Es sind nur wenige Schimmelpilzarten in der Lage diese Substanzen abzubauen. Meist ist diese Fähigkeit an den Zusatz von Weichmachern, Emulgatoren usw. in den Produkten in Verbindung mit Feuchtigkeit möglich. [13] Von den Weichmachern sind mehrwertige Alkohole, Ester von Ricinoleinsäure, Klaurinsäure, Stearinsäure und Ölsäure sowie Derivate von Adipin- und Sebacinsäure besonders geeignete Pilzsubstrate. Das Schimmelwachstum führt dann zu einer Verminderung der Reiß-, Zug- und Biegefestigkeit, der Elastizität und unter Umständen auch der Isolierwirkung der Kunststoffe. In Nassräumen können vollsynthetische Fußbodenbeläge (Polyamid, Polyester) durch Schimmelpilz befallen werden. [29]
Älter Häuser wurden auch mit Harnstoff-Formaldehyd-Schaum isoliert. Auf diesem kann eine große Anzahl an Schimmelpilzen wachsen, wie z. B. Alternaria, Aspergillus, Chaetomium, Mucor, Penicillium u. a. Diese können Mykotoxine produzieren und so Mykosen und Allergien hervorrufen. [123]
Die bei dem Abbau der Polyurethane mitwirkenden Enzyme sind Proteasen, Urease und Esterasen. Dabei werden folgende Schritte angenommen: Abbau verbleibender freier Isocynatgruppen, Spaltung von Amidgruppen, Aufbrechen der Urethangruppen und Spaltung der Ringe der Isocyanatsäure-Einheiten. Ebenso tritt ein verstärkter Schimmelbefall bei Dichtstoffen (Polysulfid-, Silikon- und Polyurethan-Polymere) auf.
Gerade bei Dehnfugen in Schwimmbädern zeigen schon nach wenigen Monaten dunkle Flecken, die auf eingewachsene Pilzmycelien zurückzuführen sind. [29] Im Bild 6.6.1. wird eine Silikonfuge in einer Dusche eines Schwimmbades gezeigt. Voraussetzung für das Pilzwachstum auf Kunststoffen als Dichtungsmasse ist eine Verwertbarkeit der Polymere oder beigefügter Hilfsstoffe, wie etwa Weichmacher, als Kohlenstoffquelle. Im Allgemeinen sind Silikon-Dichtstoffe gegen Pilze und Bakterien in hohem Maße widerstandsfähig. Früher wurden die Fliesen im Eckanschluss auf Stoß verlegt, wie es noch einige italienische Fliesenleger in Deutschland machen. Bei dieser Ausführung kann es kaum zu einer Schimmelpilzbildung kommen. In der Schwimmhalle ist es warm (um 28°C) und dazu sehr feucht, also die besten Lebensbedingungen für die Mikroorganismen.
Im folgenden Beispiel, Bild 6.6.2., wird der Schimmelpilzbefall einer Acrylfuge zwischen Kunststofffenster und Fensterbank gezeigt. Dieser Schimmelpilz kann hier gut wachsen, wenn die Fenster beschlagen und die Feuchtigkeit in Tropfenform auf die Fensterbank läuft. Gleiches erfolgt auch, wenn die Fugen zwischen dem Rahmen nicht ausreichend mit dämmendem und fugendichtem Material abgedichtet sind. Hier bildet sich eine schmale Wärmebrücke.
Bild 6.6.3.: Hier liegt eine Kondensatbildung an der Fensterscheibe sowie zwischen Fensterbank und Rahmen vor, welche die Schimmelbildung an der Acrylfuge ermöglicht.
Hier soll noch einmal darauf hingewiesen werden, dass diese Dichtungsmassen nicht alle Dehnungen der Fugen ausreichend ausgleichen. Sie sind kein Ersatz für die Dichtungsbänder.
Kunststoffputze und Putzmörtel enthalten bis zu 3 % Polyvinylacetat, wodurch die Verarbeitung erleichtert und die Festigkeit und Elastizität des Materials verbessert werden soll. Auf solchen Putzen wachsen Cladosporium herbarum und Stemphylium sp. Polyvinylacetat selbst wird durch den Pilz nicht angegriffen. Im alkalischen Putz wird das Polymer jedoch zu Polyvinylalkohol und Acetat hydrolysiert; die letztere Verbindung dient den Pilzen dann als C-Quelle.“ [29]
Auch Bakterien sind an der Zerstörung von Naturgrummi beteiligt, wahrscheinlich Mykobakterien, Streptomyceten [28], Aktinomyzeten und Schimmelpilze, auch wenn er mit Giftstoffen versetzt wird. Bestimmte Schwefelbakterien wandeln den im Gummi enthaltenen Schwefel in Schwefelsäuren um.
Die beiden Kunststoffstühle (Bild 6.6.3.) unterschiedlicher Fabrikate sind gleich alt und waren ständig der gleichen Witterung ausgesetzt. Der linke Stuhl zeigt deutliche Zerstörungen (kleine graue Löcher) an der Lehne auf.
Wand- und Deckenanstriche werden bei ausreichender Feuchtigkeit von Schimmelpilze besiedelt, die muffigen Gerüche und Verfärbungen von grau bis schwarz (z. B. durch Alternaria, Aspergillus und Cladosporium) grün (durch Penicillium-Arten) [29] oder rötlich (durch Fusarium roseum) hervorgerufen und die Anstriche zerstören können. Dabei bauen die Enzyme insbesondere die mikrobiell abbaubaren Bindemittel in den Lacken oder Anstrichen ab. Es werden aber auch die enthaltenen Ölsäuren von Anstrichen verwertet. [124]
So wurden zu Beginn dieses Jahrhunderts zur Herstellung der Tapetenfarbstoffe Arsenverbindungen (z. B. Arsenoxid) verwendet. Scopulariopsis brevicaulis und andere setzten daraus die giftigen Verbindungen Trimethylarsin frei, die bei Menschen zu Vergiftungen und Todesfällen führten. [29] Diese Farbstoffe werden nicht mehr verwendet. Für den Feuchtehaushalt von Beschichtungen muss immer der Wasseraufnahmekoeffizient (w-Wert) gemeinsam mit dem Diffusionswiderstand einer Farbbeschichtung (oder der damit gekoppelten Verdunstungsrate) beachtet werden. [125] Diese Werte sind Laborwerte, welche sich aber in der Praxis je nach dem vorliegenden räumlichen bzw. auch äußeren Klima (Luftzug bzw. Wind, Temperatur, Wärmestrahlung usw.) verändern.
Nahezu alle Kunststoffdispersionen dienen als Nahrungsgrundlage für Schimmelpilze. „Der Farbindustrie ist bekannt, dass bei reiner Lagerhalterung Fungizide und Bakterizide beigegeben werden müssen.“ [145] Bei Dispersionsfarben wurden Trialkylzinnverbindungen verwendet.
Speziell im Innenbereich neigen Dispersionsfarbanstriche auf einer Raufasertapete bei einer Kondenswasserbildung bzw. einer hohen Luftfeuchte an der Wandoberfläche zu einer schnellen Schimmelpilzbildung. Gegenüber den anderen Farbbeschichtungen (Kalk-, Silikat- oder Leimfarben) befinden sich hier wegen des größeren Dampfdiffusionswiderstandes an der Oberfläche länger Feuchtefilme.
Die Schimmelschutzfarben sollen nicht flüchtig, licht- und luftbeständig, nur gering wasserlöslich und praktisch ungiftig sein. Das Fungizid muss sich aber im Feuchtigkeitsfilm lösen, sodass eine ausreichende Konzentration des Wirkstoffes vorliegt. Nur das gelöste Fungizid wird vom Schimmelpilz aufgenommen.
Betrachten wir aber die fungiziden Wirkstoffe. Das sind z. B. chlorierte Phenole (p-Chlor-m-kresol, Tri- oder Pentanchlorphenol (PCP), Phenylquecksilberverbindungen u. a.). Der Einsatz von Pentachlorphenol ist in der Union schon seit vielen Jahren verboten. Grundsätzlich lösen Schimmelfarben nicht das bauphysikalische Problem. Man tauscht praktisch nur ein Alltagsgift durch ein anderes aus. Wenn schon solche Produkte verwendet werden sollen, dann nur auf kleine Flächen, wie z. B. in Fensterlichten. Besser sind jedoch Antischimmelfarben ohne Fungizide, die auf physikalische Weise (Kristallbildung) wirken.
Schimmelpilze wachsen auf der Schmutzschicht (Fingerabdrücke, Schmiermittel u. a.). Zunächst wird der Durchblick durch Pilzmycel gestört. Dann kommen Verätzungen durch die Ausscheidung von organischen Säuren, wie Zitronen-, Oxal- oder Gluconsäure, hinzu, die durch die Stoffwechseltätigkeit entstehen. Ebenso können Bakterien, vor allem unter tropischen oder marinen Bedingungen an Bedeutung erlangen. [28] [124]
Durch Ausscheidung von organischen Säuren (vor allem a-Oxoglutar- und Zitronensäure, aber auch Isocitronen- und cis-Aconitsäure) und anderen Stoffwechselprodukten können Schimmelpilze Korrosionsspuren auf der Oberfläche von Aluminium, Kupfer, Eisen und Blei hervorrufen. [29] Schäden durch Bakterien können beträchtliche Ausmaße an eiserne Rohre und anderen Geräten annehmen. Diese werden durch Eisen- und Schwefelbakterien hervorgerufen, das sind Korrosionen, Verstopfungen der Leitungen durch Zellmassen von Sphaerotilus, Denitrifikanten, Desulfurikanten, Pseudomonaden u. a. [28] Besonders bei Hafen- und Bergbaueinrichtungen sowie unter tropischen Bedingungen erfolgt eine starke Zerstörung der Eisenwerkstoffe.
Die Eisenbakterien befinden sich häufig in Gräben und Pfützen. Dies ist erkennbar, wenn die sich darin befindlichen Pflanzen gelbe bis rostbraune Überzüge aufweisen. Die Energiegewinnung erfolgt durch die Bildung des dreiwertigen Eisenhydroxids Fe(OH)3 aus dem zweiwertigen Eisenkarbonat FeCO3. [125]
Mikroorganismen zerstören nicht nur, sondern es werden sogar einige Bakterien industriell für Erzaufarbeitung z. B. Kupfer, Mangan u. a. eingesetzt. [127] Ein Problem stellen schwermetallbelastete Böden dar. Bisher mussten die kontaminierten Bodenschichten großflächig abgetragen werden. Eine kostengünstigere Alternative sind Bodenbakterien, die eine Resistenz gegenüber Nickel, Cadmium, Chrom oder Kupfer aufweisen. Es wurden „mehrere Stämme gefunden, die die genannten Schwermetalle aus dem Boden aufnehmen und in ihren Zellen speichern können. Damit sind die Schwermetalle in den Mikroorganismen gebunden und können nicht mehr mit dem Sickerwasser in Flüsse und Grundwasser gelangen oder von Pflanzen aufgenommen werden.“ [110] Aber auch das Erdmyzel der verschiedenen Pilze nehmen Metallverbindungen auf. So speichern Steinpilze bevorzugt Bleiverbindungen, Wald-Champignons Kadmium und Quecksilber und Maronen in hoher Menge Cäsium ein. [54]
„Textilien aus Pflanzenfasern (Baumwolle, Leinfaser, Hanf, Jute usw.) unterliegen bei entsprechender Feuchtigkeit besonders unter Zusatz organischer Appreturen und Farben einer Zersetzung, welche sich in Verfärbungen und Verlust der Reißfestigkeit äußert. Hier sind dann vor allem Schäden durch Chaetomium globosum, Myrothecium verrucaria, Stachybotrys atra und Trichoderma viride gefürchtete.“ [13] Schädigungen treten bei Materialien auf, die ständig Niederschlag ausgesetzt werden, wie Markisen, Taue, Seile, Kleidungsstücke oder die in feuchtem Zustand verpackt werden, wie Zelte, Feuerwehrschläuche und Sandsäcke. [29]
Daher werden diese Textilien antimikrobiell ausgerüstet, das sind chemische Verbindungen, die ein Pilzbewuchs verzögern bzw. verhindern.
Bodenbeläge deren Unterseite aus Jute bestehen, kann von Pilzen bewachsen werden, was sich in auffälligen Verfärbungen und muffigen Geruch äußert. Es treten auch bakterielle Schadwirkungen an pflanzlichen und tierischen Fasern (Baumwolle, Flachs, Hanf, Jute, Wolle und Seide) sowie an deren Produkte auf, die als Stockflecken oder Verfärbungen sichtbar werden. Hier sind vor allem Zellulose abbauende Bakterien, welche die Fasern schädigen und Eiweißzersetzer beteiligt. [28]
Aber nicht alle Mikroorganismen sind schädlich. Einige werden bei der Flach-, Hanf- und Jutefaserherstellung benötigt. Die Fasern müssen vor ihrer Verarbeitung zu Garn von Resten des Stängelgewebes befreit werden. Im Röstprozess wird die pektinhaltige Mittellamelle der Pflanzenzelle von Mikroben gelöst und so die Faserbündel freigesetzt. Dieser Prozess läuft im feuchten Milieu ab. Früher wurden die Stängel in das Wasser gelegt oder der natürlichen Witterung ausgesetzt. [128]
Pflanzenfasern aus Zellulose und anderen Kohlenhydraten werden von Zellulose zersetzenden Pilzen (Fusarium, Chaetomium, Aspergillus, Penicillium, Botrytis, Stachybotrys, Myrothecium, Cladosporium, Trichoderma und Alternaria) und Bakterien (Cytophaga, Sporocytophaga, Streptomyces, Streptosporangium, Micromonospora u. a.) geschädigt. Bei den Rohfasern haften einige Keime aus dem Boden an. Dabei haben die Pilze auch bei geringerer Feuchte noch ihre zerstörerische Aktivität.
Aber auch die schlechte Lagerung (noch feucht) von Baumwoll-, Leinen- oder Hanfballen erlaubt es thermophilen Bazillen und Streptomyzeten eine gute Entwicklung. Dabei werden große Wärmemengen freigesetzt, die zu einer Selbstentzündung führen kann [129], wie es bei Heu vorkommen kann. Da diese natürlichen Stoffe als Dämmstoffe Anwendung finden, können unter Umständen bereits vorgeschädigte Stoffe verbaut werden. Oder es treten analoge Schädigung im verbauten Zustand auf, wenn diese Stoffe wegen einer defekten Dampfbremse oder Dachdichtung feucht werden und die zugesetzten Fungizide nicht ausreichend wirksam sind. Da die Dämmstoffstärken wesentlich geringer als ein Ballen sind, dürfte es nicht zu einem Wärmestau kommen.
Schimmelpilze scheiden proteolytische Enzyme aus, mit denen sie die schwefelhaltigen Keratine der Wolle angreifen. Dazu ist eine Materialfeuchtigkeit von wenigstens 20 % bis 30 % erforderlich. Dies entspricht einer relativen Luftfeuchtigkeit von ca. 95 %. Das Pilzwachstum wird zusätzlich durch Fett und Seifenreste begünstigt. Das sind z. B. Reste von anhaftendem Fett bei Rohwolle, die sich günstig auf die Fäulnis auswirken. Aus der Wolle wurden isoliert: Cladosporium herbarum, Chaetomium globosum und Penicillium lilacinum. [29] Die Chaetomium-Arten sind für die Alterung und Zersetzung von Baumwollkleidung in tropischen Gebieten verantwortlich. [130]
Bestimmte Sporen von Bakterien können in der importierten Rohwolle enthalten sein, die bis zur endgültigen Verarbeitung durch viele Hände geht. Die Stäube können zu Erkrankungen, z. B. Milzbrand, führen. [28] Stoffe aus Wolle werden weniger mikrobiell angegriffen als Baumwolltextilien. Fertige Textilien haben zwar mikrobenhemmende Eigenschaften, aber bei Feuchtigkeit kommt es zur Vermoderung und zur farbigen Stockfleckenbildung. [129] Bei älteren Wollerzeugnissen, z. B. für das tropische Klima, wurden ca. 3 % pilzhemmende Zusätze hinzugegeben. Das waren Dichlorophen- und Pentachlorphenol-haltige Präparate oder noch früher Salicylanilid, Chrom und Organoquecksilber. [131]
Tierische Häute werden als eiweißhaltiges Material schon während ihrer Verarbeitung zu Leder von Mikroorganismen besiedelt. Im Allgemeinen sind die unmittelbaren Schäden, die Schimmelpilze auf Leder (Bild 6.12.1.) hervorrufen, nicht gravierend. Die Schimmelpilze bauen natürliche oder während der Verarbeitung aufgetragene Fette ab. Die freigesetzten Fettsäuren bilden an der Oberfläche einen feinen weißen Belag. [29] Bei Leder ist die Verfügbarkeit des Wassers größer als z. B. bei Holz. Daher verschimmelt nicht jedes Material bei derselben Luftfeuchtigkeit. Auch Bakterien verursachen Verfärbungen und Stockflecken. Der beste Schutz von Leder und Pelze vor mikrobieller Schadwirkung besteht in trockener und luftiger Aufbewahrung.
Der mikrobielle Abbau von Kohlenwasserstoff findet immer in wässriger Phase statt. Der Befall ist so auf die Grenzfläche zu Wasser hin beschränkt. So kann z. B. Cladosporium resinae das Kerosin im Flugzeugtank bei Anwesenheit von Wasser (Kondenswasser) auftreten. Die Pilze wachsen dann an der Grenzfläche Wasser/Kerosin und können mit ihrem Mycel Leitungen und Filter verstopfen.
Auf Beschichtungen aus Asphalt und auf Bitumen auf Papier konnten Schimmelpilze gefunden werden. [29]
Stellvertretend sollen hier nur ausgewählte Beispiele aufgeführt werden. Neben den bereits erwähnten Nahrungsmitteln werden auch lebende oder abgestorbene Pflanzen befallen. Bei diesem Beispiel (Bild 6.14.1.) wurde der Fruchtkörper des Echten Hausschwamms (Serpula lacrimans) durch Schimmelpilze befallen.
Ein bekanntes Problem sind die verschimmelten Nahrungsmittel. In den anderen Gliederungspunkten werden zu diesem speziellen Thema ausgewählte Ausführungen gemacht, da diese zwangsläufig in Gebäuden vorkommen und eine gleiche Wirkung haben können, wie ein verschimmelter Gegenstand.
Im Bild 6.14.2. wird eine ausgebaute mineralische Sparrendämmung eines Fertigteilhauses einer bekannten deutschen Marke gezeigt. Als Deckenverkleidung diente eine Holzverschalung. Die dunkle Fläche befand sich auf der Innenseite direkt über der Dampfsperre. Deutlich lässt sich der Durchfeuchtungsverlauf in Richtung nach außen erkennen. Die Mineralfasern, speziell des Anteils an Glasfasern, wird nur von spezialisierten Spezis (siehe Pkt. 6.8. Glas) geschädigt, aber es befinden sich in den Dämmstoffen Bindemittel aus Kunstharz, Staub und andere Ablagerungen, die als Nahrungsgrundlage für Schimmelpilze dienen. Auch wenn durch den winddichten Abschluss (Dampfbremse) kaum Spuren in den Innenraum gelangen, sollte so ein Zustand auch wegen der möglichen Bauschäden vermieden werden. [132]
In einem Fallbeispiel unter einer abgehängten Holzdecke eines Kindergartens wird der massive Schimmelbefall des Dämmmaterials (Steinwolle) vorwiegend durch Penicillium - Arten beschrieben. Hier war jedoch das Flachdach nicht dicht und nach der Schadensbeseitigung erfolgte keine ausreichende Austrocknung. [133]
Im Bild 6.14.3. wurden Schimmelpilze auf der 180 m² großen Unterspannbahn (ein spezialbeschichtetes Polypropylen-Spinnvlies, sd-Wert: < 0,1 m) im Dachbereich festgestellt.
Der Schimmel (punktuell ca. 1x5 mm/cm², Cladosporium sp. / Alternaria sp. / Trichoderma sp.) ist komplett im Dach auf der ganzen Bahn und besonders im Traufbereich verteilt. Die Holzkonstruktion (Sparren) zeigen keinen Befall. In diesem Fall führte die Baufeuchte, die nicht ausreichend über
den First abgelüftet wurde, zu diesen Schäden. [134]
Inwieweit sich diese Schädigung auf die Standzeit des Materials auswirkt, kann nicht beantwortet werden. Bei Trockenheit wird es sicherlich wenig Bedenken geben, treten aber immer wieder Befeuchtungen auf, so können die Schimmelpilze aktiv werden. Wird die Dacheindeckung von der Sonne beschienen, so treten zum Teil hohe Temperaturen 21) auf, sodass über die längere Einwirkzeit und den ständigen klimatischen Bedingungen oberhalb der Wachstumskurve eine Abtötung des Schimmelpilzmyzels und ihrer Sporen erfolgen kann. Anders verhält es
sich beim Ausbau des Dachbodens, wenn die Ausführung mangelhaft ist und ständig Feuchtigkeit eindringen kann. Durch Konvektion innerhalb der Konstruktion können optimale Lebensbedingungen geschaffen werden.
Das Myzel und die Sporen werden nicht direkt in den Wohnraum gelangen aber indirekt über die Fensterlüftung, da an der Außenhülle die Konzentration höher ist.
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Autor:
Peter Rauch
