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Projektreport HEBB

Wärmebrückenbildung bei innen liegender Wärmeisolierung und beim Dachgeschoßausbau
von Peter Rauch

Bei der Planung der Verbesserung des Wärmeschutzes sollte immer von einer äußeren Wärmeisolierung ausgegangen werden. Die Gefahr von Wärmebrückenbildung ist so am geringsten. Dabei sollten alle Bauteile, wie Außenwände, Keller und Dach, möglichst gleichmäßig isoliert werden. Eine Superdämmung an einem Bauteil ist unsinnig. Die mit der notwendigen Lüftung entstehenden Lüftungswärmeverluste sollten in einem wirtschaftlichen Verhältnis zum Transmissionswärmeverlust liegen.

Bei allen Sanierungsmaßnahmen sollte eine Wirtschaftlichkeitsbetrachtung erfolgen, die verschiedene Maßnahmen und Varianten beinhalten. Zum Beispiel ist bei einer Altbausanierung, vor allem wenn das Gebäude unter Denkmalschutz steht, im wesentlichen nur eine innen liegende Wärmeschutzverbesserung möglich. Dazu gehören auch die Dachgeschoßausbauten. Welche wesentlichen Probleme auftreten können, sollen in den nachfolgenden Punkten an diskutiert werden.

Schwachstellen und Wärmebrücken in Gebäuden, die infolge Abkühlung zu Tauwasserniederschlag führen können
Beschaffenheit des Gebäudes
konstruktiv
vorhanden		 konstruktive
Veränderungen		 Nutzung
  1. Bauwerksöffnungen
  2. ungenügende Außendämmung
  3. unbeheizte Räume
  4. feuchte Baustoffe
  5. Materialanordnung
  6. Kanal und Schächte
  7. Leitungsführungen
  8. geometrisch bedingte Wärmebrücken
  9. Vorsprünge, Balkone
  10. Deckenaufleger
  11. Stützen
  12. Rollladenkästen
  13. Kellerdecken und Kellerwände
  14. unbelüftbare Räume
  1. Innendämmung
  2. Innenisolierung
  3. teilweise Außendämmung
  4. luftdichte Fenster
  5. Schwachstellen beim Dachstuhlausbau
  6. Wintergärten, Erker
  7. Bauschäden an Gebäudehüllen
  8. undichte Dampfsperren und Durchfeuchtung der Dämmstoffe
  1. Möblierung
  2. Wandverkleidungen
  3. falsche Lüftung
  4. Heizkörperanordnung
  5. ungenügende Heizung

Wärmebrücken

Wärmebrücken entstehen an kritischen Stellen in Gebäuden. Das sind kalte Oberflächen, die meist durch materialspezifische Eigenschaften verursacht werden. Diese werden durch die Struktur und Dichte bestimmt, die verantwortlich für die Dämmeigenschaft (Wärmeleitfähigkeit) ist. Beton, Stahlbeton und Metalle sind gute Wärmeleiter und kühlen daher schneller ab.

Nachdem die konstruktiven Schwachstellen genannt wurden, soll auf eine natürliche Erscheinung hingewiesen werden, die oft unterschätzt wird. In jedem Raum ist eine Luftwalze:

  • Warme Luft bewegt sich auf Grund ihrer geringsten Dichte nach oben, und bei ihrer Abkühlung sinkt sie wieder nach unten. Bei der Abkühlung nimmt die relative Luftfeuchtigkeit zu. Wird ein Bauteil mit wesentlich niedrigerer Oberflächentemperatur angeströmt, so wird an dieser Stelle die relative Luftfeuchtigkeit sehr hoch, und es kann im Extremfall zum Feuchtigkeitsausfall kommen. Nachfolgend sollen spezielle Fälle dargestellt werden. Werden z.B. Möbel, große Wandbilder, Vorhänge und andere Einrichtungsgegenstände an einer kalten Wandoberfläche aufgestellt bzw. vorgehängt, ohne dass die Wandflächen durch den Luftstrom hinreichend erwärmt werden können, so kann sich dahinter Schimmelpilz bilden. Hier wirken meist zwei Kriterien. Es kommt nur sehr wenig Raumluft zwischen die Einrichtungsgegenstände, diese kühlt so stark ab, dass es zum Feuchtigkeitsausfall kommt. Diese Feuchtigkeit trocknet nicht. Dieses Problem kann man besonders bei Wandverschalungen beobachten. In einem Praxisfall war die Schrankwand an ihrer Rückwand bereits nach 4 Jahren total verfault. In diesem Fall war sicherlich auch im Winter der Frostpunkt bis in den Schrank gewandert. Das Problem kann durch ausreichende Hinterlüftung behoben werden. Der Schrank wird von der kalten Wand vorgezogen, und an der Vorderseite werden Lüftungsschlitze angebracht. Vorhänge sollten nicht bis in die kalte Zimmerecke und durchgehend (Boden-Decke) angehängt werden. Es ist grundsätzlich falsch, eine feuchte Wand mit einer Verschalung "zu tarnen", ohne die Ursachen zu beseitigen.

Innendämmung

Durch die Innendämmung steigt die Oberflächentemperatur an der Zimmerwand, jedoch kühlt das gedämmte Bauteil hinter der Innendämmung mehr ab als ohne. Infolge begrenzter Bauteile im Inneren (Wände, Decke, Böden) kann die Innendämmung nur teilweise ausgeführt werden. Durch die anzubringende Dampfsperre soll der Dämmstoff vor der Feuchtigkeit aus der Raumluft geschützt werden, da sonst die Dämmwirkung sehr stark gemindert wird. Die Mineralfaser können auf Grund ihrer vielen Hohlräume sehr viel Wasser aufnehmen. Durch die Dampfsperre wird jedoch die Sorption (Fähigkeit der Baustoffe, Wasserdampf aufzunehmen und wieder abzugeben) verhindert, und es kann bei Spitzenbelastungen der Raumluftfeuchtigkeit schneller zu Tauwasserbildung kommen.

Das DACH hat in seiner ursprünglichen Funktion die Aufgabe des Wetterschutzes. Im nicht ausgebauten Dachraum können Schäden an der Dachhaut sehr gut kontrolliert werden. (Grundsätzlich sollten Holzteile von mindestens drei Seiten kontrollierbar sein, um eventuelle Holzschäden zu erkennen.) In der Regel verfügen solche Dächer über eine ständige Querlüftung (von Giebel zu Giebel). Kleine Mengen eintretender Niederschlagsfeuchtigkeit oder Kondenswasserbildung unter der Dachhaut werden durch diesen Luftstrom abgelüftet und sind damit unproblematisch. Verschiedene Zwänge führen zum Ausbau der Dachgeschosse auch zu Wohnzwecken. Neben der Einschränkung der Sichtkontrolle des Zustandes der Dachhaut, wodurch kleine Schäden unbemerkt bleiben, können eine Reihe möglicher Wärmebrücken zu Feuchtigkeitsbildung an den Innenwänden in ausgebauten Dachgeschossen führen. Der Dachausbau ist seinem Wesen nach eine Innendämmung mit allen Kriterien, die dabei wirksam werden können.

Es ist wichtig, ein durchgängiges System (Fläche) zu erreichen. In der Praxis werden jedoch Pfettendächer mit Gauben ausgebaut. Hier sind extra die Pfosten, Kopfbänder, Doppelzangen und die Mittelpfette richtig einzubinden. Bei dieser Konstruktion ist eine Fugendichtheit nur über einen sehr großen Aufwand möglich.

Fugendichtheit

Bei großflächigen Dachkonstruktionen gibt es im allgemeinen kaum Probleme, um eine Luftdichtheit zu erreichen.

Jedoch bestehen die Dächer auch aus kleinteiligen Elementgrößen, so dass eine große Zahl an Fugen entstehen kann. Die Herstellung einer luftdichten Innenwand im ausgebauten Dach bedingt daher einen erhöhten planerischen und handwerklichen Aufwand, welcher allgemein sehr unterschätzt wird. Neben Wärmeverlusten durch Wärmebrückenbildung bewirkt auch der Luftdurchsatz durch die Fugen in Außenbauteilen erhebliche Wärmeverluste, die die Transmissionswärmeverluste übersteigen können. Bei diesem Transport wird die Luft abgekühlt, und es kommt zur Kondensatbildung (Tauwasser). Es kann rechnerisch die Tauwassermenge bestimmt werden, die sich bei einer defekten bzw. fehlenden Dampfsperre bilden kann. Das können unter Umständen einige Kilogramm Wasser auf den Quadratmeter werden. Über den Sommer kann dies wieder abtrocknen. Pohl und Horschler (2) haben dieses Problem näher betrachtet. Eine Fuge mit einer Breite von 2 mm, einer Tiefe von 100 mm und einer Länge von 1,00 m und einer Druckdifferenz von nur 6 PASCAL (Windstärke 2) ergeben einen Luftvolumenstrom von ca. 15 m3/m h. Wird dies auf die Dimension des k-Wertes übertragen, so tritt bei einer Fuge von 1 m Länge, ein Lüftungswärmeverlust von ca. 5W/m2K auf. Bei einem gedämmten Dach mit einem k-Wert von 0,2W/m2K bedarf es keiner weiteren Diskussion. Daneben werden bei einer Lufttemperatur von 20 Grad Celsius mit einer relativen Luftfeuchtigkeit von 50% durch die o.g. Fuge pro Stunde ca. 130g/Wasserdampf in das Außenteil transportiert. Feuchtigkeitsschäden sind zwangsläufig die Folge.

Nur über eine konsequente Planung aller Anschlussbereiche und eine gewissenhafte Ausführung kann eine annähernde Luftdichtheit erreicht werden.

Die Herstellung der Luftdichtheit in der Fläche bereitet in der Regel keine Schwierigkeiten. Besondere Probleme treten bei Bauteilen auf, welche die luftdichte Schicht durchdringen, wie z.B. Schornsteine, Wechsel von Dachschräge in ein Kniestock, Dachflächenfenster, Lüftungsleitungen, Heizungsanschlüsse u.a. Auf diese Probleme soll im folgenden Punkt eingegangen werden. Wärmebrücken entstehen an der Firstpfette, Mittelpfette und Fußpfette. Das Isoliermaterial kann in vielen Fällen nicht luftdicht hinter die Balken geschoben werden, ohne die Hinterlüftung zu unterbrechen. Die Sparrenpfettenanker verursachen zusätzliche Unebenheiten. Werden die scharfen Kanten nicht umgeschlagen (Veränderung der statischen Festigkeit des Bauteils), so wird die Folie zerstochen. Ein weiterer Problempunkt ist die Zwischenwand auf dem Dachboden. Solange eine einigermaßen gerade verputzte Wand vorhanden ist, kann mit einer Dachlatte und Dichtungsband die Folie luftdicht angeschraubt werden. Aber ungeputztes Mauerwerk hat teilweise Unebenheiten von mehreren Zentimetern, und dieses ist nicht ohne weiteres luftdicht zu verschließen.

Zusammenfassung

Unter der üblichen Dacheindeckung aus Dachziegel oder Dachsteinen ist eine zusätzliche, wasserableitende Schicht in Form einer Unterspannbahn einzubauen. Die Unterlüftung ist durch den Einbau von Konterlatten herzustellen. Zwischen dem Unterdach und der Wärmedämmung ist in der Planung eine Luftschichthöhe von 4 bis 5cm vorzusehen. Die vorgesehene Mindesthöhe von 2cm für die Be- und Entlüftung kann eventuell durch Plustern oder Verrutschen der Dämmung geschlossen werden, und ein Feuchtigkeitsabtransport durch Diffusionsbelastung oder Niederschlag kann nicht erfolgen.

Die Dampfsperrschichten sind nur dann als Windsperre geeignet, wenn sie im Bereich von Stößen und Anschlüssen absolut luftundurchlässig ausgebildet werden. Ansonsten kommt es zu Zugerscheinungen, Temperaturabsenkungen mit erhöhten Heizaufwendungen, Durchfeuchtung der Wärmedämmung und im Extremfall zu Wassereintritt nach innen.

Literatur:

  • (1) Bieberstein, Horst: Schimmelpilzbildung in Wohnräumen - was tun?, Omega Verlag 1989
  • (2) Pohl, W.-H., Horschlor, S.; Novellierung der Wärmeschutzverordnung;, Auswirkungen auf die Planung und Ausführung im Bereich des Daches, Deutsche Bauwirtschaft 2/94 S.99-103
  • (3) Dahmen, Günter; Vortrag, Sanierungsmaßnahmen an geneigten Dächern, Institut für Sachverständigenwesen e.V., 11.1.93 in Leipzig

Autor: Peter Rauch
:: www.ib-rauch.de
Leipziger Bauführer Jahrbuch 1995 Seite 124 ff.

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Literaturtipp:
"Nachträgliche Wärmedämmung von Dachgeschossdecken"

Bei dem vom BMVBW herausgegebenen Heftchen handelt es sich um einen Forschungsbericht. Zwar ist mir schleierhaft, was es hier zu forschen gibt - aber egal, eine für den Laien gute Zusammenstellung ist es allemal. "Der Forschungsbericht wurde mit Mitteln des Bundesamtes für Raumwesen und Raumordnung gefördert. Die Verantwortung für den Inhalt des Berichtes liegt beim Autor" steht im Impressum.

Man kann feststellen, dass der Autor seiner Verantwortung nachkommt: es wird nicht der übliche Bauphysik-Hokuspokus zelebriert und für die Klima-Mär verschwendet man nur 6 Zeilen einer Spaltenbreite. Den Spargedanken stellt man dem hehren Ziel der Klimarettung zumindest gleich, wobei der Schwerpunkt tatsächlich in der Betrachtung technischer Belange liegt.

Ein wichtiges Thema wird im Kapitel 6.1 behandelt: "Wie viel Wärmedämmung ist sinnvoll?" Man lese und staune: "Die Ausführung extremer Dämmstoffdicken ist nicht sinnvoll. Ab ca. 20 cm Dicke führt dies zu einem ungünstigen Verhältnis zwischen den entstehenden Mehrkosten und den möglichen Einsparungen." der informierte Bauherr weiß, dass es sich um die von Prof. Meier bereits vor Jahren beschriebene "Hyperbel-Tragik" handelt, die die U-Wert-Fetischisten bis heute nicht begriffen haben.

Werden doch hier tatsächlich mal wirtschaftliche Gesichtspunkte betrachtet und der Leser wird mit dem üblichen Superdämmungs-Geschwafel verschont. Bliebe zu wünschen, dass man sich im BMVBW aufrafft und den Autor, Prof. Dr. Ing. R. Oswald, mit einem Forschungsbericht zu Passivhäusern beauftragt. Denn dann müsste der ganze Beschiss auffliegen, denn "die Ausführung extremer Dämmstoffdicken ist nicht sinnvoll".

Sie können das Heftchen, neben vielen anderen Broschüren, hier bestellen: :: www.bmvbw.de
Toplinks!:
Sie können mehr zum Thema wirtschaftliche Dämmstoffdicken erfahren: hier.
Sie können mehr zum Thema "Wirtschaftlichkeit beim Bauen" erfahren: hier.

18.08.2004
M. Bumann

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