Merkmale und Anwendungsbereiche

isorast ist ein hochwertiger Baustein aus Polystyrol-Hartschaum (Neopor der BASF) für alle Anwendungsbereiche des Hochbaus, in denen es auf Wärmedämmung ankommt: Beheizte Gebäude vom Einfamilienhaus bis zum Hochhaus, Bürogebäude, Hotels, Schulen, Keller mit beheizten Räumen, Krankenhäuser, Kindergärten, Seniorenheime, temperierte Gewerbebauten, beheizte Schwimmbecken usw. Mit diesem Baustein kann man bereits heute so bauen, wie es aufgrund steigender Energiekosten, aus Gründen des Umweltschutzes und der höheren Anforderungen an die Wohnbehaglichkeit in Zukunft zwingend notwendig werden wird.

Die verschiedenen massiven Wandkonstruktionen

Nach dem Aufbau unterscheidet man drei große Gruppen: Einschalige, zwei- und dreischalige Wandkonstruktionen.

Einschalige Wände

Hierunter versteht man eine sog. monolithische Wand, z.B. ein Porenziegel-, Gasbeton- oder Bimsstein-Mauerwerk. Ein Werkstoff soll bei diesem Wandaufbau alle Anforderungen erfüllen: Die Anforderung an die Schalldämmung, die Statik und die Wärmedämmung.

Die Wärmedämmfähigkeit eines Baustoffs hängt aber vornehmlich von seinem Raumgewicht ab: Je größer der Luftporenanteil, je niedriger das Raumgewicht, desto höher die Wärmedämmung, aber auch desto geringer die Druckfestigkeit.

Bei einer Auflast von einem Geschoss werden i.d.R. bereits Druckfestigkeiten von 0,5 kN/cm2 und bei zwei Geschossen bereits 0,75 kN/cm2 benötigt.

Die Wärmedämmfähigkeit eines Baustoffs hängt aber vornehmlich von seinem Raumgewicht ab: Je größer der Luftporenanteil, je niedriger das Raumgewicht, desto höher die Wärmedämmung, aber auch desto geringer die Druckfestigkeit.

Bei einer Auflast von einem Geschoss werden i.d.R. bereits Druckfestigkeiten von 0,5 kN/cm2 und bei zwei Geschossen bereits 0,75 kN/cm2 benötigt.

Materialien mit höheren Druckfestigkeiten ergeben aber ungünstigere Wärmedämmwerte. Die untenstehende Grafik soll verdeutlichen, weshalb einschalige Wände unter den Vorzeichen der Energieerspanis, der W.rmebrückenfreiheit und des Umweltschutzes nicht mehr zeitgerecht sind:

  • Um den Wärmedurchgangswert einer 43er-isorast-Wand mit 0,1 zu erreichen, müsste eine monolithische Wand mit einer Wärmeleitzahl von 0,08 rd. 80 cm dick werden und mit einer Wärmeleitzahl von 0,16 sogar rd. 160 cm dick werden!

Dies ist jedoch nicht der einzige Nachteil:

  • Für alle hochbelasteten Bereiche, für die aus statischen Gründen der Werkstoff „Stahlbeton“ verwendet werden muss, muss die Mauerwerkswand ausgespart werden. Das können z.B. sein: Stürze, Stützen, Drempel, Deckenränder mit Ringanker, alle Kellerwände mit seitlichem Erddruck und Wandenden, auf denen größere Stürze aufliegen.

Da hat nun dann ein Bauherr sich nach umfangreichen Informationen zu einem Wandbaustoff durchgerungen, um dann festzustellen, dass der große Teil der Außenwände gar nicht damit gebaut werden kann. An vielen Stellen musste er dann wieder Stahlbeton mit zusätzlicher Außendämmung einsetzen mit einer Vielzahl von Wärmebrücken an den Übergangsbereichen. Wie das dann aussehen kann, zeigt das nebenstehende Baustellenbild.

Zweischalige Wände

Hierunter versteht man eine Wand mit einer zusätzlichen Dämmschicht. Die Funktionen Schalldämmung, Wärmedämmung und Druckfestigkeit werden getrennt. Die äußere Dämmschicht übernimmt ausschließlich den Wärmeschutz. Somit kann hierfür ein Material eingesetzt werden, das ein Vielfaches der Wärmedämmung eines monolithischen Mauerwerks aufweist. Die tragende Massivwand wird in einem rundum geschlossenen Dämmmantel eingepackt.

Das bewirkt, dass die tragende Wand vor Temperaturschwankungen und den damitverbundenen Längenänderungen geschützt ist. Die in der Wand verlegten Rohrleitungen sind vor dem Einfrieren geschützt. Egal ob eine Stütze, ein Ringanker, ein Deckenabschluss, ein Drempel oder ein Sturz betoniert werden muss, die Außendämmung übernimmt den sicheren Wärmeschutz.Die Möglichkeit von Wärmebrücken ist dennoch nicht ganz ausgeschlossen: Dübel bei Dämmplatten und Fugen bei stumpfen Plattenstößen, besonders bei dicken Dämmungen, sind die häufigsten Wärmebrücken bei Außendämmungen, die sich dann auch noch auf der Fassade abzeichnen. Weiterhin entsteht beim Aufkleben der Dämmplatten ein Hohlraum zum Mauerwerk, der bei kleinsten Undichtheiten von der kalten Außenluft hinter spült werden und dann die Dämmwirkung zunichte machen kann.

Dreischalige Wände

Der Idealfall:

Hierunter versteht man eine Massivwand mit außen- und innenliegender Dämmung. Diese Konstruktion kann so ausgelegt werden, dass sie ein Optimum an Wärmedämmung, Wärmebrückenfreiheit, Schallschutz,Tragfähigkeit und schlanker Konstruktion bietet.
Wärmebrücken sind bei dieser Variante nahezu ausgeschlossen: Selbst wenn die Außendämmung einmal beschädigt sein sollte, die zusätzliche Innendämmung verhindert die Wärmebrücke. In diese Bauart werden Hartschaum-Schalungselemente eingereiht.

Speziell beim isorast-Schalungselemente-System kommen noch weitere Vorteile hinzu:

  • Das Nut- und Nasenraster verhindert Wärmebrücken an den Plattenstößen.
  • Eine Hinterspülung der Dämmung mit Kaltluft ist beim isorast-System ausgeschlossen. Zwischen Dämmung und tragender Wand ist kein Luftzwischenraum. Sie liegt formschlüssig an.
  • Dauerhafter und intensiver Verbund der Dämmung mit der Tragwand durch die Hartschaumstege und die schwalbenschwanzförmige Profilierung der inneren Dämmflächen: Bei isorast beträgt die Zugfestigkeit gegen das Ablösen der äußeren Dämmschicht mehr als das Hundertfache gegenüber der Mindestvorschrift bei geklebter Plattenware!
  • Bei herkömmlicher Verarbeitung würde die dreischalige Wand allerdings zu teuer, da zuerst gemauert und dann noch beidseitig die Dämmplatten angeklebt werden müssten. Eine äußere dicke Dämmschicht müsste noch zusätzlich verdübelt werden, wobei dann Wärmebrücken entstehen können.
  • Durch die isorast-Umkehrbauweise - zuerst die Dämmung setzen und dann die Massivwand auf einfache Weise mit maschinell eingefülltem Beton herzustellen - wird der Wandaufbau jedoch erheblich kostengünstiger.

Die dreischalige Wand - der Idealfall, insbesondere bei der Ausführung mit Hartschaum-Schalungselemten: Die Verbindung der Dämmung mit der Massivwand mit den Hartschaumstegen trägt noch zur Wärmedämmung bei, ist also eine "negative Wärmebrücke".

Die Geschichte von isorast

  • 1951: Erstmals bei der BASF Herstellung von Polystyrol-Hartschaum (Styropor).
  • 1965: Der österreichische Styroporverarbeiter Herbert Fitzek stellt erstmals Schalungselemente aus Styropor unter dem Namen „IGLU“ her.
  • 1973: Erteilung der Patente an Manfred Bruer für ein im Raster steckbares Schalungselemente-System.
  • 1975: Bau des ersten isorast-Hauses.
  • 1979: Eine veränderte Formgebung ermöglicht erstmals die Verfüllung der Elemente mit einer Autobetonpumpe.
  • 1995: Abschluss einer mehrjährigen Forschungsarbeit unter der Leitung von Prof. Dr.-Ing. Gösele mit dem Thema „Vermeidung von Schall-Längsleitung und Resonanzfrequenz bei einer Hartschaum-Innendämmung“. Zu den umfangreichen Forschungen gehörte u.a. auch die Vermessung von über 50 in einer Halle aufgebauten Prüfwänden, um sich an das Optimum heranzutasten. Daraus resultierten mehrere Patente.

Prof. Dr.-Ing. Gösele und Manfred Bruer gratulieren sich gegenseitig zum Erfolg des neuen Schalldämmelements.

  • 1996: Von isorast wird der internationale Wettbewerb „Das Passivhaus“ für Architekten und Architekturstudenten ausgelobt. Dieser Wettbewerb wurde wegweisend als Planungsunterlage für „Das neue Bauen mit der Sonne“.
  • 1997: isorast präsentiert das Dickwandelement mit einem U-Wert von 0,13 und das Super-Dickwandelement mit U=0,1
  • 1997: Goldmedaille auf der Erfindermesse Genf
  • 1999: Nach Prüfung der Wärmebrückenfreiheit aller Anschlüsse erhält isorast als erstes Wandbausystem das Zertifikat „passivhaustauglich“
  • 2002: Mit isorast wurden bereits 100 Passivhäuser gebaut
  • 2013: Eine hochkarätige Jury aus vom „Industrieverband Halbzeuge und Konsumprodukte aus Kunststoff“ kürt einmal im Jahr das „Produkt des Jahres“. Der isorast-Eckanschluss erhielt diese hohe Auszeichnung.
  • 2017: Mit isorast wurden inzwischen mehr als 10.000 Objekte gebaut.

Der isorast-Firmensitz in Taunusstein-Hambach bei Wiesbaden, 1985 mit doppelter 25er-isorast-Wand gebaut. Das Objekt wird im Volksmund „Schloss Hambach“ genannt.

Dr. Feist gratuliert zum ersten Passivhaus-zertifizierten Wandsystem

Die hochkarätige Jury präsentiert die Ergebnisse des isorast-Ideenwettbewerbs „Das Passivhaus“. Von links nach rechts: Prof.-Dr. Loeschcke, Dr. Feist, Prof.-Dr. Hauser, Dipl.-Phys. Werner, Prof. Ralf Disch, Prof. Dipl.-Ing. Laage, Dr. habil. Kahlert, Horst Rasch, Prof. Dipl.-Ing. Pohl, Prof. Dr.-Ing. Hausladen, Manfred Bruer, Prof. Dr.-Ing. Bott

Produktion und Versand

isorast-Produkte werden in einem der größten Produktionsbetriebe für Hartschaum-Formteile hergestellt: Der Firma Schlaadt Plastics in Lorch am Rhein. In diesem Werk hat man das Knowhow, die hohen Produktionsanforderungen mit den feinen eingeformten Schlitzen nach Prof. Gösele umzusetzen.

Auf Ökologie wird auch bei der Produktion großen Wert gelegt:

Die gesamte Energieerzeugung erfolgt in diesem Werk mit Holzabfällen. Holz verhält sich CO2-neutral: Es nimmt während seines Wachstums genausoviel CO2 auf, wie es bei der Verbrennung als Emission verursacht.

Weiterhin besitzt die Firma Schlaadt eine der größten Recyclinganlagen für Hartschaumabfälle in Deutschland.

Produktprogramm in Perspektive

25er-Elemente

Für tragende Innenwände, wenn man kein anderes Material verwenden möchte.

Auch gut verwendbar für Außenwände von unbeheizten oder nur gelegentlich beheizten Kellern: Durch die Einlage von Bewehrungseisen lässt sich die Horizontallast der Erdanschüttung ideal aufnehmen.

31er-Elemente

Mit seinem U-Wert von 0,17 W/m2K gut geeignet für beheizte Keller und für die Außenwände von Niedrigenergiehäusern.

Alle weiteren 31er-Elemente wie 25er- Elemente, jedoch mit der dickeren Außenwandung der 31er-Elemente:

37er-Elemente

Sie sind mit ihrem U-Wert von 0,13 W/m2K ideal geeignet für Außenwände von Niedrigstenergiehäusern, z.B. KfW-40-Häusern. Auch eignen sie sich gut für Passivhäuser in Reihenbauweise.

Für freistehende Passivhäuser genügt der U-Wert von 0,13 erfahrungsgemäß nur dann, wenn die Gebäudehülle sehr kompakt gestaltet worden ist und eine Südlage besteht.

43er-Elemente

Das Produkt für Außenwände der Gegenwart und der Zukunft! Mit seinem U-Wert von 0,10 W/m2K ideal geeignet für alle Plus-Energie-Häuser und alle Passivhäuser, auch wenn die Gebäudehüllen nicht kompakt gestaltet sind und die Ausrichtung nicht ideal nach Süden erfolgt. Mit diesem Produkt liegt man auf der sicheren Seite und reduziert die Energieverluste der Gebäudehülle auf ein Minimum.

Daten

Schalldämmung

Beim Schall unterscheidet man zwischen zwei Kategorien:

  • Luftschall = Schall, der sich in der Luft ausbreitet
  • Körperschall = Schall, der sich in festen Stoffen ausbreitet

Der Lärm von einem zum anderen Raum wird durch die Luft weitergeleitet. Insofern ist auch dort für die Schalldämmung nur die Luftschalldämmung einer Wand maßgebend.

Beim Begehen eines Fußbodens oder einer Treppe entsteht dagegen Körperschall, der z.B. durch schwimmenden Estrich und/oder weiche Bodenbeläge gemindert werden kann. Da sich die nachfolgende Darstellung auf Wände bezieht, wird im Weiteren nur die Luftschalldämmung behandelt. Für die Stärke des Schalls ist die Maßgröße das dB = Dezibel. 6 dB mehr oder weniger werden vom menschlichen Ohr als Verdoppelung bzw. Halbierung der Lautstärke empfunden.

In gleicher Weise ist Dezibel auch die Maßgröße für die Schalldämmung:
Befindet sich z.B. ein Gebäude 40 m von einer Hauptverkehrsstraße mit mittlerem Verkehrsaufkommen entfernt, so kann man von einem Schallpegel von 70 dB ausgehen (vgl. umseitige Tabelle). Dämmt man nun ein Außenbauteil mit 40 dB, so kommt im Innenraum nur noch ein Schall mit 30 dB an. Das entspricht dann einem Flüstergespräch.

Die nachfolgenden baurechtlichen Anforderungen sind mit beidseits verputzten isorast-Wänden leicht zu erreichen: Eine 25er-Wand mit dem isorast-Kompaktelement hat bereits ein Schalldämmmaß von 42 dB; eine Wand mit dem 25er-Schalldämmelement sogar 51 dB.

Baurechtliche Anforderungen an Haus- und Wohnungs-Trennwände

Höhere Anforderungen werden gestellt an die Schalldämmung von inneren Trennwänden zwischen zwei Wohnungen, zwischen Reihenhäusern oder Doppelhäusern.

isorast-Haustrennwände

Haustrennwände können mit zwei 25erisorast-Combielementen ausgeführt werden. Die beiden Wände dürfen sich nicht berühren. Man trennt sie sicher, indem man eine 50 mm dicke Mineralfasermatte dazwischen stellt. Diese sollte vor dem Betonieren eingelegt werden, oben überstehen und die beiden Wände dicht anliegen, damit kein Beton in die Trennfuge laufen und kann.

DIN 4109, Tabelle 3

isorast-Wohnungstrennwände

Für Wohnungstrennwände ist ein Schalldämmmaß von 53 dB vorgeschrieben. Das 25er-Schalldämmelement hat einen Messwert von 53 dB und einen Rechenwert von 51 dB. Versieht man das 25er-Schalldämmelement mit 12 mm dicken Gipskartonplatten, angesetzt mit Batzen, so wird die Mindestforderung leicht erfüllt.

Beton-Wohnungstrennwände

Ideal, wenn ein örtlicher Deckenhersteller es liefern kann: Wohnungstrennwände aus Sichtbeton-Schalungen. Hier stellt der Lieferant der Fertigdecke vorher die Sichtbeton-Schalung und stabilisiert diese mit Stützen. Danach wird die Sichtbeton-Fertigdecke aufgelegt und die Trennwand-Schalung zusammen mit der Fertigdecke betoniert – fertig. Ein ideales Zusammenspiel von isorast mit einem Ergänzungsprodukt-Lieferanten.

Resonanzfrequenz

Wurde man früher gefragt: „Haben denn Hartschaum-Schalungselemente gar keine Nachteile?“, so musste man antworten: „Doch, und zwar einen gravierenden: Die Schalldämmung!“. Verkleidet man nämlich massive Wände mit einer Hartschaumdämmung und einem Innenputz, so entsteht mit dem Hartschaum ein akustischer Hohlraum, der den Schall wie in einem Geigenkasten vermehrt.

Betroffen davon ist zu allem Unglück auch noch die Frequenz zwischen 500 und 1.000 Hertz, im Fachjargon „Resonanzfrequenz“ genannt. Besonders unangenehm: Gerade die Haupt-Lärmquellen, die menschliche Sprache, der Maschinen- und der Motorenlärm, haben diese Frequenzen!

Die nachfolgende Tabelle zeigt die Dramatik:
Die früheren 25er-Elemente, egal ob mit Hartschaumsteg oder mit Drahtsteg, hatten in diesem mittleren Frequenzbereich nur ein Schalldämmmaß von 30 dB: Das entsprachder Schalldämmung einer dünnen Spanplatte! Diese Elemente waren weder für den Mehrfamilienhausbau noch für Einfamilienhäuser an stark befahrenen Straßen geeignet.

Zusammen mit Prof.-Dr. Ing. Karl Gösele, dem ehemaligen Gründer und Leiter des bauphysikalischen Institutes der Uni Stuttgart gelang es, das Problem zu lösen. Mehr als 50 Testwände wurden dazu aufgebaut und vermessen.

Letztlich wurden die Hartschaum-Wandungen mit feinen Schlitzen versehen, so dass die Putzfläche akustisch von dem Betonkern getrennt worden ist. In dem wichtigen Bereich der Resonanzquenz ergab sich dann eine Verachtfachung (!) der Schalldämmung. Die Produktion ist allerdings sehr aufwändig.

Mehr als 50 Testwände wurden aufgebaut und vermessen

Schall-Längsleitung

Der Resonanzkörper bisheriger verputzter Innendämmungen führte zudem zur Schall-Längsleitung: Der Schall wurde eben nicht nur durch die Wand transportiert, sondern auch noch längs der Wand, z.B. von Geschoss zu Geschoss oder von Raum zu Raum über die Längswand. Mit der Beseitigung der Resonanzfrequenz war auch gleich das Problem der Schall-Längsleitung gelöst.

Äußeres Merkmal: Wenn man eine normal verputzte Hartschaumdämmung anklopft, so klingt das hoch tönend. Wenn man die verputzte isorast-Fläche anklopft, so klingt das dumpf, wie eine verputzte schallschluckende Mineralfaserdämmung.

Großobjekt Harley-Davidson-Hotel im Disneyland-Stil in Slowenien. Bei einem solchen Objekt kommt es besonders auf gute Schalldämmwerte an.

Baurechtliche Zulässigkeit

Zulassung

Die komplette Zulassung ist im isorast-Architektenordner abgedruckt und beinhaltet folgende Details:

  • Die Hartschaumstege beim Kompaktelement müssen übereinander liegen.
  • Die vertikalen Verfüllkanäle müssen ein Mindestmaß von 12 cm und die horizontalen Kanäle ein Mindestmaß von 8 cm haben.
  • Das Größtkorn des Betons darf bei Elementen mit Hartschaumstegen 8 mm und bei Elementen mit Drahtstegen 16 mm nicht übersteigen.

Die Produktion wird gemäß der Zulassung durch die Staatliche Forschungs- und Materialprüfungsanstalt Stuttgart überwacht.

 

Brandschutz

Einteilung der Baustoffe in A und B

A-Baustoffe sind unbrennbar. Hierzu gehört u.a. der Beton.
B-Baustoffe sind brennbar. Bei ihnen wird jedoch ganz wesentlich unterschieden:

  • B3 = leicht entflammbar, z.B. Papier
  • B2 = normal entflammbar, z.B. Holz
  • B1 = schwer entflammbar = die höchste Anforderung an brennbare Baustoffe:
    Kommt eine fremde Zündquelle an das Material, so schmilzt es nur. Wird die fremde Zündquelle entfernt, so wird innerhalb von wenigen Sekunden der Schmelzvorgang beendet.

Der tragende Teil der isorast-Wände, der Betonkern, ist aus nichtbrennbarem Material der Brandklasse A1. Die Wandungen aus Neopor werden in schwer entflammbarer Qualität = Brandklasse B1 hergestellt. Das hohe Raumgewicht von isorast führt weiterhin zu einer Verlangsamung des Schmelzvorgangs.

Diese beiden Faktoren haben letztlich dazu geführt, dass seit über 40 Jahren und mehr als 10.000 gebauten Objekten mit isorast kein einziger Brandfall bekannt wurde.

Klassifizierung F30B, ohneFw, F90AB

  • F steht für „Feuerwiderstandklasse“.
  • 30/90 steht für 30 bzw. 90 min. Standsicherheit bei Brandbeanspruchung.
  • F30B,ohneFw heißt: 30 min. Brandbeanspruchung ohne Feuerwiderstand: In diese Klasse werden alle isorast-Kompaktelemente eingereiht.
  • F90AB heißt: 90 min. Brandbeanspruchung, tragender Teil Brandklasse A = Beton, Verkleidung Brandklasse B = z.B. Neopor. In diese Klasse werden alle isorast-Combielemente eingeteilt.

Sondervorschrift für Gebäude mit mehr als 3 Vollgeschossen und mehr als 100 mm Dämmschichtdicke

Für Außenwände, auf die die beiden nachfolgenden Kriterien zutreffen, werden erhöhte Anforderungen gestellt:

  • Gebäude höher als 7 m, gemessen ab Erdanschüttung bis oberster Fußboden
  • Äußere Dämmschicht dicker als 100 mm

In diesem Falle muss über allen Fenstern und Türen der Außenwände der isorast-Sturz mit Mineralboden verwendet werden (vgl. Prüfzeugnis im isorast-Architektenordner).

Schornsteine

Zwischen Fertigteilschornsteinen und isorast muss ein Luftzwischenraum von mindestens 5 cm bleiben (§ 18, Abs. 14 FeuVo).

isorast selbst brennt nicht. Hält man eine Flamme an isorast, so schmilzt nur die Oberfläche ab. Hierzu wird bereits seit Jahren das umweltverträgliche Flammschutzmittel „PolyFR“ eingesetzt. isorast-Abfälle müssen daher auch nicht als Sondermüll entsorgt werden.

Die Verwendung von schwerentflammbarem Material seit über 40 Jahren hat wohl auch dazu geführt, dass mit isorast bisher kein einziger Brandfall bekannt wurde.

 

 

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