Bild: Tiberius Gracchus Fotolia Welcher Anstrich ist der Richtige? Feuchte Fassadenoberflächen auf WDVS-Putzen können das Wachstum von Mikroorganismen beschleunigen. Den besten Schutz gegen Pilze und Algen auf der Fassade bietet eine trockene Oberfläche, die durch hydrophobe oder hydrophile Putze erreicht werden kann. Was aber bedeuteten diese beiden Begriffe und welche Ausführung schützt besser? Eingangs darf erwähnt werden, dass dieser Artikel auf den Erfahrungen des WDVS in Österreich basiert. Grundsätzlich sind die Verarbeitungsvorschriften an ein WDVS in Deutschland und Österreich ähnlich. Doch es gibt auch Unterschiede. So z. B. beim Hellbezugswert, dessen Untergrenze in Österreich bei 25 %, in Deutschland bei 20 % liegt. Das Thema ist derzeit jedoch sowohl in Österreich als auch in Deutschland topaktuell. Grund dafür ist, dass der richtige WDVS-Boom mit den 1980er-Jahren begonnen hat und die Bestandsfassaden nun in ein Alter gekommen sind, in welchem eine Überarbeitung in welcher Form auch immer notwendig ist. Wartungsintervall Was wird von einem WDVS erwartet? Die Ansprüche sind einfach zusammengefasst: Ein WDVS muss Energie sparen und dem Gebäude eine optisch saubere, dekorative Fassade verleihen. Und diese beiden Kernkompetenzen soll die Fassade bestenfalls über die gesamte Nut- 34 www.enev-im-bestand.de
1 Ansicht WDVS; Algenbildung Nordseite 2 Algenbildung nicht nur an der Fassade sondern auch am Betonboden Bilder: Christoph Eder zungsdauer des Gebäudes aufweisen. Doch ein WDVS muss gewartet werden. Vor allem das Putzsystem (bewehrter Unterputz und Oberputz) ist laufend der Witterung ausgesetzt. Laut dem Nutzungsdauerkatalog der Sachverständigen für bauliche Anlagen und Anlagenteile hat ein WDVS eine Nutzungsdauer von 20 bis 40 Jahren. Ein breites Spektrum, welches uns in der täglichen Arbeit wenig bis gar nichts nützt. Weiterhin ist in diesem Nutzungsdauerkatalog angeführt, dass Fassadenanstriche auf Beton und Putz eine Nutzungsdauer von 10 bis 15 Jahren haben. Als Schlussfolgerung könnte man somit ableiten, dass eine Nutzungsdauer von 40 Jahren bei einem WDVS unter Einhaltung von Sanierungsanstrichen in einem Intervall von 10 bis 15 Jahren möglich ist. Zahlen aus der Praxis Durch das Fraunhofer-Institut für Bauphysik (IBP) wurden aktuelle Ergebnisse über das Langzeitverhalten von WDV-Systemen veröffentlicht. Zusammenfassend war das Ergebnis, dass der Zeitaufwand für Wartung und Erneuerung der Außenbehandlung von Fassaden aufgrund von Untersuchungen an Bestandsobjekten (Ausführung WDVS von 1970 bis 2014) im Mittel 22 Jahre beträgt (siehe dazu IPB-Mitteilung Nummer 539). Vorausgesetzt ist natürlich, dass die Ausführung des WDVS nach dem Stand der Technik erfolgte und dass auftretende Schäden (z. B. aufgrund von mechanischen Beschädigungen) kurzfristig behoben werden bzw. wurden. Algen/Pilze Oftmals werden Fassadenoberflächen bemängelt, die Algen und/oder Pilzbewuchs aufweisen. Dieses Phänomen tritt auch bei energetisch sanierten Gebäuden auf. Eine Fassade, welche über 30 Jahre gut funktioniert hat, weist plötzlich einen Algenbefall auf. Durch das Aufbringen eines WDVS wird der Wärmedurchfluss durch das Mauerwerk verringert und somit auch die Oberflächentemperatur der Fassade reduziert. Jetzt kann sich auf dieser Oberfläche Tauwasser bilden. Und alle Untergründe unabhängig vom Material sind von einem Algen- und/oder Pilzbefall betroffen, wenn die Bedingungen (und hier vor allem genügend Feuchtigkeit) vorhanden sind. Somit eben auch Fassaden, an welche ein WDVS aufgebracht wurde. Mikroorganismen an der Fassade stellen jedoch nur optische Beeinträchtigungen dar. So wurde noch in keinem Fall eine Zerstörung der Struktur nachgewiesen. Pilzhyphen (fadenförmige Zellen der Pilze) oder Algen sind nur über bereits vorhandene Poren oder Risse in den Putz eingewachsen (siehe dazu Nay, Michael; Raschle, Paul: Algen und Pilze an Fassaden im Blickwinkel der Forschung). Einflüsse Algen und Pilze sind auch kein Produktproblem. Mikroorganismen sind Bestandteile der Natur, jedoch stören sie an der Fassade. Die Verbreitung von Algen und Pilzen erfolgt durch den Wind. Somit ist eine Fassade zwangsläufig schon der Gefahr eines möglichen Befalls ausgesetzt. Ein erhöhtes Risiko ist jedoch dort vorhanden, wo viele Pilzsporen in der Luft vorhanden sind. Das ist unter anderem durch landwirtschaftliche Aktivität (Düngemittel, Misthaufen etc.) gegeben. Jedoch haben auch klimatische Einflüsse (Feuchteklima in der Nähe von Flüssen und Seen), bautechnische Faktoren (Architektur, Wartung) und Materialqualitäten (Oberfläche, wie z. B. Putz, Anstrich, Schichtdicken etc.) Einfluss auf mögliche Algen- und Pilzbildungen. EnEV im Bestand 03/16 35
Gebäudehülle Mögliche Vorkehrung Neben der Feuchtigkeit spielt unter anderem auch der ph-wert eine wesentliche Rolle für den Lebensraum der Mikroorganismen. Ab einem ph-wert von 11,5 ist im Allgemeinen kein Pilz- und Algenbewuchs mehr möglich. Somit sollte auf eine möglichst hohe Alkalität der Fassadenoberfläche geachtet werden. Nachteilig ist, dass die Alkalität durch den Regen ausgewaschen wird. Jedoch lässt sich das Auswaschen etwas verzögern. Wenn Niederschlag auf die Fassade trifft und in den Untergrund eindringt, gelangt in weiterer Folge im Zuge der Trocknung das Wasser wieder an die Oberfläche. Dabei fördert das Wasser aus dem Untergrund die Alkalität an die Oberfläche der phwert sinkt. Durch einen Anstrichaufbau mit Grundierung lässt sich die Eindringtiefe des Niederschlagswassers in den Untergrund minimieren. Und somit wird auch weniger Alkalität im Zuge der Trocknung abgebaut. Grundsatzentscheidung Oftmals wird auch über die Eigenschaften der Oberflächen diskutiert. Welche Eigenschaft ist nun tatsächlich besser wassermeidende, also hydrophobe, oder wasserliebende und somit hydrophile Fassadenoberflächen? Die Antwort darf schon vorweg gegeben werden es ist eine Grundsatzentscheidung. Beide Systeme bieten für sich betrachtet Vorteile, doch eine Garantie, dass bei einem Einsatz sowohl von hydrophoben als auch von hydro- philen Produkten keine Mikroorganismen an den Fassaden wachsen, gibt es nicht. Was bedeutet jedoch nun Hydrophobie und Hydrophilie? Von Hydrophobie spricht man, wenn die Oberfläche kein Wasser aufnimmt ein Spiegel z. B. hat eine hydrophobe Oberfläche. An der Fassade erhält man diesen Effekt, wenn der Kontaktwinkel des Wassertropfens über 90 beträgt. Somit bleibt ein Tropfen erhalten und perlt ab unabhängig, ob die Oberfläche offenporig oder geschlossen ist. Nachteilig ist hierbei, dass in den Vertiefungen der Putzoberfläche (Tau-)Wasser haften bleiben kann und somit mehr Feuchtigkeit vorhanden ist, welche als Nährboden für die Algen und Pilze dient. Um dies zu verhindern, sind hydrophobe Produkte oftmals filmkonserviert. Dies bedeutet, der Putz oder die Farbe ist mit einem verkapselten bioziden Zusatzmittel ausgestattet. Die Diskussionen, ob diese Zusatzmittel eine Gefährdung für die Umwelt darstellen, da diese über den Regen von der Fassade ausgewaschen werden und in das Erdreich und somit auch in das Grundwasser gelangen, sind umfassend. Es liegen Untersuchungen von sowohl Befürwortern als auch von Gegner dieser Technologie vor, welche gegensätzlicher nicht sein könnten. Wird auf der einen Seite von Gift auf der Hauswand gesprochen, erklärt die andere Seite, dass Farben und Putze keine Biozide sind und dass nur Produkte eingesetzt werden dürfen, die den Richtlinien entsprechen. Die Gefahr, dass eine hydrophobe Oberfläche ohne Filmkonservierung schneller einen Algen- und/oder Pilzbefall bekommt als mit Filmkonservierung, ist Fakt. Gibt es jedoch auch eine Möglichkeit, eine Oberfläche zur Algenvorbeugung herzustellen, ohne Produkte mit Biozidanteil einsetzen zu müssen? Eine Möglichkeit ist die Verwendung von hydrophilen Materialien. Die wasserliebenden Putze und Farben haben keine filmkonservierten Inhaltsstoffe. Hier ist der Kontaktwinkel des Wassertropfens zur Oberfläche kleiner als 9. Es wird zwischen einem geschlossenen und offenen Oberflächenfilm unterschieden. Bei der geschlossenen Oberfläche kann auch kein Wasser eindringen; bei der offenen Oberfläche wird wiederum zwischen hydrophil gespreitet oder hydrophil saugend unterschieden (siehe auch Bild 4). Unabhängig der Tatsache, ob nun ein geschlossener oder offener Film vorhanden ist, vereint bei einem hydrophilen Material die Tatsache, dass sich die Oberfläche des Wassertropfens aufgrund des geringen Kontaktwinkels um ein Vielfaches vergrößert. Aufgrund der größeren Fläche kann die Feuchtigkeit auch schneller verdunsten. Bei offenen Untergründen kann die Feuchtigkeit vorübergehend in die Kapillarporen aufgenommen werden. Die Feuchtigkeit wird sobald es die Umgebungsparameter zulassen wieder abgegeben. Die Gefahr bei offenen Systemen besteht darin, dass eine komplette Sättigung der Kapillarporen des Putzsystems vorhanden ist. Ähnlich einem nassen Schwamm kann dann kein Wasser mehr aufgenommen werden. Bei der Anwendung eines hydrophilen Systems ist speziell darauf zu achten, dass nicht nur der Fassadenanstrich hydrophil eingestellt ist, sondern dass auch das Putzsystem den Anforderungen (Wasseraufnahme) entspricht. Das hydrophile System funktioniert sowohl bei EPS-F Dämmstoffen als auch bei Mineralwolle. 3 Auch auf den Blechsohlbänken ist Algenbildung vorhanden. 36 Wie bereits eingangs erwähnt, ist es eine Grundsatzentscheidung des Bauherrn und/ oder Planer, welches System zur Ausführung kommt. Aus technischer Sicht funktionieren beide Systeme, eine pauschale Empfehlung kann es nicht geben. Jedoch darf auch an dieser Stelle nochmals auf den baulichen Witterungsschutz (wie z. B. Vordach) hingewiesen werden. Schon wenige Zentimeter Vordach schützen die Fassade vor Wasser und verringern somit die Gefahr der Bildung von Mikroorganismen. www.enev-im-bestand.de
Gebäudehülle StoColor Dryonic Die Fassadenfarbe für trockenste Fassaden. Inspiriert durch die Wüste. 4 Darstellung hydrophile und hydrophobe Oberfläche HBW versus TSR Derzeit wird in den Regelwerken (noch) der Hellbezugswert angegeben. Der Hellbezugswert gibt an, wie hell oder dunkel ein Farbton ist. So wird die Farbe Weiß mit 100 % bewertet, schwarz mit 0 %. In Österreich darf am WDVS laut Norm kein Farbton aufgebracht werden (egal ob getönter Putz oder Anstrich), welcher einen Hellbezugswert unter 25 % aufweist. In Deutschland dürfen etwas dunklere Farbtöne verwendet werden, hier liegt der Wert bei 20 %. Vor allem durch die Architektur werden jedoch immer dunklere Farben an den Fassaden gefordert. Die Industrie ist diesen Forderungen schon vor einigen Jahren nachgekommen und hat das mit projektspezifischen Freigaben mit speziellen WDVS-Aufbauten (Mineralwolledämmung, Dickbettsystem, Anstriche etc.) umgesetzt. EnEV im Bestand 03/16 Um dunkle Farbtöne besser und ohne größeres Risiko umsetzen zu können, gab es eine Entwicklung hin zur NIR-Pigment-Technologie. Die NIR-Pigment-Technologie steht für Nahinfrarot-reflektierende Pigmenttypen. Doch was bedeutet das und wie funktioniert das Ganze? Unser menschliches Auge nimmt nur ca. 39 % des Sonnenlichts wahr. Ein kleiner Anteil (etwa 3 %) ist ultraviolettes Licht und der Großteil somit ca. 58 % ist nahinfrarote Strahlung. Und mit diesen knapp 60 % befasst sich die NIR-Pigment-Technologie. Während bei der herkömmlichen HWB-Methode die Helligkeit nach menschlichen Augen beurteilt wird, befasst sich die NIR-Technologie mit dem Ziel, eine Reflexion der nicht sichtbaren Strahlung zu ermöglichen. Gemessen wird die Reflexion mit dem TSR-Wert. TSRWert steht für Total-Solar-Reflectance und bezieht sich auf die Globalstrahlung. Er drückt Dass Fassaden bei jedem Wetter blitzschnell trocknen, haben wir einem Wüstenkäfer zu verdanken. Mit seinem Rückenpanzer trotzt er dem Morgennebel das Wasser zum Leben ab. Von dessen Struktur inspiriert, hat Sto die innovative Dryonic Technology entwickelt. Ob Tau, Nebel oder Regen: Mit StoColor Dryonic hat Feuchtigkeit keine Chance und das auf allen bauüblichen Untergründen und mit größter Farbtonvielfalt. StoColor Dryonic: Schön trocken, egal was kommt. Erfahren Sie mehr über den Nebeltrinker-Käfer und entdecken Sie die Dryonic Technology unter: www.stocolordryonic.de 37
Der beschriebene Ablauf stellt einen möglichen Beschichtungsaufbau bei der Ausführung eines WDVS dar, welche bereits mehrfach vor allem im Zuge von Sanierungen umgesetzt wurde. Objektspezifisch sind natürlich Abweichungen möglich. die Summe der Reflexion der gesamten Sonneneinstrahlung aus. Das bedeutet, je größer der TSR-Wert ist, desto kühler bleibt die Oberfläche. Aus technischer Sicht eine tolle Weiterentwicklung, obwohl aus Sicht des Autors die Notwendigkeit von dunklen Fassaden zu hinterfragen ist. Dunkle Farbtöne bieten trotzdem noch eine höhere Gefahrenquelle gegenüber Rissen als z. B. eine weiße Fassade. Derzeit finden sich auf den Farbfächern der Industrie noch immer Angaben, welche sich auf den HBW beziehen. Ob sich das zukünftig ändert, wird sich zeigen. Die NIR-Technologie wird aktuell sowohl bei Anstrichen als auch bei getönten Oberputzen eingesetzt. Da die Pigmente erst seit ein paar Jahren an der Fassade eingesetzt werden, ist derzeit noch unklar, ob sich die Pigmente über die Zeit durch etwa Niederschlag auswaschen und es somit zukünftig zu Problemen kommen kann. Beschichtungsaufbau Welche Beschichtung (Produkt) auf die Fassade aufgebracht wird, ist von mehreren Faktoren abhängig. Unabhängig davon sind aber folgende Arbeitsschritte: 5 HBW-Pigmente werden absorbiert, NIR Pigmente reflektiert. im System bleiben (hydrophob, hydrophil) Reinigen der Fassade Schmutz, Staub, Algen und Pilze etc. müssen vor der Neubeschichtung entfernt werden. Hier ist darauf zu achten, dass die Reinigung mit Wasser (Hochdruck) nicht senkrecht zur Fassade erfolgt, sondern in einem Winkel nach unten von circa 15. So lassen sich die besten Ergebnisse erzielen. Sollte bereits ein Befall von Mikroorganismen erfolgt sein, so müssen diese nach der allgemeinen Reinigung und ausreichender Trocknung entfernt werden. Üblicherweise erfolgt das mit Bioziden, welche auf den Oberputz aufgebürstet werden. Werden die Mikroorganismen nicht nachhaltig entfernt, so können sie unter dem Anstrich weiter wachsen. Wichtig dabei ist, dass das eingebürstete Mittel nicht mehr abgewaschen werden darf. Aufbringen einer systemkonformen Grundierung Zwischen- und Schlussbeschichtung laut Angaben des Systemlieferanten Fazit Jedes unserer Gebäude ist für sich ein Unikat. Somit kann auch keine pauschale Aussage über den richtigen Anstrich gegeben werden. Durch den Planer/Investor ist bereits vor der Herstellung eines WDVS zu entscheiden, ob die Fassade eine hydrophobe oder eine hydrophile Oberfläche erhalten sollte. Beide Systeme sind aus technischer Sicht in Ordnung wie bereits angeführt, ist das eine Grundsatzentscheidung. Dunkle Fassaden bieten immer ein höheres Gefahrenpotenzial als helle (weiße) Fassaden. Der Grund dafür sind die hohen Temperaturen an der Oberfläche. Diese Temperaturen werden in der herkömmlichen HBW-Pigment-Technologie absorbiert; das heißt in Wärme umgewandelt. Somit ergeben sich Bewegungen, welche in weiterer Folge zu Rissen führen können. Hier setzt die Industrie nun auf die NIR-Pigment- Technologie. Dabei werden die nahinfraroten Strahlungen reflektiert (TSR-Wert) und die Oberfläche bleibt wesentlich kühler. Somit verringern sich die Bewegungen und die Rissgefahr sinkt. Eine überaus interessante Entwicklung, wobei hier noch die Langzeiterfahrungen (mögliche Pigmentauswaschung) fehlen. Christoph Eder Ing. ist seit 2009 allgemein beeideter und gerichtlich zertifizierter Sachverständiger für WDVS und Putzarbeiten. Darüber hinaus ist er als Referent und Trainer (z. B. für den zertifizierten WDVS-Fachverarbeiter sowie Bauleiter) tätig. Kontakt unter: www.gerichts-sachverstaendiger.at 38 www.enev-im-bestand.de