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Nachts unter dem Taupunkt: Tauwasser und Algen auf gedämmten Fassaden

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Algen auf einer frisch gedämmten Fassade sehen nach einem Dämmfehler aus. Bauphysikalisch ist es ein Oberflächenproblem: Die dünne Außenschicht eines Wärmedämmverbundsystems (WDVS) ist vom warmen Mauerwerk thermisch abgekoppelt und kühlt zum Nachthimmel hin aus. BauNetz Wissen hält fest, dass die Schäden keine Auswirkung auf die Wirksamkeit der Dämmsysteme haben; optisch sind sie jedoch oft erheblich.

Was nachts an der Außenoberfläche geschieht

Ein WDVS schottet die massiven Bauteile thermisch ab. Da es selbst keine Speichermasse aufweist, kühlt die Fassade nachts vor allem durch Abstrahlung unter die Lufttemperatur ab, und Tauwasser schlägt sich nieder. Nach den Fraunhofer-IBP-Untersuchungen in Bausubstanz 2/2018 sind dafür klare Nächte entscheidend; die nächtliche Taupunktunterschreitung beträgt dabei häufig nur wenige zehntel Grad.

Das Fraunhofer IBP hat Freilandmessungen an einem Testhaus aus dem Herbst 1994 im Jahr 2001 neu ausgewertet. Die Westwand hatte 80 mm WDVS auf 240 mm Kalksandstein (U = 0,41 W/m²K), die Vergleichswände bestanden aus 365 mm porosiertem Leichtziegel (U = 0,51 W/m²K). Ausgewertet wurden die Monate September und Oktober.

Ergebnis: Die Oberflächentemperatur des WDVS fiel durch nächtliche Abstrahlung unter die Außenlufttemperatur, die der nach Süden orientierten monolithischen Wand blieb darüber. Nur beim WDVS war mit häufigem nächtlichem Tauwasserausfall zu rechnen, bei den monolithischen Wänden nur in Ausnahmesituationen.

Vom Tauwasser zum Algenbelag

Mikroorganismen siedeln sich an, wenn die Oberfläche dauerhaft feucht ist, und diese Feuchte entsteht laut BauNetz Wissen überwiegend durch Betauung. Entscheidend ist nach dem heutigen Wissensstand nicht die Menge des Tauwassers, sondern das Wasser, das auf der Oberfläche für die Mikroorganismen verfügbar ist, zumindest für den Beginn des Wachstums. Die kritische Jahreszeit ist der Herbst; im Winter ist es zu kalt, im Sommer zu trocken. Tauwasser führt nach dem IBP in vielen Fällen erst in Verbindung mit anhaftendem Regenwasser zum Befall; Betauung und Schlagregen addieren sich also.

  • Nord- und Westseiten sind besonders anfällig. Dass auch die schlagregenarme Nordseite betroffen ist, erklärt nach dem IBP nur die nächtliche Betauung.
  • Hydrophobe Oberputze nehmen das Wasser nicht auf; es bildet Tropfen und trocknet sehr langsam ab.
  • Über einem Kunststoffdübel treten höhere Wärmeströme auf, die Putzoberfläche trocknet dort schneller. Algen fehlt an dieser Stelle die Lebensgrundlage, und die Dübel zeichnen sich ab.
  • Nach der IBP-Rechnung ließe sich die Betauungsdauer nur mit Dämmstoffdicken unter 8 cm deutlich verkürzen, was die Autoren für nicht durchsetzbar halten.

Gleichzeitig gilt: Die meisten ausgeführten WDVS bleiben ohne Schäden. Nur ein geringer Prozentsatz zeigt einen zu beanstandenden Bewuchs.

Was Planer dagegen kennen

Ansatz Prinzip Einordnung
Biozide in Putz und Anstrich töten Mikroorganismen ab Wirkstoffe waschen aus und belasten die Umwelt; auf der Wetterseite ist die Wirksamkeit begrenzt
Dickerer, hydrophiler mineralischer Putz mehr Speichermasse; hydrophile Putze nehmen die Feuchtigkeit sofort auf Messung nach klarer Nacht: auf Standard-WDVS mit weißem Anstrich fast doppelt so viel Wasser wie auf weißem Dickputz; rechnerisch Taupunktunterschreitung höchstens 20 % kürzer
Dunklere Farbtöne mehr Strahlungsgewinn tagsüber rechnerisch fällt die dunkle Fassade nahezu zur gleichen Zeit unter den Taupunkt wie die weiße; kaschiert geringen Bewuchs
Latentwärmespeicher (PCM) Entladung bei sinkender Temperatur verzögert die Tauwasserbildung rechnerisch bis zu 70 % weniger Taupunktunterschreitung, im Freiland nur in manchen Jahren wirksam
Superhydrophobe Silikonharzfarbe Wasser perlt ab IBP-Testflächen nach drei Jahren: Algenbefall nicht nachgewiesen, bei anderen biozidfreien Produkten schwach
Niedrig emittierende (IR-reflektierende) Anstriche geringerer nächtlicher Temperaturabfall siehe unten
Dachüberstände weniger Schlagregen im Einklang mit dem Gestaltungskonzept zu entscheiden

Die Prozentangaben lassen sich nicht untereinander vergleichen. Die Werte für Dickputz, IR-Farbe und Latentwärmespeicher sind berechnete Effekte für die Zeit von September bis Oktober; der Messwert zum Dickputz stammt von einem Morgen nach einer klaren Nacht. Wer eine Maßnahme bewertet, sollte deshalb nach Randbedingungen und Ausrichtung fragen und nicht nach der größten Zahl.

Niedriger Emissionsgrad: was gemessen wurde

Die Idee ist physikalisch einfach: Wer die langwellige Abstrahlung senkt, senkt den nächtlichen Temperaturabfall. Die IBP-Rechnung setzt dafür einen Emissionskoeffizienten von 0,6 statt 0,9 an; die berechnete Oberflächentemperatur des WDVS blieb in der betrachteten klaren Septembernacht stets oberhalb der Taupunkttemperatur. Was ein Emissionsgrad bei Bauteilen tatsächlich bedeutet, ordnet der Beitrag Was der Emissionsgrad beschreibt ein.

Im Freiland zeigten frühe Anstriche rund 50 % weniger Tauwasseranfall auf der Westfassade, verloren aber durch Abwitterung der Aluminiumplättchen nach wenigen Monaten ihr Aussehen und wurden silbrig. Zwei weiterentwickelte Systeme, aufgebracht Ende 2011 und drei Jahre später, wurden auf West- und Nordwand geprüft.

Auf der Nordwand verkürzte das beige-graue System die Betauungsdauer in den Herbstperioden, von der ersten abgesehen, um etwa 25 %, das blau-graue um 10 und 18 %. Das blau-graue System zeigte nach zwei Jahren Bewitterung keinen Versilberungseffekt. Die Autoren folgern, dass eine Reduktion um etwa 25 % die meisten Probleme vermeiden könnte. Eine der vier Autorinnen und Autoren ist Technische Leiterin einer Farbenfabrik.

Welche Grenzen eine Beurteilung von Außenoberflächen mit der Wärmebildkamera hat, erläutert der Beitrag Was ein Wärmebild belegt.

Was offen bleibt

BauNetz Wissen vermerkt, dass die Entwicklung geeigneter Maßnahmen gegen Algen- und Flechtenbefall nicht abgeschlossen ist. Die IBP-Daten sind Messreihen an einem Standort in einzelnen Herbstperioden, die Wirksamkeit hängt vom System, von der Ausrichtung und vom Jahreswetter ab. Für die Planung heißt das: Eine einzelne Maßnahme beseitigt das Risiko nicht; sie verringert Betauungsdauer und Wasserangebot. Offen ist vor allem, welche der Ansätze sich über zehn und mehr Jahre an realen Fassaden bewähren.

Wer am Objekt misst, muss die Größenordnung kennen: Bei einer Unterschreitung von wenigen zehntel Grad entscheidet die Messgenauigkeit über die Aussage. Das IBP hat für seine Freilandmessungen jeden Fühler vor dem Einbau einzeln kalibriert.

Quellen

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