Herstellung luftdichter Konstruktionen

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?

Unbestritten ist: einen Luftaustausch muss es aus hygienischen Gründen geben. Durch den Aufenthalt von Menschen und Tieren bedingt, muss der für die Atmung wichtige Sauerstoff zugeführt werden. Gleichzeitig müssen zu hohe Konzentrationen von Wasserdampf, Kohlendioxid und andere Spurengase abgebaut werden. Über die auszutauschenden Luftmengen gibt es allerdings unterschiedliche Meinungen. Ich halte mich 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? Und auf welchem Weg soll die verbrauchte Luft wieder nach außen abgeführt werden?

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 Wege 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.

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 häufig 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.

#Erhöhte Energiebilanz durch Leckagen

Der Heizenergieverbrauch steigt bei undichten Gebäuden teilweise erheblich, weil unfreiwillig mehr als nötig warme Raumluft gegen kalte Außenluft ausgetauscht wird. Dadurch kommt es zur Zunahme des 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.

Mit Hilfe von Wärmebildern kann die Größe und die ungefähre Lage der Leckagen sichtbar gemacht werden. Meiner Erfahrung nach weisen mehr als 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 ab und erwärmt die betreffenden Bereiche unter der Dachhaut. Im Keller/Erdgeschoss entsteht dagegen ein Unterdruck, wodurch im Winter kalte Luft nachströmt. Durch Wind kann es allerdings auch zu einer Umkehr der dargestellten Strömungsverhältnisse kommen.

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.

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 (Dachschräge, oberste Geschossdecke),
• Geschossdecken (Holzbalkendecken längs der Balken) und
• Außenwänden (Leichthochlochziegel ohne Hohlraumdämmung und ohne horizontaler Dichtungsschicht) vollziehen.

Es handelt sich dabei häufig um Konstruktionen, bei denen

• durchströmbare Wärmedämmstoffe (häufig Mineralwolle) 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. faserige 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.

#Winddicht außen, luftdicht innen

Die erforderliche Luftdichtheitsebene liegt der Winddichtung gegenüber 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.

#Bauschadensrisiko durch kritische 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 luftdurchlässige 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,

Strömt die Raumluft von innen nach außen durch eine Leckage in die Wärmedämmung, kühlt sich im Winter der warme Luftstrom in der Dämmung ab. Der in der Luft enhaltene Wasserdampf kann infolge Abkühlung kondensieren und bildet so eine erhebliche Durchfeuchtungsgefahr für die Holzkonstruktion im Dach oder Holzfenster in der Außenwand. Besonders Bezogen auf die in der Strömungsluft enthaltenen Wasserdampfmoleküle spielt dieser unkontrollierte Luftstrom mengenmäßig meist eine sehr viel größere Rolle als die Wasserdampfdiffusion. Diese recht neue Erkenntnis führte zu einer 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 (z.B. Aluminium- oder PE-Folien) und diffusionsdichte Unterspannbahnen enthalten, werden bei Leckagen und durch Flankendiffusion (seitliches Eindringen) schnell zu Feuchtigkeitsfallen und haben in gedämmten Konstruktionen nichts zu suchen. Denn einmal eingedrungene Feuchtigkeit findet bei hohen Diffusonswiderständen (diffusionsdichte Unterspannbahn, Dampfsperre) 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 innen angebrachten Dampfsperren können zu einem massenhaften Eintrag von Wasserdampf führen. Ein Rücktransport bzw. Rücktrocknung von Wasserdampf ist nahezu ausgeschlossen.

Sehr "wirkungsvolle" Leckagen entstehen u.a. durch Risse in der innen angebrachten Dampfbremse oder eine nicht sauber abgeklebte Durchdringung (Fenster, Rohrleitungen, Kabel). Sie führen z.B. bei Verkleidungen aus Panelen bei Temperatur- bzw. Druckunterschieden zu einem Luftstrom aus den Innenräumen.

Unterhalb von Verkleidungen aus Panelen o.ä. ist natürlich auch die Ausbildung einer luftdichte Ebene erforderlich, denn solche Verkleidungen sind alles andere als luftdicht. Wird diese Aufgabe ignoriert, kommt es wie aus der folgenden Abbildung ersichtlich oft zu einem rasanten Transport von Raumluft (bei der Überprüfung mit 4,12 m/sec) in die gedämmte Konstruktion hinein. Neben einem Bauschadensrisiko erhöhen sich auch die Kosten für die Heizwärme.

#Optimale, fehlertolerante Konstruktion

Eine optimal ausgeführte gedämmte Konstruktion im Dachausbau hat auf der kalten Seite ein diffusionsoffenes Unterdach (diffusionsoffene Unterspannbahn bzw. Holzfaserdämmplatten) und auf der warmen Seite eine Dampfbremse, die feuchtevariable Eigenschaften besitzt. Als Dämmstoff kommt ein kapillar transportfähiges Material , wie Zelluloseflocken oder Holzfasern, zur Anwendung. Ein solcher Aufbau, luftdicht ausgeführt, hat ein hohes Trocknungspotential, da der in der Konstruktion befindliche Wasserdampf sowohl zur Dachseite als auch zur Raumseite hin diffundieren kann. Selbst kondensierter Wasserdampf (Tröpfchenbildung), der sich infolge einer Luft-Leckage gebildet hat, kann durch kapillaren Transport in alle Richtungen verteilt werden, wodurch sehr viel Verdunstungsfläche zur Verfügung steht.

#Winddichtheit auf der kalten Seite der Konstruktion

Für die Lebensdauer einer gedämmten Dachkonstruktion sind Leckagen auch auf der kalten Seite der Konstruktion, also dort, wo die Winddichtung (Unterdach, Unterspannbahn) liegt, problematisch. Falls es zu einer Durchströmung mit kalter Außenluft kommen kann, 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. Das zieht eine Verschlechterung der Dämmwirkung nach sich. Ein Unterdach aus luftdicht abgeklebten Holzfaserdämmplatten und eingeblasene Holzfasern zwischen den Sparren bringen hohe Winddichtheit.

#Behaglichkeitseinschränkungen im Sommer

Was hat eine gedämmte Dachkonstruktion mit eventuell mangelhafter Behaglichkeit im Sommer zu tun? Nun, sich wohl zu fühlen, hat im Sommer mit der Höhe der Umgebungstemperaturen zu tun. Das setzt voraus, dass die sommerliche Wärmebelastung durch Zustrom warmer Luft von außen gering bleibt. Ebenso muss die Wärmeleitung in den Innenraum der von der Sonne erwärmten Bauteile reduziert werden. Erreicht wird dies, indem eine hohe äußere Wind- und innere Luftdichtung um eine entsprechend starke Dämmschicht ausgeführt wird. Daneben hat auch die Wärmespeicherkapazität des verwendeten Dämmstoffes Einfluss auf die thermische Behaglichkeit im Sommer.

Ausführlich: Aufgaben der Wärmedämmung

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

Wärmedämmende 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.

#Überprüfung der Ausführung luftdichter Konstruktionen

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 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 (Gebäudeenergiegesetz). Auf gar keinen Fall sollte nicht 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.

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?

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 gegenteilige Situationen.

Die Luftdichtheitsebene (in den Bildern 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 meist große Fugen und Leckagen an unkontrolliertem Luftwechsel, die zu Bauschäden führten, beteiligt. Auf der Ausströmseite sank aber die Temperatur wegen des hohen Luftdurchsatzes nicht so stark, dass immer Kondensatausfall auftrat. Und wenn doch, dann wurde der Schaden praktisch "trocken geheizt".

#Mein Fazit

1. Luftdichte Konstruktionen sollen nicht die hygienische Be- und Entlüftung unterdrücken, aber verhindern, dass sich der Luftaustausch unkontrolliert und über dafür nicht geeignete Bauteile vollzieht.
2. Die Luftdichtungsebene ist immer auf der warmen Seite der Konstruktion anzuordnen.
3. Bei einem Neubau oder großer Modernisierung mit Dachgeschossausbau empfielt sich die Anfertigung eines Luftdichtheitskonzeptes mit genauer Kontrolle der Ausführung.
4. Empfehlenswert ist die Überprüfung der Luftdichtheit mit einem Dichtheitstest.