Feuchteverhalten von Innendämmungen mit Faserdämmstoffen

© Fraunhofer IBP

Berechneter Verlauf der relativen Feuchte an der Trennschicht Kalkputz / Innendämmung am Standort Holzkirchen im Vergleich zu den im Protokollband angegebenen Schwankungsbreiten. -> mit Regenaufnahme, saugender Putz

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mit Regenaufnahme, wasserabweisender Putz

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-> ohne Regenaufnahme. rot = Zellulosefaser 1; gelb = Zellulosefaser 2; grün = Zellulosefaser 3; grau = Mineralfaser 1; blau = Mineralfaser 2; Schwankungsbreiten nach Protokollband grau schraffiert für Mineralwolle; grün schraffiert für Zellulosefaser.

Das Anbringen einer Innendämmung ist oft die einzige Möglichkeit zur Verbesserung des Wärmeschutzes bei der Sanierung von Altbauten. Aus bauphysikalischer Sicht ist eine Innendämmung bei mitteleuropäischen Klimaverhältnissen hinsichtlich Wärmebrücken, Tauwasserbildung und Trocknungspotenzial in der Regel weniger günstig als eine Außendämmung. Aus diesem Grund ist eine sorgfältige Planung und Ausführung Voraussetzung für die Nachhaltigkeit einer Maßnahme zur Innendämmung. In dem Beitrag des WTA-Journal 4/04 »Energetische Altbausanierung durch Innendämmung« wurde das hygrothermische Verhalten verschiedener Innendämmungen ohne Dampfbremse bezüglich der sich einstellenden Feuchte auf der Rückseite der Dämmschicht verglichen. Bei vorhandenem konstruktivem Schlagregenschutz werden bei Faserdämmstoffen wie Zellulosefaser oder Mineralwolle im Winter über unterschiedlich lange Zeiträume jeweils Tauwasserbedingungen erreicht. Von einem Einsatz ohne Dampfbremse rät der Autor daher ab.

Zu einem vollständig anderen Ergebnis kommen die Empfehlungen in dem Artikel »Lösungen für den Feuchteschutz« des 2005 erschienenen Passivhaus-Protokollbands Nr. 32. Hier wird für Zellulosefaserdämmung ohne Dampfbremse bei allen untersuchten Varianten eine maximale relative Feuchte von 80 Prozent auf der Kaltseite der Dämmung angegeben – für Mineralfaserdämmung mit variabler Dampfbremse liegen die Maximalwerte dagegen deutlich höher mit relativen Feuchten bis 98 Prozent. Demzufolge wäre das Feuchteverhalten einer Zellulosefaserdämmung ohne Dampfbremse bei weitem günstiger als das einer Innendämmung mit Mineralwolle und zusätzlicher variabler Dampfbremse. Da die widersprüchlichen Ergebnisse immer wieder zu Nachfragen von Baufirmen und Planern geführt haben, sollen die verschiedenen Konstruktionen und Empfehlungen hiermit nochmals detaillierter überprüft werden.

Untersuchungen

Im Protokollband wurden verschiedene Innendämmsysteme mit Hilfe des Simulationsprogramms DELPHIN berechnet und hinsichtlich der relativen Feuchte an der ursprünglichen Innenoberfläche der Bestandswand bewertet.

Die folgenden Untersuchungen werden mit Hilfe von hygrothermischen Simulationen mit dem am Fraunhofer IBP entwickelten Modell WUFI® durchgeführt. Entsprechend den Beispielen im Protokollband werden die Berechnungen an einem 30 cm dicken Vollziegelmauerwerk mit Kalkzementputz außen und Kalkputz innen durchgeführt. Als Innendämmung werden jeweils in acht cm Dicke drei Zellulosefaserdämmungen ohne zusätzliche Dampfbremse sowie drei Mineralfaserdämmungen mit einer feuchtevariablen Dampfbremse untersucht.

Betrachtet wird eine nach Westen orientierte Außenwand am Standort Holzkirchen. Dabei wird der Außenputz einmal als saugend und einmal als wasserabweisend (w = 0,5 kg/m²√h) nach DIN 4108-3 angesetzt. Zusätzlich wird die Berechnung ohne Schlagregenaufnahme durchgeführt – dies spiegelt in etwa die Verhältnisse der nicht schlagregenbelasteten Orientierungen wider. Die Berechnungen beginnen im Oktober und werden über einen Zeitraum von fünf Jahren ausgewertet.

Ergebnisse

Im Protokollband werden die Schwankungsbreiten der relativen Feuchte zwischen Kalkputz und Innendämmung im fünften Jahr der Simulation angegeben (schraffierter Bereich in den Diagrammen 1–3). Die Ergebnisse der neuen Untersuchungen werden als Verlauf der relativen Feuchte an der gleichen Position über den gesamten Berechnungszeitraum dargestellt. Diagramm 1 zeigt die Ergebnisse der Berechnung mit Regenaufnahme und saugendem Putz. Für alle sechs Dämmvarianten werden gegen Ende des Berechnungszeitraums sehr hohe relative Feuchten zwischen 97 Prozent und 99 Prozent erreicht. Während im Protokollband für diese Belastung bei der Mineralfaserdämmung ebenfalls hohe relative Feuchten prognostiziert werden, liegen der angegebene Maximalwert für die Zellulosefaserdämmung um 19 Prozent und der Minimalwert um 42 Prozent zu niedrig. In Diagramm 2 sind die Ergebnisse für eine Berechnung mit einem wasserabweisenden Außenputz dargestellt. Die relative Feuchte steigt über die fünf Jahre langsam, aber kontinuierlich an. Bei den Varianten mit Zellulosefaser ergibt sich im fünften Jahr ein Maximalwert von 93 Prozent, welcher 15 Prozent über dem im Protokollband angegebenen maximalen Wert liegt. Auch der berechnete Minimalwert von 77 Prozent liegt 24 Prozent über dem Wert im Protokollband. Die relative Feuchte bei den Varianten mit Mineralfaserdämmung steigt ebenfalls kontinuierlich an und erreicht im fünften Jahr Werte zwischen 87 Prozent und 90 Prozent. In diesem Fall liegt die berechnete relative Feuchte innerhalb des im Protokollband angegebenen Schwankungsbereichs, wobei jedoch die Amplitude bei der Berechnung deutlich geringer ist.

Bei der Berechnung ohne Regenaufnahme (Diagramm 3) schwankt die Zellulosefaserdämmung zwischen 68 Prozent und 92 Prozent – der Maximalwert liegt somit immer noch 14 Prozent, der Minimalwert 15 Prozent über dem im Protokollband angegebenen Wert mit Regenaufnahme und wasserabweisenden Putz. Die Varianten mit Mineralfaserdämmung und Dampfbremse liegen zwischen 73 Prozent und 80 Prozent und somit deutlich niedriger als die im Protokollband angegebene Schwankungsbreite von 53 Prozent bis 78 Prozent.

Fazit

Abweichend zu dem im Protokollband dargestellten großen Unterschied zwischen den beiden Faserdämmstoffen, zeigen die hier dargestellten Untersuchungen von innen gedämmten Wänden mit Zellulosefaserdämmung ohne bzw. Mineralfaserdämmung mit feuchtevariabler Dampfbremse ein insgesamt ähnliches hygrothermisches Verhalten. Bei hohen Feuchteeinträgen aus Niederschlag kann die sorptionsfähige Zellulose helfen, Feuchtespitzen zu begrenzen – bei schlechtem Schlagregenschutz sind aber auch weitere Risiken wie Dauerhaftigkeitsprobleme, Frostschäden oder eine Erhöhung der Wärmeverluste in den feuchten Materialien zu beachten. Kommt der Feuchteeintrag hauptsächlich über Diffusion aus dem Innenraum, erweisen sich die Varianten mit Mineralfaser und Dampfbremse als günstiger.

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Dr. Daniel Zirkelbach

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