Dämmung und Feuchteschäden: Energetische Ziele und Bilanzierung

Wie verändern sich die Dämmeigenschaften durch Wasser?

In den bauphysikalischen Nachweisen zur Energieeinsparverordnung und zum Mindestwärmeschutz steht u.a. die Dimensionierung der Dämmstärken von Bauteilen im Vordergrund der Planung. Dies geschieht auf Grundlage des Bemessungswertes der Wärmeleitfähigkeit eines Materials. Zusätzlich müssen Nachweise zum Feuchteschutz mit Hilfe des Glasers-Verfahrens nach DIN 4108-3 Wärmeschutz und Energie-Einsparung in Gebäuden – Teil 3: Klimabedingter Feuchteschutz – Anforderungen, Berechnungsverfahren und Hinweise für Planung und Ausführung geführt werden, bedingt durch eine Anforderung als bauaufsichtlich eingeführte Norm.

Gallerie

Während pauschal im Wärmeschutz gesagt werden kann, dass nur eine trockene Dämmung eine funktionierende Dämmung ist, die die zugesagten Eigenschaften besitzt, kann es in der Anwendung der DIN 4108-3 zu einem zulässigen Ausfall von Tauwasser kommen. Dieser darf vorgegebene Grenzwerte während der winterlichen Tauperiode nicht überschreiten und muss unter sommerlichen Bedingungen in der Verdunstungsperiode komplett abgeführt werden. Insbesondere die Schichtenfolge von Dachaufbauten muss dementsprechend ausgeführt, der sd-Wert passend gewählt werden. Unter dämmtechnischen Gesichtspunkten ist dies eigentlich paradox, da gerade in den Wintermonaten die effektivste Dämmleistung notwendig ist, um die energetischen Ziele zu erfüllen. Die Dämmebene sollte daher unbedingt von Wasser freigehalten werden.

Wie verändern sich die Dämmeigenschaften durch Wasser?
Wasser besitzt grundsätzlich eine höhere Wärmeleitfähigkeit als Luft. Bei Dämmstoffen wird daher versucht, einen möglichst hohen Luftanteil in die Materialien einzubauen. Bei aufgeschäumten Produkten geschieht dies in Form von Poren. Durchlässige Materialien ohne Porenräume, wie zum Beispiel Dämmwollen, können im trockenen Zustand einen Luftanteil von bis zu 92% haben.

Bei den porigen Dämmstoffen muss zwischen solchen unterschieden werden, die geschlossenzellig sind, wie Schaumglas, und Materialien, deren Porenstruktur (teilweise) verbunden ist. Dies ist bei Kalzium-Silikatplatten oder Porenbetonen der Fall: Hier kann Feuchtigkeit auch durch Diffusion als Kappilarkondensation in das Material gelangen und dadurch ein tiefer liegender Porenraum aufgefeuchtet werden. Dies geschieht in Abhängigkeit zur vorhandenen Porenstruktur und -größe. Der Vorgang ist typisch für Baustoffe mit sorptiven Eigenschaften und tritt im Normalfall als Ausgleichsfeuchte auf, die in Abhängigkeit zur relativen Luftfeuchtigkeit gesehen werden muss.

Bei Dämmstoffen mit einem durchgehenden und offenen Porengefüge können durch den Feuchtetransport Schichten im Material feucht werden. Bei Schaumglas verhält es sich anders: Aufgrund des Produktionsverfahrens und der Stoffgrundlagen ist der Dämmstoff geschlossenzellig und somit diffusionsdicht. Dennoch müssen auch bei Schaumglas Schutzmaßnahmen gegen Feuchtigkeit getroffen werden; diese beschränken sich jedoch auf die angeschnittenen Flächen, die zu offenen Poren im Randbereich führen. Gelangt Wasser in den Bereich der angeschnittenen Poren, kann es durch den Frost-Tauwechsel zu einer Sprengung des Gefüges kommen, was langfristig zum Totalverlust der Dämmeigenschaft führen kann. Um dies zu verhindern, müssen die Dämmplatten allseitig mit Bitumen getränkt werden.

Bei einem sachgemäßen Einbau von Schaumglas kann also davon ausgegangen werden, dass keine Feuchtigkeit im Material auftritt. Bei offenporigen Dämmstoffen wie EPS oder Mineralwollen ist das jedoch möglich. Folglich sind hier konstruktive Maßnahmen durch Dampfbremsen oder Dampfsperren zum Schutz des Porengefüges bzw. der Lufträume zu treffen.

Für den Planer stellt sich regelmäßig die Frage, in welchem Umfang sich der energetische Wärmeschutz verschlechtert hat, wenn Wasser in die Dämmebene eingetreten ist.

(Abb.: Thomas Duzia, Wuppertal)
Untersuchungen des Forschungsinstituts für Wärmeschutz (FIW) aus München zeigten (vgl. Zöller, M. in db – deutsche bauzeitung 09.2013, S. 133), dass sich bei einem EPS-Dämmstoff, der stetig befeuchtet wurde, die Wärmeleitfähigkeit erhöhte. Im Zustand einer annähernd vollständigen Durchfeuchtung erreichte die Dämmung eine Wärmeleitfähigkeit von λ = 0,6 W/mK. Die Untersuchung zeigte weiterhin, dass sich bei 10 Vol.-% Wasser im Dämmstoff dessen Dämmfähigkeit halbierte. Die untersuchte, acht Zentimeter starke Dämmplatte wies damit in etwa die Dämmfähigkeit einer vier Zentimeter dicken, nicht durchfeuchteten Platte auf. So war die Dämmwirkung zwar nicht aufgehoben, entsprach aber auch nicht mehr den zugeschriebenen Eigenschaften.

Im Rahmen von Bauwerkssanierungen ist besonders zu bewerten und abzuwägen, ob die weitere Nutzung einer feuchten Dämmung sinnvoll ist. Auch wenn sich dadurch Investitionskosten senken lassen, sollte Planern und Bauherrn bewusst sein, dass die erhöhte Wärmeleitfähigkeit nicht nur einen größeren Heizbedarf nach sich zieht, sondern aus der Feuchtigkeit auch Risiken für die Konstruktion resultieren können, und es ggf. Einfluss auf das Tragverhalten der Konstruktion haben kann, wenn die ständigen Lasten dauerhaft erhöht sind.

Fachwissen zum Thema

Der Feuchteschutz spielt eine wesentliche Rolle, um einen funktionierenden Wärmeschutz zu gewährleisten

Der Feuchteschutz spielt eine wesentliche Rolle, um einen funktionierenden Wärmeschutz zu gewährleisten

Wärmeschutz

Aufgaben und Ziele von Wärme- und Feuchteschutz

Mit der Einführung der Wärmeschutzverordnung von 1977 erhielt das energiesparende Bauen Einzug in die Planung von Gebäuden. In den...

Aerogel

Aerogel

Wärmeschutz

Dämmstoffe in der Übersicht

Dämmstoffe haben die Aufgabe, die Wärmeübertragung durch Bauteile zu reduzieren. Bei der Auswahl des geeigneten Dämmstoffs spielen...

Übersicht einiger üblicher Dämmstoffe für unterschiedliche Anwendungsbereiche

Übersicht einiger üblicher Dämmstoffe für unterschiedliche Anwendungsbereiche

Wärmeschutz

Dämmstoffe: Eigenschaften, Anwendungen, Kennwerte

Wichtiger Bestandteil des energieeffizienten Bauens und Wärmeschutzes sind die Dämmstoffe. Die Rohdichten [kg/m³] und die daraus...

Die Berechnung im Glaser-Verfahren zur Bewertung eines möglichen Tauwasserausfalls im Bauteil geht von stationären Randbedingungen in der winterlichen Tauperiode von Dezember bis Februar aus.

Die Berechnung im Glaser-Verfahren zur Bewertung eines möglichen Tauwasserausfalls im Bauteil geht von stationären Randbedingungen in der winterlichen Tauperiode von Dezember bis Februar aus.

Feuchteschutz

Normativer Rechenweg: Randbedingungen

Die Berechnung im Glaser-Verfahren zur Bewertung eines möglichen Tauwasserausfalls im Bauteil geht von stationären Randbedingungen in der winterlichen Tauperiode von Dezember bis Februar aus.

Wärmetransportmechanismen in einem porösen Baustoff

Wärmetransportmechanismen in einem porösen Baustoff

Wärmeschutz

Wärmetransportmechanismen

Die treibende Kraft des Wärmetransportes ist der Temperaturunterschied zwischen zwei Bereichen. Dabei gilt, dass der Wärmestrom...

Kontakt Redaktion Baunetz Wissen: wissen@baunetz.de

Baunetz Wissen Boden sponsored by:
Deutsche FOAMGLAS®  | www.foamglas.com
Zum Seitenanfang

Anforderungen und Ziele des Feuchteschutzes

Verschiedene Einwirkungen von Feuchtigkeit auf ein Gebäude

Verschiedene Einwirkungen von Feuchtigkeit auf ein Gebäude

Ein zentraler Aspekt der Planung ist der Schutz des Bauwerks vor Wasser, denn es bildet die Grundlage für bauliche, energetische oder hygienische Mängel.

Dämmung und Feuchteschäden: Energetische Ziele und Bilanzierung

Bauteilöffnung zur Ermittlung der Dämmstärke und Überprüfung eventueller Feuchtigkeit

Bauteilöffnung zur Ermittlung der Dämmstärke und Überprüfung eventueller Feuchtigkeit

Wie verändern sich Dämmeigenschaften durch Wasser? Bei Bauwerkssanierungen gilt es abzuwägen, ob die weitere Nutzung einer feuchten Dämmung sinnvoll ist:

Konstruktive Feuchteschutzmaßnahmen

Die Grundlage zur Festlegung der Exposition von Fassaden bildet die DIN 4108-2 zum klimabedingten Feuchteschutz, der eine wesentliche Grundlage des Wärmeschutzes bildet.

Die Grundlage zur Festlegung der Exposition von Fassaden bildet die DIN 4108-2 zum klimabedingten Feuchteschutz, der eine wesentliche Grundlage des Wärmeschutzes bildet.

Der Feuchteschutz muss durch konstruktive Maßnahmen am Bauwerk sichergestellt sein. Dies geschieht auf Grundlage diverser Normen und Richtlinien zu den einzelnen Bauteilen, die dem Wasser ausgesetzt sind.

Regenschutz im Hochbau nach DIN 4108-3

Die Grundlagen für Außenwände, die einer Schlagregenbeaufschlagung unterliegen, behandelt die DIN 4108-3: Wärmeschutz und Energie-Einsparung in Gebäuden – Klimabedingter Feuchteschutz.

Die Grundlagen für Außenwände, die einer Schlagregenbeaufschlagung unterliegen, behandelt die DIN 4108-3: Wärmeschutz und Energie-Einsparung in Gebäuden – Klimabedingter Feuchteschutz.

Grundsätzlich soll kein Wasser in die Bauwerkskonstruktion eindringen, da hieraus Schäden und Nutzungseinschränkungen resultieren. Es sind daher planerische Vorkehrungen zu treffen.

Luftfeuchte und Wasserdampfdiffusion

Schimmelpilzbefall in einem Wohnraum an einer dreidimensionalen Außenecke: Der Ausfall von Kondensat auf den kalten Oberflächen bildete die Grundlage für den Pilzbefall

Schimmelpilzbefall in einem Wohnraum an einer dreidimensionalen Außenecke: Der Ausfall von Kondensat auf den kalten Oberflächen bildete die Grundlage für den Pilzbefall

Warme Luft kann wesentlich mehr Wasser an sich binden als kalte Luft. Im Umkehrschluss muss Luft, die abgekühlt wird, auch immer direkt Wasser freigeben.

Stoffeigenschaften und Wasserdampfdiffusionswiderstand

In den Normen zum Wärme- und Feuchteschutz sind im Regelfall zwei µ-Werte für Baustoffe aufgeführt: einer für den feuchten und einer für den trockenen Zustand des Baustoffes.

In den Normen zum Wärme- und Feuchteschutz sind im Regelfall zwei µ-Werte für Baustoffe aufgeführt: einer für den feuchten und einer für den trockenen Zustand des Baustoffes.

In den Normen zum Wärme- und Feuchteschutz sind im Regelfall zwei µ-Werte für Baustoffe aufgeführt: einer für den feuchten und einer für den trockenen Zustand des Baustoffes.

Sd-Wert

Bei mehrschichtigen Bauteilen wird der sd-Wert für das Bauteil schichtenweise ermittelt und addiert.

Bei mehrschichtigen Bauteilen wird der sd-Wert für das Bauteil schichtenweise ermittelt und addiert.

Durch den Bezug der tatsächlichen Bauteilstärke m zu der wasserdampfdiffusionsäquivalenten Luftschichtdicke wird der sd-Wert ermittelt.

Normativer Rechenweg: Randbedingungen

Die Berechnung im Glaser-Verfahren zur Bewertung eines möglichen Tauwasserausfalls im Bauteil geht von stationären Randbedingungen in der winterlichen Tauperiode von Dezember bis Februar aus.

Die Berechnung im Glaser-Verfahren zur Bewertung eines möglichen Tauwasserausfalls im Bauteil geht von stationären Randbedingungen in der winterlichen Tauperiode von Dezember bis Februar aus.

Die Berechnung im Glaser-Verfahren zur Bewertung eines möglichen Tauwasserausfalls im Bauteil geht von stationären Randbedingungen in der winterlichen Tauperiode von Dezember bis Februar aus.

Feuchteschutz durch Luftdichtheit

Schematische Darstellung zur Festlegung der raumseitigen Luftdichtheitsebene zur Abstimmung von planerischen Schnittstellen

Schematische Darstellung zur Festlegung der raumseitigen Luftdichtheitsebene zur Abstimmung von planerischen Schnittstellen

Bei einem Luftdichtheitskonzept stehen besonders die Anschlüsse und Übergänge verschiedener Bauteile im Mittelpunkt der Planung.

Tauwasser auf/in Bauteilen

Unter besonderen winterlichen Bedingungen kommt es bei Fenstern zu einem Tauwasserausfall: Ursache kann unzureichendes Heiz- und Lüftungsverhalten der Bewohner/Nutzer sein oder der umlaufende Glasrandverbund, der eine wärmetechnische Schwachstelle in einer hochgedämmten Glastafel bildet

Unter besonderen winterlichen Bedingungen kommt es bei Fenstern zu einem Tauwasserausfall: Ursache kann unzureichendes Heiz- und Lüftungsverhalten der Bewohner/Nutzer sein oder der umlaufende Glasrandverbund, der eine wärmetechnische Schwachstelle in einer hochgedämmten Glastafel bildet

Wie lässt sich die bauphysikalische Qualität eines Bauteils bewerten, welche Eigenschaften und Prozesse spielen dabei eine Rolle?

Schäden durch Tauwasser

Der Ausfall von Tauwasser ist häufig die Folge von bauphysikalischen und konstruktiven Mängeln, aber auch das Nutzerverhalten kann die Grundlage von Tauwasserschäden bilden.

Tauwasser und Glaser-Verfahren

Temperaturverteilung in einer Außenwand mit einer hinterlüfteten Vorsatzschale

Temperaturverteilung in einer Außenwand mit einer hinterlüfteten Vorsatzschale

Kernstück des rechnerischen Nachweisverfahrens der DIN 4108-3 zum Feuchteschutz ist das sogenannte Glaser-Verfahren. Doch nur mit einem ganzheitlichen feuchtetechnischen Konzept lassen sich die Anforderungen gewährleisten.

Nachweisfreie Konstruktionen des Feuchteschutzes

Beispiel: Außenwände, die als ein- oder zweischaliges Mauerwerk nach DIN 1053-1 erstellt werden, müssen nicht mittels eines rechnerischen Nachweises zum Tauwasserausfall nachgewiesen werden, wenn ein ausreichender Wärmeschutz vorliegt.

Beispiel: Außenwände, die als ein- oder zweischaliges Mauerwerk nach DIN 1053-1 erstellt werden, müssen nicht mittels eines rechnerischen Nachweises zum Tauwasserausfall nachgewiesen werden, wenn ein ausreichender Wärmeschutz vorliegt.

Bei einigen in der DIN 4108-3 beschriebenen Konstruktionen ist kein Nachweis zum Tauwasserausfall notwendig - u.a. Wände in Massivbauweise und mit Innendämmung, Holzfachwände, erdberührende Wände und verschiedene Dachkonstruktionen.

DIN 4108-3: Die Grenzen der Anwendbarkeit im Feuchteschutz

Beispiel einer Bewertung zum Glaserverfahren nach dem alten Rechengang aus der DIN 4108-3 von 2001

Beispiel einer Bewertung zum Glaserverfahren nach dem alten Rechengang aus der DIN 4108-3 von 2001

Es handelt sich um eine der wenigen bauaufsichtlich eingeführten Normen. Deren Vorgaben sind im Zuge der Planung anzuwenden, die Nachweise bereits im Bauantragsverfahren nachzuweisen.

DIN 18533 – erdberührte Bauteile

DIN 18533 – erdberührte Bauteile

Die Regelungen der erdberührenden Bauteile, die in der veralteten DIN 18195 Teile 4, 5 und 6 festgelegt waren, sind seit Juli 2017...

DIN 18534 – Innenräume richtig abdichten

DIN 18534 – Innenräume richtig abdichten

Die Norm kommt bei der Planung, Wartung und Konservierung von Boden- und Wandflächen beispielsweise in Duschanlagen, Badezimmern und gewerblichen Küchen zur Anwendung.

Dachabdichtungsnorm DIN 18531

Dachabdichtungsnorm DIN 18531

Gemeinsam mit der Norm DIN 18195: Abdichtung von Bauwerken - Begriffe wurde die DIN 18531 im Juli 2017 neu definiert. Beschränkte...

Wärmebrückenfrei bauen

Thermische, bauphysikalische und ausführungsbedingte Wärmebrücken sicher vermeiden – mit dem Wärme-dämmelement FOAMGLAS PERINSUL

Partner-Anzeige