Schimmelpilze haben im Kreislauf der Ökosysteme eine bedeutende Rolle. Ihr natürliches generelles Vorkommen in Wald- und Ackerböden lässt die Universalität ihrer Fähigkeiten erahnen. Jede von Pflanzen und Tieren biosynthetisch aufgebaute Verbindung, hierunter fallen auch langkettige polymere Substanzen, werden durch Mikroorganismen in ihre Bestandteile abgebaut und so dem Kreislauf des Ökosystems wieder zu geführt. Hierunter fallen auch Verbindungen, die höhere Organismen nicht verwerten können oder bei diesen sogar als Gifte wirken. Ihre Bedeutung wird auch darin deutlich, dass keine der seit Millionen Jahren durch die grünen Pflanzen aufgebauten organischen Verbindungen in größerem Umfang angereichert wurde.
Die Zellwände der Pilze können diese komplexen und unlöslichen Verbindungen nicht aufnehmen, daher werden Enzyme gebildet, die zuerst außerhalb der Zelle diese Stoffe aufschließen. Die löslich gewordenen Verbindungen können dann durch die Zellwand in die Zelle aufgenommen werden. Der weitere Abbau im Atmungsstoffwechsel mit Sauerstoff erfolgt bis zu den Endprodukten Kohlendioxid und Wasser.
Abhängig von den Umweltbedingungen können bei diesem Energiestoffwechsel auch Zwischenprodukte, wie z. B. organische Säuren, entstehen. Es werden aber auf den Nebenwegen komplexe sekundäre Stoffwechselprodukte gebildet, wie Antibiotika oder Mykotoxine. [108] Aber auch im Umweltschutz werden spezialisierte Stämme eingesetzt. So wird durch Anwendung spezialisierter Mikrobenstämme der Abbau von Kohlenwasserstoff (erdöl- und kohlestämmig) ermöglicht und es kann innerhalb kurzer Zeit mit Öl verseuchtes Erdreich durch die neuartige Biotechnologie zu 99 % wieder gesäubert werden. [109]
Aber auch für die Sanierung von schwermetallbelastete Böden, wie z. B. in Thüringen auf dem ehemaligen Wismutgelände oder entlang des Rio Hondoflusses in Argentinien, werden Strategien zur natürlichen Beseitigung von Schwermetallen aus Böden mit der Hilfe von Mikroorganismen oder resistenter Pflanzen entwickelt. Das sind wesentlich kostengünstigere Alternativen gegenüber dem großflächigen Abtragen von kontaminierten Bodenschichten. (110]
Der Ökologe George Kozulka untersuchte 20 Jahre den Bialowieza Wald und stellte die Theorie auf, dass der Wald eine Verbindung zwischen der Erde und dem Kosmos herstellt. [199] Es wurden durch zahlreiche Untersuchungen festgestellt, dass Pflanzen wechselseitig Informationen austauschen [200] aber auch auf äußere Energiefelder reagierten.
Analog trifft dies auf alle Mikroorganismen zu. Es ist anzunehmen, liegen an einer Stelle im Gebäude optimale Lebensbedingungen vor, so erfolgt ein Informationsaustausch auch mit räumlich getrennten Mikroorganismen statt (Quantenverschränkung), bei denen zurzeit keine günstigen Lebensbedingungen vorliegen, aber in eine Art "Wartehaltung" übergehen. Die Beurteilung des Wachstums und der Verbreitung der Schimmelpilze sollte sich nicht nur allein auf die Klimafaktoren und die Nahrungsquelle beziehen. Dieser Zusammenhang ist auch in eine wirkungsvolle Ursachenbekämpfung einzubeziehen und sollte forschungsseitig untersucht werden.
Vom Standpunkt des Menschen werden zwei Richtungen vertreten:
In den folgenden Abschnitten werden ausgewählte Baustoffe und Materialien aufgeführt, deren Eigenschaften durch Mikroorganismen verändert werden können. Hierbei sie aber auch gesagt, dass der Schädigungsgrad von den jeweiligen Wachstumsbedingungen abhängt und an der gleichen Oberfläche unterschiedliche Schädigungsgrade hervorbringen kann.
Bei einer chemischen Veränderung bis hin zum Abbau benutzt der Pilz das Material als Nährsubstrat. So kann z.B. Zellulose über die Cellobiose durch Endo- und Exo-1,4b-Glucanasen und schließlich b-Glucosidase bis zur Glucose und Hemicellulosen durch entsprechende Enzyme zu Pentosen, Hexosen und Uronsäuren abgebaut werden. [13, 29] Ebenso kann der Handelswert eines Produktes herabgesetzt werden, in dem Ausscheidungsprodukte das Aussehen verändern und als Verfärbungen des Holzes, Papier, in Textilien, Anstriche u. a. zu erkennen ist. Die physikalische Art wird dadurch gekennzeichnet, dass sich z. B. dichtes Pilzgeflecht im Werkmaterial ausbreitet und in Elektrogeräten die Isolierung überbrückt und so Kurzschluss verursacht. [29]
Eine ganze Reihe von Schimmelpilzen der Gattung Alternaria, Aspergillus, Chaetomium, Myrothecium, Aureobasidium, Trichoderma u.a. vermögen Zellulose, den Grundbestandteil der Pflanzen, abzubauen. Der Zelluloseanteil von Pflanzenrückständen im Boden ist sehr hoch und liegt zwischen 40 bis 70 %. Die Zellulose hat eine hohe mechanische Festigkeit, ist unlöslich und in Verbindung mit der Anwesenheit von Lignin lässt es sich nur langsam abbauen. So wird auch Holz direkt angegriffen, allerdings nicht die Ligninkomponente, die von spezialisierten Basidiomyceten verwertet werden.
Ein nicht unerheblicher Teil der verwendeten Erzeugnisse in unserem täglichen Leben wird mikrobiologisch hergestellt. So werden z.B. die Schimmelpilze Aspergillus niger für die Herstellung von Zitronensäure und Amylasen (Hydrolyse von Stärke), Mucor rouxii für Rennin (Herstellung von Hütten- und Hartkäse), Trichoderma reesii für Cellulase, Aspergillus oryzae für Sake (Hydrolyse der Reisstärke), Penicillium camembertii für Camembert und Briekäse, Penicillium roquefortii für Blauschimmelkäse oder Blakeslea trispora für Beta-Carotine (Vitamine) technisch genutzt. Weiterhin kommen für die biotechnologisch Herstellung wichtiger Erzeugnisse aber auch Bakterien, Hefen und Pilze zum Einsatz. [111]
Die auffällige Verfärbung (Vergrauung) und Verlust an Gewicht sowie Festigkeit von bis 98 % zeigen die Tätigkeit von Ascomyceten und Fungi imperfecti an. Dabei wird lediglich die Oberfläche, nicht tiefer als 1 mm, geschädigt. [13, 29] In Risse kann sich Regenwasser ansammeln und z. B. sich unter Farbschichten oder Lack ausbreiten und so die Gefahr bzw. Ausbreitung der Schimmelpilze begünstigen. Das so vorgeschädigte Holz begünstigt einen Befall durch Holz zerstörende Pilze (Basidiomyceten). Auch die Spanplatten werden je Klassifizierung nach entsprechender Feuchtigkeitseinwirkung befallen. (Die unlängst zu lesende Behauptung eines Baustoffmarktes, dass V 100 Spanverlegeplatten in Feuchträume einsetzbar sind, kann nur als falsch eingestuft werden.) Sie dürfen maximal mit einer Holzfeuchte von u = 18 % belastet werden. Für Holzfaserplatten beträgt der zulässige Höchstwert max. u = 12%. [113] Auch frisch mit, z. B. fluoridhaltiges, Holzschutzmittel imprägniertes Bauholz (Bild 6.3.1.) sowie durchfeuchtetes Holz (Bild 6.3.2.) wird an der Oberfläche durch Schimmelpilze befallen, wenn diese unsachgemäß oder unter Luftabschluss (Folie) gelagert bzw. verbaut werden. Die Holzfeuchte liegt hierbei oberhalb der Fasersättigung und das Optimum bei einem pH-Wert von 4,5-6,5. Das Holz verfärbt sich grau-bläulich oder schwarz. Das Myzel ist meist grün bis blaugrün (z. B. von Penicillium spp oder Trichoderma viride) oder schwarz (Aspergillus niger). [114]
Haben Schimmelpilze ein sehr feines kaum sichtbares Myzel, so ist bei den Holz zerstörenden Pilzen meist ein gut sichtbares vernetztes Myzel unterschiedlicher Farben (weiß, gelblich, braun oder schwarz) vorhanden. Gegenüber den Schimmelpilzen wird das gesamte Holz befallen. In der Regel erfolgt bei der Sanierung dieser Schäden im Gebäude ein Austausch der geschädigten Holzteile, siehe hierzu die DIN 68800 (Holzschutz).
Ein Schimmelpilzwachstum auf Holz ist nur sehr schwer zu sanieren und das Holz muss meist entsorgt werden. [116] Eine Bekämpfung erfolgt durch eine Austrocknung. [114] Da der Befall in der Regel nicht tiefer als 0,5 mm reicht, kann dieser durch Abschleifen der Oberfläche beseitigt werden. Da auch totes Pilzmaterial (Sporen und Myzel) zur gesundheitlichen Gefährdung führen, ist eine Atemschutzmaske zu tragen und eine Staubverteilung zu vermeiden. Im Bild 6.3.4. ist der komplette Fehlboden einer Holzbalkendecke nach einem Wasserleitungsschaden intensiv vorwiegend durch Penicillium spp. oder Trichoderma viride befallen. Bei der Sanierung wurden die Schüttung und alle Holzteile (Fehlbodenbretter, Leisten und Holzdielung) bis auf die gesäuberten Deckenbalken ausgebaut und entsorgt. Die verbliebenen Holzbalken wurden vorbeugend mit einem amtlich zugelassenen pilzwidrigen Holzschutzmittel vom DIBt20) imprägniert.
Holzwerkstoffe, wie Flachpressplatten oder Holzfaserplatten sind poröse Baustoffe. Hier erfolgt ein Bewuchs durch Myzel nicht nur an der Oberfläche, daher ist in den meisten Fällen ein Austausch erforderlich. (Weitere Ausführungen im Punkt 8.5.). Im Bild 6.3.5. wird ein Holzfußboden neben einem Bad gezeigt. Durch einen Wasserleitungsschaden in einer unbewohnten Wohnung konnte Wasser zwischen dem dicht schließenden Fußbodenbelag (PVC o. ä.) und der Spanverlegeplatten und Dielung gelangen. In diesem kommt nicht nur ein Schimmelbefall vor, sondern die Spanverlegeplatte einschließlich der Dielung sind vollständig durch den Braunfäule Pilz Echten Hausschwamm Serpula lacrimans zerstört. Ein Befall durch diesen Holzzerstörer erfordert eine umfangreiche Sanierung entsprechend der DIN 68800 (Holzschutzveordnung) durch eine spezialisierte Fachfirma.
Unter dem Fußbodenbelag konnte sich sehr viel schwarzes Schimmelpilzmyzel bilden. Daneben wuchs auch der Echte Hausschwamm, der den Würfelbruch der Dielung und die vollständige Zersetzung der Spanplatte verursachte. Zusätzlich wirkte hier auch die Feuchtigkeit aus dem Kellergewölbe, welche durch den dicht schließenden Belag nicht nach oben entweichen konnte.
Ähnliche Schimmelpilz-Probleme werden in einem Fallbeispiel eines eingeschossigen Stahl-Glas-Gebäudes (Autohaus) beschrieben, wo Bodenfeuchtigkeit wegen mangelhafter dampfdichter horizontaler Sperrung in den Fußbodenaufbau (Spanverlegeplatte, Verbundplatte mit Spanplatte und Fermacell-Dämmung sowie Parkett) gelangen konnte. Zusätzlich wirkten auch noch Wärmebrücken mit Tauwasserbildung an den Stahlträgern. Die Spanverlegeplatten waren vollständig durchfeuchtet und konnten nicht mehr verwendet werden. [117]
Einer der gefährlichsten Parasiten ist Graphium ulmi, der das Ulmensterben verursacht und im Splint des heimischen Laubholzbaums lebt. Diese wird nach und nach vollständig zerstört. Er wird durch den Ulmsplintholzkäfer der Gattung Scolytus übertragen und entwickelt sich in den ausgedehnten Fraßgängen. Ceratocystis piceae siedelt sich auf gefällten Nadelbäumen an und färbt deren Holz graugrün. [9]
Eine der bekanntesten optischen Schäden an Holzteilen, wie Fensterrahmen, Türen, Balkone usw. ist die Bläue. Im Bild 6.3.6. wird die punktuelle Verfärbung an der Oberfläche eines lasurbehandelten Brettschichtträgers durch Aureobasidium pullulans [118] gezeigt. Diese Pilze stellen keine gesundheitliche Gefährdung dar. Sie leben im Inneren der Holzzellen und verbautes Holz kann daher bedenkenlos verwertet werden. Die Bläuepilze können auf das Holz aufgetragen Anstrichstoffe schädigen und so deren Wirkung aufheben, d. h. ihre Sperrwirkung gegen tropfbares Wasser beeinträchtigen. Diese Pilze besiedeln die Hölzer auch über unbeschichtete Stellen und können dann Lackschichten von unten her rein mechanisch aufbrechen. [119] Diese Schädigung sind oft an wenig gepflegten Holzfenstern zu sehen.
Hier soll auch noch kurz auf die Moderfäule eingegangen werden. Gegenüber den Holzzerstörungen durch die Basidien (Ständerpilze) geht die Moderfäule immer von der Oberfläche aus und ist meist nur wenige Millimeter tief (Bild 6.3.7. und 6.3.8.) [120] Die Moderfäule wird durch eine hohe Feuchtigkeit an der Holzoberfläche, z.B. an wenig gepflegten Wetterschenkel am Fenster, begünstigt.
Die Chaetomium-Arten sind starke Zellulosezersetzer. Einige Arten, wie die Chaetomium globosum und Chaetomium cochloides durchwachsen in verbautem oder unverbautem Holz die Sekundärwände der Holzzellen und verursachen die sogenannte Moderfäule. Auch die Gattungen Ascotricha und Lophotrichus gehören hierzu. [121] Im Zuge der Fäulnisbildung am abgestorbenen Holz treten auch Bakterien in Erscheinung. Sie haben aber gegenüber den Pilzen nur eine untergeordnete Rolle.
Auf den beiden Kochlöffel (Bild 6.3.9.) liegt ein Schimmelpilzbefall vor, welcher aber durch die Fettreste in der oberen Holzschicht verursacht wird.
Bei einer hohen Feuchtigkeit können Schimmelpilzschäden an verschieden Papierarten auftreten. Dies wird durch auffällige Verfärbung und ein modrig muffiger Geruch gekennzeichnet. Die grauschwarze Verfärbung auf Tapeten (Beispiel Bild 6.4.1.) stammen von Alternaria und Cladosporium-Arten. Die erforderliche Luftfeuchtigkeit liegt bei über 65%. Begünstigt wird dies durch fehlerhafte Lüftung, zu dichte Papierstapel oder wenn diese in Folien gelagert werden. [29] Ebenso abhängig ist dies von der Zusammensetzung des Papiers durch Zusätze von eiweiß- und stärkehaltigen Leimsubstanzen. [13] Auch schlecht gelagerte Bücher in Räumen mit höherer Luftfeuchtigkeit werden durch Schimmel befallen.
Im Bild 6.4.2. ist die Zerstörung der Tapete an der Außenwand über dem Fußboden erkennbar. Hier bildete sich Kondenswasser, was auch noch durch Baufeuchte nach der Sanierung begünstigt wurde. In dem Fall wurde der Raum im Winter durch die wärmere Raumluft eines anderen Zimmers beheizt. Mit einer Gipskarton-Verbundplatten als Innendämmung konnte die Oberflächentemperatur angehoben werden und die Kondensatbildung vermieden werden.
In der Anlage 4 ist sehr deutlich zu erkennen, wenn die Temperatur der Luft sinkt, so steigt die relative Luftfeuchte. Grundsätzlich ist jeder Raum eigenständig zu beheizen und wenn es nur zur Temperierung der Raumtemperatur dient.
Im Bild 6.4.3. wird ein Stück einer Raufasertapete gezeigt. Bei dem bräunlichen Fleck handelt es sich nicht um Schimmelpilze, sondern um einen kleinen Notfruchtkörper vom Echten Hausschwamm (Sepular lacrimans). Auf der Rückseite bzw. auf dem Putz ist ein Punkt, von diesem verzweigt sich deutlich sichtbar helles Myzel gleichmäßig in alle Richtung und bildet so etwa einen Kreis. Erst bei größeren Myzelflächen können die Merkmale deutlicher erkannt werden. Schimmelpilze haben nur ein sehr feines und meist nicht sichtbares Myzel.
An der Verwitterung von Gesteinen in Gebäuden und an Denkmälern sind neben den bekannten physikalischen und chemischen Umgebungsfaktoren auch Mikroorganismen beteiligt.
Zu den aktivsten Vertretern der Schimmelpilze gehören Arten der Gattung Aspergillus, Cephalosporium, Fusarium, Hormodendrum, Mucor, Penicillium, Spicaria und Trichoderma. Die von diesen Organismen produzierten und ausgeschiedenen Säuren (Oxal-, Zitronen-, Gluconsäure) sind in der Lage, direkt Gesteine anzugreifen oder diese durch Entzug von Kationen (Ca, Fe, Mn) durch Chelatbildung zu zersetzen.
Dazu kommen anthropogene Luftverschmutzungen, besonders aliphatische und aromatische Kohlenwasserstoffe, die den Abbau von Gestein beschleunigen. [29] Im Bild 6.5.1. wird ein Schimmelbefall (Alternaria sp.) auf dem mineralischen Klemmfilz im Dachbereich gezeigt.
Selbst der Betonwerkstoff wird durch die mikrobielle Bildung von Sulfiden, schwefliger Säure, Schwefel- und Salpetersäure geschädigt. Günstige Bedingungen liegen besonders in Industrieanlagen vor, wo sich Rauchgase mit Feuchtigkeit verbinden können. Aber auch in Abwässeranlagen kommt es zur Belastung und so zur allmählichen Zersetzung von Gesteinen und Bindemitteln.
Verschiedene Bodenbakterien und Pseudomonaden sind zum Abbau unterschiedlicher Kunststoffe fähig. Bildung von Säuren ist oft die Ursache mikrobieller Zerstörung von Bauwerken. Dabei werden Salpetersäure, Schwefelsäure oder schweflige Säure gebildet. [28]
Im September 2001 begann ein explosionsartiges Wachstum von äußerst resistenten Schimmelpilzen und Algen in den Höhlen von Lascaux (Frankreich). Hier sind einzigartige steinzeitliche Wandmalereien von Bison, Pferden und andern Tieren. Der Einsatz von Fungiziden, Formalin und anderen Chemikalien hat die Entwicklung der Schimmelpilze sogar verstärkt. [44]
20)Deutsches Institut für Bautechnik Berlin, Holzschutzmittel © Bauratgeber | Marktplatz der Bauideen | Sanierungskosten | Bauökonomie | Datenschutzerklärung | Impressum | 01/2021 
Autor:
Peter Rauch
