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Begriffsdefinition

Mauersteine mit integrierter Zusatzdämmung bestehen aus Hochlochziegeln, Porenbeton oder Leichtbetonsteinen, bei denen die Lochung mit Dämmstoff befüllt ist. Gefüllte Mauersteine wurden in den letzten Jahren entwickelt, um unter anderem die gestiegenen Anforderungen im Geschossbau in Bezug auf Schallschutz, Tragfähigkeit und Wärmeschutz zu erfüllen. Die Mauersteine übernehmen die tragende Funktion. Dank der integrierten Dämmung erreichen die Steine Wärmeleitfähigkeiten von 0,07 bis 0,08 W/(mK). Dies entspricht bei einer Wandstärke von 53 Zentimetern beispielsweise einen U-Wert von 0,16 W/(m²K).

Wesentliche Bestandteile

• Mauerstein aus → Hochlochziegel, → Porenbeton oder → Leichtbeton
• Mauer- und Klebemörtel → Mauermörtel
• Integrierte Zusatzdämmung aus → gebundenem, hydrophobiertem Blähperlit, → Mineralwolle,  losen Holzfasern (→ Holzfaser-Dämmstoffe) oder → Expandiertem Polystyrolschaum

Charakteristik

Mauersteine mit integrierter Zusatzdämmung besitzen sehr gute Wärmedämmeigenschaft. Sie können wie normale Mauersteine versetzt und verputzt werden, wobei in der Regel Dünnbettmörtel zur Anwendung kommt.

Da der Dämmstoff im Mauerstein integriert ist, sind auch mit brennbaren Dämmstoffen gute Brandschutzwerte erzielbar

Herstellung

Herstellung der Bestandteile siehe → Datenblätter für Mauersteine ( → Hochlochziegel, → Leichtbeton, → Porenbeton) und für Dämmstoffe (→ Blähperlit, → Mineralwolle-Dämmstoffe, → Holzfaser-Dämmstoffe, → Expandierter Polystyrolschaum (EPS))

Die Kammern der Mauersteine werden im Werk mit den Dämmstoffen verfüllt. Dabei handelt es sich um vorkonfektionierte Dämmstoffformteile oder loses Material aus Mineralfasern, Holzfasern, Perlite- oder Polystyrol-Kügelchen. Es fallen keine Dämmstoffabfälle an.

Verfüllung mit Blähperlit: Blähperlit-Kügelchen werden mit einem Hydrophobierungsmittel und einem wasserbasierten Bindemittel versehen und durchlaufen anschließend einen Trockner mit ca. 120 Grad Celsius. Die für die Verfüllung mit Perlite-Leichtzuschlag verwendeten Zusatzstoffe (Hydrophobierungsmittel und Bindemittel) sind beim DIBt hinterlegt.

Verfüllung mit Mineralwolle: Die entsprechend der Lochgeometrie des Ziegels gefertigten Mineralwolleplatten werden in die Lochung gesteckt. Es fällt dabei kein Verschnitt an. Bei einem alternativen Verfahren werden die Ziegelkammern mit Mineralwollegranulat verfüllt.

Verfüllung mit Holzfasern: Der Füllstoff aus Holzfasern wird in die Hochlöcher der Ziegel eingerüttelt.

Verfüllung mit Polystyrol: In die Ziegelkammern werden lose Styroporkugeln eingefüllt und mittels Wasserdampf und Druck kernfest verbunden.

Leichtbetonsteine gibt es auch im Baukastensystem: Bei diesem System werden die Kammern in der Stoßfuge erst auf der Baustelle mit Steinwolle-Stecklingen verfüllt. Damit wird die Unterbrechung der Dämmstoffschicht im Bereich der unvermörtelten Stoßfugen vermieden.

Der Energieaufwand für die Herstellung der mit Dämmstoff gefüllten Mauersteine stammt zum überwiegenden Teil aus der Herstellung der Vorprodukte.

Umweltindikatoren / Herstellung

Die folgenden Abbildungen zeigen beispielhaft den Beitrag zur Klimaerwärmung (GWP) und den Primärenergieaufwand (PE gesamt aus erneuerbaren und nicht erneuerbaren Energieträgern) für die Herstellung von Außenwänden.

Die Wandaufbauten innerhalb einer Abbildung bzw. Tabelle haben alle den gleichen U-Wert. Die sonstigen bauphysikalischen und technischen Daten (Druckfestigkeit, Schallschutz, etc.) unterscheiden sich. Dargestellt werden auch die sich ergebenden, jeweils unterschiedlichen Dicken der Wandaufbauten.

Verglichen werden folgende Konstruktionen:
Ziegel hochporosiert ... hochporosierter Ziegel ohne Dämmstoff
Ziegel WDi, MiWo      … Ziegel mit integrierter Mineralwolle-Dämmung
Ziegel WDi, Perlite    … Ziegel mit integrierter Perlite-Dämmung
Ziegel, WDVS EPS    … Ziegel und Wärmedämmverbundsystem WDVS aus EPS
Ziegel, WDVS plus    … Ziegel und Wärmedämmverbundsystem WDVS aus EPS plus

... und folgende U-Werte:
Abb.1 / Tab. 1: 0,16 W/m²K
Abb.2 / Tab.2: 0,25 W/m²K)

Berücksichtigt sind die Ersatzzyklen von Materialien über einen Betrachtungszeitraum von 100 Jahren (Innenputz wird einmal erneuert, WDVS bzw. Außenputz zweimal).

Quelle: Berechnung mit Baubook.de (IBO-Richtwerte 2020)

Bei den Wandaufbauten mit einem U-Wert von 0,16 W/(m²K) sind die Beispielkonstruktionen mit WDVS deutlich schlanker, bei jenen mit U-Wert von 0,25 W/(m²K) ist es umgekehrt. Die Umweltindikatoren liegen – in Anbetracht der Vergleichbarkeit von generischen Daten – mit Ausnahme des Primärenergieinhalt des Wandaufbaus mit hochporosiertem Ziegel und U-Wert 0,16 W/(m²K) in der gleichen Größenordnung.

Nachnutzung

Von einer sortenreinen Gewinnung und Wiederverwendung von Mauersteinen ist wegen der Verklebung und den anhaftenden Putzreste nicht auszugehen.

Die nicht miteinander verklebten Mauerziegel und Dämmstoffe können zum Beispiel durch mechanische Aufbereitung und anschließende Nasstrennung oder Windsichtung sortenrein getrennt werden. Da gefüllte Mauerziegel erst seit Anfang der 2000er Jahre am Markt sind, fallen heute allerdings noch zu geringe Mengen an, um die Trennung wirtschaftlich durchführen zu können.
Ziegel und Mineralwolle sollten, wenn möglich, bereits auf der Baustelle getrennt werden, in dem die Mineralwoll-Stecklinge aus der Kammer gezogen werden ³⁾.

Die Einzelbestandteile können wie für das Material üblich stofflich verwertet werden.

Ist keine stoffliche Verwertung möglich, können → Expandiertes Polystrol (EPS) und → Holzfaserdämmstoffe energetisch verwertet werden.

Gemische aus Ziegel, Mörtel und Mineralwolle bzw. Perlite können ohne weitere Analyse auf Deponien ab DK 0 abgelagert werden. Für Ziegel mit Perlite-Dämmung liegen auch entsprechende Untersuchungen vor ³⁾.

Besonders wichtige Eigenschaft hinsichtlich Umwelt- und Gesundheitsrelevanz

Mauersteine mit integrierter Wärmedämmung bieten im Vergleich zu Wärmedämmverbundsystemen den Vorteil, dass auf Verklebungen und den Verbund mit Kunststoffen verzichtet werden kann, wenn Putzmörtel ohne synthetische Zuschläge eingesetzt werden. Im Vergleich zu rein monolithischen Wandaufbauten mit gleichem U-Wert können sie durch höhere Druckfestigkeiten punkten.

Hochlochziegel sind bewährte Baustoffe aus gebranntem Lehm. Für den Brennvorgang ist ein hoher Energieaufwand erforderlich, auch wenn dieser durch verbesserte Technik und Nutzung von Erdgas in den letzten Jahren um bis zu 40 % reduziert werden konnte. Von den Emissionen aus dem Brennprozess sind Schwefeldioxid und Fluorwasserstoffe hervorzuheben.
Leichtbetone werden dagegen mit Zement gebunden, dessen Herstellung mit hohem Energieaufwand und Emissionen in die Atmosphäre verbunden ist. Da der Bindemittelanteil nur in der Größenordnung von ca. 10 Prozent liegt, ergeben sich in Ökobilanzen vergleichbare Werte für Leichtbetone und Ziegel. 

Hochlochziegel werden häufig mit Sekundärstoffen (z. B. Sägemehle aus der Sägeindustrie, Polystyrol-Verpackungsreste) porosiert. Wegen der hohen Anforderungen an die Wärmedämmeigenschaften an Mauerziegel und der besser einzustellenden Produkteigenschaften besteht ein Trend zur vermehrten Nutzung von frischem EPS für die Porosierung.
Leichtbeton können mit Hilfe von anorganischen oder organischen Leichtzuschlägen hergestellt werden. Der Zuschlag von organischen Gesteinskörnungen erhöht den TOC-Gehalt in den Steinen. Ist der TOC-Gehalt zu hoch, kann eine teure Aufbereitung vor Deponieerlaubnis erforderlich werden.

Ziegel mit integriertem Blähperlit bestehen bis auf eine geringe Menge Bindemittel zu annähernd 100% aus natürlichen mineralischen Rohstoffen. Ziegel mit Perlitfüllung können (bei entsprechenden Standortbedingungen) zur Rekultivierung von Gruben und Brüchen verwertet werden, eine hochwertigere Verwertung wäre durch Trennung der beiden Komponenten möglich.

Holzfaser-Dämmstoffe besitzen den Vorteil, dass sie aus biogenen und damit erneuerbaren Rohstoffen bestehen. Bei der Nachnutzung ist die Verbindung mit dem mineralischen Massivbaustoff jedoch nachteilig, da es keinen gemeinsamen Entsorgungs- bzw. Verwertungsweg gibt. Letzteres gilt auch für Ziegel mit Expandiertem Polystyrolschaum.

Mineralwolle-Dämmstoffe, die nach dem 1. Juni 2000 produziert wurden, sind als nicht krebserregend eingestuft. Ziegel mit Mineralwolle-Stecklingen können bereits auf der Baustelle getrennt werden. Für Mineralwolle gibt es stoffliche Verwertungsverfahren, die jedoch in der Praxis noch kaum eine Rolle spielen.

Lieferzustand

Gebrauchsfertige Steine in verschiedenen Abmessungen und Rohdichten für die Herstellung von Mauerwerk

Anwendungsbereiche (Besonderheiten)

• Mauersteine (monolithische Außenwandkonstruktionen)

Für KfW-Effizienzhäuser 55 und 40 geeignet (Nachweis am konkreten Objekt erforderlich)

Hersteller empfehlen für den Wandaufbau 2,0 cm mineralischen Leichtputz mit Wärmeleitfähigkeit 0,31 W/(mK) und 1,5 cm Innenputz mit Wärmeleitfähigkeit 0,70 W/(mK)

Quellen

¹⁾ Arbeitsgemeinschaft Mauerziegel: Entsorgung von Baustellenabfällen aus Ziegeln mit KMF-Dämmstoff-Füllung. AMz-Bericht 2/2014 (Download)
(zuletzt abgerufen am 09.01.2022)

²⁾ Abfallverzeichnis-Verordnung vom 10. Dezember 2001 (BGBl. I S. 3379), die zuletzt durch Artikel 5 Absatz 22 des Gesetzes vom 24. Februar 2012 (BGBl. I S. 212) geändert worden ist (zuletzt abgerufen am 28.5.2013)

³⁾ Dieter Rosen: Re-Use und Recycling von Ziegeln - Status quo und Perspektiven. Mauerwerk 25 (2021), Heft 2 

⁴⁾ Energieeffiziente Wärmedämmziegel im Vergleich (letzter Aufruf am 02.12.2019)