Forschende des Fraunhofer WKI und der Technischen Universität Braunschweig haben Modelle zur Vorhersage des Gesamtverhaltens von Wärmedämmverbundsystemen (WDVS) im Holzbau entwickelt. Die Ergebnisse dieses Forschungsprojekts fließen in einen Leitfaden ein. In Zukunft wird es damit leichter, bereits zugelassene WDVS zu optimieren, neue Komponenten zu integrieren und Materialinnovationen einzuführen.
Die Prüfung und Zulassung eines WDVS ist aufwändig. Für den Einsatz ist ein baurechtlicher Verwendungsnachweis notwendig. Wenn ein WDVS zugelassen ist, dürfen die Komponenten nicht ohne Weiteres ausgetauscht werden, sonst verliert die Zulassung ihre Gültigkeit. Die Ergebnisse des Forschungsprojekts sollen die Integration solcher neuen Komponenten erleichtern.
„WDVS sind komplexe Systeme, bei denen das Zusammenwirken der Systemkomponenten bisher nicht ausreichend erforscht war. Wir haben das Zusammenwirken aller Systemkomponenten in Kombination mit Öko-Dämmstoffen und dem Holzbau als Untergrund ganzheitlich betrachtet. Die grundlegenden Daten, die wir erhoben haben, ermöglichen es einzelne Komponenten von WDVS auszutauschen und die Zulassung zu vereinfachen. Darüber hinaus werden die Bauteile durch unsere Berechnungen sicherer und verlässlicher“, erläutert Norbert Rüther, Projektleiter am Fraunhofer WKI.
Alle Systemkomponenten wurden untersucht
Gemeinsam mit dem Projektpartner, dem Institut für Baukonstruktion und Holzbau iBHolz der TU Braunschweig haben die Forschenden die einzelnen Systemkomponenten betrachtet: Oberputz, Unterputz, Gewebe, Dämmplatte, Befestigungsmittel und Untergrund. Untersucht wurden Systeme mit Holzfaserdämmstoffen auf hölzernen Untergründen wie der Holztafelbauweise und massiven Holzuntergründen. An der TU Braunschweig haben die Forschenden theoretische und numerische Untersuchungen an Ein- und Mehrkomponentensystemen vorgenommen sowie die Modelle erstellt. Am Fraunhofer WKI führten die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler Versuche an Materialien und Zweikomponentensystemen durch, sowie numerische Untersuchungen zum Wärme- und Feuchtetransport.
„Wir sind bei unserer Arbeit davon ausgegangen, dass das gesamte WDVS auf physikalische Eigenschaften und Vorgänge reduziert werden kann. Zwar gibt es beispielswiese zahlreiche Putzvarianten, allerdings können wir sie mit physikalischen Eigenschaften wie E-Modul und Festigkeit, Streckgrenze und Bruchdehnung, Wasseraufnahme und -leitung, Wärmeleit- und Wärmespeicherfähigkeit sowie Dicke ausreichend genau beschreiben. Das gilt genauso für den Dämmstoff oder den Holzuntergrund“, so Rüther.
In drei Schritten zum Leitfaden
Die Forschenden gingen dabei in drei Schritten vor. Zunächst wurden die einzelnen technischen Eigenschaften jeder Komponente ermittelt und dann eine Auswahl der relevanten technischen Eigenschaften getroffen. Daraufhin haben die Forschenden die Einflüsse der Komponenten auf das Gesamtsystem ermittelt und ein Modell zur Vorhersage des Systemverhaltens und der Ableitung der Systemgrenzen erstellt. Die Ergebnisse führen schließlich zur Erstellung eines Leitfadens, der derzeit noch erarbeitet wird.
Nach Ansicht der Institute wären mit den Ergebnissen des Forschungsprojekts Innovationen auch für kleine Unternehmen möglich, die aus Kostengründen aufwändige Untersuchungen bisher nicht durchführen lassen können. Es sei also zu erwarten, dass der Zeit- und Kostenaufwand für Unternehmen deutlich sinken werde und Neuheiten schneller in den Markt finden können. Beispielsweise könnte ein neuentwickelter Putz ohne Prüfung des Gesamtsystems etabliert werden. Aus den Ergebnissen leiten sich aber auch bessere Prognosemöglichkeiten für die Gebrauchstauglichkeit von Holzkonstruktionen ab. Damit werde der Weg frei für die vermehrte stoffliche Nutzung von nachwachsenden Rohstoffen und ihrer sicheren und dauerhaften Nutzung.
Das Projekt der Forschungsvereinigung Internationaler Verein für Technische Holzfragen e. V. wurde über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert. Weitere Informationen erhalten Sie auf der Website des Fraunhofer WKI.