Innendämmungen von Altbauten mit feuchten und versalzenen Untergründen

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1 1. Problematik Situation Prof. Dr.-Ing. habil. Jürgen Busch Innendämmungen von Altbauten mit feuchten und versalzenen Untergründen Die Anregung zu diesem Vortrag ergab sich aus praktischer Planungstätigkeit sowie dem zunehmenden Zwang zur energetischen Ertüchtigung der Altbausubstanz. Bei der Vorbereitung der Bauwerkstrockenlegung und der Anbringung einer Innendämmung in Kellergeschossen bzw. Souterrains von Altbauten - insbesondere Gründerzeitbauten - stand der Autor des Öfteren vor der in Bild 1 gezeigten Situation: Fassade denkmalgeschützt, Außendämmung unzulässig Mauerwerk hygroskopisch versalzen OFG Kellerraum künftig: Aufenthaltsraum! keine Vertikalabdichtung keine durchgehende Lagerfuge Mauerwerk feuchtegesättigt Beanspruchung durch Bodenfeuchte oder nichtaufstauendes Sickerwasser keine Querschnittsabdichtung Bild 1: Situation Vorzugslösung Die Planung einer Innendämmung auf feuchten und versalzenen Kellerwänden geht von der in Bild 2 veranschaulichten Vorzugslösung aus. Mauerwerk, Innendämmung und Kellerraum werden im Idealfall vollständig gegen den weiteren Einzug von Feuchte und Salz aus dem Erdreich geschützt. Das geschieht durch das nachträgliche Anbringen einer außenseitigen Vertikalabdichtung und einer Querschnittsabdichtung der Außenwand, letztere möglichst in Höhe der Fußbodenabdichtung. Bauwerksabdichtung - Erschwernisse Das Einbringen der Querschnittsabdichtung stößt häufig auf folgende Schwierigkeiten (Bild 1): 1. Oft fehlen durchgehende Lagerfugen. Damit sind preisgünstige und funktionssichere mechanische Abdichtungsverfahren (Mauersägen, Eintreiben von Edelstahlwellblechen) nicht anwendbar. 1

2 2. Als Alternative zu den mechanischen Verfahren kommt das Injizieren des Mauerwerks mit dichtenden oder hydrophobierenden Mitteln in Betracht. Bei den herkömmlichen Injektionsverfahren stellen Porenfüllungsgrade von 50%, mitunter werden auch 60% genannt, die erfahrungsgemäß vertretbare Obergrenze dar [1] [2] [4]. Aber die Porenfüllungsgrade des Mauerwerkes liegen sehr oft über diesen Grenzwerten, besonders im fundamentnahen Bereich. Für die Anwendung der bisher dominierenden Injektionsverfahren bestehen folglich Einschränkungen. In den letzten Jahren wurden unzweifelhaft verfahrenstechnische Fortschritte erzielt (Impulsverfahren [5], Mehrstufeninjektion [2], thermische und konvektive Vortrocknung des Mauerwerkes [3]), von denen erwartet wird, daß sie auch bei sehr feuchtem und z.t. auch inhomogenem Mauerwerk Abdichtungserfolge bringen. Alle Autoren verweisen auf positive Ergebnisse, aber die Forschungs- und Anwendungserfahrungen sind noch nicht so umfangreich, daß man eine endgültige Bewertung vornehmen kann. Für sehr hohe Porenfüllungsgrade im unteren Außenwandbereich sowie in den Querwandanschlüssen wird bei Anwendung herkömmlicher Injektionsverfahren das im Bild 3 veranschaulichte Abdichtungsprinzip empfohlen. Hier legt man die Injektageebenen in die weniger durchfeuchteten Wandbereiche. Nachteil: Es verbleiben Mauerwerksbereiche, die gegen weiteren Feuchte- und Salzeinzug ungeschützt sind. Konsequenzen für die Innendämmung Für das Anordnen von Innendämmungen auf sehr feuchten und versalzenen Untergründen existieren keine allseits bekannten Lösungen. Im Allgemeinen heißt es, daß die Beschichtungen und damit auch Innendämmungen auf Wänden mit Bau- oder Restfeuchte diffusionsoffen sein sollen. Abgesehen davon, daß diffusionsoffene Innendämmsysteme für sehr feuchte und versalzene Untergründe noch nicht verfügbar sind, werden gerade solche Systeme sensibel sein und - im Widerspruch zu obigen Restriktionen - einen vollkommenen Schutz durch eine perfekte Bauwerksabdichtung gemäß Bild 2 benötigen. Diese Gegensätzlichkeit provoziert die Frage, ob man die Innendämmung nicht nur unter dem Aspekt des Wärmeschutzes sondern vielmehr auch im Hinblick auf die Verringerung der Abdichtungsprobleme konzipieren sollte. Dichte Innendämmsysteme bieten solche Chancen und darüber hinaus auch die Möglichkeit zu kostensenkenden Kompromissen. 2. Prinziplösungen Bild 4 zeigt verschiedene Prinzipien der Bauwerksabdichtung. Prinzip A verkörpert die Maximalvariante. Die Varianten B und C stellen kostensenkende Kompromißlösungen dar, die unter Ausnutzung des Abdichtungvermögens des Innendämmsystems möglich erscheinen. 3. Diffusionsoffene und dichte Innendämmsysteme - Vergleich Der spontane Wunsch nach diffusionsoffenen Innendämmsystemen auch im Kellerbereich hat drei Gründe: 1. Der Außenwand soll das Austrocknen auch nach innen ermöglicht werden. 2. Die Austrocknungsmöglichkeit nach innen senkt die Gefahr von Feuchteaufschaukelungen, z.b. durch Eindringen von Spritzwasser in die Außenwand. 3. Im Gegensatz zu dichten Innendämmsystemen besteht bei diffusionsoffenen Systemen nur eine geringe (wahrscheinlich gar keine) Gefahr des Emportreibens des Durchfeuchtungs- und Versalzungshorizontes in der Kelleraußenwand. Eine komplexere Betrachtung (Tabelle 1) zeigt jedoch, daß dichte Innendämmsysteme gerade für beheizte Kellergeschosse bzw. Souterrains eine ganze Reihe bemerkenswerter Vorteile besitzen. 2

3 Bild 2: Vorzugslösung Injektage Querwand feuchter und versalzenerquerwandbereich nachträgliche Horizontaldichtung Querwand Bild 3: Injektageebenen bei sehr feuchtem Mauerwerk und Anwendung herkömmlicher Injektionsverfahren 3

4 A Maximalvariante - vollständige Unterbindung des Feuchteund Salzeinzuges aus dem Baugrund in das Mauerwerk. Dichte Innendämmung schützt gegen Restfeuchte und Salz aus der Außenwand. Außenwand ist außenseitig freizuschachten. B Keine Querschnittsabdichtung. Diese Variante ist interessant, wenn allein mit der außenseitigen Vertikalabdichtung das Emporsteigen des Feuchte- und Versalzungshorizontes infolge der fehlenden Querschnittsabdichtung ausreichend eingeschränkt werden kann. Die dichte Innendämmung schützt vor allem im fußbodennahen Bereich gegen Feuchte und Salze aus dem Baugrund. Stirnseitiger Schutz der Querwände gegen Eindringen von Feuchte und Salz erforderlich. Außenwand ist außenseitig freizuschachten. C Minimalvariante. Keine außenseitige Vertikalabdichtung. Deren Funktion übernimmt die dichte Innendämmung. Die Querschnittsabdichtung über dem Spritzwasserbereich oder in Geländehöhe verhütet Emporsteigen von Feuchte und Versalzung in der Außenwand. Stirnseitiger Schutz der Querwände gegen Eindringen von Feuchte und Salz erforderlich. Freilegung der Außenwand und damit verbundene Wegebauarbeiten entfallen. Bild 4: Prinziplösungen 4

5 Innendämmsystem dampfdurchlässig dicht Freizügigkeit bei Oberflächenbeschichtungen - + z.b. Fliesen kein Problem Tauwasserbildung im Wandquerschnitt - + Austrocknungsmöglichkeit der Außenwand zum Rauminneren. Anfälligkeit für Feuchteaufschaukelung im Wandquerschnitt infolge Fehlstellen des Wetterschutzsystems. + - Dichte Innendämmung erfordert niederschlagsabweisendes und möglichst diffusionsoffenes Wetterschutzsystem. Begünstigen der Ausbreitung von Feuchte und Salz im Mauerwerk + - Störanfälligkeit bei behinderter Konvektion vor den Außenwandinnenflächen - + Anwendbarkeit auch bei höheren Raumluftfeuchten - + Sicherheit gegenüber raumklimatischen Unwägbarkeiten - + Tabelle 1: Innendämmsysteme - Vergleich (+ vorteilhaft, - weniger günstig) 4. Beispiellösung Für die Realisierung dichter Innendämmsysteme ist Schaumglas bestens geeignet. Dieses Material ist sehr gut wärmedämmend, dampf- und wasserdicht und gegen die wasserlöslichen Bausalze resistent (außer Carbonate, aber die sind selten [6]). Bild 5 zeigt eine Beispiellösung. Dem Beispiel liegt die Minimalvariante gemäß Bild 4 zu Grunde. Zwecks Anpassung an höhere Feuchte-bzw. Wasserbeanspruchungen aus dem Baugrund oder bei Zweifeln am vollständigen Injektionserfolg ist der Rückzug auf die Abdichtungsprinzipien gemäß Bild 3 oder Bild 4, Variante A möglich. Die Querschnittsabdichtung der Kelleraußenwand über Oberfläche Gelände ist immer dann zu empfehlen, wenn unterhalb Gländeniveau die vollständige Abdichtung der Kelleraußenwand nicht möglich ist oder nicht angestrebt wird. 5

6 ca. 1,0 m Bei obigem Beispiel werden die Wärmebrücken und damit die Schimmelpilzgefahr durch weites Hineinziehen der Schaumglasdämmung in den Innenraum reduziert. Mit dem dichten Schaumglas werden zugleich die oft sehr feuchten und versalzenen Anschlußbereiche der Querwände und Gewölberänder abgedeckt. Dem durch die dichte Innendämmschicht vermehrten Drang von Feuchte und Salz zur Ausbreitung in die Querwand hinein wird durch die stirnseitige Injektage begegnet. In den ungedämmten Bereichen können die Wand- und Gewölbeflächen je nach Erfordernis mit Sanierputz oder Kalkzementputz beschichtet werden. Auch auf dem Schaumglas ist ein Kalkzementputzauftrag zweckmäßig. Mit seinem sehr großen Feuchteaufnahmevermögen unmittelbar aus der Raumluft trägt er wesentlich zum Abbau von Luftfeuchtespitzen, die im Sommer in Souterrain- und Kellerräumen kaum vermeidbar sind, und damit zur Reduzierung der Schimmelpilzgefahr bei. Die Fugen im Spritzwasserbereich werden je nach Erfordernis mit Salzspeichermörtel geschlossen. Schaumglas- Dämmsystem OFG Deckschicht mit steiler Sorptionsisotherme Bild 4: Beispiellösung 6

7 Literatur [1] Reduzierung Mauerwerksfeuchte - Untersuchung und Entwicklung chemischer Bohrlochinjektionsverfahren als wirksame Horizontalsperre für den nachträglichen Einbau in Ziegelmauerwerk, Teil 1 - Wassergesättigtes Mauerwerk; Bau- und Wohnforschung; F 2329; Fraunhofer IRB Verlag 1998 [2] Weber, H.: Injektionsverfahren gegen kapillar aufsteigende Feuchtigkeit - Berichtsband-CD; Vortrag Nr. 46 / BAYOSAN- Baufachtage 2000 in Hindelang/Allgäu [3] Friese,P.; Protz, A: Thermische und konvektive Trocknung von Mauerwerk mit hohen Durchfeuchtungsgraden; DGZfP-Berichtsband BB 69-CD; Vortrag A3 - Feuchtetag 1999, BAM, Berlin [4] Arendt, C.; Seele, J.: Feuchte und Salze in Gebäuden - Verlagsanstalt Alexander Koch 2000 [5] Frössel, F.:Mit Impuls trockene Mauern - Die Mappe 1/99, S. 56 bis 58 [6] Ettel, P.: Konsultationshinweise - Hochschule für Technik, Wirtschaft und Kultur Leipzig (FH),