Luftdichtung
Luftdichtung – die entscheidende Größe
... dass die Wärmedämmung wirklich dämmt und die Konstruktion bauschadensfrei bleibt
Die Wärmedämmung in einem Gebäude trennt zwei unterschiedliche Klimabereiche: Das Innenraumklima und Außenraumklima. Für die Bedingungen in Europa und Russland bedeutet das: Im Winter ist es innen warm und außen kalt, im Sommer hingegen innen kühler als außen. In beiden Fällen entsteht eine Temperaturdifferenz, welche sich durch Luftströmung auszugleichen versucht. Dabei drängt im Winter die warme Luft aus dem Gebäude durch die Konstruktion ins Freie. Auf ihrem Weg durch die Wärmedämmung kühlt sie jedoch immer mehr ab, je weiter sie nach außen gelangt. Kalte Luft kann weniger Feuchtigkeit aufnehmen als warme so dass die in der warmen Luft mitgeführte gasförmige Feuchtigkeit schließlich als Tauwasser ausfällt. Dieses Tauwasser kann in der Konstruktion zu erheblichen Bauschäden führen. Statisch wirksamen Bauteile können verrotten und ihre Tragfähigkeit verlieren, ebenso fördert die Feuchtigkeit die Entstehung von gesundheitsschädlichem Schimmel.
Die Konsequenzen aus derartigen Bauschäden sind für das Bauwerk und die Gesundheit seiner Nutzer immens - auf der anderen Seite können sie durch sehr einfache Maßnahmen dauerhaft vermieden werden. Bei der Planung und Ausführung der Konstruktion ist lediglich darauf zu achten, dass Feuchtigkeit nicht in schädlichem Ausmaß in die Wärmedämmung eindringen kann, also dass der Luftstrom von innen nach außen begrenzt wird. Dies wird durch die Installation einer luftdichten Bauteilschicht auf der Innenseite der Wärmedämmung erreicht. Entscheidend für ihre Wirksamkeit ist größte Sorgfalt, sowohl bei der Planung als auch bei der Ausführung.
Luftdichtheit bedeutet nicht, dass der Innenraum hermetisch wie mit einer Plastiktüte von der Außenluft abgeschlossen ist. Die Luftdichtungsebene verhindert lediglich die Strömung, also die Konvektion von Luft, der Austausch von innen nach außen per Diffusion findet weiterhin statt.
Definition Luftdichtung und Überblick über die Auswirkungen mangelhafter Luftdichtung
Unter Luftdichtung versteht man den Schutz der Wärmedämmung in der Gebäudehülle vor eindringender Feuchtigkeit. Die Güte der Luftdichtheit bestimmt sich durch die Fugenfreiheit. Je mehr Fugen, bzw. Undichtheiten sich in der inneren Gebäudehülle, z.B. der Dampfbremse befinden, d.h. je undichter die Gebäudehülle ist, umso schlechter ist die Luftdichtung. Undichtheiten in der inneren Gebäudehülle haben große bauphysikalische Auswirkungen:
Datei:01 luftstroemung d 2.jpg Undichtheiten in der inneren Gebäudehülle haben große bauphysikalische Auswirkungen |
Innenraumluft, die durch Undichtheiten in der Dampfbremse nach außen strömt, transportiert viel Wärme und führt dadurch zu einem höheren Heizenergiebedarf. Auf ihrem Weg durch die Wärmedämmung kühlt die warme Luft ab und kondensiert an den Außenbauteilen. Die ausfallende Feuchtigkeit wird als Tauwasser bezeichnet und kann zu Schimmel führen. Undichtheiten in der inneren Gebäudehülle verschlechtern den Komfort für die Nutzer erheblich: Im Winter ist das Raumklima zu trocken, im Sommer reduziert sich der sommerliche Wärmeschutz. Undichtheiten verringern zudem den Schallschutz der Konstruktion.
Mit anderen Worten:
Eine gute Luftdichtung ist Voraussetzung dafür, dass die Wärmedämmung effektiv funktioniert, die Konstruktion bauschadensfrei bleibt und im Winter wie im Sommer ein angenehmes Wohn- bzw. Arbeitsklima erreicht wird.
Für eine gute Luftdichtung müssen die Überlappungen von Dampfbremsen mit Klebebändern verklebt und Fugen zu angrenzenden Bauteilen dauerhaft zuverlässig abgedichtet werden.
Versuchsaufbau zur Ermittlung der Auswirkungen von Fugen in der Gebäudehülle
Die Auswirkungen der mangelhaften Luftdichtheit wurden vom Fraunhofer Institut für Bauphysik in Stuttgart, Deutschland, in einer Messstudie 1989 untersucht und in verschiedenen Fachzeitschriften veröffentlicht (z.B. DBZ 12/89, Seite 1639ff):
Datei:02 Fuge 4.8 d.jpg Der Wärmeverlust über eine 1 mm breite Fuge ist enorm: Faktor 4,8 |
Geprüft wurde · die Wärmedämmwirkung und · der Feuchtedurchgang bei einer innen liegenden Dampfbremse zusammen mit einer Wärmedämmung aus Mineralwolle mit 14 cm Dämmstärke (das war der damalige Wärmedämmstandard in Deutschland). Als definierte Undichtheit wurden in der Mitte der 1 m² großen Dampfbremsfläche Fugen angelegt: 1 m lang und mit unterschiedlich Breiten: 1, 3, 5 und 10 mm. Die Fugen befanden sich nur in der Dampfbremse, nicht in der Wärmedämmung.
Für die Ermittlung der Wärmeverluste wurde eine Temperaturdifferenz von innen 20°C zu außen -10 °C hergestellt, für die Ermittlung der Feuchteströme eine Temperaturdifferenz von innen 20°C zu außen 0°C (um eine Vereisung der durchdringenden Wassermenge zu vermeiden).
Die Druckdifferenzen entsprachen mit 10, 20, 30 und 40 Pa denen, die typischerweise auf die Gebäudehülle einwirken können. Druckdifferenzen auf die Gebäudehülle entstehen sowohl thermisch bedingt, also durch den Temperaturunterschied von innen (warm) nach außen (kalt), als auch windbedingt durch Winddruck und Windsog. Eine Druckdifferenz von 20 Pa entsteht z.B. bei einem Außenklima von -10°C und Windstärke 3 oder von 0°C und Windstärke 4.
Zunächst wurden die beiden zu untersuchenden Größen – Wärmedämmwirkung und Feuchtedurchgang – mit der fugenfreien Dampfbremse bei den unterschiedlichen Druckdifferenzen gemessen. Anschließend untersuchte man die Konstruktion mit den verschiedenen Fugen, jeweils mit allen Druckdifferenzen.
Vorab sei gesagt: Die Messergebnisse waren alarmierend und schreckten seinerzeit die Fachwelt auf.
Luftdichtung – die Voraussetzung, dass die Wärmedämmung wirklich dämmt
Datei:03 Waermedurchg d.jpg Verschlechterung der Wärmedämmung bei unterschiedlich breiten Fugen |
Bei der Untersuchung der Wärmedämmwirkung der 14 cm dicken Wärmedämmung mit der fugenfreien Dampfbremse bestätigte der gemessene U-Wert den rechnerischen von 0,30 W/m²K.
Anschließend wurde die Wärmedämmung mit den unterschiedlich breiten Fugen bei den verschiedenen Druckdifferenzen gemessen.
Schon bei der kleinsten Fugebreite von 1 mm und der Druckdifferenz von 20 Pa ergab sich eine Reduzierung der Dämmwirkung um den Faktor 4,8. Das heißt, der Dämmwert der 14 cm dicken Wärmedämmung ist mit der geringen Undichtheit nicht mehr 0,30 W/m²K, sondern 1,44 W/m²K. Fugenbreiten von 3 mm ergaben Verschlechterungsfaktoren von 11.
Fazit: Undichtheiten in der Luftdichtungsebene, z.B. in der Dampfbremse, führen zu einer Reduzierung der Wärmedämmwirkung. Der Heizenergiebedarf und damit die CO2 Emissionen erhöhen sich um ein Mehrfaches.
Ökonomische Konsequenz
Ökonomisch spart man bei einer fehlerhaften oder gar fehlenden Luftdichtung mit der Wärmedämmung weitaus weniger Energie ein, als man erwartet. Die Rechnung für Heizenergie, sei es Öl, Gas, Elektrizität, Holz, Biomasse, Fernwärme, etc. ist viel höher als vorab kalkuliert. Das führt zu einer schlechten Rentabilität der Investition für die Wärmedämmmaßnahme. Hätte man sein Geld in eine andere Anlage investiert, hätte man einen besseren Ertrag erzielt.
Der Wert der Immobilie ist auch abhängig vom Energieverbrauch. Eine Immobilie mit hohen monatlichen Unterhaltungskosten hat einen geringeren Wert als eine Immobilie mit geringen monatlichen Kosten.
Wenn gar die Wärmedämmung so schlecht ist, dass das Gebäude bei starkem Frost oder starkem Wind nicht ausreichend beheizt werden kann, werden die elementaren Bedürfnisse von Menschen nach Schutz und Wärme nicht mehr befriedigt. Niemand möchte in kalten und zugigen Gebäuden wohnen oder arbeiten. Derart problematische Immobilien lassen sich als erste nicht mehr vermieten oder verkaufen und erfahren einen hohen Wertverlust.
Die Energiekosten haben sich in den letzten Jahren vervielfacht. Und die Verteuerung wird sich in den nächsten Jahren politisch bedingt (Nahost, Iran, Irak), bedarfsbedingt (Expansion in China, etc.) und naturbedingt (Naturkatastrophen, z.B. Hurrikans) weiter beschleunigen. Die Investition in eine gute Wärmedämmung, sei es beim Neubau oder bei der Sanierung/Modernisierung ist schon jetzt sehr lohnenswert und wird bei weiter steigenden Energiepreisen noch höhere Renditen abwerfen.
Die Energiekosten werden in Zukunft weiter steigen. Bei einem hohen Energiebedarf besteht die Gefahr, dass die Heizkosten von privaten Haushalten kaum mehr bezahlt werden können. Es ist natürlich denkbar, die Energiekosten durch Reduzierung der Raumtemperatur zu senken. Eine Temperaturreduzierung von 1 °C führt immerhin zu einer Verringerung des Heizenergiebedarfs, d.h. der Heizkosten um 6 %. Aus ökonomischer und ökologische Sicht ist es sicherlich sinnvoll, die Wohnraumtemperatur von 22 °C auf 20 °C zu senken. Die Reduzierung von 20 °C auf 10 °C, zur Kompensation der enormen Heizkosten, ist bestimmt nicht erstrebenswert.
Ökologische Konsequenzen
Wärmedämmungen mit einer schlechten Effizienz führen zu größeren CO2 Emissionen, die das Treibhausklima weiter beschleunigen. Wir können dazu den Begriff Umweltschutz erweitern: Es geht nicht nur darum, dass wir die Umwelt schützen, von der wir leben, die Ressourcen, die Bodenschätze oder die Nahrungsmittel. Es geht mittlerweile auch darum, dass wir uns vor den Auswirkungen des Klimawandels schützen müssen. Die Hurrikans im Herbst 2005 zeigten, zu welcher Zerstörungskraft entfesselte Naturgewalten fähig sind. Hunderttausende Wohnungen wurden zerstört, selbst Industrieanlagen waren monatelang nicht produktionsfähig.
Wirbelstürme, wie Hurricans, Zyklone, Taifune und Tornados saugen warme Luft von unten nach oben und kalte Luft von oben nach unten und sind so das Ventil für den Wärmeausgleich auf der Erde. Weitere Auswirkungen des Treibhausklimas sind ein erhöhter Meeresspiegel, der die Küstenstädte bedroht, verursacht durch das Abtauen der Eisflächen und die Vergrößerung des Wasservolumens bei höheren Wassertemperaturen. Zusätzlich sind mehr Dürren, Überschwemmungen, etc. zu erwarten.
Alles ist preiswerter als das Treibhausklima weiter zu forcieren. Wir brauchen intelligente Lösungen, um die bedrohlichen Entwicklungen aufzuhalten. Die Einsparung von Energie und damit von Treibhausgasen durch luftdichte Gebäudehüllen ist eine wichtige Maßnahme auf diesem Weg. In vielen Bereichen sind Lösungen bereits vorhanden, und müssen nun konsequent umgesetzt werden. Eine Aufgabe für unsere Generation.
Der Gebäudeenergiebedarf beträgt mehr als 40 % des Gesamtenergieverbrauchs
Über 40 % des jährlichen Weltenergiebedarfs wird zum Heizen und Kühlen von Gebäuden verbraucht und stellt so den größten Energieanteil, noch vor den Verbräuchen für Verkehr und Industrie dar. Mit effektiven Wärmedämmungen lässt sich der Energieverbrauch drastisch reduzieren. Für angenehme Wohnraumtemperaturen auch bei großer Kälte und windigem Außenklima benötigt man bei einem Passivhaus zum Heizen pro m² Wohnfläche nur 10 kWh (entsprechend 1 l Öl oder 10 m³ Gas). Neubauten in Deutschland mit gesetzlich vorgeschriebener luftdichten Gebäudehülle und Wärmedämmdicke verbrauchen ca. 60 kWh (entsprechend 6 l Öl oder 60 m³ Gas).Bei Gebäuden mit schlechter Luftdichtung und den daraus resultierenden Wärmeverlusten über die Fugen, ist ein Energieverbrauch von über 500 kWh (50 l Öl oder 500 m³ Gas) pro m² Wohnfläche keine Seltenheit.
Je kälter oder je windiger das Außenklima ist, umso größer sind die Auswirkungen einer mangelhaften Luftdichtheit für die Wärmedämmung und umso größer ist der Energieverbrauch. In Russland war der Winter 2005/2006 so kalt, dass die benötigten Energiemengen kaum mehr zur Verfügung gestellt werden konnten.
Nicht nur hohe Wärmedämmdicken sind entscheidend für die Energieeinsparung, sondern vor allem eine gute Luftdichtung. – Eine Wärmedämmung mit schlechter Luftdichtung ist in ihrer Wirkung stark reduziert.
Luftdichtung – die Voraussetzung für Bauschadensfreiheit
Datei:04 Fuge 1600 d.jpg Auch der Feuchteeintrag über eine 1 mm breite Fuge ist enorm: Faktor 1600 |
Bei der oben erwähnten Studie vom Fraunhofer Institut für Bauphysik wurde neben der Wärmedämmwirkung auch der Feuchteeintrag in die Konstruktion gemessen. Die Dampfbremse hatte einen Diffusionswiderstand sd von 30 m (mvtr von 150 MNs/g). Die Messung bestätigte den rechnerischen Feuchteintrag in die Konstruktion von 0,5 g/m². Auch bei diffusionsoffeneren Dampfbremsen mit einem sd Wert von 2 m (mvtr von 10 MNs/g) sind die Feuchtemengen für Konstruktionen problemlos.
Im zweiten Versuch wurde der Feuchteeintrag über die Fugen ermittelt. Die Ergebnisse waren alarmierend und erklärten so manchen Bauschaden:
Datei:05 Feuchtedurchg d.jpg Abhängigkeit des Feuchteeintrags von der Fugenbreite |
Bei der kleinsten Fuge von nur 1 mm Breite und 20 Pa Druckdifferenz betrug der Feuchtigkeitseintrag durch Konvektion (Luftströmung) 800 g/m Fuge pro Tag. Bei der Fugenbreite von 3 mm waren es 1700 g/m.
Der Feuchtigkeitseintrag führt an den Außenbauteilen zur Kondensation und bildet einen Wasserfilm, der die Diffusionsfähigkeit des Bauteils reduziert. Bei Frost bildet sich aus dem Wasserfilm eine diffusionsdichte Eisschicht. So kann ein diffusionsoffenes Bauteil auf der Außenseite zu einer diffusionsdichten Sperrschicht werden und zu einem noch höheren Tauwasserausfall in der Konstruktion führen.
Datei:06 maxLF0 d2.jpg Beim Abkühlen auf 0 °C kondensieren 3,85 g Wasser |
Datei:07 maxLF-10 d.jpg Beim Abkühlen auf -10 °C sogar 6,55 g Wasser |
Der Tauwasserausfall beim Abkühlen von Luft beginnt unterhalb des Taupunkts, der bei der „Norm“- Innenraumluft von 20 °C und 50 % relativer Feuchtigkeit bei 9,2 °C liegt.
Aus jedem Kubikmeter Luft, der in eine Konstruktion eindringt und auf 0 °C abkühlt kondensieren 3,85 g Wasser, bei Abkühlung auf -10°C Außentemperatur sind es sogar 6,55 g Wasser.
Folge von Feuchtigkeit in der Konstruktion: Schimmel
Feuchtigkeit in der Konstruktion führt schnell zu Schimmelbildung. Schimmel geht einher mit einer Zerstörung der Bausubstanz. Je nach Wassermenge und Konstruktionsweise kann es schon nach kurzer Zeit, evtl. aber auch erst nach mehreren Jahren zu Bauschäden kommen. Die Konstruktion muss dann aufwendig erneuert werden.
Gravierender als der finanzielle Schaden durch Schimmel ist jedoch die gesundheitliche Gefahr für die Menschen. Man unterscheidet Schimmelsporen und die sogenannten MVOC (microbial volatile organic compounds), die gasförmigen Ausscheidungen von Pilzen. Schimmelsporen gelten als der größte Allergieverursacher. Das Immunsystem kann grundlegend geschädigt werden, z.T. sogar irreparabel. Sporen und vor allem MVOC’s stehen im Verdacht, außerdem ein krebserregendes Potential zu haben.
Man weiß, dass man bei angeschimmeltem Brot nicht nur den Schimmelbefall abschneiden, sondern das Brot komplett wegwerfen sollte. Auch andere verschimmelte Nahrungsmittel wie Nüsse sollten gar nicht mehr gegessen werden. Der Magen hat durch seine Säure aber durchaus eine gewisse Abwehrkraft gegen diese Schadstoffe. Anders hingehen ist es, wenn Schimmelsporen und MVOC’s eingeatmet werden. Der Lunge fehlt ein wirkungsvoller Abwehrmechanismus. Sporen und MVOC’s haben ungehinderten Zugang in den Körper.
Die Folgen für die Gesundheit der Bewohner sind in der Regel nicht direkt zuzuordnen, denn der Krankheitsverlauf ist schleichend und diffus. Ein krankes Immunsystem äußert sich in vielfältiger Form.
Ursachen für die Abkühlung von Bauteilinnenoberflächen
Es macht für die Gesundheitsgefährdung keinen Unterschied, ob sich das Schimmelwachstum auf der Oberfläche der inneren Bauteilschichten zeigt oder „unsichtbar“ in der Konstruktion liegt. Der Schimmel innerhalb von Bauteilen ist potentiell sogar gefährlicher, da man ihn von außen nicht erkennt und Krankheiten nicht zuordnen kann.
Sichtbarer Schimmel ist erkennbar und kann beseitigt werden. Schimmel in der Konstruktion kann jahrelang, unter Umständen jahrzehntelang unerkannt bleiben und zu gravierenden Gesundheitsschädigungen führen.
Schimmel tritt nicht nur dann auf, wenn der Taupunkt unterschritten wird, d.h. Tauwasser ausfällt, sondern bereits dann, wenn die relative Luftfeuchtigkeit an der Grenzfläche der Bauteiloberfläche dauerhaft über 80 % liegt.
Datei:08 schimmel d.jpg Der schimmelkritische Bereich liegt bei der 50 % feuchter Raumluft bei 12,6 °C und bei 65 % feuchter Raumluft bei 16.5 °C |
Die Reduzierung der Oberflächentemperatur auf den Bauteiloberflächen kann durch Wärmebrücken oder durch mangelhafte Luftdichtung verursacht werden. Wärmebrücken kühlen das Gebäude aus wie Kühlrippen. Bei mangelhafter Luftdichtung dringt kalte Luft von außen ein, hinterströmt die inneren Bauteile (Gipsbauplatten oder Holzverkleidungen) und führt zur Absenkung der Oberflächentemperatur.
Je kälter und je windiger es draußen ist, umso mehr kühlen die inneren Bauteilschichten aus.
Je feuchter das Raumklima, umso höher die Taupunkt- und die Schimmelgrenztemperatur, bzw. umso schneller das Schimmelwachstum. Berechnet auf 20°C Lufttemperatur hat Luft mit 50 % relativer Luftfeuchtigkeit einen Taupunkt von 9,2 °C und Luft mit 65 % relativer Luftfeuchtigkeit einen Taupunkt von 13,2 °C. Der schimmelkritische Bereich liegt bei der 50 % feuchter Raumluft bei 12,6 °C und bei 65 % feuchter Raumluft bei 16.5 °C.
Thermografie zeigt niedrige Oberflächentemperatur durch Wärmebrücken und Undichtheiten
Datei:09 Balken color.jpg Balkendurchdringung in einer Außenwand |
Thermografiekameras zeigen die Oberflächentemperaturen von Bauteilen. Rote und weiße Flächen zeugen von hohen Oberflächentemperaturen. Blaue Flächen entsprechen niedrige Oberflächentemperaturen, an denen kalte Luft eindringt und zur Abkühlung der Bauteiloberflächen führt. Die Scala zeigt die Zuordnung der Temperaturen zur Farbe. Je blauer die Farbe, desto kühler die Oberfläche und um so größer die Gefahr der Schimmelbildung an der Oberfläche oder im Bauteil.
Datei:11 DFF color.jpg Dachflächenfenster |
Die Bilder zeigen deutlich, wie die kalte Luft an den Bauteilen entlang strömt und die Oberflächen abkühlt.
Datei:13 Ecke color.jpg Außenecke in einem Dachgeschosszimmer |
Luftdichtung – Voraussetzung für ein angenehmes Raumklima im Winter
Datei:15 raumluftfeuchte winter d.jpg Dringt kalte Winterluft durch Fugen in das Gebäude ein, entsteht trockenes Raumklima |
Datei:16 trockene raumluft d.jpg Erwärmt sich Luft von -10 °C und 80 % rel. LF auf +20 °C, hat sie nur noch eine rel. LF von 9,9 % |
Zu trockenes Raumklima im Winter entsteht aufgrund von schlechter Luftdichtung. Kalte Luft kann weniger Feuchtigkeit aufnehmen, als warme Luft. Dringt kalte Luft durch Fugen in der Konstruktion in das Gebäude ein, erwärmt sie sich. Gleichzeitig sinkt die relative Luftfeuchtigkeit.
Russland: In Zahlen: Luft von -10 °C kann maximal 2,1 g Wasser pro m³ Luft aufnehmen, Luft von +20 °C hingegen 17,3 g/m³. Bei 80 % relativer Luftfeuchtigkeit ist der Wassergehalt bei -10 °C noch 1,7 g/m³. Erwärmt man Luft von -10 °C und 80 % relativer Luftfeuchtigkeit auf +20 °C, hat sie nur noch eine relative Luftfeuchtigkeit von 9,9 % (1,7 g/m³ sind 9,9 % von 17,3 g/m³).
Irland: In Zahlen: Luft von 0 °C kann maximal 3,3 g Wasser pro m³ Luft aufnehmen, Luft von +20 °C hingegen 17,3 g/m³. Bei 80 % relativer Luftfeuchtigkeit ist der Wassergehalt bei 0 °C noch 2,64 g/m³. Erwärmt man Luft von 0 °C und 80 % relativer Luftfeuchtigkeit auf +20 °C hat sie nur noch eine relative Luftfeuchtigkeit von 15,3 % (2,64 g/m³ sind 15,3 % von 17,3 g/m³).
Je mehr kalte Luft durch Fugen in der Gebäudehülle in das Gebäude eindringt, umso trockener wird die Raumluft. In der Praxis sinkt die relative Luftfeuchtigkeit so auch unter 30 %. In diesen Fällen nützt es nicht viel, die Raumluft zu befeuchten. Sie wird immer wieder durch trockene Außenluft ersetzt. Erst wenn die Außentemperaturen wieder steigen, ist das Problem mit der trockenen Raumluft auf einmal verschwunden.
Datei:17 behaglichkeit d.jpg Behaglichkeitszone. Quelle: Sedlbauer, Breuer, Kaufmann, Institut für Bauphysik, Holzkirchen |
Zu trockene Raumluft reduziert nicht nur die Behaglichkeit, sondern muss auch unter gesundheitlichen Aspekten betrachtet werden. In trockenem Raumklima vermehren sich Viren und Bakterien deutlich schneller als in einem feuchten Raumklima. Dies führt bekanntermaßen zu häufigeren Erkältungskrankheiten. Zu trockene Raumluft behindert außerdem die Sauerstoffaufnahme und die Zellatmung und führt zu körperlichem Stress, zu Müdigkeit und geringerer Leistungsfähigkeit. Um an einem Arbeitsplatz die maximale Effektivität zu erreichen, sollte das Klima in der Behaglichkeitszone liegen:
Luftdichtung – Voraussetzung für ein angenehmes Raumklima im Sommer
Datei:18 sommer warm d.jpg Luftströmung durch Fugen möglich: Innenraum erwärmt sich sehr schnell |
Datei:19 sommer kuehl d.jpg Luftdichte Konstruktion: Innenraum erwärmt sich langsam |
Für den sommerlichen Wärmeschutz eines Bauteils sind die beiden bauphysikalischen Kenngrößen Phasenverschiebung und Amplitudendämpfung entscheidend. Die Phasenverschiebung beschreibt, wie viele Stunden die Wärme braucht, um von außen in das Gebäudeinnere zu gelangen. Werte von mehr als 10 Stunden gelten als komfortabel. Die Amplitudendämpfung drückt aus, wie hoch sich die Temperatur im Gebäudeinneren im Vergleich zu draußen erwärmt.
Beide Kenngrößen beruhen auf einem stationären Zustand, d.h. darauf, dass es im Bauteil keine Luftbewegung gibt. Der Wärmestrom kann erst dann die nächste Pore erwärmen, wenn die davor liegende Pore erwärmt wurde. Eine Luftbewegung in der Wärmedämmung infolge von Undichtheiten in der Gebäudehülle führen zu einem viel schnelleren Wärmetransport, da die Wärme nun durch Konvektion (Luftströmung) übertragen wird.
Überprüfung der Luftdichtheit
Mit der Blower Door und dem WINCON-Verfahren lassen sich Luftundichtigkeiten der Gebäudehülle aufspüren. Mit der Blower Door lassen sich zusätzlich genaue Volumenströme protokollieren, die auf einem angeschlossenen Laptop und einem automatisiertem Messablauf in einen normgerechten BlowerDoor-Prüfbericht übernommen und ausgewertet werden können.
Gesetze und Normen in Deutschland
Die Erkenntnisse über die Auswirkungen der Luftdichtheit wurden in Deutschland 1995 (6 Jahre nach Veröffentlichung der Messstudie des Instituts für Bauphysik) mit der 3. Wärmeschutzverordnung über die Luftdichtheit gesetzlich bindend und führten zur Vornorm der DIN 4108-7. Im Jahre 2000 folgten die Energieeinsparverordnung und die DIN 4108-7.
Während Normen Empfehlungscharakter haben und Mindestanforderungen beschreiben, sind Verordnungen gesetzlich bindend. Wenn die Mindestanforderungen an die Luftdichtheit nicht erreicht wird, muss nachgebessert werden. Das ist in der Regel extrem teuer. Sanierungskosten von mehr als 50.000 € sind keine Seltenheit.
Realisierung einer funktionierenden Luftdichtheit
Um eine funktionierende Luftdichtung zu erreichen, müssen die Dampfbremsen untereinander mit Klebebändern verbunden werden. Anschlüsse zu angrenzenden Bauteilen werden mit Luftdichtungsklebern dauerhaft zuverlässig hergestellt.
Datei:Verarbeitung DB+ Verklebung 01.jpg Verklebung der Bahnenüberlappungen mit Luftdichtungsklebeband |
Datei:Verarbeitung DB+ Drempel 02.jpg Anschluss an angrenzende mineralische Bauteile mit Luftdichtungskleber |
Klebebänder für Überlappungen von Dampfbremsen
Klebebänder für die Luftdichtung müssen
- eine hohe Anfangsklebekraft bei normalen Temperaturen
- eine hohe Anfangsklebekraft bei kalten Temperaturen
- eine sehr hohe Endklebekraft
- eine hohe Schälfestigkeit (AFERA 5001)
- eine hohe Scherfestigkeit
- eine hohe Wärmefestigkeit
- eine ausreichende Feuchtefestigkeit
- eine Dauerhaftigkeit von mehr als 30 Jahren
aufweisen.
Für die Klebekraft ist der Anpressdruck entscheidend. Würde man ein Klebeband einfach nur lose auflegen, würde sich keine feste Verbindung ergeben. Eine hohe Anfangsklebekraft ist wichtig, damit die Klebebänder nach dem Andrücken den Kontakt halten.
Eine hohe Anfangsklebekraft bei kalten Temperaturen ist erforderlich, da die Luftdichtung meist dann erstellt wird, wenn die Heizung noch nicht funktioniert.
Eine sehr hohe Endklebekraft ist nötig, damit die Verbindung auch dann sicher ist, wenn Spannungen auf die Verklebung wirken. Hierbei ist der Untergrund von besonderer Bedeutung. Untergründe werden nach FLiB eingeteilt in 2 Substratklassen: PE Folie und Holz. PE- Folien sollten eine Oberflächenspannung von mehr als 40 mN/m haben. Aber auch PE Folien mit nur 30 mN/m müssen sich noch sicher verkleben lassen. Holz sollte glatt, d.h. gehobelt oder geschliffen sein. Auf sägerauem Holz hat ein Klebeband keine gute Haftungsmöglichkeit.
Neben der Schälhaftung bei 180° (der typischen Klebebandkenngröße) und der Schälhaftung bei 90 ° ist vor allem eine hohe Scherkraft erforderlich. Sie drückt aus, wie gut sich das Klebeband mit dem Untergrund „verschweißt“.
Eine hohe Wärmefestigkeit gewährleistet, dass das Klebeband auch sicher funktioniert, wenn es höheren Temperaturen ausgesetzt wird. Dies kann in der Bauphase oder an Dachflächenfenstern der Fall sein.
Die Feuchtefestigkeit ist vor allem in der Bauphase wichtig. Nach Verputz und Estricharbeiten befindet sich sehr viel Feuchtigkeit im Gebäude. Klebebänder müssen auch unter diesen Bedingungen zuverlässig halten.
Datei:24 Intello Nass.jpg Nach Verputz und Estricharbeiten befindet sich sehr viel Feuchtigkeit im Gebäude |
Datei:25 Intello Nass Fenster.jpg Kondensatausfall an gedämmten Dachflächenfenster |
Die Dauerhaftigkeit ist eine der grundlegenden Eigenschaften der Klebebandverbindung. Gebäude stehen statistisch gesehen mindestens 30 Jahre, bevor sie umgebaut, saniert oder modernisiert werden. Diese Zyklen können aber auch durchaus länger sein. Versprödende Bestandteile, wie Harze sollten in Verbindungsmitteln also vermieden werden. Einfache Klebebänder, wie man sie zum Verkleben von Paketen verwendet, verspröden schon nach inigen Jahren. Im Baubereich angewendet würden sie die Luftdichtheit nicht dauerhaft sicherstellen und einfach abfallen.
Anschlüsse von Dampfbremsen an angrenzende Bauteile
Die Anschlüsse an angrenzende Bauteile werden mit Luftdichtungsanschlusskleber hergestellt. Wichtig ist, dass die Dampfbremse mit einer Schlaufe angeschlossen wird, um Bauteilbewegungen schadlos ausgleichen zu können. An die Haltbarkeit von Anschlussklebern werden die gleichen Ansprüche gestellt, wie bei Klebebändern.
Datei:Verarbeitung DB+ Drempel 02.jpg Anschluss Drempel mit Luftdichtungskleber |
Datei:26 9 1 2-1 160403.jpg Kleber auftragen und Dehnschlaufe herstellen |
Datei:Verarbeitung INTELLO Giebel 04.jpg Anschluss Giebelwand mit Luftdichtungskleber |
Datei:28 9 1 2-3 051202.jpg Kleber auftragen und Dehnschlaufe herstellen |
Dampfbremsen – bestimmend für die Sicherheit gegen Bauschäden
Bis in die 90er Jahre glaubte man, dass Dampfbremsen mit einem hohen Diffusionswiderstand den besten Schutz gegen Bauschäden bieten. Heute weiß man, dass Bahnen mit einem intelligenten Feuchtemanagement optimal dazu geeignet sind, Bauschäden sicher und dauerhaft zu vermeiden. Diese Dampfbrems- und Luftdichtungsbahnen haben einen feuchtevariablem Diffusionswiderstand und sind in der Lage, ihre Molekularstruktur zu verändern, das heißt: Sie sind im Winter diffusionsdicht und schützen die Konstruktion sicher vor Feuchteeintrag – im Sommer hingegen sind sie diffusionsoffen und ermöglichen maximale Austrocknung.
Lösungen für Energieeinsparung, Komforterhöhung und Kostenreduzierung
Der Baubereich ist weltweit der Sektor mit dem größten Ressourcenbedarf. Wir verbrauchen in unseren Volkswirtschaften zur Herstellung von Gebäuden die größten Mengen Primärenergie – das gleiche gilt für die Energiemenge bei der Nutzung. Wenn es uns beim Bauen gelingt, intelligente Lösungen umzusetzen, wenn es uns gelingt, uns bewusst mit den Baukonstruktionen und ihrer Bauphysik zu beschäftigen, können wir wie in keinem anderen Bereich unserer Gesellschaft Energie sparen und so die CO2 Emissionen und die Kosten für den Unterhalt der Gebäude reduzieren - und das ganze bei optimalem Komfort in Wohnungen und Arbeitsstätten.
Fazit
Die Wärmedämmung ist nur dann effektiv in Bezug auf Energieeinsparung, CO2 Emissionsreduzierung, Bauschadensfreiheit und Wohnkomfort, wenn die Gebäudehülle luftdicht ist. Luftdichtheit ist also die entscheidende Größe für eine Wärmedämmkonstruktion. Sie wird erreicht, wenn die Überlappungen der Dampfbremsen mit Klebebändern verklebt und Anschlüsse an angrenzende Bauteile mit Luftdichtungsanschlussklebern hergestellt werden.
Luftdichtheit erfordert einfache Maßnahmen und führt zu einem großen Ergebnis.
Weblinks
- Die deutschsprachige Wikipedia zum Thema „Luftdichtigkeit”
- pro clima Deutschland
- Erläuterungen zur Luft- und Winddichtheit
- Fachverband Luftdichtheit im Bauwesen e.V. - Bundesweite fachliche Dachorganisation