Sanierung eines Einfamilienhauses
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Sanierung eines Einfamilienhauses
Technikerarbeit 2006 Sanierung eines Einfamilienhauses Rheinische Akademie Köln e.V. (Berufskolleg) Fachschule für Technik Vogelsanger Str. 295 – 50825 Köln Betreuender Fachlehrer: Architekt H. Henkel Betreuender Kommunikationslehrer: R. Bräuer von Oliver Bathen und Bernd Schrepfermann Köln im Februar 2006 I Inhaltsverzeichnis Abkürzungs- und Symbolverzeichnis………………………………...............IV Abbildungsverzeichnis……………………………………………………………V Tabellenverzeichnis……………………………………………………...............VI Vorwort……………………………………………………………………………….7 Energieeffiziente Gebäudesanierung 1. 2. Einleitung................................................................................................ 10 Bestandsaufnahme und Schadensanalyse ......................................... 13 2.1. Allgemeine Gebäudebeschreibung ............................................................15 2.2. Bauwerksbegehung....................................................................................16 2.3. Kellergeschoss ...........................................................................................17 2.3.1. Bodenplatte .........................................................................................17 2.3.2. Außenwände .......................................................................................18 2.4. Erdgeschoss ..............................................................................................20 2.4.1. Außenwände .......................................................................................20 2.5. Dachgeschoss............................................................................................22 2.5.1. Dachgauben........................................................................................22 2.5.2. Oberste Geschossdecke.....................................................................23 2.6. Flachdach/Dachterrasse ............................................................................24 2.7. Fenster und Rollladenkästen......................................................................26 2.7.1. Fenster ................................................................................................26 2.7.2. Rollladenkästen...................................................................................28 2.8. Fazit ...........................................................................................................29 3. Bauphysikalische Untersuchungen ..................................................... 30 3.1. Allgemein ...................................................................................................30 3.2. Begriffe und Symbole .................................................................................31 3.2.1. Homogene Bauteile.............................................................................31 3.2.2. Inhomogene Bauteile ..........................................................................34 3.3. U-Wert Berechnungen................................................................................36 3.3.1. Bestand ...............................................................................................37 3.3.1.1. Bodenplatte..................................................................................37 3.3.1.2. Außenwand KG............................................................................37 3.3.1.3. Außenwand EG............................................................................38 3.3.1.4. Flachdach/Dachterrasse ..............................................................38 3.3.1.5. Dachgaube ( Wange) ...................................................................39 3.3.1.6. Dachgaube (Decke) .....................................................................40 3.3.1.7. Oberste Geschossdecke..............................................................41 II 3.3.1.8. Fenster und Rollladenkästen .......................................................42 3.3.2. Sanierung............................................................................................43 3.3.2.1. Bodenplatte..................................................................................43 3.3.2.2. Außenwand KG............................................................................43 3.3.2.3. Außenwand EG............................................................................44 3.3.2.4. Flachdach/Dachterrasse ..............................................................44 3.3.2.5. Dachgauben (Wange) ..................................................................45 3.3.2.6. Dachgaube (Decke) .....................................................................46 3.3.2.7. Oberste Geschossdecke..............................................................47 3.3.2.8. Fenster und Rollladenkästen .......................................................48 3.4. Fazit ...........................................................................................................49 4. Konstruktive Lösungen......................................................................... 51 4.1. 4.2. 4.3. 4.4. 4.5. 4.6. 4.7. 4.8. Bodenplatte ................................................................................................52 Außenwände KG ........................................................................................54 Außenwände EG ........................................................................................56 Oberste Geschossdecke ............................................................................58 Flachdach/Dachterrasse ............................................................................59 Dachgauben...............................................................................................61 Fenster und Rollladenkästen......................................................................62 Fazit ...........................................................................................................63 Schimmelpilzsanierung 5. Einleitung................................................................................................ 65 6. Bestandsaufnahme................................................................................ 66 6.1. Orientierende Bauwerksbegehung .............................................................66 6.2. Schadensaufnahme ...................................................................................67 6.2.1. Fotografische und schriftliche Darstellung der Feuchteschäden im Erdund Dachgeschoss..............................................................................67 7. Nachweis der Feuchtigkeit im Kellergeschoss................................... 73 7.1. Prüfmethode...............................................................................................73 7.1.1. Erläuterung der digitalen Anzeige „Hydromette UNI 2“ .......................74 7.1.2. Darstellung der Umrechnungstabelle ..................................................74 7.2. Feuchtemessung einzelner Bauteile im Kellergeschoss ............................75 7.3. Nachweis zur Vermeidung von Schimmelpilz.............................................77 8. Schutz des Gebäudes vor aufsteigender Feuchtigkeit ...................... 79 8.1. Elektroosmose-Verfahren...........................................................................79 8.2. Mauerentfeuchtungsanlage........................................................................80 8.3. Das Seilsägeverfahren ...............................................................................81 9. Schimmelpilzbefall in Innenräumen von Wohngebäuden ................. 82 9.1. Grundsätzliches..........................................................................................82 9.1.1. Definition „Schimmelpilz“.....................................................................82 9.1.2. Größe der Schimmelpilzsporen...........................................................83 III 9.1.3. Gründe für die Entstehung von Schimmelpilzen .................................83 9.2. Verbreitung von Schimmelpilzen ................................................................84 9.2.1. Lebensbedingungen der Schimmelpilze .............................................84 9.3. Vorbeugende Maßnahmen gegen Schimmelpilzbefall ...............................85 9.3.1. Bauseitige Maßnahmen ......................................................................85 10. Gesundheitsrisiken durch Schimmelpilze........................................... 87 10.1. Allergische Reaktionen beim Menschen ....................................................88 10.2. Das Immunsystem des menschlichen Körpers ..........................................88 11. Untersuchung einer Schimmelpilzprobe ............................................. 89 11.1. Arten der Probennahmen ...........................................................................89 11.2. Vorgehensweise bei der Probennahme .....................................................89 11.2.1. Makroskopische Betrachtung ..............................................................90 11.2.2. Anzucht der Proben auf Nährböden....................................................90 11.2.3. Entnahme der Probe aus dem Nährmedium .......................................91 11.2.4. Mikroskopische Betrachtung ...............................................................92 11.3. Auswertung der Untersuchung ...................................................................93 11.3.1. Definition “Aspergillus fumigatus”........................................................94 11.3.2. Vorkommen und Verbreitung ..............................................................94 12. Durchführung der Schimmelpilz - Sanierung...................................... 95 12.1. Ursachenbeseitigung..................................................................................95 12.2. Verwendung von Fungiziden......................................................................96 12.3. Gefährdungsabschätzung ..........................................................................96 12.4. Sanierungskontrollen..................................................................................97 12.5. Vorgehen, wenn eine Ursachenbehebung vorübergehend nicht ................... möglich ist ..................................................................................................97 12.6. Prävention von Schimmelpilzbefall.............................................................98 13. Ermittlung der Sanierungskosten ...................................................... 100 13.1. Vorbemerkungen......................................................................................100 13.2. Sanierungskosten Terrasse .....................................................................101 13.3. Sanierungskosten Kellergeschoss, Außen- und Innenwände ..................103 13.3.1. Alternativangebot (Mauerwerksabdichtung) der................................104 Fa. „AQUAMAT©“ ..............................................................................104 13.4. Sanierungskosten „Horizontalsperre“ .......................................................105 13.5. Sanierungskosten Estrichbelag im Kellergeschoss ..................................106 13.6. Angebot Gerüststellung............................................................................107 13.7. Wärmedämmverbundsystem (WDVS) .....................................................108 13.8. Wärmedämmung Decke über 1.OG .........................................................109 13.9. Aufstellung der Sanierungskosten............................................................100 14. Schlusswort .......................................................................................... 112 Literaturverzeichnis……………………………………………………..............VII Eidesstattliche Erklärungen…………………………………………................IX Anhang……………………………………………………………………..............XI IV Abkürzungs- und Symbolverzeichnis Abb. bzw. ca. cm d DG DIN e.V. EG EN EnEG EnEV EP EPS Fa. GP ISO K KG m m² mm OKFFB QL R s. U u.a. vgl. W WDVS WSchV XPS z.B. ∆Θ Θ λ % Abbildung beziehungsweise circa Zentimeter Dicke Dachgeschoss Deutsches Institut für Normung e.V. eingetragener Verein Erdgeschoss Euronorm Energieeinsparungsgesetz Energieeinsparverordnung Einheitspreis Expandierbares Polystyrol Firma Gesamtpreis International Organisation of Standardization Kelvin Kellergeschoss Meter Quadratmeter Millimeter Oberkante Fertiger Fußboden Wärmemenge Wärmedurchlasswiderstand siehe Wärmedurchgangskoeffizient unter anderem Vergleiche Watt Wärmedämmverbundsystem Wärmeschutzverordnung Extrudiertes Polystyrol zum Beispiel delta-theta (Temperaturunterschied) theta Lambda Prozent V Abbildungsverzeichnis Abbildung 1: Wärmeverluste einer Einfamiliendoppelhaushälfte ..............................10 Abbildung 2: Sanierungsobjekt Ansicht ....................................................................15 Abbildung 3: Eindringende Feuchtigkeit (Dachgaube)..............................................16 Abbildung 4: Aufbau Bodenplatte .............................................................................17 Abbildung 5: Aufbau Kelleraußenwand ....................................................................18 Abbildung 6: Eindringende Feuchtigkeit (Kelleraußenwand) ....................................19 Abbildung 7: Bodenfeuchte/nichtstauendes Sickerwasser (DIN 18195-4)................19 Abbildung 8: Aufbau Außenwand EG .......................................................................20 Abbildung 9: geometrische Wärmebrücke (EG) .......................................................21 Abbildung 10: Schnitt Schleppgaube (schematisch).................................................22 Abbildung 11: Aufbau oberste Geschossdecke ........................................................23 Abbildung 12: Aufbau Flachdach/Dachterrasse........................................................24 Abbildung 13: Wandanschluß Dachterrasse.............................................................25 Abbildung 14: Schwingflügelelement EG..................................................................26 Abbildung 15: Glasbausteinelement EG ...................................................................27 Abbildung 16: Rollladenkasten Dachgaube ..............................................................28 Abbildung 17: Wärmegedämmtes Fenstersystem (Schüco Royal S 70.HI)..............47 Abbildung 18: Aufbau Bodenplatte saniert ...............................................................52 Abbildung 19: Abdichtung/Aufbau Bodenplatte; Vertikalabdichtung/Perimeterdämmung............................................53 Abbildung 20: Aufbau Kelleraußenwand (saniert) ....................................................54 Abbildung 21: Aufbau Außenwand EG (saniert) .......................................................56 Abbildung 22: Traufanschluss WDVS.......................................................................57 Abbildung 23: Aufbau oberste Geschossdecke (saniert)..........................................58 Abbildung 24: Aufbau Flachdach/Dachterrasse (saniert) .........................................59 Abbildung 25: Detail Wandanschluss Dachterrasse (saniert) ...................................60 Abbildung 26: Aufbau Dachgaubenwange saniert....................................................61 Abbildung 27: Anschluss Fenster/Rollladenkasten...................................................62 Abbildung 28: Schimmelpilzbefall durch undichtes Flachdach .................................67 Abbildung 29: Verkleidung der Schadensstelle mit Spanplatten...............................68 Abbildung 30: Schimmelpilzbefall mit Farbe überstrichen ........................................69 Abbildung 31:Schimmelpilzbefall mit Gipsputz überzogen .......................................70 Abbildung 32: Schimmelpilzbefall an dem Jalousienkasten, 1. OG, Kinderzimmer ..71 Abbildung 33: Schimmelpilzbefall an dem Jalousienkasten im 1. OG, Flur ..............71 Abbildung 34: Schimmelpilzbefall am Dachstuhl ......................................................72 Abbildung 35: Messgerät, Hydromette, UNI 2, Fa. GANN ........................................73 Abbildung 36: Feuchtemessung Kellergeschoss, Heizungskeller, 10 cm ü.OK FFB 75 Abbildung 37: Feuchtemessung Kellergeschoss, Heizungskeller, 1,00m ü.OK FFB76 Abbildung 38: Funktionsweise Elektroosmose .........................................................79 Abbildung 39: AQUAMAT©, Mauerentfeuchtungsanlage .........................................80 Abbildung 40: Anzucht der Schimmelpilzprobe auf Nährmedien (Agar) ...................90 Abbildung 41: Entnahme einer Schimmelpilzprobe aus dem Stärkeagar .................90 Abbildung 42: Vorbereitung der mikroskopischen Betrachtung ................................91 Abbildung 43: mikroskopische Untersuchung...........................................................92 Abbildung 44: „Aspergillum fumigatus“ .....................................................................92 VI Tabellenverzeichnis Tabelle 1: Wärmeübergangswiderstände Rsi (Bemessungswerte) ..........................32 Tabelle 2: Wärmeübergangswiderstände Rse (Bemessungswerte) .........................32 Tabelle 3: Wärmedurchlasswiderstand Ru ...............................................................33 Tabelle 4: Soll-Ist-Vergleich der R- und U-Werte......................................................48 Tabelle 5: Umrechnungstabelle ................................................................................74 7 Vorwort Bei der Entstehung des Themas der Projektarbeit im Herbst 2005 spielten für uns, Bernd Schrepfermann und Oliver Bathen, folgende Kriterien eine ausschlaggebende Rolle: Das Projektthema sollte eine gewisse Durchführbarkeit besitzen und praxisnah sein. Weiterhin standen für uns die Aktualität sowie der Realitätsbezug im Vordergrund. Im Zuge dieser Überlegungen ergab sich die Situation, dass uns ein Bekannter über sein neu erstandenes Eigenheim berichtete. Dieses hatte er kurz zuvor käuflich erworben. Er beschrieb uns diverse Feuchtigkeitsschäden im Gebäude und erklärte sein Vorhaben, die betroffenen Bauteile zu sanieren. Dabei standen für ihn Maßnahmen im Vordergrund, bei denen die anfallenden Sanierungskosten durch in Eigenleistung erbrachte Arbeiten reduziert werden können. Bei dem Objekt handelt es sich um eine Einfamiliendoppelhaushälfte aus dem Jahre 1957 mit einem rückwärtigen Anbau aus dem Jahre 1974. Eindringende Feuchtigkeit und Schimmelpilzbildung ließen sich im Bereich der Kelleraußenwand, der Dachgauben und im Anschlussbereich der Dachterrasse über dem angebauten Wohnzimmer feststellen. In etwa 80% aller Wohngebäude sind vor 1979 erbaut1. Als Folge des vom Bundestag 1976 beschlossenen Energieeinsparungsgesetzes (EnEG) wurde 1977 die Verordnung über einen energiesparenden Wärmeschutz (WSchV) eingeführt. Somit steht in den nächsten 20 Jahren für 50 % des Wohnungsbestandes (ca. 19 Mio. Wohneinheiten) das Thema Sanierung an oberster Stelle2. Durch unser Studium an der Rheinischen Akademie e.V. zum staatlich geprüften Hochbautechniker mit dem entsprechenden Fachwissen ausgestattet, machten wir dem Eigentümer das Angebot, ein kostenloses Sanierungskonzept bezüglich des Wärme- und Feuchteschutzes zu erstellen. 1 Vgl. www.neh-im-bestand.de, Niedrigenergiehausbroschüre der Deutschen Energie Agentur, S. 2, 09.02.2006 2 Vgl. ebd. S. 2 8 Durch die Einwilligung des Eigentümers stand uns somit ein Objekt zur Verfügung, dass mit unseren Auswahlkriterien übereinstimmte und zudem eine Untersuchung am „lebenden“ Objekt ermöglichte. Die Zielsetzung unserer Projektarbeit soll zum einen die energieeffiziente Gebäudesanierung im Zusammenhang mit dem Wärme- und Feuchteschutz und der Bauwerksabdichtung sein, zum anderen wollen wir die Ursachen und die Entstehung von Schimmelpilzbildung sowie die Auswirkungen auf den menschlichen Organismus darstellen. Abschließend erfolgt eine Kostenermittlung. Dabei entstand folgende Aufgabenverteilung: Oliver Bathen: Bestandsaufnahme und Schadensanalyse Bauphysikalische Berechnungen Konstruktive Lösungen Bernd Schrepfermann: Schimmelpilzbefall in Innenräumen Ermittlung der Sanierungskosten Die Projektarbeit soll keinen umfassenden Sanierungsplan des Gebäudes darstellen. Die Arbeit konzentriert sich vielmehr auf die Beseitigung der die Bausubstanz angreifenden Feuchteschäden und deren Auswirkungen sowie Möglichkeiten der Energieeinsparung durch konstruktive Verbesserung der Gebäudehülle bezüglich des Wärmeschutzes und deren bauphysikalischen Berechnungen. Die durch Instandhaltungsrückstau im Gebäude vorhandenen zusätzlichen Schäden sollen nicht Bestandteil dieser Arbeit sein. Energieeffiziente Gebäudesanierung Ausgearbeitet von Oliver Bathen Einleitung 1. 10 Einleitung Der Begriff „Sanierung“ hat in seinem lateinischen Ursprung die Bedeutung „Heilung“. Im deutschen bezieht sich der Begriff ausschließlich auf Gegenstände und beschreibt „einen Prozess, der eine Sache oder Struktur erneuert, vervollständigt und/oder wieder funktionstüchtig macht.“3 Auf das Bauwerk bezogen bedeutet die Sanierung die Wiederherstellung der Nutzbarkeit eines Bauwerks, welches unbewohnbar ist oder nur unter schlechten Umständen genutzt werden kann. Die Unbewohnbarkeit eines Bauwerks bedeutet, eine durch unzureichenden Wärmeschutz und defekte Bauteile hervorgerufene Schädigung, die von den Bewohnern meist erst weit nach Entstehungszeitpunkt erkannt wird oder erkannt werden kann. Untrügliche Anzeichen für einen dringenden Sanierungsbedarf sind durchfeuchtete Kellerwände, feucht-kalte Außenwände, erhöhte Heizkosten, Unbehaglichkeit und Schimmelpilzbildung. Diese Schäden können auch durch ein geändertes Lüftungsverhalten nicht mehr beseitigt werden. Abbildung 1: Wärmeverluste einer Einfamiliendoppelhaushälfte Dach 15 – 20% Heizung 30 – 35% Wand 20 – 25 % Fenster 20 – 25% Lüftung 10 – 20% Boden 5 – 10% Quelle: eigene Darstellung/“Altes Haus wieder jung“(Energieagentur NRW)4 3 4 vgl. http://de.wikipedia.org/wiki/Sanierung, 16.02.2006 Vgl. www.ea-nrw.de/_infopool/info_details.asp?InfoID=1525,S.6, 16.02.2006 Einleitung 11 Zudem trägt eine über Jahre ausgebliebene Instandhaltung des Gebäudes wesentlich zur Vergrößerung des Schadensbildes durch Bauschäden und damit zur Steigerung des Sanierungsbedarfs bei. Der Wärmeschutz im Hochbau hat die Aufgabe, die Bewohner von Gebäuden vor Witterungseinflüssen zu schützen und ein behagliches Raumklima zu schaffen. Die Voraussetzung dafür ist eine ausreichende Beheizung und Belüftung der Räume. Dabei wird in winterlicher Wärmeschutz und sommerlicher Wärmeschutz unterschieden. Der winterliche Wärmeschutz hat die Aufgabe während der Heizperiode an den Innenoberflächen der Bauteile eine ausreichend hohe Oberflächentemperatur zu gewährleisten, um Oberflächenkondensat bei in Wohnräumen üblichen Raumklima auszuschließen. Der winterliche Wärmeschutz dient ebenfalls dazu, durch definierte Bauteilkonstruktionen den Transmissionswärmeverlust so weit zu minimieren, dass die in der Energieeinsparverordnung (EnEV 2002, Anhang 3, Tabelle1) genannten Grenzwerte eingehalten werden. Diese Grenzwerte werden durch den Wärmedurchgangskoeffizienten U (in W/m²*K) beschrieben. Ziel der Energieeinsparverordnung ist u.a. die Reduzierung des Energiebedarfs und des Schadstoffausstoßes durch eine konstruktive Verbesserung der Bauteile. Der sommerliche Wärmeschutz dient dazu, die durch Sonneneinstrahlung verursachte Aufheizung von Räumen, die in der Regel im Wesentlichen auf eine Einstrahlung durch die Fenster zurückzuführen ist, so weit zu begrenzen, dass ein behagliches Raumklima gewährleistet wird. Der sommerliche Wärmeschutz, der ebenfalls in DIN 4108 geregelt ist, wird beeinflusst durch die Abmessungen des Raumes, die Orientierung der Fenster und die Art der Verglasung. Der Mindestwärmeschutz nach DIN 4108 stellt ebenfalls Anforderungen an die UWerte von Bauteilen. Jedoch steht hier nicht die Energieeinsparung im Vordergrund, sondern die Vermeidung von Bauschäden. Einleitung 12 So soll die Entstehung von Oberflächenkondensat verhindert und ein hygienisches Raumklima geschaffen sowie die Baukonstruktion vor schädlichen Feuchtigkeitseinwirkungen geschützt werden. Die Bezugsgröße ist hier der Wärmedurchlasswiderstand R (in m²*K/W), der den Kehrwert des Wärmedurchgangskoeffizienten U (in W/m²*K) darstellt. Im nachfolgenden Teil der Projektarbeit werden aufgrund einer Bestandsaufnahme und Schadensanalyse die U-Werte des Bestandes ermittelt. Sie sollen die Grundlage für die zu erarbeitenden konstruktiven Lösungsvorschläge darstellen. Dabei gilt es, durch die U-Werte der auszuführenden Konstruktionen den Mindestanforderungen des Wärmeschutzes nach DIN 4108 gerecht zu werden. Die Einhaltung der Höchstwerte der in der Energieeinsparverordnung (EnEV) angegebenen U-Werte wird bei den konstruktiven Überlegungen angestrebt. Abschließend werden die gewählten Konstruktionen kurz erläutert und der sanierte Aufbau der betreffenden Bauteile dargestellt. Bestandsaufnahme und Schadensanalyse 2. 13 Bestandsaufnahme und Schadensanalyse Um das Ziel dieses Kapitels der Projektarbeit, eine Verbesserung der einzelnen Bauteile bezüglich des Wärmeschutzes zu erreichen, dient die Bestandsaufnahme dem Zweck der Projektarbeit. Das bedeutet, innerhalb der Bestandsaufnahme werden nur die Bauteile untersucht, die eine sinnvolle bauphysikalische Betrachtung im Bezug auf den Wärmeschutz zulassen, also alle Bauteile gegen Erdreich und Außenluft. Erschwert wurde die Recherche nach Informationen über das Gebäude durch die Tatsache, dass keine Dokumente vorlagen. Ein Gespräch mit Herrn Moritz vom zuständigen Bauarchiv des Bauaufsichtsamtes der Stadt Köln bezüglich des Objektes ergab, dass in der vorhandenen Bauakte lediglich Informationen über eine ehemalige gewerbliche Nutzung des angeschlossenen Grundstücks vorhanden sind. Es sind weder bauliche Angaben über das zu untersuchende Gebäude noch Bestandspläne auffindbar. Aus diesem Grund werden nachfolgend unter Gliederungspunkt 2.1. Allgemeine Gebäudebeschreibung und 2.2. Bauwerksbegehung Informationen, die sich aus Gesprächen mit dem derzeitigen Eigentümer und dem Vorbesitzer ergaben, und die ersten visuellen Eindrücke dokumentiert. Unter Gliederungspunkt 2.3. bis 2.8. werden anhand einer Bauteilbeschreibung, von Fotos und anhand von Detailskizzen die vorhandenen Konstruktionen und Schadensbilder analysiert und dargestellt. Informationen über die Konstruktion und den Aufbau der einzelnen Bauteile ließen sich vor Ort erfahren, da Sanierungsmaßnahmen im Innenbereich durch den Eigentümer (z.B. Sanierung Badezimmer, Entfernung Aufbau Dachterrasse) bereits erfolgt sind. Fehlende Informationen wurden dem „Baukostenatlas 2006 – Bauen im Bestand“ des Weka-Verlags (Baualtersklasse 6: 1950-1964) entnommen. Auf einen schädigenden Eingriff in die Bausubstanz zur Analyse des Bauteilaufbaus durch Kernbohrungen wurde in Übereinstimmung mit dem Eigentümer verzichtet. Die vom Vorbesitzer teilweise angebrachte Innendämmung aus 2 cm starken Styropor mit einer Verkleidung aus Spanplatten auf einer Holzlattung wird bei dieser Be- Bestandsaufnahme und Schadensanalyse 14 standsaufnahme nicht berücksichtigt. Grundsätzlich kann durch diese Art von Innendämmung eine Verschlechterung des U-Wertes des betreffenden Bauteils und die Förderung der Bildung von Oberflächenkondensat auf Innenoberflächen angenommen werden, da die Ausführung der Innendämmung nicht den allgemein anerkannten Regeln der Technik entspricht. Sämtliche Berechnungen des Wärmedurchgangskoeffizienten U (U-Wert) der einzelnen Bauteile erfolgen unter 3. Bauphysikalische Untersuchungen. Die nach dem Aufmass erstellten Bestandspläne befinden sich im Anhang. Bestandsaufnahme und Schadensanalyse 15 2.1. Allgemeine Gebäudebeschreibung Bei dem zu untersuchenden Gebäude handelt es sich um eine Einfamiliendoppelhaushälfte aus dem Jahr 1957. Das Bauwerk ist voll unterkellert und besteht aus einem Vollgeschoss und einem voll ausgebautem Dachgeschoss. Der Keller ist beheizt. Die Dachkonstruktion ist als Kaltdach ausgebildet und besteht aus einem Sparren-Pfettendachstuhl mit Ziegeleindeckung. Die Dachgauben mit Zinkabdeckung sind verschiefert. Auf der Rückseite des Gebäudes ist ein eingeschossiger Anbau angeschlossen (Baujahr 1974), dessen Flachdach als Dachterrasse genutzt wird. Als Heizungsanlage ist eine Öl-Heizung mit zentraler Trinkwassererwärmung der Firma Brötje, Modell LogoBloc Unit Ug 25C, Baujahr 2001, vorhanden, die sich innerhalb der thermischen Hülle befindet. Die Gebäudeaußenhaut besteht aus einem Putz + Anstrich, straßenseitig sind zusätzliche Verblendriemchen vorhanden. Die Fensterkonstruktionen bestehen aus Leichtmetallfenstern mit Rollladenkästen und Glasbausteinelementen. Abbildung 2: Sanierungsobjekt Ansicht Quelle: Eigene Darstellung Bestandsaufnahme und Schadensanalyse 16 2.2. Bauwerksbegehung Durch eine erste Bauwerkbegehung ließen sich visuell folgende Schäden am Gebäude erkennen: • durchfeuchtete Kellerwände • Feuchtigkeit im Bereich der Dachgauben und Rollladenkästen im Dachgeschoss • Undichtigkeit der Dachterrasse • Salzausblühungen • Schimmelbildung Der charakteristische Geruch von Feuchtigkeit und Schimmel war ebenfalls ein Indiz für die von außen eingedrungene Feuchtigkeit. Zu dem herrschte im Gebäude ein feucht-kaltes Klima, das sofort ein unbehagliches, unwohles Gefühl hervorrief. Farbabblätterung und Putzabsandung insbesondere im Kellerbereich sind weitere Hinweise auf durchfeuchtete Bauteile. Nachstehend erfolgt eine geschossweise Aufnahme und Analyse der vorhandenen Konstruktionen und Schäden. Abbildung 3: Eindringende Feuchtigkeit (Dachgaube) Quelle: eigene Darstellung Bestandsaufnahme und Schadensanalyse 17 2.3. Kellergeschoss 2.3.1. Bodenplatte Da keine Bestandspläne vorhanden sind und vom Eigentümer keine entsprechenden Angaben gemacht werden konnten, wird die Bodenplatte als Stahlbetonplatte mit einer Stärke von d = 15 cm angenommen. Der weitere Aufbau besteht aus einem Zementestrich auf Trennlage mit einer Stärke von d = 7 cm (s. Abb. 2). Diese Annahmen entsprechen den typischen Konstruktionen der Entstehungszeit des Gebäudes Mitte der 50er Jahre. Abschließend ist ein keramischer Fliesenbelag im Dünnbettmörtel vorhanden, der zu einem späteren Zeitpunkt eingebracht wurde. Die Bodenplatte stellt den ersten energetischen Schwachpunkt in der Gesamtkonstruktion dar, da die Wärme wegen der nicht vorhandenen Wärmedämmung fast ungehindert abfließen kann. Zudem besteht für das im Boden vorhandene Kapillarwasser die Möglichkeit des Aufstiegs durch die Bodenplatte, da eine horizontale Abdichtung nicht vorhanden ist. 15 02 7 05 05 Abbildung 4: Aufbau Bodenplatte Quelle: eigene Darstellung Eine Feuchtigkeitsmessung der Bodenplatte durch die Firma Aquamat ergab einen Wert von 60,1 Gann-%, der als unbedenklich eingestuft werden kann (Messgerät: Gann „Hydromette Uni 2“). Eine ausführliche Behandlung des Themas „Feuchtigkeit“ erfolgt im Kapitel Schimmelpilzsanierung. Bestandsaufnahme und Schadensanalyse 18 2.3.2. Außenwände Die Außenwände des Kellergeschosses bestehen aus sog. Stampfbeton mit einer Stärke von d = 24 cm. Außenseitig befindet sich ein Zementputz, d = 2 cm, mit Bitumenanstrich als Vertikalsperre. Auf der Innenseite ist ein 2 cm starker Kalkzementputz mit einem Farbanstrich aufgebracht. Es ist weder auf der Außenseite, noch auf der Innenseite der Kellerwände eine Wärmedämmung vorhanden. Abbildung 5: Aufbau Kelleraußenwand Innen 2 Außen 24 2 Quelle: eigene Darstellung Durch von außen eindringende Feuchtigkeit lösen sich Putz und Farbanstrich im unteren bis mittleren Teil der Wand. Ein Abklopfen der unteren Wandflächen und das dabei entstehende hohle Klopfgeräusch lassen auf ein großflächiges Ablösen des Putzes schließen. Eine erneute Feuchtigkeitsmessung durch die Firma Aquamat bestätigt einen hohen Feuchtigkeitsgrad von 131 Gann-%. Der Wert entspricht einer hohen Durchfeuchtung. Zurück zu führen ist die eindringende Feuchtigkeit auf eine defekte Außenabdichtung, die möglicherweise schon beim Anfüllen der Baugrube durch das Füllmaterial beschädigt worden sein kann. Weitere Beschädigungen des Schwarzanstriches lassen sich auf eine fehlerhafte Ausführung im Bezug auf die Schichtdicke, auf das ver- Bestandsaufnahme und Schadensanalyse 19 wendete Material sowie auf dauerhafte Belastung über einen langen Zeitraum zurückführen. Auf diese Weise kann das aus Niederschlägen resultierende und nichtstauende Sickerwasser und im Boden vorhandenes, kapillargebundenes Wasser (s. Abb. 5) die Kellerwände durchfeuchten (vgl. DIN 18195-4:2000-08). Abbildung 6: Eindringende Feuchtigkeit (Kelleraußenwand) Quelle: eigene Darstellung Abbildung 7: Bodenfeuchte/nichtstauendes Sickerwasser (DIN 18195-4) Oberflächenwasser nichstauendes Sickerwasser Außenputz mit Bitumenanstrich aufsteigende Bodenfeuchtigkeit Quelle: eigene Darstellung Bestandsaufnahme und Schadensanalyse 20 2.4. Erdgeschoss 2.4.1. Außenwände Die Außenwände des Erdgeschosses unterscheiden sich im Aufbau gegenüber dem Kellergeschoss. Der Außenputz besteht aus einem Kalkzementputz mit der Stärke d = 2 cm. Als Mauerwerk ist ein Leichtbeton-Vollblockstein mit d = 24 cm vorhanden. Auf der Innenseite der Wand befindet sich ein Kalkgipsputz mit einer Stärke von d = 2 cm. An der Straßenfront sind zusätzlich Verblendriemchen als Fassadenverkleidung angebracht. Eine Wärmedämmung ist auch hier weder innen noch außen vorhanden. Diese Tatsache lässt auf einen ungünstigen U-Wert schließen, wodurch eine hohe Energieabgabe durch das Bauteil an die Außenluft erfolgt (s. 3. Bauphysikalische Berechnungen). Abbildung 8: Aufbau Außenwand EG Innen 2 Außen 24 2 Quelle: eigene Darstellung Weiterhin lassen sich insbesondere in den Gebäudeecken des Erdgeschosses dunkle Verfärbungen erkennen, die aus eindringender Feuchtigkeit resultieren und Schimmelpilzbildung hervorrufen. Diese Gebäudeecken stellen geometrische Wärmebrücken dar. Eine geometrische Wärmebrücke ist vorhanden, wenn einer Innenfläche eine größere Außenfläche gegenüber steht, Bestandsaufnahme und Schadensanalyse 21 durch die Wärme abfließt. Wärmebrücken führen zu höherem Heizbedarf und somit zu höheren Heizkosten. Zudem besteht durch das große Temperaturgefälle die Möglichkeit der Tauwasserbildung. Abbildung 9: geometrische Wärmebrücke (EG) Quelle: eigene Darstellung Bestandsaufnahme und Schadensanalyse 22 2.5. Dachgeschoss 2.5.1. Dachgauben Die Dachgauben bestehen aus einem Holzständerwerk mit d = 16 cm und sind als Schleppgauben ausgebildet (s. Abb. 10). Außen ist auf einer Holzschalung von 3 cm eine besandete Dachpappe gegen Feuchtigkeit aufgebracht. Innenseitig dient die Holzschalung als Träger für eine Holzwolleleichtbauplatte, auf die ein Kalkgipsputz aufgebracht ist. Zwischen den Holzschalungen sind eine Mineralfaserdämmung und eine Folie als Dampfsperre eingebracht. Als Deckung der Wangen ist ein Schiefer vorhanden, der teilweise defekt ist oder fehlt. Das Gaubendach besteht aus einer Holzschalung (3 cm), einer Bitumenabdichtung als Feuchteschutz und einer Zinkabdeckung als Wetterschutz, die an den Schweißnähten teilweise undicht ist. Dadurch kann Feuchtigkeit ungehindert in das Gebäudeinnere und in die zwischen dem Ständerwerk eingebrachte Mineralfaserdämmung eindringen und Schimmelbildung hervorrufen. Der Querschnitt der Schleppsparren beträgt 14 cm * 7,5 cm. Abbildung 10: Schnitt Schleppgaube (schematisch) Quelle: eigene Darstellung Bestandsaufnahme und Schadensanalyse 23 2.5.2. Oberste Geschossdecke Die oberste Geschossdecke gegen den unbeheizten Dachraum ist als Holzbalkendecke ausgebildet. Unterhalb der Sparren mit den Maß von 16/7,5 cm befindet sich die untere Holzschalung mit d = 2 cm. Auf diese Schalung ist eine Holzwolleleichtbauplatte (d = 2,5 cm) befestigt, die mit einem 2 cm starken Kalkgipsputz verputzt ist. Abbildung 11: Aufbau oberste Geschossdecke 535 75 02 2 25 2 2 14 75 Quelle: eigene Darstellung Zwischen den Sparren befindet sich eine 2 cm starke Mineralfaserdämmung, die durch eine bituminierte Papierlage, als Dampfsperre, von der Holzschalung getrennt ist. Die Mineralfaserdämmung ist teilweise beschädigt. Gleiches gilt, nach stichpunktartigen Kontrollen, für die trennende Papierlage. Diese Tatsache und die geringe Dämmstärke lassen auf einen ungünstigen U-Wert der Gesamtkonstruktion schließen. Die Beschädigungen sind auf die Dauer der Beanspruchung zurück zu führen, da der Dachraum nicht begehbar und somit ungenutzt ist. Schäden aufgrund eindringender Feuchtigkeit sind zu erkennen. Der gesamte Konstruktionsaufbau trägt wesentlich zur Wärmeübertragung an die Außenluft bei, da die vorhandene Wärmedämmstärke nicht den Anforderungen der DIN 4108 entspricht und die Dampfsperre ihre Funktion nicht erfüllt. Bestandsaufnahme und Schadensanalyse 24 2.6. Flachdach/Dachterrasse Das Flachdach über dem angebauten Wohnzimmer wird als Dachterrasse genutzt. Der Aufbau besteht aus einer Stahlbetondecke mit einer Stärke d = 18 cm. Die Stahlbetondecke ist unterseitig mit einem Kalkgipsputz verputzt. Oberseitig folgt eine Bitumenbahn als Dampfsperre. Auf der Abdichtungsbahn ist eine Mineralfaserdämmung von d = 5 cm vorhanden, die mit einer weiteren Bitumenbahn, als Dampfdiffusionsausgleichsschicht, vor Feuchtigkeit geschützt wird. Abschließend ist ein Terrazzo-Plattenbelag (d = 2,5 cm) in einem Mörtelbett von d = 8 cm aufgebracht. 18 05 5 05 8 25 Abbildung 12: Aufbau Flachdach/Dachterrasse Quelle: eigene Darstellung Da in der Terrassenfläche kein Gefälle zur Hofseite bzw. Dachrinne vorhanden ist, sammelt sich das anfallende Oberflächenwasser an der Wand zur Nachbarbebauung. Dort lassen sich oberhalb des Terrassenbelages auf Anhieb Auswirkungen der Feuchtigkeitseinwirkungen erkennen. Der Putz der angrenzenden Wand weist im Anschlussbereich eine dunkle Verfärbung auf (s. Abb. 13). Beim Abklopfen der betroffenen Fläche entsteht ein hohles Klopfgeräusch, das auf ein Ablösen des Putzes schließen lässt. Bestandsaufnahme und Schadensanalyse 25 Abbildung 13: Wandanschluß Dachterrasse Quelle: eigene Darstellung Ein defekter bzw. fehlender Wandanschluss bewirkt das Eindringen der Feuchtigkeit in den Terrassenaufbau. Dadurch wird die gesamte Dämmschicht durchfeuchtet und verliert ihre Wärmedämmfunktion, wie sich beim Entfernen des Terrassenaufbaus durch den Eigentümer erkennen ließ. Zudem dringt die Feuchtigkeit bis in den darunter liegenden Wohnraum vor und sorgt dort für Schimmelpilzbildung (s. Kapitel Schimmelpilzsanierung). Bestandsaufnahme und Schadensanalyse 26 2.7. Fenster und Rollladenkästen 2.7.1. Fenster Als Fensterkonstruktionen sind Aluminiumfenster und Glasbausteinelemente am Gebäude vorhanden. Die Aluminiumfenster sind mit einer Zweischeiben- Isolierverglasung ausgestattet. Die Fensterelemente sind als Dreh-/ Kippflügel- und als Schwingflügelkonstruktion verbaut. Äußerlich lässt sich keine Beschädigung der Fenster erkennen. Bei näherer Betrachtung ist jedoch deutlich eine hohe Kälteabstrahlung der gesamten Fensterfläche zu spüren, die auf einen hohen Energieverlust schließen lässt. Aufgrund fehlender Angaben zu den Fenstern wird, nach einem Gespräch mit Herrn Leko (Fa. Kuntze) und Herrn Reinhardt (Fa. Schüco), ein U-Wert von ca. 3,0 W/m²*K angenommen. Weiterhin ist im geschlossenen Zustand ein deutlicher Luftzug zwischen Fensterrahmen und Fensterflügel zu vernehmen, der auf eine defekte Dichtung hinweist. Abbildung 14: Schwingflügelelement EG Quelle: eigene Darstellung Die Glasbausteinelemente befinden sich im Treppenbereich des Keller- und Erdgeschosses als durchgehendes Bauteil, im angebauten Wohnzimmer neben der Hoftür und im Büroraum sowie in einem Lagerraum des Kellergeschosses. Das Maß eines einzelnen Glasbausteins beträgt 190*190*80 mm. Bestandsaufnahme und Schadensanalyse 27 Einzelne Fugen weisen Risse und somit Undichtigkeiten auf. Der U-Wert beträgt laut Herstellerangaben 3,20 W/m²*K5. Insgesamt bieten die Glasbausteinflächen eine hohe Wärmeableitung an die Außenluft. Abbildung 15: Glasbausteinelement EG Quelle: eigene Darstellung 5 Vgl. www.solaris-glasstein.de/de_idx.htm?Theme=technik, 15.02.2006 Bestandsaufnahme und Schadensanalyse 28 2.7.2. Rollladenkästen Rollladenkästen sind an allen Aluminiumfensterkonstruktionen im Erdgeschoss und im Dachgeschoss vorhanden. Die Fenster im Kellergeschoss und die Glasbausteinelemente besitzen keine Rollladenkästen. Eine Wärmedämmung ist innerhalb der Rollladenkästen nicht vorhanden (vgl. Abb. 16). Abbildung 16: Rollladenkasten Dachgaube Quelle: eigene Darstellung Durch die fehlende Wärmedämmung führt der große Temperaturunterschied zwischen Bauteil und Raumluft zu Tauwasserbildung am Bauteil. Die Rollladenkästen stellen eine Wärmebrücke dar. Die Summe aus Tauwasserbildung und undichten Dachgauben erklärt die Feuchteschäden und die daraus resultierende Schimmelbildung. Bestandsaufnahme und Schadensanalyse 29 2.8. Fazit Durch die ausgebliebene Instandhaltung des Vorbesitzers besteht für das Gebäude ein hoher Sanierungsbedarf bezüglich des Wärmeschutzes. Hohe Transmissionswärmeverluste, d.h. aus Wärmeübertragung resultierende Energieverluste, an den Außenbauteilen und eindringende Feuchtigkeit sorgen für ein Gebäudeklima, das nicht nur schädigend auf die Gesamtkonstruktion einwirkt. Die Gesundheit der Bewohner ist ebenfalls gefährdet. Die eindringende Feuchtigkeit und das entstehende Oberflächenkondensat (s. Nachweis unter Punkt 7.) fördern die Schimmelpilzbildung auf Bauteiloberflächen. Die Entstehung von Schimmelpilzen und die Auswirkungen auf den menschlichen Organismus werden im zweiten Teil der Projektarbeit ausführlich dargestellt. Gleichzeitig besteht ein erhöhter Energiebedarf, bedingt durch den hohen Wärmeverlust der Außenbauteile. Bei stetig steigenden Energiepreisen bedeutet ein hoher Energiebedarf einen hohen finanziellen Aufwand. Durch energieeffiziente Sanierungsmaßnahmen können die Schädigungen der Bauteile, das negativen Raumklima, die Schimmelpilzbildung und der hohen Energiebedarf verhindert bzw. reduziert werden. Zusätzlich wird der Wert des Gebäudes, z.B. durch den Einbau neuer Fenster, erheblich gesteigert und es wird ein Beitrag zum Klima- und Umweltschutz geleistet. Bauphysikalische Untersuchungen 3. 30 Bauphysikalische Untersuchungen 3.1. Allgemein Der Wärmedurchgangskoeffizient U (Unit of Heat Transfer), vereinfacht U-Wert, ist im Zusammenhang mit dem Wärmeschutz im Hochbau eine der wichtigsten Rechengrößen. Der U-Wert wird vor allem verwendet, um ein Bauteil hinsichtlich seiner Wärmedämmfähigkeiten beurteilen zu können. Die Höchstwerte der Wärmedurchgangskoeffizienten sind in der Energieeinsparverordnung vom 16. November 2001 (§ 8 Nr. 1, Anhang 3, Tabelle 1) festgelegt. Die DIN 4108 legt mit den „Mindestwerten für Wärmedurchlasswiderstände“ (DIN 4108-2 Tabelle 3) ebenfalls Kennwerte fest, die sich jedoch auf den Kehrwert des Wärmedurchgangskoeffizienten U, den Wärmedurchlasswiderstand R beziehen. Definition U-Wert: Der U-Wert ist das Verhältnis der Wärmestromdichte, die im stationären Zustand durch das Bauteil fließt, zur Differenz der beiden angrenzenden Umgebungstemperaturen. Der Wärmedurchgangskoeffizient eines Bauteils ist der Kehrwert des Gesamtdurchlasswiderstandes. Vereinfacht bedeutet diese Definition, dass der U-Wert die Eigenschaft eines Bauteils beurteilt, Wärme festzuhalten bzw. Wärme langsam oder schnell durchzulassen und an die Außenluft abzugeben. Je kleiner der U-Wert, umso geringer ist der Wärmedurchgang, umso besser ist der Wärmeschutz. Ein niedriger U-Wert bringt eine höhere Oberflächentemperatur des Bauteils. Als Folge steigt die Behaglichkeit und die Gefahr von Oberflächenkondensat und die daraus resultierender Schimmelbildung wird geringer. Zusätzlich sinken die Energiekosten durch einen geringeren Energieverbrauch und der Schadstoffausstoß wird verringert. Zum besseren Verständnis erfolgt unter 3.2 „Begriffe und Symbole“ eine kurze Einführung in die Begrifflichkeiten. Bauphysikalische Untersuchungen 31 3.2. Begriffe und Symbole 3.2.1. Homogene Bauteile Als homogene Bauteile bezeichnet man Konstruktionen, die aus mehreren durchgehenden, hintereinander liegenden Schichten von Baustoffen bestehen. d: Dicke in m Die Dicke ergibt sich aus den Maßen der Bauteile und sollte SI-gerecht in Metern eingesetzt werden. λ: Wärmeleitfähigkeit in W/m*K Die Wärmeleitfähigkeit λ gibt die Wärmemenge QL an, die stündlich durch 1 m² einer 1 m dicken Schicht eines Stoffes hindurchgeleitet wird, wenn der Temperaturunterschied ∆Θ zwischen den beiden Oberflächen 1 Kelvin beträgt. Dieser Wert ist ein stoffspezifischer Wert. Eine umfangreiche Sammlung dieser λ-Werte ist die DIN 4108-4 „Wärme- und feuchteschutztechnische Kennwerte“. R: Wärmedurchlasswiderstand in m²*K/W Die Wärmedämmung eines Bauteils ist sowohl von der Wärmeleitfähigkeit λ eines Materials abhängig, als auch von dessen Bauteildicke d. In der Praxis liegt der Interessensschwerpunkt nicht auf dem Wärmedurchlass eines Bauteils, sondern auf einem möglichst großen Widerstand gegen Wärmedurchlass, also dem Wärmedurchlasswiderstand R. Dieser Widerstand wird aus dem Verhältnis von Bauteildicke d zu Wärmeleitfähigkeit λ gebildet: R = d λ in m² * K W Bauphysikalische Untersuchungen 32 Rsi: Wärmeübergangswiderstand Innen in m²*K/W Der Rsi-Wert (surface interior) bezeichnet den Widerstand einer Innenoberfläche, den sie dem Austausch von Temperatur und damit Wärmeenergie entgegen bringt. Der Wärmeübergangswiderstand Rsi ist abhängig vom Bewegungszustand der Luft, von der Oberflächenbeschaffenheit der Fläche und von den Temperaturverhältnissen. Die Wärmeübergangswiderstände Rsi zur Berechnung des U-Wertes für Außenflächen lassen sich nach DIN EN ISO 6946 auf drei Fälle ausdehnen. Tabelle 1: Wärmeübergangswiderstände Rsi (Bemessungswerte) Richtung des Wärmestroms aufwärts ↑ horizontal → abwärts ↓ 0,10 m²*K/W 0,13 m²*K/W 0,17 m²*K/W Quelle: DIN EN ISO 6946 Rse: Wärmeübergangswiderstand Außen in m²*K/W Der Rse-Wert (surface exterior) bezeichnet den Widerstand einer Außenoberfläche, den sie dem Austausch von Temperatur und damit Wärmeenergie entgegen bringt. Der Wärmeübergangswiderstand Rse ist abhängig vom Bewegungszustand der Luft, von der Oberflächenbeschaffenheit der Fläche und von den Temperaturverhältnissen. Der Wärmeübergangswiderstand Rse zur Berechnung des U-Wertes für Außenflächen lässt sich nach DIN EN ISO 6946 auf folgenden Wert festlegen: Tabelle 2: Wärmeübergangswiderstände Rse (Bemessungswerte) Wärmeübergangswiderstand außen Bauteile Rse in m²*K/W Außenwand ohne hinterlüftete Außenhaut 0,04 Wände gegen Erdreich 0 Decken gegen nicht ausgebaute Dachräume 0,08 Decken, die Aufenthaltsräume nach oben abgrenzen 0,04 Unterer Abschluß nicht unterkellerter Aufenthaltsräume gegen Erdreich Quelle: DIN 4108-4 0 Bauphysikalische Untersuchungen RT: 33 Wärmedurchgangswiderstand in m²*K/W Der Wärmedurchgangswiderstand RT (Transmission) setzt sich zusammen aus dem inneren Wärmeübergangswiderstand Rsi, der Summe der Bemessungswerte der Wärmedurchlasswiderstände R der einzelnen Bauteilschichten und dem äußeren Wärmeübergangswiderstand Rse. RT = Rsi + R1 + R2 + R3 + … + Rn + Rse Ru: Wärmedurchlasswiderstand des unbeheizten Raumes in m²*K/W Der Ru-Wert ist der Widerstand, der sich der Wärmeenergie bei Überwindung eines großen Luftzwischenraumes entgegenstellt. Tabelle 3: Wärmedurchlasswiderstand Ru Nr. Beschreibung des Daches Ru in m²*K/W 1 Ziegeldach ohne Pappe, Schalung o. ä. 0,06 Quelle: DIN EN ISO 6946 U: Wärmedurchgangskoeffizient in W/m²*K Der Wärmedurchgangskoeffizient U eines Bauteils wird aus dem Kehrwert des Wärmedurchlasswiderstandes RT ermittelt. Der U-Wert wird auf zwei Stellen hinter dem Komma gerundet. U= 1 RT Der U-Wert gibt Auskunft welche Leistung, z.B. einer Außenwand, abgegeben wird, bei Betrachtung eines Quadratmeters dieser Wand und bei Voraussetzungen, dass innen eine Temperatur von z.B. 20°C und außen von 19°C herrscht. Der Temperaturunterschied wird in Kelvin angegeben. Bauphysikalische Untersuchungen 34 3.2.2. Inhomogene Bauteile Bei inhomogenen Bauteilen laufen verschiedene Schichten von Baustoffen nicht über die ganze Fläche durch, sondern werden regelmäßig durch andere Schichten unterbrochen. Diese Unterbrechungen verschlechtern den U-Wert und sind deshalb zu berücksichtigen. Anzuwenden ist diese Vorgehensweise z.B. bei Holzbalkendecken. R´T: Oberer Grenzwert des Wärmedurchgangswiderstandes in m²*K/W Der R´T-Wert (Transmission) ist der obere Grenzwert des Wärmedurchgangswiderstandes unter der Annahme eines eindimensionalen Wärmestromes senkrecht zur Bauteiloberfläche. 1 R´T = RTa , RTb , RTc ,..., RTq = fq fa f f + b + c + ... + RTa RTb RTc RTq Wärmedurchgangswiderstände der Abschnitte a, b, c,…, q. f a , f b , f c ,..., f q R´´T: = Flächenanteile der Abschnitte a, b, c, … , q Unterer Grenzwert des Wärmedurchgangswiderstandes in m²*K/W Der R´´T-Wert ist der untere Grenzwert des Wärmedurchgangswiderstandes unter der Annahme, dass alle Ebenen parallel zu den Bauteiloberflächen isotherm sind. fq f f f 1 = a + b + c + ... + Rj Raj Rbj Rcj Rqj R´`T = Rsi + ∑ R j + Rse Bauphysikalische Untersuchungen 35 3.3. U-Wert Berechnungen Die U-Wert-Bestimmung ist bei bestehenden Bauteilen relativ schwierig. Da sich der Konstruktionsaufbau nicht auf Anhieb erkennen lässt, müssen Informationen aus den Bauakten eingeholt werden. Diese sind, wie bereits unter 2. Bestandsaufnahme und Schadensanalyse erläutert, für das vorliegende Objekt nicht vorhanden. Eine Alternative bietet die Öffnung der zu Untersuchenden Bauteile. Das hat einen massiven Eingriff in die Bausubstanz zur Folge und kann die Schädigung durch eindringende Feuchtigkeit weiter unterstützen. Eine Öffnung der einzelnen Bauteile wurde nach Absprache mit dem Eigentümer nicht vorgenommen. Gespräche mit Fachleuten der Firmen Deitermann (Herr Roeseler) und Maxit (Herr Bergholz) sowie der Firma Aquamat (Herr Schmidt) ergaben Informationen, die unter Anwendung der DIN 4108-4 „Wärme- und Feuchteschutztechnische Kennwerte“ (Tabelle1: Bemmessungswerte der Wärmeleifähigkeit von Baustoffen, Bauarten und Bauteilen) die Berechnung der U-Werte ermöglichten. Für die Fenster und Türen wurden technische Angaben der Firma Kuntze (Herr Leko) und der Firma Schüco (Herr Reinhardt) verwendet. Nachstehend erfolgen die U-Wert- und R-Wert-Berechnungen der Bestandsbauteile, anschließend die U-Wert und R-Wert-Berechnungen der konstruktiven Lösungen. Die konstruktiven Lösungen wurden so gewählt, dass eine Erfüllung des Mindestwärmeschutzes nach DIN 4108 gewährleistet ist. Zusätzlich wird eine Annäherung an die Vorgaben der EnEV angestrebt. Um einen direkten Soll-Ist-Vergleich zu ermöglichen, werden die errechneten Werte abschließend tabellarisch zusammengefasst und gegenübergestellt. Bauphysikalische Untersuchungen 36 3.3.1. Bestand 3.3.1.1. Bodenplatte Objekt:Einfamiliendoppelhaushälfte Berechnung Wärmedurchlasswiderstand R und Wärmedurchgangskoeffizient U Bauteil: Bodenplatte 1 Baustoffschichten von innen nach außen Fliese Dünnbettmörtel Zementestrich auf Trennlage Stahlbeton DIN 4108 Teil 2 Tabelle 3 U= 1 / U= 2 3 4 (2/3) Schichtdicke d in m 0,005 0,005 0,07 0,15 Wärmeleitfähigkeit λ W/m*K 1,30 1,00 1,40 2,50 vorh. R m²*K/W Rsi Rse R d/λ R 0,004 0,005 0,050 0,060 0,119 0,130 0,000 RT 0,249 erf. R 0,9 0,249 W/m*K 4,02 W/m²K 3.3.1.2. Außenwand KG Objekt:Einfamiliendoppelhaushälfte Berechnung Wärmedurchlasswiderstand R und Wärmedurchgangskoeffizient U Bauteil: Außenwand KG 1 Baustoffschichten von innen nach außen Kalkzementputz Stampfbeton Zementputz DIN 4108 Teil 2 Tabelle 3 UW = 1 / U= 2 3 4 (2/3) Schichtdicke Wärmeleitfähigkeit λ d in m W/m*K 0,02 1,00 0,24 2,00 0,02 1,00 vorh. R Summe: erf. R 1,2 m²*K/W Rsi 0,290 W/m*K Rse R d/λ R 0,020 0,120 0,020 0,160 0,130 0,000 RT 0,290 3,45 W/m²K Bauphysikalische Untersuchungen 37 3.3.1.3. Außenwand EG Objekt:Einfamiliendoppelhaushälfte Berechnung Wärmedurchlasswiderstand R und Wärmedurchgangskoeffizient U Bauteil: Außenwand EG 1 Baustoffschichten von innen nach außen Kalkzementputz Leichtbeton-Vollblockstein Zementputz DIN 4108 Teil 2 Tabelle 3 UW = 1 / U= 2 3 4 (2/3) Schichtdicke Wärmeleitfähigkeit λ d in m W/m*K 0,02 1,00 0,24 0,46 0,02 1,00 vorh. R Summe: erf. R 1,2 m²*K/W Rsi 0,732 W/m*K Rse R d/λ 0,020 0,522 0,020 0,562 0,130 0,040 RT 0,732 1,37 W/m²K 3.3.1.4. Flachdach/Dachterrasse Objekt:Einfamiliendoppelhaushälfte Berechnung Wärmedurchlasswiderstand R und Wärmedurchgangskoeffizient U Bauteil: Flachdach/Dachterrasse 1 Baustoffschichten von innen nach außen Kalkgipsputz Stahlbetondecke Bitumendachbahn Mineralfaser Bitumendachbahn Mörtelbett Terrazzo-Plattenbelag DIN 4108 Teil 2 Tabelle 3 U= 1 / U= 2 3 4 (2/3) Schichtdicke Wärmeleitfähigkeit λ d in m W/m*K 0,020 0,70 0,180 2,50 0,005 0,17 0,050 0,05 0,005 0,17 0,080 1,00 0,025 1,30 vorh. R 1,2 erf. R m²*K/W Rsi 1,399 W/m*K Rse R d/λ R 0,029 0,072 0,029 1,000 0,029 0,080 0,019 1,259 0,100 0,040 RT 1,399 0,71 W/m²K Bauphysikalische Untersuchungen 38 3.3.1.5. Dachgaube ( Wange) Objekt:Einfamiliendoppelhaushälfte Berechnung Wärmedurchlasswiderstand R und Wärmedurchgangskoeffizient U Bauteil: Dachgaube (Wange) 1 Baustoffschichten von innen nach außen Kalkgipsputz Holzwolleleichtbauplatte Holzschalung Mineralfaser Holzschalung DIN 4108 Teil 2 Tabelle 3 U= 1 / U= 2 3 4 (2/3) Schichtdicke Wärmeleitfähigkeit λ d in m W/m*K 0,02 0,70 0,025 0,15 0,03 0,13 0,04 0,05 0,03 0,13 vorh. R 1,2 erf. R m²*K/W Rsi 1,627 W/m*K Rse R d/λ 0,029 0,167 0,231 0,800 0,231 1,457 0,130 0,040 RT 1,627 0,61 W/m²K Bauphysikalische Untersuchungen 39 3.3.1.6. Dachgaube (Decke) Objekt:Einfamiliendoppelhaushälfte Berechnung Wärmedurchlasswiderstand R und Wärmedurchgangskoeffizient U Bauteil: oberste Geschossdecke geg. unbeheizt RT Holzsparren (RTa) 1 Baustoffschichten von innen nach außen Kalkgipsputz Holzwolleleichtbauplatte Holzschalung Holzsparren Holzschalung DIN 4108 Teil 2 Tabelle 3 U= 1 / 2 3 Schichtdicke Wärmeleitfähigkeit λ d in m W/m*K 0,02 0,70 0,025 0,15 0,03 0,13 0,14 0,13 0,03 0,13 vorh. R Ru erf. R m²*K/W Rsi 0,9 Rse 1,974 W/m*K 4 (2/3) R d/ λ R 0,029 0,167 0,231 1,077 0,231 1,734 0,060 0,100 0,080 Rta 1,974 2 3 Schichtdicke Wärmeleitfähigkeit λ d in m W/m*K 0,02 0,700 0,025 0,150 0,02 0,130 0,04 0,050 0,10 0,625 0,03 0,130 vorh. R Ru erf. R m²*K/W Rsi 0,9 Rse 1,780 W/m*K 4 (2/3) R d/ λ R 0,029 0,167 0,154 0,800 0,160 0,231 1,540 0,060 0,100 0,080 RTb 1,780 RT Mineralfaser (RTb) 1 Baustoffschichten von innen nach außen Kalkgipsputz Holzwolleleichtbauplatte Holzschalung Mineralfaser Luftschicht Holzschalung DIN 4108 Teil 2 Tabelle 3 R´ (oberer Grenzbereich) Flächenanteile fa = 1m * 0,065m = 0,065 m² → 0,065 m² / (0,065m + 0,545m) = fb = 1m * 0,545m = 0,545 m² → 0,545 m² / (0,065m + 0,545m) = fa / Rta = fb / RTb = oberer Grenzwert m²*K/W R´T 0,11 0,89 0,05 0,50 0,56 R´´ (unterer Grenzbereich) Baustoffschichten von innen nach außen Kalkgipsputz Holzwolleleichtbauplatte Holzschalung Sparren+Mineralfaser →d4/(λ Sparren*fa+λ Mineralfaser*fb) Sparren+Luftschicht →d5/(λ Sparren*fa+ λ Luftschicht*fb) Holzschalung DIN 4108 Teil 2 Tabelle 3 Schichtdicke Wärmeleitfähigkeit λ d in m W/m*K 0,02 0,70 0,025 0,15 0,03 0,13 R d/ λ R 0,029 0,167 0,231 2,932 0,175 0,03 erf. R 0,9 2,468 W/m*K unterer Grenzwert in m²*K/W 0,13 m²*K/W vorh. R Ru Rsi Rse R´´T RT = R´T+R´´T/2 U = 1 / RT 0,231 3,764 0,130 0,080 4,379 2,468 0,41 Bauphysikalische Untersuchungen 40 3.3.1.7. Oberste Geschossdecke Objekt:Einfamiliendoppelhaushälfte Berechnung Wärmedurchlasswiderstand R und Wärmedurchgangskoeffizient U Bauteil: oberste Geschossdecke geg. unbeheizt RT Holzsparren (RTa) 1 Baustoffschichten von innen nach außen Kalkgipsputz Holzwolleleichtbauplatte Holzschalung Holzsparren DIN 4108 Teil 2 Tabelle 3 U= 1 / 2 3 Schichtdicke Wärmeleitfähigkeit λ d in m W/m*K 0,02 0,70 0,025 0,15 0,02 0,13 0,16 0,13 vorh. R Ru erf. R m²*K/W Rsi 0,9 Rse 1,820 W/m*K 4 (2/3) R d/ λ R 0,029 0,167 0,154 1,231 1,580 0,060 0,100 0,080 Rta 1,820 2 3 Schichtdicke Wärmeleitfähigkeit λ d in m W/m*K 0,02 0,70 0,025 0,15 0,02 0,13 0,02 0,05 vorh. R Ru erf. R m²*K/W Rsi 0,9 Rse 0,989 W/m*K 4 (2/3) R d/ λ R 0,029 0,167 0,154 0,400 0,749 0,060 0,100 0,080 0,989 RT Mineralfaser (RTb) 1 Baustoffschichten von innen nach außen Kalkgipsputz Holzwolleleichtbauplatte Holzschalung Mineralfaser DIN 4108 Teil 2 Tabelle 3 RTb R´ (oberer Grenzbereich) Flächenanteile fa = 1m * 0,075m = 0,075 m² → 0,075 m² / (0,075m + 0,535m) = fb = 1m * 0,535m = 0,535 m² → 0,535 m² / (0,075m + 0,535m) = fa / Rta = fb / RTb = R´T in m²*K/W 0,12 0,88 0,07 0,89 0,95 R´´ (unterer Grenzbereich) Baustoffschichten Schichtdicke Wärmeleitfähigkeit λ von innen nach außen d in m W/m*K Kalkgipsputz 0,02 0,70 Holzwolleleichtbauplatte 0,025 0,15 Holzschalung 0,02 0,13 Sparren+Mineralfaser 0,02 0,05 d4/(λ Sparren*fa+ λ Mineralfaser*fb) vorh. R DIN 4108 Teil 2 Ru Tabelle 3 erf. R m²*K/W Rsi 0,9 Rse 1,854 W/m*K R´´T in m²*K/W RT = R´T+R´´T/2 U = 1 / RT R d/ λ R 0,029 0,167 0,154 1,295 1,644 0,130 0,080 1,854 1,404 0,71 Bauphysikalische Untersuchungen 41 3.3.1.8. Fenster und Rollladenkästen Für die vorhandenen Fensterkonstruktionen sind weder über das Baujahr noch über die verwendeten Rahmen und die Verglasung Informationen einzuholen. Nach Rücksprache mit dem Hersteller der Fenster, Fa. Schüco (Herr Reinhardt), muss für die Aluminiumfester mit Isolierverglasung ein Uw-Wert von 3,00 W/m²*K angenommen werden. Unter Verwendung der Software „Schüco Uwcal“ zur „Berechnung des Uw-Wertes nach DIN 4108-4: 2002-2“ ließ sich ein Uw-Wert von 3,25 W/m²*K errechnen. Dabei wurde eine Profilrahmenkonstruktion von 51 mm mit dem U-Wert 2,45 W/m²*K und eine Zweifachisolierverglasung mit einem U-Wert von 3,00 W/m²*K gewählt. Die ausführliche Ermittlung des Wärmedurchgangskoeffizenten Uw eines Fensters als Beispielberechnung für den Fensterbestand befindet sich im Anhang. Die Rollladenkästen stellen, durch nicht vorhandene Dämmung, eine potenzielle Wärmebrücke dar, die einen großen Wärmeverlust bewirkt. Wärme kann durch die ungedämmte Konstruktion fast ungehindert abfließen. Bauphysikalische Untersuchungen 42 3.3.2. Sanierung 3.3.2.1. Bodenplatte Objekt:Einfamiliendoppelhaushälfte Berechnung Wärmedurchlasswiderstand R und Wärmedurchgangskoeffizient U Bauteil: Bodenplatte (EPS-Dämmung + Estrich) 1 2 3 4 (2/3) Baustoffschichten von innen nach außen Schichtdicke Wärmeleitfähigkeit λ R d in m W/m*K d/λ R Fliese 0,005 1,30 0,004 Dünnbettmörtel 0,005 1,00 0,005 Zementestrich 0,05 1,40 0,036 Folie 0,001 0,00 0,000 EPS WLG 030 0,03 0,03 1,000 Bitumenschweißbahn 0,005 0,17 0,029 Stahlbeton 0,15 2,50 0,060 1,134 DIN 4108 Teil 2 vorh. R 0,9 Tabelle 3 erf. R m²*K/W Rsi 0,130 U= 1 / 1,264 W/m*K Rse 0,000 RT U= 1,264 0,79 W/m²K 3.3.2.2. Außenwand KG Objekt:Einfamiliendoppelhaushälfte Berechnung Wärmedurchlasswiderstand R und Wärmedurchgangskoeffizient U Bauteil: Außenwand KG (KMB-Dickbesch. + Perimeterdämmung) 1 2 3 4 (2/3) Baustoffschichten von innen nach außen Schichtdicke Wärmeleitfähigkeit λ R d in m W/m*K d/λ Kalkzementputz 0,02 1,000 0,020 Stampfbeton 0,24 2,000 0,120 Zementputz 0,02 1,000 0,020 KMB-Dickbeschichtung 0,003 0,170 0,018 Perimeterdämmung EPS 0,08 0,035 2,286 2,463 DIN 4108 Teil 2 vorh. R Summe: 1,2 Tabelle 3 erf. R m²*K/W Rsi 0,130 UW = 1 / 2,593 W/m*K Rse 0,000 RT U= 0,39 W/m²K 2,593 Bauphysikalische Untersuchungen 43 3.3.2.3. Außenwand EG Objekt:Einfamiliendoppelhaushälfte Berechnung Wärmedurchlasswiderstand R und Wärmedurchgangskoeffizient U Bauteil: Außenwand EG san. 1 Baustoffschichten von innen nach außen 2 U= 5 6 (3 / 5) Schichtdicke Wärmeleitfähigkeit λ d in m W/m*K 0,02 1,00 0,24 0,46 0,02 1,00 0,12 0,04 Kalkzementputz Leichbeton-Vollblockstein Zementputz WDVS Polystyrol Wlg 040 DIN 4108 Teil 2 Tabelle 3 UW = 1 / 3 Summe: 1,2 erf. R 3,732 W/m*K m²*K/W R d/λ R 0,020 0,522 0,020 3,000 vorh. R Rsi Rse 3,562 0,130 0,040 RT 3,732 0,27 W/m²K 3.3.2.4. Flachdach/Dachterrasse Objekt:Einfamiliendoppelhaushälfte Berechnung Wärmedurchlasswiderstand R und Wärmedurchgangskoeffizient U Bauteil: Flachdach/Dachterrasse 1 Baustoffschichten von innen nach außen 2 Kalkgipsputz Stahlbetondecke Bitumenvoranstrich Elastomerbitumen-Dampfsperrbahn Gefälle-Dämmung i.M. 16cm Elastomerbitumen-Schweißbahn DIN 4108 Teil 2 Tabelle 3 U = 1/R1*ln[1+(R1/R0)] U= erf. R 3 4 (2/3) Schichtdicke Wärmeleitfähigkeit λ d in m W/m*K 0,020 0,700 0,180 2,500 0,003 0,170 0,005 0,170 0,110 0,035 0,005 0,170 R1 1,2 0,21 W/m²K m²*K/W Rsi Rse R0 R d/λ R 0,029 0,072 0,018 0,029 3,143 0,029 2,857 3,320 0,100 0,040 3,460 Bauphysikalische Untersuchungen 44 3.3.2.5. Dachgauben (Wange) Objekt:Einfamiliendoppelhaushälfte Berechnung Wärmedurchlasswiderstand R und Wärmedurchgangskoeffizient U Bauteil: Dachgaube Wange 1 Baustoffschichten von innen nach außen Kalkgipsputz Holzwolleleichtbauplatte Holzschalung Mineralfaser Holzschalung DIN 4108 Teil 2 Tabelle 3 UW = 1 / U= 2 3 4 (2/3) Schichtdicke Wärmeleitfähigkeit λ d in m W/m*K 0,02 0,70 0,025 0,15 0,03 0,13 0,16 0,05 0,03 0,13 vorh. R 1,2 erf. R m²*K/W Rsi 4,027 W/m*K Rse R d/λ 0,029 0,167 0,231 3,200 0,231 3,857 0,130 0,040 RT 4,027 0,25 W/m²K Bauphysikalische Untersuchungen 45 3.3.2.6. Dachgaube (Decke) Objekt:Einfamiliendoppelhaushälfte Berechnung Wärmedurchlasswiderstand R und Wärmedurchgangskoeffizient U Bauteil: oberste Geschossdecke geg. unbeheizt RT Holzsparren (RTa) 1 Baustoffschichten von innen nach außen Kalkgipsputz Holzwolleleichtbauplatte Holzschalung Holzsparren Holzschalung DIN 4108 Teil 2 Tabelle 3 U= 1 / 2 3 Schichtdicke Wärmeleitfähigkeit λ d in m W/m*K 0,02 0,70 0,025 0,15 0,03 0,13 0,14 0,13 0,03 0,13 vorh. R Ru erf. R 0,9 m²*K/W Rsi 1,974 W/m*K Rse 4 (2/3) R d/λ R 0,029 0,167 0,231 1,077 0,231 1,734 0,060 0,100 0,080 Rta 1,974 2 3 Schichtdicke Wärmeleitfähigkeit λ d in m W/m*K 0,02 0,700 0,025 0,150 0,02 0,130 0,14 0,035 0,03 0,130 vorh. R Ru erf. R 0,9 m²*K/W Rsi 4,820 W/m*K Rse 4 (2/3) R d/λ R 0,029 0,167 0,154 4,000 0,231 4,580 0,060 0,100 0,080 RTb 4,820 RT Mineralfaser (RTb) 1 Baustoffschichten von innen nach außen Kalkgipsputz Holzwolleleichtbauplatte Holzschalung Mineralfaser Holzschalung DIN 4108 Teil 2 Tabelle 3 R´ (oberer Grenzbereich) Flächenanteile fa = 1m * 0,065m = 0,065 m² → 0,065 m² / (0,065m + 0,545m) = fb = 1m * 0,545m = 0,545 m² → 0,545 m² / (0,065m + 0,545m) = fa / Rta = fb / RTb = oberer Grenzwert m²*K/W R´T 0,11 0,89 0,05 0,19 0,24 R´´ (unterer Grenzbereich) Baustoffschichten von innen nach außen Kalkgipsputz Holzwolleleichtbauplatte Holzschalung Sparren+Mineralfaser →d4/(λSparren*fa+λMineralfaser*fb) Holzschalung DIN 4108 Teil 2 Tabelle 3 Schichtdicke Wärmeleitfähigkeit λ d in m W/m*K 0,02 0,70 0,025 0,15 0,03 0,13 0,03 erf. R 0,9 5,737 W/m*K unterer Grenzwert in m²*K/W 0,13 m²*K/W vorh. R Ru Rsi Rse R´´T RT = R´T+R´´T/2 U = 1 / RT R d/λ R 0,029 0,167 0,231 10,138 0,231 10,795 0,130 0,080 11,235 5,737 0,17 Bauphysikalische Untersuchungen 46 3.3.2.7. Oberste Geschossdecke Objekt:Einfamiliendoppelhaushälfte Berechnung Wärmedurchlasswiderstand R und Wärmedurchgangskoeffizient U Bauteil: oberste Geschossdecke geg. unbeheizt RT Holzsparren (R Ta) 1 Baustoffschichten von innen nach außen Kalkgipsputz Holzwolleleichtbauplatte Holzschalung Holzsparren Mineralfaser 2 3 Schichtdicke Wärmeleitfähigkeit λ d in m W/m*K 0,02 0,70 0,025 0,15 0,02 0,13 0,16 0,13 0,02 0,04 vorh. R Ru erf. R m²*K/W Rsi 0,9 Rse 2,320 W/m*K 4 (2/3) R d/ λ R 0,029 0,167 0,154 1,231 0,500 2,080 0,060 0,100 0,080 Rta 2,320 2 3 Schichtdicke Wärmeleitfähigkeit λ d in m W/m*K 0,02 0,70 0,025 0,15 0,02 0,13 0,18 0,04 vorh. R Ru erf. R m²*K/W Rsi 0,9 Rse 5,089 W/m*K 4 (2/3) R d/ λ R 0,029 0,167 0,154 4,500 4,849 0,060 0,100 0,080 RTb 5,089 Flächenanteile fa = 1m * 0,075m = 0,075 m² → 0,075 m² / (0,075m + 0,535m) = fb = 1m * 0,535m = 0,535 m² → 0,535 m² / (0,075m + 0,535m) = fa / Rta = fb / RTb = R´T in m²*K/W 0,12 0,88 0,05 0,17 0,225 DIN 4108 Teil 2 Tabelle 3 U= 1 / RT Mineralfaser (RTb) 1 Baustoffschichten von innen nach außen Kalkgipsputz Holzwolleleichtbauplatte Holzschalung Mineralfaser DIN 4108 Teil 2 Tabelle 3 R´ (oberer Grenzbereich) R´´ (unterer Grenzbereich) Baustoffschichten von innen nach außen Kalkgipsputz Holzwolleleichtbauplatte Holzschalung Sparren+Mineralfaser d4/(λ Sparren*fa+ λ Mineralfaser*fb) Mineralfaser DIN 4108 Teil 2 Tabelle 3 Schichtdicke Wärmeleitfähigkeit λ d in m W/m*K 0,02 0,70 0,025 0,15 0,02 0,13 0,16 0,02 erf. R 0,9 11,104 W/m*K unterer Grenzwert in m²*K/W 0,04 m²*K/W vorh. R Ru Rsi Rse R´´T RT = R´T+R´´T/2 U = 1 / RT R d/ λ R 0,029 0,167 0,154 10,045 0,500 10,894 0,130 0,080 11,104 5,665 0,18 Bauphysikalische Untersuchungen 47 3.3.2.8. Fenster und Rollladenkästen Der Uw-Wert der Fenster kann nur effizient verbessert werden, wenn ein Austausch der Fensterkonstruktionen erfolgt. Durch eine gedämmte Fensterrahmenkonstruktion mit einem Uf-Wert von 1,94 W/m²*K und eine Zweifachisolierverglasung mit einem Ug-Wert von 1,10 W/m²*K lässt sich ein Uw-Wert der Fensterkonstruktion von 1,29 W/m²*K erreichen. Im Zuge der Fenstermontage werden ebenfalls wärmegedämmte Rollladenkästen verbaut. Dadurch wird der Wärmeverlust der Rollladenkästen im Bestand minimiert. Die ausführliche Berechnung der gewählten Fensterkonstruktion als Beispiel für alle neuen Fensterkonstruktionen bezüglich des Uw-Wertes befindet sich im Anhang. Abbildung 17: Wärmegedämmtes Fenstersystem (Schüco Royal S 70.HI) Quelle: http://www.schueco.de/images/bilddatenbank/R70HI/R70HI_000_001_440x440.jpg Bauphysikalische Untersuchungen 48 3.4. Fazit Die U-Werte der untersuchten Bestandsbauteile unterstützen die bereits unter 2. Bestandsaufnahme und Schadensanalyse getroffenen Aussagen bezüglich des Wärmeverlustes der Bauteile. Durch fehlende Dämmmaterialien können die Bauteile den Anforderungen der DIN 4108 und der EnEV nicht gerecht werden (vgl. Tabelle 4: rote Bestandswerte). Tabelle 4: Soll-Ist-Vergleich der R- und U-Werte DIN 4108 Bestand EnEV Sanierung Mindestwerte Höchstwerte Bauteil R-Wert U-Wert R-Wert U-Wert in m²*K/W in W/m²*K in m²*K/W in W/m²*K R-Wert U-Werte in m²*K/W in W/m²*K Bodenplatte 0,119 4,02 1,134 0,79 0,90 0,50 Außenwand KG 0,160 3,45 2,178 0,43 1,20 0,50 Außenwand EG 0,568 1,37 3,562 0,27 1,20 0,45 Dachgaube (Wange) 1,457 0,61 3,857 0,25 0,90 0,30 Dachgaube (Decke) 2,468 0,41 5,737 0,17 1,20 0,30 Oberste Geschossdecke 0,787 1,27 6,143 0,16 0,90 0,40 Flachdach/Dachterrasse 1,259 0,71 1,720 0,21 1,20 0,30 Fenster Türen 3,25 1,29 1,70 3 1,29 1,70 Quelle: eigene Darstellung Die Gegenüberstellung der errechneten U- und R-Werte in Tabelle 4 ergibt jedoch folgende Auffälligkeit: Selbst durch die geringen vorhandenen Dämmstärken der Bestandsbauteile lassen sich Energieverluste reduzieren (vgl. grüne Bestandswerte). Allerdings sind diese „positiven“ Werte nur das Ergebnis der theoretischen Betrachtung der Bauteile. Das Ergebnis der Zustandsprüfung der einzelnen Bauteile vor Ort, also der Bestandsaufnahme, muss ebenfalls bei der Bewertung der in Tabelle 4 angegebenen Werte hinzugezogen werden. Durch eindringende Feuchtigkeit in einzelne Bauteile und damit in die Dämmschicht wird die Dämmfunktion des vorhandenen Dämmmaterials zerstört. Gleichzeitig besteht die Gefahr von Schimmelpilzbildung. Bauphysikalische Untersuchungen 49 Die konstruktive Verbesserung der Bodenplatte erreicht lediglich einen U-Wert von 0,79 W/m²*K und erfüllt damit nicht die Anforderungen der EnEV. Aufgrund der vorhandenen Konstruktionshöhe von 8 cm ist die Möglichkeit der einzubringenden Dämmstärke begrenzt (3 cm). Durch eine größere Dämmstärke kann der U-Wert des Bauteils weiterhin verbessert werden. Dazu ist jedoch ein kostspieliges Abfräsen der Stahlbetonbodenplatte erforderlich, um zusätzliche Konstruktionshöhe zu schaffen. Alle erzielten U-Werte stellen eine wesentliche Verbesserung der Konstruktionen bezüglich des Wärmeschutzes dar. Dadurch wird dem Ziel der Untersuchung, eine Reduzierung des Energiebedarfs und somit eine Senkung der Energiekosten, entsprochen. Weiterhin tragen die verbesserten Bauteile zur Steigerung des Wohnkomforts bei. Eine Vermeidung von Schimmelpilzbildung ist mit diesen Lösungsmöglichkeiten jedoch nicht garantiert. Durch das Einbringen von Dampfsperren und neuer, dichter Fenster weist das Gebäude eine erhöhte Dichtheit auf. Im Gebäude entstehende feuchte Raumluft kann nicht entweichen und schlägt sich an den Bauteilen nieder. Die Gefahr der Schimmelpilzbildung ist weiterhin gegeben. Ein richtiges Lüftungsverhalten wirkt dem entgegen. Eine mehrmals täglich vorgenommene Lüftung (Querlüftung) von 5 – 10 min. sorgt für eine Verringerung der Feuchtigkeit im Raum6. 6 vgl. Umweltbundesamt Berlin „Leitfaden zur Vorbeugung, Untersuchung, Bewertung und Sanierung von Schimmelpilzwachstum in Innenräumen“, S. 19, 2002 Konstruktive Lösungen 4. 51 Konstruktive Lösungen Die im nachfolgenden Abschnitt dargestellten konstruktiven Lösungsvorschläge haben die Aufgaben, die Schwachstellen der einzelnen Bauteile, die unter 3. Bauphysikalische Berechnungen rechnerisch nachgewiesen wurden, zu verbessern. Dazu wurden Konstruktionen gewählt, die eine Verbesserung der Bauteile hinsichtlich der durch 2. Bestandsaufnahme und Schadensanalyse aufgezeigten Bauschäden gewährleisten. Im Vordergrund standen dabei die Wiederherstellung eines angenehmen Raumklimas, Senkung des Energieverlustes und damit eine Reduzierung der Energiekosten sowie die Vermeidung von eindringender Feuchtigkeit und daraus resultierender Schimmelpilzbildung. Die folgenden Lösungsmöglichkeiten stellen nur eine Auswahl der konstruktiven Verbesserungsmöglichkeiten dar. Nachfolgend werden die gewählten konstruktiven Lösungen der untersuchten Bauteile und der sanierte Aufbau beschrieben. Einzelheiten zur Ausführung der Arbeiten sowie technische Merkblätter befinden sich im Anhang. Ein Teil der erforderlichen Arbeiten sind so geplant, dass sie in Eigenleistung erbracht werden können, um die anfallenden Kosten zu reduzieren. Diese Planung steht in Übereinstimmung mit dem Eigentümer. Einen Überblick über die entstehenden Kosten der einzelnen Maßnahmen erfolgt unter 13. Ermittlung der Sanierungskosten. Konstruktive Lösungen 52 4.1. Bodenplatte Die Bodenplatte stellt mit ihrem hohen U-Wert von 4,02 W/m²*K einen großen Schwachpunkt der Gebäudehülle dar. Durch eine hohe Wärmeableitung trägt sie wesentlich zum hohen Energieverbrauch bei. Eine Verbesserung des U-Wertes und eine Steigerung der Energieeffizienz lassen sich nur durch das Einbringen einer Dämmschicht realisieren. Dazu muss der vorhandene Estrich bis auf den darunter liegenden Beton entfernt werden, um Raum für die vorgesehene Dämmschicht zu schaffen. Diese Arbeiten können mit ein wenig handwerklichem Geschick in Eigenleistung erbracht werden. Durch die Feuchtemessung der Firma Aquamat ließ sich feststellen, dass die Bodenplatte mit einem als unbedenklich eingestuften Feuchtigkeitsgehalt behaftet ist. Dennoch wird im Zuge der Arbeiten zuerst eine Feuchtigkeitssperre (Bitumenschweißbahn mit Aluminiumeinlage V60S4) auf die Bodenplatte aufgebracht, um eventuelle zukünftige Feuchtigkeitseinwirkungen auszuschließen. Anschließend erfolgt ein EPS-Wärmedämmung (Wlg 030) mit einer Stärke von d = 3 cm, die mit einer Folie abgedeckt wird. Abschließend wird ein Zementestrich verlegt, der eine Stärke von d = 4,5 cm aufweist. 15 05 3 05 05 45 Abbildung 18: Aufbau Bodenplatte saniert Quelle: eigene Darstellung Konstruktive Lösungen 53 Dieser Konstruktionsaufbau ermöglicht einen U-Wert von 0,79 W/m²*K. Damit sind die Anforderungen des Mindestwärmeschutzes nach DIN 4108-2 erfüllt7. Der von der EnEV vorgegebene Höchstwert von 0,50 W/m²*K wird allerdings überschritten8. Die Begründung liegt in der begrenzten Konstruktionshöhe des Aufbaus. Die gewählte Maßnahme ermöglicht keine optimale Wärmedämmstärke, jedoch kann auf ein kostspieliges Abfräsen der Bodenplatte zu Schaffung einer ausreichenden Konstruktionshöhe verzichtet werden. Weiterhin bedarf es auf diese Weise keiner Anpassung der Türhöhen im Keller. Raum für einen Oberbodenbelag (z.B. Fliesenbelag) ist aber dennoch vorhanden. Abbildung 19: Abdichtung/Aufbau Bodenplatte; Vertikalabdichtung/Perimeterdämmung Quelle: www.deitermann.de/pdf/ds/D1101.PDF 7 Vgl. Deutsches Institut für Normung, DIN 4108-2 Mindesanforderungen an den Wärmeschutz Tabelle 3 8 Vgl. Bundesgesetzblatt (BGBI), „Energieeinsparverordnung“, Teil 1 Nr. 59 21.11.2001, Anhang 3 Tabelle 1 Konstruktive Lösungen 54 4.2. Außenwände KG Da die Außenwände des Kellergeschosses Feuchtigkeitsschäden, bedingt durch eine defekte Vertikalabdichtung (vgl. 1.3.2), aufweisen, muss zuerst die Ursache der eindringenden Feuchtigkeit beseitigt werden. Dazu wird eine Horizontalsperre (Stahlbleche) per Seilsägeverfahren eingebracht und die vorhandene defekte Außenabdichtung durch eine KMB-Dickbeschichtung ersetzt. Als KMB- Dickbeschichtung wird das Produkt Superflex 10 des Herstellers Deitermann verwendet, das sich gleichzeitig für die Verklebung der Perimeterdämmung eignet. Alle Angaben zur Ausführung, besonders zu Vorarbeiten, und die technischen Merkblätter der einzelnen Komponenten befinden sich im Anhang. Um den erforderlichen Mindestwärmeschutz nach DIN 4108 zu gewährleisten wird zusätzlich zur aufgebrachten KMB-Beschichtung eine Perimeterdämmung (Styrodur XPS Wlg 035) mit einer Stärke von d = 8 cm montiert (vgl. Abb. 2). Dazu kann der zur Erneuerung der Außenabdichtung angelegte Arbeitsraum der freigelegten Kelleraußenwände optimal genutzt werden. Das Anbringen der Perimeterdämmung kann in Eigenleistung erfolgen. Abbildung 20: Aufbau Kelleraußenwand (saniert) Innen 2 Außen 24 2 03 8 Quelle: eigene Darstellung Konstruktive Lösungen 55 Durch die aufgebrachte Perimeterdämmung kann der U-Wert von 3,45 W/m²*K im Bestand auf 0,39 W/m²*K gesenkt werden. Damit wird der Mindestwärmeschutz nach DIN 4108-2 erfüllt9. Zusätzlich wird der in der EnEV angegebene Höchstwert für Außenwände gegen Erdreich von 0,40 W/m²*K10 unterschritten. Die Perimeterdämmung übernimmt zusätzlich die Aufgabe, die erneuerte Vertikalabdichtung vor Beschädigungen zu schützen. Das Dämmmaterial ist witterungsbeständig und gewährleistet somit einen dauerhaften Schutz. 9 ebd. DIN 4108-2 Tabelle 3 ebd. Anhang 3 Tabelle 1 10 Konstruktive Lösungen 56 4.3. Außenwände EG Die Außenwände des Erdgeschosses sollen durch ein Wärmedämmverbundsystem (kurz: WDVS) der Firma Maxit (Maxit Speedy Wlg 035) energetisch aufgewertet werden. Dabei ist zu bedenken, dass zur Verbesserung der Fensterkonstruktionen ein Austausch der Fenster nötig ist. Dieser Austausch muss erfolgen, bevor das WDVS angebracht wird. Das WDVS ermöglicht durch Verwendung von 12 cm Styropor-Hartschaum eine Verbesserung des U-Wertes von 1,37 W/m²*K der bestehenden Fassade auf einen Wert von U = 0,27 W/m²*K. Die Mindestanforderungen der DIN 4108-2 und die Höchstwerte der EnEV sind somit erfüllt.11 Abbildung 21: Aufbau Außenwand EG (saniert) Innen 2 Außen 24 2 12 Quelle: eigene Darstellung Das WDVS verhindert zudem die Bildung von Oberflächenkondensat auf den Bauteilen durch Verlagerung des Taupunktes. Dadurch wird das Risiko der Schimmelpilzbildung reduziert. Beim Anbringen des WDVS ist insbesondere auf die Anschlußdetails an die vorhandene Perimeterdämmung, an Fensterlaibungen, Fensterstürzen und Fensterbänken und an Traufe und Ortgang zu achten. Die Arbeiten sind nach den allgemein aner- 11 ebd. DIN 4108-2 Tabelle 3 ebd. Anhang 3 Tabelle 1 Konstruktive Lösungen 57 kannten Regeln der Technik auszuführen. Details zu den einzelnen Anschlüssen sowie Verarbeitungshinweise und technische Datenblätter befinden sich im Anhang. Abbildung 22: Traufanschluss WDVS 18 30 14 12 28 Quelle: eigene Darstellung Konstruktive Lösungen 58 4.4. Oberste Geschossdecke Die oberste Geschossdecke ist als Holzbalkendecke ausgebildet und grenzt an das nicht nutzbare Kaltdach. Sie bietet somit die einfachste Möglichkeit den vorhanden U-Wert von 1,27 W/m²*K zu verringern. Die vorhandene Holzbalkendecke weist eine Sparrenhöhe von 16 cm und bietet somit die Möglichkeit eine Mineralfaserdämmung einzubringen. Abbildung 23: Aufbau oberste Geschossdecke (saniert) 535 75 02 2 25 2 18 75 Quelle: eigene Darstellung Die Mineralfaserdämmung (Rockwool Klemmrock Wlg 035) ist in verschiedenen Dämmstärken lieferbar. Auf diese Weise kann eine Dämmlage zwischen die Sparren eingebracht werden. Eine zusätzliche Dämmschicht wird flächig auf der bereits eingebrachten Schicht verlegt. Die Verlegearbeiten der Wärmedämmung können in Eigenleistung erbracht werden. Verarbeitungshinweise und Produktdatenblätter des verwendeten Dämmstoffes befinden sich im Anhang. Eine Folie als Dampfsperre zwischen Decke und Dämmung verhindert das Eindringen von feuchter Raumluft in die Wärmedämmung (sog. Dampfdiffusion). Die sanierte Deckenkonstruktion ermöglicht einen U-Wert von 0,18 W/m²*K. Damit wird der Mindestwärmeschutz nach DIN 4108-2 erfüllt12. Der erzielte U-Wert unterschreitet ebenfalls den vorgegebenen Höchstwert der EnEV von 0,30 W/m²*K13. 12 13 ebd. DIN 4108-2 Tabelle 3 ebd. Anhang 3 Tabelle 1 Konstruktive Lösungen 59 4.5. Flachdach/Dachterrasse Der vorhandene Aufbau der Dachterrasse muss aufgrund der eindringenden Feuchtigkeit in die Wärmedämmung und den unter der Dachterrasse liegenden Aufenthaltsraum komplett entfernt werden. Dieser Arbeitsschritt ist vom Eigentümer teilweise schon in Eigenleistung ausgeführt worden. Der U-Wert der vorhandenen Konstruktion erfüllte, bezogen auf den R-Wert, die Vorgaben der DIN 4108-2 von 1,20 m²*K/W14. Dennoch wird bei der Sanierungsmaßnahme die Verwendung einer größeren Dammstärke (16 cm i.M.) berücksichtigt, da der Höchstwert der EnEV (U ≤ 0,30 W/m²*K)15 unterschritten werden soll. 2 18 03 16 03 05 Abbildung 24: Aufbau Flachdach/Dachterrasse (saniert) Quelle: eigene Darstellung Der neue Aufbau der Dachterrasse besteht aus einem Bitumenvoranstrich und einer Elastomerbitumen-Dampfsperrbahn als Untergrund. Die folgende Wärmedämmung ist als Gefälledach (16 cm Dämmstarke i.M.) aus Styropor-Hartschaum ausgelegt. Es hat die Aufgabe, das anfallende Oberflächenwasser durch ein Plattengefälle von 2% vom Gebäude abzuführen. Abschließend erfolgt das Aufbringen einer Dampfdruckausgleichsschicht als kaltselbstklebende Polymerbitumenbahn und einer ElastomerBitumenschweißbahn als Oberlage der Dachabdichtung. 14 15 ebd. DIN 4108-2 Tabelle 3 ebd. Anhang 3 Tabelle 1 Konstruktive Lösungen 60 Die Anschlüsse des Dachterrassenaufbaus an die Wand zum Nachbargebäude und an die Terrassentür sind nach den anerkannten Regeln der Technik auszuführen. Die ausgeführte Dachterrassensanierung mit einem Gefälledach und einer Dämmstärke von 16 cm i.M. (Styropor-Hartschaum) erzielt einen U-Wert von 0,21 W/m²*K. Damit ist der nach DIN 4108-2 geforderte Mindestwert (R-Wert) und der nach der EnEV geforderte Höchstwert (U-Wert) eingehalten. Abbildung 25: Detail Wandanschluss Dachterrasse (saniert) Quelle: www.bauder.de/ximages/24115_detailsfd0.pdf Konstruktive Lösungen 61 4.6. Dachgauben Zur Verbesserung der Dachgaubenkonstruktion bezüglich des Wärmeschutzes wird der Zwischenraum zwischen äußerer und innerer Holzschalung genutzt. Dieser bietet bei der Gaubenwange mit d = 16 cm eine ausreichende Möglichkeit, um zusätzliches Dämmmaterial und eine Dampfsperre einzubringen. Mit dieser Aufwertung der Konstruktion kann ein U-Wert von 0,25 W/m²*K erreicht werden. Dieser Wert erfüllt die Anforderungen der DIN 4108 und der EnEV.16 Außen erfolgt eine neue Bitumenabdichtung gegen Feuchtigkeit und eine Gaubenverkleidung aus Zinkblech gegen äußere Einwirkungen. Abbildung 26: Aufbau Dachgaubenwange saniert Außen Innen 3 16 3 25 2 Quelle: eigene Darstellung Die Vorgehensweise lässt sich gleichermaßen auf die Gaubendecke anwenden. Die Schleppsparrenhöhe von 14 cm wird komplett für das Einbringen von einer Wärmedämmung (Mineralfaser Rockwool Klemmrock Wlg 035) und einer Dampfsperrfolie genutzt. Daraus resultiert ein U-Wert von 0,17 W/m²*K. 16 ebd. Konstruktive Lösungen 62 4.7. Fenster und Rollladenkästen Als Fensterkonstruktion werden Aluminiumfenster des Herstellers Schüco verbaut (Royal S70 Hi mit Zweifach-Isolierverglasung 1,1), die als Gesamtkonstruktion einen Uw-Wert von 1,29 W/m²*K aufweisen. Dabei ist auf eine den anerkannten Regeln der Technik entsprechende Ausführung des Fenstereinbaus zu achten (vgl. Anhang „Fenstereinbau“). Gleichzeitig werden wärmegedämmte Rollladenkästen montiert, die der Wärmebrückenbildung entgegenwirken (vgl. Anhang „Rollladensystem Corona Vario Top 145170210). Damit werden die von der DIN 4108 und der EnEV geforderten Werte erfüllt.17 Abbildung 27: Anschluss Fenster/Rollladenkasten 28 6 18 7 12 Quelle: eigene Darstellung 17 ebd. Konstruktive Lösungen 4.8. 63 Fazit Die dargestellten Sanierungsmaßnahmen stellen, wie bereits erwähnt, nur einen Teil der möglichen Lösungsvarianten dar. Die aufgeführten konstruktiven Lösungen veranschaulichen die unter 3. Bauphysikalische Untersuchungen errechneten U-Werte. Sie zeigen die praktische Umsetzung der Berechnungen auf und geben Aufschluss über die zu ergreifenden Maßnahmen, um diesen U-Werten bzw. den Vorgaben der DIN 4108 und der EnEV gerecht zu werden. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die dargestellten Konstruktionslösungen wesentlich zur Verringerung des Energiebedarfs beitragen und die Behaglichkeit im Wohngebäude erheblich steigern. Damit werden nicht nur die Energiekosten, sondern auch die schädlichen Einwirkungen auf die Gesundheit der Bewohner minimiert. Es wird eine langfristige Steigerung des Wohnkomforts und des Gebäudewertes erzielt, die durch regelmäßige Unterhaltungsmaßnahmen des Gebäudes auf hohem Niveau gehalten werden kann. Schimmelpilzsanierung Ausgearbeitet von Bernd Schrepfermann Einleitung 65 5. Einleitung Dem Auftreten von Schimmelpilzen in Gebäuden wird zunehmend Beachtung geschenkt. Voraussetzung für das Schimmelpilzwachstum ist generell Feuchtigkeit. Höhere Feuchtigkeit im Innenraum kann durch bauliche Mängel oder durch falsches Nutzverhalten auftreten. In älteren und nicht vorschriftsmäßig errichteten neuen Gebäuden kann durch bauliche Mängel (undichtes Dach, Risse im Mauerwerk) oder Fehler in der Gebäudekonstruktion Feuchtigkeit in Wände, Fußböden und Decken eindringen sowie zur Gebäudeinnenseite wandern. Durch Wärmebrücken oder unzureichend oder falsch angebrachte Wärmedämmungen kommt es zu einer erhöhten relativen Feuchte an der Oberfläche bis hin zur Tauwasserbildung an Innenflächen der Gebäudewände. Um dies zu verhindern und einem Schimmelpilzbefall vorzubeugen, müssen an erster Stelle solche baulichen Mängel beseitigt werden. Das Verhalten der Raumnutzer kann ebenfalls zu erhöhter Feuchte im Innenraum beitragen. Vor allem unsachgemäßes Lüftungsverhalten der Bewohner in Verbindung mit Tätigkeiten, bei denen Feuchtigkeit entsteht (Duschen, Kochen, Wäschetrocknen, etc.), erhöht die Feuchtigkeit der Raumluft. Dies kann zu Schimmelwachstum führen. Besonders bei nachträglich wärmegedämmten und nach den geltenden Wärmeschutzvorschriften neu errichteten Gebäuden ist wegen des verringerten natürlichen Luftwechsels (das ist der Luftaustausch mit der Außenluft, der z.B. über Fugenundichtigkeiten bei geschlossenen Fenstern und Türen auftritt) ein sachgemäßes Lüften erforderlich. Nicht zuletzt können unvollständig oder unsachgemäß beseitigte Wasserschäden oder Restbaufeuchte das Schimmelwachstum begünstigen. Bis heute gibt es keine einheitlichen Erfassungsmethoden und Bewertungsmaßstäbe für Schimmelpilzkontaminationen in Innenräumen. Diese Dokumentation soll helfen, einheitliche Vorgehensweisen und Empfehlungen zu schaffen sowie Schimmelpilzbelastungen vorzubeugen. Bestandsaufnahme 66 6. Bestandsaufnahme 6.1. Orientierende Bauwerksbegehung In dem von uns behandelten Wohngebäude aus dem Jahre 1957 wurde ein sehr starker Schimmelpilzbefall festgestellt. Bauliche Maßnahmen gegen dieses Vorkommen wurden vernachlässigt, Verbesserungen an den betroffenen Bauteilen nicht durchgeführt. Es war zu dieser Zeit auch nicht üblich, eine nach den heutigen Regeln der Technik übliche Wärmedämmung an den Außenwänden anzubringen. Im Kellerbereich wurde auf den Außenputz ein einfacher Isolieranstrich aufgetragen, der schon beim Verfüllen des Gebäudes beschädigt wurde. Auch im Bereich der Jalousienkästen hielt es offenbar niemand für nötig eine Wärmedämmung anzubringen. Dies führte natürlich dazu, dass auch in diesen Bereichen Kondensfeuchtigkeit eindringen konnte, welche das Gebäude im Laufe der Jahre nachhaltig schädigte. Das Ziel dieser Bauwerksbegehung war, sich einen Einblick über den Gesamtzustand des Gebäudes zu verschaffen. Schon beim Betreten der mit Schimmel befallenen Räume schlug einem der typische „faulige“ Geruch der durchfeuchteten Wände entgegen. Befallene Bereiche wurden mit Spanplatten verkleidet, damit das Schadensereignis erst einmal verschwunden war. An anderen Stellen wurde der Schimmelpilzbefall einfach überstrichen oder mit einem dünnen Gipsputz überzogen. Selbstverständlich wurde durch diese Maßnahmen der Schimmelpilzbefall nicht bekämpft, sondern nur für kurze Zeit eine optische Verschönerung durchgeführt. Bei der Begehung des Dachstuhls wurden ebenfalls Feuchteschäden festgestellt, die zu Schimmelpilzbefall geführt haben. Auch hier fehlte der vorher schon erwähnte „faulige“ Geruch nicht. Wie auch bei den schon vorgenannten Bauteilen wurde auch an dieser Stelle nichts gegen das Schadensereignis unternommen. Die Durchfeuchtung des Flachdaches war zur Zeit der Schadensaufnahme so hoch, dass in dem darunter liegenden Raum das Wasser von der Decke tropfte und dieser somit unbewohnbar war. 67 Bestandsaufnahme 6.2. Schadensaufnahme Die hier beschriebene Schadensaufnahme stellt lediglich die Feuchteschäden dar. Eine ausführliche Beschreibung der Schäden am Objekt ist unter 2. Bestandsaufnahme und Schadensanalyse einzusehen. 6.2.1. Fotografische und schriftliche Darstellung der Feuchte schäden im Erd- und Dachgeschoss Im Folgenden werden die durch eindringende Feuchtigkeit geschädigten Bauteile gezeigt und durch Erklärungen kurz erläutert. Abbildung 28: Schimmelpilzbefall durch undichtes Flachdach Quelle: Eigene Darstellung Nach dem Entfernen der Deckenverkleidung kam diese mit Schimmelpilz befallene Schadensstelle zum Vorschein. In diesem Raum unter dem Flachdach befindet sich das Esszimmer des Gebäudes. 68 Bestandsaufnahme Abbildung 29: Verkleidung der Schadensstelle mit Spanplatten Quelle: eigene Darstellung Die dargestellten Fotos zeigen die betroffenen Stellen in dem Raum unter dem Terrassenbereich. Der Terrassenbelag war sehr stark durchfeuchtet, der verwendete Estrich glich einem vollgesogenen Schwamm, wobei der Fliesenbelag ohne große Mühe mit der Hand entfernt werden konnte. Die dargestellten Bereiche sind schon sehr stark mit Schimmelpilzen befallen, an anderen Stellen sind sie noch im Anfangsstadium. Man muss kein Experte sein, um sich bei der Abbildung 2 vorzustellen, welches Bild den Betrachter hinter den Spanplatten erwartet. 69 Bestandsaufnahme Abbildung 30: Schimmelpilzbefall mit Farbe überstrichen Quelle: eigene Darstellung An dieser Wand wurde der Schimmelpilzbefall mit zwei Farbanstrichen versehen. Beim ersten Anstrich wurde weiße Farbe verwendet, welche jedoch die schwarzen Schimmelflecken nicht überdecken konnte. Grüne Farbe kam bei dem zweiten Anstrich zum Einsatz. Diese konnte den schon entstandenen Schaden jedoch auch nicht lange vertuschen. 70 Bestandsaufnahme Abbildung 31:Schimmelpilzbefall mit Gipsputz überzogen Quelle: eigene Darstellung Bei der gezeigten Darstellung wurde die Schadensstelle mit Gipsputz überzogen. Anschließend wurde die Decke mittels einer Holzkonstruktion abgehangen. Diese Stelle wurde bei der Schadensaufnahme nur aufgrund des strengen Geruchs entdeckt. 71 Bestandsaufnahme Abbildung 32: Schimmelpilzbefall an dem Jalousienkasten, 1. OG, Kinderzimmer Quelle: eigene Darstellung Abbildung 33: Schimmelpilzbefall an dem Jalousienkasten im 1. OG, Flur Quelle: eigene Darstellung 72 Bestandsaufnahme Das tatsächlich vorhandene Ausmaß des Schimmelpilzbefalls wird bei den Abbildungen 5 und 6 treffender nicht dargestellt. Nach dem Entfernen der Deckenverkleidung im 1. OG kamen diese Schadensbilder zum Vorschein. Auch hier wurde der durch die Tapete dringende Schimmelpilz nicht behandelt. Abbildung 34: Schimmelpilzbefall am Dachstuhl Quelle: eigene Darstellung Selbst in dem gut belüfteten Dachstuhl hat sich im Laufe der Jahre Schimmelpilz festgesetzt. Da das Dach an der betroffenen Stelle undicht war, konnte der Pilz sich ungehindert ausbreiten. Außerdem war diese durch auf dem Dachboden gelagerte Dachpfannen verdeckt. Eine Feuchtigkeitsmessung wurde hier nicht durchgeführt. Nachweis der Feuchtigkeit im Kellergeschoss 73 7. Nachweis der Feuchtigkeit im Kellergeschoss 7.1. Prüfmethode Zum Nachweis der kapillar aufsteigenden Feuchtigkeit im Kellergeschoss wurde ein digitales Messgerät der Firma GANN verwendet. Die Wirkungsweise dieses Gerätes erfolgt auf dem Messprinzip des kapazitiven elektrischen Feldes, d.h. es wird der elektrische Widerstand des Bauteils gemessen. Bei geringer Durchfeuchtung erhöht sich der Widerstand, mit zunehmender Materialfeuchte wird er geringer. Zwischen dem zu untersuchenden Bauteil und der Kugel an dem Messinstrument wird ein konzentriertes Hochfrequenzfeld erzeugt. Die Veränderungen des elektrischen Feldes aufgrund der Durchfeuchtung des Bauteils werden gemessen und auf der Anzeige digital dargestellt. Die Ziffern im Anzeigebereich werden als „Digits“ bezeichnet, wobei dieser von 0 bis 199 ausgelegt ist. Nach einer Umrechnungstabelle werden die Digits in Gewichtsprozente bzw. CM-Prozente umgerechnet. Abbildung 35: Messgerät, Hydromette, UNI 2, Fa. GANN Quelle: eigene Darstellung 74 Nachweis der Feuchtigkeit im Kellergeschoss 7.1.1. Erläuterung der digitalen Anzeige „Hydromette UNI 2“ Im Anzeigebereich von 0-80 Digits ist das Bauteil trocken. Von 80-95 Digits ist eine leichte Feuchtigkeit messbar. Im Bereich von 95-130 enthält das Bauteil soviel Feuchtigkeit, dass Schimmelpilzbefall entstehen kann, es wird als feucht bezeichnet. Ab dem Wert 130 wird von einer Sättigung des Bauteils mit Wasser gesprochen. Hierbei wird dieses nachhaltig geschädigt. 7.1.2. Darstellung der Umrechnungstabelle Tabelle 5: Umrechnungstabelle Anzeige (Digits) 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 Beton Gew. % 0 1,3 1,9 2,5 3,2 3,8 4,4 B15 CM-% 0 0,3 0,8 1,3 1,7 2,2 2,7 5,0 3,2 5,6 3,7 6,2 4,2 Quelle: Bedienungsanweisung „GANN HYDROMETTE UNI 1 und UNI 2“ Die Umrechnungen in Gewichts- bzw. CM-Prozente aus vorstehender Tabelle sind als Richtwerte anzunehmen. Sie beziehen sich auf einen normalen Austrocknungsverlauf mit natürlichem Feuchtegefälle zwischen der Oberfläche und der je nach Rohdichte erreichten Tiefe. Bei zu schneller Abtrocknung des Baustoffes (z.B. durch Warmluft, Entfeuchter, Bodenheizer, etc.) können durch geringere Oberflächen- feuchte niedrigere Messwerte angezeigt werden. In der Bedienungsanleitung für das benutzte Messgerät „Hydromette UNI 2“ mit der Aktivelektrode „B 50“ wird hierzu folgendes beschrieben: Die Tiefenwirkung hängt im wesentlichen von der jeweiligen Rohdichte (am gemessenen Bauteil: 1800 kg/m³) und der Oberflächenfeuchte ab. Bei der Erstellung der vorstehenden Tabelle wurde von normalen Putz- bzw. Estrichstärken ausgegangen.18 18 vgl. Bedienungsanweisung „GANN HYDROMETTE UNI 1“ Nachweis der Feuchtigkeit im Kellergeschoss 75 7.2. Feuchtemessung einzelner Bauteile im Kellergeschoss Der Vorteil dieser Art der Feuchtemessung ist ihre Zerstörungsfreiheit. Entgegen anderen Prüfmethoden (Darr- oder CM-Methode) müssen weder Löcher gebohrt noch Bohrkerne gezogen werden. Die Elektrode des Messgerätes wurde in einer Höhe von OK FFB bis in den Bereich der Wandmitte gehalten. Der gemittelte Wert von 135,2 wurde in Fußbodennähe, Werte um die 60 in Wandmitte gemessen. Somit war erwiesen, dass es sich hier um kapillar aufsteigende Feuchtigkeit handelte. Eine Sanierung dieser kapillar aufsteigenden Feuchtigkeit ist sehr kostenintensiv und bei dem untersuchten Objekt als Eigenleistung durch den Eigentümer kaum zu realisieren, da es sich hierbei um eine Stampfbetonbetonwand handelt. Abbildung 36: Feuchtemessung Kellergeschoss, Heizungskeller, 10 cm ü. OK FFB Quelle: eigene Darstellung Der Wert bei dieser Messung zeigt an, dass diese Stelle der Wand sehr stark durchfeuchtet ist. Dadurch wurden die dargestellten Heizungsrohre im Laufe der Zeit durch Rostbefall beschädigt. Die Feuchtigkeit wurde durch die Messsonde in einer Tiefe von 8-12 cm gemessen. Nachweis der Feuchtigkeit im Kellergeschoss 76 Abbildung 37: Feuchtemessung Kellergeschoss, Heizungskeller, 1,00m ü. FFB Quelle: eigene Darstellung Der Innenputz wurde bei den dargestellten Messpunkten entfernt, um ein möglichst genaues Ergebnis zu erzielen. Der angezeigte Wert von 60,6 zeigt hier bei 1,00m über OK FFB einen trockenen Bereich an. 77 Nachweis der Feuchtigkeit im Kellergeschoss 7.3. Nachweis zur Vermeidung von Schimmelpilz Um die Entstehung von Schimmelpilzbefall nach der Sanierung auch rechnerisch nachzuweisen wird nach DIN 4108-2-6.2 der Temperaturfaktor fRsi errechnet. Die DIN 4108-2-6.2 besagt folgendes: Ecken von Außenbauteilen mit gleichartigem Aufbau, deren Einzelkomponenten die Anforderungen nach Tabelle 3 erfüllen, bedürfen keines gesonderten Nachweises. Alle konstruktiven, formbedingten und stoffbedingten Wärmebrücken, die beispielhaft in DIN 4108 Beiblatt 2 aufgeführt sind, sind ausreichend wärmegedämmt. Es muss kein zusätzlicher Nachweis geführt werden. Für alle davon abweichenden Konstruktionen, muss der Temperaturfaktor an der ungünstigsten Stelle die Mindestanforderung fRsi ≥ 0,70 erfüllen, d.h. bei den unten angegebenen Randbedingungen ist eine Oberflächentemperatur von θsi ≥ +12,6°C einzuhalten.19 Der Temperaturfaktor fRsi ergibt sich nach DIN EN ISO 10211-2: θsi = raumseitige Oberflächentemperatur θi = Innenlufttemperatur θe = Außenlufttemperatur Nach DIN 4108-2 6.2 wird mit einer Innenlufttemperatur θi von +20°C und einer Außenlufttemperatur θe von 10°C gerechnet. Der U-Wert der Außenwand wurde in Abschnitt 3.3.1.2 bereits ermittelt. f RSi = θ Si − θ e θi − θe θSi errechnet wie folgt: θSi = θi – RSi * U * (θi - θe) θSi= 20 – (0,13 * 3,45 * (20 – 10)) = 15,51°C → Die raumseitige Oberflächentemperatur beträgt 15,51°C: 19 vgl.: DIN 4108, Beiblatt 2, Mindestanforderungen an den Wärmeschutz, Stand Juli 2003. 78 Nachweis der Feuchtigkeit im Kellergeschoss Berechnung vorh.fRsi: vorh. f RSi = θ Si − θ e 15,51 − 10 = = 0,551 θi − θe 20 − 10 → Der Nachweis ist nicht erbracht, da der errechnete Temperaturfaktor von 0,551 kleiner ist als der in der DIN 4108-2-6.2 geforderte Wert von mind. 0,70. Schimmelpilzbildung ist daher bei den gegebenen Bedingungen möglich. 79 Schutz des Gebäudes vor aufsteigender Feuchtigkeit 8. Schutz des Gebäudes vor aufsteigender Feuchtigkeit 8.1. Elektroosmose-Verfahren Da es zur Zeit der Herstellung des untersuchten Objekts nicht üblich war, eine Horizontalsperre in die Kellergeschosswände einzubauen, ist das Problem der aufsteigenden Feuchtigkeit bei älteren Gebäuden sehr weit verbreitet. Als zweiter Problempunkt ist bei dem beschriebenen Objekt zu nennen, dass die Wände aus Stampfbeton hergestellt wurden. Dieser Umstand macht es fast unmöglich, eine kostengünstige Sanierung durchzuführen. Hier würde sich das Elektroosmose-Verfahren anbieten, bei dem keinerlei Ausschachtungsarbeiten zu tätigen sind. Die Grundlage der Elektroosmose beruht auf einer Potenzialdifferenz zwischen einem Pluspol und einem Minuspol. Leitfähige Flüssigkeiten besitzen die physikalische Eigenschaft immer von Plus nach Minus zu wandern. Abbildung 38: Funktionsweise Elektroosmose + Pol + Pol Aquamat-Anlage Feuchte Feuchte - Pol - Pol Erdung Quelle: Eigene Zeichnung Schutz des Gebäudes vor aufsteigender Feuchtigkeit 80 8.2. Mauerentfeuchtungsanlage Um die Wand als eigentlichen Pluspol zu konfigurieren, muss eine elektronische Mauerentfeuchtungsanlage im Zentrum der nachgewiesenen Feuchtigkeitsherde an der Wand installiert werden. Diese sendet langwellige Radiostrahlen in die betroffenen Gebäudeteile, um die o.g. Polung zu erzielen. Das Erdreich dient hierzu als Minuspol, der Feuchtigkeitstransport dorthin ist nunmehr gegebenen, das Gebäude wird auf „fast natürliche Weise“ ausgetrocknet. „Auf diese Weise sinkt die Feuchtigkeit ab oder verdunstet auf natürliche Weise. Dadurch wird das ganze Haus trocken, die Außenwände, die Innenwände, die Zwischenwände und der Kellerboden. Das Eindringen und Aufsteigen von Feuchtigkeit aus dem Erdreich von unten wird unterbunden. So wird Trockenhaltung erreicht, erhalten und laufend überwacht.“20 Abbildung 39: AQUAMAT©, Mauerentfeuchtungsanlage Quelle: www.aquamat.de/images/ aquamat_klein.jpg 20 Infobroschüre „Feuchte Mauern,...nasser Keller“ der Fa. AQUAMAT© Deutschland GmbH, Ringstr. 17, 47533 Kleve Schutz des Gebäudes vor aufsteigender Feuchtigkeit 81 8.3. Das Seilsägeverfahren Ein anderes Verfahren, das Mauerwerk gegen kapillar aufsteigendes Wasser zu schützen ist das Seilsägeverfahren. Bei diesem sehr kostenintensiven Verfahren wird das gesamte Mauerwerk in einer Höhe von 0,20m über OK Fundament durchgesägt. Anschließend werden Edelstahlplatten in die vorhandene Fuge eingebracht, verfugt und abgedichtet. Um die Last des Gebäudes während es Sägens aufzufangen, werden Keile in die offene Fuge gesteckt. Das Seilsägeverfahren wird bei Mauerwerk aus Beton, Bruchstein oder extrem harten Ziegelmauerwerken angewendet. Mit der Seilsäge können alle Mauerwerksdicken bearbeitet werden. Schimmelpilzbefall in Innenräumen von Wohngebäuden 82 9. Schimmelpilzbefall in Innenräumen von Wohngebäuden 9.1. Grundsätzliches Schimmelpilze sind ein natürlicher Teil unserer belebten Umwelt und ihre Sporen sind daher auch in Innenräumen vorhanden. Die Vermehrung von Schimmelpilzen in diesen Räumen kann dagegen ein hygienisches Problem darstellen. Wirksame Maßnahmen, um Schimmelpilzwachstum zu vermeiden, setzen die genaue Kenntnis der Schimmelpilze und ihrer Umweltansprüche voraus. 9.1.1. Definition „Schimmelpilz“ Folgendes wird im „Schimmelpilz-Leitfaden“ des Umweltbundesamtes definiert: Der Begriff „Schimmelpilze” ist ein Sammelbegriff für Pilze, die typische Pilzfäden und Sporen ausbilden können und dadurch mikroskopisch als (oft gefärbter) Schimmelbelag sichtbar werden. Es handelt sich dabei aber nicht um eine einheitliche Gruppe von Pilzen, vielmehr sind unter diesem Begriff Fadenpilze aus mehreren Pilzgruppen (Zygomycetes, Asomycetes, Fungi imperfecti) zusammengefasst. Die einzelnen Schimmelpilze werden mit einem lateinischen Doppelnamen bezeichnet. Dabei steht der erste Teil des Namens für die übergeordnete Pilzgattung (z.B. Aspergillus, Penicillium), der zweite Teil benennt die einzelne Pilzart (synonym: Pilzspezies; z.B. Aspergillus fumigatus, Penicillium chrysogenum). Die Pilze bilden in der Wachstumsphase Zellfäden (Hyphen), deren Gesamtheit man als Myzel bezeichnet. Da diese Fäden meist harmlos sind, ist der Schimmelpilz in dieser Phase normalerweise mit dem bloßen Auge nicht sichtbar. Zur Vermehrung und Verbreitung bilden Schimmelpilze asexuelle Verbreitungsorgane (Sporen). Da diese in großer Zahl produziert werden und oft gefärbt sind, werden die Schimmelpilze in diesem Stadium mit bloßem Auge (z.B. als Schimmelpilzflecken) sichtbar.21 Schimmelpilze sind Mikroorganismen. In der Natur spielen sie eine wichtige Rolle bei der Zersetzung, Kompostierung und Verwesung abgestorbener Lebewesen und or19 vgl. Dr. Heinz-Jörn Moriske, Dr. Regine Szewzyk, Schimmelpilz-Leitfaden, Herausg.:Umweltbundesamt, 2002, S.9 Schimmelpilzbefall in Innenräumen von Wohngebäuden 83 ganischer Materialien, aus denen sie ihre Nährstoffe gewinnen. So erstaunt es nicht, dass sie bei geeigneten Bedingungen auch Bauteile befallen und schädigen können. Optisch nimmt der Mensch den Schimmelpilz als oft schwarzen oder farbigen, fleckigen Überzug von pelziger, pulvriger Beschaffenheit wahr. 9.1.2. Größe der Schimmelpilzsporen „Schimmelpilzsporen umfassen normalerweise den Größenbereich von 3 bis 20 µm (maximaler Bereich 2-100 µm, 1 µm entspricht 1/1000 mm). Die meisten Sporen haben Durchmesser unter 10 µm. Sie können damit eingeatmet werden sowie in der Luft über weite Strecken schweben und mit dem Wind transportiert werden.“22 9.1.3. Gründe für die Entstehung von Schimmelpilzen Schimmelpilzwachstum kann bei Feuchteschäden in Mauerwerks- und Gebäudestrukturen auftreten, wird zunehmend aber auch bei älteren Gebäuden beobachtet, welche aus energetischen Gründen nachträglich, z.B. durch eine Wärmedämmung, abgedichtet wurden. Auch durch kürzere Bauzeiten und den daraus resultierenden vorzeitigen Bezug der Gebäude durch deren Bewohner kann die Restbaufeuchte nicht völlig entweichen. In früheren Zeiten dagegen wurde der Rohbau den Winter über stehengelassen („das Wasser muss rausfrieren“), diese Methode ist jedoch in der heutigen Zeit aus Kostengründen wohl kaum mehr denkbar. Seit Inkrafttreten der Energieeinsparverordnung (EnEV), welche mitunter ein luftdichtes Bauen vorschreibt, kann überschüssige Feuchtigkeit nicht mehr durch diffusionsoffenes Mauerwerk abgeführt werden. Durch Dämmstoffe und Putze aus Kunststoffen wird diese Diffusionsfähigkeit unterbunden. Auftretende Feuchtigkeit in Wohngebäuden, durch das Nutzerverhalten ihrer Bewohner verursacht, wird in den meisten Fällen nur unzureichend durch natürliche Lüftung abgeführt und reichert sich deshalb in den Räumen an. Dieser Umstand kann durch tägliches Wäsche waschen, Wäsche trocknen, Duschen, Baden und Kochen herbeigeführt werden. An diesen wenig durchlüfteten Stellen bildet sich Kondenswasser, dessen Auftreten das Schimmelwachstum fördern kann. 22 Dr. Heinz-Jörn Moriske, Dr. Regine Szewzyk, Schimmelpilz-Leitfaden, Herausg.:Umweltbundesamt, 2002, S.5 Schimmelpilzbefall in Innenräumen von Wohngebäuden 84 9.2. Verbreitung von Schimmelpilzen Schimmelpilze verbreiten sich durch mit freiem Auge unsichtbare Sporen, die sie in großen Mengen an die Luft abgeben. Sobald Schimmelsporen auf geeignetes organisches Nährsubstrat und günstige Keimbedingungen treffen, wird der Stoffwechsel aktiviert. Auskeimende Sporen bilden Vegetationskörper, die in das von ihnen besiedelte Material eindringen. Für ihr Wachstum entziehen die Schimmelpilze diesem mittels Enzymen organisch gebundenen Kohlenstoff; die Schädigung beginnt. In weiterer Folge werden neue Sporen ausgebildet, die sich wiederum durch geringste Luftbewegungen weiter verbreiten. 9.2.1. Lebensbedingungen der Schimmelpilze Reichhaltige Nährböden für Schimmelpilze bilden alle Objekte aus organischem Material wie Holz, Papier, Textilien, Leder, Leime, Kleister und Bindemitteln. Auch Objekte aus Stein, Metall, Keramik oder Kunststoffen können von Pilzen besiedelt und geschädigt werden, wobei als Substrat, Weichmacher, Füllstoffe oder Verschmutzungen dienen (Fingerabdrücke, Staub, Schmiermittel, Seifenrückstände u.v.m.). Als Idealbedingungen für die rasche Vermehrung von Schimmelpilzen gelten: -Temperaturen zwischen 20° und 35°C -relative Luftfeuchte über 60 % -pH-Wert des Materials von 4,5 bis maximal 8 Allerdings kann auch ein langsameres Wachstum bei Werten außerhalb der Idealbereiche zu beträchtlichen Schäden durch enzymatische (in der Zelle gebildete organische Verbindungen) Zersetzungsprozesse führen. Wichtigste Voraussetzung für die Keimung der Pilze ist Feuchtigkeit. Bauliche und nutzungsbedingte Faktoren wie schlechte Dämmungen, ungenügend feuchtigkeitsregulierende Baumaterialien (Beton, Anstriche mit hohem Kunststoffgehalt), Anbringen von Objekten an kalten Außenwänden, falsches Heizen und Lüften begünstigen das Risiko von Kondensfeuchte. Eine weitere Verbreitungsquelle für Schimmel sind unzureichend gewartete Klimaanlagen und Luftbefeuchter, deren verkeimte Filtermatten und Wasserbehälter ganze Gebäude kontaminieren können. Schimmelpilzbefall in Innenräumen von Wohngebäuden 85 9.3. Vorbeugende Maßnahmen gegen Schimmelpilzbefall Die wichtigste Voraussetzung für das Schimmelpilzwachstum ist, wie schon erwähnt, das Vorhandensein von Feuchtigkeit, welche meist auf bauliche Mängel und/oder falsches Nutzerverhalten zurückgeführt werden kann. Fachgerechte bauseitige Maßnahmen und vernünftiges Raumnutzerverhalten müssen zusammenwirken, um eine Wohnung frei von Schimmelpilzwachstum zu halten. 9.3.1. Bauseitige Maßnahmen Grundvoraussetzung für eine Wohnung ohne Schimmelpilzwachstum ist eine Errichtung des Gebäudes nach dem aktuellen Stand der Technik! Für die Vermeidung von Schimmelpilzwachstum durch Feuchteschäden sind besonders folgende Maßnahmen zu nennen: Mindestwärmeschutz (DIN 4108-2) Abdichtung gegenüber aufsteigender Bodenfeuchte (DIN 18195) Regelrechte Dachkonstruktion (Handwerkliche Richtlinien) Wasserdichte Installationen Hierbei ist eine besondere Aufmerksamkeit auf den Bereich der Wärmebrücken zu richten. Die Berechnungen zur notwendigen Wärmedämmung hatten in der Vergangenheit als wichtigstes Kriterium die Vermeidung von Tauwasserbildung vorgegeben (Tauwasserkriterium). Bei vielen wärmegedämmtem Häusern ist diese Anforderung noch nicht erfüllt und es kann vor allem bei Räumen mit erhöhter Feuchtigkeitsproduktion oder ungünstiger Luftzirkulation zu Schimmelwachstum kommen.23 23 vgl.: DIN 4108-2:2001-03 “Wärmeschutz und Energieeinsparung in Gebäuden - Teil 2: Mindestanforderungen an den Wärmeschutz” Gesundheitsrisiken durch Schimmelpilze 86 10. Gesundheitsrisiken durch Schimmelpilze 10.1. Allergische Reaktionen beim Menschen Durch das Einatmen von Schimmelpilzsporen können bei empfänglichen Personen Allergien ausgelöst werden, dazu gehören insbesondere Säuglinge, Kleinkinder und ältere Menschen. Insgesamt kann man sagen, dass Menschen mit einem geschwächten oder noch nicht vollständig ausgebildeten Immunsystem gefährdeter sind als solche, bei denen keine gesundheitlichen Probleme dieser Art vorhanden sind. Die wenigsten Menschen wissen jedoch über den Zustand ihres Immunsystems Bescheid. Vorsicht ist daher prinzipiell angebracht! Wiederholte längere Aufenthalte in kontaminierter Umgebung können zu allergischen Reaktionen führen. So genannte Mycoallergosen äußern sich in häufigem Niesen, Schnupfen, Reizungen der Haut und der Atemwege bis hin zu Asthma, Fieber, Durchfall oder Erbrechen. Seltener, aber gefährlicher als allergische Erkrankungen sind Pilzinfektionen, sogenannte Mykosen, die vor allem über Haut, Lungen, Ohren und Schleimhäute den Organismus befallen und schwer schädigen. Die Sporen der Schimmelpilze gehören zu den wichtigsten Innenraumallergenen. In einigen wissenschaftlichen Untersuchungen konnte nachgewiesen werden, dass Menschen nach intensivem und langem Schimmelpilzkontakt nachweislich ein erhöhtes Gesundheitsrisiko haben. Schimmelpilze können sowohl körperliche Reaktionen auslösen, wenn sie in entsprechender Häufung auftreten, als auch giftige Verbindungen. Als typische Erkrankungen bei körperlichen Reaktionen sind zu nennen: • Erkrankungen der oberen und unteren Atemwege • Bronchitis • Atemnot • Husten • Fieber • Reizerscheinungen der Augen Gesundheitsrisiken durch Schimmelpilze • Reizungen der Haut (Neurodermitis) • erhöhte Infektanfälligkeit • chronischer Erschöpfungszustand • Konzentrationsstörungen • Muskelschmerzen • Magen-Darm-Beschwerden und Allergien24 87 10.2. Das Immunsystem des menschlichen Körpers „Das Immunsystem des menschlichen Körpers setzt sich bei Allergien nicht gegen gefährliche Fremdstoffe sondern entgegen von vielen Vermutungen gegen harmlose „Dinge“ zur Wehr (z.B. Pollen oder Bestandteile von Lebensmitteln). Beim ersten Kontakt mit einem Antigen (Fremdstoff) tritt normalerweise keine allergische Reaktion ein, sondern das menschliche Immunsystem bildet Antikörper gegen einen möglichen „Angreifer“. Man bezeichnet solche Menschen als „sensibilisiert“, d.h. der Körper bildet aufgrund seiner angeborenen Fähigkeit Antikörper. Solch eine Sensibilisierung kann natürlich auch durch eine Impfung herbeigeführt werden. Erst bei einem erneuten Kontakt mit dem Fremdstoff kommt es dann zu allergischen Reaktionen, die sich in Schnupfen, Niesen, gerötete Augen oder Hautausschlag auswirken. Am häufigsten wird bei einer solchen Schimmelkontamination eine Erkrankung der Atemwege diagnostiziert. Eine grundlegende Aussage darüber, ob ein hier dargestelltes Krankheitsbild auf Schimmelpilzbefall zurückzuführen ist, kann ohne gründliche Untersuchung der Person jedoch nicht vorhergesagt werden.“25 24 vgl.: www.schimmel-schimmelpilze.de/krank-durch-schimmelpilz.html, 16.02.2006 Dr. Heinz-Jörn Moriske, Dr. Regine Szewzyk, Schimmelpilz-Leitfaden, Herausg.:Umweltbundesamt, 2002, S.15 25 Untersuchung einer Schimmelpilzprobe 88 11. Untersuchung einer Schimmelpilzprobe 11.1. Arten der Probennahmen Es gibt kein Universalverfahren für die Probennahme von Schimmelpilzen. Die Art und der Umfang einer Probennahme sind vom Einzelfall abhängig. Untersuchungen von Schimmelpilzen auf oder in Materialien geben direkte Hinweise auf die Zusammensetzung der Schimmelpilzquelle. Auch sollten keinerlei anderer Fremdkörper der Probe hinzugefügt werden, da dadurch das Ergebnis der Untersuchung verfälscht werden kann. Folgende Verfahren werden bei Schimmelpilzuntersuchungen eingesetzt: • Kontaktprobe (auf Klebefilm) • Abklatschprobe (auf Nährmedium) • Untersuchung von Sedimentationsproben auf Schimmel pilze (offene Nährmedien werden in dem zu messenden Raum über eine definierte Zeitspanne aufgestellt, im Labor kultiviert und ausgewertet) • Materialproben • Staubproben • Luftkeimsammlung • Partikelsammlung • MVOC-Messung (Messung von gasförmigen Stoffen, die beim Schimmelwachstum entstehen) • Schimmelspürhund26 Die aufgeführten Verfahren werden hier jetzt nicht näher erläutert. 11.2. Vorgehensweise bei der Probennahme Wir haben uns im dargestellten Fall für das Verfahren der Materialprobe entschieden, d.h. der Schimmelpilzbefall wurde einfach von der Kellerwand abgeschürft und einem sauberen Behältnis zugeführt. Daraufhin wurde die Probe der Mikrobiologie der Rheinischen Akademie e.V. Köln, Vogelsanger Straße 295, 50825 Köln zum Zwecke weiterer Untersuchungen zur Verfügung gestellt. Diese Untersuchungen wurden in 26 vgl.http://www.schimmel-schimmelpilze.de/proben-messung.html, 16.02.2006 Untersuchung einer Schimmelpilzprobe 89 nerhalb unserer Gruppe in Zusammenarbeit mit Herrn Gesche von der RAK durchgeführt. 11.2.1. Makroskopische Betrachtung Bei der makroskopischen Betrachtung wurde die Schimmelpilzprobe durch eine Stereolupe betrachtet. Diese Art der Analyse ist sehr oberflächlich, da der Schimmelpilz durch Staub oder sonstige Unreinheiten in der Probe oftmals noch gar nicht erkannt werden kann. Typische Pilzstrukturen, die schon auf eine spezielle Gattung schließen lassen konnten, waren bei dieser Betrachtungsweise nicht zu erkennen, lediglich grau-schwarze, dünne Pilzfäden wurden sichtbar. 11.2.2. Anzucht der Proben auf Nährböden Bei der Anzucht der Probe auf einem Nährboden (auch Agar genannt) wurden zwei Vorgehensweisen verfolgt. Bei der ersten wurde die Probe auf einem HPG-Agar (Hefeextrakt, Pepton (Aufbaustoff des Eiweißes), Glukose, pH-Wert 7,2) kultiviert, bei der zweiten auf einem Stärke-Agar (pH-Wert 6,8). Die Proben wurden daraufhin bei einer gleichbleibenden Temperatur von 20° Celsius in einem Labor für sieben Tage aufbewahrt. 90 Untersuchung einer Schimmelpilzprobe Abbildung 40: Anzucht der Schimmelpilzprobe auf Nährmedien (Agar) Quelle: eigene Darstellung 11.2.3. Entnahme der Probe aus dem Nährmedium Abbildung 41: Entnahme einer Schimmelpilzprobe aus dem Stärkeagar Quelle: eigene Darstellung 91 Untersuchung einer Schimmelpilzprobe Nach sieben Tagen Anzucht wurde der Schimmelpilz aus dem Agar entnommen und anschließend mikroskopisch untersucht. 11.2.4. Mikroskopische Betrachtung Im Verlauf der mikroskopischen Betrachtung wurden zuerst Konidio-Sporen sichtbar. Darunter versteht man eine asexuelle, durch Abschnürung entstandene Fortpflanzungsform eines Schimmelpilzes.27 Des Weiteren erkannte man Hyphenfragmente. Hyphen sind fädrige, eventuell verzweigte Schimmelpilzzellen. Sie dienen der Fortpflanzung oder der Ernährung. Ein Geflecht von Hyphen wird hierbei als Myzel bezeichnet.28 Die Betrachtung wurde bei einer 400-fachen Vergrößerung der Probe vorgenommen. Abbildung 42: Vorbereitung der mikroskopischen Betrachtung Quelle: eigene Darstellung 27 28 vgl. Silver Line, Fremdwörterbuch, Compact Verlag, München, Erscheinungsjahr 2005, S. 300 vgl. http://schimmel-schimmelpilze.de/definition-schimmelpilz.html, 16.02.2006 92 Untersuchung einer Schimmelpilzprobe Abbildung 43: mikroskopische Untersuchung Quelle: eigene Darstellung 11.3. Auswertung der Untersuchung Die Auswertung der Untersuchung ergab, dass es sich bei dem Schimmelpilz um einen „Aspergillus fumigatus“ handelt. Da es technisch nicht möglich war ein Foto der Mikroskopie zu erstellen, wurde hier zur besseren Darstellung eine Abbildung aus dem Internet heruntergeladen. Abbildung 44: „Aspergillum fumigatus“ Quelle: www.niaid.nih.gov/dir/ labs/lci/aspergillus.gif Untersuchung einer Schimmelpilzprobe 93 11.3.1. Definition “Aspergillus fumigatus” „Aspergillus fumigatus ist ein Schimmelpilz der Gattung Aspergillus ( gießkannenförmig). Der Name stammt aus dem lateinischen (fumus = der Rauch) und entstammt der rauchgrünen Farbe des Pilzes, die von einem Pigment in den Sporen verursacht wird.“29 11.3.2. Vorkommen und Verbreitung Die Wikipedia Enzyklopädie schreibt dazu folgendes: Der Aspergillus fumigatus gehört zu den verbreitetsten Pilzspezies überhaupt, er findet sich von der Antarktis bis zur Sahara praktisch überall. Im Durchschnitt atmet ein Mensch jeden Tag ca. 1000 Sporen ein. „Aspergillus fumigatus ist ein sogenannter saprophytischer (fäulnisfressender) Pilz, der mit seinem versatilen Metabolismus (beweglichen Stoffwechsel) eine Vielzahl von Stoffen zersetzt. Er ist sogar in der Lage auf Glas zu wachsen und kann bei Temperaturen von 12-56°C leben.“30 29 30 vgl.: http://de.wikipedia.org/wiki/Aspergillus_fumigatus, 16.02.2006 ebd. Durchführung der Schimmelpilz - Sanierung 94 12. Durchführung der Schimmelpilz - Sanierung 12.1. Ursachenbeseitigung An erster Stelle der Schimmelpilz-Sanierung steht die Ursachenbeseitigung. Solange die Ursache des Schimmelbefalls nicht abgestellt worden ist, muss jederzeit mit einem Wiederauftreten des Befalls gerechnet werden. Eine Sanierung ist je nach Befallsintensität durchzuführen: • Leichter Befall: Maßnahmen können selbst durchgeführt werden • Mittlerer Befall: Maßnahmen durch einen qualifizierten Handwerker durchführen lassen • Starker Befall: Hier sollte eine Fachfirma beauftragt werden Sanierungsarbeiten sind generell möglichst staubarm durchzuführen, um eine Verbreitung der Schimmelpilzsporen zu minimieren. Abhängig von der Intensität des Befalls sind vor der Sanierung alle Gegenstände zu entfernen, insbesondere Lebensmittel und nicht feucht abwaschbare Dinge. Je nach Befallsintensität und den ermittelten Schimmelpilzarten kann es notwendig werden, die Sanierung unter erhöhten Sicherheitsmaßnahmen durchzuführen. In schweren Fällen sollte der Gebrauch einer Atemschutzmaske, Schutzbrille, Einmalhandschuhen und Schutzanzug in Erwägung gezogen werden. Der Eintrag von Sporen aus dem zu sanierenden Bereich in andere Gebäudeteile muss unterbunden werden (z.B. durch Abkleben von Türen, Einzug von Folientrennwänden usw.). Leicht ausbaubare Baustoffe wie Gipskartonplatten, Tapeten oder leichte Trennwände sind auszubauen. Schimmelpilzbefall auf nicht ausbaubaren Baustoffen ist auf geeignete Weise zu entfernen. Dabei sollte staubarm gearbeitet werden, um einen Übertrag der Sporen zu minimieren. Bei den Arbeiten entstehender Staub ist mit einem geeigneten Staubsauger abzusaugen. Gleichzeitig sind die Baustoffe zu trocknen. Dafür gibt es geeignete Bautrocknungsfirmen. Auf kleinen Flächen kann der Restsporengehalt mit 80%igem Alkohol (Brand- und Explosionsgefahr beachten) beseitigt werden. Durchführung der Schimmelpilz - Sanierung 95 12.2. Verwendung von Fungiziden Die Verwendung von Fungiziden (Pilzabtötende Mittel) im Innenraum wird nur unter bestimmten Bedingungen empfohlen. Die Fungizide sind auf gesundheitliche Verträglichkeit zu überprüfen. Befallene Möbelstücke mit geschlossener Oberfläche (Stühle, Schränke) sind oberflächlich feucht zu reinigen, zu trocknen und gegebenenfalls mit 80%igem Alkohol zu desinfizieren. Befallene Einrichtungsstücke mit Polsterung (Sessel, Teppiche) sind nur selten sinnvoll zu sanieren, da sich die Schimmelgerüche häufig nicht entfernen lassen. Im Zweifel sind sie zu entsorgen. Nach der Sanierung ist eine gründliche Reinigung vorzunehmen. Staub auf allen Flächen und Gegenständen muss feucht entfernt werden. Der Staub ist sporenhaltig. Bei befallenen Möbelrückseiten ist der Schimmel von der Rückwand und der Zimmerwand zu entfernen. Danach sind die Möbel mit einem Wandabstand wegen der notwendigen Hinterlüftung von mindestens 5 cm aufzustellen. 12.3. Gefährdungsabschätzung Zunächst sollte eine mikrobiologische Untersuchung der Größe und der Art des Schimmelpilzbefalls erfolgen. Die Abklärung der Ursachen für das Schimmelpilzwachstum ist durch einen Sachverständigen für Innenraumschadstoffe oder eines Bausachverständigen durchzuführen. Der Sachverständige führt eine Abschätzung der Art, Tiefe, Intensität und Größe des Schimmelbefalls durch. Auch die Nutzung des Objektes sollte in Betracht gezogen werden. Die Einteilung des Schadens erfolgt gewöhnlich in folgende Einstufungen: Kategorie 1: Normalzustand bzw. geringfügiger Schaden (bis ca. 20 cm² Befallgröße) Kategorie 2: Geringer bis mittlerer baulich- bzw. nutzungsbedingter Schaden. Es kann eine gesundheitliche Gefährdung vorliegen. Kategorie 3: Großer baulich- bzw. nutzungsbedingter Schaden. Es kann eine erhöhte gesundheitliche Gefährdung vorliegen. 96 Durchführung der Schimmelpilz - Sanierung 12.4. Sanierungskontrollen Nach Abschluss der Sanierung ist der Erfolg der Maßnahmen einschließlich der Reinigung je nach Schweregrad des Befalls zu kontrollieren. Die Kontrolle sollte sich auch auf einige Zeit nach der Sanierung erstrecken und vor allem im Winter nochmals erfolgen. Bei leichtem Befall sollte eine visuelle Kontrolle der vormals befallenen Materialien erfolgen. Bei mittlerem Befall ist es nötig, eine gezielte regelmäßige visuelle Kontrolle der vormals befallenen Materialien vorzunehmen. Ebenso sollte eine Durchsicht erfolgen, ob die vormals vorhandenen Ursachen für den Befall nicht mehr vorhanden sind. Bei schwerem Befall ist es unabdingbar, dass eine gezielte regelmäßige visuelle Kontrolle der vormals befallenen Materialien und der vormals bestehenden Ursachen für den Befall nicht mehr vorhanden sind. Eine Raumluftuntersuchung sollte bei größeren Schäden und nach Sanierung von öffentlichen Gebäuden (vor allem Kindergärten und Schulen) erfolgen. 12.5. Vorgehen, wenn eine Ursachenbehebung vorübergehend nicht möglich ist Das Freisetzen von Schimmelpilzsporen in die Luft kann z. B. durch geeignetes Abdecken mit Folie nicht sofort sanierbarer Flächen verringert oder ausgeschlossen werden. Betroffene Stellen, die zur Pilzbildung neigen, sind ständig zu belüften. Daneben sollte intensiv geheizt werden. Zuvor muss jeglicher offener Befall beseitigt werden, da es sonst zu einem Aufwirbeln von Sporen kommt (infolge Luftzug und Konvektion). Die relative Feuchte des Raumes ist durch häufiges Stoß- bzw. Querlüften unter 40 % relativer Feuchte zu halten. Dies ist durch den Einsatz eines Hygrometers häufig zu kontrollieren. Die Möbel sind von Außenwänden abzurücken. Durchführung der Schimmelpilz - Sanierung 97 12.6. Prävention von Schimmelpilzbefall Um einen Schimmelpilzbefall in Innenräumen zu vermeiden, können die im folgenden aufgeführten vorbeugenden Maßnahmen effektiv und hilfreich sein: • Neubauten vor dem Bezug austrocknen lassen. • In der kalten und feuchten Jahreszeit sollten auch weniger genutzte Räume nicht ganz auskühlen. • Optimierung der Lüftungsgewohnheiten (hygienische Querlüftung). Ein wiederholtes Stoßlüften (etwa viermal täglich für 10–15 Minuten) mit weiter Öffnung der Fenster und Türen bei ausgestellter Heizung ist der ständigen Spaltlüftung vorzuziehen, da hierbei die Innenraumluft vollständig ausgetauscht wird. • Einrichtungsgegenstände nicht direkt an die Wände stellen, sondern Abstand für die Luftzirkulation lassen. • Baumängel beheben (defekte Rohrleitungen, Mauerrisse, Außenputzschäden, Undichtigkeiten von Dächern, vor allem von Flachdächern) • Durch Luftbefeuchter an Heizkörpern und durch Zimmerspringbrunnen entsteht zusätzliche Feuchtigkeit und unter Umständen ein Eintrag von Keimen in die Raumluft. • Deshalb: Keine Luftbefeuchter dauernd benutzen, es sei denn, die Luftfeuchtigkeit ist zu niedrig und ein Ausgleich durch zeitweiligen Betrieb ist sinnvoll. • Räume bei Nichtnutzung nicht völlig auskühlen lassen. Schlaf zimmer auf tagsüber beheizen. • In Feuchträumen und Küchen Dunstabzug mit Außenanschluss installieren. • Abfalleimer, insbesondere aber Sammelbehälter für Bio- und Restmüllabfälle, häufig entleeren und reinigen (Schimmelpilzallergiker sollten den Behälter nicht selbst reinigen). • Nach dem Duschen oder Baden das Badezimmer ausreichend lüften. • Nach dem Kochen lüften. Durchführung der Schimmelpilz - Sanierung • 98 Die relative Luftfeuchte sollte nicht mehr als 55% und die Raumtemperatur nicht unter 19° C betragen. • Feuchte Schuhe, Kleider, Ledersachen oder ähnliches nicht in Schränken lagern. • Keine dichten, raumhohen Vorhänge in Fenster- und Eckbereichen (Wärmebrücken) beziehungsweise in Bereichen mit un zureichender Luftzirkulation verwenden. • Bäder sollten möglichst mit Fensterlüftung ausgestattet sein oder einen ausreichend dimensionierten Ventilator mit Nachlauffunktion besitzen. • Bei Renovierungsarbeiten Materialien auswählen, die als Feuchtepuffer dienen können. So ist beispielsweise das Speichervermögen eines offenporigen Kalkputzes gegenüber Feuchte wesentlich größer als das von Dispersionsanstrichen. • Spritzwasser auf Fliesen, Wänden und Böden entfernen Ermittlung der Sanierungskosten 100 13. Ermittlung der Sanierungskosten 13.1. Vorbemerkungen Bei der Ermittlung der Sanierungskosten war zu beachten, dass der jetzige Eigentümer des Einfamilienhauses nahezu alle anfallenden Arbeiten in Eigenleistung ausführen möchte. Deshalb wurden bei einigen Gliederungspunkten nur die Materialpreise aufgeführt, um einen reellen Bezug zur Technikerarbeit herzustellen. Die aufgeführten Preise wurden bei verschiedenen Fachfirmen für die einzelnen Gewerke erfragt oder angebotsmäßig erstellt. Die angeführten Positionen und Preisermittlungen werden hier nur verkürzt dargestellt, da diese auch in der Anlage zu finden sind. Es waren nicht alle Firmen bereit, ein Angebot zu erstellen, da bekannt war, dass die Auftragserteilung sowieso nicht stattfinden würde. Ein Vertreter für Dachabdichtungstechnik, Herr Jens Leiwen aus Köln, hielt sein Angebot gar solange zurück, so dass es für uns beinahe zeitlich keine Möglichkeit mehr gab, einen anderen Anbieter ausfindig zu machen. Er sandte uns zum Ende der Projektarbeit leere Blätter zu. Dennoch gelang es uns in kurzer Zeit, Ersatz für diese Firma ausfindig zu machen, um die benötigte Kostenberechnung fertig zu stellen. 101 Ermittlung der Sanierungskosten 13.2. Sanierungskosten Terrasse Bemerkung: Der völlig marode Terrassenbelag wurde bereits in Eigenleistung entfernt und ist somit nicht Bestandteil der Kostenberechnung. Berechnung Fläche Terrasse: 5,27m x 4,99m = 26,30m² Die folgenden Preise sind Bestandteil des Angebotes (s. Anlage) durch die Fa. Peter Sahm „Dachtechnik“, Höhgarten 1, 57299 Burbach. Daher werden die Positionen hier nur verkürzt dargestellt. Pos. Menge Bezeichnung 01) 26,30 m² Bitumen-Voranstrich 02) 26,30 m² Dampfsperre: 03) 26,30 m² Gefälledämmung 04) 26,30 m² Dampfdruckausgleichs- 06) 26,30 m² 11,00 lfdm 1,45 GP(€ 38,14 6,91 181,73 21,13 555,72 8,76 230,39 der Dachabdichtung 14,30 376,09 Wandanschluß 18,75 206,25 Dachentwässerung 16,70 183,70 Geländerstützen 22,90 293,80 schicht 05) EP (€) Oberlage h = .15 cm 07) 08) 11,00 lfdm 13 Stk Aufbohlung im Bereich 102 Ermittlung der Sanierungskosten 09) 11 lfdm Titan-Zinkrinne 26,90 295,90 Summe EUR 2361,72 16 % Mehrwertsteuer EUR 377,88 Gesamtsumme EUR 2739,95 103 Ermittlung der Sanierungskosten 13.3. Sanierungskosten Kellergeschoss, Außen- und Innenwände Im Folgenden werden die Kosten für eine mögliche Sanierung des durchfeuchteten Kellergeschosses dargestellt. Auch hier ist zu beachten, dass die Arbeiten in Eigenleistung ausgeführt werden sollen. Zunächst ist man davon ausgegangen, dass der Keller von außen abgedichtet wird, wobei die Ausschachtungsarbeiten bei der Kostenermittlung nicht berücksichtigt wurden. Der zu sanierende Innenputz im Kellergeschoss wurde in die folgende Preisermittlung eingefügt. Bei der Berechnung der Kosten wurde innen wie außen von einer gerundeten Fläche von 90,00m² ausgegangen. Das Angebot wurde bei der Fa. Mobau, In der Au 24, 57290 Neunkirchen, erfragt. Pos. Menge 01) 90,00m² Bezeichnung EP (€) 80 mm Polystyrol GP(€) 12,76 1148,40 39,10 39,10 4,30 154,80 Hartschaumplatten 02) 30l BitumenDickbeschichtung 03) 36x30 kg Sack (90m²) Kalk-Zement-Unterputz (Innenputz) Summe EUR 1187,05 16 % Mehrwertsteuer EUR 190,00 Gesamtsumme EUR 1377,05 104 Ermittlung der Sanierungskosten 13.3.1. Alternativangebot (Mauerwerksabdichtung) der Fa. „AQUAMAT©“ Pos. Menge 01) 1 Stck. Bezeichnung Mauerentfeuchtungsanlage EP (€) GP(€) 3560,00 3560,00 Summe EUR 3560,00 16 % Mehrwertsteuer EUR 569,60 Gesamtsumme EUR 4129,60 105 Ermittlung der Sanierungskosten 13.4. Sanierungskosten „Horizontalsperre“ Um das Mauerwerk gegen kapillar aufsteigendes Wasser zu schützen, wurde ein Angebot der Fa. Mustin in Köln angefordert. Diese Firma bietet das Seilsägeverfahren an, d.h. das gesamte Mauerwerk wird in einer Höhe von 0,20m über OK Fundament durchgesägt. Anschließend werden Edelstahlplatten in die vorhandene Fuge eingebracht und verfugt. Um die Last des Gebäudes während es Sägens aufzufangen, werden Keile in die offene Fuge gesteckt. Das Seilsägeverfahren wird bei Mauerwerk aus Beton, Bruchstein oder extrem harten Ziegelmauerwerken angewendet. Mit der Seilsäge können alle Mauerwerksdicken bearbeitet werden. Pos. 01) Menge 35 lfdm Bezeichnung Horizontalsperre EP (€) GP (€) 450,00 15750,00 (Edelstahlplatten) Summe EUR 15750,00 16 % Mehrwertsteuer EUR 2520,00 Gesamtsumme EUR 18270,00 106 Ermittlung der Sanierungskosten 13.5. Sanierungskosten Estrichbelag im Kellergeschoss Da der jetzige Estrich über keine Wärmedämmung und Abdichtung gegen aufsteigende Feuchtigkeit verfügt, muss dieser im KG vollständig entfernt werden. Die Kosten hierfür wurden bei der Fa. Erbertz in Köln erfragt und in dem folgenden Leistungsverzeichnis fest gehalten. Berechnung Fläche Estrich: Hobbyraum: 26,24m² Lagerraum: 11,96m² Heizungsraum: 11,54m² Flur I: 3,75m² Flur II: 11,75m² Büro: 18,16m² Lagerraum: 7,88m² Fläche KG: 91,28m² Pos. 01) Menge 91,28m² Bezeichnung Estrich entfernen EP (€) GP (€) 16,43 1500,00 14,79 1350,00 6,20 565,94 und entsorgen 02) 91,28m² 5cm Estrich einbringen mit 3cm Polystyrol (WD) 03) 91,28m² Feuchtigkeitssperre V60S4 mit Alueinlage Summe EUR 3415,94 16 % Mehrwertsteuer EUR 546,55 Gesamtsumme EUR 3962,49 107 Ermittlung der Sanierungskosten 13.6. Angebot Gerüststellung Für das Anbringen des WDVS sowie für die Sanierung der Terrasse ist ein Gerüst erforderlich. Es ist angedacht, dieses für beide Gewerke nur einmal zu stellen. Im folgenden wurde ein Angebot der Firma Peter Sahm, Dachtechnik, 57299 Burbach, zugrunde gelegt. Pos. Menge Bezeichnung EP (€) GP (€) 01) 150,00m² Gerüststellung 4,05 607,50 02) 18,00lfdm Fangnetze 5,55 99,90 03) 150,00m² Standzeitverlängerung 0,30 bei Bedarf Summe EUR 704,40 16 % Mehrwertsteuer EUR 113,80 Gesamtsumme EUR 820,58 108 Ermittlung der Sanierungskosten 13.7. Wärmedämmverbundsystem (WDVS) Bei der Berechnung des Wärmedämm-Verbundsystems wurde eine zu behandelnde Fläche von 95,00m² ermittelt. Das Angebot wurde bei der Fa. Weitz und Platz, Eichenweg 10, 57555 Mudersbach, angefordert. Pos. 01) Menge 95,00m² Bezeichnung EP (€) Hochdruckreinigung GP (€) 1,57 149,15 02) 34,43 lfdm Sockelprofil 11,33 390,09 03) 95,00m² Dämmplatten 16,93 1608,35 04) 95,00m² Dübelarbeiten 8,10 769,50 05) 95,00m² Armierung 18,20 1729,00 06) 95,00m² Oberputz 21,53 2045,35 07) 61,83lfdm Eckschutzschienen 6,26 387,06 Anputzleisten 7,81 358,01 08) 45,84 lfdm Summe EUR 7436,51 16 % Mehrwertsteuer EUR 1189,84 Gesamtsumme EUR 8626,35 109 Ermittlung der Sanierungskosten 13.8. Wärmedämmung Decke über 1.OG Das Dachgeschoss bis in den First zu dämmen, wäre eine sehr arbeits- und kostenaufwendige Angelegenheit. Daher wurde entschieden, nur das Kehlbalkenlager über dem 1. OG zu dämmen und mit einer PE-Dampfbremsfolie zu versehen. Die Preise für dieses Angebot wurden bei der Fa. Mobau, In der Au 24, 57290 Neunkirchen, erfragt. Pos. Menge Bezeichnung EP (€) GP (€) 01) 81,00m² Rockwool-Klemmrock 5,36 434,16 02) 100,00m² PE-Dampfbremsfolie 0,58 58,00 Summe EUR 492,16 16 % Mehrwertsteuer EUR 78,75 Gesamtsumme EUR 570,91 110 Ermittlung der Sanierungskosten 13.9. Aufstellung der Sanierungskosten Um eine grobe Übersicht der anfallenden Kosten zu bekommen, haben die aufgeführten Firmen ein schriftliches oder mündliches Angebot über die auszuführenden Arbeiten erstellt. Die Grundlage der Angebote waren die von uns ermittelten Mengen für die einzelnen Gewerke. Da es sich jedoch teilweise um Arbeiten handelt, deren genauer Umfang sich erst bei der Ausführung ergibt, ist in manchen Fällen nur eine ungefähre Preisangabe möglich gewesen. Die Abrechnung der jeweiligen Gewerke erfolgt nach einem vorgenommenen Aufmaß des zuständigen Bauleiters oder des Bauherrn. Des Weiteren werden alle Arbeiten auf Grundlage der VOB-Teil B ausgeführt. Bezeichnung Kosten (€) Sanierung Terrasse 2739,95 Sanierung Wände, Kellergeschoss 1327,05 Horizontalsperre, Kellergeschoss 18270,00 (Alternativ: Mauerentfeuchtungsanlage (AQUAMAT©) 4129,60) Estrichbelag, Kellergeschoss Gerüst, Außenfassade Wärmedämm-Verbundsystem Wärmedämmung, Decke 1. Obergeschoss Summe gesamt (inkl. 16% Mwst.) 3962,49 820,58 8629,35 570,91 36320,33 111 Ermittlung der Sanierungskosten Nutzung Alternativangebot 22179,93 © (AQUAMAT Mauerentfeuchtungsanlage) Somit liegen die bisher ermittelten Sanierungskosten in einem Rahmen, der für den jetzigen Eigentümer beim Kauf des Gebäudes nicht zu ersehen war. Die tatsächlich aufzubringenden Kosten werden wohl um ein Vielfaches höher sein, da, wie schon erwähnt, die meisten Gewerke in Eigenleistung vollendet werden sollen und nur ein Teil der Sanierungsarbeiten aufgeführt wurden. 112 14 Schlusswort Ziel dieser Arbeit war unter anderem, die Gefährlichkeit von Schimmelpilzbefall in Innenräumen sowie Schwachstellen bezüglich der Energieeffizienz des Gebäudes darzustellen. Durch Feuchtigkeitsmessungen ist es uns gelungen, die Ursachen zu finden und für die entstandenen Schäden Sanierungsvorschläge zu erarbeiten. Die Aufgabe eines jeden Hausbesitzers wird jedoch immer sein, ständig die Augen nach solchen Schadensereignissen offen zu halten, um die eigene Gesundheit und die anderer Menschen nicht zu gefährden. Des Weiteren erfolgte eine Neuberechnung der Außenbauteile, um das Gebäude energetisch auf den neuesten Stand zu bringen. Die im Bestand vorhandenen Gegebenheiten wurden rechnerisch ermittelt und durch Vorgaben aus der EnEV und der DIN 4108 verbessert. Als Fazit für uns ist zu sagen, dass die Arbeit in der Gruppe ständig neue Herausforderungen barg, denen wir uns gerne gestellt haben. Durch die Darstellung von Ursachen und Lösungsmöglichkeiten konnten wir die während des Studiums erworbene Theorie praxisnah umsetzen und Lösungsmöglichkeiten für vorgefundene Problemstellungen finden. Abschließend möchten wir uns im Besonderen bei unserem Projektbetreuer, Herrn Architekt Hans Henkel, für seine fachliche und beratende Unterstützung bedanken. Weiterhin geht unser Dank an die Dozentin für Kommunikation, Frau Regina Bräuer, die bei der formellen Gestaltung der Projektarbeit stets ein offenes Ohr für uns hatte. Ferner möchten wir uns bei Herrn Gesche, Dozent in der Mikrobiologie der RAK, für seine intensive Mitarbeit bei der Auswertung der mikrobiologischen Untersuchung der Schimmelpilzprobe erkenntlich zeigen. Seine Kenntnisse in diesem Fachbereich waren für uns von großem Nutzen. Für die fachliche Beratung vor Ort geht unser Dank an Herrn Christian Berkholz, Stukkateurmeister bei der Fa. Maxit in Datteln, sowie an Herrn Röseler, Fachberater für Abdichtungstechnik bei der Fa. Deitermann, Außendienststelle in Köln. 113 Bedanken möchten wir uns außerdem bei den Firmen, welche uns schriftliche Angebote eingereicht haben und uns informativ zur Seite standen. Hier wären im Einzelnen zu nennen: Fa. Aquamat, Mauerentfeuchtungssysteme, 47533 Kleve Fa. Peter Sahm, Dachtechnik und Gerüstbau, 57299 Burbach Fa. Mobau, Baustoffhandel, 57290 Neunkirchen Fa. Weitz und Platz, Maler- und Lackiermeister, 57555 Mudersbach Fa. Kuntze, Fensterbau, Köln Fa. Schüco, Bielefeld Angebote und Beratung in mündlicher Form wurden von folgenden Firmen unterbreitet: Fa. Mustin, Bausanierungen, 50735 Köln Fa. Erbertz, Estrich- und Bodenbelagsarbeiten, 51063 Köln Besonders hervorzuheben ist der Eigentümer des Einfamilienhauses, Herr Jürgen Zimmermann aus Köln, der uns zu jeder Zeit Einlass in sein Anwesen gewährte. Darüber hinaus galt dessen Vater, Herr Werner Zimmermann aus Pulheim, als kompetenter Ansprechpartner bei unseren Fragen zu den besonderen Gegebenheiten des Gebäudes. VII Literaturverzeichnis Deutsche Energie-Agentur GmbH (Hrsg.): Niedrigenergiehaus-Broschüre, Berlin, 2004 Deutsches Institut für Normung e.V.: DIN 4108 – 2, „Mindestanforderungen an den Wärmeschutz“, Beuth-Verlag, Berlin, Juli 2003 DIN 18195 – 4, „Bauwerksabdichtungen“, Beuth-Verlag, Berlin, August 2000 Energieagentur NRW (Hrsg.): Sanierung – Altes Haus wieder jung!, Wuppertal, 2003 König, Mandl: Baukostenatlas 2006 – Bauen im Bestand, Weka-Verlag, Kissingen, 2006 Lohmeyer, Bergmann, Post: Praktische Bauphysik, Teubner Verlag, Stuttgart, 5.Auflage, 2005 Moriske, Dr. Heinz-Jörn; Szewzyk, Dr. Regine: Schimmelpilz-Leitfaden, Umweltbundesamt (Hrsg.), 2002 Moschig, Guido F.: Bausanierung, Teubner Verlag, Stuttgart, 1. Auflage, 2004 Neumann, Weinbrenner, Hestermann, Rongen: Baukonstruktionslehre 2, Teubner Verlag, Stuttgart, 32. Auflage, 2003 Neumann, Weinbrenner: Frick/Knöll: Baukonstruktionslehre 1, Teubner Verlag, Stuttgart, 33. Auflage, 2002 VIII vdd Industrieverband Bitumen-Dach- und Dichtungsbahnen e.V.: ABC der Bitumenbahnen, Frankfurt/Main, 1. überarbeitete Auflage 2003 Silver Line: Fremdwörterbuch, Compact Verlag München, 2005 http://www.neh-im-bestand.de http://www.bauder.de/ximages/24115_detailsfd0.pdf http://www.deitermann.de/pdf/ds/D1101.PDF http://www.schueco.de/images/bilddatenbank/R70HI/R70HI_000_001_440x44 0.jpg http://www.solaris-glasstein.de/de_idx.htm?Theme=technik http://www.aquamat.de/images/ aquamat_klein.jpg http://www.orv.at/sfolder.html http://www.schimmel-schimmelpilze.de/krank-durch-schimmelpilz.html http://schimmel-schimmelpilze.de/proben-messung.html http://schimmel-schimmelpilze.de/definition-schimmelpilz.html http://de.wikipedia.org/wiki/Aspergillus_fumigatus http://www.niaid.nih.gov/dir/ labs/lci/aspergillus.gif http://www.biomess.de/biomess-Site/gefaehrdungsabschaetzung.html http://www.biomess.de/biomess-Site/kontrolle.htm http://www.biomess.de/biomess-Site/interimsmassnahmen.htm http://www.biomess.de/biomess-Site/pravention.htm IX EIDESTATTLICHE ERKLÄRUNG Hiermit erkläre ich an Eides statt, dass ich zu der Projektarbeit SANIERUNG EINES EINFAMILIENHAUSES selbstständig und ohne fremde Hilfe einen Beitrag geleistet habe, der sowohl quantitativ als auch qualitativ meinem Anteil entspricht, und dass ich alle von anderen Autoren wörtlich übernommenen Stellen wie auch die sich eng an die Gedankenzüge anderer Autoren anlehnenden Ausführungen meiner Arbeit besonders gekennzeichnet und die Quellen nach den von der Schule angegebenen Richtlinien zitiert habe. Köln,................... .................................... Oliver Bathen X EIDESTATTLICHE ERKLÄRUNG Hiermit erkläre ich an Eides statt, dass ich zu der Projektarbeit SANIERUNG EINES EINFAMILIENHAUSES selbstständig und ohne fremde Hilfe einen Beitrag geleistet habe, der sowohl quantitativ als auch qualitativ meinem Anteil entspricht, und dass ich alle von anderen Autoren wörtlich übernommenen Stellen wie auch die sich eng an die Gedankenzüge anderer Autoren anlehnenden Ausführungen meiner Arbeit besonders gekennzeichnet und die Quellen nach den von der Schule angegebenen Richtlinien zitiert habe. Köln,................... .................................... Bernd Schrepfermann