Innenwärmedämmung wo liegen die Brennpunkte? Walter Schläpfer, Fachexperte SMGV, 8180 Bülach

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1 Innenwärmedämmung wo liegen die Brennpunkte? Walter Schläpfer, Fachexperte SMGV, 8180 Bülach

2 Agenda 1. Kurze Einführung mit lokaler Fassadengestaltung 2. Systemtypische Vor- und Nachteile 3. Planung / Projektierung einer Innenwärmedämmung 4. Bauphysik (notwendige hygrothermische und akustische Vorabklärungen) 5. Arten von Innenwärmedämmungen (drei Funktionsprinzipien) typische Anwendungen, mögliche Fehlerquellen Seite 2

3 Kurze Einführung mit lokaler Fassadengestaltung Postgebäude Chur Seite 3

4 Kurze Einführung mit lokaler Fassadengestaltung Therme Vals GR Seite 4

5 Kurze Einführung mit lokaler Fassadengestaltung Ardez GR Andeer GR Seite 5

6 Kurze Einführung mit lokaler Fassadengestaltung Rote Fabrik Seite 6

7 1. Kurze Einführung mit lokaler Fassadengestaltung Rathaus Bülach ZH Seite 7

8 Kurze Einführung mit lokaler Fassadengestaltung Altstadt Luzern Seite 8

9 Kurze Einführung mit lokaler Fassadengestaltung «Im Trend und leider weit verbreitet» Seite 9

10 2. Systemtypische Vor- und Nachteile Vorteile: Minderung der Transmissions-Wärmeverluste Wertvolle Fassaden bleiben erhalten Kleine Aufheizzeit der Räume (z. B. bei temporärer Nutzung) Höhere, behaglichere Oberflächentemperaturen Partielle Massnahmen ausführbar Witterungsunabhängige Ausführung möglich Kein Fassaden-Gerüst nötig «Geringer Kostenaufwand» Seite 10

11 2. Systemtypische Vor- und Nachteile Nachteile: Taupunktverschiebung (veränderte Bauteilschicht- Grenztemperaturen) Seite 11

12 Taupunktverschiebung (veränderte Bauteilschicht-Grenztemperaturen) Aussenwärmedämmung: Innenwärmedämmung: Seite 12

13 2. Systemtypische Vor- und Nachteile Nachteile: Taupunktverschiebung (veränderte Bauteilschicht- Grenztemperaturen) Schimmelbewuchs im System Seite 13

14 2. Systemtypische Vor- und Nachteile Foto: J. Pfefferkorn Seite 14

15 2. Systemtypische Vor- und Nachteile Nachteile: Taupunktverschiebung (veränderte Bauteilschicht- Grenztemperaturen) Schimmelbewuchs im System Veränderte Oberflächentemperaturen bei Wärmebrücken Seite 15

16 2. Systemtypische Vor- und Nachteile Isothermen Verlauf Deckenauflager: Der Schnitt durch das Deckenauflager zeigt die Ausgangssituation ohne zusätzliche Wärmedämmung Oberflächentemperaturen Deckenkante = + 13,3 C, Bodenkante = + 14,3 C Seite 16

17 2. Systemtypische Vor- und Nachteile Isothermen Verlauf Deckenauflager: Veränderung durch nachträglich angebrachte Wandbekleidung aus Gipsverbundplatte mit 40 mm expand. Polystyrol. Oberflächentemperaturen Deckenkante = + 11,0 C, Bodenkante = + 12,0 C Seite 17

18 2. Systemtypische Vor- und Nachteile Nachteile: Taupunktverschiebung (veränderte Bauteilschicht- Grenztemperaturen) Schimmelbewuchs im System Veränderte Oberflächentemperaturen bei Wärmebrücken Fehlende Austrocknung von Feuchte Räume werden kleiner Schallschutz kann sich verschlechtern Sommerlicher Wärmeschutz kann sich verschlechtern Seite 18

19 3. Planung / Projektierung einer Innenwärmedämmung 3.1 Allgemeine Hinweise: Mit steigendem Dämm-Niveau im Innenbereich nehmen Planungsaufwand und Anforderungen an die Ausführungsqualität zu, da sich die bauphysikalischen Risiken erhöhen Abstimmung zwischen Planer und Fachunternehmer wichtig Oberflächengestaltung muss auf Funktionsprinzip und Eigenschaften der Innendämmung abgestimmt sein Anforderungen an den Brandschutz mitberücksichtigen Seite 19

20 3. Planung / Projektierung einer Innenwärmedämmung 3.2 Bestandsaufnahme innen / aussen: evtl. Bauteilöffnungen vornehmen Messungen von raumklimatischen Werten und Oberflächentemperaturen (möglichst in Heizperiode) vornehmen: Raumlufttemperatur und relative Luftfeuchte Oberflächentemperatur der Innenwand raumseitige Oberflächentemperatur des zu dämmenden Aussenbauteils Aussentemperatur orientierende Feuchtemessung auf dem zu dämmenden Bauteil Seite 20

21 3. Planung / Projektierung einer Innenwärmedämmung 3.3 Nach der Bestandsaufnahme muss Klarheit bestehen über: Sind Schäden und Mängel vorhanden? Wie z. B.: Schimmelpilzbefall aufsteigende Feuchtigkeit seitlich (vertikal) eindringende Feuchtigkeit Risse oder Arbeitsfugen, über die Feuchtigkeit eindringen kann (verputzte Wände, Sichtmauerwerk und Sichtbeton) Ist die Aussenwand-/Deckenkonstruktion schlagregendicht? Sind Leckagen sichtbar z. B. Wasserränder, Fleckenbildungen? Sind wasserführende Leitungen in der zu dämmenden Wand vorhanden? Seite 21

22 3. Planung / Projektierung einer Innenwärmedämmung 3.3 Nach der Bestandsaufnahme muss Klarheit bestehen über: Ist die Innenoberfläche zur Aufnahme der geplanten Innendämmung geeignet und tragfähig? Beurteilung von Wärmebrücken (geometrische, konstruktive und «konvektive») Prüfen, ob Wärmebrücken gezielt gedämmt werden können Prüfen, ob durch Innendämmung Bauteile durch absenken der Temperatur innerhalb der Konstruktion aufgefeuchtet werden Prüfen, ob die Innendämmung luftdicht an flankierende Bauteile angeschlossen werden kann Seite 22

23 4. Bauphysik Notwendige Vorabklärungen und Berechnungen in diesen Bereichen: Wärmeschutz Feuchteschutz Wärmebrücken (konstruktive, geometrische und «konvektive») Temperaturverlauf (Oberflächen und Konstruktionen) Luftdichtheit / Luftkonvektion Schallschutz Behaglichkeit Seite 23

24 4.1 Wichtiges Kriterium: Luftdichtheit / Luftkonvektion Der Feuchtetransport durch Konvektion durch einen 1 mm breiten und 1 m langen Luftspalt ist ca. um den Faktor 1000 höher als der durch Diffusion durch 1 m² einer üblichen Dampfbremse (s d ca. 5 m). Für diese Wandkonstruktion beträgt die über eine 15 m² große Bauteilfläche nach aussen diffundierende Wassermasse 7 g pro Tag. Hat sich in der Außenwand eine durchgehende Fuge von 3 mm Breite und einer Länge von 1 m gebildet (z. B. Fensteranschluss), so erreicht die Wassermenge bei 3 Pa Druckunterschied rund 484 g/tag durch Konvektion. Seite 24

25 4.2 Veränderung des Schallschutzes? alternative, einfache und schnelle Messmethode an einem nur 2 m 2 grossen Prüfling weiche und biegeweiche Innenwärmedämmungen mussten nicht geprüft werden, deren Vorteile sind bekannt und unbestritten 25

26 4.2 Veränderung des Schallschutzes? Raumtrennung der beiden Räume durch eine 0.35 m dicke, armierte Betonwand Schallfluss durch Beton (hoher Schalldämmwert) ist viel geringer als durch Prüfelement (Einsteinmauerwerk) Dämmdicken für U-Wert 0,25 W/m 2 K Seite 26

27 4.2 Veränderung des Schallschutzes? Flanken mit Gummigranulat-Lagern entkoppelt drei verschiedene Funktionsprinzipien von Innenwärmedämmungen wurden systemgerecht auf den Prüfling eingebaut als Signal Rosa Rauschen verwendet je sechs Sende- und Empfangspegel an sechs verschiedenen Positionen gemessen 20 Sekunden pro Messung Seite 27

28 Bestandsmauerwerk (ohne Dämmung) R w + C = db Schalleinbruch bei 500 Hz 28

29 Polystyrol-Hartschaumplatte (XPS) Kondensat-begrenzende, diffusionsbegrenzende Innenwärmedämmung mit extrudierten Polystyrol- Hartschaumplatten (XPS) Seite 29

30 Polystyrol-Hartschaumplatte (XPS) R w + C = db Schalleinbruch bei 500 und 1000 Hz, bei 1000 Hz beträgt der Einbruch ca. 10 db Hauptfrequenz der menschlichen Stimme ist ca. bei 1000 Hz Schalldämm-Verschlechterung -3 db 30

31 Mineralschaum-Dämmplatte Kondensat-tolerierende, diffusionsoffene Innenwärmedämmung mit Mineralschaumplatten Seite 31

32 Mineralschaum-Dämmplatte R w + C = db Schalleinbruch bei 1600 Hz, Verschlechterung von 9 db Umweltgeräusch haben meistens tiefe Frequenzen z. B. Strassenlärm ca. 500 Hz Quitschen von Schienenverkehr liegt jedoch im Frequenzbereich des Einbruchs bei 1600 Hz Schalldämm-Verschlechterung -1 db 32

33 Schaumglas- (Foamglas-)Dämmplatte Kondensat-verhindernde, diffusionsdichte Innenwärmedämmung mit Schaumglasplatten Seite 33

34 Schaumglas- (Foamglas-)Dämmplatte R w + C = db kein markanter Schalleinbruch kleine Schalleinbrüche bei 160 und 315 Hz Schalldämmwert der Wand hat sich um 2 db gegenüber Bestandsmauerwerk erhöht 34

35 4.2 Veränderung des Schallschutzes? Diese Parameter müssen beachtet werden: flächenbezogene Masse der Grundwand (Schalldämm- Mass) dynamische Steifigkeit des Dämmstoffes Strömungswiderstand der Dämmplatten flächenbezogene Masse der vorgesetzten Schale (Putz) Steifigkeit der vorgesetzten Schale (Putz) Steifigkeit der Kopplung zwischen den Schalen (Kleber und evtl. Dübel) Seite 35

36 5. Arten von Innenwärmedämmungen (drei Funktionsprinzipien) Kategorie 1: Kondensat-tolerierende (diffusionsoffene) Innenwärmedämmung Kategorie 2: Kondensat-begrenzende (diffusionsbegrenzende) Innenwärmedämmung Kategorie 3: Kondensat-verhindernde (diffusionsdichte) Innenwärmedämmung Seite 36

37 3.1 Kondensat-tolerierende (diffusionsoffene) Innenwärmedämmung Luftfeuchte aus Innenraum kann ungehindert durch alle Lagen diffundieren (keine Dampfbremse nötig) auf kalten Ebenen nahe der Aussenwand darf sich vorübergehend Kondensat bilden, muss aber über die kapillare Anbindung von Klebemörtel und Dämmplatte aufgenommen werden können anfallende Feuchtigkeit wird kapillar an die Innenoberfläche zurück transportiert beide Transport-Mechanismen (Wassertransport und Dampftransport) können gleichzeitig entgegengesetzt ablaufen in beide Richtungen stellt sich Gleichgewicht ein Seite 37

38 3.1 Kondensat-tolerierende (diffusionsoffene) Innenwärmedämmung Als Dämmplatten werden verwendet: - Calciumsilikat - Perlite - Mineralschaum - Lehm - Holzweichfaser Weiter werden verwendet: Wärmedämmputze Zellulosedämmung geschäumte Dämmstoffe (EPS, PU usw.) mit entsprechend integrierten Funktionsschichten Seite 38

39 3.1 Kondensat-tolerierende (diffusionsoffene) Innenwärmedämmung Wichtige Anwendungs-Voraussetzungen: Feuchtestabile Materialien auf der bestehenden Konstruktion (kein gipshaltigen Schichten!) Hohlraumfreie Ebenen vom Untergrund bis zum Deckputz Fähigkeit zum wirksamen Transport von flüssigem Wasser (Kapillaraktivität) Seite 39

40 3.1 Kondensat-tolerierende (diffusionsoffene) Innenwärmedämmung Typische Anwendungen: bei Schimmelpilz-Sanierungen Keller-Ausbauten zu Wohnzwecken bei Sichtbeton-Bauten zur Förderung des Raumklimas bei nachträglicher Verbesserung des U-Wertes im Bestand Seite 40

41 Mögliche Fehlerquellen (Fall 1) Sichtbeton Aussenwand mit mm Mineralschaum Innendämmung Foto: J. Pfefferkorn Seite 41

42 Seite 42

43 Seite 43

44 Mögliche Fehlerquellen (Fall 1) Foto: J. Pfefferkorn Seite 44

45 Mögliche Fehlerquellen (Fall 1) Vermeidung: Projektierung nur mit vorgängiger hygrothermischer Simulation des instationären Wärme- und Feuchtetransports Wahl des geeigneten Funktionsprinzips systemgetreue Ausführung (Klebemörtel und Verklebeart) Foto: J. Pfefferkorn Seite 45

46 3.2 Kondensat-begrenzende (diffusionsbegrenzende) Innenwärmedämmung Seite 46

47 3.2 Kondensat-begrenzende (diffusionsbegrenzende) Innenwärmedämmung Diffusion wird begrenzt durch Einbau eines diffusions-hemmenden Dämmstoffs oder einer Dampfbremse Diese Dämmstoffe sind nicht in der Lage, anfallende Kondensatfeuchte in flüssiger Form aufzunehmen und anschliessend wieder abzugeben Mögliche Tauwasserbildung wird durch diffusionshemmende Schicht oder Dampfbremse (s d > 0,5 m) auf ein tolerierbares Mass begrenzt Seite 47

48 3.2 Kondensat-begrenzende (diffusionsbegrenzende) Innenwärmedämmung Ausführungstechnische Voraussetzungen: dicht gestossenes und hohlraumfreies Anbringen des Dämmstoffes abkleben der Plattenstösse mit dampfbremsendem Klebband Einbau einer Dampfbremse, sofern der Dämmstoff selbst nicht dampfbremsend ist Anmerkung: Bei Riegelhäusern hat sich der Einbau von Dampfbremsen nicht bewährt, da durch Eintrag von Aussenfeuchtigkeit sowie durch Tauwasseranfall im Balkenbereich Auffeuchtungen erfolgen. Durch den Einbau einer Dampfbremse wird die notwendige Austrocknung nach innen verhindert. umlaufender luftdichter Anschluss der Putzlage, der Bekleidung etc. damit konvektiver Eintritt von feuchtebelasteter Luft vermieden wird Seite 48

49 3.2 Kondensat-begrenzende (diffusionsbegrenzende) Innenwärmedämmung Typische Anwendungen: Altbau (wenig Schadenfälle bekannt): Verbundplatten aller Art mit rückseitigen Dämmungen und aufkaschierten Dampfbremsen in Dämmstärken < 100 mm freistehende Vorsatzschalen in Trockenbauweise mit Dämmungen und Dampfbremse Neubau (Schadenfälle zunehmend): direkt verputzte Wärmedämmplatten auf Sichtbeton-Aussenwände in Minergie-Standard Seite 49

50 3.2 Kondensat-begrenzende (diffusionsbegrenzende) Innenwärmedämmung Verwendete Dämmplatten / Dämmstoffe: Expandierter Polystyrolhartschaum (EPS) Extrudierter Polystyrolhartschaum (XPS) PU/PIR Steinwolle (mit diffusionshemmender Schicht) Glaswolle (mit diffusionshemmender Schicht) Zelluloseeinblasdämmung (mit diffusionshemmender Schicht) Seite 50

51 Mögliche Fehlerquellen (Fall 2) Seite 51

52 Mögliche Fehlerquellen (Fall 2) Konstruktion Aussenwand: 200 mm Sichtbeton Klebemörtel mineralisch 5 mm XPS Innendämmung 160 mm Grundputz mit Bewehrung 4 mm Gipsabglättung 2 mm Seite 52

53 Mögliche Fehlerquellen (Fall 2) Sichtbare, lokale Durchfeuchtungen von Wand- und Deckenoberflächen Seite 53

54 Mögliche Fehlerquellen (Fall 2) Seite 54

55 Mögliche Fehlerquellen (Fall 2) Detailansicht der innenseitigen Beton- Aussenwand mit feuchten Wand- und Deckenoberflächen (Foto BTS Bauexpert) Seite 55

56 Mögliche Fehlerquellen (Fall 2) Die Arbeitsfuge zwischen Wand und Decke an der Ostwand wurde mittels gefärbtem Wasser gewässert. Färbemittel = Fluoreszein, welches auch in grossen Verdünnungen mit UV-Licht nachgewiesen werden kann. (Foto BTS Bauexpert) Seite 56

57 Mögliche Fehlerquellen (Fall 2) Detailansicht der Sondieröffnung im Normallicht. (Foto BTS Bauexpert) Seite 57

58 Mögliche Fehlerquellen (Fall 2) Gleiche Detailansicht im UV-Licht; die Wassertropfen an der Decke leuchten grünlich. Die Arbeitsfuge ist undicht, es bestehen Leckagen an der Aussenwand. (Foto BTS Bauexpert) Seite 58

59 Mögliche Fehlerquellen (Fall 2) Kurzfazit: Verklebung sollte vollflächig erfolgen (keine Hohlräume) Diese Art Innendämmung wird ab gewissen Rahmenbedingungen wie gutem U-Wert, dampfbremsenden Aussenwandkonstruktionen, ungenügendem Schlagregenschutz der Aussenwand und kalten Klimabedingungen kritisch und muss mittels hygrothermischen Simulationen vorgängig überprüft werden Tauwasseranfall im Hohlraum zwischen Dämmplatte und Beton kann gefrieren und Innendämmung ablösen Der Klebemörtel enthält organische Binder, welche unter anhaltender Feuchte aufquellen, erweichen und evtl. versagen Seite 59

60 Mögliche Fehlerquellen (Fall 3) Aussenwandkonstruktion: Sichtbeton 200 mm Haftbrücken-Voranstrich (unüblich) Klebemörtel 8 mm EPS-Dämmplatte goplan G blau 140 mm (µ = 98) 50 mm Mineralfaserdämmung 2 x 12,5 mm Gips(karton)platte Seite 60

61 Mögliche Fehlerquellen (Fall 3) vollflächige Verklebung? Kreuzfugen Hinterströmungen möglich Seite 61

62 Mögliche Fehlerquellen (Fall 3) Deckenanschluss: Hinterströmungen müssen vermieden werden Seite 62

63 Mögliche Fehlerquellen (Fall 3) Anteil der effektiven Klebflächen (blaue Kreise = Kontaktflächen) am Beton Seite 63

64 Mögliche Fehlerquellen (Fall 3) Dämmplatten mit Stufenfalz könnten von Vorteil sein Seite 64

65 Mögliche Fehlerquellen (Fall 3) Bodenanschluss: Dämmplatten mit Stufenfalz können sich bei falscher Anwendung nachteilig auswirken Seite 65

66 Mögliche Fehlerquellen (Fall 3) Dämmplatten üben zusätzlich Funktion der dampfbremsenden, diffusionsbegrenzenden Schicht aus Zu empfehlen ist oberflächliches, dampfbremsendes Verkleben der Dämmplattenstösse mit einem geeigneten Dichtband. Seite 66

67 Mögliche Fehlerquellen (Fall 3) Durchdringungen vermeiden (Planung!) oder sehr gut abdichten Seite 67

68 Mögliche Fehlerquellen (Fall 3) Hinterströmungen vermeiden (Planung und Ausführung!) oder sehr gut abdichten Seite 68

69 3.3 Kondensat-verhindernde (diffusionsdichte) Innenwärmedämmung Seite 69

70 3.3 Kondensat-verhindernde (diffusionsdichte) Innenwärmedämmung Luftfeuchte kann nicht in Dämmsystem eindringen Mögliche Aufbauten: vorgesetzte Wandbekleidungen mit lückenlos luftdichter Ausbildung gegen eindringende Raumluft, setzt hohes Mass an Sorgfalt und guter Planung voraus geklebte und verputzte Dämmsysteme wie Schaumglas oder alukaschierte Dämmstoffe, mit fugendichter Verspachtelung Austrocknung des Wandbildners nach innen wird so verhindert, darum dürfen nur Frost-Tauwechsel unempfindliche Baustoffe als Wandbildner eingesetzt werden Seite 70

71 3.3 Kondensat-verhindernde (diffusionsdichte) Innenwärmedämmung Typische Anwendungen: Bauteile im Erdreich Sichtbetonbauten Räume mit hoher Feuchtebelastung (Sauna, Hallenbad etc.) Bereiche mit erhöhter Temperaturbeanspruchung Mögliche Fehlerquellen: nicht dichte, satte Verfüllung der Stossfugen keine zementfreien Putze auf Schaumglas verwendet Durchdringungen nicht luftdicht ausgebildet Traggrund nicht feuchte- und froststabil Seite 71

72 Mögliche Fehlerquellen (Fall 4) Aussenwand Lagerraum Untergeschoss (Dichtigkeitsklasse 1): temporäre Wasser- Infiltrationen von aussen, zerstören Kalkzement- Ausgleichsputz innen als Traggrund der diffusionsdichten Innendämmung (Foto MBJ Bauphysik + Akustik AG) Seite 72

73 Zum Schluss: Kondensat-tolerierende Innendämmung von 1627: Seite 73

74 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!

75 Special guest: Carla del Ponte