Feuchtigkeitsschäden aus technischer Sicht

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1 Mietgerichtstag 2013 in Dortmund Feuchtigkeitsschäden aus technischer Sicht Hartwig Künzel, Fraunhofer IBP Auf Wissen bauen Fraunhofer IBP Inhalt Einleitung Wärmeschutz von Wohngebäuden Raumklimabedingungen Schlussfolgerungen Fraunhofer IBP 2 Einleitung IBP Freilandversuchsgelände Fraunhofer IBP 3 1

2 Einleitung Gründung 1951 Untersuchungen zur klimabedingten Tauwasserbildung auf Innenoberflächen von Außenwänden Fraunhofer IBP 4 Einleitung Freilandversuche sind teuer und ihre Ergebnisse gelten nur für bestimmte Raum- und Außenklimabedingungen. Deshalb wurden am IBP Rechenverfahren entwickelt und validiert Hygrothermische Simulation mit WUFI : Berechung des dynamischenwärmeund Feuchteverhaltens von Bauteilen & Räumen Fraunhofer IBP 5 Einleitung Experimentelle Untersuchungen zur Feuchte in Räumen Referenzraum mit Kalk-Gipsputz und Anstrich Testraum mit Aluminium ausgekleidet Beide Versuchsräume besitzen PVC- Böden sowie kalibrierte Lüftungsanlagen (0,5 h -1 ) und Ultraschallbefeuchter Kontinuierliche Erfassung der Raumklimabedingungen durch Temperatur- und Feuchtesensoren Fraunhofer IBP 6 2

3 Einleitung Vergleich von Messung und Berechung Tagesmittelwert: 2 g/m³h Fraunhofer IBP 7 Einleitung Das Dach ist undicht und/oder die Wände, Fußböden oder das Fundament sind feucht und/oder in den Fensterrahmen oder Fußböden gibt es Fäulnis. Statistische Erhebungen zu Feuchteschäden in Wohungen Bevölkerungsdurchschnitt Insgesamt: 13,4% in Wohneigentum und mietfrei: 7,8% zur Miete (auch: reduzierte Miete): 20,5% Armutsgefährdet Insgesamt: 21,8% in Wohneigentum und mietfrei: 16,6% zur Miete (auch: reduzierte Miete): 24,0% Fraunhofer IBP 8 Wärmeschutz von Wohngebäuden Hygienischer Mindestwärmeschutz früher und heute Hygienischer Mindestwärmeschutz für Außenwände in DIN 4108 Ausgaben Danach einheitlich R = 0,55 m²k/w ab 2001: R = 1,2 m²k/w Kriterienwechsel: statt Tauwasser max. 80% Oberfl.-feuchte (Schimmelpilzprophylaxe) Wärmebrücken: Temperaturfaktor f Rsi 0,7 d.h. θ si 14 C bei θ i / θ e = 20 / 0 C Fraunhofer IBP 9 3

4 Wärmeschutz von Wohngebäuden Tauwasser und Schimmelpilze 80% r.f. bei 12,6 C Zu hohe Raumluftfeuchte ist die Hauptursache für Schimmel in Wohnungen Fraunhofer IBP 10 Wärmeschutz von Wohngebäuden Wachstumsgrenzen für Schimmelpilze Substratgruppen II biologisch kaum verwertbar (z.b. mineralische Baustoffe) I biologisch gut verwertbar (z.b. Tapeten, Verschmutzung) 0 optimales Substrat (biologische Vollmedien) Grenzwert nach DIN für raumseitige Oberfl.-feuchte Fraunhofer IBP 11 Wärmeschutz von Wohngebäuden Der R-Wert bestimmt die Grenzen für die Feuchte im Raum Vermeidung von Schimmelpilzbefall in Ecken und Laibungen: Die zulässige mittlere Raumluftfeuchte im Winter wird vom Wärmedurchlasswiderstand der Wand bestimmt Schraffierter Bereich: 0,55 ca. 2 m²k/w In ungedämmten Altbauwohnungen besteht höheres Schimmelpilzwachstumsrisiko Fraunhofer IBP 12 4

5 Raumklimabedingungen Messung von Temp. und Feuchte in Wohnungen (Ro-Raum) Haus 1: 36,5 cm Mauerwerk, Baujahr 1981, Kachelofen Fraunhofer IBP 13 Raumklimabedingungen Haus 3: Studenten-Wohnküche, Betonskelettbau mit Dämmung, Baujahr 1980, Zentralheizung Fraunhofer IBP 14 Raumklimabedingungen Mittlere rel. Feuchte in Wohnungen ermittelt an je ca. 200 Objekten in Hamburg und Erfurt (Heilemann et al. 1999) Fraunhofer IBP 15 5

6 Raumklimabedingungen Feuchte bei konst. Luftwechsel Aus den Außenluftbedingungen in Deutschland ermittelte absolute und relative Luftfeuchteverläufe für ein Wohngebäude Feuchteproduktion = 1,0 g/m³h Mindestluftwechsel 0,5 h -1 (Δc = 2 g/m³) Infiltrationsluftw. n 0,2 h -1 (Δc = 6 g/m³) Fraunhofer IBP 16 Raumklimabedingungen Witterungsabhängiges Lüftungsverhalten Fraunhofer IBP 17 Raumklimabedingungen Feuchtedifferenz zwischen innen und außen (Feuchtelast) m Feuchtelast c ci ca c n p L c [g/m³] Wasserdampfkonzentration m p [g/m³h] Feuchteproduktionsrate n L [h -1 ] Luftwechselrate Randbed.: WTA 6-2 Merkblatt zur Feuchteschutzbemessung durch hygrothermische Simulation Fraunhofer IBP 18 6

7 Luftdruckdifferenzen am Gebäude Differenzdrücke durch thermischen Auftrieb (im Winter permanent) ΔP Druckdifferenz innen-außen [Pa] ρ Dichte der Außenluft = 1,3 kg/m³ Ta Ti h T ΔP ρ g a/t i Lufttemperatur außen/innen [K] g Fallbeschleunigung = 9,81 m/s² Ti 2 h Höhe des Luftraums [m] Differenzdrücke durch Windanströmung stark schwankend abhängig von der Lage der Fenster Fraunhofer IBP 19 Rat der Experten Stand Januar 2013 Fraunhofer IBP 20 Rat der Experten Fraunhofer IBP 21 7

8 Rat der Experten Automatische Lüftungsanlagen erfordern auch ein Mitwirken der Bewohner SZ 22./ Fraunhofer IBP 22 Berücksichtigung von Feuchtespeicherung und -produktion Wärme- und Feuchteproduktion des menschlichen Körpers Luft 33% Teppich 20% Decke 20% Wände 27% Feuchteverteilung in einer Wohnküche (16 m²) bei Erhöhung der rel. Feuchte von 40% auf 80% innerhalb 1/2 Stunde Fraunhofer IBP 23 Durch Erwärmen der kalten Außenluft auf Raumtemperatur und 50% r.f. werden pro m³ Luft 5 g Wasser aufgenommen Lüftungsprinzip zur Raumentfeuchtung: Außenluft rein Aufwärmen Raumluft raus Fraunhofer IBP 24 8

9 Lüftungsdauer Anhaltswerte für die Fensterlüftung bei normalem Wohnverhalten in Gebäuden ohne mech. Lüftungsanlage Lüftung Altbau Neubau Bei Baufeuchte nach Neu- oder Umbaumaßnahmen muss noch deutlich stärker gelüftet werden!! Mittlerer Luftwechsel [h -1 ] Täglicher Luftaustausch Fenster gekippt 0,4 10 x 5 h/d 0,2 5 x 2,5 h/d (Stoßlüftung 50 Min/d 25 Min/d) Stoßlüften allein reicht häufig nicht aus und sollte durch zeitlich begrenztes Spaltlüften ergänzt bzw. ersetzt werden Hygrometer im Raum vorteilhaft!! Fraunhofer IBP 25 Spaltlüftungsmethoden Fraunhofer IBP 26 Schlussfolgerungen Ursachen für sichtbare Feuchteschäden (z.b. Schimmel) in Wohnungen: Hohe Raumluftfeuchte bei niedrigem Wärmeschutzstandard () Unzureichende Raumheizung, Innendämmung durch Mobiliar Wasserschäden, mangelnder Schlagregenschutz, Baufeuchte Kritische Fälle: Altbau mit dichten Fenstern ohne Lüftungsanlage Hohe Belegungsdichte, starke Feuchteproduktion, unbeheizte Zonen Abhilfe und Vorbeugemaßnahmen: Gebäudedämmung, Einbau einer mechanischen Lüftungsanlage Richtiges Fensterlüften mit Feuchteüberwachung (Hygrometer) Hinweispflicht für Vermieter und Verkäufer kritischer Immobilien Schulung der Nutzer Fraunhofer IBP 27 9

10 Weitere Informationen Fraunhofer IBP 28 10