© by Piko Hydrophob 2015 Kapillarphysikalische Funktionen von Mauerwerk, oder wie funktioniert eigentlich Wärmedämmung? Viele Einzelfunktionen im Wandbaustoff ergeben eine Gesamtfunktion was Wohlbefinden oder Ärger bringt. So wird Wärmedämmung nicht -wie man bei all der öffentlichen Diskussion glauben mag- durch die Dicke des Dämmstoffsystems bestimmt, sondern ausschließlich in einem trockenen Wandbaustoff erzeugt. Zusätzliche Wärmedämmung verbessert lediglich die Wärmedämmung des Wandbaustoffs.                           Ein nasser Pullover wärmt ja auch nicht, selbst wenn man einen trockenen darüber zieht.                            Ein trockener Pullover wärmt dagegen schon, ein zweiter darüber gezogen umso mehr! Entscheident hierfür ist das Verhältnis an guten und schlechten Wärmeleitern im Wandbaustoff. Stein und Metall sind zum Beispiel gute Wärmeleiter, Luft und Gase sehr schlechte Wärmeleiter. Um so mehr Luft/Gase im Wandbaustoff enthalten sind, desto besser ist die eigene Wärmedämmung. Da Wandbaustoffe dem feuchten Erdreich, Regen- und dem Wasserdampf der Luftfeuchte ausgesetzt sind und der poröse Baustoff das sehr gut Wärmeleitenden Wasser bzw. Feuchtigkeit begierig aufsaugen, verliert die Wand mit zunehmender Feuchtigkeit die Fähigkeit der Wärmedämmung. 10 Prozent Wasseraufnahme des Wandbaustoff bedeutet eine Dämmverlust von ca. 40 - 50 % je nach porösität der Wand und der Fähigkeit eine bestimmte Wasser Menge aufzunehmen (Bild 1). Mit zunehmenden Verwitterungsgrad erhöht sich daher dies Wert so das speziell alte und Denkmalgeschützte Bauten darunter leiden. Wärmeleitvermögen von Ziegelsteinen verschiedener Raumgewichte und den Verlust der eigenen Wärmedämmung von Ziegelsichtmauerwerk durch Wohn-, Boden- oder Regenfeuchteaufnahme. Die Aufnahmen zeigen die Ostseite eines Wohnhauses mit stark poröser Klinkerfassade. Dabei ist die Gebäudeaußenhaut so stark geschädigt, dass Schlagregen zu unmittelbarer Durchnässung der Fassade 45 Minuten später bis zur Innenwand führte. Der aufgenommene Regen als sehr guter Wärmeleiter ersetzt den schlechten Wärmeleiter Luft/Gase und transportiert so die Wärme aus dem Innenraum nach außen. Dieser Wärmeverlust bildet sich deutlich auf der Wandoberfläche (Bild 3) ab, dabei verursacht die Außenkälte -physikalisch als weniger Wärme bezeichnet- das die Wandinnenseite runterkühlt und während der Heizperiode verstärkt zu Kondenswasser und Schimmel führen kann. Bild 4 zeigt deutlich was bereits zwei Monaten nach den Imprägnierungsarbeiten erreicht werden konnte, die Wand ist abgetrocknet wodurch die Wärmedämmung des Baustoffs wieder hergestellt ist. Da Schimmel ohne die wichtige Feuchtigkeit nicht leben kann, war auch das Problem beseitigt. Bild 2 Bild 3 Bild 4 Bild 5 zeigt die Süd-West-Ansicht des Gebäudes mit gestrichener Putzfassade. Deutlich erkennbar ist die zu geringe Dämmfähigkeit der Wand (Bild 6). Diese wird schon durch die eindeutige Lagekennzeichnung des Heizkörpers an der Fensterwand beschrieben. Während bei hochwertig gedämmten Gebäuden die Hüllentemperatur nahe an der Umgebungstemperatur liegt (hier durch die Sträucher definiert) zeigt das abgebildete Gebäude deutliche Abweichungen von bis zu 4.5 K über der Umgebungstemperatur an. Gleichzeitig ist auch eine deutliche Temperaturspreizung über enge Fassadenbereiche in gleicher Größenordnung messbar. Dabei sind die Bereiche um 0,5 °C an der Gebäudeecke jedoch nicht Ausdruck besserer Dämmung sondern ein Abbild der hohen Feuchtigkeit im Mauerwerk. Die geringen Temperaturwerte sind die Speichertemperatur des Wassers in Folge der Umgebungstemperatur.  Die Aufnahmen des Wohnzimmers von der Süd-West-Ecke zeigen schon beim ersten Betrachten den typischen Temperaturgang für zu kalte Innenecken. In Synthese mit einer vergleichenden Feuchtigkeitsmessung der Wand, kann auch festgestellt werden, dass das Temperatur- bild auch identisch mit der in der Wand (Bild 7) befindlichen Feuchtigkeit ist und eine deutliche Taupunktverschiebung gegenüber normal nach Innen zu erkennen ist. Bild 5 Bild 6 Bild 7 Bild 9 Bild 8 (Bild 8) Die Aufnahme nach 5 Wochen wurden zum Messobjekt relativ identische Aufnahmen gegenüber- gestellt. Ziel war es die Wirkung der Fassaden Imprägnierung (im Bereich der gestrichelten Linie) und der eingebauten Horizontalsperre  zu überprüfen. Die Innenaufnahme der zweiten Messreihe zeigt die deutlich geringere Differenz zwischen Raumtemperatur und Temperatur an der Wandoberfläche. Das ist ein klarer Beweis für die Reduzierung der Wasseranteile in der Wand, da die wesentlichste Ursache der Temperaturdifferenz zuvor die Wärmeableitung über die Mauerwerksfeuchtigkeit nun nach 5 Wochen mindestens reduziert wenn nicht lokal sogar schon beseitigt ist. Für diese Feststellung stehen auch der nur noch geringfügig vorhandene Dämmungsalarm in der Süd-West-Ecke von Bild 9 gegenüber. So wie im Wohnzimmer lassen sich Aussagen auch für das zweite Zim- mer manifestieren. Wie auch im Wohn- zimmer sind Temperaturbild, Feuchtig- keitsgehalt in der Wand in Schimmel auf der Tapete nahezu deckungsgleich. Es muss aber noch auf die Besonder- heit aufmerksam gemacht werden, dass die Feuchtigkeit hier in der Nord-West- Ecke sogar bis in den Deckenbereich aufgestiegen ist und damit sogar das Obergeschoss gefährdet erscheint. Auch die zuvor am stärksten geschädigte Gebäudeecke Nord-West, bei der in der Aufnahme Bild 10 die Feuchtig- keit bis an die obere Geschossdecke messbar war zeigt 5 Wochen später eine förmliches Zusammenbrechen der Feuchtigkeitssäule (Bild 11) an dieser bautechnisch be- dingten Wärmebrücke. Somit sind nicht nur die Lebens- bedingungen für die Schimmelpilzkultur augenscheinlich beseitigt, sondern auch dieWärmeenergieverluste im sensibelsten Objektbereich verbessert. Die injizierte Horizontalsperre befindet sich ca. 60 cm unter Fuß- bodenkante da der Keller nur einen Meter im Erdreich lag. Die Trocknung geht hier weiterhin gut voran. Bild 11 Zusammenfassung: Imprägnierungen die den Baustoffporen-Durchmesser nicht wesentlich verringern und durch eine starke Hydrophobierkraft Schlagregensicher sind, sind wichtiger Bestandteil die Ursachen von Schimmel- und Wärmedämmprobleme zu lösen. Wände die nicht vor einer Dämmmaßnahme zum Beispiel durch Imprägnierung getrocknet wurden, können schwerwiegende Dämmfehler zur Folge haben. Das herstellen einer trockenen Fassade durch Imprägnierung verhindert zudem Frostspannung mit Rissen in Putz und Mauerwerk, Vergrünung und Verschmutzung durch Regen. Wasser ist zudem ein Transporteur der zum Beispiel Bauwerksschädliche Schwebstoffe aus dem Gundwasser einbringt und manche ungewünschten chemischen Reaktionen erst möglich machen. Die Behauptung manche Baufachleute “Imprägnierungen seien Teufelszeug” und würden das Wasser nicht mehr aus der Wand lassen, sind falsch.  Thermographische Beispiele: Bei der Auswertung thermographischer Aufnahmen von Außenfassaden die nicht unter Laborbedingungen entstanden, wird zur Vergleich- barkeit die Temperaturschere zwischen Bereichen mit unterschiedlicher Wärmedurchleitung bewertet. Um so kleiner der Temperatur- unterschied im Messfeld desto homogener und trockener der Wandbaustoff. Wasser in einer Wand führt grundsätzlich zu einer verstärkten Wärmedurchleitung und bilden sich durch unterschiedliche Farben auf dem Thermographie Bild ab. Das gilt auch für Kälte die die praktisch in der Physik nur weniger Wärme bedeutet. Ursachen liegen hier an der eigenen Oberflächenspannung des Baustoffs die höher ist als die des Wassers. Normal kaltes Wasser liegt bei 90° Tropfenrandwinkel, Steinbaustoffe oder Holz liegen weit unter diesen 90°, haben damit eine höhere Oberflächenspannung und lassen sich von Wasser benetzen.   Man erkennt das Phänomen an verwitterten Autolacken die flache Regentropfen           abbilden, Wachst/Poliert man diesen Lack wird die Oberflächenspannung                 niedriger als die des Wassers und wehrt sich so gegen die Benetzung.  Wärmesaugfähigkeit (Dochtwirkung) einiger Ziegelsteinarten a) Vollziegel 1530 kg/m3 b) Vollziegel 1830 kg/m3 c) Langlochziegel 1100 kg/m3 d) Hochlochziegel / Viellochsteine 1280 kg/m3 e) Hochlochziegel / Zellenblocksteine 1300 kg/m3 f) Hochlochziegel / poröse Wabensteine 900 kg/m3 g) Hochlochziegel 1160 kg/m3 Wasseraufnahme eines Ziegelmauer- werkes bei 145 Km/h Windgeschwindigkeit Einfluss der Wandfeuchtigkeit auf die Taupunktlinie im Mauerwerk. In den achtziger Jahren wurden die kapillarphysikalischen Vorgänge  in   Außenwänden erstmals zwei Jahre lang unter realistischen Bedingungen   erforscht. Dabei fand man heraus, dass 80 - 97 % der Feuchtgkeit in   Fassaden Regenwasserbedingt sind. Die aufgenommene Feuchtigkeit   beeinflußt sämtliche Funktionen der Außenwand und ist maßgeblich für   Schimmelbildung, hohen Heizkosten, Frostschäden sowie Ausblühungen,   Vergrünung und Verschmutzung der Fassade verantwortlich. Die Ursache   für das begierige Aufsaugen der Feuchtigkeit liegt an seiner höheren Ober-  flächenspannung gegenüber Wasser (siehe oben). Daher saugen Poröse                                              Wandbaustoffe wie Mörtel, Putz oder Steine                                            zum Beispiel Ziegel oder Gasbetonsteine aber                                            auch Beton mehr oder weniger Feuchtigkeit                                            durch seine Kapillaren, die auch als Poren be-                                            zeichnet werden. Im Labortrockenen Zustand,                                            die Grundlage aller wichtigen Berechnungen ist,                                              befindet sich in diesen Kapillaren Luft/Gase die                                            als sehr schlechter Wärmeleiter maßgeblich für                                            die eigene Wärmedämmfähigeit wichtig sind.                                            In dieser Luft ist Feuchtigkeit als Wasserdampf                                            enthalten, je wärmer die Luft ist desto mehr                                            Feuchtigkeit kann dieser speichern. Kühlt die                                            Luft ab, kann die Feuchtigkeit nicht mehr                                            gespeichert werden und bildet kleine Tautröpf-                                            chen an den Porenwänden, Taupunktlinie ge-                                            nannt die sich im äußeren drittel bis viertel der                                            Wand befinden sollte. Wird durch zunehmender                                            Verwitterung, verstärkter Regentätigkeit oder                                            bauphysikalisch bedenkliche Anbauten wie                                            Innendämmung (Bild B,C) oder zu dicht ange-                                            stellte große Möbelstücke (Bild D,E) die Taupunkt- linie nach innen verlagert, verliert die Wand ihre   eigene Wärmedämmfähigkeit und leitet durch die   jetzt vom Wandbaustoff okupierten Feuchtigkeit   die Innenwärme nach außen(Bild 3)und die Kälte   nach innen was die Innenwandtemperatur senkt.   Feuchtwarme Raumluft kühlt an der kalten Innen-  wand ab und hinterläßt Kondenswasser.   In Verbindungmit der Cellulose aus der Tapete,   dem Leim und den Farben findet Schimmel hier   optimale Lebensbedingungen.  Schimmel in einer Kalzium-Silikatplatte Schimmel in einer in einer Ständerwerkkonstruktion als Innendämmung Schimmelbildung hinter einem Schrank an einer Außenwand Schimmelbildung hinter einem Sofa als Innendämmung Imprägnierzone Das Naturgesetz was auch imprägnierte Wände trocknen lässt. Das Bernoulli’sche Gesetz gilt selbstverständlich auch für Wasserdampf in den Poren der Gebäudeaußenwände. Der Feuchtigkeitstransport durch die poröse Wand von innen nach außen ist nicht auf die langsam wirkende Diffusion angewiesen, sondern wird durch Windbewegungen um das 80 bis 130 fache beschleunigt was den Wasserdampf raus saugt. Nimmt eine Fassade Regenwasser auf, dann steckt im äußeren Porenbereich ein Wasserstopfen der die Wasserdampfentsorgung von innen nach außen behindert. Die zwischen flüssigem Wasser (dem Wasserstopfen) und der Porenwand wirkenden Saugkräfte in den Kapillaren sind zudem erheblich stärker, als die Saugkraft des Windes. Piko Hydrophob 140 O dringt tief in den porösen Baustoff ein und senkt dessen Oberflächenspannung soweit, dass Wasser den Baustoff nicht mehr benetzen kann. Die unsichtbare Piko Hydrophob 140 O Zone ist in der Grafik grün dargestellt. Die Regenwasser-Tropfen perlen ab. Die Poren des Baustoffs verlieren weniger als 4 % ihres Durchmessers und bleiben Wasserdampf durchlässig. Potsdam: Die Probleme mit der Innendämmung sind an diesem alten Gebäude in der Nähe des Bassin Platz (ein Feuchtgebiet) gut sichtbar. Die Wände sind mit Gipsplatten verschalt, die Wärme kommt nicht zur Wand und der Taupunkt wandert nach innen. Die Feuchtigkeit nährt das Moos, den Schimmelpilz und Bakterien mit Wasser. Feuchte Gipsplatten Verkleidung Wie wird Wärmedämmung im Baustoff erzeugt?  Wie funktioniert Wärmedämmung ohne WDVS Systeme?   Wie geht überhaupt Wärmdämmung verloren?