01. Januar 2016

Was geht, was ist kritisch?

Erstellt: 04. August 2016

Wissenschaftler des Fraunhofer Instituts für Bauphysik untersuchten, wie Aufdoppelungen feuchtetechnisch zu bewerten und wie die Kombination unterschiedlicher Systeme einzustufen sind [1]. Walter Schläpfer, Gipsermeister aus der Schweiz, fasst die Untersuchung kritisch zusammen.

Das Autorenteam Martin Krus und Doris Rösler macht auf die Vielzahl von Kombinationsmöglichkeiten unter den Mauerwerken, bestehenden VAWD* und neuen VAWD-Aufdoppelungen aufmerksam. Das Fraunhofer Institut führte an elf verschiedenen Varianten von bestehenden VAWD und neuen Aufdoppelungen Versuche durch. Darunter sind vor allem auch solche Varianten, die aus feuchtetechnischer Hinsicht ungünstig, aber doch noch realistisch waren.
Für die Berechnung des Wärme- und Feuchtetransports dieser Wandaufbauten kam die WUFI-Software zur Anwendung.
Als klimatische Randbedingungen dienten die Holzkirchner Klimadaten, welche aus feuchtetechnischer Sicht für deutsche Verhältnisse besonders kritisch sind. Die Ausrichtung der sehr diffusionsoffen gewählten Außenwände erfolgte nach Westen und der ganze Jahreszyklus wurde mitberücksichtigt.
Eine Tabelle listet die berechneten Wassergehalte der Bauteilkonstruktionen der bestehenden Systeme nach fünf Jahren Bewitterung für den Altbau sowie den Gesamtwassergehalt der Konstruktion auf. Auf diesen Werten basieren die Berechungen mit den aufgedoppelten VAWD.
In verschiedenen Grafiken werden die Klimadaten eines Jahreszyklus für Holzkirchen und die schematische Darstellung des Konstruktionsaufbaus mit den einzelnen Monitorpositionen dargestellt.
Mit dieser Vorgehensweise kann überprüft werden, ob es infolge der VAWD-Aufdoppelung langfristig zu partiellen Feuchteanreicherungen kommen kann. Auch die Wassergehaltsverteilung in den einzelnen Materialschichten für das fünfte Jahr nach der Aufdoppelung kann grafisch dargestellt und dem Verlauf vor der Aufdoppelung gegenüber gestellt werden.
In anschaulichen Diagrammen wird der Verlauf des Gesamtwassergehaltes von fünf Varianten vor und nach der Aufdoppelung dargestellt. Die Erkenntnis daraus ist, dass die jahreszeitlichen Schwankungen bei der Kombination von Mineralfaserdämmung mit mineralischem Putz im aufgedoppelten System höher ausfallen als jene mit Mineralfaserdämmung und organisch gebundenem Putz. Diese Feststellung gilt für alle elf berechneten Varianten. Ebenso bleibt der mittlere Wassergehalt des Traggrundes (Bimsbetonwand) bei allen Varianten unterhalb 1,5 Vol.-% und wird somit nur äußerst geringfügig verändert. Beim bestehenden Dämmstoff ergibt sich sowohl bei der Mineralwolle wie beim EPS sogar eine Absenkung des mittleren Wassergehaltes auf zirka 0,1 Vol.-%.
Als generelles Kurzfazit zeigen die Berechnungsergebnisse, dass eine Aufdoppelung für die bestehende VAWD stets zu einer Verbesserung der Feuchtesituation führt.
In weiteren Berechnungs-Diagrammen wird der zeitliche Verlauf des Wassergehaltes in den aufgedoppelten Dämmungen der fünf Varianten aufgezeigt. Hier zeigt es sich als problematisch, wenn auf eine neue Mineralwolldämmung ein Kunststoffputz appliziert wird. Bei dieser Deckbeschichtung kommt es im Winter zu einer Feuchteanreicherung von bis zu 28 Vol.-% in der Dämmung direkt unterhalb der Außenputzschicht. Die Ursache liegt darin, dass auf eine sehr diffusionsoffene Wandkonstruktion mit dem Kunststoffputz außen eine relativ dichte Beschichtung aufgebracht ist.
Diese Problematik wird detailliert im Vergleich mit der Verwendung eines mineralischen Putzes dargestellt. Der Wassergehalt in der Mineralwolle unter dem mineralischen Putz beträgt 50 kg/m3 (5 Vol.-%), unter dem Kunststoffputz 290 kg/m3 (29 Vol.-%).
Zur Beurteilung des Schadenrisikos bei diesen beiden Varianten muss geprüft werden, ab welchem Wassergehalt im Mineralwolle-Dämmstoff an der Grenzschicht zum Außenputz das Wasser aufgrund dessen Eigengewichts nach unten läuft. Hierzu wurden mit einer speziellen Versuchseinrichtung zur Betauung von Proben Untersuchungen durchgeführt.
Deren Messergebnisse liefern für alle Arten von Mineralwolldämmungen einen kritischen Wert für den Wassergehalt von etwa 20 kg/m3. Das heißt, auf die Fläche bezogen findet ein Ablaufen ab einer Tauwassermenge von 200 g/m2 an der Grenzfläche zwischen Dämmung und Putz statt. Das überschüssige Wasser wird folglich hinter der Putzschicht vertikal in den unteren Wandbereich laufen und dort zu einem erhöhten Frostrisiko beitragen.
In einer weiteren Berechnung wird dieser Wassergehalt über eine 1 cm dicke Mineralfaserdämmung gemittelt eruiert. Dabei weist die Variante mit Mineralputz einen Wert von 17,5 kg/m3 auf, die maximalen Werte der Varianten mit dem Kunststoffputz rund 80 kg/m3 auf. Um die Frage des Einflusses der Aufdoppelung beurteilen zu können, wurde auch noch eine Variante 3 ohne Aufdoppelung berechnet. Hier steigt der Wassergehalt sogar auf fast 90 kg/m3. Alle Varianten mit EPS-Dämmstoff ergeben stets nur geringe Wassergehalte.
Die Kombination einer diffusionsoffenen Fassadenkonstruktion mit einer relativ diffusionsdichten Deckbeschichtung muss somit stets als kritisch beurteilt werden.
Als zusammenfassendes Fazit dieser Versuchsreihe kann festgehalten werden, dass in allen Materialschichten bis auf die Außenputze (witterungsbedingt) alle Varianten relativ geringe Wassermengen (< 2 Vol.-%) ergeben. Bis auf vier Varianten sind bei keinem untersuchten System feuchtetechnische Probleme aufgetreten. Diese Varianten bestehen grundsätzlich alle aus einer Mineralfaserdämmung mit einem Kunststoffputz als Deckbeschichtung.
Hinter dieser relativ dichten Putzschicht kann es zu einem erhöhten Feuchtegehalt kommen, der wiederum Folgeschäden im Putz und im Verbund zur Dämmung durch verschiedene Schadensmechanismen verursachen kann.
Somit ist zu empfehlen, VAWD mit mineralischem Putzaufbau oder aber bei Kunststoffputz-Beschichtungen eine Dämmung mit EPS vorzusehen. Solcherart sollten bei korrekter Ausführung keine feuchtetechnischen Probleme zu erwarten sein. Durch die Verringerung der Außenoberflächen-Temperaturen durch die Aufdoppelung kann es zu vermehrtem Tauwasseranfall und dadurch auch zu einem erhöhten Risiko der Bewuchsbildung kommen.

Ergebnisse sind teilweise überraschend
Es handelt sich bei diesem Fachbericht um eine sehr interessante und aufschlussreiche Versuchsreihe, dem vor dem Hintergrund der geforderten energetischen Ertüchtigung des vorhandenen Gebäudeparks eine höchst aktuelle Bedeutung zukommt.
Die Vorgehensweise des Autorenteams ist nachvollziehbar, gut begründet und ebenso verständlich dargestellt. Die
Erkenntnisse aus den Versuchen mit den elf Varianten durften für mich teilweise so erwartet werden, teilweise sind sie aber auch sehr überraschend. Dass eine Aufdoppelung auf eine bestehende Mineralfaserdämmung mit EPS-Platten keine feuchtetechnischen Probleme verursacht, hätte ich so nicht erwartet. Ebenso wenig hätte ich erwartet, dass die letzten 4 – 6 mm Kunststoffputz
einen derart negativen Einfluss auf den Feuchtehaushalt der Dämmschichten verursachen kann.
Es gibt trotz allen positiven Aspekten, die ich diesem Bericht abgewinnen kann, auch wenige Kritikpunkte, die ich anbringen möchte.
So wurde für die Aufdoppelungen ein Polystyrol-Hartschaum Typ 30 kg/m3 gewählt. Eine solche EPS-Rohdichte kommt in der Schweiz als VAWD nicht zum Einsatz. Der Trend geht hin zu 15 kg/m3. Diese Korrektur würde die Diffusionswiderstandszahl von 50 auf 30 μ absenken und verbessern.
Weiter zeigt die Schadenspraxis in der Schweiz, dass viele gealterte Kunststoffputze auf VAWD heute »mineralische Eigenschaften« aufweisen. Sie sind spröde, porös und ungewöhnlich saugfähig. Solch länderspezifische Umstände, die auf Produkte eines der größten Schweizer Systemhalters zurückzuführen sind, können in einer solchen Versuchsreihe nur ungenügend berücksichtigt werden. Viele VAWD in der Schweiz sind zudem mit Silikat- oder Silikonharz- Deckputzen beschichtet. Auf diese Putzarten geht die Studie nicht ein.
Moderne VAWD-Putzsysteme sind heute hydrophil und nicht mehr hydrophob ausgerüstet. Auf diese Weise wird der Tauwasseranfall nicht mehr auf der Putzoberfläche, sondern im Grundputz eingelagert. Dies bewirkt, dass die Deckschicht immer wieder abtrocknen kann und ohne Biozid-Einsatz getreu dem Grundsatz: »was trocken bleibt, bleibt algenfrei« frei von Bewuchsbildungen bleibt.
Die Erkenntnisse der Versuchsreihe geben unterstützende Anhaltspunkte zur Grobbeurteilung einer möglichen Sanierungs-Variante. Trotzdem ist es für mich nach wie vor unerlässlich, vor jeder Gebäudesanierung objektspezifisch den U-Wert, die Taupunktlage, die Wärmebrücken, die Dämmstoffeigenschaften und den Schichtaufbau mit sd-Wert abzuklären und zu beurteilen.
Erst das optimale Zusammenwirken der Bauphysik mit den drei weiteren Rahmenbedingungen Untergrundprüfung, Planung und Verarbeitung führt letztlich zu einer gelingenden Aufdoppelung.

[1] Martin Krus, Doris Rösler: »Hygrothermische Berechnung der Einsatzgrenzen unterschiedlicher Systeme bei der Aufdoppelung von Wärmedämmverbundsystemen«, in : Bauphysik 33 (2011), Heft 3, Verlag Ernst & Sohn.