Teilnehmer erörtern die solare Aufheizung von Fassaden und die Überarbeitung gespachtelter Flächen
Die thermische Aufheizung von Fassaden durch solare Einstrahlung und Schäden an gespachtelten Gipsplatten sind brisante Themen, die die Branche bewegen. Das wurde beim Caparol-Werkstofftag am 3. November in Ober-Ramstadt deutlich. DAW-Geschäftsleitungsvorsitzender Dr. Ralf Murjahn konnte 170 Fachleute aus dem Maler- und Stuckateurhandwerk begrüßen, die das Forum zu einem spannenden Gedankenaustausch nutzten. Seit nunmehr 14 Jahren schlägt Caparol mit dem Werkstofftag eine Brücke zwischen eigener Forschung, dem Wissen externer Spezialisten und Erfahrungen von Praktikern mit dem Ziel, daraus Trends und Lösungen abzuleiten.
Unübersehbar ist der Trend zu intensiveren Farbtönen an Fassaden im Zuge energetischer Fassadensanierungen mit Wärmedämm-Verbundsystemen (WDVS). Der Wunsch nach intensiver Farbtonvielfalt mit besonders dunklen Farbgebungen wird zunehmend geäußert. Das Problem: Bei einem Hellbezugswert (HBW) kleiner 20 muss der Fachmann wissen, dass hier die allgemein anerkannten Regeln der Technik (aaRT) verlassen werden. Es war nicht mit letzter Sicherheit auszuschließen, dass es aufgrund von Aufheizung, thermisch bedingter Wechselwirkungen und Spannungen zur Rissbildung in der Putzschale kommen kann.
„Durch fehlerhafte Verklebung, Unterschreitung von Mindestschichtdicken des Unterputzes und qualitativ minderwertigen Produkten und Pigmenten kann es in Verbindung mit dem Trend der dunklen Farbtöne zu Mängeln in Form von Rissbildungen oder Abzeichnungen an der Fassade kommen“, beschrieb Oliver Berg, Leiter des Bereichs Fassaden- und Dämmtechnik bei Caparol, Stressfaktoren der thermischen Belastung. Um bei WDVS einer zu großen Temperaturbelastung der Oberfläche entgegenzuwirken, erfolgte eine brancheneinheitliche Begrenzung der zulässigen Farbtonintensität, die mit dem Hellbezugswert ³ 20 definiert ist. Eine Ausnahme bilden hier lediglich carbonfaser-verstärkte Armierungsmassen. Laut Berg ist es mit der Edition Carbon DarkSide seit Anfang 2010 erstmals möglich, sehr dunkle, intensive Farben bis Hellbezugswert 5 auf wärmegedämmten Fassaden aufzubringen. In der Edition Carbon DarkSide sind die speziell aufeinander abgestimmten Systemkomponenten eines Spezial-Mineralwolle-Dämmstoffes, carbonfaser-verstärktem Armierungsspachtel mit Gewebe und besonderem Oberputz im Hinblick auf extreme Belastbarkeit mehrfach geprüft. Die im Armierungsspachtel enthaltene Carbonfaser erhöht in Kombination mit dem schubweichen Dämmstoff die Flexibilität der technisch-funktionalen Armierungslage (Unterputz), in der die hohen Spannungen kleinpartiell abgepuffert und verteilt werden. „Allein dieser Systemaufbau macht die dunkle Fassade jetzt möglich“, so Berg. Bei der Überarbeitung von Bestands-WDVS sei eine Unterschreitung des HBW von 20 riskant, da der Aufbau des bauseits vorhandenen Systems und damit dessen Reserven nicht bekannt sind. Auch der Einsatz von IR-Pigmenten könne diese Unsicherheit nicht kompensieren.
Bei WDVS steht auf dem Dämmstoff nur eine relativ geringe Speichermasse zur Verfügung. Das bedeutet, dass ein Wechsel von Sonne - Wolke - Sonne zu einem permanenten Auf und Ab der Oberflächentemperatur führt. Beim Farbton Schwarz werden zum Beispiel Temperaturen von rund 80° C erreicht, berichtete der Leiter des Dr. Robert-Murjahn-Instituts Dr. Engin Bagda von aktuellen Untersuchungen und erläuterte dabei Hintergründe der komplexen Berechnung der Oberflächentemperatur. Jeder Hersteller müsse für sich entscheiden, welche Empfehlungen er bei solchen kritischen Temperaturen ausspreche. Bereits in seinen einleitenden Worten hatte Dr. Ralf Murjahn darauf verwiesen, dass immer ein Sicherheitspuffer einzuhalten sei und bei Caparol Produktsysteme erst nach umfangreichen Prüfungen in der Praxis in den Markt gelangen.
 Hatten beim Werkstofftag die solare Aufheizung von WDVS-Fassaden im Blick (von links): Oliver Berg (Leiter Fassaden- und Dämmtechnik bei Caparol), Dr. Engin Bagda (Leiter des Dr. Robert-Murjahn-Instituts), Franz Xaver Neuer (Leiter der Caparol-Technik), Dr. Volker Ptatschek (Leiter der Entwicklung von Pigmentpräparationen bei Caparol), Karl August Siepelmeyer (Präsident des Bundesverbandes Farbe Gestaltung Bautenschutz) und Dr. Thomas Frey (BASF SE). |
Dass sich das solare Wärmemanagement („Solar Heat Management) durch Pigmente in Beschichtungen beeinflussen lässt, verdeutlichte Dr. Thomas Frey (BASF SE): „Fassadenflächen heizen sich weniger auf. Mehr Sonneneinstrahlung wird reflektiert, während die gewünschte Farbe beibehalten wird. Geeignete Schwarz-Pigmente sind der Schlüssel zum Solaren Heat Management.“ Helligkeit und solare Reflexion seien weitgehend unabhängig voneinander. Deshalb sei der Hellbezugswert HBW nicht geeignet zur quantitativen Beschreibung der solaren Reflexion, wohl aber der Solare Reflexionsgrad TSR.
Laut Dr. Volker Ptatschek, Leiter der Entwicklung von Pigmentpräparationen bei Caparol, ermögliche der TSR-Wert die Voraussage der Temperaturen von Fassadenoberflächen, eine breite Verwendung in der Praxis werde allerdings durch dessen komplexe Ermittlung und fehlende visuelle Wahrnehmbarkeit erschwert: „Der HBW wird als bewährte und praxisnahe Beurteilungsgrundlage nach wie vor Gültigkeit haben.“ Auch Ptatschek zufolge sind Schwarz-Pigmente entscheidend für Beschichtungen mit höheren TSR-Werten und somit reduzierter Aufheizung: „Die Verwendung spezieller Schwarz-Pigmente ermöglicht Farbtöne auf WDVS mit einem HBW < 20. Die Farbtonrezeptierung mit Pigmenten erhöhter NIR-Reflektivität ist bei ColorExpress von Caparol bereits Standard.“
Einen Lösungsansatz bot Caparol auch bei der Überarbeitung gespachtelter Gipsplatten mit Putz, Wandbelägen oder Anstrichen. Rudolf Kolb von der Caparol-Technik hatte bei der Analyse eines seit Jahrzehnten immer wiederkehrenden Problems erhöhte Ausgleichsfeuchtigkeit im Untergrund, Gipsplatten oder Putzoberflächen mit gipshaltigen Spachtelmassen, dünne Spachtelschichten in einer Schichtdicke < 500 μm sowie verzögerte Trocknung durch erhöhte Luftfeuchtigkeit oder mangelnde Lüftung als mögliche Schadensursachen ausgemacht.
Auch Hans-Joachim Rolof, Leiter des iba-Instituts, zeigte auf, welche Einflussfaktoren kritisch zu bewerten sind. Häufig sind das die klimatischen Bedingungen während der Verarbeitung und Trocknung der Beschichtungsstoffe. Zudem präsentierte Rolof die Ergebnisse einer von Caparol beauftragten Untersuchung des iba-Instituts. Dort konnte der Schaden einer Blasen- und Rissbildung auf Gipsspachtelmassen nachgestellt werden. Für diesen Zweck wurde anhand von Mustern eine Q2- bzw. Q3- Spachtelung hergestellt und nach Herstellerangaben mit einer pigmentierten Grundierung und einem Kunstharz-Dekorputz beschichtet. Nach anschließender Lagerung der Muster im Klimaschrank unter kritischen klimatischen Bedingungen zeigten sich die bekannten Schäden in Form von Abplatzungen und Aufwölbungen der Spachtelmasse inklusive des nachfolgenden Beschichtungsaufbaus. Die Versuche belegten, dass der Schaden auch auf Gipsplatten simuliert werden kann, was bis dahin nicht gelungen war.
 Befassten sich mit dem Problem der Überarbeitung gespachtelter Flächen mit Putz, Wandbelägen oder Anstrichen (von rechts): Rudolf Kolb (Caparol-Technik), Dr. Thomas Brenner (Leiter des DAW-Entwicklungszentrums), Franz Xaver Neuer (Leiter der Caparol-Technik), Hans-Joachim Rolof (Leiter des iba Instituts) und Jürgen Hilger (Vorsitzender des Bundesverbandes Ausbau und Fassade). |
Auch an der Materialforschungs- und -Prüfanstalt der Bauhaus-Universität Weimar (MFPA) wurde im Auftrag von Caparol an der reproduzierbaren Methode der Schadensnachstellung gearbeitet. Die dort hergestellten Untergründe (Gipsplatten) wurden unter unterschiedlichen klimatischen Bedingungen vorkonditioniert, anschließend keilförmig verspachtelt und nach Herstellervorschriften mit einem organisch gebundenem Dekorputz beschichtet. Die erstellten Muster wurden daraufhin nochmals unter verschiedenen Bedingungen getrocknet. Nach Ablauf der Lagerungsfrist konnte an keinem der Muster ein optischer Schaden festgestellt werden. Durch einen Profilanschliff konnten die Querschnitte der Muster unter einem Lichtmikroskop betrachtet und bewertet werden. Durch diese Methode war an nahezu allen Mustern ein Haftungsverlust der Spachtelmasse zu beobachten. Die Untersuchungen zeigten das, was viele Experten bereit wussten: Der Kohäsionsbruch der Spachtelmasse ereignete sich ausschließlich in Schichtbereichen der Spachtelmasse von ca. 150 bis 500 µm. Dickere und dünnere Spachtelschichten bleiben intakt.
Eine Lösung aus Sicht der Produktentwicklung präsentierte Dr. Thomas Brenner. Der Leiter des DAW-Entwicklungszentrums berichtete von Untersuchungen, wonach sich bei Verwendung von kunststoffvergüteten Gipsspachtelmassen ein kritischer Bereich bei Trockenschichtdicken von ca. 150 bis 500 μm ergibt. Durch konsequente Vermeidung bestimmter Rohstoffe und die Steigerung des Eindringvermögens der Beschichtung konnte die Haftung deutlich verbessert werden. Das Ergebnis sind optimierte Beschichtungen mit exzellenter Haftung auf Gipsspachtelmassen ohne Quellerscheinungen bzw. Runzelbildung.
Der Präsident des Bundesverbandes Farbe Gestaltung Bautenschutz, Karl August Siepelmeyer, und der Vorsitzende des Bundesverbandes Ausbau und Fassade Jürgen Hilger lobten den von Franz Xaver Neuer (Leiter Caparol-Technik) moderierten Werkstofftag als Plattform für einen anspruchsvollen technischen Dialog zwischen den technischen Experten des Handwerks einerseits und Spezialisten aus Wissenschaft und Praxis andererseits. Einmal mehr sei es in überzeugender Weise gelungen, wissenschaftlich begründete Erkenntnisse zu Themen, die die Branche bewegen, praxistauglich zu vermitteln.
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