- Leseprobe - Schimmelpilzschäden. Praxiswissen Bauwesen. Erkennen, bewerten, sanieren 3. überarbeitete Auflage

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1 Praxiswissen Bauwesen J. Brandhorst / H. Schärff und G. Willems Erkennen, bewerten, sanieren 3. überarbeitete Auflage Schimmelpilzschäden

2 Die Inhalte dieses Werkes werden von Verlag, Herausgeber und Autoren nach bestem Wissen und Gewissen erarbeitet und zusammengestellt. Eine rechtliche Gewähr für die Richtigkeit der einzelnen Angaben kann jedoch nicht übernommen werden. Gleiches gilt auch für Websites, auf die über Hyperlinks verwiesen wird. Es wird betont, dass wir keinerlei Einfluss auf die Inhalte und Formulierungen der verlinkten Seiten haben und auch keine Verantwortung für sie übernehmen. Grundsätzlich gelten die Wortlaute der Gesetzestexte und Richtlinien sowie die einschlägige Rechtssprechung. Bibliografische Information der Deutschen Nationalbibliothek Die Deutsche Nationalbibliothek verzeichnet diese Publikation in der Deutschen Nationalbibliografie; detaillierte bibliografische Daten sind im Internet über abrufbar. 3. überarbeitete Auflage ISBN TÜV, TUEV und TUV sind eingetragene Marken. Eine Nutzung und Verwendung bedarf der vorherigen Zustimmung. by TÜV Media GmbH, TÜV Rheinland, Köln 2011 Gesamtherstellung: TÜV Media GmbH, Köln

3 Inhalt Bauphysik Kapitel Thema Vorwort Schimmelpilz im Gebäude Die Entwicklung des Bauens in der 2. Hälfte des 20. Jahrhunderts Heutige Mindestanforderungen an die Gebäudehülle und -technik Gerichtliches Wachstumsvoraussetzungen für Schimmelpilze in Innenräumen Feuchtequellen erkennen und beseitigen Fehlerhafte Gebäudehülle Außenputz Fehler in der Außendämmung, untere und obere Abschlüsse Attikaverblechung Balkone und Balkonanschlüsse Fenster- und Fensterbankanschlüsse Rollladenkästen Luftundichtigkeiten Sonstige Wassereindringstationen Innenraumfeuchten Wasserschäden Innenraumkondensation Sommerkondensat Neubaufeuchte Zusammenfassung der Abhilfemaßnahmen zur Schimmelpilzvermeidung Anforderungen an den R-Wert der Gebäudehülle Mindestdämmung der Außenbauteile Mindestanforderungen an Wärmebrücken, f-faktor Anforderungen an die Lüftung umbauter Räume Feuchtemessungen und Baustofffeuchten Trocknung und Gefahrstoffverordnung Seite XI V

4 Inhalt Bauphysik Kapitel Thema Sanierung von Schimmelpilzschäden Wer soll / darf Schimmelpilze in Innenräumen sanieren? Bewertung des Schadens und Vorschläge zur Sanierung Planung einer Sanierung Ermitteln der Ursache, Ursache beseitigen Gefährdungsbeurteilungen, Festlegen der Schutzmaßnahmen nach Biostoff- verordnung bzw. den Vorgaben der BG Bau Übergangsmaßnahmen bei zeitlicher Verzögerung der Sanierung Planen der Sanierungsschritte, Aufgaben und zeitliche Reihenfolge Abschottung bzw. Abdeckung von zu schützenden Bereichen Durchführen der Sanierung Trocknungsmaßnahmen einleiten Reinigen der bearbeiteten Bauteile Feinreinigen des Sanierungsbereiches Kontrollmessung Wiederaufbau Endabnahme Werkzeuge und Maschinen Persönliche Schutzausrüstung Regeln zur Sanierung von Schimmelpilzschäden Biostoffverordnung Maßnahmen zur Schimmelpilzbekämpfung Kurzfristige Maßnahmen zwischen Entdeckung und Sanierung Überbrückungsmaßnahmen zur Vermeidung von erneuertem Schimmelpilzbefall vor der Bausanierung Nachwort Seite

5 Inhalt Mykologie Kapitel Thema Vorwort Schimmelpilze, Hefen und Bakterien Das erfolgreiche Trio Pilze und die Wissenschaft von den Pilzen Mykologisches Mykologie und Mykologen Was sind eigentlich Pilze? Der kleine Unterschied Pflanzen, Tiere und Pilze Pilze ernähren sich vom anderen Auto- und Heterotrophie Heterotrophe Organismen Zu Lasten oder zum Nutzen anderer Von der Lebensweise der Pilze Parasiten Hyperparasiten Saprobionten Perthophyten Symbionten Fadenscheiniges Von Myzelien und Hyphen Ordnung muss sein Systematik und Taxonomi Reich mit System Pilzsystematik Blaualgen, Bakterien und Viren Niedere Pilze Höhere Pilze Die Klassengesellschaft und die Verwaltung der Ordnung Taxonomie im Reich der Pilze Die hierarchischen Strukturen im Reich der Pilze Zwei Namen definieren eine Art binäre oder binominale Nomenklatur Art, Arten und Unterarten sp., spp. und ssp. Von Schläuchen und Ständern Asco- und Basidiomyceten Ascomyceten Die wichtigsten innenraumrelevanten Ascomyceten-Gattungen Basidiomyceten Seite VII

6 Inhalt Mykologie Kapitel Thema Nobody is perfect Von den Imperfekten Pilzen Die Hohe Kunst der Konfusion Taxonomen-Tango Die Eroberung des Luftraumes Sporen, Konidien und Hyphenbruchstücke Sporen Konidien Hyphenbruchstücke Kurz und prägnant Eine Definition der Pilze Die Gretchenfrage Was sind Schimmelpilze? Ein jeder nach seiner Art Vorkommen, Lebensweise, Vermehrung Eine kleine Auswahl aus Pandoras Büchse Steckbriefe bedeutender Schimmelpilze Der Schimmelpilz des Sommers Alternaria alternata Zu Besuch beim Pharao Aspergillus flavus Manche mögens heiß Aspergillus fumigatus Der kleine Schwarze Aspergillus niger Nicht zu unterschätzen Aspergillus versicolor Die schwarze Hefe Aureobasidium pullulans Hans-Dampf-in-allen-Gassen Cladosporium herbarum Die gefürchtete Spindeln Fusarium spp. Freund oder Feind? Penicillium chrysogenum (= P. notatum) Arsen und Spitzenhäubchen Scopulariopsis brevicaulis Pferdemörder und enfant terrible Stachybotrys chartarum Nicht zu vergessen Stachybotrys chartarum und Alzheimer Die grüne Gefahr Trichoderma viride Kleine Tiere mit Saugrüssel Die Hefen Die lieben Kleinen Die Bakterien Aktinomyzeten Bakterien, die Pilze spielen Familien der Actinomycetales Aktinomyzeten Wichtige Krankheitserreger Aktinomyzeten als Auslöser allergischer Alveolitis Aktinomyzeten als Antibiotika-Produzenten Simplify your Mycology Das medizinische DHS-System Seite

7 Inhalt Mykologie Kapitel Thema Mit Haut und Haar Die Dermatophyten Krank durch Schimmelpilze Allergien Mykotoxine Aus der Giftküche der Schimmelpilze Mykotoxine in der Übersicht Wirkungsweisen von Mykotoxinen Mykotoxine Produzenten und gesundheitliche Wirkungen Schweizer Intermezzo Die Reisen des Herrn H. Gasförmige Schimmelpilze MVOC Reizvolle Zellwandbestandteile ß-1,3-Glucane und extrazelluläre Polysaccharide Beachtet und gefürchtet sollt ihr werden Schimmelpilz-Infektionen Störungen Pilzgestank und Psyche Wir sind doch ständig von Pilzen umgeben Warum sind Pilze in Innenräumen besonders schädlich? Die andere Seite der Medaille Nützliche Eigenschaften von Schimmelpilzen Schimmelpilz und Bakterienanalyse: Probenahme und Labor Aus gutem Grund Warum Schimmelpilzuntersuchungen durchgeführt werden Vertrauen ist gut Vor und nach einer Sanierung Die richtige Wahl Methoden zur Probenahme Nährmedien für Schimmelpilz- und Bakterien-Probenahmen Ab die Post Probenversand Verpackung der Proben Zu guter Letzt Allgemeine Hinweise zur Bewertung von Analyseergebnissen Literatur Autoren Jörg Brandhorst (Autor Bauphysik) / Hans Schärff (Co-Autor Bauphysik) Dr. Georg H. Willems (Autor Mykologie) Seite IX

8 5 Wachstumsvoraussetzungen für Schimmelpilze in Innenräumen Schimmelpilze können in Innenräumen nur dann entstehen, wenn folgende Mindestvoraussetzungen gegeben sind: freies Wasser ab etwa 70 %, bei den meisten Arten ab 80 % relativer Luftfeuchtigkeit an der Oberfläche, in der Mykologie als Substrat bezeichnet, technisch ausgedrückt: einen a w -Wert > 0,7 [14] ; genügend Zeit zum Aussporen und dabei genügend Feuchtigkeit (s. S. 18); Nahrung (organisches Material); eine Temperatur von etwa 10 C bis über 100 C, optimal: 5 C bis 35 C; Optimum variiert von Pilz zu Pilz und ist in Gebäuden in unseren Breitengraden immer vorhanden; einen ph-wert zwischen 2 und 11; Optimum: 5 7; der nötige ph-wert variiert von Pilz zu Pilz; eine sehr geringe Sauerstoffmenge: 0,14 % bis 0,25 % (der Mensch benötigt mindestens 17 %). Nur wenn alle diese Wachstumsvoraussetzungen gegeben sind, kann Schimmelpilz überhaupt erst wachsen und ein Geflecht (Mycel) ausbilden. Wenn also in Innenräumen Schimmelpilz auf der Tapete oder hinter einer Fußleiste wächst, sind alle oben genannten Voraussetzungen erfüllt. Das bedeutet andererseits, dass bei Schimmelpilzwachstum in Innenräumen entweder ein Baufehler oder ein Wasserschaden vorliegt, eine Möblierung, die verhindert, dass genügend Luft und Wärme an die Wandoberfläche kommen, die Lüftung der Wohnung nicht ausreicht, um die interne Feuchtelast nach außen abzulüften, eine falsche Lüftung (z. B. Fenster auf Kipp ) durchgeführt wird oder eine Nichtnutzung vorliegt. Das Wachstum der Schimmelpilze ist zum einen artenabhängig manche Pilze wachsen schnell, andere nur langsam, zum anderen feuchtigkeitsabhängig, was man beeinflussen kann. Hohe Feuchten im Innenbereich bzw. auf der Oberfläche ziehen in der Regel schnelles Wachstum nach sich. Dabei versteckt sich der Pilz am liebsten. Er wächst nämlich überhaupt nicht gern dort, wo Luftbewegung stattfindet, weil dadurch die Oberfläche entfeuchtet wird. Dies ist u. a. auch ein Grund dafür, warum man unbedingt vermeiden soll, Möbel in nicht gut gedämmten Häusern oder in noch nicht trockenen Neubauten direkt an die Außenwand zu stellen. Neben der Feuchte ist das Nahrungsangebot das zweitwichtigste Kriterium. Nur dort, wo organisches Material vorhanden ist, wird sich der Pilz auf Dauer einrichten können. Und man kann davon ausgehen, dass organisches Material fast überall in Innenräumen vorhanden ist; Bodenbeläge, auf Essig bzw. Zitrone basierende Reinigungsmittel, Dispersionsfarben, Staub, Putz, usw. sind alle mehr oder weniger als Nahrungsquelle für Schimmelpilze geeignet. Deutlich erkennbar wird dies z. B. in Duschen: Auf Kacheln lagert sich Seife ab, die Schimmelpilzen als ausreichendes Nahrungsangebot dient (Abb. 1). Oder die Dusche wird regelmäßig mit essighaltigen Mitteln gereinigt, was zur Folge hat, dass der organische An- (Abb. 1) [14] a w -Wert = Wasseraktivität siehe auch Kap. 7.2, S

9 5 Wachstumsvoraussetzungen für Schimmelpilze in Innenräumen [15] Copyright: Institut für Bauphysik, Holzkirchen [16] Foto: A. Göhring teil des Reinigers in die Fugen kriecht und gleichzeitig den ph-wert so einstellt, dass Schimmel bis zu einem Millimeter in die für ihn normalerweise unwirtliche Fugenmasse einwachsen kann. Äquivalentes Wachstum [mm] Keimungsgrad [-] ,0 Mülleimer bieten 0,5 ideale Bedingungen für optimales Schimmelpilzwachstum. 0,6 Diese Anzuchtton- 0,4 nen für Mikro- 0,2 organismen sollten daher regelmäßig gereinigt und vor (Abb. 2) Wiederbefüllung getrocknet werden. Gleiches, nur deutlich reduziert, kann in Staubsaugerbeuteln geschehen. Aus Untersuchungen der Fraunhofergesellschaft entstammt oben stehende Grafik (Abb. 2) [15] : Das untere Quadrat zeigt die Aussporung des Pilzes. An der ungestörten Wand wird der Pilz nicht aussporen, da nicht genügend freies Wasser zur Verfügung steht. In der Raumecke zur Außenwand ist es kühler aufgrund einer geometrischen Wärmebrücke. An kälteren Stellen ist die relative Feuchte (a w -Wert) höher, sodass die Voraussetzungen für eine Auskeimung vorhanden sind. Diese dauert, je nach Gattung, Feuchte und Temperatur, bis zu zwölf Tage. Hinter der Möblierung an der Außenwand ist die Feuchte noch höher, da die Innenraumtemperatur nicht bis an die Wandoberfläche gelangt. hinter Möblierung Raumecke Wandmitte Zeit [Tage] (Abb. 3) Ferner wird eine Luftbewegung, die Trocknungseffekte hat, weitgehend verhindert. Die Aussporung kann daher viel schneller geschehen. In weniger als drei Tagen kann nach Sporenanflug und ausreichender Feuchte bereits die Aussporung abgeschlossen sein, und das Mycel, der eigentliche Organismus, beginnt zu wachsen. Im oberen Quadrat ist das Mycelwachstum aufgezeichnet. Auch hier zeigt sich deutlich der Zusammenhang von Feuchte (und ggf. stehender Luft) und Wachstumsgeschwindigkeit der Innenraumschimmelpilze. Das Nahrungsangebot wird hier als ausreichend vorausgesetzt. Durch Abb. 3 [16] werden die Zusammenhänge deutlich: Die Decke wurde mit Styropor gedämmt, die Wandbzw. Deckenkante nicht, weil dort ein Schrank stand. (Achtung! Der Pilz kann auch unter der Styropordämmung wachsen.) Damit wurde die Wärmebrücke doppelt verstärkt: 18

10 5 Wachstumsvoraussetzungen für Schimmelpilze in Innenräumen Abschottung der kalten Außenwand und der Decke von der Raumluftwärme sowie fehlende Dämmung. Nach bereits 3 Tagen wird deutlich sichtbar, ob Schimmelpilz in den Putz eingewachsen ist oder nicht. Oft wird die Frage gestellt, ob der Schimmelpilz in den Putz eingewachsen ist und der Putz daher entfernt werden muss. Die Frage lässt sich anhand der oben zusammengestellten Wachstumsbedingungen recht schnell klären. 1. Sind alle Wachstumsvoraussetzungen vorhanden? (Z. B. ja für Gipsputz, nein für Kalkzementputz) 2. Wie alt ist der Befall? (Wenn der Befall nur einige Tage bis wenige Wochen alt ist, ist ein Einwachsen in den Putz eher unwahrscheinlich; bei längerem Befall gilt für Gipsputz wahrscheinlich, für Kalkzementputz eher unwahrscheinlich.) Eine Prüfung sollte dennoch durchgeführt werden. Die erfolgt in der Regel nach Dekontaminierung der Oberfläche. Danach nimmt man ein kleines Stück des eventuell befallenen Putzes heraus und legt es in eine Petrischale mit einem Nährmedium (MEA und DG18) [17]. In Abb. 4 sieht man den Abdruck einer Putzoberfläche, der nach Dekontaminierung eines Ojekts genommen wurde: An der Oberfläche ist kein Schimmelpilz sichtbar. Das Stück des herausgenommenen Putzes wurde in eine Petrischale gelegt: Nach drei Tagen zeigte sich der Befall des Putzes deutlich oberund unterhalb des Probekörpers als watteartiges Mycel. Wenn in Innenräumen Schimmelpilzwachstum vorhanden ist oder war, muss es für eine gewisse Zeit hohe Feuchtigkeiten gegeben haben. Für eine nachhaltige Schimmelpilzsanierung ist daher immer Voraussetzung, die Feuchtequelle zu erkennen und zu beseitigen. Machen wir noch einen kleinen Ausflug in die Bauphysik: Wie oben dargestellt, benötigen Schimmelpilze in erster Linie Feuchtigkeit, um aussporen und wachsen zu können. Die anderen Wachstumskriterien können wir nur teilweise oder gar nicht beeinflussen. Liegt kein Wasser- oder Bauschaden vor, müssen wir davon ausgehen, dass die Feuchtigkeit von innen kommt (s. Bsp. ab S. 24). (Abb. 4) Bauphysikalisch gehören Wärme und Feuchte zusammen und lassen sich nicht trennen. Leider ist dieses Wissen bei Nutzern, Planern und Handwerkern größtenteils untergegangen, was u. a. Ursache der vielen Schimmelpilzbelastungen ist. [17] Malz-Extrakt Agar, Dichloran- Glycerol-Agar 19

11 5 Wachstumsvoraussetzungen für Schimmelpilze in Innenräumen Luft hat eine begrenzte Kapazität zur Wasserdampfaufnahme. Der folgende Auszug aus einer Tabelle (Abb. 5, vollständig auf CD) macht das deutlich: T ( C) w (g/m 3 ) T ( C) w (g/m 3 ) ,140 4,840 5,590 6,395 7,280 8, ,400 12,850 17,300 18,350 19,400 20,550 (Abb. 5) Bei 20 C kann Luft max. 17,3 g /m 3 Wasserdampf aufnehmen das entspricht 100 % Luftfeuchte. Das ist der Wert der absoluten Luftfeuchte (bei 20 C und 50 % Luftfeuchte sind also 8,65 g Wasserdampf in 1 m 3 Luft enthalten). Die absolute Luftfeuchte kann man mithilfe der Tabelle bestimmen, wenn man weiß, wie viel Prozent Wasserdampf bei welcher Temperatur in 1 m 3 Luft enthalten sind. So wie sich Salz z. B. gleichmäßig in Wasser verteilt, wenn wir Nudeln kochen, so verteilt sich Wasserdampf gleichmäßig im gesamten Raum. Mauerwerk: 36 cm Ziegel, beidseitig verputzt (Abb. 6) (Abb. 7) Außenluft: -5 C U=1,18 W/m 2 K Ecke: ~ 9,9 C (DIN ) ~ 92 % relative Feuchte Raumluft: 20 C, 50 % relative Feuchte = 8,65 g Wasserdampf / m 3 Luft nach DIN Ungestörte Außenwand (Fläche): ~ 13,5 C (DIN ), ~ 74 % relative Feuchte relative Feuchte in Bezug auf diese Temperatur. Das ist der prozentuale Wert, der zu bestimmen ist (Abb. 7). Das Beispiel in Abb. 6 zeigt, wie sich die Oberflächentemperatur der Innenseite einer Außenwand [18] im Winterhalbjahr durch den Wärmeübergangswiderstand und durch die Transmissionswärmeverluste [19] reduziert. [18] Berechnung nach DIN [19] Wärmefluss durch die Außenwände Um den Wert der relativen Luftfeuchte an verschiedenen Bauteiloberflächen mit verschiedenen Temperaturen ermitteln zu können, müssen wir die Wasserdampfkonzentration in der Mitte des Raumes messen. Verändert sich die Temperatur bei gleichbleibender absoluter Feuchte, so verändert sich die Durch diesen Temperaturabfall erhöht sich die relative Luftfeuchte an der Bauteiloberfläche. Für das Wachstum von Schimmelpilzen ist die Feuchtigkeit an der Substratoberfläche, z. B. der Tapete, Putz, Staub usw., entscheidend. Bei einigen Pilzarten reicht 70 % relative Feuchte, bei den meisten Arten 20

12 5 Wachstumsvoraussetzungen für Schimmelpilze in Innenräumen ist jedoch eine relative Feuchte von mindestens 80 % erforderlich. Diese Feuchtigkeit ist an den Wandoberflächen nicht zu sehen und sie zeigt sich nicht als fließendes Wasser, denn sie wird von der Tapete oder dem Putz aufgesaugt. Wir haben drei Knöpfe, an denen wir als Nutzer der Räume drehen können, wobei wir die Feuchteproduktion durch Atmen, Waschen, Kochen etc. als gegeben voraussetzen: 1. Beheizung der Räume, 2. Lüften der Räume, 3. Möblierung der Räume. Beheizen wir einen Raum nicht ausreichend, wird die Wandoberflächentemperatur im Winter zu niedrig. Kommt dann Luft aus einem wärmeren Raum mit entsprechend hohen Feuchten in so einen Raum (z. B. vom Wohnzimmer ins Schlafzimmer), entstehen unmittelbar hohe Luftfeuchten an den Bauteiloberflächen, wie Wandecken, Fensterlaibungen, Wänden etc. Ist der Luftaustausch nicht ausreichend, kann nicht genügend Feuchte nach außen abgeführt werden. In diesem Fall wird die relative Raumluftfeuchte höher mit der Folge, dass an kühleren Bauteilen ebenfalls sehr schnell hohe Feuchten auftreten. Werden vor Außenwände Möbel aufgestellt oder Vorhänge vor die Außenwand über die gesamte Raumhöhe aufgehängt, kommt die Raumwärme nicht mehr in ausreichendem Maß an die innere Außenwandoberfläche. Folge: siehe oben. Außer auf die Feuchte haben wir als Nutzer, Planer und Handwerker noch einen gewissen Einfluss auf das Material von Oberflächen sowie auf deren ph-wert. In feuchtegefährdeten Bereichen, wie z. B. Badezimmern, stellt ein Kalkputz die deutlich bessere Oberfläche dar, da dieser Untergrund widerstandsfähiger gegen Pilzwachstum ist. Eine Silikat- oder Mineralfarbe ist viel besser geeignet als Tapeten oder organische Dispersionsfarben. In nicht gedämmten Altbauten wäre es angebracht, auch die Schlafzimmer mit Kalkputzen und mineralischen Farben auszustatten, da in diesen Bereichen aufgrund der oft geringeren Beheizung höhere relative Feuchten entstehen können. Neben der Wahl des Putzes und der Anstriche können wir aber auch wie oben beschrieben durch falsche Reinigungsmittel den ph-wert der Oberflächen in pilzfördernde Bereiche verwandeln. Ein klassisches Beispiel sind die Reinigung und Desinfizierung mit Essig oder Essigessenz. 21