Lastabtragende Wärmedämmungen unter der Bodenplatte müssen besonderen Beanspruchungen standhalten. Sie liegen zum einen außerhalb der Bauwerksabdichtung im erdberührten Bereich und dürfen als Perimeterdämmung deshalb nicht feuchtigkeitsempfindlich sein. Zum anderen müssen lastabtragende Dämmungen den statischen Anforderungen genügen und die gesamten Eigen-, Verkehrs- und Nutzlasten aus dem Gebäude ohne unzulässige Verformungen aufnehmen können. Es sind abgesicherte Langzeitkennwerte über das Kriechverhalten erforderlich.
Wegen dieser besonderen Anforderungen müssen geeignete Perimeterdämmstoffe allgemein bauaufsichtlich zugelassen sein – nicht nur als Dämmstoff allgemein, sondern speziell für den lastabtragenden Einsatz. Die Zulassungen enthalten neben den Bemessungswerten für den Wärmeschutz auch Angaben zu den zulässigen Druckspannungen.
In der Praxis haben sich für die Perimeterdämmung als lastabtragende Wärmedämmung unter Gründungsplatten vor allem drei Ausführungsvarianten bewährt:
- Extrudierte Polystyrol-Hartschaumplatten (XPS-Platten)
- Schaumglasplatten
- Schüttungen aus Glasschaumgranulat (auch Schaumglasschotter genannt).
XPS jetzt auch mehrlagig
Extrudiertes Polystyrol ist ein geschlossenzelliger Hartschaum mit Bemessungswerten der Wärmeleitfähigkeit in Größenordnungen von 0,035 bis 0,040 W/(mK). Die genauen Werte eines konkreten Produkts hängen von der Dicke und der jeweiligen Zulassung ab. Das gilt auch für die zulässigen Dicken und der Anzahl der Lagen, bei denen es in jüngster Zeit Weiterentwicklungen gegeben hat. Ursprünglich wurden die Dämmplatten ausschließlich einlagig im Verband verlegt. Die Dicke der Dämmung war damit durch das Sortiment des Herstellers bestimmt, deren Maximaldicken bei 200 mm oder für mehrschichtige Multilayerplatten bei 320 mm liegen.
Neuere Zulassungen, wie sie beispielsweise BASF, Dow oder Ursa besitzen, erlauben jetzt auch die mehrlagige Verwendung von XPS-Platten sowohl im Umkehrdach als auch eben bei lastabtragenden Dämmungen. Zulässig sind bis zu drei Lagen XPS-Platten, deren Gesamtdicke auf 300 mm begrenzt ist.
Die Entwicklung der Mehrlagigkeit ist noch jung und die Bewertung ihrer praktischen Vor- oder Nachteile schwierig. Verwiesen sei hier deshalb auf die Argumentationen der Hersteller selbst.
Die BASF hat für die Mehrlagigkeit von Styrodur eine eigene Website freigeschaltet. Umgekehrt hat Jackon Insulation verschiedene Artikel zu den Vorteilen der Einlagigkeit veröffentlicht.
Doch egal, ob ein oder mehrlagig, es wird in jedem Fall empfohlen, die Dämmplatten auf eine Sauberkeitsschicht aus Magerbeton oder auf eine eben abgezogene, stark verdichtete Kiessandschicht zu verlegen. Der Untergrund muss ausreichend eben sein, um ein vollflächiges Aufliegen der Dämmplatten zu gewährleisten. Oberhalb der Dämmschicht soll eine Schutzschicht, etwa PE-Folie, verhindern, dass Betonnasen oder Zementmilch in den Plattenverbund eindringen. Für das Betonieren der Gründungsplatte wird in der Regel bauseits eine Randschalung gestellt.
Es gibt aber auch schon Systeme, z.B. bei Jackon Insulation oder Austrotherm, bei denen die Randschalung ebenfalls aus Dämmelementen besteht, die in die Bodendämmung gesteckt oder mit ihr verschraubt werden. Das spart den Bau einer separaten Randschalung und sichert einen einfachen, durch die Bauleitung einfach zu überprüfenden Anschluss der Dämmung an den aufgehenden Wänden.
Trockenbau oder dampfdichte Verklebung
Schaumglas ist ein anorganischer Hartschaum, der zu 60 % und mehr aus Recyclingglas sowie weiteren mineralischen Rohstoffen besteht. Die sehr dünnwandige geschlossenzellige Struktur der Platten ist wasserdicht sowie außerordentlich druckfest und weist dabei eine gute Dämmfähigkeit auf. Diese Eigenschaften ermöglichen den Einsatz als lastabtragende Dämmung unter Bodenplatte / Gründungsplatten. Die als Floor Boards bezeichneten beschichteten Platten werden in Trockenbauweise auf Magerbeton oder Feinsplittbettung verlegt. Alternativ ist ein dampfdichter Aufbau aus unbeschichteten Platten mit einer Heißbitumen-Verklebung und abschließendem Deckabstrich auf der Oberfläche möglich.
Die Boards oder Platten sind bis 180 mm dick und werden einlagig verlegt. Je nach Produkt liegen die Bemessungswerte der Wärmeleitfähigkeit zwischen 0,042 und 0,052 W/(mK). Ähnlich wie bei manchen XPS-Produkten lässt sich die Randschalung für die Bodenplatte entweder bauseits herstellen oder es wird der Randabsteller Perisave aus Schaumglas auf die Bodendämmung geklebt, so dass in einem Arbeitsgang die Dämmung und materialgleich die Schalung entstehen.
Schaumglasplatten und –boards sind baupraktisch stauchungs- und kriechfrei. Die zulässigen Druckspannungen für den Nachweis der Standsicherheit (Langzeitdruckfestigkeit) enthält – wie für XPS jeweils auch – die allgemeine bauaufsichtliche Zulassung. Hinweise zur statischen Bemessung und den bodenmechanischen Ansätzen sind in den Herstellerunterlagen enthalten. Grundlegend seien hier genannt: für XPS das Merkblatt für den Wärmeschutz erdberührter Bauteile der FPX Fachvereinigung Polystyrol-Extruderschaumstoff sowie für Schaumglas die Foamglas-Veröffentlichung Dämmsysteme im Erdreich.
Dämmen und dränieren mit einer Schicht
Eine dritte Möglichkeit für die Perimeterdämmung als lastabtragende Dämmung unter Bodenplatte ist Glasschaumschotter. Altglas wird unter Zugabe weiterer Mineralien zermahlen, danach erhitzt und aufgeschäumt, ehe es in der anschließenden Abkühlung auf Schottergröße bricht – je nach Produkt mit Korngrößen zwischen 10 und 60 mm.
Anders als die oben beschriebenen Plattenwerkstoffe handelt sich also um eine zu schüttende Dämmung, die nach dem Einbau eine Verdichtung benötigt – in der Regel im Verdichtungsverhältnis 1,3 : 1. Es gibt eine Reihe von Anbietern auf dem deutschen Markt, die jeweils eigene Zulassungen mit unterschiedlichen Kennwerten besitzen. Hier können deshalb nur orientierende Wertespannen angegeben werden, für die Planung sind die Angaben der Zulassung des betreffenden Produkts maßgeblich.
So variieren die Einbaudicken in einem Bereich von 120 bis 900 mm, wobei ab 300 mm teilweise mehrlagiger Einbau erforderlich ist. Die für die Wärmeschutzberechnung maßgeblichen Bemessungswerte der Wärmeleitfähigkeit liegen in Größenordnungen von 0,100 bis 0,140 W/(mK). Die Hersteller geben gern auch die Wärmeleitfähigkeit im trockenen Zustand ( λ10,tr) an, die kleiner ist und damit besser aussieht, aber dem Planer rechnerisch nicht weiterhilft.
Die Anwendung von Glasschaumschotter im Kapillarsaum des Grundwassers oder im Bereich von drückendem Wasser wird in der Regel durch die Zulassungen ausgeschlossen.
Die plattenförmigen XPS- oder Schaumglasmaterialien lassen sich hingegen auch in diesem Bereich einsetzen. Dafür hat man bei Glasschaumschotter außerhalb des Grundwassers jedoch den Vorteil, dass die geschüttete Dämmung gleichzeitig die Funktionen einer Flächendränage und eine kapillarbrechenden Schicht übernimmt – was wiederum die Platten nicht zu leisten vermögen. Auch für Glasschaumschotter gibt es, z.B. bei Glapor, Randdämmsteine, die die bauseitige Randschalung erübrigen und auf dem Untergrund verklebt werden.
Waagerechter statt senkrechter Frostschutz
Es gehört zu den Vorzügen von Bodenplatten, dass sie im Vergleich zu Streifenfundamenten sehr flach gegründet werden können, also nur relativ wenig in die Tiefe ragen. Damit liegt die Gründung aber auch oft noch im frostbeanspruchten Bereich. Im Winter besteht die Möglichkeit, dass Feuchtigkeit unter der Bodenplatte zu Eislinsen gefriert und so Frosthebungen verursacht. Die Gefahr wird durch die flächige Wärmedämmung unter der Bodenplatte sogar verstärkt, weil das beheizte Gebäude nur sehr wenig Wärme abgibt und der Boden unter der Platte dementsprechend kalt bleibt.
Eine fachgerecht ausgeführte kapillarbrechende Schicht vermindert die Gefahr von Eislinsenbildung und damit Frosthebungen, aber es ist die Frage, ob man sich hierauf allein verlassen sollte. Die Ansammlung von Wasser wird damit zwar mehr oder minder sicher verhindert, nicht aber die „Ansammlung“ von Minusgraden. Eine andere Lösung könnte das Betonieren von Streifenfundamenten an der Außenkante der Platte sein, die auch als (senkrechte) Frostschürzen bezeichnet werden. Sie verhindern zwar das Unterfrieren des Gebäudes, verursachen aber auch genau den Tiefbauaufwand, den man mit der Plattengründung eigentlich vermeiden wollte.
Eleganter erscheint eine aus Skandinavien übernommene Variante mit waagerechten Frostschirmen. Die flächige Dämmung unter der Bodenplatte wird dabei einfach über den Grundriss des Gebäudes hinaus ausgeführt. Die Lösung hat den Charme des geringen Aufwands und kann ohne größere Grabungsarbeiten sogar nachträglich ausgeführt werden.
Der Erfolg und die notwendige Dimensionierung hängen von den Außentemperaturen am Einbauort, der Wärmedämmung unter der Bodenplatte, den Innentemperaturen des Gebäudes sowie von der Wärmeleitfähigkeit der Dämmschicht für den Frostschirm ab. Den schlechtesten Fall stellen sehr gut gedämmte Bodenplatten (Passivhaus) und/oder wenig beheizte Gebäude bzw. Räume dar. Unter diesen ungünstigen Bedingungen geht das FPX-Merkblatt für den Wärmeschutz erdberührter Bauteile davon aus, dass ein Frostschirm von 1,25 m Breite und 8 cm Dicke in unseren Regionen die Unterfrierung der Bodenplatte sicher ausschließt.
