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Innenwärmedämmung - Prinzip mit Fragezeichen

Wärmetechnische Gebäudesanierungen werden in der Mehrzahl der Fälle mit einer Aussenwärmedämmung durchgeführt. Warum? Gibt es bei der Wahl zwischen Innen- und Aussenwärmedämmung handfeste Argumente gegen die Innen- und für die Aussendämmung? 

Geht man von der Hauptaufgabe der Wärmedämmung aus, nämlich den Abfluss von Wärme einzuschränken, dann ist es egal, ob die Wärmedämmschicht auf der Innen- oder Aussenseite einer Fassadenkonstruktion liegt. Die Wärmedämmung ergibt sich aus der Summe der Wärmedurchgangswiderstände der einzelnen Schichten einer Aussenwand. Die Reihenfolge spielt keine Rolle. 

Theoretisch gleichwertig.
Angenommen, ein Altbau mit einer aussen und innen verputzten 30 cm dicken Backsteinfassadenkonstruktion soll wärmetechnisch verbessert werden. Dabei soll der bestehende k-Wert der Wände von 1,2 W/m2K auf 0,5W/m2K verändert werden. Dies ist theoretisch möglich, wenn innen oder aussen eine Wärmedämmung aus 50 mm dicken Wärmedämmplatten z.B. aus Polystyrol aufgebracht wird. Soweit herrscht Gleichwertigkeit. Betrachtet man jedoch weitere Faktoren, dann verlagert sich die Gunst auf die Seite der Aussenwärmedämmung.

Praktische Vorteile der Aussenwärmedämmung.
Mit der Aussenwärmedämmung kann beispielsweise eine ohnehin fällige Aussenputzsanierung erledigt werden. Die wärmetechnischen Schwachstellen des Gebäudes, wie auskragende Balkone, Fenstergewände, betonierter Sockelbereich usw. werden verbessert. Das Gebäude kühlt bei gedrosselter Heizung in der Nacht langsamer aus, weil die Gebäudemasse als Wärmespeicher wärmedämmend eingepackt ist. Die Tragkonstruktion unterliegt geringeren Temperaturschwankungen, so dass weniger Zwängungen und Risse entstehen, und die Wohnungen werden im Gegensatz zur Innendämmung nicht verkleinert.

Bei der Innenwärmedämmung stellt sich ein geometrisches Problem. Im Gebäudeinnern schliessen die  Geschossecken und die Innenwände gegen die Fassadenwand. Bei diesen Anschlussflächen muss die Innendämmung unterbrochen werden. Die flächendeckende Wärmedämmung, wie sie bei der Aussenwärmedämmung möglich ist, ist bei der Innenwärmedämmung grundsätzlich ausgeschlossen. Oft kann deshalb ein Teil der Schwachstellen eines Gebäudes mit der Innenwärmedämmung nicht verbessert werden, z.T. ist sogar mit einer Verschlechterung zu rechnen.

Dampfsperre ja oder nein?
Bei der Innenwärmedämmung stellt sich die Frage ob eine Dampfsperre notwendig ist oder nicht. Hierzu ist anzumerken, dass es sich bei bauphysikalischen Berechnungen oft eine Dampfsperre braucht, dass aber die Praxis zeigt, dass es ausgenommen bei ausgesprochenen Feuchträumen oder bei klimatisierten Gebäuden, in der Regel ohne Dampfsperre geht. Der Grund liegt vor allem darin, dass es neben dem Feuchtetransport in die Konstruktion via Dampfdruckgefälle verschiedene Mechanismen, teils kapillar, teils diffusionsbedingt gibt, welche eine Feuchterückführung in den Raum bewirken, was in der vereinfachenden Berechnung nicht erfasst wird. Ein Sonderfall besteht, wenn zwischen der Innendämmung und der Aussenwand Luftkammern vorhanden sind.  
Wenn das Gebäude Holzbalkendecken hat, kann ein Problem der Innenwärmedämmung darin bestehen, dass die Balkenköpfe beim Auflager auf den Aussenwänden fäulnisgefährdet werden. Besondere Gefahr besteht, wenn Luft aus dem Gebäudeinnern die Balkenköpfe umfliessen kann. Anderseits kann das Holz vermodern, wenn die Balkenauflager mit Folien aus Kunststoff oder Metall zu dicht verschlossen werden. Eine Möglichkeit besteht darin, die Hohlräume um die Balkenköpfe mit Holzwollespänen auszustopfen, ein Material, das früher beim Verpacken empfindlicher Waren üblich war. Diese Späne haben eine doppelte Wirkung. Sie verhindern eine Luftzirkulation, ohne die Luftzufuhr an die Balkenköpfe ganz zu unterbrechen, und sie binden dank ihrer grossen Oberfläche allfälliges Kondensat, bevor es an die Balkenoberfläche gelangt, ein Prinzip, das auch bei modernen Babywindeln und Sportbekleidungen angewandt wird, wo die Kontaktfläche zur Haut trocken gehalten werden soll. Raumseitig können dann die ausgestopften Hohlräume mit einem möglichst kapillarporösen Kalkputz verschlossen werden.
In der Wirkung ähnlich ist das Ausstopfen mit Zeitungspapier oder Papierschnitzeln anstelle der Holzspäne.
Wenn im Mauerwerk von Aussenwänden Wasserleitungen oder Heizleitungen geführt werden, ist Vorsicht angezeigt. Das Mauerwerk wird durch eine Innenwärmedämmung im Winter kälter, und das Risiko für das Einfrieren von Leitungen wird erhöht.
Die aufgezählten Faktoren zeigen, dass es bei genauer Betrachtung handfeste Argumente für eine Aussenwärmedämmung und gegen eine Innenwärmedämmung gibt. Es ist logisch und richtig, dass ganzheitliche Gebäudesanierungen normalerweise mit Aussenwärmedämmungen ausgeführt werden. 

Vorsichtige Planung zwingend.
Die Innenwärmedämmung ist dort angebracht, wo beispielsweise eine Aussenwärmedämmung nicht möglich ist. Wenn sich Bauherr und Architekt auf eine Sichtbetonfassade geeinigt haben, dann ist in der Regel eine Innendämmung vorprogrammiert, es sei denn, man gehe zum Prinzip der Zweischaligen Wandkonstruktion über. Wenn die Fassade eines Gebäudes unter Denkmalschutz steht, dann kann die Wärmedämmung meistens nur mit einer Innendämmung verbessert werden. Die Sache muss jedoch gut überlegt sein, und nicht alles, was technisch machbar erscheint, ist sinnvoll, denn die Innendämmung stellt bei historischen Gebäuden einen erheblichen Eingriff dar. Der Kontakt der Aussenwand zur Innenluft wird unterbrochen. Als Folge kann das über Jahrzehnte aufgebaute Temperatur- und Feuchtegleichgewicht in der Aussenwand verändert und das Risiko für Risse in der Fassade erhöht werden. In Bezug auf die Erhaltung des Feuchtegleichgewichts scheinen Vorteile bei den kapillaraktiven Wärmedämmstoffen wie Kork, Holzwolleleichtbauplatten (ohne Polystyrolkern), Bimsplatten, evtl. Gasbetonplatten zu liegen gegenüber den kapillaraktiven Wärmedämmstoffen wie Mineralfaserplatten, Schaumstoffplatten oder Schaumglasplatten.

„Gutmütige“ Holzverkleidung.

Besondere Probleme bestehen, wenn zwischen der Innendämmung und der Aussenwand ein Luftspalt oder einzelne Luftkammern vorhanden sind. In diesen Fällen ist eine Dampfsperre in der Regel notwendig, es sei denn, als Material für die Innendämmung wird eine Holzverkleidung gewählt. Holz kann aus der Luft sehr rasch grosse Mengen Feuchtigkeit aufnehmen (Sorption). In den abgeschlossenen Luftkammern zwischen Holzverkleidung und Aussenwand ist die relative Luftfeuchtigkeit wesentlich höher als im Raum. Holz kann deshalb  aus diesen Luftkammern Feuchtigkeit „aufsaugen“. Dadurch entsteht im Holzquerschnitt ein Feuchtigkeitsgefälle, welches einen Feuchterücktransport in den Raum auslöst, so dass die Luftkammern entfeuchtet werden.
Dieses vereinfachende Modell kann erklären, warum alte Bauten mit innerer Holzverkleidung bauphysikalisch so „gutmütig“ reagieren. Ganz nebenbei ist interessant, dass mit dem Feuchterücktransport auch Wärme in den Raum zurückgeführt wird, und dass eine zu trockene Raumluft im Winter (Luftbefeuchter) verhindert wird.
Die Innenwärmedämmung ist auch angebracht, wenn Aussenwände, hinter denen sich Erdreich befindet, wärmetechnisch verbessert werden sollten, oder wenn in einem Gebäude der eine oder andere Raum schlecht beheizt werden kann. Hingegen werden die Erfolgsaussichten bei der Sanierung von Feuchteschäden, insbesondere von Schimmelpilzen auf Tapeten oft überschätzt. Kalte Wände werden durch sogenannte „Isoliertapeten“ mit etwa 5 mm Polystyrolrücken lediglich um etwa 1° C wärmer (das Handauflegen täuscht). Dies genügt in vielen Fällen allein nicht, um das Wiederauftreten von Schimmelpilzen zu verhindern. Bild 1 zeigt ein entsprechendes Beispiel. Ein Erfolg ist jedoch möglich, wenn die Bewohner zusätzlich disziplinierter lüften und wenn die Wandoberflächen an den kritischen stellen mit einem Fungizid vorbehandelt werden.

Abkühlung durch Wärmedämmung.
Wer eine Innenwärmedämmung anbringt, muss wissen, dass die Wand hinter der Wärmedämmung kälter wird. Das leuchtet ein. Die wenigsten wissen, dass die Konstruktionen auch an den Enden der Wärmedämmung kälter werden.
In Bild 2 wurde auf der Innenseite einer verputzten Backsteinaussenwand eine 600 x 600 mm grosse Wärmedämmplatte aufgeklebt. Drei Stunden nach der Montage wurde der so präparierte Wandausschnitt mit der Infrarotkamera aufgenommen, vgl. Bild 3. Die Innentemperatur betrug etwa 20° C und die Aussentemperatur etwa 2° C.
Das Infrarotbild machte das hinter dem Innenverputz verdeckte Backsteinmauerwerk wieder sichtbar. Der Grund lag darin, dass der Verputz über den Mauerwerksfugen etwa 0,5° C kälter war als über den Backsteinen. In Bild 3 ist ausserdem erkennbar, dass sich an den Rändern der Wärmedämmplatte ein blauer Rahmen auf der Wandoberfläche gebildet hat. Dies ist die Folge der eingangs erwähnten Abkühlung. Die Temperaturskala am rechten Bildrand gibt die Temperatur des blauen Rahmens mit 16,5° C an. Die grünen Mauerwerkesfugen sind 17,0° C warm, und die Oberflächentemperatur der Wärmedämmplatte wird mit 19,2° C angezeigt.
Die Infrarotaufnahme in Bild 4 zeigt die gleiche Stelle wie Bild 3, jedoch nach Entfernen der Wärmedämmplatte. Hinter der Dämmplatte hat sich ein blaues „Kälteloch“ mit einer Oberflächentemperatur von 15,4° C gebildet. Weil die Wärmedämmplatte den Wärmenachschub in diesem Kälteloch unterbindet, wird vom Wärmestrom das angrenzende Mauerwerk  „angezapft“, welches deshalb abkühlt.
Die Konsequenz dieser physikalischen Gesetzmässigkeit kann unangenehm sein. Wer auf eine Aussenwand eine Innenwärmedämmung anbringt, macht dadurch die angrenzenden Bauteile wie Decke, Boden, Innenwände kälter. Hier kann sich beim Anschluss der Innendämmung ein Schimmelpilzstreifen ausbilden.

Fensterleibungen heikel.
Besonders kritisch ist in dieser Beziehung die Fensterleibung. Wenn die Innenwärmedämmung nicht in die Fensterleibung hineingezogen wird, wird diese kälter, und es entsteht ein Risiko für Schimmelpilze, vgl. Bild 5. In Bild 5 wurde in einem Kinderzimmer eine wärmetechnische Sanierung vorgenommen. Das Zimmer lag ungünstig in einer Gebäudeecke, hatte also zwei Aussenwände. Diese bestanden aus einem 30 cm dicken Backsteinmauerwerk. Eine fest installierte Heizung fehlte. An kalten Tagen, wenn die Temperatur im Kinderzimmer unter etwa 15° C absank, wurde mit einem mobilen Elektroofen geheizt. Kurzum, das Kinderzimmer hatte alle Voraussetzungen für Schimmelpilzkulturen, die auf den Tapeten der Aussenwände auch prächtig wachsen konnten. Alle übrigen Räume hatten eine Heizung und waren frei von Feuchteschäden.
In dieser Situation fasste der Hauseigentümer den im Grundsatz richtigen Entschluss, das Kinderzimmer mit einer Innenwärmedämmung zu sanieren. Dazu wurden Verbundplatten aus 30 mm Polystyrol und 25 mm Gips verwendet. Da man der Tragfähigkeit des durch die Feuchtigkeit teilweise brüchigen Innenputzes nicht traute, wurden diese Verbundplatten nicht aufgeklebt, sondern mit 90 mm langen Metallschrauben fixiert, vgl. Bild 6. Der Sanierungserfolg war zweifelhaft. Jede Metallschraube zeichnete sich später dunkel ab, etwa in der Grösse einer Fünffranken-Münze. Zwar traten auf den Aussenwandtapeten nach der Sanierung keine Schimmelpilze auf, dafür neu aber an den früher schadenfreien Fensterleibungen, vgl. Bild 5. Bild 5 zeigt auch auf der Wandfläche rechts vom Fenster die dunklen Flecken über den Befestigungsschrauben. Die Analyse ergab, dass diese Flecken nicht von Schimmelpilzen, sondern von Staubablagerungen verursacht wurden.
Die Überprüfung der Fensterleibungen zeigte, dass die Innendämmung dort fehlte. Hätte man die Innendämmung in die Fensterleibungen hineingezogen, dann hätte man die Fenster nicht mehr richtig öffnen können. Hinzu kam, dass es an den Fensterleibungen vor der Sanierung keine Probleme gab, so dass sich eine wärmetechnische Verbesserung nicht aufdrängte. Der in Bild 3 dargestellte Effekt, dass die Wand (in diesem Fall die Fensterleibung) am Ende der Innenwärmedämmung kälter wird, trat jedoch nach der Sanierung in Aktion und provozierte das Pilzwachstum.
Eine orientierende, bauphysikalische Berechnung der EMPA bestätigte diesen Schadenmechanismus. Diese wurde für eine Innentemperatur von +20° C und eine Aussentemperatur von -10° C durchgeführt und ergab die folgenden Resultate:
In der Wandfläche wurde die Oberflächentemperatur durch die Sanierung um etwa 3° C erhöht. In den Fensterleibungen wurde die Oberflächentemperatur um rund 1,5° C reduziert. Bei den Befestigungsschrauben war die Oberflächentemperatur um rund 1,5° C tiefer als auf der übrigen Wandfläche.

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