Innendämmung von Außenwänden im Bestand. Dr. Anatol Worch Materialprüfanstalt für das Bauwesen, Braunschweig

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1 Innendämmung von Außenwänden im Bestand Dr. Anatol Worch Materialprüfanstalt für das Bauwesen, Braunschweig

2 Einleitung und Inhalte Innendämmung wird immer mit einer möglichen Schimmelbildung in Verbindung gebracht: Innendämmung = Tauwasser = Schimmel? Wo liegen jedoch die tatsächlich vorhandenen Risiken und wie gehen wir heute damit um? - Tauwasserproblematik - Schlagregen Nachweismöglichkeiten Folie 2

3 Geometrische Wärmebrücke am Beispiel % r.f % r.f. Wasserdampfkonzentration in pa Hygienetemperatur 12,6 C 50% r.f % r.f Taupunkttemperatur 9,3 C Temperatur in C Folie

4 Geometrische Wärmebrücke am Beispiel frsi = 0,53 Istsituation frsi = 0,57 Tauwasser frsi = 0,7 Hygienebereich Folie 4

5 1-dim. Temperaturprofil im Sanierungsbereich 11,7 C vor der Sanierung U = 2,12 W/(m²K) 14,8 C 2,5 cm SSP U = 1,33 W/(m²K) 16,2 C 5 cm SSP U = 0,97 W/(m²K) Folie 5

6 Nachweisfreie Innendämmungen wärmeschutztechnische Verbesserung Ri in m²k/w Zusatzforderungen E DIN : Ri 0,5 - E DIN : Ri 1,0 sdi 0,5 m Ri 0,8 0,5 sdi 2,0 m Schlagregengruppe 1 Richtlinie WTA-Merkblatt 8-5 Folie 6

7 Situation des innengedämmten Mauerwerks Oberflächentemperatur ist erhöht, Verringerung des Schimmelpilzrisikos an der Oberfläche Taupunktverschiebung unbestritten liegt ein Tauwasserrisiko vor Quelle: J. Gänßmantel, G. Geburtig; Richtig dämmen, Handbuch für zeitgemäßes Dämmen Aber ist dort Schimmel? Folie 7

8 Schutzprinzipien Es haben sich verschiedene Schutzmechanismen entwickelt. Eine klare Klassifizierung ist jedoch schwierig: kondensatverhindernde Innendämmsysteme Vermeidung von Tauwasserbildung durch absolut diffusionsdichte Schicht kondensatbegrenzende Innendämmsysteme Begrenzung der Tauwasserbildung durch diffusionshemmende Schicht kondensattolerierende Innendämmsysteme Management der ggf. vorhandenen Kondensate durch diffusionsoffene bzw. kapillaraktive Stoffe Folie 8

9 Kondensatverhindernde Innendämmsysteme Eine Möglichkeit, das Risiko der Tauwasserbildung auszuschließen, ist die Anwendung eines absolut diffusionsdichten Dämmmaterials (z. B. Schaumglas). Durch die Dichtigkeit ist die Bildung von Tauwasser ausgeschlossen, jedoch bietet diese Konstruktion keinerlei Austrocknung nach innen. Folie 9

10 Kondensatbegrenzende Innendämmsysteme Das klassische Verfahren die Menge des möglichen Tauwasserausfalls zu begrenzen, ist die Anbringung einer diffusionshemmenden Schicht (umgangssprachlich Dampfbremse genannt). Die Austrocknung nach innen ist zwar behindert, jedoch möglich. Quelle: Saint-Gobain G+H Folie 10

11 Kondensattolerierende Innendämmsysteme Die klassische diffusionsoffene, kapillaraktive Innendämmung lässt bewusst die Tauwasserbildung zu. Wichtig ist die diffusionsoffene Oberfläche, damit ggf. anfallendes Tauwasser oder Regenwasser langfristig nach innen abtrocknen kann. Fehlertoleranter gegen Verarbeitungsfehler Quelle: redstone Folie 11

12 Typischer Wassergehaltsverlauf kapillaraktiver Innendämmungen Folie 12

13 Schimmelpilzbefall infolge Konvektion Quelle: W. Walther, e.u.z Springe/Eldagsen Folie 13

14 Situation des innengedämmten Mauerwerks Taupunktverschiebung dieses Problem ist gelöst Quelle: J. Gänßmantel, G. Geburtig; Richtig dämmen, Handbuch für zeitgemäßes Dämmen geringere Temperatur der bestehenden Bauteilkonstruktion in der kalten Jahreszeit Folie 14

15 Mittlerer Wassergehalt einer Außenwand bestehendes Ziegelsteinmauerwerk Mineralfaserdämmung variabler Dicke alter Innenputz und neue Bekleidung alternativ mit innenliegender Dampfsperre (sd = 100m) Folie 15

16 Mittlerer Wassergehalt einer Außenwand 14 Wassergehalt in kg/m² Variante 1: ohne Dampfbremse Ohne Schlagregenbelastung Dämmstoffdicke (WLG 040) in mm Folie 16

17 Mittlerer Wassergehalt einer Außenwand 14 Wassergehalt in kg/m² Variante 1: ohne Dampfbremse Ohne Schlagregenbelastung 6 Variante 2: mit Dampfbremse Dämmstoffdicke (WLG 040) in mm Folie 17

18 Mittlerer Wassergehalt einer Außenwand 14 Wassergehalt in kg/m² 12 Regenaufnahme 50 % 10 Variante 1: ohne Dampfbremse 8 6 Variante 2: mit Dampfbremse Dämmstoffdicke (WLG 040) in mm Folie 18

19 Mittlerer Wassergehalt einer Außenwand 14 Wassergehalt in kg/m² 12 Regenaufnahme 50 % 10 Variante 1: ohne Dampfbremse 8 6 Variante 2: mit Dampfbremse Dämmstoffdicke (WLG 040) in mm Folie 19

20 Schaden durch Schlagregenbeanspruchung Innen dämmen? Außen gucken! Quelle: Dipl.-Ing. Frank Eßmann, WTA-Deutschland, tha Ingenieurbüro, Mölln Folie 20

21 Schlagregendichte Außenwände Folie 21

22 Beispiel 1: Sichtmauerwerk Folie 22

23 Problem energetische Sanierung im Bestand Die Wasseraufnahme mittels Karstens schen Prüfröhrchen liefert nur die Information der Oberfläche. - Ein Rückschluss von der Oberfläche auf das Mauerwerk ist nicht zulässig. - Parameterstudie kann helfen, die bestehenden Risiken besser zu verstehen. Folie 23

24 Wassergehalte im äußeren Mauerwerk Wassergehalt in kg/m³ Herbst Winter w = 0,36 kg/m² s Frühling Sommer w = 2,00 kg/m² s Tagesmittelwerte im eingeschwungenen Zustand Folie 24

25 Zusammenfassung Die Schlagregenbelastung ist von entscheidender Bedeutung bei einschaligen Sichtmauerwerk. Die experimentelle Erfassung führt oft nicht zum benötigten Ergebnis. Das Werkzeug Simulation geht weit über den Nachweis von Innendämmsystemen bei einschaligen Mauerwerk hinaus. Wir müssen uns lösen vom klassischen Nachweis hin zur Parameterstudie im Einzelfall, um im Vorfeld kritische Größen und Einflussfaktoren zu erfassen. Folie 25

26 Kapillaraktive Innendämmung anno 1627 Quelle: Dr.-Ing. Roswitha Kaiser, Sprecherin AG Bautechnik der VdL Folie 26

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28 Bestandsgebäude, Baujahr 1961

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30 Schadensfreie Planung Eine schadensfreie Planung ist nur dann möglich, wenn - die bauliche Situation berücksichtigt wird - die zukünftige Nutzung des Gebäude bekannt ist - die natürliche Lüftung des Gebäude beachtet wird. Werden im Zuge der Sanierung dichtere Fenster eingebaut, so sind den Wärmebrücken vermehrte Aufmerksamkeit zu widmen.

31 Nachweis von Innendämmsystemen Das Glaserverfahren nach DIN ist nicht für den Nachweis von Innendämmsystemen geeignet. Je höher der Dämmstandard, umso größere Auswirkungen hat die Innendämmung auf die hygrothermischen Eigenschaften des Mauerwerks: - Nachweisfreie Konstruktionen - Vereinfachter Nachweis nach WTA-Merkblatt Rechnerischer Nachweis mittels Simulation nach WTA-Merkblatt E 6-5

32 DIN 4108 Aus WTA-Merkblatt 6-4: Innendämmung nach WTA 1: Planungsleitfaden

33 Problem energetische Sanierung im Bestand Klassisches Hofgebäude im norddeutschen Umfeld Geplant: 6 cm kondensattolerierendes Innendämmsystem Rechnerischer Nachweis notwendig