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Thermische und hygrothermische Simulation

Ursachenanalyse Schimmelbildung durch Wärmebrücke und Innendämmung

Bei folgendem Beispiel wurde HTflux zur bauphysikalischen Schadensanalyse verwendet. Die Ursache der Schimmelbildung einer Wand sollte eruiert werden. Bei der Sichtung der Baupläne wurde festgestellt, dass bei der Planung offenbar versucht wurde eine Wärmebrücke durch die Anbringung von Innendämmung (3cm XPS) zu entschärfen.

Innendaemmung-Wärmebrücke-Schimmel-Foto

Das Foto zeigt die Innendämmung im Rohbau und die Schimmelbildung an der Wand nach einem Jahr.

Schimmel Innendämmung Wärmebrücke Aufbau

Wandaufbau: die Innendämmung als ungeeignete Maßnahme gegen eine Wärmebrücke.

Eine erste GLASER 2d Simulation des Details mit HTflux liefert dabei aufschlussreiche Ergebnisse:

  1. Die Anbringung der XPS-Innendämmung führt tatsächlich dazu, dass die in der Norm vorgesehene Mindesttemperatur auf der Wandoberfläche eingehalten werden kann.
  2. Es tritt zwar hinter den XPS Dämmplatten und auf dem Stahlbetonfußboden Kondensat auf, die Mengen sind jedoch gering und zulässig, da sie vom Stahlbeton aufgenommen werden können.
  3. Die Wärmestromansicht zeigt deutlich, dass das grundlegende Problem der Wärmebrücke mit der Innendämmung keinesfalls behoben wurde.
Schimmel Innendämmung Wärmebrücke Temperatur

Temperaturansicht – Januar

Schimmel Innendämmung Wärmebrücke Wärmestrom

Wärmestromdichte – Januar

Schimmel Feuchte Innendämmung Wärmebrücke

Feuchteansicht der Glaser 2d Simulation

Das Schadensbild (siehe Foto) lässt sich damit vorerst aber nicht erklären. Eine genauere Nachforschung ergab, dass vor der betroffenen Wand mit Schimmelbildung ein Wandschrank aufgestellt wurde. Dieser führt naturgemäß zu einer schlechteren Wärmeübertragung auf die Wand, da sowohl die Wärmeübertragung durch Konvektion, als auch die Wärmeübertagung durch Strahlung nur eingeschränkt möglich sind. Um diesem Umstand in der Simulation Rechnung zu tragen wurde eine neue Randbedingung mit derselben Innentemperatur aber einem erhöhten Wärmeübergangswiderstand von 1,0 m²K/W eingeführt. Dieser Wert wird im DIN Fachbericht 4108-8 für Einbauschränke vorgeschlagen. Die Ausmaße des neuen rechteckigen Bereiches orientieren sich dabei an den tatsächlichen Maßen des Schranks.

Die neuerliche Simulation mit HTflux zeigt nun ein deutlich anderes Ergebnis:

Innendaemmung Wärmebrücke Schimmel Wandschrank Temperatur

Temperatur mit Wandschrank

Innendaemmung Wärmebrücke-Schimmel Wandschrank Wärmestrom

Wärmestromdichte mit Wandschrank

Innendaemmung Wärmebrücke Schimmel-Wandschrank Feuchte

Feuchteansicht mit Wandschrank

Da die Wärmebrücke durch die Innendämmung nicht behoben wurde, aber nun weniger Wärme zur Wand geführt werden kann, sinken die Oberflächentemperaturen an der Wand deutlich und unterschreiten den Taupunkt in einem ca. 40cm hohen Bereich ab der Oberkante der Innendämmung. Der Sockelbereich selbst bleibt durch die Innendämmung schimmelfrei. Ein Vergleich mit dem Foto des Schimmels auf der Wand zeigt, dass das vorliegende Schadensbild sehr gut durch die Simulation abgebildet wird.

Anmerkung: die Quantifizierung der Kondensatmenge im obersten der vier Abschnitte ist nicht exakt, da das Glaser-Verfahren bei Unterschreiten des Taupunkts an der Oberfläche diesbezüglich keine Aussage liefern kann. Die exakte Kondensationsmenge hängt in diesem Fall von Volumen, Temperatur und Feuchte der vorbeiströmenden Luft ab. Eine Unterschreitung des Taupunkts an der Wandoberfläche ist aber jedenfalls zu vermeiden.

Wir bedanken uns bei Herrn DI Hartwig Fuchs von der Firma Swietelsky für die Zurverfügungstellung dieses Beispiels.

Anmerkung: Wir erlauben und begrüßen ausdrücklich die Verwendung des Bildmaterials auf dieser Seite und die Setzung von Links zu dieser Seite, sofern als Quelle „htflux.com“ angegeben wird.