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Intelligentes Sandwich - Eine tragende Rolle für Styropor

23.09.2009 - (idw) Innovationsstiftung Schleswig-Holstein

Im konventionellen Häuserbau wird zunächst die äußere Hülle eines Gebäudes erstellt und dann anschließend gegen Wärmeverluste gedämmt. Warum nicht das Haus direkt aus Dämmstoffen konstruieren, dachte sich ein Architekt aus Handewitt. Er entwickelte aus Styropor und Sperrholz tragfähige und zugleich hoch gedämmte Bauelemente für Wände, Decken und Dach. Mit ihnen lassen sich Häuser frei von Wärmebrücken konstruieren. Die Entwicklung wurde auf der Baumesse NordBau in Neumünster im September 2009 mit dem Innovationspreis des schleswig-holsteinischen Bauministers ausgezeichnet.

Man nehme: einen Styroporblock, leime ihn gekonnt zwischen zwei dünne Sperrholzplatten, und fertig ist ein Bauteil, das nicht nur so robust ist, dass es problemlos als tragendes Element im Hausbau eingesetzt werden kann, sondern das ganz nebenbei noch eine hochwertige Dämmung in sich trägt. Das klingt viel zu einfach?
Auch die Mitarbeiter der Materialprüfungsanstalt in Eckernförde mögen gestaunt haben, als sie ein solches Sandwichelement in ihrer Halle einem Belastungstest unterzogen. Immer mehr Gewicht luden die Prüfer von oben auf das Bauteil mit einer Gesamtstärke von rund 18 Zentimetern, wobei 16 Zentimeter davon allein die Styroporfüllung ausmachte. Zehn Tonnen, fünfzehn Tonnen, zwanzig Tonnen - und es passierte nichts. Kein Stauchen, kein Ausbeulen, kein Brechen. Also wurde weiter gesteigert. Erst unter einer Belastung von knapp 45 Tonnen brach schließlich das Sperrholz auf.
Vier Jahre sei dieser Test mittlerweile her, berichtet Edgar Asmussen, Architekt aus Handewitt bei Flensburg. Er hat das neuartige Styroporsandwich mit seiner Firma HEP Holz Element Produktion entwickelt. Die Frage, welche Chancen Dämmstoffe für den Hausbau bieten, habe ihn seit langem beschäftigt. Alle gängigen Dämmstoffe hätten ihre speziellen Qualitäten. Styropor aber sei in bautechnischer Hinsicht ein ganz besonderes Material. "Es bietet eine hohe Wärmedämmung. Es ist diffusionsdicht. Und es bietet als einziger Dämmstoff darüber hinaus auch konstruktive Fähigkeiten."
Während andere Dämmmaterialien wie Mineralwolle oder Zellulose vor allem zum Füllen von Hohlräumen taugten, sei Styropor in Verbindung mit Holzplatten sehr stabil. Für die Konstruktion eines Gebäudes ergeben sich damit völlig neue Chancen: Häuser könnten nicht nur mit, sondern direkt aus Dämmstoffen gebaut werden. Wie aber verbindet man Styropor und Holz so, dass es den Belastungen tatsächlich stand hält?
Die Sandwichbauweise ist im Bau bekannt und bot sich an. Asmussen entwickelte ein Produktionsverfahren, bei dem die einzelnen Komponenten mit Hilfe einer Hochfrequenzpresse zu fertigen Bauteilen verpresst werden. Dazu werden die Teile zunächst flächig verleimt und aufeinander gelegt. In der Presse härten die Leimfugen dann durch elektromagnetische Wellen aus.
Um jedoch ein Unternehmen zu finden, das bereit war, eine Hochfrequenzpresse nach seinen Bedürfnissen zu bauen, musste Asmussen bis nach Kopenhagen fahren. Dämmstärken bis zu 38 Zentimeter sind damit realisierbar. Hat das Bauteil die Presse verlassen, kann es aufgesägt und mit Ausschnitten zum Beispiel für Fenster versehen werden.
Damit zwei Sandwichelemente problemlos miteinander verbunden werden können, ist auf den Spanplatten, die das Styropor einschließen, jeweils eine zweite Holzwerkstoffplatte etwas versetzt angebracht. Die Elemente können so fast wie mit Nut und Feder bündig ineinander geschoben werden (siehe Foto Seite 2) - ohne Unterbrechung der Dämmung. So lässt sich eine Gebäudehülle konstruieren, die komplett frei von Wärmebrücken ist.
Wärmebrücken sind bei der Dämmung ein großes Problem. Die Wärme wird durch einige Bauteile schneller nach außen transportiert als durch andere. Tauwasser und Schimmelbildung können die Folge sein. "Für ein normales Holzhaus braucht man 60 bis 90 Kubikmeter Konstruktionsholz. Jedes Stück Holz stellt eine potenzielle Wärmebrücke dar", sagt Asmussen.
Mit einer wärmebrückenfreien Konstruktion hält Asmussen Null-Energiehäuser für machbar. Warm werde es im Haus durch innere Wärmequellen, Solareinträge und vorgewärmte Frischluft aus einem Kriechkeller unterhalb der gedämmten Bodenplatte. Im Sommer ist die Frischluft aus dem Kriechkeller kühl und sorge für ein angenehmes Hausklima.
Unter dem Namen "Termoply" vertreibt HEP die Sandwichelemente. Eine Messung der Luftdichtheit an einem Haus in Flensburg zeigte, dass das Gebäude aufgrund der Konstruktion die Anforderungen des Passivhausstandards nicht nur erfüllt, die Messwerte lagen im Mittel sogar weit darunter.
Um die Produktion von "Termoply" auf industriellen Maßstab auszuweiten, fehle in Handewitt derzeit noch eine Lagerhalle, sagt Asmussen. Die bauliche Zulassung hat das Deutsche Institut für Bautechnik längst erteilt, nachdem auch die Materialprüfungsanstalt der Uni Stuttgart die Sandwichelemente getestet hatte. Hierbei kam ein weiterer Vorteil der Bauteile zum Vorschein: Aufgrund ihres vergleichsweise geringen Gewichtes konnten viele Elemente gleichzeitig auf einem LKW nach Stuttgart gefahren werden. Asmussen: "Mit Beton hätten Sie das nicht machen können."

Weitere Informationen: http://www.hep-elemente.de - Internetseite der Herstellerfirma von Sandwichelementen
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