Der Einfluss der Kunststoffe auf die Eindringmengen von Methylenchlorid bei ansonsten gleichartig zusammengesetzten Betonen ist sehr ausgeprägt.
Durch den Einsatz der Kunststoffe werden die Eindringmengen der organischen Flüssigkeil auf etwa die Hälfte reduziert. Dabei erfolgt kein Anstieg der Druckfestigkeit wie beim Silikabeton. Im Gegenteil: Während sich die löslichen Kunststoffkugeln bezüglich der Betondrucklestigt.
Wärmedämmung
H. Klopfer, Universität Dortmund, behandelte in seinem Vortrag die Frage, ob Industriefußböden wärmegedämmt werden müssen. Forderungen und Empfehlungen dazu finden sich in der Landesbauordnung, Arbeitsstätten-Verordnung sowie den -Richtlinien,Wärmeschutzverordnung sowie der DIN 4108 Wärmeschutz im Hochbau.
Die Landesbauordnungen der einzelnen Bundesländer unterscheiden sich nur geringfügig. Vereinfacht enthalten sie folgende Forderungen:
- Böden nicht unterkellerter Aufenthaltsräume müssen wärmegedämmt sein.
- Deckenbeläge (Fußböden) in Aufenthaltsräumen sollen einen Schutz gegen Wärmeableitung bieten.
- Wenn die Decken der Feuchtigkeit ausgesetzt sind, sind sie wasserundurchlässig herzustellen.
- Böden von nicht unterkellerten Aufenthaltsräumen, Lager für Lebensmittel und ähnlich genutzte Räume sind gegen aufsteigende Feuchtigkeit zu schützen.
Unter Aufenthaltsräumen sind Räume in Wohnungen und Büros zu verstehen, die einen längeren Aufenthalt ohne Beeinträchtigung der Gesundheit und der Leistungsfähigkeit sowie des Wohlbefindens ermöglichen müssen. Geschäftsräume und Verkaufsräume können Aufenthaltsräume sein, sie können aber auch wie Fertigungsstätten, Industriehallen usw. als Arbeitsstätten gelten. Gemischte Nutzungen sind recht häufig. So sind das Büro des Marktleiters, ein Friseurgeschäft, eine Arztpraxis und der Kassenbereich in einem Warenmarkt als Aufenthaltsräume anzusehen. Der Selbstbedienungsbereich des Warenmarktes, in dem sich die Kunden in Straßenbekleidung mit ihren Einkaufswagen bewegen, muss dagegen die hohen Anforderungen an einen Aufenthaltsraum nicht erfüllen.
In Fertigungsstätten mit stehenden oder sich bewegenden Arbeitskräften sind in aller Regel nur einzelne Bereiche als Aufenthaltsräume anzusehen, z.B. die Büroräume des Meisters, der Verwaltung, der Buchhaltung usw. In solchen Fertigungsstätten aber, in denen die Arbeitskräfte an Tischen sitzend arbeiten, müssen die Anforderungen an einen Aufenthaltsraum eingehalten werden.
In §8 "Fußböden. Wände. Decken. Dächer", der Verordnung über Arbeitsstätten wird gefordert, daß Standflächen an Arbeitsplätzen unter Berücksichtigung der Art des Betriebs und der körperlichen Tätigkeit der Arbeitnehmer eine ausreichende Wärmedämmung aufweisen müssen. Jedoch darf der Arbeitgeber von den Regeln und Erkenntnissen dieser Verordnung abweichen, wenn er ebenso wirksame Maßnahmen trifft. Auf Verlangen der zuständigen Behörde muß der Arbeitgeber im Einzelfall nachweisen, daß die andere Maßnahme ebenso wirksam ist.
Eine Präzisierung dieser relativ allgemein gehaltenen Anforderungen findet sich in den Arbeitsstätten-Richtlinien (ASR). Als Raumtemperatur gilt die Lufttemperatur, gemessen in einer Höhe von 0,75 m über dem Fußboden. Die Mindesttemperatur beträgt in Büroräumen 20 °C, in Verkaufsräumen 19°C, bei überwiegend sitzender Tätigkeit 19°C, bei überwiegend nicht sitzender Tätigkeit 17°C, bei schwerer körperlicher Tätigkeit 12°C sowie die Höchst-Temperatur 26 °C.
An Standflächen von Arbeitsplätzen ist zum Schutz gegen Wärmeableitung für die oberflächennahen Schichten des Fußbodens Material zu verwenden, das eine Wärmeleitzahl von höchstens 0,70 W/mK hat. Dazu zählen Holz und Holzwerkstoffe (& 0,20 W/mK), Linoleum (= 0,17), Kunststoffbeläge (= 0,23), Bitumenbahnen (= 0,17), Vulkanische porige Natursteine (= 0,55), Gummi (= 0,20) sowie Kunstharzbeschichtung (= 0,70).
Nach der ASR gewährleistet auch eine Oberflächentemperatur von nicht weniger als 18 "C einen ausreichenden Schutz gegen Wärmeableitung. Hier ist aus bauphysikalischer Sicht anzumerken, daß zu bezweifeln ist, ob eine Oberflächentemperatur von wenigstens 18 °C immer einen ausreichenden Schutz gegen Wärmeableitung darstellt. Wenn aus hygienischen und betriebstechnischen Gründen oder aufgrund der Verrichtung von schweren körperlichen Arbeiten ein ausreichender Schutz gegen Wärmeableitung nicht möglich ist, sind Ersatzmaßnahmen, z.B. gegen Verrutschen gesicherte Fußbodenauflagen, vorzusehen.
Ziel der Wärmeschutzverordnung als Ausführungsbestimmung des Energieeinsparungsgesetzes ist eine Bauweise und eine Gebäudeausrüstung, die Heizenergie einspart. Die am 1. Januar 1995 in Kraft getretene Neufassung der Wärmeschutzverordnung unterscheidet zu errichtende Gebäude mit normalen Innentemperaturen (T > 19°C) und zu errichtende Gebäude mit niedrigen Innentemperaturen (T & 19°C) sowie den Einbau, Ersatz und die Erneuerung von Bauteilen.
Bei zu errichtenden Gebäuden mit normalen Innentemperaturen muß der Jahresheizwärmebedarf errechnet werden, wobei die Transmissionswärme, die Lüftungswärme, die internen Wärmegewinne und die solaren Wärmegewinne zu berücksichtigen sind. Bei der Berücksichtigung des Transmissionswärmeverlustes von Fußböden mit Erdkontakt ist der Wärmedurchgangskoeffizient mit dem Faktor 0,5 zu gewichten. Bei zu errichtenden Gebäuden mit niedrigen Innentemperaturen ist der Reduktionsfaktor für wärmegedämmte Fußböden ebenfalls mit 7 dem Wert 0,5 anzusetzen. Bei ungedämmten Fußböden ist der Reduktionsfaktor aus einer Tabelle zu entnehmen, in der die Reduktionsfaktoren in Abhängigkeit von der Größe der Gebäudegrundfläche angegeben sind. Für eine Gebäudegrundfläche von höchstens 100 m2 gilt wieder der Reduktionsfaktor 0,5, mit steigender Grundfläche fällt der Reduktionsfaktor bis auf den Minimalwert von 0,12, der ab 8000 m2 Grundfläche einzusetzen ist. Damit wird der Effekt der sogenannten Wärmelinse berücksichtigt. Der Wärmedurchgangskoeffizient k von ungedämmten Fußböden gegen Erdreich braucht aber nicht höher als 2,0 W/m2K angesetzt zu werden.
Wenn Bauteile von Gebäuden erstmalig eingebaut, ersetzt oder erneuert werden, darf deren Wärmedurchgangskoeffizient eine bestimmte Größe nicht überschreiten. Decken in Gebäuden mit normalen Innentemperaturen, die an das Erdreich grenzen, dürfen keinen größeren Wärmedurchgangskoeffizienten aufweisen als 0,5 W/mK. An erd-berührenden Decken in Gebäuden mit niedrigen Innentemperaturen sind keine entsprechenden Anforderungen gestellt. Wegen der Anforderungen der Wärmeschutzverordnung müssen großflächige erdberührende Fußböden wohl immer wärmegedämmt werden, wenn darüber Aufenthaltsräume liegen. Wenn Raumtemperaturen & 19 °C herrschen, was bei Arbeitsstätten mit nicht vorwiegend sitzender Tätigkeit die Regel sein dürfte, wird eine Wärmedämmung des Fußbodens in der Regel nicht erforderlich sein, vor allem wenn die Bodenfläche recht groß ist und die Wände sowie die Dachdecke gut wärmegedämmt sind.
Die DIN 4108 "Wärmeschutz im Hochbau" umfasst fünf Teile, von denen Teil 2 mit dem Titel "Wärmedämmung und Wärmespeicherung, Anforderungen und Hinweise für Planung und Ausführung" bei Aufenthaltsräumen in Hochbauten, die ihrer Bestimmung nach auf normale Innentemperaturen (& 19 °C) beheizt werden, zu beachten ist. Ziel des Mindestwärmeschutzes ist es, das betreffende Bauteil tauwasserfrei zu halten. Für den unteren Abschluss nicht unterkellerter Aufenthaltsräume, der unmittelbar an Erdreich angrenzt, wird dort ein Wärmedurchgangskoeffizient von k & 0,93 W/m2K gefordert. Das entspricht einer Betondecke mit einer etwa 4 cm dicken Wärmedämmschicht.
Außerdem geht aus DIN 4108 Teil 2 hervor, daß bei der Berechnung des Wärmedurchgangskoeffizienten nur die Baustoffschichten berücksichtigt werden dürfen, die durch die Bauwerksabdichtung vor Durchfeuchtung geschützt sind. Indirekt kann DIN 4108 Teil 2 entnommen werden, daß der Dämmstoff zur Erfüllung des Mindestwärmeschutzes in der Schichtenfolge des Fußbodens an beliebiger Stelle angeordnet werden darf, wenn nicht weitere Gründe eine bestimmte Anordnung bedingen. Ist er vor Feuchte .oder Wasser geschützt, darf normaler Dämmstoff verwendet werden, ist er dagegen nicht geschützt, müssen spezielle, teurere Dämmstoffe eingesetzt werden.
Für alle Bauteile, für die in DIN 4108 ein Mindestwärmeschutz gefordert wird, erscheint dieser auch sinnvoll, ausgenommen großflächige erdberührte Bodenplatten. Denn bei den letzteren bildet sich im Laufe von etwa einem Jahr eine Wärmelinse im Erdreich unter der Bodenplatte aus, die den Wärmeabfluss behindert und den Fußboden warm hält (Bild 7). In beheizten Gebäuden mit kleiner Grundfläche bildet sich zwar ebenfalls eine Wärmelinse, die jedoch unbedeutend ist. Die Aufgabe des Mindestwärmeschutzes, eine Tauwasserbildung an dem betreffenden Bauteil zu vermeiden, wird bei großflächigen erdberührenden Bodenplatten also schon von der Wärmelinse erreicht, so daß ein Mindestwärmeschutz in Form einer Wärmedämmschicht überflüssig erscheint. Die Wärmedämmwirkung der Wärmelinse nimmt mit der Größe der Fläche der Bodenplatte zu und ist bei einer Halle von 6000 Quadratmeter Grundfläche um ein mehrfaches größer als diejenige einer 4 cm dicken Dämmstoffschicht.
Man könnte nun vermuten, daß eine zusätzliche Wärmedämmschicht, bemessen nach den Forderungen des Mindestwärmeschutzes, weitere Vorteile bieten könnte, wie Fußwärme oder Heizkosteneinsparung. Beides ist jedoch nicht gegeben. Ob ein Fußboden als fußwarm erscheint, hängt entscheidend von den obersten Schichten des Bodens ab. Ein Betonboden, unter dem eine Wärmedämmschicht liegt, ist so wenig fußwarm wie ein Betonboden, der direkt auf dem Erdreich liegt. Dagegen erzeugt eine wärmedämmende Schicht oben auf einem Betonboden, z.B. ein Holzpflaster, Parkett, Teppichboden, eine fußwarme Gehfläche.
Der Temperaturverlauf im Erdreich unter dem ungedämmten Betonfußboden als Funktion der Zeit kann in einer Computersimulation dargestellt werden. Bei dieser Berechnung wurde vorausgesetzt, daß in 10 m Tiefe fließendes Grundwasser ansteht. Danach stellen sich bei einer Raumlufttemperatur von 20 °C an der Bodenoberfläche folgende Temperaturen *zu den angegebenen Zeiten nach Heizbeginn ein: nach 1 Tag 15.0°C. nach 10 Tagen 17.8°C. nach 100 Tagen 19,4 °C und nach 1 000 Tagen 19,8°C. Die Temperatur der Bodenoberfläche nähert sich also asymptotisch der Raumlufttemperatur. Beim Bewerten dieser Oberflächen-Temperaturen ist es hilfreich, wenn man bedenkt, dass auch an gut gedämmten Außenbauteilen, die außenseitig von der Außenluft umspült werden, im Winter bei einer Raumlufttemperatur von 20°C die raumseitigen Oberflächen-Temperaturen etwa zwischen 15°C und 18°C liegen, ohne sich mittel- oder langfristig der Raumlufttemperatur weiter anzunähern. D.h., die Wärmelinse unter dem Fußboden erzeugt raumseitig höhere Oberflächentemperaturen als eine gut gedämmte Außenwand bei Wintertemperaturen.
DIN 4108 Teil 2 fordert für Aufenthaltsräume außerdem, daß der Mindestwärmeschutz an jeder Stelle vorhanden sein muß, auch an sogenannten Wärmebrücken. Die Bodentemperatur im Halleninneren fällt bei Annäherung an die Außenwand ab, was mit den Forderungen des Mindestwärmeschutzes nicht zu vereinbaren ist. Es liegt eine Wärmebrücke vor, denn am Fußpunkt der Außenwand findet ein erhöhter Wärmeabfluss statt. Dem muss durch bauliche Maßnahmen begegnet werden, z.B. durch eine horizontale Wärmedämmschicht an dem Rand des Hallenbodens oder durch eine senkrecht im Bereich des Außenwandfußes verlaufende Wärmedämmschicht. Durch beide Maßnahmen wird das Absinken der Oberflächen-Temperatur des Hallenbodens in der Nähe der Außenwand deutlich reduziert. In diesem Bereich muß der Fußboden bei Aufenthaltsräumen also wärmegedämmt werden. Hierfür genügt bei einer lotrecht verlaufenden Dämmschicht eine Tiefe von 1,00 m.