2 Teilansicht des ungedämmten Unterzugs (rechts) und eines offenen Belüftungsschachtes
3 Schnitt durch den schimmelbefallenen Deckenüberzug
4 Schnitt durch die oberseitig gedämmte Tiefgarage
5 Ungedämmte Deckenunterseite
6 Mit Schimmel befallene Wandecke; an der Öffnungsstelle ist unter dem Putz das Kalksandsteinmauerwerk erkennbar
7 Temperaturverlauf am Wandsockel der oberseitig gedämmten Decke
8 Unterseitig gedämmte Tiefgaragendecke mit 50 cm breitem Dämmstreifen an der von unten einbindenden Stahlbetonwand
9 Ausführungsbeispiel für die Zusatzdämmung eines Tiefgaragenpfeilers
10 Oberseitig wärmegedämmte Tiefgaragendecke mit Zusatzdämmstreifen sowohl an der Deckenunterseite als auch an der von unten einbindenden Wand
11 Unterseitig wärmegedämmte Tiefgaragendecke; ein unter dem Deckenauflager angeordneter KS-ISO-Kimmstein vermindert die Wirkung der Wärmebrücke
12 Oberseitig wärmegedämmte Tiefgaragendecke, bei der ein oberseitig eingemauerter KS-ISO-Kimmstein die Wärmebrückenwirkung absenkt
Schwachstellen

Wärmebrücken bei Tiefgaragendecken

Das hohe Wärmeschutzniveau von Neubauten und die scharfen Regeln zum Umgang mit Schimmel in Gebäuden haben die Bedeutung von Wärmebrücken erhöht. Besonders bei Aufenthaltsräumen über Tiefgaragen ist nur wenigen Planern und Ausführenden bewusst, dass Wärmebrücken in der Deckenkonstruktion erhebliche Auswirkungen auf die beheizten Wohnbereiche haben. Für die kritischen Detailpunkte bieten sich verschiedene Lösungen an, deren Anwendungsgrenzen aber genau beachtet werden müssen. The high level of thermal insulation in new buildings and the strict regulations regarding mould formation have increased the significance of structural heat bridges. With inhabited rooms above parking basements in particular, thermal heat bridges in the floor structure have considerable consequences for heated living areas. For the critical points of detail various solutions are possible, but their limits in application must be meticulously observed.

Die Fehleinschätzung der tatsächlichen Bauteilbeanspruchungen ist häufig die tiefere Ursache für Bauschäden. Dies gilt in gleicher Weise für Nutzungs- wie für Klimabeanspruchungen. Ein typisches Beispiel hierfür sind von Schimmel befallene Sockelbereiche an Erdgeschosswänden über Tiefgaragendecken.

Üblicherweise stehen die tragenden Wände und Stützen des beheizten Erdgeschosses über denen des meist unbeheizten Unter- geschosses. Die sehr tragfähigen, gut wärmeleitfähigen Baumaterialien wie Stahlbeton oder Kalksandsteinmauerwerk unterbrechen dann die Wärmedämmebene der Decke und bilden ausgeprägte Wärmebrücken.
Solange das Untergeschoss nur aus unbeheizten Kellerräumen besteht, erhöht diese wärmetechnische Schwachstelle bei durchschnittlichem Wärmeschutzniveau des gesamten Gebäudes den Energiebedarf nicht wesentlich. Auch für die Vermeidung von Schimmel – also für die Sicherstellung des hygienischen Mindestwärmeschutzes – ist dieses Detail dann unwichtig. Die Regelwerke setzen für unbeheizte Kellerräume eine Temperatur von +10 °C an. Die Temperaturdifferenz zum beheizten Innenraum beträgt dann nur etwa 10 K. Die Wärmeschutznorm DIN 4108 stellt daher im Beiblatt 2 an dieses Detail auch nur erstaunlich geringe Anforderungen. Während bei vielen anderen Details der Wärmebrückenverlustkoeffizient nicht über 0,05 bis 0,10 W/(mK) liegen soll, konzediert das Beiblatt für Mauerwerkswände, die auf der Kellerdecke aufstehen, einen fünf- bis zehnfach höheren Koeffizienten von 0,45 bis 0,5 W/(mK). Entsprechend sorglos wird an diesen Stellen im konventionellen Hochbau geplant und gebaut. Bei Decken über Tiefgaragen mit entschieden ungünstigerer Lufttemperatur führen schlecht gedämmte Details aber zu Schimmelproblemen, wie die beiden folgenden Beispiele kleinerer Mehrfamilienhaus-Tiefgaragen zeigen.
In beiden Fällen stritten sich Mieter und Vermieter über die Ursachen von Schimmel am Sockel der tragenden Wände in den Erdgeschosswohnungen (Bilder 1, 5). Besonders ausgeprägt war der Befall an den zweischaligen Außenwänden, die auf der in den Außenbereich weitergeführten Tiefgaragendecke aufstanden. In
einem Fall war die Garagendecke nur oberseitig unter dem Estrich gedämmt (Bild 4), im anderen lag die Dämmung überwiegend unter der Decke. Sie endete aber an einem Stahlbetonunterzug und -überzug, auf dem die Außenwand stand (Bilder 2, 3).
Die Ursache für die Schäden liegt in den unterschätzten Temperaturbedingungen in den Tiefgaragen: Diese müssen gut belüftet werden und weisen daher häufig mehrere unverglaste Fensteröffnungen und offene Gittertore auf, die für einen starken Luftzug und ungünstigstenfalls unter der Decke für Außenlufttemperaturen sorgen. Bei der bauphysikalischen Untersuchung der Schimmel- gefahr muss dann mit der winterlichen Außentemperatur von –5 °C gerechnet werden. Die Temperaturdifferenz zum beheizten Erdgeschoss beträgt dann nicht wie beim Keller 10 K, sondern 25 K! (Ähnliche Probleme können aber auch in »normalen« Kellern über dem Wäschetrockenraum und Fahrradraum auftreten, wenn dort im Winter Fenster oder Außentüren längere Zeit offen stehen.)
Wie die Temperaturfeldberechnung für den Fall der oberseitig gedämmten Decke (Bild 7) zeigt, liegt die Oberflächentemperatur über dem Fußboden nur bei indiskutablen 9,4 °C und damit weit unter dem in DIN 4108, Teil 2, festgelegten Grenzwert von minimal
12,6 °C. Schimmelgefahr besteht bei diesem Detail bereits, wenn die Raumluft bei 20 °C eine Luftfeuchte von nur 40 % aufweist, also bei ganz normalen Bedingungen für das Innenraumklima. In beiden Fällen waren demnach nicht Beheizungs- und Belüftungsfehler, sondern konzeptionsbedingte Wärmeschutzmängel die Ursache für den Schimmelbefall.
Beim Schadensfall mit Stahlbetonüberzug war die Schwachstelle im Wärmeschutz relativ unkompliziert zu entschärfen: Die Unterseiten des Überzugs mussten einfach nur nachträglich gedämmt werden, wobei die Dämmplatten nahtlos an die vorhandene, unterseitige Dämmung der Deckenfläche angeschlossen werden konnten.
Bei der oberseitig gedämmten Decke kamen nur sehr aufwändige, großflächige Unterdämmungen der Decke oder vollflächige Innendämmungen an den Wänden im Wohnbereich in Frage. Diese Details sollte man also bei Tiefgaragendecken (und vergleichbar über Luftgeschossen) bereits bei der Planung sorgsam berücksichtigen, da nachträgliche Korrekturen teuer werden. Wie kann nun bei Tiefgaragen das Wärmebrückenproblem von tragenden Stahlbeton- und Kalksandsteinwänden sinnvoll gelöst werden?
Bei Stahlbetonwänden ist eine thermische Trennung, wie sie bei Stahlbetonkragplatten üblich ist, wenig diskutabel. Es bleiben also nur Zusatzdämmungen an den Einbindestellen. Bei unterseitig gedämmten Decken (im berechneten Beispiel 80 mm Dämmung (l = 0,04) unter der Decke und 40 mm Dämmung unter dem Estrich) wird auch ohne Zusatzdämmung das Schimmelpilzkriterium von DIN 4108, Teil 2, mit 12,7 °C ganz knapp erfüllt (Bild 8).
Mit einem zusätzlichen, 50 cm breiten Dämmstreifen an der Auflagerwand kann die Oberflächentemperatur auf 14,8 °C und damit weit über den kritischen Grenzwert angehoben werden (Bilder 8, 9). Bei Decken, die nur oberseitig mit 120 mm dicker Dämmung versehen sind, liegt die Temperatur über dem Fußboden mit 11,4 °C viel zu niedrig. Es müssen sowohl der Deckenbereich als auch die Wand mit 50 cm breiten Dämmstreifen versehen werden, um mit 12,9 °C knapp über den Grenzwert zu gelangen (Bild 10). Ausschließlich oberseitig gedämmte Decken sollten also bei durchlaufenden Stahlbetonwänden möglichst vermieden werden, da diese Wärmebrücke nur schwer in den Griff zu bekommen ist.
Kalksandsteinmauerwerk (Dicke 24 cm, l= 0,99 W/(mK)) muss bei unterseitig gedämmten Tiefgaragendecken an der Einbindestelle nicht zwingend zusätzlich gedämmt werden, da sich auch ohne weitere Dämmung eine Oberflächentemperatur von 13,6 °C einstellt. Bei der oberseitig gedämmten Tiefgaragendecke liegt die Temperatur der ungedämmten Kalksandsteinwand mit 11,4 °C indiskutabel niedrig, daher kommt man um eine untere Zusatz-dämmung im Auflagerbereich nicht herum.
Die zusätzlichen Dämmstreifen sind in vielen Fällen aber nicht die einzige Lösung, um die Wärmebrücken zu entschärfen oder ganz zu vermeiden: Bei Mauerwerkswänden können stattdessen häufig auch Baustoffe mit geringerer Wärmeleitfähigkeit eingeschoben oder Einbauelemente verwendet werden.
Bei KS-Mauerwerk bieten sich KS-Vollsteine mit niedriger Wärmeleitfähigkeit (l = 0,33 W/(mK), so genannte KS-ISO-Kimmsteine) an, die je nach Lage der Deckendämmung unter oder über der Auflagerstelle vermauert werden (Bilder 11, 12) und passable Oberflächentemperaturen von 15 °C beziehungsweise 14 °C sicherstellen. (Solche Lösungen berücksichtigt auch das bereits angesprochene Beiblatt 2 – allerdings für andere Detailsituationen).
Eine noch bessere thermische Trennung ergeben Wärmedämmelemente aus Leichtbetonhohlsteinen mit hartschaumverfüllten Kammern (Stahlton-Isomur und Schöck-Novomur) oder aus beschichteten Schaumglasstreifen. Bei den Leichtbetonelementen liegen die mit der Einbausituation variierenden, mittleren Wärmeleitfähigkeiten für das Stahlbeton-Element bei 0,25 W/(mK), also nicht sehr weit vom KS-ISO-Kimmstein entfernt. Für das Schöck-Element beträgt die mittlere Wärmeleitfähigkeit günstigstenfalls 0,189 W/(mK) (vertikal) und 0,083 W/(mK) (horizontal). Der homogene Schaumglasstreifen bietet mit 0,058 W/(mK) den besten Wärmeschutz.
Solche, von üblichen Mauersteinen abweichende Einbauelemente beeinflussen in tragenden Bauteilen natürlich die Standsicherheit und den Brandschutz. Sie sind sicherheitsrelevant und benötigen daher eine bauaufsichtliche Zulassung. Vor allem die geringe Schubtragfähigkeit (bei den Leichtbetonelemente darf beim Schubnachweis max. 0,10 MN/m2, für Schaumglas sogar nur 0,02 MN/m2 angesetzt werden) setzen der Verwendbarkeit deutlich Grenzen. Diese Einschränkungen sind in den allgemeinen bauaufsichtlichen Zulassungen genau aufgeführt und können für die Leichtbetonelemente auch im Internet abgefragt werden.
Besonders umfangreich sind die bauaufsichtlichen Einschränkungen zum Schaumglas. Sie machen den Einbau unter tragenden Wänden über Tiefgaragendecken meist unmöglich: Die im Vergleich zum Mauerwerk geringe Druckfestigkeit (die zulässige Druckspannung beträgt nur 0,5 beziehungsweise 0,6 MN/m2) und die sehr geringe Schubtragfähigkeit des Dämmstoffs beschränken dessen Einbau grundsätzlich auf Wohngebäude mit maximal zwei Vollgeschossen (einschließlich ausgebautem Dachgeschoss). Gebäude mit Tiefgaragen sind aber meist höher.
Der Feuerwiderstand wird selbst beim breitesten Element (17,5 cm) nur mit F 60 klassifiziert. Tragende und aussteifende Wände benötigen aber in Mehrfamilienhäusern die Klasse F 90. Tiefgaragen finden sich nur in Mehrfamilienhäusern, und es geht hier um den Wärmeschutz tragender Wände. Auch der Brandschutzaspekt verbietet also in der Regel die Anwendung von Schaumglas auf Tiefgaragendecken. In den Erdbebengebieten 2 und 3 (neue Klassifizierung), zum Beispiel im Aachener Raum, ist Schaumglas in aussteifenden Wänden generell nicht zulässig.
Ebenso ist der Schaumglasstreifen grundsätzlich nicht einsetzbar, wenn das Außenmauerwerk seitlich von einem höheren Erddruck belastet ist, wie zum Beispiel bei hangseitigen Erdgeschosswänden.
An dieser Stelle muss auf die Anwendungsgrenzen von Schaumglas so genau eingegangen werden, da der Planer sie im Gegensatz zu den übrigen Dämmelementen selbst im neuesten, 28 Seiten um-fassenden Prospekt nicht nachlesen kann. Im Prospekt wird zwar mit der allgemein bauaufsichtlichen Zulassung geworben, die in der Zulassung aufgeführten Anwendungsgrenzen werden aber an keiner Stelle erwähnt. Lediglich die Feuerwiderstandsklasse F 60 wird angesprochen.
Während der 31. Aachener Bausachverständigentage wurde im April 2005 unter dem Thema des Missbrauchs von Zulassungen und Prüfzeugnissen neben anderen Beispielen auf diesen typischen Fall unvollständiger Produktinformationen hingewiesen. Im gerichtlichen Streitfall wird ein Verstoß gegen die bauaufsichtlichen Anwendungsgrenzen nämlich in erster Linie den Bauträger, den Planer und die Bauausführenden mit gravierenden Mängelansprüchen konfrontieren. Selbst wenn sich in einigen Fällen trotz solcher Verstöße die ausgeführten Lösungen im Nachhinein als noch gebrauchstauglich »hinrechnen« ließen oder eine Zulassung im Einzelfall erreicht werden könnte, kann die gerichtliche Entscheidung eines solchen Streites niederschmetternd und existenzzerstörend sein. Nach der überwiegend neuen Auslegung des Werkvertragsrechts könnte nämlich der Besteller trotzdem auf dem Austausch der Dämmstoffstreifen bestehen und Recht bekommen.
Wer nun meint, dass die für diese Informationspolitik Verantwortlichen aus solcher Kritik lernen würden, der irrt. Wenige Wochen nach der Tagung wurde im Mai den Tagungssteilnehmern vom Hersteller der als fehlerhaft kritisierte Prospekt zugestellt und die Kritik als »abwegige Inquisition« abgetan!
Wer schützt die Baubeteiligten, die Öffentlichkeit und auch den innerhalb seiner Anwendungsgrenzen hervorragend brauchbaren Baustoff Schaumglas vor solchen Marketingmethoden?
Damit steht am Ende dieses Beitrags eine andere, ebenfalls offenbar unausrottbare, tiefere Ursache von Bauschäden: Fehlerhafte, fast ausschließlich die positiven Eigenschaften hervorhebende Produktinformationen führen Planer und Unternehmer in die Irre. Da von staatlichen Institutionen hier keine Abhilfe zu erwarten ist, muss durch öffentliche Kritik dem Missstand so weit wie möglich entgegen getreten werden. R. O.
Literaturhinweise: Folgende Regelwerke wurden angesprochen: – DIN 4108 Wärmeschutz und Energieeinsparung in Gebäuden, Beiblatt 2, Wärmebrücken, Planungs- und Ausführungsbeispiele, Januar 2004 – DIN 4108 Wärmeschutz und Energieeinsparung in Gebäuden, Teil 2, Mindestanforderungen an den Wärmeschutz, Ausgabe März 2001. Die Regeln zur Beurteilung der Schimmelgefahr sind in Absatz 6.2 beschrieben. Die bauaufsichtlichen Zulassungen für die angesprochenen Wärmedämmelemente haben folgende Bezeichnungen: – Stahlton Bauteile GmbH, Mannheim; Wärmedämmelemente für Mauerwerk aus Kalksandvollsteinen (ISOMUR PLUS-Elemente), Zulassungs-Nr.: Z-17.1-811 vom 23.4.2003; – Schöck Bauteile GmbH, Baden-Baden; Wärmedämmelement Schöck-NOVOMUR für Mauerwerk aus Kalksandsteinen, Zulassungs-Nr.: Z-17.1-709, vom 12.6.2002; – Schöck Bauteile GmbH, Baden-Baden; Wärmedämmelement Schöck-NOVOMUR light, für Mauerwerk aus Kalksandsteinen, Zulassungs-Nr.: Z-17.1-749, vom 12.6.2002; – Deutsche Foamglas GmbH, Haan; Foamglas Perinsul SL, Wärmedämmelemente für Mauerwerk aus Kalksand- und Porenbetonsteinen sowie Vormauer- und Verblendschalen; Zulassungs-Nr.: Z-17.1-829, vom 25.9.2003 Die Wärmeleitfähigkeiten der Leichtbetonelemente sind aus den Untersuchungen des Büros Hauser zu entnehmen, die auf den Internetseiten der beiden Hersteller zu finden sind. Details zum KS-ISO-Kimm-Stein können über das Internet abgerufen werden. Ausführliches über den Zusammenhang zwischen Produktinformationen und Bauschäden kann im Tagungsband der Aachener Bausachverständigentage 2002 nachgelesen werden: Rainer Oswald, Produktinformationen und Bauschäden, Seite 27 ff, Wiesbaden, 2002