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Luftdichtheitssysteme 1 Einf ¨uhrung 2 Luftdichtheitssystem – Was

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1
Bremer Impulse Fachveranstaltung Luftdichtheit, 7. M¨arz 2002, Tagungsunterlagen
Luftdichtheitssysteme
theoretische und praktische Aspekte
Achim Geißler, Kassel
Dr.-Ing. Achim Geißler, Fachgebiet Bauphysik, Universit¨at Kassel
1
Einfuhrung
¨
¨
Vor dem Hintergrund, daß im August 2001 DIN 4108-7 [1] als Weißdruck ver offentlicht
worden ist, gewinnen Klebe¨
verbindungen mit Haftklebeb andern
und Klebemassen bei der Erstellung von Luftdichtheitsschichten an Bedeutung.
¨
In der im November 1996 erschienenen Vornorm DIN V 4108-7 [2] waren fu¨ r Anschlu¨ sse u¨ berwiegend L osungen
¨
vorgeschlagen, die auf vorkomprimierten B andern,
Schrauben und Latten basieren. In der aktuellen Version sind
vornehmlich reine Klebeverbindungen als Beispiele gezeigt.
Wärmedämmung
Luftdichtheitsschicht
Luftdichtheitsschicht
Raumseitige
Bekleidung
Anpreßlatte
einseitiges Klebeband
Vorkomprimiertes
Dichtband
Ständer bzw. Riegel
Bild 1: Anschluß von Bahnen an Holz bzw. Holzwerkstoffe, links ein Beispiel aus der Vornorm [2], rechts
aus dem Weißdruck [1].
¨
Es wird – und dies wird sich mit zunehmendem offentlichen
Interesse an der Thematik Luftdichtheit voraussicht¨
lich verstarken
– fu¨ r viele Produkte mit der Eignung zur Herstellung von Verbindungen in der Luftdichtheitsschicht
¨
geworben. Dabei werden diese Produkte h aufig
nur von Firmen des Baubereichs vertrieben, nicht speziell zweckorientiert hergestellt. Untersuchungen deuten jedoch darauf hin, daß sich viele dieser Produkte als nicht geeignet
erweisen werden. Im weiteren soll fu¨ r die Innenanwendung von Haftklebstoffen diskutiert werden, wo Probleme
¨
liegen konnen
und wie der Anwender den falschen Einsatz von Produkten vermeiden kann.
2
Luftdichtheitssystem – Was
ist das
2. Ein Luftdichtheitssystem ist ein fu¨ r die Fl¨ache geeignetes Material in Verbindung mit den entsprechen¨
¨
den Verbindungsmitteln fu¨ r Uberlappungen
/ Stosse
untereinander.
Der Begriff des ”Luftdichtheitssystems” wird h¨aufig genannt. Es ist jedoch nicht eindeutig, welche Produktgruppen bzw. -zusammenstellungen hierunter zu verste¨
¨
hen sind. Zwei mogliche
Festlegungen k onnten
so aussehen:
¨
Diese Definitionen k onnen
als Ober- und Untergrenze
einer Festlegung herangezogen werden. Ein ”Mehr” als
¨
die erste ist nicht notig,
ein ”Weniger” als die zweite ist
in Zusammenhang mit dem Begriff ”System” unsinnig.
1. Ein Luftdichtheitssystem ist eine Zusammenstellung an Materialien und Verbindungsmitteln, die es
dem Anwender erlaubt, alle ublichen
¨
Anschlußprobleme – einschließlich Anschlu¨ sse an Durchdringungen – bei der Erstellung einer Luftdichtheits¨
schicht zu losen.
Dabei sind die Komponenten fu¨ r
die Anwendungszwecke jeweils aufeinander abgestimmt und gepru¨ ft.
Derzeit ist die zweite, reduzierte Definition h¨aufig anzutreffen. Mit dieser Definition fu¨ r Systeme sollen im
folgenden ausschließlich Bahnen- und Plattenmateriali¨
en fu¨ r die Fl¨ache sowie (Haft-)Klebebander
fu¨ r die Anschlu¨ sse betrachtet, und der Frage nachgegangen werden, wo diese Produkte heute im Rahmen ihrer Anwendung im Baubereich stehen und wo Probleme bei der
Anwendung vorhanden sind.
c Dr. Achim Geißler, Kassel
2
Bremer Impulse Fachveranstaltung Luftdichtheit, 7. M¨arz 2002, Tagungsunterlagen
3
¨
Haftklebebander
Fu¨ r die Verbindung von Bahnen miteinander
¨
¨
(Uberlappungen
in der Fl ache)
bzw. auch fu¨ r die
¨
Abdichtung von Plattenst oßen
ist das einseitig klebende
Band als ”Stand der Dinge” zu sehen. Der Anschluß
von Bahnen an Massivbauteile wird zunehmend mit Kle¨ konnen
¨
bemassen durchgefu¨ hrt. Anwendungsf alle
zum
¨
Beispiel Bahn – Bahn, Bahn – Bauk orper
(Mauerwerk,
Holz, Aluminium, Stahl, Kunstoff) oder Plattenwerkstoff
– Plattenwerkstoff sein. Das einseitig klebende Band hat
gegenu¨ ber dem beidseitig klebenden in der Anwendung
den Vorteil, daß sowohl die Verarbeitung als auch die
¨
Uberpr
u¨ fung der Stoßstellen i.d.R. einfacher ist.
Eine entscheidende Forderung an Verbindungen mit
¨
Klebebandern
(und auch Klebemassen) ist es, eine
¨
schalende
Belastung der Verklebung (siehe Bild 2) in jedem Fall zu vermeiden. Diese Art der Belastung fu¨ hrt
¨
auch bei geringen Kr aften
in kurzer Zeit zum Versagen
der Verklebung.
90°
180°
Substrat
¨
Viel gering vernetzte Klebemasse fu¨ hrt jedoch zun achst
zu einer geringen Kriechfestigkeit, also zu Problemen
bei der Langzeitanwendung.
¨
Es gibt in diesem Bereich Ans atze,
Klebemassen¨
Auftr¨age zu entwickeln, die ”h oher
vernetzte Inseln”
beinhalten, um mit einem Klebemassenauftrag verschie¨
dene Eigenschaften zusammenfu¨ hren zu k onnen
[4].
¨
Dies konnte
fu¨ r die Zukunft sehr interessant sein.
Neben dem Kriechverhalten, also der Resistenz gegenu¨ ber der mechanischen Trennung durch sehr kleine (Rest-) Lasten, ist das Alterungsverhalten der Klebeverbindungen ganz allgemein das zentrale Problem der
von Verklebungen im Bauwesen. Dabei kann im Prinzip
die von einem Klebeband erreichbare Lebensdauer erst
wirklich sicher festgestellt werden, wenn eine entsprechende Zeit vergangen ist. Dies ist natu¨ rlich weder fu¨ r
die Entwicklung von Produkten noch fu¨ r die gesicherte
Anwendung ”jetzt” zu akzeptieren. Fu¨ r eine Reihe von
Stoffgruppen liegen zwar Ergebnisse aus Untersuchungen vor, die den Zusammenhang zwischen einer beschleunigten ”ku¨ nstlichen” Alterung und der realen Zeit
ermittelt haben (siehe Bild 3). Leider ist das Verhalten
der hier interessierenden Stoffe jedoch so unterschiedlich, daßeine bertragbarkeit nicht gegeben ist. D.h. derartige Untersuchungen mu¨ ssten im Prinzip fu¨ r jede Kombination Klebeband / Substrat durchgefu¨ hrt werden. Als
¨
Stichwort kann hier zum Beispiel der mogliche
Gehalt an
flu¨ chtigen Stoffen (Weichmacher) im Substrat genannt
werden.
Trägermaterial
3
[kg]
2,5
bei Raumtemperatur
(Monate)
¨
Bild 2: Schalende
Belastung eines Haftklebebandes [3].
Kohäsion
Klebemasse
Es ist daru¨ ber hinaus konstruktiv eine lastfreie Verklebung anzustreben, d.h. die Verklebung soll ”nur
sich selbst” halten mu¨ ssen. Auch dann werden die
Verklebungen bei genauer Betrachtung einer ganzen
Reihe kurzfristiger Belastungen standhalten mu¨ ssen
(Winddruck, Luftdichtheitsmessung, ...). Im Baubereich
¨
mochten
wir Verklebungen haben, die sehr lange Zeit
halten. Mindestens 30, besser 50 Jahre sind anzustreben. Erreichen wir eine nahezu lastfreie Verklebung, haben wir also
Last
t
<<
>>.
und
Dieser Lastfall fu¨ hrt zum sogenannten ”Kriechen”, dem
allm¨ahlichen Abgleiten der Klebung unter einer sehr geringen Dauerlast.
¨
Fu¨ r Klebebander,
die fu¨ r die hier betrachtete Anwendung
zum Einsatz kommen sollen, fu¨ hrt dies zu einem Widerspruch bei der Auslegung. Fu¨ r die Anwendung am Bau
ist es vorteilhaft, wenn ein Klebeband eine relativ große
Menge an weicher, gering vernetzter Klebemasse auf¨
getragen hat (Anhaltswerte: Ubliches
Paketband: ca. 10
g/m2 , ein ”Baugeeignetes Band:” ca. 200 g/m 2 ). Neben
einer guten Anfangshaftung (Tack) kann hierdurch eine gewisse Indifferenz gegenu¨ ber Staub sowie eine gute Fließf¨ahigkeit fu¨ r rauhe Untergru¨ nde erreicht werden.
2
1,5
bei 70 °C
(Tage)
1
0,5
0
Fukuzawa, K. and Matsukawa,
H. Eng. Mater. 16(1): 17 (1968)
0
5
10
15
20
25 30 35 40
[Monate bzw. Tage]
Alterung
Bild 3: Vergleich der ku¨ nstlichen Alterung mit der
Alterung in Realzeit [3].
Abhilfe kann hier bis auf weiteres nur die Durchfu¨ hrung
¨
verschiedener fu¨ r die einschl agigen
Stoffgruppen anerkannter Alterungstests in Kombination mit der umfangreichen Erfahrung insbesondere der im betrachteten
Segment spezialisierten Hersteller schaffen.
4
Die Praxis
¨
Wie ist nun die Praxis zu sehen? Von H andlern
bzw.
Herstellern werden zu den Produkten in aller Regel
c Dr. Achim Geißler, Kassel
Bremer Impulse Fachveranstaltung Luftdichtheit, 7. M¨arz 2002, Tagungsunterlagen
Verarbeitungs- und Anwendungsrichtlinien vorgegeben.
Bild 4 gibt ein Beispiel fu¨ r eine ”Anwendungsmatrix”.
3
Beispiel fu¨ r den erfolgreichen Einsatz von Klebeverbindungen angefu¨ hrt werden – im Baubereich sind jedoch
viele Randbedingungen ”u¨ blich” bzw. ”die Praxis”, die
dem erfolgreichen Kleben diametral entgegenstehen.
Es ist also auch ein Umdenken erforderlich, wenn ”das
Kleben” in der praktischen Anwendung bei der Luftdichtheitsschicht dauerhaft funktionieren soll. Gegebenen¨
falls muß auch mal eine staubfreie Oberfl ache
durch Wischen vor dem Kleben hergestellt werden.
¨
Derzeit gibt es keine verbindlichen Qualitatsnormen
oder
dgl. fu¨ r Klebeb¨ander zur Verbindung bzw. dem Anschluss von Luftdichtheitsschichten im Bauwesen. Es
gibt eine schier unu¨ berschaubare Menge an Normen
¨
und Richtlinien, die einschlagige
Tests beschreiben. Diese sind jedoch nicht auf den hier interessierenden Anwendungsbereich abgestimmt. Der Fachverband Luftdichtheit im Bauwesen e.V. (FLiB) arbeitet daran, eine Pru¨ fvorschrift zusammenzustellen, auf deren Basis
mit relativ geringem Aufwand entweder eine Positiv-Liste
erstellt werden kann, oder – zumindest – diejenigen
Produkte auf dem Markt ermittelt werden k¨onnen, die
nach heutigem Kenntnisstand fu¨ r den genannten Anwendungszweck untauglich sind.
Bild 4: Ein Beispiel fu¨ r Hersteller-Anwendungsrichtlinien [5].
Literatur
Herstellerrichtlinien sollten in der Anwendung
unbedingt beachtet und eingehalten werden.
[1] DIN 4108 ”W¨armeschutz im Hochbau”. Teil 7 ”Luftdichtheit von Bauteilen und Anschlu¨ ssen”, August
2001.
¨
Die Anwendung von Haftklebeb andern
und auch von
Klebemassen bei Raumtemperaturen unter 5 gradC ist
generell als kritisch zu sehen, weil dabei ein fließender
¨
Ubergang
zu der Anwendung im Frostbereich besteht.
[2] DIN V 4108 ”W¨armeschutz im Hochbau”. Teil 7 ”Luftdichtheit von Bauteilen und Anschlu¨ ssen”, Vornorm,
November 1996.
¨
Kein Klebeband und keine Klebemasse h alt,
wenn auf einer Reifschicht geklebt wird.
[3] Satas, D., Hrg. Handbook of Pressure Sensitive Adhesive Technologie, 2 Ed. Van Nostrand Reinhold,
New York, 1989.
Diese Empfehlung gilt natu¨ rlich auch fu¨ r die am Markt
¨
¨
¨ Herrstellerangaben
erhaltliche
Klebebander,
die gemaß
bei tieferen Temperaturen verarbeitet werden du¨ rfen.
¨
In allen Anwendungsrichtlinien wird erfahrungsgem aß
von einem sauberen, staubfreien, trockenen, fettfreien
Untergrund ausgegangen. Auch wenn dies als ”Pra¨ diese Vorgaxisfremd” abgetan werden kann, enth alt
be dennoch in gewissem Sinne ein ”Hintertu¨ rchen” fu¨ r
¨
¨
die Handler/Hersteller,
falls es zu abgelosten
Klebungen
kommen sollte.
[4] Brockmann, W. und Gru¨ ner, K., Februar 2002.
http://www.awok.de.
¨
[5] Ampacoll macht Hauser
luftdicht, Juli 2000. Ampack AG, CH-9401 Rorschach.
Um als Ausfu¨ hrender sowohl kalkulatorisch als auch anwendungstechnisch etwas sicherer dazustehen, ist ein
¨
doppeltes Angebot m oglicherweise
sinnvoll. Die reine
¨
Klebung sollte per Angebot als M oglichkeit,
die nicht gesicherter Stand der Technik ist, gegeben werden. Alternativ – und natu¨ rlich mit h¨oheren Kosten verbunden
¨
– wird die Losung
mit weitgehender Sicherung durch
Latten angeboten. So kann der Kunde entscheiden, ob
ihm das bei geeigneter Produktwahl trotzdem vorhande¨
ne Restrisiko einer fru¨ hzeitigen Ablosung
die Einsparung
wert ist.
5
Fazit und Ausblick
Kleben ist eine ausgereifte Technik – Airbus und Auto
¨
bzw. auch Structural Glazing im Baubereich k onnen
als
c Dr. Achim Geißler, Kassel
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