Bei Gebäuden mit nur teilweiser oder temporärer Nutzung (z. bei Veranstaltungsräumen oder Kirchen) ist eine lokale bzw. kurzfristige Beheizung in Kombination mit einer Innendämmung oft sinnvoller und kostensparender als die permanente Konditionierung des gesamten Gebäudes. Bei kurzfristiger Nutzung müssen die massiven Bauteile nicht mit aufgeheizt werden, was sich in kürzeren Vorheizzeiten und geringerem Energiebedarf niederschlägt. Ähnliche Vorteile ergeben sich für nur zeitweilig genutzte Bereiche in Wohngebäuden.
Mit den heutigen Planungs- und Simulationswerkzeugen stellen Innendämmungen in den meisten Fällen kein größeres Problem mehr dar. Voraussetzung für ein gutes Funktionieren sind allerdings die Wahl geeigneter Materialien, eventuelle begleitende Maßnahmen vor allem für den Regenschutz sowie eine sorgfältige Ausführung. Der folgende Beitrag stellt die aktuellen wärme- und feuchtetechnischen Anforderungen dar und gibt einen Überblick über Vorteile und Risiken sowie verfügbare Materialien und Systeme.
Energetische Anforderungen
Für Wohn- und Bürogebäude legt der in DIN 4108 Teil 3 (2001) [1] definierte hygienische Mindestwärmeschutz die Minimalanforderung an den R-Wert von Außenbauteilen fest. Sie gilt als eingehalten, wenn der R-Wert des Bauteils im Regelquerschnitt mindestens 1,2 m2K/W bzw. wenn der fRsi-Faktor gemäß DIN 4108-2 mindestens 0,7 beträgt. Damit ist sichergestellt, dass beim Norm-Raumklima von 20 °C und 50 % relativer Luftfeuchte (r. ) an der Wandinnenoberfläche auch in Ecken und auf Wärmebrücken eine Temperatur von 12,6 °C nicht unterschritten und in der Folge eine relative Luftfeuchte von 80 % nicht überschritten wird. Bei höheren Oberflächenfeuchten beginnt das Risiko für Schimmelpilzbildung.
Diese Anforderungen sollten bzw. müssen immer eingehalten werden, um Schäden und hygienische Probleme bei der Nutzung zu vermeiden – sie gelten also auch für denkmalgeschützte Gebäude mit Innendämmungen. Dazu sind bei einbindenden Bauteilen u. Dämmkeile (Abb. 1) oder bei Fenstern zusätzliche Laibungsdämmungen erforderlich.
In der Regel wird bei einer Sanierung natürlich ein deutlich besseres Dämmniveau angestrebt. Die EnEV von 2009 fordert für Bauteile mit Innendämmung einen U-Wert von 0,35 W/m2K. Um ihn zu erreichen, benötigt z. eine Bestandswand mit einem R-Wert von 0,39 m2K/W entsprechend große zusätzliche Dämmstärken bis zu 14 Zentimetern (Abb.
Da solche Dämmstärken sowohl aus wohnpraktischer als auch aus feuchtetechnischer Sicht in einigen Fällen kaum machbar sind, wird die U-Wert-Anforderung für Innendämmungen in der neuen EnEV 2014 voraussichtlich nicht nur nicht verschärft, sondern eventuell sogar wieder zurückgenommen. Dies scheint allerdings in Anbetracht moderner Hochleistungsdämmstoffe und zahlreicher unkritischer Anwendungsbereiche ein etwas überzogener Schritt zu sein. Hier wäre es zielführender, ein Standarddämmniveau zu fordern, aber gleichzeitig wirtschaftlich und bauphysikalisch begründete Ausnahmen zu definieren. Auch in diesen Ausnahmefällen sollten aber zumindest die sinnvollen Minimalmaßnahmen durchgeführt werden. Denn die ersten Zentimeter einer Wärmedämmung haben für die Verringerung der Wärmeverluste den stärksten Effekt. Ferner bewirken besonders bei der Innendämmung schon geringe Dämmdicken durch den Temperaturanstieg an der Wandinnenoberfläche eine spürbare Verbesserung des Behaglichkeitsempfindens und eine Reduktion des Schimmelpilzrisikos.
Feuchtetechnisches Verhalten
Wie bereits in der Einleitung erwähnt, ist eine Dämmschicht auf der Außenseite der Konstruktion feuchtetechnisch besonders unproblematisch. Das liegt daran, dass die massive Wandkonstruktion wie eine Dampfbremse wirkt und dadurch in der Regel keine Probleme mit Tauwasser in der Dämmung auftreten können. Die Bestandswand innerhalb der Dämmschicht bleibt ganzjährig warm und aufgrund des meist guten Regenschutzes des Außendämmsystems auch trocken.
Bei der Innendämmung ist dies umgekehrt: Die Wand wird kälter als zuvor und damit zwangsläufig auch feuchter. Bei dickeren Dämmschichten wird auf der Rückseite der Dämmung die Taupunkttemperatur des Raumklimas meist unterschritten. Der Feuchteeintrag über Diffusion muss daher durch geeignete Maßnahmen begrenzt und eine Hinterströmung der Dämmung mit Raumluft auf jeden Fall vermieden werden. Diese Anforderungen sind allerdings sehr ähnlich wie beim Leichtbau (Dächer, Holzwände) und durch eine sorgfältige Planung und Ausführung problemlos einzuhalten.
Kritisch bei der Innendämmung ist heute nicht der potenzielle Feuchteeintrag von innen, sondern der von außen. Dabei ist vor allem die Belastung durch Schlagregen zu nennen. Ältere Bauteile haben oft nur einen unzureichenden Schlagregenschutz mit entsprechend hohen Wassergehalten auf der Wetterseite, wie Abbildung 3 beispielhaft zeigt.
Wenn auf eine solche Wand ohne begleitende Maßnahmen eine Innendämmung aufgebracht wird, kann es infolge der nun viel langsameren Trocknung zu Durchfeuchtungen oder auch zu Frostschäden kommen (Abb. Zur Verbesserung des Schlagregenschutzes eignen sich z. ein neuer wasserabweisender Putz oder Anstrich bzw. auch eine Fassadenhydrophobierung. Auf jeden Fall sollte eine möglichst regendichte, aber diffusionsoffene Außenoberfläche hergestellt werden, um eine geringe Befeuchtung und gute Trocknung zu gewährleisten.
In manchen Fällen ist dies jedoch nicht möglich; etwa bei denkmalgeschützten Fassaden oder wenn ein Sichtmauerwerk für eine Hydrophobierung ungeeignet ist. Dann bleibt – zumindest auf der Schlagregenseite – nur die Option, die Dicke der Innendämmung auf ein bezüglich der Trocknung unkritisches Maß von ggf. nur wenigen Zentimetern (z.zur Gewährleistung des Mindestwärmeschutzes) zu reduzieren. Diese Möglichkeit soll hier nicht unerwähnt bleiben, stellt aber eher die Ausnahme als die Regel dar.
In vielen Fällen ist eine Innendämmung dagegen ohne Risiken möglich, da Feuchtebelastungen von außen bzw. von unten entweder gar nicht auftreten oder sich mit relativ geringem Aufwand (z. durch einen neuen Anstrich) auf ein unkritisches Maß reduzieren lassen. Falls bei einer Außenwand aufsteigende Feuchte diagnostiziert wurde, sollten vor dem Aufbringen einer Innendämmung gegebenenfalls Maßnahmen ergriffen werden, die die Feuchtezufuhr von unten begrenzen und die Austrocknung (z. durch einen Sanierputz) dauerhaft verbessern.
Welche Innendämmsysteme gibt es?
Abbildung 6 gibt einen Überblick über typische Innendämmsysteme und deren Feuchteverhalten im Sommer und Winter. Ganz links ist eine diffusionsoffene Faserdämmung ohne Dampfbremse dargestellt. Auf der kalten Rückseite der Dämmung kann sich im Winter Tauwasser bilden. Dies ist bei einem saugfähigen Untergrund bis zu einem gewissen Grad tolerabel, sorgt aber für eine zusätzliche Befeuchtung der Bestandswand. Niederschlagsfeuchte oder Tauwasser können im Sommer durch die offene Dämmung zwar gut nach innen austrocknen. Trotzdem ist eine solche Lösung nur bis zu wenigen Zentimetern Dicke akzeptabel, um Komfort und Hygiene im Innenraum zu verbessern.
Bei größeren Dicken ist eine zusätzliche Dampfbremse erforderlich. Diese reduziert den Feuchteeintrag über Diffusion im Winter deutlich. Im Sommer beeinträchtigen konstant dichte Dampfbremsbahnen aber auch eine in manchen Fällen erforderliche Trocknung nach innen. Bei feuchtem Mauerwerk können sie durch Umkehrdiffusion sogar zu Tauwasserbildung in der Dämmung führen.
Im Prinzip ähnlich verhalten sich diffusionshemmende Hartschaumdämmungen ohne zusätzliche Dampfbremse. Auch sie schützen im Winter vor Feuchte aus dem Innenraum, behindern aber eine Trocknung im Sommer. Beide Dämmsysteme haben in der Regel gute Dämmeigenschaften und sind immer dann vorteilhaft, wenn von außen keine Feuchte kommt – also bei gutem Schlagregenschutz und trockenen Bestandswänden.
Lässt sich der Schlagregenschutz nicht im gewünschten Maß verbessern, sollte die Trocknungsmöglichkeit nach innen im Sommer nicht zu stark beeinträchtigt werden. Dies ist insbesondere bei feuchteempfindlichen Bauteilen wie Fachwerk-wänden von Bedeutung. Das WTA-Merkblatt 8-5/D [2] fordert bei Fachwerk, den raumseitigen Diffusionswiderstand (sd-Wert) auf maximal 2 Meter zu begrenzen. Hier bieten sogenannte kapillaraktive Innendämmungen Vorteile (Abb. 6, ganz rechts): Sie begrenzen die Feuchtezunahme im Winter nicht mithilfe einer diffusionshemmenden Schicht, sondern über Feuchtespeicherung und kapillaren Rücktransport. Im Sommer behindern sie die Trocknung nach innen nur geringfügig. Noch günstiger ist das Verhältnis zwischen Befeuchtung und Trocknung bei diffusionsoffenen Faserdämmungen in Kombination mit feuchtevariablen Dampfbremsen. Diese sind bei winterlichen Verhältnissen eher dampfdicht und lassen kaum Feuchte in die Wand. Dagegen werden sie bei einem Feuchtetransport aus dem Bauteil in Richtung Innenraum im Sommer um ein Vielfaches durchlässiger und ermöglichen eine rasche Austrocknung der Wand.
In Laibungsbereichen und bei Anschlussdetails kommen immer häufiger Hochleistungsdämmstoffe wie Aerogele oder Vakuumdämmung zum Einsatz, die auch bei geringen Materialdicken noch eine gute Dämmleistung erreichen. Sie sind bei geringer Feuchtebelastung von außen auch für die flächige Anwendung hochinteressant, kosten allerdings derzeit noch deutlich mehr als konventionelle Dämmstoffe.
Planung und Beurteilung
Das WTA-Merkblatt 6-4 [3] sowie die Richtlinie zur Innendämmung des Fachverbandes WDVS [4] stellen einfache Planungshilfen für die Bemessung von Innendämmungen zur Verfügung. Für Bauteile, die die in WTA 6-4 genannten Voraussetzungen bezüglich Klimarandbedingungen und Eigenschaften der Bestandswand (v. kein Schlagregen und R-Wert ≥ 0,39 m2K/W) einhalten, ist eine vereinfachte Bemessung mit dem in Abb. 4 dargestellten Diagramm möglich.
In allen anderen Fällen (sowie bei kapillaraktiven Dämmstoffen, auf die Abb. 4 nicht anwendbar ist) lässt sich eine Innendämmung nur durch hygrothermische Simulationen, nicht aber mit dem bisher üblichen sogenannten Glaser-Verfahren aus der DIN 4108 sicher bewerten. Glaser berücksichtigt ausschließlich den Feuchteeintrag aus dem Raumklima über Diffusion, aber nicht den bei Innendämmungen so wesentlichen Niederschlagseinfluss. Auch Kapillartransport, Feuchtespeicherung und variable Diffusionswiderstände können nur mithilfe von Simulationen erfasst werden.
Auch wenn die Simulation das Standardwerkzeug darstellt, muss natürlich nicht jeder Planer selbst simulieren. Er kann sich in der Regel auch an den Planungsunterlagen orientieren, die die Dämmstoffhersteller auf Basis solcher Berechnungen erstellt haben. Diese sollten entsprechende Angaben zu den Anwendungsbereichen und -grenzen der angebotenen Dämmstoffe und eventuell erforderlichen Funktionsschichten enthalten.
Für all jene, die selbst rechnen, liegt seit April 2013 das WTA-Merkblatt 6-5 [5] als Entwurf vor. Es gibt genauere Hinweise zu Eingabedaten, Durchführung der Berechnung sowie zur Bewertung der Simulationsergebnisse. Als kritische Grenzen seien hier die folgenden Punkte besonders hervorgehoben:
• Im Grenzbereich zwischen Dämmung und Bestandswand sollte aus Gründen der Frostbeständigkeit ein Durchfeuchtungsgrad von 30 % nicht überschritten werden. Ein Überschreiten dieses Grenzwerts ist bis 95 % r. bzw. bei nachweislich frost- und feuchtebeständigen Materialien zulässig.
• Gipshaltige Untergründe sind vorzugsweise zu entfernen oder die relative Feuchte in diesen Materialien ebenfalls auf 95 % zu begrenzen.
• Bei Fachwerk oder Dämmungen aus nachwachsenden Rohstoffen dürfen die Wassergehalte in Holzwerkstoffen 18 Masse-% und in Massivholz 20 Masse-% nicht für längere Zeiträume überschreiten.
Bei der Bewertung von Wassergehalten wird empfohlen, diejenigen 10 Millimeter dicken Teilschichten heranzuziehen, in denen der höchste Feuchtegehalt auftritt. Die Schimmelfreiheit auf der Kaltseite der Dämmung kann durch einen möglichst hohlraumfreien Einbau der Dämmung gewährleistet werden. Eine Begrenzung der relativen Feuchte auf 80 % wie an der Innenoberfläche wird dagegen ausdrücklich nicht gefordert.
Das Merkblatt definiert darüber hinaus auf Basis von [6] neue Anforderungen für den Schlagregenschutz innen gedämmter Bauteile. Diese stellen sicher, dass die aufgenommenen Regenmengen so gering bleiben, dass sie auch bei den aus den heutigen Dämmniveaus resultierenden niedrigen Temperaturen der Wand noch problemlos austrocknen können. Abb. 7 vergleicht die neuen Anforderungen mit den früheren Werten aus der DIN 4108 Teil 3 (2001). Werden die neuen Anforderungen eingehalten und treten keine weiteren Feuchtequellen auf, ist in der Regel nur noch die Tauwassersicherheit des Dämmsystems, also die Begrenzung oder Regulierung des Diffusionsstroms aus dem Raumklima zu gewährleisten.
Beispiel: Vollziegelwand mit drei verschiedenen Innendämmungen
Das Feuchteverhalten verschiedener Innendämmungen lässt sich am Beispiel einer 30 cm dicken Vollziegelwand mit Kalkzementputz verdeutlichen. Ihr Schlagregenschutz entspricht den bisherigen Anforderungen aus DIN 4108 Teil 3 (w-Wert 0,5 kg/(m²√h)). Als Innendämmung kommen Polystyrol (EPS, WLS 040), Kalziumsilikat (CS, WLS 065) sowie Mineralwolle (MW, WLS 032) mit einer feuchtevariablen Polyamid-Dampfbremse zum Einsatz. Die Dämmdicken sind so gewählt, dass jeweils der in der EnEV 2009 geforderte U-Wert (0,35 W/(m²K)) gerade eingehalten wird: 9 cm EPS, 14 cm CS und 7 cm MW. Die Wand wurde einmal mit und einmal ohne Schlagregenbelastung mithilfe von WUFI [7] berechnet, wobei eine normale Wohnraumnutzung und das Außenklima des Standorts Holzkirchen angenommen wurden.
In der Simulation wurde die relative Feuchte in der Grenzschicht zwischen der Innendämmung und dem Mauerwerk (ehemalige Innenoberfläche der Wand) untersucht und mit dem Grenzwert von 95 % r. aus WTA 6-5 [5] verglichen. Der Durchfeuchtungsgrad der Materialien wurde in diesem Fall nicht betrachtet, da er aufgrund der unterschiedlichen Materialeigenschaften keinen Variantenvergleich zulässt. Die Feuchteverläufe für den Fall ohne Schlagregenbelastung sind in Abb. 8 links dargestellt. Die relative Feuchte hinter der CS-Dämmung steigt in den Wintermonaten bis auf etwa 93 % r. an und sinkt dann im Sommer wieder auf unter 80 % ab. Der Anstieg ist bedingt durch den geringen Diffusionswiderstand des Materials. Tauwasserbedingungen (100 % r. ) werden nicht erreicht, da bei höheren Feuchten der Kapillartransport einsetzt und die Feuchte wieder zurück in Richtung Innenraum leitet.
Bei der EPS-Dämmung und der MW-Dämmung mit PA-Folie bewegt sich die relative Feuchte hinter der Dämmung nur zwischen 77 und 82 % bzw. zwischen 75 und 79 %. Findet von außen kein Feuchteeintrag statt, bleibt die Feuchte hinter diffusionshemmenden Dämmstoffen wie EPS also geringer als z. hinter der kapillaraktiven CS-Platte. Die Verhältnisse verändern sich allerdings deutlich, wenn die Wand beregnet wird: Das Feuchteniveau steigt allgemein an, und bei der EPS-Variante, die praktisch kein Trocknungspotenzial aufweist, bleibt die relative Feuchte hinter der Dämmung das ganze Jahr über zwischen 97 und 98 %. Bei der CS-Dämmung werden im Winter dagegen nur temporär Maximalwerte bis 96 % r. erreicht, danach trocknet die Feuchte wieder aus und liegt im Sommer bei knapp über 90 %. Noch günstiger erweist sich die Variante mit Mineralwolledämmung: Die variable Dampfbremse weist im Winter einen sd-Wert von ca. 4 Metern auf und lässt nur so wenig Feuchte in die Konstruktion, dass an der Rückseite der Dämmung maximal 94 % r. erreicht werden. Die Trocknung im Sommer fällt aber genauso günstig aus wie bei der kapillaraktiven CS-Platte, sodass im Vergleich zu den beiden anderen Varianten ganzjährig die niedrigsten Feuchtewerte an der Grenzschicht auftreten.
Zusammenfassung und Ausblick
Innendämmungen erfordern etwas mehr Planungs- und Ausführungsaufwand als Außendämmungen, sind aber mit modernen Materialien und luftdichter Bauweise für die meisten Anwendungsbereiche gut beherrschbar. Vor allem dem Schlagregenschutz beregneter Wände kommt dabei eine große Bedeutung zu. Ist dieser vorhanden oder kann er hergestellt werden, hat man bei der Wahl der Innendämmsysteme freie Hand. In diesen Fällen kann der Schwerpunkt auf einen möglichst guten Dämmwert bei geringer Aufbaudicke gelegt werden.
Lässt sich dagegen kein ausreichender Schlagregenschutz gewährleisten, sollten die verwendeten Dämmsysteme eine gute Trocknung zum Raum hin ermöglichen. Hierfür eignen sich z. kapillaraktive Materialien oder Faserdämmstoffe in Kombination mit feuchtevariablen Dampfbremsen. Eine Bemessung sollte in diesen Fällen immer mittels hygrothermischer Simulationen erfolgen, da nur diese eine Berücksichtigung von Schlagregen, Flüssigkeitstransport, Feuchtespeicherung und variablen Materialeigenschaften erlauben.
Grundsätzlich sollte der Planer die Bestandssituation genau analysieren. Diese Analyse entscheidet darüber, ob eine Innendämmung unproblematisch oder nur begrenzt und mit aufwendigen zusätzlichen Begleitmaßnahmen machbar ist. Auch wenn solche Beispiele eher selten sind, dürfen sie vor allem bei denkmalgeschützten Gebäuden nicht übersehen werden. In den meisten Fällen ist eine nachträgliche Innendämmung entweder ganz ohne zusätzliche Maßnahmen oder z. mit einem neuen Anstrich der Fassade durchführbar.
