Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) fördert seit Herbst 2009 das Forschungsprojekt „Helioclean“, das die Kompetenzen von drei Universitäten und verschiedenen Industriepartnern verknüpft. Ziel ist es, Fassadenbeschichtungen der Zukunft zu entwickeln, also nanotechnologisch funktionalisierte Baustoffe u. a. zur photokatalytischen Luft- und Oberflächenreinigung. Einfach gesagt geht es um den Abbau von Luftschadstoffen und -verschmutzungen, gerade auch auf hoch gedämmten, verputzten Oberflächen.
Rainer Schmid, Anwendungstechniker WDVS und pastöse Produkte, Baumit GmbH
Wärmedämm-Verbundsysteme werden in Deutschland laut mehrerer Quellen seit 1957 zur nachträglichen Dämmung von Wohngebäuden eingesetzt. Ende der 50er Jahre wurde ein Wärmedämmsystem (WDS) bestehend aus angeklebter Dämmstoffplatte, armiert mit einer Unter-putzschicht und einem Oberputz als Witterungsschutz, zum Patent angemeldet. Das Patent wurde jedoch nicht erteilt und so wurde die Idee rasch auch von weiteren Herstellern aufgenommen, welche in der Folge WDS auf den Markt gebracht haben.
Diese Vielfalt von wenig erprobten Kombinationen einzelner Produkte lies Mitte der 60er Jahre erstmals den Gedanken eines Verbundbaustoffes als Wärmedämm-Verbundsystem (WDVS) aufkommen. Durch den Einsatz einzelner, definierter Komponenten eines Herstellers in einem WDVS war der erste Schritt hin zu einer deutlichen Qualitätssicherung gemacht. Die Oberputze wurden auf die speziellen Anforderungen abgestimmt.
Als im Jahre 1969 mit der DIN 1408 „Wärmeschutz im Hochbau“ bauphysikalische Mindestanforderungen an Fassaden definiert wurden, gelang WDV-Systemen ein entscheidender Durchbruch. Auf der BAU 1970 wurden dann auch gleich von mehreren Herstellern WDV-Systeme auf EPS-Basis mit Putzoberflächen vorgestellt und beworben.
Die Energiekrise in den Jahren 1973/1974 brachte einen deutlichen Aufschwung für WDVS im Wohnungs- und Verwaltungsbau. Sowohl die verlegten Quadratmeter als auch die Zunahme der Dämmstoffdicken stieg rasant an. So wurden im Jahre 1977 bereits über fünf Millionen Quadratmeter verlegt.
Mit der wirtschaftlichen Bedeutung hielt auch die Forschung und Entwicklung besserer Dämmstoffe und deren Systemkomponenten Schritt. Im Jahre 1975 wurde das erste mineralische, nicht brennbare WDVS entwickelt. Mitte der 80er Jahre wurde das erste WDVS mit keramischer Oberfläche im Markt eingeführt.
Jüngste Entwicklungen
Die zunehmenden regulativen Einflüsse sowie marktwirtschaftliche Gesichtspunkte waren und sind Anlass für stetige Weiterentwicklung der Dämmleistung und die langlebige, rationelle Verarbeitung der Wärme-dämmverbundsysteme. Einen bedeutenden Schub erhielten WDVS in den 90er Jahren. In den Jahren 2001 bis 2009 hat sich das deutsche Marktvolumen in einer Größenordnung von ca. 35 – 40 Mio.m² pro Jahr eingependelt. Insgesamt wurde in Deutschland bisher eine Fläche von ca. 900 Mio. m² mit WDVS belegt. Ziel der Bundesregierung ist es, pro Jahr mindesten 2 % des Altbestandes zu dämmen. Nur so ist es möglich, die Klimaziele zu erreichen.
„… Die Verpflichtung auf das 2-Grad-Ziel bedeutet konkret, dass die Emissionen von Treibhausgasen bis 2050 im Vergleich zu 1990 mindestens halbiert werden müssen. Für die Industriestaaten heißt das, dass sie ihren Ausstoß bis 2050 um mindestens 80 % reduzieren müssen. Das ist eine gewaltige Herausforderung…“ (Quelle: Presse und Informationsdienst der Bundesregierung).
Seit über 20 Jahren werden mit WDVS gedämmte Fassaden wissenschaftlich begleitet. So sind gesicherte Erkenntnisse über die Langlebigkeit von WDVS dokumentiert. Es wurde auch festgestellt, dass sich WDVS positiv auf die gesamte Lebensdauer des Bauwerkes auswirken. (Praxisbewährung von Wärmedämmverbundsystemen, Frauenhofer IRB.Verlag). Fassadenschäden treten auf Grund Entkoppelungswirkung der Dämmschicht bei WDVS-Fassaden seltener auf als bei konventionellen Fassaden. An den untersuchten Objekten konnten mit einfachen, für Gebäude typischen Renovierungsmaßnahme, wie Erneuerung des Anstriches, beste Ergebnisse dokumentiert werden. Bei üblicher Wartung, d. h. Renovierungsanstrichen, der Oberfläche sind auch die frühen WDVS noch absolut intakt. Ein Entwicklungsschwerpunkt der Industrie liegt darauf, deutlich längere Renovierungsintervalle durch moderne Werkstoffe auf Basis Nano-Technologie zu ermöglichen. Dies sowohl im Bereich der Putze als auch in Beschichtungen.
Nano-Technologie im Einsatz
Die zeitgemäße Architektur setzt auf klare Formen mit wenig konstruktivem Fassadenschutz. Um von Anfang an eine dauerhafte Funktionalität des WDVS und eine lang anhaltend schöne Fassade sicher zu stellen, setzt z. B. die Baumit SuperDämmfassade seit Jahren auf modernste Werkstofftechnologie. Spätestens mit der Teflon-Pfanne ist die Nano-Technologie im Alltag angekommen. Eine Vielzahl von Oberflächen ist, von uns meist unbemerkt, bereits mit so genannten intelligenten Beschichtungen versehen. Durch Nano-Strukturen im Größenbereich von Bakterien, ist es möglich bestimmte Eigenschaften einer Oberfläche zu beeinflussen. Eine der Schwierigkeiten hierbei ist es, eine Eigenorganisation der Moleküle auch unter Nicht-Laborbedingungen sicher zu stellen. Bei der Rezeptur des NanoporPutz ist exakt dies gelungen. Nanopartikel werden dabei weder in der Produktion noch nach der Applikation frei gesetzt, da sich diese bei der chemisch-physikalischen Trocknung in Makro-Moleküle umwandeln.
Eine Fassade dauerhaft funktional zu halten, bedeutet auch, diese sauber zu halten. Dafür ist es von entscheidender Bedeutung ob und in welchem Maße sich Verschmutzungen an der Oberfläche verkrallen können.
Je „glatter“ eine Oberfläche, desto weniger Schmutz hafte an und je leichter lässt sich dieser entfernen. Nano-glatte Putzoberflächen zeigen sich hier besonders günstig.
Darüber hinaus ist es in Verbindung mit dem natürlichen UV-Licht auf solchen Untergründen möglich Schmutzpartikel an der Oberfläche zu zersetzten. Außerdem spielt die Art der Wasseraufnahme eine wichtige Rolle. Bisher ging man davon aus, dass ein Oberputz entweder möglichst hydrophob, also wasserabweisend, sein soll um so ein rasches Abtrocknen der Oberfläche zu haben, oder möglichst hydrophil, also benetzend, um so das Ober-flächenwasser im Putzsystem zu puffern. In beiden Fällen soll Feuchtigkeit und damit auch die Grundlage für Algen- und Pilzwachstum von der Oberfläche fern gehalten werden.
Beide Methoden haben ihre Vor- und Nachteile. Eine hydrophile Oberfläche hat den Vorteil, dass es bei Regen zu einem „Vorhang-Effekt“ auf der Fassade kommt. Das heißt, Regenwasser lauft nicht bahnenweise ab, sonder spült über die gesamte Fassade. Sehr gute Erfahrungen zeigen sich hier bei der Glasindustrie. Eine hydrophob eingestellte Oberfläche hält das Bauteil trocken und bietet damit einen guten Schutz vor Feuchte- und/oder Frostschäden.
Die Vorteile zu nutzten und die jeweiligen Nachteile möglichst zu negieren, ist das erklärte Ziel bei der Entwicklung von NanoporPutz. Seine spezielle Rezeptur auf Silikat-Basis ermöglicht eine Selbstorganisation der Moleküle auf der Oberfläche. So entsteht im äußeren Bereich der Putzschicht eine nano-glatte Struktur, welche hydrophile Eigenschaften hat. Darunter stellen sich die Moleküle hydrophob ein und verhindern so ein Durchfeuchten der Putzschicht und damit des Baukörpers. Als i-Tüpfelchen lässt sich dieser Putz beliebig einfärben. Grenzen ergeben sich hier lediglich beim Einsatz auf WDV-System durch den Hellbezugswert, welcher > 20 sein soll.
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