Dämmstoffe aus der Natur

Im Zuge der steigenden Umweltbewusstseins und nicht zu letzt der steigenden Energiepreise ist es zu einem verstärkten Interesse an Dämmstoffe aus nachwachsenden Rohstoffen gekommen. Ursprünglich als zusätzliche Einkommensquelle für die Landwirtschaft gefördert, haben sich immer mehr Firmen mit der Herstellung von natürlichen Dämmstoffen auf dem Markt etabliert. Der Anteil dieser Dämmstoffe am Gesamt-Dämmstoffmarkt konnte sich auf 5 % steigen, was einem verbauten Volumen von über 1 Mio. m³ entspricht. Naturdämmstoffe reduzieren das Treibhausgas CO2 nicht allein durch ihre Dämmwirkung, durch die Heizenergie eingespart wird, sondern zusätzlich wird das beim Wachstum der Pflanze aufgenommene CO2 über die Nutzungsdauer des Dämmstoffes festgelegt. Zum wird bei der Herstellung des Dämmstoffes im Vergleich mit konventionellen Materialien weniger Energie verbraucht und damit auch hier CO2 eingespart.

Die isolierenden Eigenschaften der natürlichen Dämmstoffe werden, wie bei den konventionellen Produkten über die feinen Luftkammern in und zwischen den Fasern erreicht. Anders verhält es sich bei dem Feuchtigkeitsverhalten. Im Gegensatz zu mineralischen und synthetischen Produkten haben Naturdämmstoffe die Fähigkeit Feuchtigkeit zu speichern und wieder abzugeben, sie sind wasserdampfdurchlässig.

Diese Eigenschaft sorgt für eine Regulierung der Luftfeuchtigkeit in den Innenräumen des Hauses. Es treten keine Probleme mit der Kondensatbildung auf, wie in abgeschlossenen Räumen. Das bekannte „sick building syndrom“ kann somit vermieden werden. Das sind einstellende Raumklima ist vorteilhaft. Von Schafwolldämmstoffen in zudem bekannt, dass sie in einem bestimmten Maße Formaldehyd aufnehmen können und so belastete Räume reinigen können.

Dämmstoffe aus nachwachsenden Rohstoffen bieten auf Grund ihrer natürlichen Struktur aber noch weitere Vorteile. Sie besitzen im Vergleich zu konventionellen Produkten eine höhere Dichte und damit ein höheres Wärmespeichervermögen. Dieses bedeutet einen besseren sommerlichen Wärmeschutz, denn es ist nicht nur notwendig die Wärme im Haus zu behalten, sondern auch zu vermeiden das sich dieses im Sommer zu sehr auf heizt, und damit Klimaanlagen benötigt werden. Natürliche Dämmstoffe verzögern den Eintritt der Wärme in das Gebäude. Die Wärme gelangt erst in der Nacht in die Innenräume und bewirkt so, dass diese nicht auskühlen.

Technische Daten von verschiedenen Dämmstoffen aus nachwachsenden Rohstoffen (Daten variieren je nach Produkt) (Quelle: www.fnr.de)

Schon seit mehreren Jahrzehnten werden Dämmstoffe aus nachwachsenden Rohstoffen hergestellt. Genutzt werden hierfür vor allem pflanzliche und tierische Fasern sowie Granulate aus pflanzlichen Bestandteilen (Roggen; Kork). Aufgrund der technischen und bauphysikalischen Eigenschaften sind die verschiedenen Dämmstoffe für unterschiedliche Anwendungsbereiche geeignet. Für den jeweiligen Anwendungsbereich gibt es entsprechende angepasste Lieferformen (lose, Matten, Platten). So können z. B. Dämmstoffe in loser Form hervorragend zwischen Holzbalken und Holzständern (z. B. in Decken) eingebracht werden - generell in allen konstruktiven Hohlräumen. Es entsteht dabei kein Materialverlust und alle Hohlräume können ausgefüllt werden. Dämmstoffplatten bzw. -matten werden für diese Anwendungsfall entsprechend zugeschnitten und können so passgenau eingebaut werden. Die auf dem Markt befindlichen Dämmstoffe aus nachwachsenden Rohstoffen besitzen die allg. bauaufsichtliche Zulassungen, d. h. sie haben damit, genau wie die konventionellen Dämmstoffe auch, ihre Verwendbarkeit bzw. Anwendbarkeit im Sinn der Landesbauordnung nachgewiesen.

Zu den am Meisten verwendet Fasern für die Herstellung von Dämmstoffen aus nachwachsenden Rohstoffen zählen: Flachs, Hanf, Holz, Holzhobelspäne, Cellulose, Schafwolle sowie Wiesengras, Seegras und Schilf. Des Weiteren kommen Granulate (als Schütt- oder Einblasdämmung) aus Roggen und Kork zum Einsatz. In Tabelle 1 sind die technischen Daten verschiedener Dämmstoffe aus nachwachsenden Rohstoffen aufgeführt. Die Daten variieren je nach Produkt und Hersteller.

Weitere Informationen zu Bau- und Dämmstoffen finden Sie in der Ausstellung im Klimacenter Werlte und in der Klimacenterbroschüre:

Klimacenter Broschüre [pdf; 1,3 MB]


Strohballenbau

Der Klimawandel ist ein globales Problem, dessen Hauptverursacher die sogenannten Treibhausgase sind. Strohballenhausbewohner tragen durch ihre »energiesparende« Lebensweise und die Verwendung von nachwachsenden Rohstoffen als Baustoff (Stroh und Holz) einen wichtigen Teil zur Reduktion des Treibhausgases Kohlenstoffdioxid (CO2) bei:

  1. Durch die guten Dämmeigenschaften der Strohballen spart man in einem Strohballenhaus viel Heizenergie.
  2. Stroh bindet bei seiner Entstehung Kohlenstoffdioxid aus der Luft, im Gegensatz zu konventionellen Baustoffen wie z. B. Zement, Metallen und Kunststoffen, bei deren Herstellung viel Energie verbraucht wird und CO2 entsteht.
  3. Stroh ist ein Rohstoff, der regional in ausreichenden Mengen verfügbar ist und jährlich nachwächst. Das Pressen ist neben dem Be-und Entladen bis zum endgültigen Lagerort, bei der Erzeugung eines Strohballens der einzige Herstellungsvorgang, für den Energie aufgebracht werden muss. Strohballen haben demnach einen sehr geringen Primärenergieverbrauch.
  4. Durch die gute regionale Verfügbarkeit entfallen weite Transportwege.
  5. Sollte ein Strohballenhaus irgendwann abgerissen werden, kann der natürliche Baustoff in den biologischen Kreislauf wieder zurückgeführt werden.

Strohballenhäuser führen somit zur Reduktion von CO2-Emissionen und leisten dadurch einen Beitrag zum Klimaschutz.

Strohballen als Baustoff: Physikalische Fakten

Rohdichte: 85 - 115 kg/m³

Je höher die Rohdichte der Strohballen ist, desto besser sind ihre statischen Eigenschaften.

Wärmeleitfähigkeit (λ ; Lambda-Wert):

quer zur Halmrichtung: λ=0,045 W/(mK)
in Halmrichtung: λ=0,060 W/(mK)
Im Vergleich zu Stahlbeton, der einen Lambda-Wert von 2,3 W/ (mK) hat, strömt die Wärme durch Strohballen schlecht hindurch, was die Ballen zu einem guten Dämmstoff macht.

Wärmedurchgangskoeffizienten (U-Wert):

Für eine Holzständerkonstruktion mit 35 cm dicken Strohballen und einem Putzauftrag von 7 cm ergibt sich ein U-Wert von 0,14 W/(m²K). Je niedriger der U-Wert, desto besser isoliert das Bauteil. Um Passivhausstandard zu erreichen sind max. 0,15 W (m²K) zulässig. Folglich eignen sich Strohballen für den Passivhausbau sehr gut.

Akustisches Wohlgefühl

Strohballen sind elastisch und haben im Vergleich zu anderen Dämmstoffen eine hohe Dichte. Besonders in Verbindung mit Lehm, der auch sehr gut gegen Schall isoliert, bieten Strohballenwände gute Eigenschaften für ein akustisches Wohlfühlen im Eigenheim.

Feuchtegehalt: max. 15 %

Ausschlaggebend für eine gute Dämmung ist, wie viel Masse ein Bauteil an Feuchte aufnehmen darf. Werden die Ballen falsch gelagert oder undicht verbaut, können sie feucht werden und Schimmelpilze entstehen. Vorbeugende Maßnahmen für einen guten Feuchteschutz bei einem Strohballenhaus sind folgende:

  1. Hinterlüftete Fassaden – die warme Luft kann nach oben steigen und demzufolge für eine dauerhafte Austrocknung sorgen. Zudem sind die Strohballen gegen Schlagregen geschützt.
  2. Ein großer Dachüberstand wirkt einer Überhitzung durch Sonneneinstrahlung entgegen und schützt die Strohballen vor Witterungseinflüssen wie Regen und Hagel.
  3. Um zu vermeiden, dass Feuchte vom Baugrund in die Wände hochsteigt ist eine Feuchtigkeitssperre als Folie zum Fundament einzubauen.
  4. Für die Außenwand sollten nur diffusionsoffene Putze verwendet werden, damit anfallendes Tauwasser aus der Strohdämmschicht wieder leicht verdunsten kann.

Brandschutz

Tests bei einer Materialprüfanstalt haben ergeben, dass eine beidseitig mit 3 cm Lehmputz verkleidete Strohballenwand dem Feuer bis zu 90 Minuten (Feuerwiderstandsklasse F90). stand hält. Baustrohballen gehören zur Baustoffklasse 2, sind demnach normal entflammbar. Durch die starke Pressung bieten sie dem Feuer zu wenig Sauerstoff, um unmittelbar zu entflammen. Das Bauteil besitzt in Deutschland ein allgemeines bauaufsichtliches Prüfzeugnis für die Feuerwiderstandsklasse F30 (P-3048/817/08-MPA BS).


Konstruktive Informationen über den Strohballenbau

Nicht lasttragende Bauweise

Bei der nicht lasttragenden Bauweise wirken die Strohballen als Wärmedämmstoff. Sie übernehmen jedoch keine statischen Funktionen. Man unterscheidet drei verschiedene Systeme:

  1. Bei der Skelettbauweise baut man die tragenden Stützen meistens aus Holz. Diese können entweder fugenbündig vor oder direkt zwischen der Dämmebene angeordnet sein.
  2. Beim Holzrahmenbau werden die Kleinballen meistens hochkant zwischen die Rahmen gestopft, sodass die Wärme entgegen der Richtung der horizontal liegenden Strohhalme läuft, was zu einer verbesserten Dämmwirkung und einer verminderten Stauchung führt. Ein Holzständer ist genauso breit, wie die Strohballendicke, sodass sowohl innen als auch außen Möglichkeiten für die Fassadeninstallation bzw. für Montagen an der Innenwand gegeben sind.
  3. Der Aufbau eines Scheibentragwerkes zeichnet sich durch zwei Ebenen aus: eine durchgehende Strohballenwand wird vor einer geschlossene Holzwand, zum Beispiel aus Kreuzlagenholz, montiert. Die Strohwand ist somit wärmebrückenfrei.

Lasttragende Bauweise

Die lasttragende Bauweise ist die ursprünglichste. Die ersten Strohballenhäuser wurden so gebaut, dass die Last des Daches rundum von den Strohballen abgetragen wird.

Durch das Bauen mit Großballen ergeben sich massive Wanddicken bis zu 1,20 m, die zum einen die Dämmwirkung enorm erhöhen, aber wiederum auch viel Platz einbüßen.

Leider ist der lasttragende Strohballenbau bisher in Deutschland noch nicht zulässig. Es bedarf einer Zustimmung im Einzelfall und die Belastbarkeit müsste durch geprüfte Tests erst bewiesen werden – eine Zeit- und Kostenfrage.

Konstruktive Variationen

Eine weitere Konstruktionsmöglichkeit für den Strohballenbau sind hybride Systeme – eine Kombination aus den Vorteilen der lastragenden und der nicht lasttragenden Bauweise. Die wärmedämmenden Ballen übernehmen mit anderen tragenden Bauelementen, die entweder schon im Bestand vorhanden sind oder neu geplant werden müssen, die Funktion das Haus zu tragen. Ebenfalls möglich ist das Bauen mit bereits vorgefertigten Modulen. Jedes Element ist gleichbreit und wird auf der Baustelle dann mittels eines vorgefertigten Raster zu kompakten Strohballenwänden verbaut.

Mit gepressten Strohballen sind verschiedenste Baumöglichkeiten gegeben: Bauen im Bestand, Anbau, Neubau, Ausbau, thermische Sanierungsmaßnahmen, mehrgeschossige Wohnhäuser, Luxusbauten, Lagerhallen, Gartenhütten, Ateliers, Passivhäuser, Fußboden- und Dachdämmungen oder eindrucksvolle Gewölbedecken und Rundungen.

Innen Lehmputz

Strohballen als Dämmstoff isolieren zwar sehr gut die Wärme, bieten jedoch nicht ausreichend Wärmespeicherfähigkeit, daher ist es wichtig, dass die Innenwand diese Funktion übernimmt. Lehm speichert Wärme gut und wirkt feuchteregulierend. Demnach gleicht sich die Raumluftfeuchte ständig aus, was zu einem sehr behaglichen Raumklima führt, da die Luft nie zu trocken, aber auch nie zu feucht wird. Zudem filtert Lehm mögliche Schadstoffe aus der Luft.

Außen Kalkputz

Für den Fassadenaufbau ist die Verwendung von Kalkputz üblich, da er diffusionsoffen und zudem alkalisch ist. Schimmelpilze können auf dem basischen Untergrund nur schlecht wachsen. Lehmputz würde vom Regen mit der Zeit einfach abgespült werden und ist für die Anwendung im Außenbereich ohne weiteren Schutz ungeeignet.

Baugenehmigung und Kosten

Für ein nicht lasttragendes Strohballenhaus, bei dem die Ballen keine Aufgabe für die Standsicherheit übernehmen, sollte einer Genehmigung in der Regel nichts im Wege stehen, da erstmals 2006 für Baustrohballen mit dieser Konstruktionsweise die Allgemeine bauaufsichtliche Zulassung erteilt wurde. Diese wurde 2014 um weitere 5 Jahre bis 2019 verlängert.

Die Kosten für ein Strohballenhaus gleichen sich einer Kalkulation für ein herkömmliches Haus an. Man kann mit ungefähr 800 - 1.300 Euro pro m² Wohnfläche rechnen und für ein Passivhaus ca. mit dem Doppelten.

In der Bau- und Dämmstoffausstellung im Klimacenter Werlte können zwei Modelle zum Strohballenbau besichtigt werden.

Flyer Strohballenbau [pdf; 4,3 MB]


Holzbau

Informationen zum Holzbau finden Sie auf der Projekt-Seite CO-2-OPT.