  • ausschließlich verdübelte WDVS (ggf. mit konstruktiver Zusatzverklebung),
  • mechanisch befestigte WDVS (mit Schienenbefestigung).

Komponenten

Tragender Untergrund
Der Untergrund für WDVS muss tragfähig (standsicher), trocken, staub- und fettfrei sowie ausreichend eben sein. Wände aus KS-Mauerwerk gelten ohne weiteren Nachweis auch für ausschließlich verklebte WDVS als ausreichend tragfähig. 

An die erforderliche Ebenheit e des Untergrundes weren – bezogen auf eine Messlänge von 1 m – folgende Anforderungen gestellt:

  • Verklebte Systeme: e ≤ 1,0 cm
  • Verklebte und verdübelte Systeme: e ≤ 2,0 cm
  • Mechanisch befestigte Systeme (Schienenbefestigung): e ≤ 3,0 cm

Bei fachgerecht ausgeführtem KS-Mauerwerk werden stets die höchsten Anforderungen an die Ebenheit – nämlich die für die Verwendung von ausschließlich verklebten WDVS – problemlos eingehalten.


Verankerung

Ausschließlich verklebte WDVS mit EPS-Hartschaumplatten werden teil- oder vollflächig verklebt. Bei der teilflächigen Verklebung erfolgt der Kleberauftrag entweder mit einem Flächenanteil von ca. 40 % nach der Wulst-Punkt-Methode auf der Dämmplattenrückseite oder mit einem Flächenanteil von ca. 60 % durch ein maschinelles, mäanderförmiges Aufspritzen des Klebemörtels auf den tragenden Untergrund.
Bei ebenen Untergründen ist bei einer Vielzahl dieser Systeme auch eine vollflächige Verklebung im Kammbett zulässig. Die Wulst-Punkt-Methode oder der mäanderförmige Auftrag ist gegenüber der Kammbett-Methode als sicherer ausführbar.

Teilflächige Verklebung nach der Wulst-Punkt-Methode

Teilflächiger maschineller Kleberauftrag

Ausschließlich verklebte WDVS mit Mineralwolle-Lamellen werden in der Regel vollflächig (100 %) verklebt. Dabei ist der Klebemörtel ausreichend in die Dämmplattenrückseite einzumassieren, Zunehmend werden vorbeschichtete Lamellen angeboten, die dann auch für eine teilflächige
Verklebung – z.B. mit maschinellem, mäanderförmigem Klebemörtelauftrag (≥ 50 %) auf den tragenden Untergrund – zugelassen werden. In hohen Windlastbereichen über 20 m wird zumindest im Randbereich – teilweise auch im Flächenbereich – eine zusätzliche Verdübelung erforderlich.

Teilflächig verklebtes WDVS mit EPS-Hartschaum

WDVS mit teilflächig verklebten sowie verdübelten Mineralwolle Platten

Bei verklebten und verdübelten Systemen richtet sich die Anzahl der erforderlichen Dübel u.a. nach der Materialgüte der Wandbaustoffe. Hier erweist sich KS-Mauerwerk als besonders tragfähiger Untergrund.

Im Vergleich zu rein verklebten Systemen ist die Verarbeitung von zusätzlich verdübelten Systemen arbeits- und damit lohnkostenintensiver. Aufgrund der hohen Tragfähigkeit und Ebenheit von KS-Mauerwerk wird weder eine zusätzliche Verdübelung von EPS-Systemen noch die Ausführung von Schienensystemen erforderlich. Es können somit rein verklebte WDVS mit EPS-Hartschaumplatten oder Mineralwolle-Lamellen empfohlen werden.

Wärmedämmung
Als Dämmstoffe kommen vorwiegend zur Anwendung:

  • EPS-Hartschaumplatten
  • Mineralwolle-Dämmplatten
  • Mineralwolle-Lamellen

Weitere Zulassungen liegen z.B. vor für:

  • Mineralschaum-Dämmplatten
  • Phenolharz-Dämmplatten
  • Verbunddämmplatten aus Mineralschaum und Mineralwolle-Lamellen

Unabhängig vom Materialtyp sind die Dämmstoffplatten dicht gestoßen im Verband zu verlegen. Dies gilt auch für Bauwerkskanten, an denen eine verzahnte Verlegung auszuführen ist. Stoßfugen im Bereich der Ecken von Wandöffnungen sind unzulässig. In Ausnahmefällen nicht dicht gestoßene Fugen sind nachträglich materialgleich vollständig zu verfüllen.

Die anwendungsbezogenen Anforderungen sind in DIN 4108-10 für das Anwendungsgebiet WAP (Außendämmung der Wand unter Putz) geregelt.

Die Bemessungswerte der Wärmeleitfähigkeit sind in DIN 4108-4 aufgeführt. Darüber hinaus wurden vielfach allgemeine bauaufsichtliche Zulassungen für Dämmstoffe erwirkt, die deutlich günstigere Bemessungswerte der Wärmeleitfähigkeit aufweisen.

Zu WDVS sowohl mit Mineralschaum-Dämmplatten, Phenolharz-Dämmplatten und Mineralschaum-Mineralwollelamellen-Verbundplatten als auch mit PUR-Platten liegen derzeit nur wenige praktische Langzeiterfahrungen vor.

Putzsysteme
Bei den Putzsystemen – bestehend aus Unterputz mit Bewehrungsgewebeeinlage und Oberputz – wird u.a. unterschieden nach:

  • Material
    –      Kunstharzputze
    –      mineralische Putze (in der Regel kunststoffmodifiziert)
  • Dicke
    –      Dünnputze
    –      Dickputze

Eine scharfe Differenzierung zwischen Dünn- und Dickputzsystemen ist nicht möglich.

Die Putzdicke hat insbesondere bei verklebten und verdübelten WDVS mit Dämmstoffen aus Mineralwolle erheblichen Einfluss auf den Schallschutz.

Das Bewehrungsgewebe (Glasgewebe) hat – vergleichbar mit der Stahlbewehrung im Stahlbeton – u.a. die Funktion, die in jedem mineralischen Baustoff auftretenden Rissbreiten auf ein unschädliches Maß zu beschränken. Bei der Verarbeitung ist zu beachten, dass das Gewebe glatt und faltenfrei sowie ohne Hohllagen zu verlegen ist und nicht geknickt werden darf.

Standsicherheit

Der Nachweis der Standsicherheit wird für den in der Zulassung beschriebenen Anwendungsbereich bereits im Rahmen des Zulassungsverfahrens erbracht. Unter anderem ergeben sich hieraus Anforderungen an:

  • Untergrund (Beschaffenheit, Abreißfestigkeit, Ebenheit, etc.),
  • Verankerung (Befestigungsart, Verklebungsanteil, Anzahl der Dübel, etc.),
  • WDVS-Komponenten (Querzugfestigkeit, Abreißfestigkeit, etc.).

Wärmeschutz

Die Anforderungen an den winterlichen Wärmeschutz sind mit WDVS problemlos erfüllbar, da Dämmstoffe mit geringer Wärmeleitfähigkeit beziehungsweise mit Dicken bis zu 400 mm derzeit bereits zugelassen sind.

U-Werte einschaliger KS-Außenwände mit Wärmedämm-Verbundsystem

Bei der Ermittlung des Wärmedurchgangskoeffizienten der Außenwandkonstruktion ist bei verdübelten WDVS ggf. der punktuelle Wärmebrückeneinfluss der Dübel zu berücksichtigen. Dieses ist bei hoher Dübelanzahl oder bei der Verwendung von thermisch ungünstigen Dübeltypen der Fall.
Thermisch günstige Dübel zeichnen sich durch einen geringen Wärmeverlustkoeffizienten χ (chi) aus, der den Dübel-Zulassungen entnommen werden kann. Der diesbezügliche Nachweis muss nach dem in den jeweiligen WDVS-Zulassungen angegebenen Algorithmus erbracht werden.
Bei üblichen Systemen ist dieser Einfluss von vernachlässigbarer Größenordnung (d.h. < 3 % nach DIN EN ISO 6946).

Schallschutz

Ein WDVS auf einer massiven einschaligen Außenwand kann akustisch als Vorsatzschale betrachtet werden, die das Schalldämm- Maß Rw der Trägerwand verändert, was durch die so genannte Verbesserung des bewerteten Schalldämm-Maßes ΔRbeschrieben wird. Zur Ermittlung von ΔRw existiert ein in den allgemeinen bauaufsichtlichen Zulassungen geregeltes Berechnungsverfahren.

Als Einflussgrößen werden neben der Resonanzfrequenz die Trägerwand, die Verdübelung, die Klebefläche und (bei Dämmstoffen aus Mineralfaser) der Strömungswiderstand des WDVS berücksichtigt.

Anhand von ΔRw kann die Auswirkung eines WDVS auf die (Direkt)-Dämmung einer Außenwand wie folgt bestimmt werden:

Rw, mit WDVS = Rwohne WDVS + ΔRw

Für Außenwände aus Kalksandstein dürfen sowohl für die Direktschalldämmung wie auch für die Flanken-Schalldämmung (im Gebäude)  Rw – Werte verwendet werden, die sich aufgrund der Massekurve nach   E DIN 4109-3 für Kalksandstein ergeben.

Direktschalldämm-Maße Rw 1)  von KS-Wänden2) ohne WDVS 3)

Korrekturwerte ΔRdes bewerteten Schalldämm-Maßes von Kalksandsteinwänden

Mit WDVS entsprechend den jeweiligen Systemzulassungen – Richtwerte

Die frühere Aussage, dass WDVS die Schalldämmung verschlechtern, ist mit heutigen Systemen nicht mehr generell aufrecht zu erhalten. Die Wahl des Dämmsystems entscheidet, ob erhöhte Wärmedämmung mit WDVS die Schalldämmung verbessert oder verschlechtert.

 Für ein möglichst hohen Schalldämm-Maßes sind die die konstruktiv zu bemessenden Einflussgrößen:

  • Dynamische Steifigkeit der Dämmschicht s‘ und
  • Flächenbezogene Masse der Putzschicht in kg/m2

Dickere und damit schwerere Putzschichten sind günstiger. Die Steifigkeit des Dämmmaterials sollte möglichst gering sein.

Unter Schallschutzaspekten muss die Auslegung des WDVS aber nicht grundsätzlich nach diesen Gesichtspunkten erfolgen. Dies zeigt eine nähere Betrachtung der Frequenzeigenschaften des Außenlärms.

Reale Minderung von tieffrequentem Außenlärm

hochfrequentem Außenlärm

Eine Ausrichtung nur am bewerteten Schalldämm-Maß Rw entspricht zwar der derzeitigen Praxis, die auch dem Nachweis der DIN 4109 für den Außenlärm entspricht, gewährleistet aber nicht in jedem Fall den sinnvollsten Schallschutz gegen Außenlärm.
Zur Bestimmung der schalltechnischen Eigenschaften von einschaligen KS-Außenwänden kann der KS-Schallschutzrechner verwendet werden .

Brandschutz

WDVS mit Hartschaum-Dämmstoffen (EPS, PF oder PUR) sind im eingebauten Zustand bei Einhaltung bestimmter konstruktiver Regeln „schwerentflammbar“ und dürfen nur bis zur Hochhausgrenze (Fußboden des höchstgelegenen Aufenthaltsraums ≤ 22 m über Geländeoberkante) verwendet werden.

Bei Verwendung von EPS-Dämmplatten mit Dämmstoffdicken über 100 mm bis 300 mm muss oberhalb jeder Fenster oder Türöffnung im Sturzbereich ein mindestens 200 mm hoher Dämmstreifen aus nichtbrennbaren Mineralwolle-Lamellen angeordnet werden, um im Brandfall ein (abtropfendes) Schmelzen des Polystyrols zu verhindern. Der Dämmstreifen ist beidseitig mit mindestens 300 mm über die Leibung zu führen. Auf diese Sturzausbildung darf verzichtet werden, wenn in (mindestens) jedem zweiten Geschoss ein horizontal um das Gebäude umlaufender Brandriegel aus 200 mm hohen und nichtbrennbaren Mineralwolle- Lamellen angeordnet wird.

Varianten unterschiedlicher brandschutztechnischer Zusatzmaßnahmen nach abZ im Bereich von Öffnungen bei WDVS aus EPS-Hartschaumplatten mit Dämmstoffdicken über 100 mm

WDVS mit EPS-Dämmplatten über 300 mm sind „normalentflammbar“. Mit mineralischen Putzen wird jedoch eine Klassifizierung als „schwerentflammbar“ möglich, wenn Öffnungen mit im Sturz- und Leibungsbereich umlaufenden nichtbrennbaren Mineralwolle-Lamellen größerer Höhe (300 mm bis 400 mm ausgeführt werden. In der Änderung 2012 der Musterbauordnung (MBO) § 28 sind für die Gebäudeklassen 1-3 sind auch normalentflammbare WDVS vorgesehen, in jedem Fall sind die Bestimmungen der allgemeinen bauaufsichtlichen Zulassungen zu beachten.

WDVS mit Mineralwolle- oder Mineralschaum-Dämmplatten sind im eingebauten Zustand der „nichtbrennbar“ und können somit über die Hochhausgrenze hinausgehend bis zu einer Gebäudehöhe von 100 m eingesetzt werden.
(Definition: „normalentflammbar“; „schwerentflammbar „ und „nichtbrennbar“ nach bauaufsichtlichen Benennungen)

Bei Gebäuden, die direkt an Nachbargebäude angrenzen, ist ein Streifen b ≥ 1 m im Bereich der Haustrennwand aus nicht-brennbarem Material (Baustoffklassen A1 und A2 nach DIN 4102-1 anzuordnen

Brandschutzmaßnahmen im Bereich von Gebäudegrenzen

Feuchte und Witterungsschutz

Der Nachweis des klimabedingten Feuchteschutzes (Dampfdiffusion) nach DIN 4108-3 wird bei der Verwendung von WDVS – insbesondere auf KS-Mauerwerk– erfüllt.

Um Missverständnissen vorzubeugen: Außenwände mit oder ohne WDVS „atmen“ nicht. Bei üblichen Gebäude- und Bauteilabmessungen ist die infolge Lüftung (mit der aus hygienischen Gründen erforderlichen Mindestluftwechselzahl) abgeführte Feuchtigkeitsmenge gegenüber der auf dem Wege der Dampfdiffusion durch eine Außenwandkonstruktion transportierten Wassermenge etwa 100-fach größer.

Die Anforderungen an WDVS hinsichtlich der Schlagregenbeanspruchung können in Abhängigkeit von den regionalen klimatischen Bedingungen, der örtlichen Lage und der Gebäudeart in Anlehnung an DIN 4108-3 eingeordnet werden.
Für hohe Beanspruchungsgruppen sind wasserabweisende Putzsysteme zu verwenden.
Die diesbezüglichen Angaben können den Zulassungen entnommen werden. WDVS-Putze erfüllen i. a. die Anforderungen in der höchsten Schlagregenbeanspruchungsgruppe III nach DIN 4108-3.

Gebrauchstauglichkeit und Lebensdauer

Um die Gebrauchstauglichkeit der WDVS nachzuweisen, wird im Rahmen des Zulassungsverfahrens eine Vielzahl von Prüfungen an den Komponenten und am Gesamtsystem zum Einfluss klimatisch bedingter Einwirkungen durchgeführt.

Mauerwerkswände aus Kalksandstein erreichen eine sehr hohe Lebensdauer. Für Wärmedämm-Verbundsysteme wird in neueren Literaturstellen von einer technischen Lebensdauer von 40 bis 60 Jahren ausgegangen (siehe: Arlt, J.; Pfeiffer, M.: Lebensdauer der Bauteile und Baustoffe zur Harmonisierung der wirtschaftlichen Nutzungsdauer im Wohnungsbau, Institut für Bauforschung e. V., Forschungsbericht F 2464, Fraunhofer IRB Verlag, 2005)

Stoßfestigkeit

In besonders stoßgefährdeten Bereichen, wie z.B. Hofdurchfahrten, kann die Stoßfestigkeit durch die Anordnung einer zweiten Glasgewebebewehrung erhöht werden. 

Ergebnisse zur Stoßfestigkeit werden in den europäischen Zulassungen angegeben, nicht jedoch in den nationalen Zulassungen und sind ggf. beim Anbieter gesondert zu erfragen.

Veralgung

Veralgung oder Verpilzung tritt nicht nur an gedämmten Fassaden auf. Grundsätzlich kann es auf jeder Oberfläche, die der Witterung ausgesetzt ist, zu einem Bewuchs durch Algen oder Flechten kommen. Das ist kein spezifisches Problem von WDVS - auch Beton- und Glasbauteile, selbst Metalloberflächen werden befallen.

Die Funktionsweise einer wärmegedämmten Fassade besteht im Wesentlichen darin, dass der Wärmestrom aus dem Gebäude heraus vermindert wird. Dies führt dazu, dass die Außenoberfläche der
Fassade im Winter kälter wird und somit die Fläche auch bei nass-kaltem Wetter länger feucht ist. Ein guter,wirksamer Wärmeschutz gleich welcher Ausführung erhöht deshalb das Risiko eines Befalls.

Durch konstruktive Maßnahmen, wie z.B. durch einen ausreichenden Dachüberstand, die Anordnung von Tropfkanten und die Verhinderung von stehendem Wasser in Nischen und Rillen kann die Feuchtbeanspruchung und damit die Algengefährdung deutlich reduziert werden.
Nach dem derzeitigen Stand der Technik lässt sich das Algen- bzw. Flechtenwachstum am wirkungsvollsten vermeiden, indem dem Putz ein Biozid beigefügt wird.

Gestaltung

Insbesondere bei Dickputzsystemen wird die gesamte Strukturvielfalt traditioneller Putzsysteme – vom Glattputz bis zum Rau oder Kratzputz – angeboten. Bei der Verwendung von Glattputzen ist darauf hinzuweisen, dass bei gleicher Rissbreite Rissbildungen häufiger als optisch störend empfunden werden als bei raueren Putzstrukturen und sich Gerüstlagen eher abzeichnen.

Die große Palette der Farbvielfalt wird entweder mit einem durchpigmentierten Oberputz oder mit zusätzlichen Farbbeschichtungen erzielt. Um temperaturbedingte Zwängungsspannungen zu begrenzen, sollte der Hellbezugswert der Oberflächen 20 nicht unterschreiten (möglichst helle Oberflächen) und in den Flächen nicht zu stark differieren.
Neue Entwicklungen beinhalten die genannten Putze und Beschichtungen mit mikroglatter hydrophober Oberfläche, weitere Gestaltungsmöglichkeiten ergeben sich mit keramischen Bekleidungen oder Naturwerksteinbekleidungen.

Details

Für Gebäudeecken und Kanten von Fenster- bzw. Türleibungen können Eckschutzgewebe oder Eckschutzprofi le (Winkel aus Kunststoff oder korrosionsbeständigem Metall mit/ohne Gewebestreifen) verwendet werden. Gebäudedehnungsfugen in der tragenden Konstruktion sind im WDVS durchgehend aufzunehmen.

Im Bereich von Anschlüssen an angrenzende Bauteile – wie z.B. beim Blendrahmen-Anschluss – sind entweder spezielle, durch die Systemhersteller angebotene Profile zu verwenden. Alternativ kann der Dämmstoff mit einem Fugendichtungsband hinterlegt werden und der Putz mit einem Kellenschnitt sauber getrennt werden.

Fenstersohlbänke sind darüber hinaus mit einer seitlichen Aufkantung sowie Unterschnitt im Leibungsbereich des WDVS anzuschließen. Dabei ist insbesondere bei Aluminium-Sohlblechen auf eine Schiebestoßausbildung zu achten, um eine ausreichende Verformungsmöglichkeit zu gewährleisten.
Hinsichtlich der Vermeidung von Wärmebrücken ist Beiblatt 2 zu DIN 4108 zu beachten.

Für KS–Außenwände sind Lösungen in den wärmeschutztechnisch optimierten KS-Details dargestellt.

KS-Lexikon