Bauen im Bestand

Dämmung von innen

Eine Außendämmung ist die einfachste Art den thermischen Standard eines Gebäudes zu verbessern. Diese Maßnahme ist jedoch nicht immer möglich. In diesen Fällen kann sich der Einbau eines Innendämmsystems anbieten. Der Artikel befasst sich mit dem Nutzen und den Gefahren von Innendämmungen.

Innendämmungen sind eine Alternative oder eine Ergänzung zu einer nachträglichen Außendämmung bzw. einer Kerndämmung. Während bei letzteren Systemen das tragende Mauerwerk auf der warmen Seite der Dämmung liegt, sie also in der Regel bauphysikalisch unkritisch sind, muss bei Innendämmungen immer die Möglichkeit einer Tauwasserbildung berücksichtigt werden. Für ihre Verwendung gibt es in der Regel drei Gründe:

– Andere Möglichkeiten zur Wärmedämmung scheiden aus oder sind nicht ausreichend. Ist bei einem Bestandsgebäude eine bauliche Veränderung der Fassadenansicht nicht erlaubt, nicht erwünscht oder unwirtschaftlich, bildet die Innendämmung oft die einzige Möglichkeit zur Reduzierung der Transmissionswärmeverluste.

– Ganze Gebäude oder einzelne Räume wie z.B. Versammlungsräume, Festsäle oder Sport- und Hobbyräume werden nur gelegentlich genutzt und geheizt. Mit einer Innendämmung ist eine schnelle Aufheizung möglich, da die massiven Außenwände nicht erwärmt werden müssen.

– Schimmelbefall aufgrund zu geringer Oberflächentemperaturen in hochwertig genutzten Wohnräumen. Die Innendämmung erhöht die Wandoberflächentemperaturen und vermeidet somit die Gefahr der Tauwasserbildung an kalten Wandbereichen.

Nachträglich eingebaute Innendämmungen haben nicht nur Vorteile, sondern bergen auch Gefahren. Durch den Einbau einer Innendämmung wird das bauphysikalische Verhalten von vorhandenen Wandkonstruktionen verändert. Bei der Planung einer Innendämmung ist zu berücksichtigen, dass die Konstruktion einer erhöhten Feuchtebelastung unterliegen kann. Um den bauphysikalischen Problemen vorzubeugen, ist es wichtig, die unterschiedlichen Eigenschaftprofile möglicher Innendämmsysteme genau zu kennen und richtig einzuschätzen. Zudem müssen bei der Planung einer Innendämmung eine Analyse und Beurteilung der vorhandenen Bausubstanz bezüglich der nachfolgenden Kennwerte erfolgen:

– Aufbau und Dimensionierung der Wandkonstruktion

– Feuchtebelastung

– Salzbelastung sowie deren

– Ursachen wie aufsteigende Feuchtigkeit oder nicht schlagregendichte Fassaden.

Hinzu kommt die Bestimmung der wärmetechnischen Zustandsgrößen des Gebäudes:

– Mindestwärmedurchlasswiderstand (R-Wert) der bestehenden Wandkonstruktion bzw. -konstruktionen

– Wärmebrücken

Besonderes Augenmerk sollte auf die vorhandenen Baustoffe, insbesondere an der Innenseite der Außenwände, hinsichtlich ihrer Beständigkeit gegenüber Feuchte sowie auf den allgemeinen Zustand der Außenwandbauteile gelegt werden.

Innendämmungen und ihre spezifischen Eigenschaften

Nach dem Aufbringen einer Innendämmung wird der Wärmestrom von der Raumseite in die Wand erheblich reduziert. Dies führt dazu, dass die vorhandene Altkonstruktion deutlich weniger erwärmt wird. Wasserdampf, der aufgrund von Diffusionsvorgängen in den Grenzbereich zwischen die alte Wandoberfläche und die Dämmung gelangt, kann kondensieren. Da der Wandkonstruktion aufgrund der geringeren Menge an Wärmeenergie deutlich weniger Verdunstungsenergie zur Verfügung steht als vor der Maßnahme, kann Feuchtigkeit, insbesondere während des Winterhalbjahres, nur nach innen abtrocknen – sofern es das Innendämmsystem zulässt. Die Wandkonstruktion bleibt länger feucht, sättigt stärker auf und kühlt stärker aus. Es ist daher in aller Regel sinnvoll ein kapillaraktives Innendämmsystem zu wählen, um das Trocknungspotenzial nach innen zu erhalten.

Kapillaraktive Innendämmsysteme sind eine moderne und anwendungssichere Alternative zu Systemaufbauten mit Dampfsperre oder -bremse. Sie verfügen über spezielle, feuchteregulierende Eigenschaften, die für eine Reduktion lokaler Feuchte sowie für eine ständige Austrocknung des Wandbildners sorgen. Durch die hohe kapillare Leitfähigkeit der mineralischen Systembauteile wird anfallende Feuchtigkeit wie Kondensat oder eingedrungenes Niederschlagswasser im Grenzbereich der Dämmebene verteilt und in die Verduns-tungszone zurückgeführt. Die Gefahr von Schimmelpilzbildung hinter der Dämmung ist aufgrund der vollflächigen Anbindung dieser Systeme an die Altkonstruktion ausgeschlossen.

Typische Gefahren bei Pauschallösungen

Obwohl, oder gerade weil, sich kapillaraktive Innendämmsysteme in den letzten zwei Jahrzehnten bei der Schimmelsanierung sehr gut bewährt haben, werden hiermit heute Fehler begangen, da sie ohne „viel Nachdenken“ pauschal eingesetzt werden.

Aufgrund erhöhter Raumluftfeuchte und zu geringer Oberflächentemperaturen kommt es in schlecht gedämmten Gebäuden häufig zu Tauwasserbildung und Schimmelpilzbefall an den raumseitigen Bauteiloberflächen. Um diese Probleme zu unterbinden und somit die Wohnqualität zu verbessern, schreibt die DIN 4108 Teil 2 [2] einen hygienischen Mindestwärmeschutz vor. Dieser ist für alle beheizten Gebäude mit einer üblichen Innenraumtemperatur von 19 °C einzuhalten. Um die Vorgaben der Norm zu erfüllen, sind die in Tab. 3 der DIN 4108 [2], angegebenen Mindestwerte für die Wärmedurchlasswiderstände R in m²*K/W von Bauteilen einzuhalten. Für Außenwände beträgt der Wärmedurchlasswiderstand R= 1,2 m²*K/W.

Einen weiteren neuralgischen Punkt für Schimmelpilzbildung stellen stoffbedingte oder geometrische Wärmebrücken dar. Als Wärmebrücken bezeichnet man die in die Gebäudehülle eingebundenen Bauteile, wie Decken, Innenwände, Fensterlaibungen oder auch Gebäudeecken. An diesen Schwachstellen der Konstruktion kommt es zu erhöhten Wärmeverlusten und somit zu einem Absinken der Oberflächentemperatur. Um auch in diesen Bereichen dauerhaft eine mikrobiellen Befall zu vermeiden, ist zu prüfen, ob der in der Norm 4108 Teil 2 [2], angegebene Temperaturfaktor von fRsi ≥ 0,7 eingehalten wird. Ausgeschlossen von dieser Prüfung sind Konstruktionen, die im Beiblatt 2 der DIN 4108 aufgeführt sind.

Nach DIN 4108 Teil 2 [2], erfolgt die Berechnung der Wärmebrücken nach der folgenden Formel:

fRsi  =  θsi - θe

  θi  - θe

mit θsi = raumseitige Oberflächentemperatur

θi i = Raumlufttemperatur

θe   = Außenlufttemperatur

Der Berechnung liegen folgende Randbedingungen zugrunde:

– Innenlufttemperatur θi = 20 °C

– Außentemperatur θe = -5 °C

– relative Luftfeuchte innen θ = 50 %

Ist der ermittelte Temperaturfaktor fRsi ≥ 0,7, so ist sichergestellt, dass die oberflächennahe, relative Luftfeuchtigkeit kleiner 80 % bzw. die Wasseraktivität aw –Wert ≤ 0,80 ist. Bauteilfeuchten mit einem aw-Wert ≤ 0,80 gelten nach Norm, hinsichtlich der Gefahr eines mikrobiellen Befalls, als unbedenklich. Die Oberflächentemperatur, bei der diese Bedingungen gegeben sind, liegt im Normfall bei ≥ 12,6 °C.

Dämmung einer typischen Wandkonstruktion

Die Problematik der Schimmelpilzbildung aufgrund von zu niedrigen Oberflächentemperaturen tritt vermehrt im Bereich von Außenwänden mit einbindenden Bauteilen auf. In den Abbildungen 1 – 6 wird unter den Rahmenbedingungen der DIN 4108 eine typische Wandkonstruktion unter bauphysikalischen Gesichtspunkten betrachtet. Die Be­­rechnung erfolgt sowohl für den unsanierten wie auch für den sanierten Wandaufbau.

Bei der Bestandskonstruktion (Abb. 1 – 3) handelt es sich um eine 33 cm dicke Ziegelwand mit einem auf der Raumseite aufgebrachten 2 cm dicken Kalkzementputz. In das Ziegelmauerwerk ist eine massive Stahlbetondecke mit einem schwimmend verlegten Estrich eingebunden. Für die Sanierung (Abb. 4 – 6) ist eine Innendämmplatte aus 25 mm Calciumsilikat vorgesehen.

Bewertung der Wärmebrückenberechnung

Im Eckbereich Estrichs / Wand (Abb. 2) ergibt sich eine Oberflächentemperatur von 11,38°C. Die Grenzwerttemperatur von 12,6°C ist somit unterschritten. Bei einer relativen Luftfeuchtigkeit von 50% im Raum würde das einer Wasseraktivität von ca. 0,85 bzw. einer relativen Luftfeuchtigkeit von 85% an der Wandoberfläche entsprechen. Durch den Einbau einer Calciumsilikatplatte von 25 mm (Abb. 5) kann die Oberflächentemperatur an dieser Stelle geringfügig angehoben werden. Auch wenn es sich hierbei nur um 2,6°C handelt, reicht die Verbesserung aus, um die Temperatur in den nach Norm unkritischen Bereich oberhalb von 12,6°C anzuheben.

Vergleicht man hingegen die Temperaturen im Eckbereich unterhalb der Decke, ist erkennbar, dass trotz der eingebrachten Dämmung keine Verbesserung erzielt wird. Im Gegenteil: aufgrund der Calciumsilikatplatte wird die ehemalige Wandkonstruktion nicht mehr ausreichend mit Wärmeenergie versorgt. Dies hat zur Folge, dass die Temperatur in der Wandkonstruktion erheblich reduziert wird und somit auch dem Übergangsbereich zur Decke deutlich weniger Wärme zu Verfügung steht. Das Ziel, das Schimmelpilzwachstum an den Bauteilecken zu unterbinden, ist somit nicht alleine durch den Einbau einer dünnschichtigen Calciumsilikatplatte zu erreichen.

Das dargestellte Beispiel zeigt, dass gerade im Bereich von einbindenden Bauteilen eine detaillierte Analyse des Bestands erfolgen muss. Wird dies versäumt, kann eine „gutgemeinte“ Maßnahme die Situation sogar verschlechtern. Liegen im Bereich der einbindenden Bauteile ungünstige Verhältnisse vor, kann das dargestellte Problem durch den Einbau von Flankendämmungen beseitigt werden. Da die Wirkung einer geometrischen Wärmebrücke mit zunehmender Entfernung zum Eckbereich immer mehr abnimmt, kann eine streifenförmige Flankendämmung, z.B. in Form von Dämmkeilen, die auf eine Breite von 30 bis 50 cm in den Raum hineingeführt werden, die Oberflächentemperaturen hier deutlich erhöhen.

Im ungestörten Wandbereich scheint gemäß der durchgeführten Berechnung, die Gefahr der Schimmelpilzbildung gesenkt zu werden. Im Beispiel führt eine 25 mm Calciumsilikatplatte zu einer Verbesserung von zuvor 11,29°C auf 14,43°C (Abb. 5). Dieses Schimmelpilzkriterium nach DIN 4108 ist somit erfüllt.

Reicht eine Innendämmung aus 25 mm ­Calciumsilikat aber wirklich aus, um alle Vorgaben des Hygienischen Mindestwärmeschutzes zu erfüllen? Berechnet man den Wärmedurchlasswiderstand der gedämmten Kons­truktion (Abb. 7) ergibt sich ein Wert von R= 0,834 (m²*K)/W. Nach Vorgaben des hygienischen Mindestwärmeschutzes muss die Wandkonstruktion mindestens einen Wert von R= 1,2 (m²*K)/W erreichen. Dies zeigt deutlich, dass durch eine Pauschallösung mit einer dünnschichtigen Innendämmung aus Calciumsi­likat zwar die Oberflächentemperaturen erhöht, aber die Vorgaben des hygienischen Mindestwärmeschutzes nicht immer erfüllt werden können. Um alle Vorgaben der DIN 4108 zu erreichen, sind dickere Schichtaufbauten oder Systeme mit besseren wärmetechnischen Eigenschaften zu wählen (Abb.8).

Kombination mehrerer positiver Eigenschaften zu einem robusten System

Um mögliche Problemstellungen bei der Ausführung von Innendämmungen zu minimieren, müssen anwendungssichere und robuste Systeme eingesetzt werden. Optimal geeignet sind kapillaraktive Systeme, da sie neben dem Erhalt des Trocknungspotenzials nach innen, durch die vollflächige Verklebung die Gefahr von Hinterströmungen generell vermeiden. Das heißt, dass z.B. die typischen Fehler bei Einbau von z.B. Elektroinstallationen hier nicht zu Schimmelpilzbildung hinter der Dämmung führen können. Gleiches gilt für nutzerverursachte Beschädigungen der Dämmung durch das unsachgemäße Befestigen von Bildern, Spiegeln, Hängeschränken, etc.. Eine noch weitergehende Robustheit ist nur noch mit Systemen zu erzielen, die neben den Dämm- und Feuchtetransporteigenschaften die Möglichkeit zur kurzfristigen Pufferung von Feuchtespitzen bieten. Dies ist heute mit speziell konzipierten Putzen möglich, die einen bewusst hohen Anteil an kapillarkondensatfähigen Porenraum bieten.

Durch die Verwendung solcher robuster Sys­teme können anwendungsbedinge Schwie­­rigkeiten reduziert werden. Zudem haben sie den Vorteil, dass fehlerhaftes Nutzerverhalten im hohen Maß kompensiert werden kann. Ein Beispiel hierfür ist das iQ-Therm-System der Firma Remmers, bei dem als Oberflächenfinish ein seit Jahrzehnten bewährter Schimmelsanierputz zum Einsatz kommt, der diese Eigenschaften besitzt.

Literaturverzeichnis[1] Deutsches Institut für Normung. (Juli 2001). DIN 4108- Wärmeschutz und Energie- Einsparung in Gebäuden. Teil 3: Klimabedingter Feuchtschutz, Anforderungen, Berechnungsverfahren und Hinweise für die Planung und Ausführung. Berlin: Beuth Verlag.[2] Deutsches Institut für Normung. (Juli 2001). DIN 4108- Wärmeschutz und Energie- Einsparung in Gebäuden. Teil 2: Mindestanforderungen an den Wärmeschutz. Berlin: Beuth Verlag.[3] WTA, Wissenschaftlich- Technische Arbeitsgemeinschaft für Bauwerkserhaltung und Denkmalpflege e.V. (Mai 2009) Innendämmung nach WTA I Planungsleitfaden, Merkblatt 6-4. Stuttgart: Frauenhofer IRB Verlag.

Eine detaillierte Analyse muss gerade im Bereich von einbindenden Bauteilen des Bestands erfolgen.

Es sollten anwendungssichere und robuste Systeme eingesetzt werden.

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