Außendämmung bei Bestandsbauten Schäden, Ursachen, Instandsetzungen

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1 Frankfurter Bautage 2010 Außendämmung bei Bestandsbauten Schäden, Ursachen, Instandsetzungen Hartwig M. Künzel, Fraunhofer IBP Auf Wissen bauen Inhalt Einleitung / Vorstellung, Grundlagen Luftkonvektion Tauwasser von außen Regenwasserpenetration Sanierung der Außendämmung

2 Einleitung IBP Freilandversuchsgelände Einleitung Gründung 1951 Untersuchungen zur klimabedingten Tauwasserbildung auf Innenoberflächen von Außenwänden

3 Einleitung Untersuchungen zur klimabedingten Tauwasserbildung auf Außenoberflächen von Außenwänden Einleitung Langzeitbeobachtung und Analyse von Bauschäden

4 Einleitung Hygrothermische Simulation mit WUFI : Beregnete Außenwand mit Kerndämmung Einleitung Biologische Analyse von Mikroorganismen auf Fassaden und im Raum Bisher von Bauteiloberflächen isoliert: Blaualgen: 16 Arten Grünalgen: 33 Arten andere Algen: 6 Arten Flechten: 17 Arten Moose: 10 Arten Jochpilze: 6 Arten Schlauchpilze: 12 Arten imperfekte Pilze: 37 Arten Insgesamt: > 135 Arten

5 Einleitung Bauphysikalische Grundlagen Außendämmung schützt die Wand vor hohen Temperaturschwankungen Dafür starke thermische Beanspruchung der Fassade Einleitung Bauphysikalische Grundlagen p Dringt Wasser hinter die Außendämmung starke Befeuchtung des Dämmstoffs durch Dampfdiffusion Außendämmung schützt die Wand vor hoher Feuchte Dafür starke hygrische Beanspruchung der Fassade

6 Luftkonvektion Luft- und Winddichtheit von Außendämmungen Luftkonvektion Beobachtung an Ziegelwand mit WDVS Mikrobieller Bewuchs eines WDVS Kreisförmiger Befall an den Eckpunkten der Fensterbänke Kreisförmiger Befall in den Flächen Bewuchssaum in Bodennähe Plattenstoß Wandfläche Kalksandstein Polystyrol Luftspalt Polystyrol

7 Luftkonvektion Beobachtung an Ziegelwand mit WDVS Mikrobiologische Untersuchungen Probenmaterial von Fassadenoberfläche Verschiedene Pilzarten - Cladosporium herbarum - Cladosporium cladosporioides - Alternaria tenuissima Probenmaterial aus dem Bereich der Dämmstoffschicht Verschiedene Pilzarten - Aspergillus versicolor - Penicillium chrysogenum - Penicillium fellutanum - Acremonium kiliense - Penicillium variabile Zusätzlich Bakterien und Hefen Luftkonvektion Biologische Untersuchungen: An der Fassadenoberfläche anderes Artenspektrum als auf der Rückseite kein direkter Kontakt zueinander An der Rückseite des Außenputzes 1. typische Innenraumarten Rückseitenaufnahme mit blauer Baumwollfaser 2. Baumwollfasern und Flügelschuppen von Motten direkter Kontakt zum Innenraum

8 Luftkonvektion Außendämmsysteme sind in der Regel nicht luftdicht Die Luftdichtheit der Gebäudehülle muss von innen gewährleistet werden! Luftkonvektion Untersuchungen an Außenwänden mit belüfteter MW-Dämmung hinter Faserzementplatten Unzureichende Winddichtheit erhöht die Transmissionswärmeverluste

9 Tauwasser von außen Wärme- und Feuchteverhältnisse in klaren Nächten Langwellige Abstrahlung Konvektion Entladen des Wärmespeichers der Wand Tauenthalpie Dampftransport Dampftransport Tauwasser von außen Leopard und Tiger

10 Tauwasser von außen Hot box / cold box at Dübel sind ORNL Wärmebrücken die Tauwasserbildung verhindern Tauwasser von außen Originalzustand sanierter Bereich Gute Wärmedämmung fördert Algenwachstum! Ref.: Raschle

11 Tauwasser von außen Oberflächentemperaturmessungen im Freiland Tauwasser von außen Schwere Fassaden speichern mehr Wärme und wirken der Unterkühlung entgegen Außendämmsysteme sind in der Regel leicht und unterkühlen deshalb schneller

12 Tauwasser von außen Lösungsansätze Physikalische Lösungen zur Verringerung der Tauwasserbeanspruchung Anstriche mit niedrigem langwelligen Emissionsgrad (Low-E) verringern die langwell. Abstrahlung PCM im Außenputz erhöhen die thermische Trägheit in einem best. Temperaturbereich Tauwasser von außen Lösungsansätze Ergebnisse aus Freilanduntersuchungen Monatsmittel der Außenlufttemperatur: Okt 2003: 5 C Okt 2004: 10 C Low-E erfolgversprechender als PCM

13 Tauwasser von außen Verbesserung durch Anstriche Einsatz wasserabweisender Anstrichsysteme Bestimmung der Oberflächenfeuchte nach Schlagregen Tauwasser von außen Verbesserung durch Anstriche Einsatz wasserabweisender Anstrichsysteme Bestes Ergeb. bei geringer Hydrophobie

14 Tauwasser von außen Einsatz von Bioziden Freibewitterte Putz- und Anstrichsysteme mit unterschiedlichen Biozidausrüstungen Holzkirchen, Obb Heggen im Sauerland Exposition von Prüfkörpern an 3 Standorten Ernsthofen bei Darmstadt Tauwasser von außen Einsatz von Bioziden Mikrobiologische Analyse Bewertungsskala: Deskriptive Skalierung 1 (+) nur 1 Punkt; sehr wenig / sehr schwach 2 + geringer Bewuchs/Verschmutzung 3 +(+) gering bis mäßig 4 ++ mäßig 5 ++(+) mäßig bis deutlich deutlich 7 +++(+) deutlich bis stark stark (+) stark bis durchgehend bewachsen durchgehend bewachsen 1 7

15 Tauwasser von außen Einsatz von Bioziden Mikrobiologische Analyse Herbstbeginn Tauwasser von außen Einsatz von Bioziden Mikrobiologische Analyse Bewuchsstärke [-] Silikonharzputz nicht ausgerüstet nicht ausgerüstet Terbutryn, OIT, DCOIT Terbutryn, OIT, Zinkpyrithion Terbutryn, OIT, Carbendazim Terbutryn, OIT, IPBC biozid ähnliche Wirksamkeit Untersuchungszeitraum [Monate] Aus Breuer et al. Beuth-Verlag, Sanierungskalender 2011

16 Tauwasser von außen Einsatz von Bioziden Mikrobiologische Analyse Bewuchsstärke [-] Terpolymerputz nicht ausgerüstet nicht ausgerüstet Terbutryn, OIT, DCOIT Terbutryn, OIT, Zinkpyrithion Terbutryn, OIT, Carbendazim Terbutryn, OIT, IPBC biozid ähnliche Wirksamkeit Untersuchungszeitraum [Monate] Aus Breuer et al. Beuth-Verlag, Sanierungskalender 2011 Tauwasser von außen Einsatz von Bioziden Mikrobiologische Analyse Bewuchsstärke [-] Silikonharzfarbe auf mineralischem Putz nicht ausgerüstet Untersuchungszeitraum [Monate] nicht ausgerüstet Terbutryn, OIT, DCOIT Terbutryn, OIT, Zinkpyrithion Terbutryn, OIT, Carbendazim Terbutryn, OIT, IPBC biozid Biozide können biol. Aufwuchs nicht verhindern nur verzögern Aus Breuer et al. Beuth-Verlag, Sanierungskalender 2011

17 Regenwasserpenetration Putzrisse Das Feuchteverhalten der Dämmung ändert sich bei hydrophoben Dämmstoffen durch äußerliche Putzrisse nicht Regenwasserpenetration Durchgehende Risse/Fugen Schlagregen Massive Feuchteschäden an WDVS in USA

18 Regenwasserpenetration Durchgehende Risse/Fugen ANSI/ASHRAE Standard Criteria for Moisture-Control Design Analysis in Buildings Rain penetration. In the absence of specific full scale test methods and data for the asbuilt exterior wall system being considered, the default value for water penetration through the exterior surface is 1% of the water reaching that exterior surface. Regenwasserpenetration Durchgehende Risse/Fugen Hygrothermische Simulation ohne Leckage (Klima Holzkirchen) Holzbau: WDVS mit EPS Holzbau: WDVS mit MW

19 Regenwasserpenetration Durchgehende Risse/Fugen Hygrothermische Simulation mit 1% Leckage (Klima Holzkirchen) Holzbau WDVS mit EPS Holzbau: WDVS mit MW Regenwasserpenetration Durchgehende Risse/Fugen Hygrothermische Simulation mit 1% Leckage (Massivbau) Massivbau viel unempfindlicher gegenüber Regenwasserpenetration als Holzbau Ausnahme: Betonsandwichwände (Korrosion) Ergebnisse für den max. Wassergehalt im 10. Jahr

20 Regenwasserpenetration Durchgehende Risse/Fugen Probennahme an 20 Jahre altem Objekt Wassergehalte bis zu 10 Vol-% in der Dämmung ermittelt (unter Fenstern) Regenwasserpenetration Durchgehende Risse/Fugen Probennahme an 20 Jahre altem Objekt Ameisen scheinen das feucht-warme Klima hinter der Dämmung zu mögen

21 Sanierung der Außendämmung Sanierung von Putzrissen die sich nicht im Untergrund fortsetzen Rissesanierung Aufbringen einer hydrophobierenden Grundierung (gleichmäßiges Saugverhalten des Untergrunds) Risseverfüllung mit schlämmendem Anstrich Putzrisse bei 20 Jahre altem WDVS Sanierung der Außendämmung Sanierung von Rissen die sich im Untergrund fortsetzen (Bewegungsrisse) Sanierung von Bewegungsrissen Ziel: mechanische Entkopplung und Verstärkung der Putzoberflächenschicht Aufbringen eines armierten Putzsystems Alternative: Aufbringen eines weiteren WDVS (Aufdopplung) Risse im Bereich der Dämmplattenränder eines WDVS

22 Sanierung der Außendämmung Sanierung durch zusätzliches WDVS (Aufdopplung) WDVS-Aufdopplung Vorausstzungen für Sanierung durch Aufdopplung Altsystem technisch einwandfrei Alte Oberfläche fest, trocken, fett- und staubfrei Max. Gesamtdicke 40 cm (EPS), 20 cm (MW) Max. Flächengewicht 28 / 45 kg/m² (EPS / MW) Dübel müssen im tragenden Untergrund verankert sein, Anzahl siehe Zulassung (DIBT) Frankfurter Bautage 2010 Außendämmung bei Bestandsbauten Schäden, Ursachen, Instandsetzungen Hartwig M. Künzel, Fraunhofer IBP Weitere Informationen unter Auf Wissen bauen