4 März 2009

nova-Bericht: Wandbaustoffe aus Hanfschäben und Kalk

Leicht gespritzt statt schwer gemauert

Eine bei der Verarbeitung breiartige Masse aus Hanf und Kalk – ungewöhnlich und überraschend vielseitig ist dieser ökologische Baustoff, aus dem im Spritzverfahren ganze Wände entstehen. Attraktiv wird das Material durch die Kombination seiner Eigenschaften: Bei geringem bis sehr geringem Gewicht vereint der Naturbaustoff mit positiver CO2-Bilanz sehr gute wärme- und feuchtetechnische wie auch akustische Eigenschaften bei schneller und kostengünstiger Verarbeitung. In Frankreich und England sind Hanf-Kalk-Baustoffe längst in der Baupraxis angekommen, in Deutschland beschränkte man sich bisher auf den Einsatz von Hanfschäben* als Zuschlagstoff für herkömmlichen Lehm- oder Kalkputz.

Unbehandelte Hanfschäben bilden die Leichtfraktion <br />des neuen Baustoffs.”></td>
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<td style=Unbehandelte Hanfschäben bilden die Leichtfraktion
des neuen Baustoffs.

Das Baumaterial – Hanf und Mineralien
Der Hanf-Kalk-Baustoff besteht zu 33 M.-% aus Hanfschäben, zu 66 M.-% aus einem vorformulierten Bindemittel gemäß der Norm EN 459, das speziell für den Einsatz von Schäben als Zuschlagsstoff in Baustoffen entwickelt wurde. Hauptsächlich besteht dieses aus den anorganischen Bindemitteln Kalkhydrat (Ca(OH)25) und Zement, sowie mineralischen Füllstoffen und ökologisch unbedenklichen Additiven und Wasser. Der Wasser-Bindemittelgehalt wird auf das gewählte Verarbeitungsverfahren (Spritzverfahren oder “von Hand”) abgestimmt.

Hanf-Kalk-Baustoffe sind leicht bis sehr leicht und haben sehr gute wärme- und feuchtetechnische, wie auch akustische Eigenschaften. Infolge ihres hohen Wärmespeichervermögens erweisen sich die Hanfschäben auch günstig hinsichtlich des Wärmedurchgangsverhaltens bei zeitlich veränderlichen Wärmelasten. Entsprechend wird der Wärmezutritt in die Konstruktion bei direkter Besonnung deutlich verzögert. Die bei fehlendem Wärmespeichervermögen von Baukonstruktionen sich einstellenden Spitzen der Raumtemperaturen können so deutlich ab- gemildert werden und schaffen damit eine größere Wohnbehaglichkeit, insbesondere während der heißen Sommermonate.

In Bezug auf ihre Wärmeleitfähigkeit ordnen sich die Hanf-Kalk-Baustoffe in das Spektrum etablierter Baustoffe ein, besonders Porenbeton weist ähnliche Werte auf. Explizite Dämmstoffe bieten in jedem Fall bessere Kennwerte. Doch weisen Hanf- Kalk-Baustoffe weitere positive Eigenschaften auf, die neben den günstigen wärmetechnischen Eigenschaften auch ein attraktives Feuchteverhalten und einen günstigen Schallschutz aufbieten.

Gerade das Feuchteverhalten von Baustoffen nimmt eine immer wichtigere Bedeutung in der Baustoffbewertung von Planern und Bauherren ein. Bauphysikalisch günstig erweisen sich diffusionsoffene und kapillaraktive Wandbaustoffe. Baustoffe aus Hanfschäben und Kalk weisen ein derartiges Verhalten auf. Darüber hinaus verfügen sie zudem über ein hohes Feuchtspeichervermögen, so dass bei erhöhten Raumluftfeuchten durch die positiven Sorptionseigenschaften Feuchte angelagert werden kann, die dann bei niedrigeren Raumluftfeuchten wieder an die Umgebung abgegeben wird, so dass von einer natürlichen Regulierung der Raumluftfeuchte gesprochen werden kann, die zu einem für den Nutzer angenehmen Raumklima führt.

Hinsichtlich des Schallschutzes ist die im Vergleich zu sonstigen wärmedämmenden Baustoffen höhere Masse der Hanf-Kalk- Baustoffe aufzuführen, so dass günstigere Schallschutzwerte erreicht werden können. Die mineralische Einbindung der Hanfschäben verleiht den Hanf-Kalk-Baustoffen zudem ein günstiges Brandverhalten, der Baustoff gilt als nicht brennbar. Daneben sind sie beständig gegenüber Ungeziefer und gelten als umweltverträglich, da deren Herstellung aus überwiegend nachwachsenden Rohstoffen einen geringen Stoff- und Energieverbrauch von der Herstellung bis zum Rückbau erfordern. Zusätzlich zu den bereits genannten günstigen Eigenschaften sind sie gänzlich recyclebar.

Die Kosten der Rohstoffe für dieses Produkt liegen nach ersten Vorkalkulationen bei ca. 110 €/m3 ab Werk, ohne Berücksichtigung von Transportkosten, Handelsmargen und Verfahrenskosten; ca. 40% der entstehenden Kosten entfallen auf die Hanfschäben, während die hydraulischen Bindemittel 60% der Kosten verursachen.

HemcreteSpraying3.jpgDie Verfahrenstechniken – leicht gespritzt statt schwer gemauert
Wesentliches Augenmerk für die Nutzung des Hanf-Kalk-Baustoffes liegt auf der Verwendung als Wandbaustoff. Dabei werden die anfallenden Lasten über ein lastabtragendes Rahmenwerk aufgenommen und abgeleitet. Vorzugsweise im Sinne des ökologischen Gesamtansatzes kann dies als Holzständerwerk ausgeführt sein, wobei aber auch integrierte Tragwerke aus Stahl und Stahlbeton geeignet wären, um je nach Einsatzfall, den erforderlichen Lasten in Wohn- und Industriegebäuden gerecht zu werden.

Der Hanf-Kalk-Baustoff dient als Raum abschließender Wandbaustoff, wobei das Rahmenwerk komplett umhüllt wird. Der Aufbau der Wand erfolgt im Spritzverfahren gegen ein Schalsystem, das nach Beendigung des Spritzens abgenommen und weiterverwendet werden kann.

Nach dem Austrocknen und ausreichender Erhärtung der Wand erfolgt das Verputzen vorzugsweise mit einem Kalk-Zement- Putz. Den Abschluss bildet eine Putzschicht, welche in konventioneller Weise (“mit der Kelle”) oder ebenfalls gespritzt aufgebracht wird. Besondere Struktureffekte lassen sich durch die kombinierte Beimischung von Hanfzellulose, -fasern und -schäben erzielen. Ein weiteres Einsatzgebiet stellt der Restaurationsbereich dar. Dabei werden Hanf-Kalk-Dämmputze, vollflächig innenseitig auf die bestehende Wand aufgespritzt und oberflächenbehandelt. Hanf-Kalk-Baustoff kann weiterhin als Bodenausgleichsschicht oder Zwischensparrendämmung im Dachausbau eingesetzt werden.

Der Hanfschäben-Kalk-Baustoff <br />wird aus ungewöhnliche Weise <br />verarbeitet: Er wird auf eine <br />senkrechte Schalung gespritzt. <br />Bilder: Hemcore, Tradical/Llhoist”></td>
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<td style=Der Hanfschäben-Kalk-Baustoff
wird aus ungewöhnliche Weise
verarbeitet: Er wird auf eine
senkrechte Schalung gespritzt.
Bilder: Hemcore, Tradical/Llhoist

Bauphysikalisch gliedert sich die Bauweise gut in derzeitige Lösungen für Wandaufbauten ein: Bei gleichem Dämmwert entspricht die Wandstärke etwa einer konventionellen Ziegelwand mit Wärmedämmsystem (bei einem U-Wert von 0,18 bis 0,20 W /m2K beträgt die gesamte Wandstärke knapp 50 cm) – deutlich schlanker ist jedoch ein traditioneller Holzständerbau mit innenliegender Wärmedämmung (Wandstärken unter 25 cm).

Das Verfahren stellt eine schnelle und kostengünstige Bauweise dar, welche problemlos auch von kleinen und mittelständischen Bauunternehmen und Handwerksbetrieben realisiert werden kann. Besonders hervorzuheben ist die Minimierung von Bauschäden und Leckage, denn Fugen, einen mehrschichtigen Aufbau oder Anschlüsse gibt es nicht; die gesamte Gebäudehülle ist “aus einem Guss”.

Ökologische Vorteile – CO2-Speicher und Wärmedämmung
Die Hanfschäben-Kalk-Baustoffe bieten eine Vielzahl von ökologischen Vorteilen, die vor allem in den Eigenschaften der Schäben als “Nachwachsender Rohstoff” begründet sind:

  • Verwendung einheimischer, nachhaltiger und nachwachsender Rohstoffe (Hanfschäben)
  • Bindung von CO2 im Werkstoff (Schäben) über die gesamte Lebensdauer des Gebäudes; Reduzierung des Treibhauseffekts: Eine 500 mm dicke Wand bindet ca. 53 kg CO2/m2, während ein konventioneller Wandaufbau (cavity wall) CO2-Emissionen von rund 100 CO2/m2 verursacht. Für die Wände eines durchschnittlichen Einfamilienhauses (Annahme: Doppelhaushälfte mit 48 m2 Grundfläche oder Reihenhaus mit 52 m2 Grundfläche) bedeutet dies eine Einsparung von rund 30 t CO2 Emissionen; damit besser als “Null-Karbon-Häuser”. (Quelle: Tradical)
  • Energieersparnis
    • in der Herstellung: Schäben haben eine bessere Energie-Bilanz als viele andere Füllstoffe
    • im Transport: weniger Gewicht bei gleichbleibendem Volumen des Baukörpers; zukünftig kurze Transportwege durch lokale Anbieter von Schäben
    • in der Dämmung des Gebäudes: kein synthetischer (energieintensiver Glaswolle-) Dämmstoff erforderlich
  • Vermeidung problematischer Baustoffe und deren Entsorgung nach Ablauf der Nutzungsdauer (vor allem synthetische Dämmmaterialien)
  • vollständiger Verzicht auf Lösemittel, chemischen (Holz)Schutz oder andere emittierende Bindemittel (in der Verkleidung/ WDVS/Außenschicht des Gebäudes)

Historie und internationale Bedeutung – Franzosen und Engländer machen es vor
Der zuvor näher beschriebene Baustoff und das spezielle Verarbeitungsverfahren wurden bereits vor über 20 Jahren in Frankreich entwickelt. Seitdem wurden insbesondere auf dem Sektor der Restauration von Gebäuden aber auch im Einfamilienhausbau Projekte durchgeführt. Mittlerweile sind der Baustoff und das Verfahren eine anerkannte Bauweise in Frankreich.

IMG_8015Adj.jpgAuch in Großbritannien wird seit ca. 5 Jahren mit dem Baustoff gebaut. Das bekannteste Produkt ist “Tradical Hemcrete”. Im Jahr 2005 wurde in Southwold (Suffolk /Großbritannien) unter dem Namen “Britain’s Greenest Warehouse” eine 2.382 m2 große Lagerhalle für eine Brauerei errichtet. Die Außenwände und Zwischenwände bestehen aus Blöcken aus Hanf, Zement und Kalk und haben eine gute Dämmwirkung. Die Bauweise reguliert Feuchtigkeit und Temperatur im Innern der Lagerhalle. Selbst an den heißesten Sommertagen war zur Kühlung des Biers keine zusätzliche Klimaanlage erforderlich Das zusätzlich mit begrüntem Dach, Solaranlagen und Regenwassernutzung ausgerüstete Gebäude fand große Anerkennung in den Medien und wurde mit dem “Queen’s Award for Enterprise: Sustainable Development 2005″ ausgezeichnet – auch weil bei dieser Bauweise große Mengen CO2 gebunden werden, während bei konventionellen Materialien zusätzliche Mengen CO2 freigesetzt werden. Neben diesem Industrieprojekt gibt es eine Reihe weiterer Referenzen im Wohnungsbau wie die Haverhill-Reihenhäuser oder “The Elmswell Three Garden Project”.

Hanfschäben-Kalk-Bauweise in Deutschland
In Deutschland gibt es bisher nur Spezialanwendungen im ökologischen Bauwesen und in der denkmalgerechten Altbausanierung; hier werden Schäben vor allem als Zuschlagstoff für Lehm- oder Kalkputz in konventionellen Verarbeitungsverfahren verwendet.

Um auch in Deutschland die Hanf-Kalk- Bauweise zu etablieren, plant die nova-Institut GmbH, Hürth, zusammen mit der Rheinkalk GmbH in Wülfrath, der Badischen Naturfaseraufbereitung Gmbh (BAFA) in Malsch und weiteren Partnern aus der Forschung ein Projekt, um die Eigenschaften der neuen Bauweise unter deutschen Standards im Detail zu erforschen und auf dieser Basis eine offizielle Bauzulassung anzustreben. Da sich die Projektidee noch in einer frühen Phase befindet, können sich interessierte potenzielle Partner gerne an das nova-Institut wenden (michael.carus@nova-institut.de).

*Hanfschäben: Als Schäben wird der gebrochene Holzkern des Hanfstängels bezeichnet. Beim Hanf machen sie etwa 50 bis 60% des Stängels aus und stellen damit die mengenmäßig größte im Faseraufschluss anfallende Fraktion dar. Ihre primäre Anwendung ist die Verwendung als Tiereinstreu, da die Hanfschäben ein sehr hohes Wasseraufnahmevermögen haben. Historisch wurden Hanfschäben vor allem als Brennstoff und für die Span- bzw. Leichtbauplattenproduktion eingesetzt.

Source: nova-Institut GmbH, Eigenrecherche, 2009-01.

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