Die Carbonfaser-Technologie verbessert die Stoß- und Schlagresistenz von Wärmedämm-Verbundsystemen. Außerdem erhöht die Carbonfaser in Fassadenfarben und -putzen auch die Toleranz gegenüber thermischen Spannungen.
Oliver Berg, Caparol
Leicht, flexibel und dennoch fest: Wegen dieser Eigenschaften ist die Kohlefaser (Carbonfaser) meist als Verbundwerkstoff ein Hightech-Produkt und findet viele Anwendungen. Sie hat die Luft- und Raumfahrt, die Automobilindustrie, den Hochleistungssport sowie die Medizintechnik erobert – und hält jetzt auch in der Fassadentechnologie Einzug. So wurde ein System entwickelt, das die Stoß- und Schlagresistenz von WDVS enorm steigert.
Hightech im gesamten System
Die aufeinander abgestimmten Komponenten Armierungsspachtel für Sockel und Fassade, Oberputz sowie Außenfarbe sind jeweils mit der High-Tech-Faser ausgestattet. Dadurch erhöht sich die Widerstandsfähigkeit gegen mechanische Belastungen wie Hagel oder Vandalismus. Aber auch die kleinen Vergehen des Alltags, wie etwa umgeworfene Fahrräder oder verirrte Fußbälle, hinterlassen keine Spuren. Die Dämmung erhält somit jahrzehntelang sicher ihre Funktion.
Bei der Beurteilung von WDVS spielt die mechanische Belastbarkeit eine bedeutende Rolle. Die wichtigste Aufgabe kommt dabei der Armierung zu. Sie verleiht dem System Stabilität und Schutz gegen äußere Einwirkungen, welche die Außenhaut verletzen und dem System durch Wassereintritt nachhaltige Schäden zufügen können. Ihre mechanische Widerstandsfähigkeit ist – natürlich neben ihren thermo-physikalischen Eigenschaften – ein wesentliches Kriterium für Langlebigkeit und dauerhafte Wertbeständigkeit der Fassade.
Während sich Witterungseinflüsse im Vorfeld berücksichtigen beziehungsweise durch einschlägige technische Vorschriften bemessen lassen, entziehen sich im Gegensatz dazu unplanmäßig eingeleitete „Kräfte“ einer Definition. Hierzu gehören unter anderem:
- Spitze Gegenstände (Messer, Fahrradlenker)
- Runde Gegenstände (Steine, Bälle)
- Weiche Stöße (menschliche Körper, sonstige „weiche“ Gegenstände).
Effekte der beiden erstgenannten Beanspruchungsmechanismen können nun nach europäischer Prüfvorgabe durch die „European Technical Aproval Guideline“ erstmals ermittelt werden. Einen entsprechenden Ansatz zur Klassifizierung der Schlagfestigkeit bietet diese „Leitlinie für Europäische Technische Zulassung“ von WDVS. Hierzu sieht die ETAG 004 „Außenseitige Wärmedämm-Verbundsysteme mit Putzschichten“ eine Überprüfung der Systeme im Hinblick auf den Widerstand gegen Stoßbeanspruchung vor und verwendet dafür drei Nutzungskategorien. Die Kategorie I beschreibt die höchste, Kategorie II die mittlere und Kategorie III die niedrigste mechanische Widerstandsfähigkeit.
Ermittelt wird die mechanische Widerstandsfähigkeit in zwei Prüfungen:
- Stoßfestigkeit/Kugelfallversuch: Festigkeit gegen Stoß mit hartem Körper. Diese Überprüfung wird mit zwei verschiedenen Stahlkugeln aus unterschiedlicher Fallhöhe an mindestens fünf verschiedenen Stellen durchgeführt. Die Kugel mit 1 kg Gewicht bewirkt bei einer Fallhöhe von 1,02 m eine Belastung von 10 Joule. Die Kugel mit 0,5 kg erzeugt bei einer Fallhöhe von 0,61 m die Belastung von drei Joule. Bemessen wird der Durchmesser des Aufschlags sowie das Auftreten von Mikrorissen oder Rissen an der Stoßstelle und deren Umgebung.
- Perfotest: Festigkeit gegen Durchstoß an mindestens fünf verschiedenen Stellen. Dieser Test wird zusätzlich für Putzsysteme verlangt, deren Gesamtdicke (Armierung und Oberputz) weniger als sechs Millimeter beträgt. Der Perforator ist ein Gerät, das die Reproduktion von durchschlagenden Stößen ermöglicht. Sein Stempel wird so kalibriert, dass ein Stoß reproduziert werden kann, der einer Stahlkugel von 0,5 kg entspricht, die aus einer Höhe von 0,765 m herabfällt. Hierbei werden Stempel mit 20 mm, 12 mm und 6 mm Durchmesser verwendet. Für die Nutzungskategorie I kommt der 6 mm-Stempel zum Einsatz. Aus den Ergebnissen beider Prüfungen wird die Nutzungskategorie ermittelt und in der Europäisch Technischen Zulassung aufgeführt.
Das carbonfaserverstärkte WDVS mit der neuen Hightech-Spachtelmasse erzielte im Kugelfallversuch eine maximale Stoßfestigkeit. Während die Schlagfestigkeit üblicher Armierungen zwischen drei und sechs Joule liegt, ergab sich bei dieser Spachtelmasse im Test bereits bei einer Schichtstärke von drei Millimetern eine Festigkeit weit jenseits der in allen Normen verankerten Prüfgrenze von zehn Joule. Die Armierung überstand sogar den Aufprall einer aus eineinhalb Metern Höhe herunterfallenden Ein-Kilo-Stahlkugel unbeschadet und überschritt damit den geforderten Wert um über 50 Prozent.
Speziell für den Sockel
Während die carbonfaserverstärkte Spachtelmasse für die erhöhten Anforderungen hochgedämmter Wärmedämm-Verbundsysteme an der gesamten Fassade entwickelt ist, wurde speziell für den Einsatz in hoch beanspruchten Fassaden- und Sockelbereichen ein extrem widerstandsfähiger 2K-Armierungsspachtel konzipiert. Dieser besteht aus einer pastösen Komponente mit hohem Carbonfaseranteil und einer pulvrigen Komponente. Durch die speziell für den Sockelbereich optimierte wasserunempfindliche Zusammensetzung ist der 2K-Armierungsspachtel insbesondere im Spritzwasserbereich einsetzbar. Diese Armierungsmasse wird zweilagig inklusive Gewebe in jeder Lage verarbeitet (Schichtdicke mindestens acht Millimeter). Dadurch nimmt die Widerstandskraft zu. In Zahlen ausgedrückt, bedeutet das eine Schlagfestigkeit von über 50 Joule. Selbst die Festigkeit gegen Durchstoß (Perfotest) wurde bei der Verwendung des kleinsten Stempels mit Durchmesser von vier Millimetern mühelos bestanden.
Reduzierter Planungsaufwand
Um aufwändige und kostenintensive Maßnahmen gegen potenzielle Beschädigungen der WDVS-Flächen zu vermeiden, gibt es neben konstruktiven auch planerische Möglichkeiten: Hierzu gehören Grünflächen vor Wohngebäuden, Trittgeländer, PKW-Anfahrsperren, Vermeidung nicht einsehbarer Bereiche und berührungsunfreundliche Oberflächen. Auf Grund des neuen carbonfaserverstärkten WDVS kann der Architekt nun diesen Planungsaufwand im Vorfeld reduzieren, denn er muss solche Aspekte weit weniger berücksichtigen. Je nach Beanspruchung standen überdies weitere Maßnahmen an, um WDVS gegen mechanische Stoßbeanspruchung zu schützen: So kann durch das neue System jetzt auch auf den aufwändigen Einsatz von zusätzlichem Panzergewebe oder die Verstärkung mit Putzträgerplatten in diesen Bereichen verzichtet werden.
Die neuen Fassadenfarben und -putze runden den carbonfaserverstärkten Fassadenschutz ab. Beide Werkstoffe erhöhen die Stabilität der gedämmten Außenwände in diesem Premium-System und sind zudem besonders diffusionsoffen.
Dunklere Farbtöne möglich
Dazu kommt noch die Toleranz der Carbonfaser gegenüber thermischen oder mechanischen Spannungen. Die innerhalb der Armierungsschicht entstehenden Kräfte werden gleichmäßig an das spezielle Carbongewebe verteilt. Das bedeutet, dass Planer und Bauherren nun auch dunklere Farben zur Außengestaltung wählen können. Wo bisher die Grenze des spezifischen Hellbezugswertes bei 20 lag, kann er dank der Carbonfasern auf 15 reduziert werden. Sowohl Putz als auch Farbe sind jeweils in die besten Kategorien nach DIN EN 1062 eingeordnet (w-Wert = Klasse w3; sd-Wert = Klasse V1).
kompakt
Caparol hat mit der „CarbonEdition“ ein WDVS entwickelt, bei dem alle Komponenten auf Carbonfaser-Technologie beruhen. Sie besteht aus „CarboNit“, einer 2K-Spachtelmasse für den Sockelbereich, der Armierungsmasse „CarbonSpachtel“, dem Deckputz „CarboPor“ und der Fassadenfarbe „CarboSol“.
Weitere Informationen zum System: Caparol Tel.: (06154) 71-0/Fax: -1391 www.caparol.de
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