Besonderheiten bei dunklen Farbtönen

Dunkle oder intensive Farbtöne stehen bei Bauherren und Architekten hoch im Kurs, wenn es um die Fassadengestaltung geht. Diese sind aufgrund der thermischen Beanspruchung eine besondere Herausforderung. Schließlich können sich dunkle Oberflächen an der Fassade je nach Farbton, Klimazone und exponierter Lage auf über 80° C aufheizen, was zu erheblichen Spannungen im Materialgefüge führen kann. Dies sowohl für die Putzoberflächen selbst als auch für den Schichtaufbau. Durch die starken Temperaturschwankungen aufgrund des Aufheizens und Abkühlens der Oberfläche und der damit verbundenen Dehn- und Schrumpfbewegungen können Risse im gesamten Putzsystem, also im Oberputz oder auch der darunter liegenden Armierung, entstehen. Hinzu können Verformungen bei Polystyrol-Dämmplatten bis hin zu Abrissen in Anschlussbereichen kommen.

Hellbezugswert und Total Solar Reflectance

Dennoch können auch dunkle Putzfassaden ohne Risiko geplant und ausgeführt werden. Die Lösung hierfür steckt in der Reflexion eines Teils der solaren Strahlungsenergie. Daher wurden Beschichtungsstoffe entwickelt, in denen Pigmente für eine deutlich geringere Aufheizung der Fassadenoberfläche sorgen.

Der Hellbezugswert (HBW) ist ein Maß für die Helligkeit von Oberflächen. Ein Wert von 100 entspricht der Helligkeit einer absolut weißen Oberfläche. Dem entsprechend steht die Null für eine absolut schwarze Oberfläche. Der Hellbezugswert beschreibt den Anteil des auf eine Oberfläche auftreffenden sichtbaren Lichts, der von dieser Oberfläche zurückgeworfen (reflektiert) wird. Diesen Reflexionsgrad einer bestimmten Farbe setzt man in das Verhältnis zwischen dem Schwarzpunkt (Null) und Weißpunkt (100). Kleinere Werte stehen also für dunklere Farbtöne, hellere Farbtöne erkennt man an den größeren Werten. Entgegen allgemeiner Annahme sind für den Hellbezugswert der Glanzgrad und/oder das verwendete Bindemittel nicht relevant. Er wird ausschließlich durch Art und Höhe der farbigen Pigmentierung beeinflusst, aber auch durch Verschmutzung.

Bei wärmegedämmten Fassaden helle Farben einsetzen

Dunklere Farbtöne an der Fassade unterliegen aufgrund der hygrothermischen Einflüsse einer größeren Temperaturspannung als weiße oder helle Oberflächen. Dies spielt insbesondere bei Wärmedämm-Verbundsystemen (WDVS) oder hoch wärmedämmenden Mauerwerken eine Rolle, da die Oberflächen aufgrund der Dämmschicht stärkeren Temperaturschwankungen unterliegen. Deshalb wird für WDVS und wärmedämmende Mauerwerke empfohlen, für die Schlussbeschichtungen nur Farben mit einem Hellbezugswert größer als 20 zu verwenden. Dadurch soll das Auftreten von Spannungsrissen vermieden werden. Abweichen kann man von dieser Empfehlung zum Beispiel an Nordfassaden, auf kleinen oder beschatteten Flächen. Ist der HBW kleiner als 20, muss nach DIN 55699 auch der TSR-Wert (= Total Solar Reflectance) geprüft werden, um ein zu starkes Aufheizen der Fassadenoberfläche zu verhindern. Der TSR-Wert muss dann größer als 25 sein.

Total Solar Reflectance

Während der Hellbezugswert nur den Farbeindruck im sichtbaren Bereich widerspiegelt und damit weniger als 40 % des Energieeintrags des Sonnenlichts darstellt, bezieht sich die TSR auf die Energieeinstrahlung im gesamten Sonnenlichtspektrum vom ultravioletten bis zum infraroten Bereich. Je höher dieser Wert, desto stärker wird die solare Strahlung reflektiert – und desto geringer fällt daher der Temperaturanstieg auf einer Beschichtungsoberfläche nach Sonneneinstrahlung aus. Eine Herausforderung besteht darin, bei gleichem Farbeindruck die TSR zu steigern und somit die Oberflächentemperatur geringer zu halten. Dadurch werden dunklere Farbtöne sicher ausführbar. Möglich wird dies durch den Einsatz so genannter NIR-Pigmente. Diese reflektieren gezielt die nicht-sichtbare Strahlung.

Farbtonbedingte Temperaturdifferenzen

Die tages- und jahreszeitlich bedingten Temperaturschwankungen an der Fassade können bis zu 25 °C betragen. Je nach Farbe können diese Schwankungen in Abhängigkeit vom Hellbezugswert der Beschichtung aber auch deutlich höher ausfallen. So erreicht selbst eine weiße Putzoberfläche (Hellbezugswert 90) Temperaturen von bis zu 40 °C. Eine pastellfarbene Putzoberfläche (Hellbezugswert 60 bis 70) kommt immerhin schon auf 50 °C und etwas dunklere Farbtöne (Hellbezugswert 20) erreichen eine Oberflächentemperatur von bis zu 70 °C. Das muss beim Auswählen der Farbe und bei der Ausführung von farbigen Beschichtungen berücksichtigt werden. Denn die Temperaturschwankungen erzeugen Zugspannungen, die von den meisten Putzen nicht "abgepuffert" werden. Die Folgen sind Risse und Abplatzungen. Hohe Oberflächentemperaturen an der Fassade treten übrigens nicht nur an heißen Sommertagen auf. Je nach Hellbezugswert können auch im Februar oder März etwa gleich hohe Temperaturen auf der Fassadenoberfläche gemessen werden. Das liegt am Sonnenstand und an der Intensität der Einstrahlung (Einfallswinkel).

Verschmutzungsbedingte Einflüsse auf den Hellbezugswert

Nicht nur die Farbe bestimmt den Hellbezugswert. Er kann auch durch Verschmutzung wie Staub oder mikrobiellen Befall durch Algen und Pilze um bis zu 5 Punkte beeinflusst werden. Dies muss berücksichtigt werden, wenn Fassadenbeschichtungen mit einem "grenzwertigen" Hellbezugswert mit zunehmendem Alter in kritische Bereiche "abrutschen". Denn auch das kann Ursache für Spannungen und Risse sein.

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Über den Autor

Frank Frössel

ist Leiter Marketing und Kommunikation bei der Sievert AG inkl. dem Produktmanagement, Fachbuchautor und Sachverständiger sowie Dozent und Mitglied in einschlägigen Fachverbänden.