Landesspiegel 01-02/09 herunterladen - BDB

Leistungsfähige Wärmedämmung
Passivhaustaugliche Bodenplattendämmung bauaufsichtlich zugelassen
Dipl.-Ing. Elmar Boy, BASF SE
Styrodur® C ist jetzt auch für die mehrlagige
Verlegung unter der Bodenplatte bis 300 mm
Dämmdicke zugelassen
Plattengründungen reduzieren im Vergleich
zu Streifenfundamenten die Bodenpressungen,
weil sie die Last des Gebäudes,
die in den Untergrund abgetragen werden
muss, auf den gesamten Gebäudegrundriss
verteilt. Leistungsfähige Wärmedämmstoffe
wie der extrudierte Polystyrol-Hartschaumstoff
(XPS) der BASF, Styrodur® C,
sind in der Lage, die unter Gründungsplatten
von Ein- und Mehrfamilienwohngebäuden
auftretenden Pressungen in den
Untergrund abzutragen. Für Plattendicken
bis 120 mm ist diese Anwendung bereits
seit 1999 allgemein bauaufsichtlich zugelassen
[1].
Seit Dezember 2008 ist Styrodur® C nun
auch bis zu einer Dämmschichtdicke bis
300 mm in mehrlagiger Anordnung von
bis zu drei Dämmschichtlagen für die
lastabtragende Wärmedämmung unter
Gründungsplatten vom Deutschen Institut
für Bautechnik (DIBt) allgemein bauaufsichtlich
zugelassen [2]. Damit lassen sich
die hohen Wärmeschutzanforderungen für
Passivhäuser auch im lastabtragenden Bereich
wärmebrückenfrei erfüllen.
Nachfolgend werden die für die Dimensionierung
in der lastabtragenden Wärmedämmung
erforderlichen Materialkennwerte
vorgestellt und erläutert.
Druckfestigkeit oder Druckspannung
bei 10 % Stauchung
Die Druckfestigkeit oder Druckspannung
bei 10 % Stauchung wird nach EN 826 [3]
ermittelt und gilt nur für kurzzeitige Belastungen.
Hersteller von Wärmedämmstoffen
geben diesen Materialkennwert auf
dem Produkt oder auf der Verpackung im
Produktkennzeichnungsschlüssel beim CE-
Zeichen mit folgendem Symbol an:
CS(10\Y) x
zum Beispiel: CS(10\Y)300
wobei CS für „compressive strength“ oder
„compressive stress“ steht. Der in der Klammer
stehende Werte „10“ steht für
10 % Stauchung und „Y“ für „Bruch“. Diese
etwas ausführlichere Angabe ist notwendig,
weil Hartschaumstoffe je nach Elastizität
des Schaumgefüges bei Druckbeanspruchung
prinzipiell ein unterschiedliches
Verformungsverhalten aufweisen können,
wie nachfolgend erläutert wird.
Wirkt auf die Fläche A eines Dämmstoffes
die Druckkraft F ein, so entsteht in diesem
Körper die Druckspannung �:
� = F / A (1)
Im elastischen Bereich des Materials führt
die Krafteinwirkung zu einer Verformung
(Dickenverringerung durch Lasteinwirkung):
X = d s – d (2)
wobei ds die Dicke des Probekörpers vor
der Belastung ist und d die Dicke bei Lasteinwirkung.
Die Stauchung des Materials ist der Quotient
aus Verformung X und Probekörperdicke
ds:
� = X / d s
(3)
Die Druckspannung ist der Verformung
proportional:
� = E � � (4)
Proportionalitätsfaktor ist der Kurzzeit-
Druckelastizitätsmodul E des Materials.
Über diesen Elastizitätsmodul kann im
Elastizitätsbereich des Materials die jeweilige
Verformung für jede Druckbeanspruchung
angegeben werden:
� = 1 / E � � (5)
Im Druckspannungs-Stauchungs-Diagramm
(Abb. 1) ist dies schematisch dargestellt.
Im linken Diagramm in Abb. 1 ist der Fall
dargestellt, dass mit linear zunehmender
Last, die zu zunehmender Druckspannung
im Material führt, zunächst eine proportionale
Zunahme der Verformung festzustellen
ist. Vergrößert sich mit zunehmender
Druckspannung auch die Verformungszunahme,
was im Diagramm als Rechtskrümmung
der Kurve ersichtlich ist, kommt
es im Druckspannungs-Stauchungs-Dia-
Passivhaus
gramm zur Ausbildung eines örtlichen
Druckspannungs-Maximums (Abb. 1
links). Dies bedeutet, dass im Materialgefüge
die schwächsten Zellen gebrochen
sind. Dieses örtliche Maximum der Druckspannung
wird als Druckfestigkeit � dB des
Materials bezeichnet. Bei XPS ist dies
meist bei Verformungen � dB zwischen 1
und 2 % zu beobachten.
Bei elastischem Material wird mit zunehmender
Druckspannung eine kontinuierliche
Zunahme der Verformung beobachtet.
Dieses Materialverhalten ist in Abb. 1
rechts dargestellt. Weil für diese Produkte
eine „Druckfestigkeit“ als Beginn des Materialbruches
nicht definiert werden kann,
wird als höchste zulässige Druckspannung
� d10 der Wert festgelegt, bei dem das Material
im Vergleich zu seiner ursprünglichen
Dicke um 10 % verformt ist (� d10 ).
Langzeitdruckfestigkeit von
Hartschaumstoffen
Für die dauerhafte Druckbeanspruchung
dürfen nur solche Wärmedämmstoffe verwendet
werden, deren Eignung durch entsprechende
Kennzeichnung dafür ausgewiesen
ist. Nach den europäisch harmonisierten
Produktnormen wird für die zulässige Dauerdruckspannung
folgende Kennzeichnung
im CE-Schlüssel auf dem Produkt oder auf
der Verpackung angegeben:
CC(i 1/i2%/50) �c
zum Beispiel: CC(2/1,5/50) 130
Das bedeutet, dass bei einer zulässigen
Dauerdruckspannung von �c = 130 kPa,
das entspricht 0,13 MPa oder 0,13 N/mm²
die gesamte Dickenverringerung des
Dämmstoffes bei 50 Jahren Dauerdruckbeanspruchung
maximal i 1 = 2 % beträgt,
wobei der maximale Kriechanteil i 2 = 1,5 %
beträgt. „CC“ steht für Kriechverhalten
(„compressive creep“).
BDB-NACHRICHTEN Journal 2/2009 67
B
Druckspannung [N/mm 2 ]
Druckfestigkeit Druckspannung bei
10% Stauchung
σ dB
ε dB
Druckspannung [N/mm 2 ]
σ d 10
Stauchung Stauchung
ε d 10
Abb. 1: Druckspannungs-Stauchungsverhalten
einer Polystyrol-Hartschaum-Probe bei
kurzzeitiger Lasteinwirkung