Die Chance der energetischen Sanierung muss individueller angegangen werden. Für die technisch gelungene Sanierung sind sowohl der Wärme- als auch der Feuchteschutz von ausschlaggebender Bedeutung. Ohne eine funktionierende Bauwerksabdichtung bleiben aufwendige Instandsetzungs- und Dämm-Maßnahmen erfolglos. Das gilt auch für den Keller!
Denn durch feuchte Baustoffe geht Wärmeenergie verloren und das Wechselspiel von Durchfeuchtung und Abtrocknung der Bausubstanz reduziert neben der Lebensdauer des Bauwerkes auch die Lebensqualität innerhalb des Gebäudes.
Der erste Schritt einer energetischen Sanierung ist somit die Beseitigung von Baustoffdurchfeuchtungen durch nicht vorhandene oder defekte Abdichtungen. Nicht immer ist bei der Mauerwerkssanierung der Optimalweg möglich: Kelleraußenwände freizulegen und eine nachträgliche, erdberührte Außenabdichtung vorzunehmen. Überbauungen oder die hohen Kosten einer Außenabdichtung können hierfür Gründe sein.
In diesem Fall ist die nachträgliche Innenabdichtung eine echte Alternative. Sie bedarf zusätzlicher Maßnahmen wie die Ertüchtigung des Baukörpers sowie eine Injektion gegen kapillar aufsteigende Feuchtigkeit. Hierfür sind nach dem Stand der Technik die Verfahren der drucklosen und Niederdruck-Injektion einsetzbar. Spezielle Verkieselungsprodukte mit hohem Wirkstoffgehalt rüsten den Baustoff wasserabweisend aus und bewirken zusätzlich eine Verfestigung der Injektionszone.
Das Projekt: Energetische Kellerinstandsetzung
Um wärmedämmende Eigenschaften von Abdichtungssystemen auf durchfeuchteten Baustoffen in Kombination mit unterschiedlichen energetischen Innenwandsanierungen zu bewerten, ist gemeinsam mit dem Institut für Bauklimatik der TU Dresden ein Projekt gestartet worden. die energetische Situation der umbauten Bereiche (Wand, Boden und Decke) soll untersucht werden, um schließlich optimierte, ganzheitliche Systemlösungen zu entwickeln. Hierzu sind die am häufigsten anzutreffenden Baustoffe, wie zum Beispiel Mauerziegel, Sandstein, Kalksandstein und Beton, sowohl mit einer erdberührten nachträglichen Außenwandabdichtung als auch mit einer nachträglichen Innenabdichtung und unterschiedlichen Innenwandsaniersystemen betrachtet worden. Die Grundlage zur Berechnung und Bewertung des Wärmeschutz liefert die U-Wert-Berechnung von Bauteilen mit inhomogenen Schichten für instationäre Klimabedingungen (DIN EN ISO 12241 bzw. DIN EN ISO 7345). Die untersuchten Bauteile sind in den Simulationen den Klimabedingungen „Mittlere Innenraumtemperatur 20,5 Grad Celsius“, „Temperatur-Jahresgang im Innenraum: 19-22 Grad Celsius“, „Mittlere Erdtemperatur 9,0 Grad Celsius“ und „Jahresgang im Erdkörper bei 8-10 Grad Celsius“ ausgesetzt worden.
Die UK-Kellerbodenplatte wurde für diese Simulationen mit zirka 1,5 Meter über dem durchschnittlichen Grundwasserstand angenommen. Bedingt durch diesen Lastfall - zeitweise aufstauendes Sickerwasser - liegt im anliegenden Erdreich, welches den Baukörper komplett umschließt, eine Ausgleichsfeuchte von 99,989 Prozent vor. Damit ist das anliegende Erdreich praktisch permanent mit Wasser gesättigt.
Die hohe anliegende Erdfeuchte bewirkt einen Feuchtetransport in das Außenmauerwerk. Deshalb stellen sich hier materialbedingt voneinander abweichende, hohe Durchfeuchtungsgrade ein. Die instationären Simulationen wurden über einen Zeitraum von zehn Jahren durchgeführt. Neben dem sich im Baustoff einstellenden Temperatur-und Luftfeuchteniveau, gegebenfalls anfallendem Tauwasser sowie der Feuchtespeicherung und der sich einstellenden Innenwand-Oberflächentemperatur sind auch Wärmeverluste, die durch den Wandaufbau verursacht worden sind, als Kriterium für die Bewertung der Qualität, Funktionsfähigkeit und Dauerhaftigkeit einer energetischen Kellerinstandsetzung herangezogen worden. Je nach Außentemeperatur und Feuchtigkeit haben sich verschiedene Auswirkungen ergeben.
Ergebnis: Dämmung der Außenseite am besten, aber…
Das Feuchteverhalten von unterschiedlich abgedichteten und innengedämmten, erdanliegenden Außenwänden unterscheidet sich hauptsächlich durch den thermischen Widerstand. Eine nachträgliche, erdberührte Außenabdichtung mit extrudierten Polystyrol-Platten sowie schützender Kunststoffschicht an der Außenseite ist praktisch dampfdiffusions- und wasserdicht. Es kann keine Feuchte von außen in die Konstruktion eindringen. Gleichzeitig kühlt die Konstruktion durch die sehr gut wärmedämmende Außen-Dämmung praktisch nicht ab. Die Konstruktion trocknet beständig aus.
…Innenabdichtung ist echte Alternative
Die weit weniger aufwendige und kostengünstigere nachträgliche Innenabdichtung in Kombination mit einer kapillaraktiven Innendämmung stellt sich als eine echte Alternative zum Thema energetischer Kellersanierung dar. Dabei zeigt die Konstruktion mit kapillarkativen Schimmelsanierplatten einen besseren Wärmewiderstand als die Konstruktionen mit Schimmelsanierputz und Sanierputz. Entscheidend für die in der Konstruktion anfallende Feuchtemenge ist das Temperaturniveau in der Wand. Je kühler das Mauerwerk ist, desto weniger Feuchtigkeit kann die Luft in den Baustoffporen aufnehmen und umso höher steigt die relative Luftfeuchtigkeit und damit der Wassergehalt im Baustoff an.
Eine hochwertige Innenwärmedämmung führt automatisch dazu, dass die Wand kälter und das Feuchteniveau im Baustoff höher wird. Durch die speziellen Eigenschaften kapillaraktiver Innenwanddämmungen herrschen auf und nahe der Innenwandoberfläche gute hygrothermische Verhältnisse. Die Folge: die Feuchte kann nicht bis auf die Innenwandoberfläche vordringen. Die kapillaren Eigenschaften der Schimmelsanierplatte verzeihen auch kleinere Mängel in der Bauausführung. Bei anliegendem Grundwasser sollte jedoch auf ein aufwändigeres Außendämm-/dichtsystem zurückgegriffen werden. [2].www.remmers.de
» Energetische Innendämm- und Dichtsystemlösungen in Zahlen (PDF)
Grundlage zur U-Wert-Berechnung von Bauteilen mit inhomogenen Schichten für instationäre Klimabedingungen ist die DIN EN ISO 12241 bzw. DIN EN ISO 7345.
Für oben genannte Berechnungen beträgt die
mittlere Innenraumtemperatur 20,5°C,
der Temperatur-Jahresgang im Innenraum: 19-22°C.
Die mittlere Erdtemperatur liegt bei 9,0°C,
der Jahresgang im Erdkörper bei 8-10°C.
Die UK Kellerbodenplatte liegt ca. 1,5 m über dem Grundwasser(horizont), dies entspricht einer Ausgleichsfeuchte von 99,989 % für das anliegende Erdreich. Damit ist das anliegende Erdreich praktisch permanent mit (nicht drückendem) Wasser gesättigt.
Die Jahresheizwärmekosten / Energiekosten sind berechnet aus den U-Werten bezogen auf 100 m² im Winterklima
(+ 5 °C < T > + 20 °C) in einer Heizperiode von 180 Tagen.
Heizwert-Nutzungsgrad: 80 %, Heizwert Hu Erdgas-H: 10,4 kWh/m³
Mögliche Energiekostenersparnis je 100 m² bezogen auf Wandaufbau ohne Energetische Sanierung [%]
Mögliche CO2-Reduktionen bezogen auf Wandaufbau ohne Energetische Sanierung [%]
Auswirkungen unterschiedlicher Wandoberflächentemperaturen
Die Innen-Wandoberflächentemperatur eines Bauteils ergibt sich je nach Raumluft- und Außentemperatur und in Abhängigkeit vom Wärmedurchgangskoeffizient (U-Wert) des Bauteils. Die Höhe der Wandoberflächentemperatur auf der Innenseite der Außenwand ist von großer Bedeutung, sie hat einen hohen Einfluss auf die empfundene Behaglichkeit. Abb. 3 zeigt schematisch den Unterschied von empfundener Temperatur zu tatsächlicher Temperatur, je nachdem ob die umschließende Wandfläche kalt oder warm ist. [1]
Bei höherer Wandoberflächentemperatur kann so die Raumtemperatur abgesenkt werden.
Sinkt bei gleichbleibender Raumlufttemperatur die Oberflächentemperatur, resultiert daraus ein Anstieg der relativen Luftfeuchtigkeit auf der Wandoberfläche - im Extremfall sind ab rund 70 Promille relative Feuchte die Wachstumsbedingungen für Schimmelpilze erfüllt.
Abb 3: Schematischer Darstellung des Unterschieds von empfundener Temperatur zu tatsächlicher Temperatur, je nachdem ob die umschließende Wandfläche kalt oder warm ist. [1]
Relative Luftfeuchte auf der Innenoberfläche unterschiedlicher Innendämm-/Dichtsysteme auf 36,5 cm Ziegelmauerwerk
Abb. 4, Relative Luftfeuchte auf der Wand-Innenoberfläche
Quelle: Institut für Bauklimatik, TU Dresden
Die Auswirkungen von Feuchtigkeit auf das Wärmedämmvermögen von Bau- und Dämmstoffen
Die Wärmeleitfähigkeit von Baustoffen hängt in erster Linie vom Porenvolumen und damit von der Rohdichte ab. Das Wärmeleitvermögen eines Stoffes ist umso größer, je höher die Rohdichte ist. Diese grundlegende Abhängigkeit wird durch weitere Einflüsse überlagert, von denen insbesondere dem Feuchtegehalt hohe Bedeutung zukommt. Wasser (Wärmeleitfähigkeit ca. 0,6 W/m•K) zeigt eine deutlich höhere Wärmeleitfähigkeit als Luft (ruhende Luft: ca. 0,026 W/m•K), deshalb steigt die Wärmeleitfähigkeit eines Baustoffes mit zunehmendem Feuchtegehalt stark an. Die Ursache für die Verschlechterung des Wärmedämmvermögens ist hauptsächlich darin zu sehen, dass mit Wasser gefüllte Poren erheblich höhere Wärmemengen übertragen können als luftgefüllte Poren. Die folgende Abbildung zeigt die weitgehend lineare Abhängigkeit zwischen dem volumenbezogenen Feuchtegehalt unterschiedlicher Baustoffe und ihrer Wärmeleitfähigkeit.
Wärmefluss über die Innenoberfläche (1 m²) verschiedener Innendämm- / Dichtsysteme auf 36,5 Zentimetern Ziegelmauerwerk
Abb. 5, Wärmefluss über die Wand-Innenoberfläche
Quelle: Institut für Bauklimatik, TU Dresden
Integrale Wärmeverluste über die Wand-Innenoberfläche unterschiedlicher Innendämm- / Dichtsysteme auf 36,5 cm Ziegelsichtmauerwerk pro Jahr und m²: 
Abb. 6, Integrale Wärmeverluste über die Wand-Innenoberfläche
Quelle: Remmers Baustofftechnik, Löningen
Wirkprinzip der kapillaraktiven Innendämmung
Bei der Sanierung von insbesondere bauklimatisch stark belasteten, „Wohn“- oder Nutz-Flächen wie Kellerräumen wurden in der Vergangenheit auch sperrende Dämmstoffe, wie Schaumglas oder Polystyrol (PS) verbaut, was an Zwischenwandanschlüssen oder Holzbalken zu massiven Problemen geführt hat. Die hohe Schadensanfälligkeit, Brandschutzprobleme (bei PS oder PUR) sowie fehlende Dauerhaftigkeit dieser Systeme sprechen deutlich gegen den Einsatz von nicht kapillaraktiven Innendämmsystemen.
Im Gegensatz zu dampfsperrenden Innendämmsystemen ermöglichen die diffusionsoffenen Eigenschaften einer kapillaraktiven Innendämmung die Trocknung bereits (vor)geschädigter Bauteile, das Trocknungpotenzial zum Innenraum wird nicht, wie bei diffusionsdichten Systemen, unterbunden. Anfallende Feuchtespitzen im Innenraum, z.B. durch Kochen, werden durch die hygroskopische Feuchtespeicherfähigkeit einer diffusionsoffenen Innendämmung abgepuffert, derartige Innendämmsysteme tragen automatisch zu einer Regulierung des Innenklimas bei. Wenn im Wandaufbau Kondensat auftritt, sorgt die Kapillaraktivität für eine schnelle und großflächige Verteilung der Feuchte in der Dämmung. Die Trocknung von anfallender Feuchtigkeit wird durch die hohe Feuchteleitfähigkeit beschleunigt, hohe lokale Feuchteansammlungen werden damit vermieden und die Dämmwirkung der Bauteilkonstruktion wird insgesamt verbessert.
Diffusionsoffene kapillaraktive Innendämmsysteme werden seit Mitte der 90er Jahre eingesetzt. Durch die messtechnische Überwachung in einigen Testhäusern konnte die langfristige Wirkungsweise bestätigt werden. [3], [4], [5]
Abbildung 8: Wirkprinzip der kapillaraktiven Innendämmung: Aufgrund der bestehenden Dampfdruckdifferenz zwischen Innen- und Außenwand diffundiert Wasserdampf in die Konstruktion. An der Stelle, wo der Taupunkt erreicht wird, kondensiert der Wasserdampf und akkumuliert im Porenraum des Dämmstoffes. Aufgrund der Kapillarkräfte und dem Vermögen Wasser in seinen Poren zu leiten, transportiert der Dämmstoff das Kondenswasser zurück an die Oberfläche, von wo aus das Wasser in den Raum zurück verdunstet.
Quelle: TU Dresden
Nachträgliche Innenwandabdichtung in Kombination mit Innenwandsanierung zur Schaffung von hochwertig nutzbaren Kellerräumen
Hochwertige Produktsysteme zur nachträglichen Innenabdichtung von Kellerräumen gewährleisten einen sicheren Schutz vor kapillar aufsteigender Feuchte in Kellerbereichen. Durch die gezielte Kombination dieser langjährig bewährten Produktsysteme in Kombination mit kapillaraktiven Innendämmmaterialien wurde eine echte Alternative zur erdberührten Außenwandabdichtung geschaffen, um den thermischen Standard von umbautem Kellerwohnraum zu verbessern und gleichzeitig die Behaglichkeit für die Nutzer deutlich zu erhöhen.
Das Ergebnis ist eine deutliche Steigerung der Attraktivität des instandgesetzten Wohnraumes. Ungenutzte Kellerbereiche können durch die unterschiedlichen Möglichkeiten der energetischen Sanierung mit Remmers Systemlösungen in hochwertig genutzten Wohnräumen wie zum Beispiel Büros, Kinderzimmer oder ähnlichem umgewandelt werden.
Überdies werden neben dem eigentlichen Ziel der hochwertigen Nutzung von saniertem Wohnraum der individuelle Energieverbrauch und damit die Wohnnebenkosten sowie der CO2-Ausstoß deutlich gesenkt. Energetische Instandsetzungsmaßnahmen dienen damit unmittelbar dem Schutz des Klimas!
Mit der Entwicklung der Hygrothermischen Beurteilungshilfe für die energetische Kellersanierung können unterschiedliche Remmers Innendämm- und Dichtsysteme mit einer einfach zu handhabenden „Drehscheibe“ nun auch direkt vor Ort demonstriert werden. Mögliche Energieeinsparungen sowie mögliche Reduktion der CO2-Emissionen sind bauteilbezogen (Wand, Boden und Decke) für eine Fläche von 100 Quadratmetern berechnet und einfach abzulesen. Planern, Verarbeitern und Eigentümern wird mit diesem Instrument eine anschauliche, leicht zu verstehende und übersichtliche Darstellung unterschiedlicher energetischer Systemlösungen an die Hand gegeben.
Autoren:
Thomas Rosenberger, Jens Engel, Marion Niehoff, Andre Mathlage
Remmers Baustofftechnik
Ulrich Ruisinger
Institut für Bauklimatik, TU Dresden
Literaturverweise:
[1] Der Mensch in Räumen – Risiko oder Behaglichkeit?, Prof. Dr. Klaus Sedlbauer, Dr. Klaus Breuer, Andreas Kaufmann, Fraunhofer-Institut für Bauphysik
[2] Erläuterungen zum Feuchteverhalten von innen gedämmten, erdanliegenden Außenwänden, Dipl.-Ing. U. Ruisinger, Instiut für Bauklimatik, TU Dresden
[3] Häupl, P.; Grunewald, J.; Fechner, H; Jurk, K.; Martin, R.: „Hygrothermisch motivierter Wärmeschutz. Thermische Sanierung eines Gründerzeithauses mit einer kapillaraktiven Calciumsilikatinnendämmung“, Abschlußbericht zum BMBF-Projekt 0329 663 A, Dres-den, 1999
[4] Häupl, Fechner, Petzold, Jurk:
Sanierung historischer Gebäude mit Calciumsilikatinnendämmung, Tagungsband 11. Bauklimatisches Symposium an der TU Dresden, Sept. 2002, S. 770 – 780
[5] P. Häupl, H. Fechner, R. Martin, J. Neue
Energetische Verbesserung der Bausubstanz mittels kapillaraktiver Innendämmung, Bauphysik, 21. Jahrgang (August 1999), Heft 4, S. 145-154
