VDPM-/Fraunhofer IBP-Forschungsprojekt zu Fassaden-Baustoffen abgeschlossen

(24.1.2023) Welche Auswirkungen haben beregnete Fassaden-Baustoffe auf die Umwelt? Diese Frage stand im Mittelpunkt des gemeinsamen Forschungsvorhabens des VDPM und des Fraunhofer-Instituts für Bauphysik IBP, das mit einem Abschlusskolloquium am 5. Oktober in Holzkirchen zu einem erfolgreichen Ende gebracht wurde.

Experten aus den beteiligten Unternehmen und Partnerverbänden diskutierten im Rahmen eines Abschlusskolloquiums die Ergebnisse der 15jährigen Langzeitforschung, die Dr. Pablo Vega García im Rahmen seiner nun abgeschlossenen Doktorarbeit zu einem Bewertungsmodell für mineralische und pastöse Mörtelprodukte zusammengeführt hat. (Fotos © Fraunhofer IBP) 

Seit mehr als fünfzehn Jahren forscht der Verband für Dämmsysteme, Putz und Mörtel (VDPM, bzw. seine Vorgängerorganisationen IWM und FV WDVS) gemeinsam mit dem Fraunhofer-Institut für Bauphysik (IBP) zu den möglichen Auswirkungen beregneter Putz-Fassaden auf die Umwelt durch den Eintrag von Stoffen in den Boden und das Grundwasser. Der genaue Titel des nun abgeschlossenen Projekts lautet „Entwicklung eines Modells zur Bewertung der Umwelteigenschaften üblicher Putze und Mörtel im Außenbereich“.

In eine wissenschaftliche Form wurde der Abschlussbericht von Pablo Vega García gegossen, der das Thema in den Mittelpunkt seiner Doktorarbeit stellte und diese im Sommer 2022 mit exzellenten Ergebnissen abschloss. Die Doktorandenstelle wurde vom VDPM, weiteren Unternehmen aus der Baustoffindustrie und dem Fraunhofer IBP ohne öffentliche Förderungen finanziert und von Prof. Brigitte Helmreich vom Lehrstuhl für Siedlungswasserwirtschaft der TU München betreut.

Der Verfasser der Doktorarbeit und seine Betreuer (v.l.): Dr. Dieter Schübl und Dr. Peter Hammerschmitt (Arbeitskreis Umwelt und Gefahrstoffmanagement), Prof. Dr. Brigitte Helmreich (TU München), Dr. Pablo Vega García, Prof. Anya Vollpracht (RWTH Aachen), Dr. Hans-Joachim Riechers (VDPM), Outi Ilvonen (Umweltbundesamt), Dr. Regina Schwerd (IBP) (Foto: Fraunhofer IBP) Zur Betreuergruppe gehörten außerdem: Antje Hannig, VDPM, Dr. Christian Scherer, IBP, Dr. Roland Götting, TUM, Dr. Helge Kramberger, Dr.-Robert-Murjahn-Institut.  

„Das nun beendete Vorhaben liefert weltweit einzigartige Ergebnisse. Darauf können wir stolz sein“, freute sich VDPM-Hauptgeschäftsführer Dr. Hans-Joachim Riechers bei der Begrüßung der über 35 Teilnehmer des Abschlusskolloquiums im Vortragsraum des Fraunhofer IBP.

3-Level-Modell als Berechnungsgrundlage

Trotz der pandemiebedingten Pause nach dem letzten Präsenztreffen in 2019 war das Interesse an dem Forschungsvorhaben ungebrochen und die Experten der projektbeteiligten Institutionen und Verbände nutzen die Gelegenheit, sich vor Ort über die abschließenden Ergebnisse zu informieren und auszutauschen. Mit dabei waren Projektpartner und Mitglieder der VDPM-Arbeitskreise Mineralische Mörtel, Pastöse Putze sowie Umwelt und Gefahrstoffmanagement. Der Doktorarbeit vorangegangen waren langjährige Aktivitäten zur Datenerhebung, darunter die Freibewitterung von Putz- und Mörtelflächen verschiedener Größe und Materialbeschaffenheit sowie von eigens errichteten Versuchshäusern, um die Freisetzung von Stoffen unter Realbedingungen zu erfassen. Parallel liefen Laborversuche mit allen auf den Freiflächen eingesetzten mineralischen und pastösen Produkten nach derzeit geltenden nationalen und europäischen Kriterien. Die Daten bildeten die Grundlage für das 3-Level-Modell als zentrales Element der Forschungsarbeit von Dr. Pablo Vega García, welches er in einem Vortrag erläuterte.

Fassaden-Versuchsanordnung 

Das von ihm entwickelte dreistufige Modell ermöglicht für mineralische Rezepturen die Simulation von potenziellen Umweltwirkungen. Betrachtet wurden verschiedenste Produkte - darunter auch „Worst-Case-Rezepturen“. Als grundsätzlich relevante freisetzbare Substanzen wurden Sulfat, Calcium, Chrom, Vanadium und Blei identifiziert. Als Ergebnis der Modellierung des Transports dieser Substanzen bis zum Grundwasser zeigte sich jedoch, dass üblicherweise nicht mit der Überschreitung von Grenzwerten zu rechnen ist. Weitere Erkenntnisse lieferte die Doktorarbeit im Hinblick auf pastöse Systeme, bei denen vor allem die Freisetzung von Bioziden im Fokus steht:

• Level 1, das Fassadenwasserabflussmodell, erfasst u.a. die Gesamtwassermenge, die bei einem Regenereignis auf die Fassade wirkt, den Wassertransportmechanismus auf der Fassade und das Abflussverhalten aufgrund unterschiedlicher Materialien.
  Dieses Modell soll - bei Wahl geeigneter Eingangsparameter - auch auf pastöse Putze anwendbar sein.
• Level 2 erfasst als Rechenmodell die Auslaugprozesse und den Stofftransport auf den Fassaden anhand der wechselnden Szenarien „Regenereignisse“ und „Trockenperioden“.
  Dieses Modell sei nicht ohne Weiteres übertragbar - hier muss ggf. noch eine geeignete Alternative gefunden werden.
• Level 3, die Sickerwasserprognose, betrachtet den Stofftransport im Boden bis zum Erreichen eines definierten „Ortes der Beurteilung“ und stellt den Bezug zu Grenzwerten her.
  Level 3 sollte nach Modifizierungen auf pastöse Putze angewendet werden können. Allerdings fehlten auch noch einige substanzspezifische Daten als Eingangsparameter der Modellierung.

Siehe dazu auch den Beitrag „Forschungsprojekt über beregnete (Putz-)Fassaden mit ersten Ergebnissen“ vom 21.4.2022.