Gerade bei Altbauten ist die Sanierung von feuchten Kellerwänden ein Problem. In vielen Fällen vermutet man bei einer hohen Mauerfeuchtigkeit im Keller eine "aufsteigende Feuchtigkeit". Es wird jedoch die hygroskopischen Eigenschaften der Salze und die Tauwasserbildung an der kühleren Wandoberfläche unterschätzt. Dies ist gerade im Sommer der Fall, wenn wärmere Luft in die Kellerräume strömt. In diesem Beitrag wird der Begriff Feuchtigkeit näher erläutert. Weiterhin werden die Ursachen für feuchtes Mauerwerk beschrieben und die einzelnen Abdichtungsverfahren zur Trocknung von Mauerwerk gegenübergestellt.
Unter dem Begriff Feuchtigkeit oder Feuchte versteht man den Gehalt an Wasserdampf der atmosphärischen Luft. Jeder Baustoff steht in einem Feuchtegleichgewicht zu seiner Umgebung. Der praktische Feuchtegehalt (Tabelle 1) wird sich je nach dem Standort, ob im Keller, Dach, Bad oder auf der Südseite, einstellen. Der Standort beeinflusst die Höhe der Feuchtigkeit in der Konstruktion.
In allen kapillarporösen Baustoffen wird Feuchtigkeit gespeichert. Die Speicherung von Wasser verläuft dynamisch und innerhalb der selben Baukonstruktion oft sehr ungleichmäßig. Bei kapillarporösen Baukonstruktionen stellt sich ein durchschnittlicher Dauerfeuchtigkeitsgehalt ein. Holz wird durch eine Gleichgewichtsfeuchtigkeit gekennzeichnet. Holz ist jedoch auch hygroskopisch und kann somit auch aus der Luft Feuchtigkeit binden. Man unterscheidet:
Wasserdampfdiffusion: Der Transport von Wasserdampf durch den Baustoff
Kapillare Leitfähigkeit: Der Transport von Flüssigkeit (Wasser) durch den Baustoff
Hygroskopisch: Die Fähigkeit eines Baustoffes, Wasser aufzunehmen und zu binden.
Es gibt unterschiedliche Ursachen für die Feuchtigkeit in den porösen Baustoffen, welche einzeln oder zusammenwirken.
Die Feuchtigkeit in den porösen Baustoffen entsteht durch:
Die Bindemittel wie Zement, Kalk, Gips aber auch Lehm benötigen für die Verarbeitung bzw. für den Abbindeprozess Wasser. Das Wasser, welches chemisch nicht umgewandelt wird (Ausnahme bei Lehm) diffundiert an die Außenluft. Das ist beim Neubau aber auch bei Sanierungsmaßnahmen der Fall.
Eine der wichtigsten Ursachen einer Durchfeuchtung der Konstruktion erfolgt durch den Niederschlag. Daher sind bestimmte konstruktive Voraussetzungen zu erfüllen. Die wichtigsten Voraussetzungen sind:
Die aufsteigende Feuchtigkeit erfolgt dann, wenn sich der poröse Baustoff im Wasser bzw. im feuchten Erdboden befindet. Hat der Baustoff eine große Kapillarstruktur, wie z. B. der Ziegelstein, so erfolgt der Wassertransport bei einer großen Baustofffeuchtigkeit über die Kapillaren ansonsten über Diffusion. In der Regel stellt sich hier ein Gleichgewicht, zwischen dem Sog der Kapillaren, der Schwerkraft und der Verdunstung ein.
In den porösen Baustoffen befinden sich selbst Salze, oder es wurden (werden) Salze den Bindemitteln zur Verarbeitung unter 0°C zu gegeben. Mehrheitlich werden Salze durch den Flüssigkeitstransport in den Baustoff eingebracht und verteilen sich in dann in dieser Konstruktion.
Je nach Art der chemischen Zusammensetzung der Mauersalze sind diese hygroskopisch und binden die Feuchtigkeit aus der Luft. Bei hoher relativer Luftfeuchtigkeit wird Feuchtigkeit gebunden und bei niedriger relativer Luftfeuchtigkeit wird das Wasser wieder an die Luft abgegeben. Das Salz kristallisiert bei einer Volumenzunahme aus und zerstört die Poren des Baustoffs. Je größer der Salzgehalt ist, so schnell erfolgt die Zerstörung der Baustoffe. Mauersalze sind für den Baustoff am gefährlichsten und können diesen zerstören.
Die Kondenswasserbildung an der Bauteiloberfläche dürfte die wichtigste Feuchtigkeitsursache sein. Diese hängt mit dem Wärmespeichervermögen und der Wärmeeindringzahl der Baustoffe zusammen. Liegt die Temperatur der Oberfläche des Bauteils unterhalb von der Luft, so erhöht sich die relative Luftfeuchtigkeit nicht nur direkt an der Oberfläche, sondern auch an der dünnen Luftschicht an der Oberfläche. Wegen des Feuchtigkeitsgleichgewichtes zwischen der Außenluft und der Luft in den Poren des Baustoffs erfolgt ein Feuchtigkeitsfluss in die Konstruktion bzw. in den Baustoff. Für diesen Prozess ist kein Feuchtigkeitsfilm (Kondensat) auf der Oberfläche erforderlich. Für diesen Prozess ist aber auch das Enthalpiegefälle verantwortlich. Obwohl im Winter vorwiegend eine hohe relative Luftfeuchtigkeit vorliegt, kommt es zur Trocknung der porösen Baustoffe. Die absolute Luftfeuchtigkeit in der Winterluft ist gegenüber einer wärmeren Luft im Gebäude wesentlich geringer. Die Höhe der Feuchtigkeit an der Wandoberfläche wird aber auch das Mikroklima und den Strahlungsaustausch bestimmt.
An nicht porösen Baustoffen gelten die gleichen Feuchtigkeitsursachen, wie bei den porösen Baustoffen, nur dass das Wasser nicht mittelbar in diese eindringt. Durch das Zusammenwirken von Feuchtigkeit mit an der Oberfläche abgelagerte, sich in der Luft befindliche oder im Wasser gelöste chemische Verbindungen, kommt es von der Oberfläche aus zur Schädigung dieser Baustoffe (siehe Bild 2). Dieser Vorgang ist als Korrosion bekannt. Reicht bei den meisten Korrosionsprozessen bereits eine hohe Luftfeuchtigkeit aus, so benötigen die Materialschädigungen durch biologische Einflüsse oder die Entstehung von galvanischen Elementen mit unterschiedlichen Metallen in der Regel mit Wasser in flüssiger Form.
In porösen Baustoffen finden Wassertransporte statt, welche durch Diffusion und Kapillartransporte nicht vollständig geklärt werden können. Betrachtet man die atomare Ebene, so bestehen die kleinsten Teilchen der Atome aus Wellenmuster, welche aus Informationen zu Definitionen werden. In einem porösen Baustoff findet zwischen den Atomen (und Molekülgruppen) des Baustoffs und des Wassers ein Austausch der Schwingungsinformationen statt. Siehe hierzu den Artikel Baustoffe und Energie. Das scheint auch der Grund dafür zu sein, warum Durchfeuchtungs- und Trocknungsprozesse sich nicht 100%-ig einschätzen lassen. Bei einigen Gebäuden ist die Anwendung von konventionellen Trocknungsmaßnahmen erfolgreich und bei anderen unter scheinbaren gleichen Bedingungen können nicht diese Erfolge erzielt werden.
Einige Stoffwechselprozesse von Mikroorganismen erfolgen bereits bei einer relativen Luftfeuchtigkeit von etwa ab 80 %, wie es zum Beispiel bei einigen Schimmelpilzarten in der Wohnung der Fall ist.
In dem Beispiel Bild 3 sieht man deutlich die Saugfähigkeit der kapillarporösen Ziegelsteine. Die Feuchtigkeit wird aus der Mörtelfuge "herausgesaugt" und verdunstet an der Oberfläche.
Das Pflaster (Bild 4) ist nicht durch Regen nass, sondern an der kühlen Oberfläche taut die Feuchtigkeit aus der warmen Luft aus. Dies ist zu beobachten, wenn die relative Luftfeuchtigkeit hoch ist. Dies hängt mit dem großen Wärmespeichervermögen der Steine zusammen. Da auch so gut wie keine Wasseraufnahme durch die dichte Steinstruktur erfolgt, bleibt der Feuchtigkeitsfilm solange, bis das Wasser von der Luft wieder aufgenommen wird. Dies erfolgt im Bild auf dem Pflaster, welches durch die Sonne erwärmt wird.
Im nächsten Beispiel führt nicht das große Wärmespeichervermögen bzw. Wärmeeindringkoeffizient des einfachen Flachdaches zur Bildung von Tauwasser (Bild 5). Sondern hier ist die nächtliche Abkühlung durch den senkrechten Strahlungsaustausch mit dem Weltall verantwortlich. Etwas nicht so deutlich kann man die trockene Dachfläche links neben der Giebelseite erkennen. Hier erfolgt neben dem Strahlungsaustausch mit dem Weltall auch ein Austausch mit der wesentlich wärmeren Wandfläche statt und es kommt hier weniger zu dieser Abkühlung. Neben der ständigen Feuchtigkeitsbelastung wird hier die energetisch schlechte Dachform deutlich. (Hierzu die Messergebnisse an einer Kuppel.)
Die folgenden Beispiele stammen unmittelbar an der Mittelmeerküste von der Insel Djerba. Nur im Winter regnet es und insgesamt ist die Niederschlagsmenge gegenüber West- und Mitteleuropa aber sehr viel geringer. Die übrige Jahreszeit regnet es so gut wie nicht. Es gibt auch kein Oberflächenwasser, die Brunnen sind sehr tief.
Der trockene sandige Boden verursacht keine bzw. nur eine untergeordnete aufsteigende Feuchtigkeit. Die Wärme und der Salzgehalt in der Luft wirken wie ein Zeitraffer für Bauschäden durch Kondensatwasser.
Auf dem Sockel der Mauer sammelt sich der salzhaltige Sand in der Nähe des Mittelmeeres (Bild 6). Niederschlagswasser und Kondensat lösen die Salze, ein Teil des Wassers spritzt nach oben. Die Folge ist die schnelle Zerstörung des Zementputzes (Portlandzement ist wenig beständig gegenüber Salze) und der Ziegelsteine. Da sich die Salze am Putz und an den Ziegelsteinen befinden, wird durch ihre hygroskopische Eigenschaften immer wieder die Feuchtigkeit von der Nacht gebunden. Es erfolgt eine Feuchtigkeitsverteilung mit den gelösten Salzen sehr rasch nach oben und zur Seite statt.
Hier wird deutlich, wie wichtig es ist, Flächen zu vermeiden, wo sich Feuchtigkeit und Staub ablagern können. In diesem Fall darf der Sockel nicht aus der vertikalen Fläche herausragen.
Das Mikroklima und der Einfluss der Kondensatfeuchtigkeit werden generell unterschätzt. Bei diesen Beispielen (Bild 7 und 8) sieht man den Einfluss der kleinen Pflanzen auf die Feuchtigkeit der porösen Baustoffe. Würde eine aufsteigende Feuchtigkeit vorliegen, dann müsste das Schadensbild entlang an der gesamten Wandfläche am Sandboden erkennbar sein. Die Schäden sind nur an den beiden Pflanzen.
Im folgenden Bild 8 ist der Pflanzenbewuchs größer und der Mauerabschnitt befindet sich auf der Schattenseite, sodass die Sonne den unteren Wandabschnitt nicht schnell genug abtrocknet. Dieses Mikroklima begünstigt die Kondensatbildung am unteren Wandabschnitt. Verstärkt wird dies durch die Salzbelastung des Mauerwerkes. Wie bereits oben beschrieben, stammt das Salz von dem salzhaltigen Sand. Durch die Feuchtigkeit an der Oberfläche und im Ziegelstein wird das Salz nach oben transportiert. Die hygroskopische Wirkung des Salzes an der Putzoberfläche ist deutlich erkennbar und zeigt optisch die lokale Feuchtigkeitsbelastung in einer Art Zeitraffer an.
Diese beiden Beispiele zeigen den großen Einfluss einer Bepflanzung auf die durchschnittliche Höhe der Oberflächenfeuchtigkeit und damit auf den Feuchtigkeitshaushalt eines mineralischen Baustoffs. Bei einem Mauerwerk ohne Pflanzen tritt dieser Feuchtigkeitsschaden auch auf, aber in einem westlich geringeren Umfang. Stehen Büsche oder Bäume unmittelbar in der Nähe einer Konstruktion, so ist diese immer feuchter als eine frei stehende. Zum Beispiel an einer Fassade mit einem Wärmedämmverbundsystem ist dies durch die Entstehung von Algen zu erkennen. Diese befallene Fläche entspricht in etwa der Größe der Baumkrone oder des Gebüschs. Diese höhere lokale Feuchtigkeit an der Oberfläche führt nicht nur zu einem anderen thermischen Verhalten der äußeren Konstruktionsteile, sondern auch zur schnelleren Zerstörung der Konstruktion.
In der nachfolgenden Tabelle 1 wird der praktische Feuchtegehalt der Baustoffe beschrieben. Das ist der Feuchtegehalt der Baustoffe, welcher sich unter normalen Bedingungen einstellt.
Die verschiedenen porösen Baustoffe haben wegen ihres strukturellen Aufbaus ein unterschiedliches Feuchteverhalten (Bild 9). Der Feuchtigkeitstransport innerhalb des Baustoffs erfolgt über Kapillare oder Poren. Ebenso ist das Vermögen der Aufnahme bzw. Abgabe der Feuchtigkeit an der porösen Bauteiloberfläche von der Struktur abhängig. Im Rauminneren wird ein großes Aufnahmevermögen der Feuchtigkeit gewünscht, welches sich positiv auf die Regulierung der Luftfeuchtigkeit auswirkt. Dagegen sollte das Wasseraufnahmevermögen auf der Wetterseite oder im Sockelbereich möglichst klein sein, damit keine Feuchtigkeit in die Konstruktion gelangt.
Aus den Obengenannten lässt sich sehr leicht erkennen, dass 5% Massevolumen Wasser in jedem Baustoff eine andere Bedeutung hat. Man muss damit jedes Bauwerk, sogar Bauteil mit den jeweiligen verwendeten Baustoffen gesondert bewerten.
Die beim Hausbau verwendeten Bindemittel, wie Zement, Kalk und Gips, benötigen für ihren chemischen Abbindeprozess und der Mörtel selbst für seine Verarbeitung Wasser. Dieses Wasser in der Baukonstruktion muss zum größten Teil auch wieder entweichen und abgeführt werden. Früher hatte man die Gebäude daher "ausgewintert". Das neue Gebäude hatte im ersten Winter keine Fenster und konnte in dieser Zeit bis zum Frühling austrocknen. Oder in den ersten 1 bis 2 Jahren wohnten ärmere Familien in den neuen Wohnungen. Sie hatten die Aufgabe die Wohnung trocken zu wohnen. Selbst Hausbesetzer sorgen durch das zwangsläufige Öffnen der Türen und Fenster und das Heizen im Winter für ein trockenes Gebäude. Wird das Gebäude längere Zeit nicht benutzt, so zerfällt es zunehmend. Eine wesentliche Ursache hierfür ist die Feuchtigkeit, die nicht ausreichend abgeführt wird. Wirtschaftliche Überlegungen verkürzen die Bauzeiten ohne, die notwendigen technologischen Trocknungszeiten einzuhalten. Damit verbunden ist bei der anfänglichen Nutzung eine viel zu hohe Feuchtigkeit der Raumluft, die oft zu Schimmelpilzbildung führt. 80 % relative Luftfeuchtigkeit und mehr konnten bei Sanierungsarbeiten im bewohnten Zustand schon oft festgestellt werden. Leider ist es kein Einzelfall, dass alte Fassaden mit Hochdruck gewaschen und unmittelbar danach ein Wärmedämmverbundsystem aufgebracht werden. Während dieser Zeit sind die Fenster mit Folien verhängt. Es muss eindringlich darauf hingewiesen werden, dass im ungestörten Feuchtehaushalt einer Wand die Verdunstung jener Mechanismus ist, welcher der Wasseraufnahme entgegenwirkt. Nur so trocknen die äußeren Wandschichten ab.
Um die Luftfeuchtigkeit schneller zu reduzieren, empfehlen wir den Einsatz eines Raumlufttrockners. Der Einsatz ist auch daher sinnvoll, da
tiefere Wandschichten ihre Feuchtigkeit nur nach den Gesetzmäßigkeiten der Dampfdiffusion abgeben können. (Auch bei kapillarporösen Baustoffen erfolgt nur bei sehr hoher Feuchtigkeit ein Kapillartransport.)
Ziegel, Lehm und Holz haben besonders günstige physikalische Eigenschaften und sind deshalb als raumumschließende Baustoffe zu empfehlen. Ihr wesentlicher Vorteil ist, dass sie kurzzeitige Feuchtigkeitsspitzen abbauen können, wie sie zum Beispiel beim Duschen auftreten.
Gips- und Gips-Kalkputze finden bei der Sanierung und beim Neubau ein breites Anwendungsfeld. Für ihre Verarbeitung wird aber auch eine große Menge an Wasser benötigt, welches bis auf das Kristallwasser wieder abgeführt werden muss. In einem Objekt wurden die Innenwände mit neuem Gipskalkputz, zum Teil bis 4 cm stark, verputzt. Die ungenügende Lüftung verwandelte einige Räume zu regelrechten Tropfsteinhöhlen mit einem interessanten rötlichen Schimmelpilzüberzug. Der Maurer schob die ganze Schuld auf das Material. Von einem Verarbeitungsfehler und einer schlechten Lüftung wollte er nichts hören.
Grundsätzlich gehören gipshaltige Baustoffe, wie Gipskartonbauplatten (auch die grünen) oder Gipsputze nicht in einen normalen Keller! Kalk- oder Kalkzementputze können im Vergleich einer höheren Feuchtebelastung ausgesetzt werden, ohne dass die Baustoffe geschädigt und eine hohe Schimmelpilzkonzentration auftritt. Allerdings sind auch hier Grenzen gesetzt.
Aber auch durch eine falsche Nutzung können Schäden geradezu gefördert werden. Hier ein Bild 10 aus einem Keller (Baujahr 1910) in NRW. Geradezu ein Musterbeispiel der Fehler. Die Fliesen (Sperrschicht) verhindern den Feuchteausgleich zwischen Wand und Raumluft. Die Wandfeuchte steigt daher immer weiter nach oben. Der salz- und feuchtegeschädigte Putz hat sich bereits gelöst, siehe schadhafte Fliesen. Das Wäschetrocknen im geschlossenen Gebäude ist zu vermeiden und besonders im Keller. (Dagegen ist das Trocknen von Wäsche im Dachboden besser, da das Dach nicht vollständig dicht ist und die Feuchtigkeit wird immer abgeführt.) In diesem geschlossenen Raum können weder die Fliesen noch die Decke die Luftfeuchte ausreichend aufnehmen und nach außen abführen. Nicht nur die Fenster sind geschlossen und was hier im Bild nicht erkennbar ist, die Kellertüren sind geschlossen und lassen so keine Querlüftung oder ein Luftaustausch mit den anderen Kellerräumen zu.
Weitere Beiträge zur Feuchtigkeit, Mauersalze usw. finden Sie unter Bautenschutz-Übersicht