01. Januar 2016

Nutzen und Gefahren

Remmers_4_Detail_mit_25mm_Calciumsilikat Ausbau und Fassade - Nutzen und Gefahren

Das Aufbringen einer Außendämmung ist die einfachste Art, den thermischen Standard eines Gebäudes zu verbessern. Diese Maßnahme ist jedoch gerade im ­Bestand oder bei enger innerstädtischer ­Bebauung oft nicht möglich. In diesen ­Fällen ist eine Verbesserung des Wärmeschutzes und die Vermeidung von Schimmelpilzbildung alternativ über den Einbau eines Innendämmsystems zu erzielen.

Innendämmungen sind eine Alternative oder eine Ergänzung zu einer nachträglichen Außendämmung beziehungs­weise zu einer Kerndämmung. Während bei letzteren Systemen das tragende Mauerwerk auf der warmen Seite der Dämmung liegt, sie also in der Regel bauphysikalisch unkritisch sind, muss bei Innendämmungen immer die Möglichkeit einer Tauwasserbildung berücksichtigt werden. Für die Verwendung von Innen­dämmungen gibt es in der Regel drei Gründe:
• Andere Möglichkeiten der Anordnung von Wärmedämmschichten scheiden aus oder sind nicht ausreichend. So ist die Innendämmung beispielsweise bei genutzten und beheizten ­Bestandsgebäuden, bei denen eine bauliche Veränderung der Fassadenansicht nicht erlaubt, nicht erwünscht oder unwirtschaftlich ist, oft die einzige Möglichkeit zur Reduzierung der Transmissionswärmeverluste.
• Ganze Gebäude oder einzelne Räume wie zum Beispiel Versammlungs­räume, Festsäle oder Sport und ­Hobby­räume werden nur gelegentlich ­genutzt und geheizt. Eine Innendämmung bietet hier erhebliche energe­tische Vorteile. Da die massiven Außenwände aufgrund der innen­seitig aufgebrachten Dämmung nicht erwärmt werden müssen, ist eine schnelle Aufheizung möglich.
• Schimmelbefall aufgrund von zu geringen Oberflächentemperaturen in hochwertig genutzten Wohnräumen. Die Innendämmung erhöht die Wand­oberflächentemperaturen und vermeidet die Gefahr der Tauwasserbildung an kalten Wandbereichen zum Beispiel an geometrischen oder stoffbedingten Wärmebrücken. Einer ­Gesundheitsgefährdung durch Schimmelpilzbelastung in Innenräumen kann so entgegengewirkt werden.

Nutzen und Gefahren
Nachträglich eingebaute Innendämmungen haben nicht nur Vorteile, sondern bergen auch Gefahren. Durch den Einbau einer Innendämmung wird das bauphysikalische Verhalten von vorhandenen Wandkonstruktionen verändert. Bei der Planung einer Innendämmung ist zu berücksichtigen, dass die Konstruktion einer erhöhten Feuchtebelas­tung unterliegen kann. Um den bau­physikalischen Problemen vorzubeugen, ist es wichtig, die unterschiedlichen ­Eigenschaftprofile möglicher Innendämmsysteme zu kennen und sie richtig einzuschätzen. Zudem muss bei der Planung einer Innendämmung eine Ana­lyse und Beurteilung der vorhandenen Bausubstanz bezüglich der nachfolgenden Kennwerte erfolgen:
• Aufbau und Dimensionierung der Wandkonstruktion
• Feuchtebelastung
• Salzbelastung sowie deren
• Ursachen wie aufsteigende Feuchtigkeit oder nicht schlagregendichte Fassaden. Hinzu kommt die Bestimmung der wärmetechnischen Zustands­größen des Gebäudes:
• Mindestwärmedurchlasswiderstand (R-Wert) der bestehenden Wandkonstruktion
• Wärmebrücken
Besonderes Augenmerk sollte auf die vorhandenen Baustoffe, insbesondere an der Innenseite der Außenwände, hinsichtlich ihrer Beständigkeit gegen­über Feuchte sowie auf den allgemeinen Zustand der Außenwandbauteile gelegt werden.

Tauwasserbildung
Nach dem Aufbringen einer Innendämmung wird der Wärmestrom von der Raumseite in die Wand erheblich reduziert. Dies führt dazu, dass die vorhandene Altkonstruktion deutlich weniger erwärmt wird. Wasserdampf, der aufgrund von Diffusionsvorgängen in den Grenzbereich zwischen die alte Wand­oberfläche und die Dämmung gelangt, kann kondensieren. Da der Wandkonstruktion aufgrund der geringeren ­Menge an Wärmeenergie deutlich ­weniger Verdunstungsenergie zur Verfügung steht als vor der Maßnahme, kann Feuchtigkeit nur nach innen abtrocknen – so das Innendämm­system es zulässt. Die Wandkonstruktion bleibt länger feucht, sättigt stärker auf und kühlt stärker aus. Es ist daher meist sinnvoll, ein kapillaraktives Innendämmsystem zu wählen, um das Trocknungspotenzial nach innen zu ­erhalten.

Kapillaraktivität
Kapillaraktive Innendämmsysteme sind eine moderne und anwendungssichere Alternative zu Systemaufbauten mit Dampfsperre oder -bremse. Sie ver­fügen über spezielle, feuchteregulie­rende Eigenschaften, die für eine ­Reduktion lokaler Feuchte sowie für ­eine ständige Austrocknung des Wandbildners sorgen. Durch die hohe kapil­lare Leitfähigkeit der mineralischen ­Systembauteile wird die Feuchtigkeit wie Kondensat oder eingedrungenes Niederschlagswasser im Grenzbereich der Dämmebene verteilt und in die Verdunstungszone zurückgeführt. Die ­Gefahr von Schimmelpilzbildung hinter der Dämmung ist aufgrund der vollflächigen Anbindung dieser ­Systeme an die Altkonstruktion ausgeschlossen.

Typische Gefahren
Obwohl sich kapillaraktive Innendämmsysteme in den vergangenen zwei Jahrzehnten bei der Schimmelsanierung ­bewährt haben, werden hiermit Fehler begangen, da sie ohne »viel Nachdenken« pauschal eingesetzt werden.
Aufgrund erhöhter Raumluftfeuchte und zu geringer Oberflächentemperaturen kommt es in schlecht gedämmten Gebäuden häufig zu Tauwasserbildung und Schimmelpilzbefall an den raumseitigen Bauteiloberflächen. Um diese Probleme zu unterbinden, schreibt die DIN 4108 Teil 2 [2] einen hygienischen Mindestwärmeschutz vor. Dieser ist für alle beheizten Gebäude mit einer üblichen Innenraumtemperatur von 19 °C einzuhalten. Um die Vorgaben der Norm zu erfüllen, sind die in Tabelle 3 der DIN 4108 [2] angegebenen Mindestwerte für die Wärmedurchlasswiderstände R in m²*K/W von Bauteilen einzuhalten. Für Außenwände beträgt der Wärmedurchlasswiderstand R= 1,2 m²*K/W.
Einen weiteren neuralgischen Punkt für Schimmelpilzbildung stellen stoff­bedingte oder geometrische Wärmebrücken dar. Als Wärmebrücken ­bezeichnet man die in die Gebäudehülle eingebundenen Bauteile, wie Decken, Innenwände, Fensterleibungen oder auch Gebäudeecken. An diesen Schwachstellen der Konstruktion kommt es zu erhöhten Wärmeverlusten und somit zu einem Absinken der Oberflächentemperatur. Um auch in diesen Bereichen dauerhaft einen mikrobiellen Befall zu vermeiden, ist zu prüfen, ob der in der Norm 4108 Teil 2 [2], angegebene Temperaturfaktor von fRsi ≥ 0,7 eingehalten wird. Ausgeschlossen von dieser Prüfung sind Konstruktionen, die im Beiblatt 2 der DIN 4108 aufgeführt sind. Nach DIN 4108 Teil 2 [2], erfolgt die Berechnung der Wärmebrücken nach der folgenden Formel:
fRsi =    θsi - θe
    θi - θe
mit     θsi = raumseitige Ober- flächentemperatur
    θi = Raumlufttemperatur
    θe = Außenlufttemperatur
Folgende Randbedingungen liegen der Berechnung zugrunde:
• Innenlufttemperatur θi = 20 °C
• Außentemperatur θe = -5 °C
• relative Luftfeuchte innen φ = 50 Prozent
Ist der ermittelte Temperaturfaktor
fRsi ≥ 0,7, so ist sichergestellt, dass die oberflächennahe, relative Luftfeuchtigkeit kleiner als 80 Prozent beziehungsweise die Wasseraktivität aw-Wert ≤ 0,80 ist. Bauteilfeuchten mit einem aw-Wert ≤ 0,80 gelten nach Norm hinsichtlich der Gefahr eines mikrobiellen Befalls als unbedenklich. Die Oberflächentemperatur, bei der diese Bedingungen gegeben sind, liegt im Normfall bei ≥ 12,6°C.

Anschlussdetails Ziegelmauerwerk mit Massivdecke
Die Problematik der Schimmelpilz­bildung aufgrund von zu niedrigen Oberflächentemperaturen tritt vermehrt im Bereich von Außenwänden mit einbindenden Bauteilen auf. Nachfolgend wird unter den Rahmenbedingungen der DIN 4108 eine typische Wandkonstruktion unter bauphysikalischen ­Gesichtspunkten betrachtet. Die ­Berechnung erfolgt sowohl für den ­unsanierten wie auch für den sanierten Wandaufbau. Bei der Bestandskonstruktion handelt es sich um eine 33 cm dicke Ziegelwand mit einem auf der Raumseite aufgebrachten 2 cm dickem Kalkzementputz. In das Ziegelmauerwerk ist eine massive Stahlbetondecke mit einem schwimmend verlegtem ­Estrich eingebunden. Für die Sanierung ist eine Innendämmplatte aus 25 mm ­Calciumsilikat vorgesehen.

Bewertung der Wärmebrückenberechnung
Im Eckbereich des Estrichs/der Wand [Abbildung 2] ergibt sich eine Oberflächentemperatur von 11,38°C. Die Grenzwerttemperatur von 12,6°C ist somit unterschritten. Bei einer relativen Luftfeuchtigkeit von 50 Prozent im Raum würde das einer Wasseraktivität von zirka 0,85 beziehungsweise einer relativen Luftfeuchtigkeit von 85 Prozent an der Wandoberfläche entsprechen. Durch den Einbau einer Calciumsilikatplatte von 25 mm [Abbildung 5] kann die Oberflächentemperatur an dieser Stelle geringfügig angehoben werden. Auch wenn es sich hier nur um 2,6°C handelt, reicht die Verbesserung aus, um die Temperatur in den nach Norm unkritischen Bereich oberhalb von 12,6°C anzuheben. Vergleicht man hingegen die Temperaturen im Eck­bereich unterhalb der Decke, ist erkennbar, dass trotz der eingebrachten Dämmung keine Verbesserung erzielt wird. Im Gegenteil, aufgrund der Calciumsilikatplatte wird die ehemalige Wandkonstruktion nicht ausreichend mit Wärmeenergie versorgt. Dies hat zur Folge, dass die Temperatur in der Wandkonstruktion erheblich reduziert wird und somit auch dem Übergangsbereich zur Decke deutlich weniger Wärme zu Verfügung steht. Das Ziel, das Schimmelpilzwachstum an den Bauteilecken zu unterbinden, ist somit nicht alleine durch den Einbau einer dünnschichtigen Calciumsilikatplatte zu erreichen.
Das dargestellte Beispiel zeigt, dass ­im Bereich von einbindenden Bauteilen ­eine detaillierte Analyse des Bestands erfolgen muss. Wird dies versäumt, kann eine »gutgemeinte« Maßnahme die Situation sogar verschlechtern. ­Liegen im Bereich der einbindenden Bauteile ungünstige Verhältnisse vor, kann das dargestellte Problem durch den Einbau von Flankendämmungen beseitigt werden. Da die Wirkung einer geometrischen Wärmebrücke mit zunehmender Entfernung zum Eck­bereich immer mehr abnimmt, kann ­eine streifenförmige Flankendämmung, zum Beispiel in Form von Dämmkeilen, die auf eine Breite von 30 bis 50 cm in den Raum hineingeführt werden, die Oberflächentemperaturen deutlich erhöhen.

Keine Pauschallösung
Im ungestörten Wandbereich scheint gemäß der durchgeführten Berechnung, die Gefahr der Schimmelpilzbildung ­gesenkt zu werden. Im Beispiel führt ­eine 25 mm Calciumsilikatplatte zu ­einer Verbesserung von zuvor 11,29°C auf 14,43°C [Abbildung 5]. Dieses Schimmelpilzkriterium nach DIN 4108 ist somit erfüllt. Reicht eine Innen­dämmung aus 25 mm Calciumsilikat aber wirklich aus, um alle Vorgaben des hygienischen Mindestwärmeschutzes zu erfüllen? Berechnet man den ­Wärmedurchlasswiderstand der ­gedämmten Konstruktion (Abbildung 7) ergibt sich ein Wert von R= 0,834 (m²*K)/W. Nach Vorgaben des hygienischen Mindestwärmeschutzes muss die Wandkonstruktion mindestens einen Wert von R= 1,2 (m²*K)/W erreichen. Dies zeigt deutlich, dass durch eine Pauschallösung mit einer dünnschichtigen Innendämmung aus Calciumsilikat zwar die Oberflächentemperaturen ­erhöht, aber die Vorgaben des hygienischen Mindestwärmeschutzes nicht ­immer erfüllt werden. Um alle Vorgaben der DIN 4108 zu erreichen, sind dickere Schichtaufbauten oder ­Systeme mit besseren wärmetechnischen Eigenschaften zu wählen [Abbildung 8].

Kombination positiver ­Eigenschaften
Um mögliche Problemstellungen bei der Ausführung von Innendämmungen zu minimieren, müssen anwendungs­sichere und robuste Systeme eingesetzt werden. Optimal geeignet sind kapillar­aktive Systeme, da sie neben dem Erhalt des Trocknungspotenzials nach innen, durch die vollflächige Verklebung die Gefahr von Hinterströmungen generell vermeiden. Das heißt, dass die typischen Fehler bei Einbau von beispielsweise Elektroinstallationen hier nicht zu Schimmelpilzbildung hinter der Dämmung führen können. Gleiches gilt für nutzerverursachte Beschädigungen der Dämmung durch das unsachgemäße Befestigen von Bildern, Spiegeln, Hängeschränken etc.
Eine noch weiter­gehende Robustheit ist nur noch mit Systemen zu erzielen, die neben den Dämm- und Feuchtetransporteigenschaften die Möglichkeit zur kurzfris­tigen Pufferung von Feuchtespitzen bieten. Dies ist heute mit speziell kon­zipierten Putzen möglich, die ­einen ­bewusst hohen Anteil an kapillarkondensatfähigen Porenraum bieten.
Durch die Verwendung solcher robusten Systeme können anwendungsbedingte Schwierigkeiten reduziert werden. ­Zudem haben sie den Vorteil, dass fehlerhaftes Nutzerverhalten im hohen Maß kompensiert werden kann. Ein Beispiel hierfür ist das iQ-Therm-System der Firma Remmers, bei dem als Oberflächenfinish ein bewährter Schimmelsanierputz zum Einsatz kommt, der die genannten Eigenschaften besitzt.
 
Andreas Brundiers,  Jens Engel
Remmers Baustofftechnik GmbH

Abbildungen: 1,3,4,6: Remmers/Therm; 2,5,7,8: Remmers/iQlator                                                   Ausgabe: Sonderheft/2013

  1. Remmers-6_Materiallegende_des_sanierten_Details_neu Ausbau und Fassade - Nutzen und Gefahren
  2. Remmers_1_Detail-im-Bestand Ausbau und Fassade - Nutzen und Gefahren
  3. Remmers_2_Oberflchentem Ausbau und Fassade - Nutzen und Gefahren
  4. Remmers_3_Materiallegende_im_Bestand_neu Ausbau und Fassade - Nutzen und Gefahren
  5. Remmers_4_Detail_mit_25mm_Calciumsilikat Ausbau und Fassade - Nutzen und Gefahren
  6. Remmers_5_Oberflchentem_im_sanierten_Zustand Ausbau und Fassade - Nutzen und Gefahren
  7. Remmers_7_Berechnung_des_Details_mit_25mm_Calciumsilikat_neu Ausbau und Fassade - Nutzen und Gefahren
  8. Remmers_8_Berechnung_des_Details_mit_30mm_iQ-Therm_neu Ausbau und Fassade - Nutzen und Gefahren