Vakuumdämmung: Dünnschicht für den Denkmalschutz

Zwischen 1925 und 1930 entstanden in Frankfurt am Main unter Leitung des Architekten Ernst May rund 14 000 Wohnungen – viele davon als Reihenhäuser in Trabantensiedlungen wie Niederrat. Dort wurde eines der heute denkmalgeschützten Gebäude als Pilotprojekt mit einer Vakuumdämmung saniert.

Die Planungen für die heute denkmalgeschützten Reihenhäuser, die der Architekt und damalige Stadtbaurat Ernst May in den 1920er Jahren in Frankfurt am Main erbaute, sahen eine wirtschaftliche, durch hohen industriellen Vorfertigungsgrad geprägte Bauweise vor, um den Frankfurtern möglichst kostengünstigen Wohnraum zu schaffen. Die schlichten Gebäude in einfacher Bauweise wurden mit funktional optimierten Grundrissen erbaut. Aus diesem Grunde wurde extra die platzsparende „Frankfurter Küche“ entwickelt, mit der damals alle Wohnungen ausgestattet wurden. 

Klassische Moderne mit heutiger Bauphysik vereint

Die so entstandenen etwa 14 000 Häuser bilden heute einen wesentlichen Teil des denkmalgeschützten Frankfurter Wohngebäudebestandes.

Aus heutigen, bauphysikalischen Gesichtspunkten erfüllen die Fassaden dieser Wohnungen jedoch nicht die Anforderungen an den Wärmeschutz und Wohnkomfort. Die gestaltprägenden Elemente der Gebäude in der Formensprache der klassischen Moderne – einfache Kuben mit Flachdächern, glatte Fassaden und flächenbündige Fenster – müssen im Zuge einer Sanierung aus denkmalpflegerischer Sicht aber unbedingt erhalten werden. Aus diesem Grund können zur Sanierung eines solchen Gebäudes nur sehr dünne Bauteilschichten von 5 cm Dicke für die Dämmung und den Putz verwendet werden.

Die bisher üblicherweise verwendeten konventionellen Dämmstoffe würden, mit den heutigen Anforderungen an den U-Wert der gedämmten Außenwand von 0,24 W/m² jedoch eine Schichtdicke von 14 cm bedeuten. Eine Aufbauhöhe, der aus denkmalpflegerischen Gesichtspunkten nicht entsprochen werden kann.

 

Vakuum-Isolations-Paneele (VIP) mit Resolharzschaum kombiniert

Einzige zur Verfügung stehende Alternative, ist das bisher noch wenig erprobte Dämmen mit Vakuum-Isolations-Paneelen (VIP). Es gilt derzeit noch als teuer und anfällig für Schäden. Aufgrund des Vakuums können diese Platten nicht vor Ort auf der Baustelle zugeschnitten werden. Eine Verarbeitung sollte daher durch spezialisierte und geschulte Fachfirmen durchgeführt werden.

Bei dem Pilotprojekt in Frankfurt-Niederrat wurden zur Kostenreduzierung marktgängige Standardgrößen für die VIP-Elemente verwendet. Für die verbleibenden Restflächen in Laibungen und an Anschlusspunkten verwendeten die Handwerker Resolharzschaum – den derzeit zweitbesten konventionellen Dämmstoff. Diesen konnten die Handwerker auf der Baustelle gut zuschneiden; zudem ist er unempfindlich gegen mechanische Beanspruchung. Eine solche Vorgehensweise macht ein teures, und millimetergenaues Aufmaß der Fassaden, sowie die passgenaue Einzelanfertigung von VIP-Elementen überflüssig.

Die Fassaden wurden mittels Fotogrammmetrie maßhaltig entzerrt und überzeichnet. Diese Plangrundlagen sind ausreichend genau um daraus die Verlegepläne der VIP-Elemente zu entwickeln. Die neue Wandkonstruktion erreicht mit der VIP-Dämmung bei einem Schichtaufbau von 5 cm Dicke einen U-Wert von 0,21 W/m²K.

 

Zielvorgaben am Frankfurter Pilotprojekt erreicht

Ziel der Sanierung war es, den Denkmalschutz und die Energieeinsparverordnung „unter einen Hut“ zu bringen. Außerdem sollte eine hochwertige und langlebige Dämmung mit marktgängigen Vakuum-Isolations-Paneelen (VIP) ausgeführt werden. Die Langlebigkeit der Vakuumdämmung wird auch weiterhin am Gebäude überwacht.

Erreicht werden sollten auf jeden Fall die Vorgaben der EnEV 2009 (U= 0,24 W/m²K). Erreicht wurde aber sogar ein U-Wert von 0,21 W/m²K. Darüber hinaus sollten die Gesamtkosten pro m² Dämmfläche unter 200 Euro bleiben. Gelandet ist man schließlich bei etwa 280 Euro pro m² Dämmfläche. Etwa 50 Euro davon sind allerdings den Denkmalschutzauflagen (zum Beispiel das Abschlagen des Putzes) geschuldet. Das Dämmsystem kostet inklusive der Verklebung etwa 130 Euro pro m² Dämmfläche.

Ein wichtiges Ziel war auch die Reproduzierbarkeit der Arbeitsweise bei vergleichbaren Objekten, die am Beispiel des Reihenhauses von Ernst May in Frankfurt-Niederrad gezeigt und erreicht werden konnte. Damit konnte auch der Beweis geführt werden, dass eine Anwendung des Verfahrens durch lokale Handwerksbetriebe möglich ist.

 

Kompromisse zwischen dem Denkmalschutz

und der Energieeinsparverordnung (EnEV)

Die Pilotstudie hat zudem gezeigt, dass das System für Putzbauten ohne Bauzier auch denkmalverträglich eingesetzt werden kann. Dennoch muss man kritisch anmerken, dass auch bei diesem hochmodernen Wärmedämmstoff nicht gänzlich ohne Substanzverlust gearbeitet werden konnte. Insbesondere bei Bauteildurchdringungen (zum Beispiel Fensterbänken und Rollladenkästen) kommt es zu Problemen, die teilweise nur durch den Ersatz des Bauteiles gelöst werden konnten. Um wichtige Zentimeter beim Systemaufbau zu gewinnen, entfernten die Handwerker mit Zustimmung der Denkmalpflege den historischen Außenputz des Gebäudes. Ebenso wurden die alten Betonwerksteinfensterbänke durch CNC-gefräste Repliken aus bauphysikalisch besserem Material ersetzt. Es sind in Summe betrachtet also deutliche Kompromisse zwischen den Belangen des Denkmalschutzes auf der einen und den Belangen einer energiesparenden Bauweise nach der EnEV auf der anderen Seite erforderlich.

Die größten Vorteile entstehen bei der VIP-Dämmung bei allen Einsatzzwecken, bei denen große Dämmdicken nicht möglich oder nicht gewünscht sind, aber hohe Dämmwerte erreicht werden sollen. Im Einzelfall ermöglicht die geringe Systemdicke auch Förderungen, die in konventioneller Bauart nicht förderfähig gewesen wären. Die zurzeit klaren Kostenvorteile von konventionellen WDV-Systemen aus Polystyrol werden die Verwendung dieses Dämmstoffs in der breiten Masse vorerst jedoch verhindern.

 

Autor


Dipl.-Ing. (FH) Sönke C. Skär studierte Architektur und arbeitet als wissenschaftlicher Mitarbeiter im Architekturinstitut Mainz.

Von Sönke C. Skär

Baubeteiligte (Auswahl)

 

Projektleitung Energiereferat der Stadt Frankfurt, Peter Tschakert, Frankfurt am Main 

Denkmalschutz Denkmalamt der Stadt Frankfurt, Heike Kaiser, Frankfurt am Main 

Fotogrammetrische Bestandsaufnahme ai-mainz, Architekturinstitut Mainz, Sönke C. Skär, Mainz 

Wärmebrückenberechnung Institut Wohnen und Umwelt (IWU), Marc Grosglos, Darmstadt 

Systemanbieter und Projektbegleitung Sto AG, Markus Zwerger und Dr. Frank Börner, Stühlingen 

Fachliche Begleitung WK.concept, Jürgen Werner, Frankfurt am Main

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