Wärmedämmung – Luft in kleinen Waben

dieser Artikel erschien in: DDH 07/2003

Luftpolsterfolien können bei Verpackungen neben der mechanischen zusätzlich eine thermische Schutzfunktion erfüllen. Die isolierende Wirkung lässt sich auch für die Wärmedämmung von Gebäuden effektvoll ausnutzen, wie hier beispielhaft an einem Wohnhaus in der Oberlausitz gezeigt wird.

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Es ist kaum zu glauben, aber die Spuren im Inneren zeigen es deutlich: Als das eher kleine Haus vor rund 200 Jahren gebaut wurde, fanden hier unter einem Dach der Stall, eine Gaststätte und die Wohnung der Wirtsleute Platz. An die gastliche Tradition des Hauses will die jetzige Besitzerin anschließen und neben ihrer eigenen Wohnung hier drei weitere Wohnungen für Feriengäste einrichten.

In den Jahren 2002/2003 war deshalb eine umfassende Sanierung und Modernisierung erforderlich. Im massiven Untergeschoss und beim Fachwerk in der oberen Etage ließ sich die historische Substanz überwiegend bewahren. Die Schäden in den Mauern sowie im Fachwerk und seinen Ausfachungen konnten mit den traditionellen handwerklichen Techniken repariert werden.

Das Dach und die aufgemauerten Giebel waren allerdings nicht mehr zu retten. Die Untere Denkmalschutzbehörde und die Besitzerin verständigten sich darauf, das Dach samt des Dachstuhls komplett zu erneuern, dabei aber den Charakter der historischen Situation zu erhalten. Um eine zeitgemäße Nutzung des Dachgeschosses zu ermöglichen, akzeptierten die Denkmalpfleger den Einbau einer breitgelagerten Trapezgaube, die es vorher nicht gegeben hatte.

Die Bauherrin wollte die Ferienwohnungen im Dachgeschoss mit sichtbaren Sparren ausführen. Für die Wärmedämmung nach den heutigen Regeln kam deshalb nur eine Anordnung über den Sparren in Frage. Für diese Aufgabenstellung gibt es eine ganze Reihe von Dämmlösungen, die aber meistens zu einem relativ dicken Dachpaket führen und gerade bei denkmalwerten Gebäuden das historische Erscheinungsbild des Gebäudes beeinträchtigen können. Die innovativen Handwerker boten deshalb die hochwirksame, aber dünne Wärmedämmung Lu..po.Therm B2+8 aus Luftpolsterfolien mit IR-Reflektionsschichten an. Die dreizehnlagige Folie hat bei einer Nenndicke von nur 3 cm einen Wärmedurchlasswiderstand von R = 1,30 m²K/W. Die allgemeine bauaufsichtliche Zulassung wurde vom DIBt unter der Zulassung Nr. Z-23.11-1463 – gültig bis 31.März 2006 für Deutschland erteilt.

Leicht aber fest

Luftpolsterfolien sind in der Verpackungstechnik ein bekanntes und seit mehr als 30 Jahren bewährtes Material. Die dort verwendeten Folien bestehen zumeist aus LD-PE (Low Density Polyethylen = Polyethylen niederer Dichte). Dieses Material ist jedoch wegen seiner geringen mechanischen Festigkeit kaum für den robusten Einsatz auf dem Bau geeignet.

Seit 1989 beschäftigt sich Wilfried Jung mit einer neuen Verfahrenstechnik zur Verbesserung der Reiß- und Zugfestigkeiten von Luftpolsterfolien. 1994 gelang dem geschäftsführenden Gesellschafter der LPS GmbH die Realisierung mit völlig neuen Produktgruppen. Es wurde auf den Rohstoff HD-PE (High Density Polyethylen = Polyethylen hoher Dichte) umgestellt und für diese innovative Verfahrenstechnik ein Patent erteilt. Schon allein der Materialwechsel erhöhte die mechanischen Festigkeitswerte auf das drei- bis vierfache. Weitere Verbesserungen waren durch eine neue Luftpolstergeometrie möglich: Sie sind nicht mehr kreisrund, sondern orientieren sich an der sechseckigen und äußerst stabilen Bauweise von Bienenwaben. Ganz im Sinne der Bionik überträgt die Neuentwicklung also bewährte natürliche Strukturen auf industriell hergestellte Konstruktionsformen.

Die veränderte Verfahrenstechnik führte außerdem zu Einsparungen beim Rohstoffeinsatz und erlaubte eine erhebliche Reduzierung des Flächengewichts. Die neue Luftpolsterfolie wiegt jetzt nur noch 32 g/m², statt früher 92 g/m². Das fertige Produkt besteht im Volumen zu 99 Prozent aus Luft und nur zu 1 Prozent aus HD-PE-Folie. Der große Anteil eingeschlossener Luft sichert in der  Verpackungstechnik eine gute Polsterung und wirkt gleichzeitig als Wärmedämmung. Kühlware und andere thermisch empfindliche Güter können heute mit Thermoschutzhauben aus Luftpolsterfolie und zusätzlichen, die Infrarotstrahlung reflektierenden metallisierten Folien beim Transport geschützt werden. Diese doppelte Schutzwirkung gegen Wärmestrahlung und Wärmetransmission lässt sich mit Lu..po.Therm B2+8 jetzt auch für die Dämmung von Gebäuden bei Decke, Wand, Dach und Boden einsetzen.

Multifunktionaler Schichtenaufbau

Wie die Ziffern in der Bezeichnung schon andeuten, besteht Lu..po.Therm B2+8 aus acht Lagen Luftpolsterfolien sowie zwei, jeweils außen angeordneten Lagen gewebeverstärkter und metallisierter IR-Reflektionsfolien. Zur Verstärkung der Infrarotreflexion ergänzen drei weitere metallisierte Polypropylen-Folien im Inneren den Aufbau.

Die fertige Verbundwärmedämmmatte besteht aus insgesamt dreizehn Lagen, die umlaufend zu einem kompletten Schichtenpaket randverschweißt sind und vom Verarbeiter wie eine einzige Folie transportiert und verlegt werden. T-Endfäden, eingearbeitet im Breitenabstand von etwa 30 cm, gewährleisten zusätzlich eine Lagesicherung innerhalb des Aufbaus. Die T-Endfäden durchstoßen jedoch nur zwölf Lagen, wodurch die untere Außenfolie unperforiert bleibt. Sie ist dadurch und wegen ihrer hochdichten Metallbeschichtung luftdicht und praktisch undurchlässig für Wasserdampf. Die unperforierte Seite muss nach innen bzw. unten verlegt werden und erfüllt damit die Funktion der Dampfsperre.

Im Zusammenwirken der Schichten des Aufbaus ergibt sich ein hocheffektiver Wärmedämmstoff, der gleichzeitig alle drei Arten des Wärmedurchgangs minimiert: die Transmission, die Konvektion und den Strahlungsdurchgang. Der hohe Anteil der in den Waben eingeschlossenen Luft verringert äußerst effektiv die Wärmetransmission, weil Luft ein schlechter Wärmeleiter ist. Die nicht perforierte und luftdichte unterste Lage des Schichtenpakets verhindert Wärmeverluste durch Luftleckagen (Konvektion). Neben ihrer Funktion als Dampfsperre wirkt sie also gleichzeitig auch als Luftdichtheitsschicht im Sinne der Energieeinsparverordnung EnEV. Das Entweichen der Wärme in Form von Strahlung verhindern schließlich die insgesamt fünf metallisierten Folien im Schichtenpaket, die je nach Einbausituation und Wellenlänge bis zu 98 % der Infrarotstrahlen reflektieren und damit den Wirkungsgrad vervielfachen können.

Abschirmung gegen Wärme und Elektrosmog

Im Rahmen von neutralen Baustoffprüfungen zur Vorbereitung der allgemeinen bauaufsichtlichen Zulassung wurde für Lu..po.Therm B2+8 mit 3 cm Nenndicke der bereits erwähnte Wärmedurchlasswiderstand von R = 1,30 m²K/W ermittelt. Das entspricht einem U-Wert von 0,68 W/(m²K). Die Prüfungen fanden mit der in Deutschland üblichen Heizkastenmethode nach DIN 52 611 statt, die beiden genannten Werte bilden deshalb nur die Grundlage für die deutsche Zulassung.

In anderen europäischen Ländern, etwa in Frankreich, berücksichtigen die Messverfahren neben der Transmission stärker auch den Anteil der Infrarotreflexion an der Wärmedämmung. Weil Luftpolsterfolien in Kombination mit metallisierten Folien hier hochwirksam sind, können in diesen Prüfungen Wärmedurchlasswiderstände bis zu 5,0 m²K/W nachgewiesen werden. Das entspricht umgerechnet einem U-Wert von etwa 0,2 W/(m²K), der sich mit nur 3 cm Dicke ansonsten kaum erreichen lässt.

Die wärmeschützende Wirkung der Luftpolsterfoliendämmung liegt also über den gängigen Dämmstoffqualitäten. Außerdem hat der Verbund weitere Vorteile für den Verarbeiter und den Bauherrn. So bilden die metallisierten Folien einen hochwirksamen Schutz gegen elektromagnetische Strahlen und Felder, speziell die im Verdacht der Gesundheitsschädigung stehenden gepulsten Hochfrequenzen des Elektrosmogs werden sicher abgeschirmt.

Das Material selbst ist sauber und hautfreundlich, nicht allergieauslösend sowie physiologisch unbedenklich. In der Verpackungstechnik darf HD-PE beispielsweise direkt mit Lebensmitteln in Verbindung gelangen. Dies ist unter anderem auch deshalb möglich, weil die Folie nicht hygroskopisch ist und keine Gerüche annimmt.

Lu..po.Therm B2+8 entspricht gemäß Zulassung der Baustoffklasse B2 nach DIN 4102. Es werden ausschließlich halogenfreie Flammhemmer und diese nur in geringen Mengen eingesetzt, wodurch das Material nicht brennend abtropft und nicht nachglimmt.

Nach Ablauf der Nutzungsdauer in den Gebäuden kann der Verbund als Wertstoff voll recycelt werden.

Flexibel und leicht in der Verarbeitung

Die Vorteile der Wärmedämmung mit Luftpolsterfolien überzeugte bisher schon viele Planer und Bauherren. Die neue Dachkonstruktion des beschriebenen Sanierungsobjektes wurde mit Lu..po.Therm B2+8 genau nach den Verarbeitungsangaben des Herstellers als Aufsparrendämmung ausgeführt.

Auf die sichtbar bleibenden Sparren wurde zunächst eine Vollholzschalung und auf diese dann eine Konterlattung geschraubt. Anschließend rollten die Handwerker auf den Konterlatten den Dämmstoff parallel zur Traufe mit 3 bis 5 cm Überlappung aus und hefteten ihn zunächst an. Das Material ist bei der Anlieferung eindeutig gekennzeichnet, so dass eine seitenrichtige Verlegung, bei der die unperforierte Schicht innen bzw. unten liegt, auf jeden Fall gewährleistet ist.

Die endgültige Befestigung der Folie erfolgte mit einer zweiten Lattenebene, die einerseits als Anpresslattung für den Dämmstoff und andererseits als Konterlattung für die Dachlatten dient. Die Ebene der Ziegeldeckung erhielt also eine eigene Hinterlüftung.

Beim Transport auf das Dach und während des Ausrollens erwies sich das geringe Gewicht der Folie als komfortable Montageerleichterung. Ein Quadratmeter wiegt etwa 430 g, 6,5 kg leicht ist damit eine ganze Rolle von 1,50 m Breite und 10 m Länge. Neben diesen Standardmaßen sind auch vorkonfektionierte Fixlängen lieferbar. Zukünftig sollen die Rollen außerdem zusätzlich in 2 m Breite erhältlich sein.

Einen weiteren Verarbeitungsvorteil stellt die Flexibilität der Verbundwärmedämmung dar. Sie schmiegt sich problemlos an die jeweilige Dachform mit ihren Graten und Kehlen an, was im vorliegenden Fall vor allem die Dämmung am Krüppelwalm und an der Gaube vereinfachte. An den Graten entstehen auf diese Weise keine Wärmebrücken und Dünnstellen.

Lu..po.Therm B2+8 erfüllt auf allen Dächern mehrere Funktionen in einer Schicht. In erster Linie ist das Material Wärmedämmung, gleichzeitig aber auch zweite wasserführende Ebene, Dampfsperre und Luftdichtheitsschicht. Gegenüber konventionellen Dachaufbauten verringert sich durch die multifunktionale Wärmedämmung die Anzahl der erforderlichen Arbeitsschritte, was zu wesentlichen Kosteneinsparungen und einem Zeitgewinn bei der Verarbeitung führt. Um die Dichtheit des Aufbaus zu gewährleisten, müssen die Überlappungen und Stöße der Folie sowie alle Anschlüsse an Dachdurchdringungen, aufgehendes Mauerwerk oder andere Bauteile dauerhaft mit Reinacrylatklebeband abgeklebt werden.

Fazit

Weil viele Bauherren, für ein stimmungsvolles Ambiente, in ihren Dachgeschossen die Sparren sichtbar lassen wollen, kann vorteilhaft Lu..po.Therm B2+8 als Aufsparrendämmung eingesetzt werden. Nach den gleichen Prinzipien können aber auch Dämmungen zwischen oder unter den Sparren mit dem innovativen Dämmstoff ausgeführt werden. Möglich ist außerdem die Anwendung in Holzständerwänden oder bei vorgehängten hinterlüfteten Fassaden. Die hohe Dämm- und Reflektionswirkung von Lu..po.Therm B2+8 erlaubt in jedem Fall einen Einbau mit relativ geringer Dicke, wodurch die Dach- oder Wandkonstruktionen schlank gehalten werden können. Ein Vorteil gerade für alle Sanierungsbaustellen.

Bei denkmalgeschützten Gebäuden lässt  sich auf diese Weise die überlieferte Gesamtansicht dauerhaft erhalten. Im Inneren allerdings wirkt sich der optimierte Aufbau als zusätzlicher Raumgewinn aus.

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