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Leistungskriterien von Wandbaustoffen unter Einfluss des Klimawandels

Ein technisches Anforderungsprofil für Putze wurde entwickelt, das durch Feuchtespeicher- und Transportkapazität aktiv in das Raumklima eingreift

Viele Kriterien beeinflussen das Verhalten einer Wand. Deshalb ist es entscheidend, das Gesamtsystem, d.h. Wetter und Klima, Raumklima und Nutzerakzeptanz sowie das Gebäudehüllen- und Materialverhalten zu betrachten. Dieser ganzheitliche Ansatz ist einzigartig und wurde im Rahmen des hier vorgestellten interdisziplinären Projekts RaumKlimaPutz durchgeführt (Abbildung 1).

 

Abbildung 1: Schematische Darstellung der Einflüsse auf das Raumklima (Grafik: Michael Kleber)

 

Nachhaltige Kriterien für Raumluftfeuchtebereiche für nicht-klimatisierte Wohngebäude wurden in drei verschiedene Disziplinen eingeteilt: Nutzerakzeptanz (RAUM), Klimawandel (KLIMA) und Materialeigenschaften (PUTZ). Diese Einteilung ermöglichte eine grundsätzliche Betrachtung der verschiedenen Disziplinen sowie deren Zusammenspiel, das durch die enge Zusammenarbeit schließlich quantifiziert werden konnte. Im Rahmen des voranschreitenden Klimawandels konnten somit zukunftsfähige Anforderungsprofile für die innere Putzschicht entwickelt werden.

RAUM – Eine Besonderheit des sommerlichen Raumklimas besteht darin, dass nicht nur durch hohe Temperaturen, sondern insbesondere durch das Zusammenspiel von hohen Temperaturen mit hoher Raumluftfeuchtigkeit unangenehme Bedingungen entstehen können. Mittels Probenversuchen im KIT-LOBSTER sowie Gebäudesimulationen konnten eine Erweiterung der vorhandenen Schwüle-Kriterien erzielt werden. Anstatt eine fixierte Grenze, wurde eine dynamische Grenze, abhängig von Temperatur und Feuchte ermittelt. (Kleber et al. 2017).

KLIMA – Hochaufgelöste regionale Klimasimulationen mit dem COSMO-CLM lieferten im Projekt die Randbedingungen für die Gebäudesimulationen für sowohl die Vergangenheit als auch die Zukunft. Sie zeigten nicht nur Änderungen im Temperaturverlauf der letzten Jahrzehnte, sondern auch bei anderen meteorologischen Parametern wie Feuchtigkeit und Niederschlag. Die am IMK-TRO durchgeführten Analysen quantifizierten eine Zunahme der Anzahl Tage mit schwülen Bedingungen und zeigten somit die Notwendigkeit und das Potential neuer zukunftsfähigen Wandbaustoffe (Brecht et al. 2020).

PUTZ – Die Materialien müssen so entwickelt werden, dass bei einer bestimmten Temperatur und Luftfeuchtigkeit eine schnelle Feuchtigkeitsaufnahme oder -abgabe möglichst dauerhaft gewährleistet ist. In ausführlichen Laboruntersuchungen ergänzt durch Simulationen wurde die Reaktion verschiedener Putzsysteme auf unterschiedlichster klimatischer Bedingungen ermittelt. Dies lieferte zusätzliche Kenntnisse über das Feuchtetransport- und Speichervermögen der obersten Wandschichten, um das Raumklima gezielt zu beeinflussen (Umminger et al. 2016).

ERGEBNISSE – Das Hauptergebnis des Projekts war ein Anforderungsprofil für Sanierputze, das sowohl Behaglichkeitskriterien im Innenraum als auch Einflussfaktoren des Außenklimas berücksichtigt. Es konnte gezeigt werden, dass die Projektergebnisse auf der Materialebene innerhalb ausgewählten Kriterien (Wasserdampfdiffusionswiderstandszahl, Trockenrohdichte und Wärmeleitfähigkeit) bereits vorhandener Putzsysteme liegt und somit die Machbarkeit einer tatsächlichen Umsetzung zeigt (Abbildung 2). Ein weiteres zentrales Ergebnis war, dass auf Basis der detaillierten Nutzerstudien weitaus realistischere Kriterien bzgl. Schwüle-Empfinden für den Nutzerkomfort in Wohn- und Geschäftsräumen abgeleitet werden konnten und anhand dieser Kriterien nun räumlich quantifizierte Aussagen über die erforderlichen Eigenschaften von Innenputzsystemen in Baden-Württemberg und darüber hinaus gemacht werden konnten.

 

Abbildung 2: Einzelne Kriterien des neu entwickelten technischen Anforderungsprofils für Putzsysteme im Projekt im Vergleich zu bereits vorhandenen Putzsystemen

 

Die hier vorgestellten Untersuchungen haben gezeigt, dass durch die Ausstattung von Wohnräumen mit speziell auf den Standort und das Nutzerprofil abgestimmten Putzsystemen eine erhebliche Verbesserung des Nutzerkomforts in den Räumen erreicht werden kann - auch unter Berücksichtigung deutlich erschwerender Randbedingungen aufgrund des Klimawandels.

Das Projekt wurde im Rahmen des Programms „Nachhaltiges Bauen“ der Baden-Württemberg Stiftung gefördert und unter Federführung des Süddeutschen Klimabüros durchgeführt (https://www.bwstiftung.de/forschung/programme/umwelt-nachhaltigkeit/nachhaltiges-bauen).

Brecht, B., Schädler, G. und Schipper, J.W., 2020: UTCI climatology and its future change in Germany – an RCM ensemble approach, Meteorologische Zeitschrift. Akzeptiert.

Kleber, M., Umminger, M., Brecht, B., Vogel, M., Haist, M., Müller, H.S., Schipper, J.W. und Wagner, A., 2017: Leistungskriterien für Innenraumputze vor dem Hintergrund des Klimawandels und des Nutzerkomforts. Bauphysik, 39: 234-244. DOI: 10.1002/bapi.201710026

Umminger, M., Kleber, M., Schipper, H., Haist, M., Vogel, M., Brecht, B., Wagner, A. und Müller, H.S., 2016: Leistungskriterien für wohnkomfortgerechte Wandbaustoffe unter Einfluss des Klimawandels in Baden-Württemberg. Mauerwerk-Kalender 2016 (Hrsg.: Wolfram Jäger), 547-551, Ernst & Sohn GmbH & Co, ISBN: 978-3-433-03131-5