Innendämm-System als komplementäres Element

Hochrechnungen zeigen, dass sich etwa 40 % des Gebäudebestandes der Bundesrepublik aus Gründen des Denkmal-, Milieu- oder Ensembleschutzes oder auch auf Grund reich gestalteter Fassaden nicht von außen dämmen lassen. Innendämmungen sind bei solchen Konstruktionen daher oft die einzige Möglichkeit zur Reduzierung der Transmissionswärmeverluste.

Besonders im Altbau sind aufgrund des großen Bestandes die größten Einsparpotenziale beim Energieverbrauch vorhanden. Neben Verbesserungen im Bereich der Raumklimatisierung (Heizung, Lüftung, Kühlung) lassen sich gerade hier durch bauliche Maßnahmen, wie z.B. einer Verbesserung der Wärmedämmung, große Mengen an Energie einsparen. Zusätzlich steigert die Anhebung des Dämmstandards die Behaglichkeit in alten Gebäuden und trägt damit zur Attraktivitätssteigerung des Wohnumfeldes bei.

 

Anzahl Altbauten

Exakte Zahlen für den Gebäudebestand der Bundesrepublik sind nicht vorhanden. Es wird jedoch geschätzt, dass es ca. 38 bis 39 Mio. Wohnungen in 17,5 Mio. Gebäuden gibt. Man kann davon ausgehen, dass davon

– ca. 6 Mio. Wohneinheiten bis 1918,

– ca. 5 Mio. Wohnungen zwischen 1919 und 1948 und

– ca. 18 Mio. Wohneinheiten von 1948 bis 1978 errichtet worden sind.

Somit sind rund 75 % des heutigen Wohnungsbestandes vor 1978 fertig gestellt worden. Unter heutigen Gesichtspunkten waren die Wärmeschutzanforderungen bis 1975 kaum der Rede wert. Oft erfüllten die Gebäude weder den Dämmstandard vor dem Zweiten Weltkrieg noch die Mindestanforderung nach der DIN 4108. Aber auch die in den Jahren nach der ersten Wärmeschutzverordnung (WSVO) vom 01.11.1977 errichteten Gebäude erfüllen die Mindestanforderungen von heute nur selten. Somit weisen wohl mehr als drei Viertel aller Wohnungen in Deutschland erhebliche energetische Defizite auf. Hinzu kommt, dass die entsprechenden Wohnungen auch vielfach nicht heutigen Mindeststandards in der Sicherheit, Technik und im Wohnkomfort genügen und daher neben energetischen Verbesserungen zum Teil auch umfangreiche allgemeine Sanierungs- bzw. Modernisierungsmaßnahmen durchgeführt werden müssen.

 

Konjunkturpaket und Förderprogramme

Bei den gesetzlichen Regelungen zur Energieeinsparung wird zunehmend eine ganzheitliche Betrachtungs- und Handlungsweise erwartet. Besonders deutlich wird dies in den Förderrichtlinien der KfW-Bank, die nicht nur die offensichtlichen Maßnahmen zur Energieeinsparung wie Dämmung, Heizungs- oder Fensteraustausch fördert, sondern auch begleitende Maßnahmen zum Feuchteschutz wie Kellerabdichtungen und Fassadenhydrophobierungen als förderfähig klassifiziert. So wird der Wohnungseigentümer von seinem Architekten in Zukunft vermehrt eine umfassende Beratung und entsprechende Planung erwarten.

 

Außendämmung

Wärmedämmverbundsysteme sind eine seit langem praktizierte, effektive und vor allem baupraktisch unkritische Art, Altbauten energetisch aufzuwerten. Das Mauerwerk liegt auf der warmen Seite der Dämmung. Die somit auch in den Wintermonaten hohen Temperaturen im Wandquerschnitt verhindern eine Tauwasserbildung. Demgegenüber muss bei einer Innendämmung immer die Möglichkeit bzw. Gefahr der Tauwasserbildung berücksichtigt und konstruktiv gelöst werden.

 

Innendämmung

Trotzdem haben Innendämmungen einen in den vergangenen Jahren stetig zunehmenden Anteil am Dämmstoffmarkt. Für die Verwendung von Innendämmungen zur Verbesserung des Wärmeschutzes gibt es in der Regel zwei ausschlaggebende Gründe:

– Andere Möglichkeiten der Anordnung von Wärmedämmschichten scheiden aus. So ist z.B. bei genutzten und beheizten Bestandsgebäuden, bei denen eine bauliche Veränderung der Fassadenansicht nicht erlaubt, nicht erwünscht oder unwirtschaftlich ist, die Innendämmung oft die einzige Möglichkeit zur Reduzierung der Transmissionswärmeverluste.

– Ganze Gebäude oder einzelne Räume werden nur sporadisch genutzt und beheizt. Dies gilt z.B. für Versammlungsräume, Festsäle oder Sport- und Hobbyräume. Eine Innendämmung bietet hier entscheidende energetische Vorteile. Eine schnelle, effektive Aufheizung ist möglich, da die massiven Außenwände aufgrund der innenseitig angebrachten Dämmung nicht erwärmt werden müssen. Von Architekten und Ingenieuren, die vor oder noch in den 1990er Jahren ausgebildet wurden, wird eine Innendämmung vielfach mit Bauschäden assoziiert. In der damaligen Lehre wurde über vergleichende Berechnungen von außen- bzw. innengedämmten Wandaufbauten mittels Glaserverfahren für die Problematik eines Tauwasseranfalls in Konstruktionen mit Innendämmung sensibilisiert. Die seinerzeit dargebotene Lösung hieß: Besonders sorgfältige Planung und gewissenhafte Ausführung von Innendämmungen nur in Verbindung mit innenliegenden Dampfsperren bzw. -bremsen. Man hatte jedoch bereits erkannt, dass Bauteilanschlüsse und -durchdringungen sowie ‑verformungen (z.B. Balkenköpfe von Holzbalkendecken) ein schwer lösbares Problem darstellen. Dem positiven Effekt, die Wasserdampfdiffusion ins Bauteilinnere und somit die Kondensation durch Folien bzw. Dampfbremsen zu vermeiden, steht die Reduzierung des Trocknungspotentials für z.B. von außen eindringende Feuchte entgegen. Der sommerliche Austrocknungsvorgang einer mit Schlagregen beaufschlagten Konstruktion in Richtung des Gebäudeinneren wird durch Bauteilschichten mit hohem Dampfdiffusionswiderstand behindert, was zu Feuchtigkeitsanreicherung im Wandquerschnitt führen kann. Dies ist einer der wesentlichen Gründe, warum Dampfbremsen bezüglich ihrer Schadanfälligkeit und Dauerhaftigkeit aktuell in hoher Kritik stehen. Im Gegensatz zu Systemaufbauten mit Dampfsperren oder -bremsen ermöglichen die diffusionsoffenen Eigenschaften kapillaraktiver Innendämm-Systeme durch den Erhalt des Trocknungspotenzials eine längerfristige Trocknung, auch bereits vorgeschädigter Bauteile. Die hygroskopische Speicherfähigkeit eines diffusionsoffenen, kapillaraktiven Innendämm-Systems puffert Feuchtespitzen der Innenraumluft und trägt zur Regulierung und Verbesserung des Innenklimas bei. Die Kapillaraktivität sorgt für eine schnelle und großflächige Verteilung der Feuchte während der Winterperiode. Dadurch wird die Trocknung beschleunigt und die Dämmwirkung verbessert. Im Verlaufe der letzten Dekade hat sich die Gruppe der „kapillaraktiven Dämmstoffe“ für die Innendämmung als die mit Abstand anwendungssicherste herausgestellt. Die seit einigen Jahren zur Verfügung stehenden und mittlerweile sehr gut kalibrierten mehrdimensionalen Rechenprogramme, mit denen das thermische und hygrische Verhalten von Fassadenkonstruktionen simuliert werden kann, belegen dies eindrucksvoll.

 

Wirkprinzip kapillaraktiver ­Innendämmungen

Bei Innendämmungen ohne innenliegende Dampfbremse bzw. Dampfsperre diffundiert aufgrund der bestehenden Temperaturdifferenz zwischen Innen- und Außenwand Wasserdampf in die Konstruktion. An der Stelle, an der der Taupunkt erreicht wird, in der Regel auf der Rückseite der Innendämmung, kondensiert der Wasserdampf und akkumuliert im Porenraum. Zudem gelangt über Schlagregenbelastung, je nach Exposition und Grad der Wasserabweisung der Fassade, unterschiedlich viel Feuchtigkeit von Außen in die Konstruktion. Sie wird zu einem Teil in Richtung Innenwandoberfläche transportiert, da insbesondere im Winter, der Zeit der hohen Niederschlagsmengen, eine Austrocknung nach außen aufgrund des fehlenden Trocknungspotentials nur untergeordnet stattfindet.

Die kapillaraktive Innendämmung ist ein multifunktionales Werkstoffsystem, das unterschiedliche hygrothermische Materialeigenschaften in sich vereint. Sie löst beide beschriebenen Feuchtigkeitsprobleme – Kondensatbildung und externen Feuchteeintrag – durch verstärkten Rücktransport in der Flüssigphase, d.h. durch Abgabe der Feuchte in Raumrichtung. Je nach Struktur des verwendeten Baustoffs kann dieser Transportvorgang bereits deutlich vor der eigentlichen Kondensatbildung einsetzen, was zur Vermeidung von hohen, lokalen Feuchtegehalten beiträgt und den Gesamtfeuchtegehalt der Konstruktion durch eine beschleunigte Verdunstung limitiert. Entscheidend für die Funktionsfähigkeit der Innendämmung ist dabei das Wechselspiel zwischen Feuchtepufferung, Dampf- und Flüssigwassertransport, welches aufeinander abgestimmt werden muss.

 

Stand der Technik

Seit einigen Jahren existieren auf dem Markt Innendämm-Systeme, die für den Einsatz ohne innenliegende Dampfbremsen empfohlen werden. Die beiden wesentlichen Werkstoffe sind Calciumsilikat und sogenannte Mineralschäume. Während Calciumsilikatplatten mit einer enormen kapillaren Saugfähigkeit aufwarten können, ist ihr Wärmedämmvermögen schlechter als das der ­herkömmlichen, nicht kapillaraktiven Innendämm-Systeme (λ = 0,065 bis 0,1 W/(mK)). Außerdem ist die hygrische Feuchtepufferung (Wassergehalt = 0,005 bis 0,02 m3/m3) eingeschränkt. Mit diesen Eigenschaften wird es schwer, die künftigen Anforderungen von EnEV und Norm einzuhalten.

 

iQ-Therm

Bereits in 2007 wurde im Hause Remmers nach Möglichkeiten gesucht, Wärmedämmstoffe mit hohem Wärmedämmvermögen und gleichzeitiger kapillarer Leitfähigkeit herzustellen. Die Lösung besteht in der Kombination unterschiedlicher, hochspeziali­sierter Materialen, nämlich eines Wärmedämmstoffs mit einem λ-Wert von 0,028 W/(mK) und eines mineralischen Mörtels mit einem w-Wert von 0,834 kg/(m²h0,5). Der plattenförmige Wärmedämmstoff wird in regelmäßigen Abständen perforiert und die durchgehenden Löcher werden mit dem Mörtel verfüllt. So entsteht ein Kompositwerkstoff, dessen Wärmeleitfähigkeit um lediglich 0,003 W/(mK) niedriger liegt als der des Platten-Ausgangsstoffs und dessen kapillare Feuchtetransportfähigkeit auf maximal zu erwartende Feuchtegehalte in der Konstruktion kalibriert werden konnte. Die Platten werden mit einem abgestimmten mineralischen Klebemörtel auf die Innenwandoberflächen angekoppelt und abschließend mit einem porosierten mineralischen Leichtmörtel überputzt, der mit einer Dicke von ca. 10 mm die Verteilungs-, Sorptions- und Installationsschicht darstellt.

Die anspruchsvolle Aufgabe des Kalibrierens des Gesamtsystems wurde im engen Schulterschuss mit dem Institut für Bauklimatik der Technischen Universität Dresden realisiert. Bereits in einem frühen Entwicklungsstadium wurde das Institut hinzugezogen, um über hygrothermische Laboruntersuchungen in Verbindung mit Simulationsrechnungen das Wirkprinzip abzusichern und Vorgaben zu den für die Funktionalität notwendigen geometrischen sowie technischen Parametern zu machen. Im Einzelnen waren dies der Durchmesser der kapillaraktiven „Dochte“ sowie das Rastermaß der Perforierung. Hinzu kam die Abstimmung von Wärmeleitfähigkeit, kapillarer Leitfähigkeit und Dampfdiffusion sowie Feuchtepufferung im hygroskopischen und überhygroskopischen Bereich im Zusammenspiel zwischen iQ-Therm und den dazugehörigen mineralischen Systemkomponenten Kleber (iQ-Fix) und Feuchte­regulierungsputz (iQ-Top).


Zusatznutzen

Der auf der Innenseite der Platten aufzubringende Putz, iQ-Top, dient in erster Linie der Verteilung der durch die kapillaraktiven Löcher an die raumseitige Oberfläche transportierten Feuchte. Dies ist notwendig, um auf lange Sicht eine Sommersprossenoberfläche, bei der sich die Perforierung der iQ-Therm-Platte abzeichnet, zu vermeiden. Neben dieser Funktion ist iQ-Top mit einer speziellen Porengeometrie ausgerüstet, die bei relativen Luftfeuchtigkeiten von mehr als 70 % für eine hohe Luftfeuchteadsorption des Putzes sorgt. Sinkt die relative Luftfeuchte wieder auf Werte unter 70 % ab, wird die zwischenzeitlich gespeicherte Feuchtigkeit klimaregulierend wieder abgegeben.

Vorteile des iQ-Therm-Systems

Die beschriebenen Vorteile des iQ-Therm-Systems lassen sich wie folgt zusammenfassen:

– Lambda iQ-Therm 50 = 0,031 W/(mK)

– Geringer Tauwasseranfall und hohe Trocknungsleistung durch kapillaraktive Lochung; dadurch anwendungssicheres System.

– Feuchteregulierende Deckschicht zur Verbesserung des Raumklimas und zur Vermeidung von Schimmelpilzwachstum.

– Leichte Verarbeitung durch geringes Gewicht

– Vergleichsweise geringer Energieeinsatz bei der Herstellung

– Schimmelhemmende Oberfläche

– Formstabil und selbsttragend

Flankierende Maßnahmen

Die Wärmeleitfähigkeit von Baustoffen hängt in erster Linie vom Porenvolumen und damit von der Rohdichte ab. Das Wärmeleitvermögen eines Stoffes ist umso größer, je größer die Rohdichte ist. Diese grundlegende Abhängigkeit wird durch weitere Einflüsse über­lagert, von denen dem Feuchtigkeitsgehalt besondere Bedeutung zukommt. Mit zunehmendem Feuchtigkeitsgehalt steigt die Wärmeleitfähigkeit stark an. Die Ursache für eine Verschlechterung des Wärmedämmvermögens ist hauptsächlich darin zu sehen, dass in den feuchten Poren erhebliche Wärmemengen übertragen werden. Die Wärmeleitfähigkeit von Wasser ist etwa 25 mal größer als die von ruhender Luft und beträgt etwa das 20fache der äquivalenten Wärmeleitfähigkeit einer Luftschicht von 1 mm Dicke. Dabei kann das Wasser, je nach der Porensturktur des Stoffes und dem Wasserangebot, an der inneren Oberfläche des porösen Körpers haften, kleinere oder größere Hohlräume teilweise oder ganz ausfüllen und ggf. Wärmebrücken bilden. In jedem Fall wird Luft oder ein anderes Porengas durch Wasser mit der wesentlich größeren Wärmeleitfähigkeit verdrängt. Sowohl bei hygroskopischen als auch bei nicht-hygroskopischen Bau- und Dämmstoffen, wird die absolute Zunahme der Wärmeleitfähigkeit in Abhängigkeit vom volumenbezogenen Feuchtegehalt für einen bestimmten Stoff von der Rohdichte nicht nennenswert beeinflusst. Folglich ist die wirksame Größe für den Feuchteeinfluss das im Stoffvolumen enthaltene Wasservolumen, unabhängig davon, ob das örtlich vorhandene oder physikalisch gebundene Wasser die Wärmeleitfähigkeit des porösen Stoffes erhöht und auch unabhängig von zusätzlicher Energieübertragung. In dazu durchgeführten Versuchsreihen hat sich bestätigt, dass der Wärmeschutz einer steinsichtigen Außenwand durch eine hydrophobierende Imprägnierung deutlich verbessert werden kann. Die Hydrophobierung oder der Anstrich eines Fassadenmauerwerks ist daher nicht nur Schutz für eine innenliegende Dämmung, sondern selbst eine wirksame Maßnahme zur Energieeinsparung. Während Anstrichsysteme hinsichtlich ihrer Wirksamkeit eher unkritisch einzustufen sind, ist für die Qualität einer hydrophobierenden Imprägnierung vor allem die Sorgfalt bei der Ausführung entscheidend. Dieses beginnt mit der Auswahl von Material und Auftragsverfahren, erstreckt sich über den Ausführungszeitpunkt hinsichtlich der klimatischen Bedingungen und der Untergrundfeuchtigkeit sowie die eingesetzte Materialmenge. Des Weiteren dürfen weder Beschichtungen noch hydrophobierende Imprägnierung dazu missbraucht werden, den konstruktiven Feuchteschutz zu ersetzen.

 

Fazit

Energieeffizientes Sanieren mittels Innendämmungen ist heute kein kritisches Thema mehr. Der Einsatz neuer Materialtechnologien, wie iQ-Therm von Remmers, und deren wissenschaftliche Absicherung durch bauphysikalische Laboruntersuchungen und den Einsatz moderner Simulationswerkzeuge, eröffnen in vielen Fällen die Realisierung von Innendämmungen auf hohem Niveau. Hier verbinden sich Energieeinsparung und Regulierung der Raumluftfeuchtigkeit zu einem System, mit dem alle Anforderungen an eine moderne Gebäudenutzung erfüllt werden können – selbst im denkmalgeschützten Bestand.

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