Herstellung luftdichter Konstruktionen

Alles Wichtige über Notwendigkeit, Bedeutung sowie die Art und Weise der Ausführung luftdichter Konstruktionen beheizter Gebäude.

Ich sehe keinen Widerspruch darin, eine sorgfältige Ausführung luftdichter Konstruktionen beheizter Gebäude zu fordern, andererseits aber gleichzeitig auf ausreichende Be- und Entlüftung hinzuweisen. Denn das eine hat mit dem anderen nichts zu tun. Allerdings ist mir schon bewusst, dass viele Bauleute und Bauherren die Herstellung einer luftdichten Gebäudehülle ablehnen. Sie sind der Auffassung, dass unsere Gebäude angesichts mancher Bauschäden schon viel zu „dicht“ seien. Aber ist das wirklich so?

Lecks im Dachausbau: Warme Luft streicht an der Unterseite der Dachziegel entlang

Unbestritten ist: einen Luftaustausch muss es geben. Durch den Aufenthalt von Menschen und Tieren bedingt, muss der für die Atmung wichtige Sauerstoff zu- und Stoffwechselprodukte, wie Wasserdampf und Kohlendioxid, abgeführt werden. Über die dabei auszutauschenden Luftmengen gibt es allerdings unterschiedliche Meinungen. Ich halte mich da an die Empfehlungen der Lufthygieniker, die einen Frischluftbedarf von etwa 30 m³ pro Stunde pro Person bei leichter Tätigkeit angeben. Stellt sich die Frage, wie soll diese Frischluft in den Raum gelangen? Auf welchem Weg soll die verbrauchte Luft wieder nach außen abgeführt werden?

Druck - und Strömungsverhältnisse und mögliche Luftundichtheiten

Nun, ich denke, bei genauerem Hinsehen löst sich der scheinbare Widerspruch auf. Denn die Gegner luftdichter Häuser befinden sich offenbar lediglich im Unklaren darüber, welche Wege des Luftaustausches akzeptabel, und welche aus hygienischen und bautechnischen Gründen unbedingt zu vermeiden sind. Schließlich möchte niemand frische Luft über einem feuchten, vielleicht mit Schimmel belasteten Keller beziehen. Ebenso wenig ist eine qualitativ hochwertige Frischluftversorgung über den mit Fasern belasteten Zustrom mitten durch die Mineralwolledämmung im Dachgeschoss zu akzeptieren.

Also: Ein bestimmter Luftwechsel, charakterisiert durch die Hygieneanforderungen, muss sicherstellen, dass in einer bestimmten Zeitspanne trotz eines luftdichten Gebäudes Raumluft („verbraucht“) gegen Außenluft (frisch) ausgetauscht wird.

Bei der Ausführung luftdichter Konstruktionen geht es also ganz und gar nicht darum, die hygienische Be- und Entlüftung zu unterdrücken. Vielmehr soll verhindert werden, dass sich der Luftaustausch unkontrolliert und über dafür nicht geeignete Bauteile vollzieht. Denn die möglichen negativen Folgen von Undichtheiten können gravierend sein.

Luft-Undichtheiten in der baulichen Hülle

  • führen bei übermäßigem, allein durch Thermik angetriebenen Luftaustausch, zu einem erhöhten Heizenergieverbrauch,
  • können Bauschäden durch Tauwasser- und Schimmelbildung nach sich ziehen,
  • verschlechtern in vielen Fällen die Behaglichkeit (kalte Oberflächen, Zugerscheinungen im Winter, Überhitzung im Sommer) und
  • setzen die Luftqualität (durch Freisetzung von Fasern, Stäuben, Schimmelpilzsporen oder den Transport von Gerüchen) herab.
Erhebliche Luftundichtheiten oberhalb der liegenden Dachflächenfenster (1)
Erhöhte Energiebilanz durch Leckagen

Der Heizenergieverbrauch steigt bei undichten Gebäuden teilweise erheblich, weil unfreiwillig mehr warme Raumluft gegen kalte Außenluft ausgetauscht wird, als nötig ist. Dadurch kommt es zur Zunahme des so genannten Lüftungswärmeverlustes, also der Wärmemenge, die sich in der nach außen strömenden Abluft befindet und die der zuströmenden Kaltluft durch die Heizung wieder zugeführt werden muss.

Die Höhe des durch Leckagen verursachten Luftaustausches ist abhängig

  • vom Temperaturunterschied zwischen innen und außen,
  • von der Windstärke,
  • von der Höhe des Gebäudes und
  • von der Größe und Lage der Undichtheiten.
Luftundichtheiten im Dachgeschoss am First und am Giebel

Die Gebäudethermografie macht mit Hilfe der Wärmebilder die Größe und die ungefähre Lage der Leckagen sichtbar. Meiner Erfahrung nach weisen etwa die Hälfte aller thermografierten Gebäude Probleme bei der Ausführung luftdichter Konstruktionen auf. Die bei Untersuchungen erstellten Thermogramme zeigen die Überdrucksituation im oberen Teil der Gebäude an. Durch dort befindliche Leckagen strömt die warme Raumluft Luft ab und erwärmt die betreffenden Bereiche. Im Keller/Erdgeschoss entsteht dagegen ein Unterdruck, wodurch im Winter kalte Luft nachströmt. Durch Wind kann es allerdings auch zu einer Umkehr der normalen Strömungsverhältnisse kommen.

Durch Unterdruck im Erdgeschoss strömt kalte Luft unter der Tür ein.

Im Einzelnen sind für den Mehrverbrauch an Heizenergie und die Verschlechterung der Behaglichkeit vor allem Durchströmungen verantwortlich, die sich in

  • der Wärmedämmung im ausgebauten Dachgeschoss,
  • Geschossdecken (Holzbalkendecken) und
  • Außenwänden (Leichthochlochziegel) vollziehen.

Es handelt sich dabei häufig um Konstruktionen, bei denen

  • durchströmbare Wärmedämmstoffe nicht sachgerecht eingebaut wurden ,
  • die Winddichtung (z.B. diffusionsoffenes Unterdach) falsch verlegt wurde oder gänzlich fehlt und
  • Leckagen infolge mangelhafter Abdichtung von Durchdringungen, an Dampfbremsen, Fenstern, Türen, Schornsteinen, Rohren, Leitungen etc.. zugelassen wurden.

Werden Wärmedämmstoffe wie Mineralwolle, Holzweichfaser, Schafwolle, Flachs u.ä. fasrige Stoffe mit kalter Luft von außen durchströmt (z.B. wegen fehlender oder falsch verlegter Winddichtung auf der kalten Seite der Konstruktion), wird die Wärme dämmende Wirkung ruhender Luft reduziert bzw. aufgehoben.

Winddichte Ebene unter dem Dach und luftdichte Ebene auf der warmen Innenseite

Die Luftdichtheitsebene liegt der Winddichtung gegenübet und ist auf der warmen Seite der Konstruktion (zum beheizten Innenraum) herzustellen. Sie kann durch eine lückenlos verlegte und untereinander verklebte, luftdichtende Schicht ausgeführt werden. Hierzu werden spezielle Dampfbremspappen oder Gewebe verwendet, die sowohl die Wasserdampfdiffusion bremst (Stichwort: feuchtevariable Dampfbremse), gleichzeitig aber als eine luftdichtende Schicht funktioniert.

Besondere Aufmerksamkeit verlangen die unvermeidlichen und oft zahlreich vorhandenen Anschlüsse und Durchdringungen. Konstruktive Details zur Herstellung der Luftdichtheit werden in der DIN 4108,T.7 angegeben. Der verantwortliche Architekt bzw. Bauunternehmer ist zur Herstellung der Luftdichtheit nach den allgemein anerkannten Regeln der Technik verpflichtet (Energieeinsparverordnung).

Bauschadensrisiko durch Leckagen

Bauschäden, wie Pilzbefall oder Moderfäule, können durch hohe Feuchtebelastungen der gedämmten Konstruktion hervorgerufen werden. Übermäßig feucht werden kann es durch

  • das Eindringen von mit Wasserdampf belasteter Raumluft in eine Konstruktion bzw. ein Bauteil infolge Diffusion oder Leckagen von innen,
  • eine hohe Anfangsfeuchte von Konstruktionselementen (Holzbalken),
  • Regenwasser bzw. Flugschnee von außen
  • einen Bruch oder eine Undichtheit wasserführender Rohre

Sehr wirkungsvolle Leckagen entstehen u.a. durch einen Riss in der Dampfbremse oder eine nicht sauber abgeklebte Durchdringung (Fenster, Rohrleitungen, Kabel). Sie führen bei Temperatur- bzw. Druckunterschieden zu einem Luftstrom.

Leckagen in der Luftdichtheitsebene führen u.U. zur Kondensatbildung

Strömt die Luft von innen (Raumseite) nach außen, kühlt sich im Winter der warme Luftstrom in der Dämmung ab. Der Wasserdampf der abströmenden Luft kann infolge Abkühlung kondensieren und bildet so eine erhebliche Durchfeuchtungsgefahr für die Holzkonstruktion im Dach oder Holzfenster in der Außenwand. Mengenmäßig spielt dieser unkontrollierte Luftstrom von innen nach außen meist eine sehr viel größere Rolle als die Wasserdampfdiffusion. Diese recht neue Erkenntnis führt zur Umbewertung der Rolle von Dampfbremsen zur Begrenzung der Wasserdampfdiffusion und stellt neue Forderungen nach dauerhaft luftdichtenden Eigenschaften einer gedämmten Konstruktion.

Besonders Konstruktionen, die Dampfbremsen bzw. -sperren mit hohen Diffusionswiderständen, also z.B. Aluminium- oder PE-Folien, enthalten, werden bei Leckagen schnell zu Feuchtigkeitsfallen und haben in gedämmten Konstruktionen nichts zu suchen.

Denn einmal eingedrungene Feuchtigkeit findet keinen Weg zurück. Besonders drastisch wirkt sich dies bei Vollsparrendämmungen mit diffusionsdichten Unterdächern (Bitumenbahn, Zinkblech), etwa aus der Zeit vor dem Jahr 2000, aus. Kleinste Beschädigungen oder fehlerhafte Verlegung der inneren Luftdichtung können zu einem massenhaften Eintrag von Wasserdampf führen – durch die oftmals dampfsperrende Wirkung der Folien ist ein Rücktransport von Wasserdampf nahezu ausgeschlossen.

Für die Lebensdauer einer gedämmten Dachkonstruktion sind auch Leckagen auf der kalten Seite der Konstruktion problematisch, also dort, wo die Winddichtung liegt. Falls es zu einer Durchströmung mit kalter Außenluft kommt, kühlt sich der Dämmstoff ab. Damit „wandert“ der Taupunkt (Erreichen der Sättigungsgrenze) von außen nach innen. Kehrt sich die Strömungsrichtung nun um (warme Luft strömt von innen nach außen durch den abgekühlten Wärmedämmstoff), kann ein rasch einsetzender Kondensatausfall die Wärmeleitfähigkeit des Dämmstoffes drastisch erhöhen, was eine Verschlechterung der Dämmwirkung nach sich zieht.

Im Sommer: Geringerer Wärmefluss bei guter Winddichtheit (Abb.: Moll, pro clima)

Behaglichkeitsdefizite nehmen auch im Sommer zu

Was hat eine gedämmte Dachkonstruktion mit eventuell mangelhafter Behaglichkeit im Sommer zu tun? Nun, sich wohl zu fühlen, hat sowohl mit der Höhe der Umgebungstemperaturen, als auch mit der Strömungsgeschwindigkeit der umgebenden Luft zu tun. Nur bei sehr guter Ausführung der äußeren Wind- und der inneren Luftdichtung erreicht man bei entsprechend starker Dämmschicht, dass die sommerliche Wärmebelastung gering ausfällt.

Leckagen führen zum rascheren Eindringen warmer Außenluft (Abb.: Moll, pro clima)

Fugen und Löcher jedoch führen zur eventuellen Durchströmung des Wärmedämmstoffes – es erfolgt eine raschere Erwärmung des Innenraumes. Dies ist insbesondere ein Mangel, der bei leichten, lockeren Dämmstoffen auftritt, die aus mineralischen oder organischen Fasern bestehen. Eine entgegengesetzte, positive Wirkung haben in diesem Zusammenhang Dämmstoffe, die eine hohe Dichte und eine vergleichsweise hohe Masse besitzen.

Wärmdämmende Wirkung
Die Wärme dämmende Wirkung (z.B. eines Pullovers) beruht auf den Einschlüssen unbewegter Luft zwischen den Fasern. Weht ein starker Wind, pfeift es merklich hindurch. Mit Hilfe einer luftundurchlässigen Windjacke, die über den Pullover gezogen wird, kehrt wieder Behaglichkeit ein.

Deshalb empfehle ich ein System der Dämmung im Dach, bei dem Holzfaserdämmplatten als Winddichtung mit der Funktion einer teilweisen Aufsparrendämmung eingebaut werden. Zelluloseflocken oder Holzfasern werden für die Zwischensparrendämmung eingesetzt und eine luftdicht verklebte, feuchtevariable Dampfbremse bildet den konstruktiven Abschluss.

Alle Hüllflächenbauteile eines Hauses (Wände, Decken, ausgebaute Dachgeschosse, Fenster, Türen usw.) sollen dauerhaft luftdicht ausgeführt werden.

Überprüfung der Ausführung luftdichter Konstruktionen

Prinzip der Luftdichtheitsmessung (Quantitativ)

Planer, Architekten, Bauausführende und Bauherren können und sollten die Ausführungsqualität der Luftdichtheitsebene überprüfen bzw. auf einer Überprüfung bestehen. Dazu gibt es verschiedene Methoden. Eine davon ist der so genannte Blower-Door-Test. Bei einem solchen Test wird das Gebäude mittels Differenzdruckmessung auf Dichtheit und Luftwechselrate überprüft. Wird dieser Test rechtzeitig durchgeführt, können noch Undichtheiten festgestellt und Leckagen abgestellt werden. Die Luftdichtheit sollte daher vor dem Anbringen der raumseitigen Verkleidung überprüft werden. Sie kann sowohl quantitativ als auch qualitativ (Leckageortung) bestimmt werden. Mit den Zahlenwerten der quantitativen Messung wird die Luftwechselrate bestimmt. Sie hat im Neubau bestimmten Anforderungen zu genügen (Energieeinsparverordnung). Auf gar keinen Fall sollte nur die Luftwechselrate bestimmt werden. Wichtiger ist die Ortung der Problemstellen, also eine Leckageortung.

Hilfreich ist bei einem Luftdichtheitstest der zusätzliche Einsatz einer Thermografiekamera. Sie kann, entsprechendes Fachwissen des Thermografen vorausgesetzt, Leckagen lokalisieren, visualisieren und darstellen, wo und wie ein- oder abströmende Luft die Temperaturverhältnisse beeinflusst.

Allerdings stellt die Sichtbarmachung noch keine Lokalisierung der eigentlichen Ursache dar. Für die präzise Interpretation der möglichen Gründe spielt die Erfahrung des Beraters bzw. Thermografen eine wichtige Rolle. Im konkreten Fall (Abbildungen) ist es wahrscheinlich die fehlende Abdichtung am oberen Abschluss der Giebelwand, die die charakteristischen „Kaltluftfahnen“ hervorruft. Solche Informationen erhält der Thermograf während eines Luftdichtheitstestes bei niedrigen Außentemperaturen, hervorgerufen durch Unterdruck im Inneren des Gebäudes.

Unsichtbare Ein- bzw. Ausströmungen werden durch ein Wärmebild sichtbar gemacht

Ausgangspunkt zahlreicher Energieberatungen sind Behaglichkeitsstörungen mit unbekannter Ursache. Sehr häufig werden unangenehme Luftströmungen im ausgebauten Dachgeschoss beschrieben. Mal zieht es aus der Steckdose, mal mag man sich in bestimmten Bereichen eines Raumes nicht aufhalten. Die im Thermogramm sichtbar gemachten „Strömungsfahnen“ zeigen die Wirkung solcher Undichtheiten auf die Luftströmungen im Raum.

Bei der Planung eines Gebäudes sollte für die Bauphase ein einzuhaltendes Luftdichtheitskonzept angefertigt werden. Die Herstellung der Luftdichtheit ist dann leichter zu überwachen. Verantwortliche am Bau sind in erster Linie die beauftragten Architekten. Daneben können freiberufliche Sachverständige mit Fachkenntnis und Baustellenerfahrung, Mitarbeiter von Überwachungsvereinen, z.B. TÜV oder Spezialisten einer Bauherreninteressengemeinschaft beauftragt werden. Gute Ergebnisse sind nur durch detailgenaue, aussagekräftige Zeichnungen, häufige Baustellenbesuche und intensive Kommunikation zu erzielen.

Wie wird eine hohe Luftdichtheit erreicht?

Ausführung der Luftdichtheit im ausgebauten Dachgeschoss, verputzt

Die Luftdichtheitsebene ist vor dem Anbringen der raumseitigen Verkleidung (Gipskarton, Putz, Schalungen) zu verlegen, sofern die Verkleidung nicht selbst die Luftdichtheitsebene darstellt. Infolge der zahlreichen Konstruktionen am Bau, die eine hohe Luftdichtheit aufweisen sollen, ist die richtige Wahl der Ausführungsdetails zur Herstellung der Luftdichtheit keine einfache Disziplin. Normalerweise sollte der ausführende Handwerker eine klare Vorstellung von der Lage, den erforderlichen Materialien und deren Verarbeitung sowie den Ausführungsdetails einer Luftdichtheitsebene besitzen. Er sollte mit der erforderlichen Ruhe und dem nötigen Respekt für die Vorleistungen anderer Gewerke an die Ausführung herangehen. Leider trifft man auf der Baustelle oftmals auf das Gegenteil. Daher seien hier einige grundlegende Hinweise für verschiedene Konstruktionsdetails gegeben.

Ausführung der Luftdichtheit im ausgebauten Dachgeschoss bei Trockenbau

Die Luftdichtheitsebene (im Bild rot) im Dachgeschoss eines Hauses liegt bei jeder Konstruktionsart auf der inneren, warmen Seite! Die konkrete Verlegung ist jedoch abhängig von der Art der raumseitigen Ausführung. Wenn man als Bauherr selbst Hand anlegt, sollte immer beachtet werden, dass auch die kleinsten zurück gelassenen Fugen in einer noch so gut gedämmten Konstruktion, über einen längeren Zeitraum betrachtet, meist große Feuchtigkeitsmengen passieren lassen. Untersucht man Baumängel der Vergangenheit, waren bei oft schwacher Dämmung im Dachgeschoss, meist große Fugen und Leckagen an unkontrolliertem Luftwechsel beteiligt. Auf der Ausströmseite sank aber die Temperatur wegen des hohen Luftdurchsatzes nicht so stark, das Kondensatausfall auftreten konnte. Der Schaden wurde praktisch trocken geheizt.