Dampfbremse

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Dieser Artikel behandelt eine bautechnische Sperrschicht. Die Dampfbremse von Lokomotiven ist unter Dampfbremse (Eisenbahn) beschrieben.
Dampfbremsfolie auf einer Rolle
Verlegte Dampfbremse

Die Dampfbremse ist ein Bauteil mit einem definierten Wasserdampfdiffusionswiderstand, das ein Diffundieren von Feuchtigkeit aus der warmen Innenraumluft in die Wärmedämmung eines Gebäudes behindert, damit sich innerhalb der dahinterliegenden Bauteile (besonders der Dämmung) kein schädliches Kondenswasser bildet. Sie kann gleichzeitig die Aufgaben der Luftdichtheitsschicht übernehmen.

Feuchteschutztechnische Bemessungswerte[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Die wasserdampfdiffusionsäquivalente Luftschichtdicke (sd-Wert) eines Bauteils definiert seine Eigenschaft als Dampfbremse. Sie berücksichtigt auch die tatsächliche Stärke des Bauteils und nicht nur die Materialeigenschaft wie die dimensionslose Wasserdampfdiffusionswiderstandszahl.

In Deutschland werden nach DIN 4108-3 folgende Grenzen definiert:

sd-Wert Grad der Dichtheit Feuchtigkeitsschutz
sd < 0,5 m diffusionsoffen gering
sd > 0,5 m / sd < 1500 m diffusionshemmend (Dampfbremse) (in der Regel verbaut) mittel
sd > 1500 m diffusionsdicht (Dampfsperre) hoch

Dampfsperre

Dampfsperren sind mit einem sd-Wert von über 1500 m praktisch völlig dampfdiffusionsdichte Schichten.[1][2] Der Begriff Dampfsperre wird teilweise synonym zur Dampfbremse genutzt. Im strengen Sinne sind nur Metalle und Glas völlige Dampfsperren.

Im Baubereich werden einseitig oder beidseitig mit Alufolie kaschierte Hartschaumplatten sowie Mineral- bzw. Glasfaserdämmung angeboten, um eine Durchfeuchtung des Dämmstoffs zu verhindern. Problematisch ist besonders bei horizontal verbauten Dämmstoffen der Umstand, dass Wasser durch jede kleine Verletzung der dünnen Folie eindringen, aber anschließend durch die Sperrschicht im Grunde nicht wieder verdunsten kann.

Material[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Einfache Dampfbremsen bestehen meist aus dickeren Kunststofffolien, oft Polyethylen-Folien. Diese hat bei einer Dicke von 0,1 mm (0,0001 m) und einer Wasserdampfdiffusionswiderstandszahl (µ) von 100.000 demnach eine Sperrwirkung wie 10 m Luft. Bei Aluminiumfolie liegt dieser Wert noch um das Zehnfache höher.

Aber auch andere Materialien können je nach Wasserdampfdiffusionswiderstand, verwendeter Materialdicke und Dampfoffenheit auf der Außenseite als Dampfbremse dienen.

Bauphysikalische Funktion[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Im Winter enthält die beheizte Innenraumluft bewohnter Räume mehr Feuchtigkeit als die kalte Außenluft. In dieser Situation diffundiert Wasserdampf durch die Außenwände oder Dachausbauten von innen (=feucht) nach außen (=trocken), weil unterschiedliche physikalische Zustände (Temperaturen, Feuchtegrade) stets den Ausgleich suchen. In Dachausbauten würde ohne weitere Gegenmaßnahmen der eindiffundierende Dampf meist an der Kaltseite der Dämmschicht auskondensieren und dort Feuchteschäden verursachen. Daher muss die Gebäudehülle an der Innenseite relativ dampf(diffusions-)dicht und von innen nach außen immer diffusionsoffener werden. Dampfbremsen werden daher in der Regel raumseitig, also an der beheizten Seite der Wärmedämmschicht angeordnet.

Da bei Dampfbremsen und Dampfsperren immer damit zu rechnen ist, dass durch Beschädigungen dennoch Wasserdampf in die Dämmung eintritt, soll dieser durch die wasserdampfdiffusionsoffenen äußeren Schichten des Bauteils (im Dach z. B. die Unterdeckbahn) ausdiffundieren können. Als Faustregel sollten die auf der kalten Seite des Bauwerks installierten luftdichten Schichten sechsmal wasserdampfdiffusionsoffener sein, als die „warme“ innenliegende Dampfbremse.[1] Lediglich bei dauerhaft durch eine Klimaanlage abgekühlten Räumen in heißem Klima wäre die Dampfbremse außen anzubringen.

Bei Flachdächern mit einer Unter- oder Zwischensparrendämmung ist das Prinzip „außen diffusionsoffener als innen“ nicht umsetzbar, weil die Materialien für die äußere Dachabdichtung, z.B. Bitumen-Schweißbahn oder Blech, völlig dampfdicht sind. Gleichwohl schrieb die DIN 4108-3 ("Tauwasser-Norm") von 1981 bis zu ihrer Novelle im Jahr 2014 für die Innenseite der Konstruktion ebenfalls eine möglichst dichte Dampfsperre vor. Dringt in einen solchermaßen beidseitig „verkapselten“ Dachaufbau doch einmal Wasser ein, so kann dieses die Dämmschicht weder nach unten noch nach oben wieder verlassen. und muss durch technische Trocknung entfernt werden.

Es ist in der Regel nicht dauerhaft auszuschließen, dass nach und nach geringe Mengen Feuchtigkeit durch die untere Dampfsperre gelangen und sich in der Dämmschicht akkumulieren. Die feucht-warme Luft, welche sich an der Unterseite des Daches ansammelt, findet häufig einen Weg durch kleine Fehlstellen an Durchdringungen der Dampfsperrschicht, wie beispielsweise an Lampenkabel-Durchführungen, rissigen Holzstielen oder Anschlussstellen, sowie durch die angrenzenden Wände über „Flankendiffusion“.

Eine Dampfsperre an der Warmseite von nicht-belüfteten Flachdächern wurde im Oktober 2008 vom „Informationsdienst Holz“ als nicht mehr dem Stand der Technik entsprechend eingestuft. Nach der Novelle der DIN 4108-3 im Jahr 2014 wurde immerhin einschränkend hinzugefügt, dass sich weder Holz noch Holzwerkstoffe zwischen Dachabdichtung der inneren Begrenzungsschicht befinden dürfen.[3]

Wenn der eingedrungene Dampf an der kältesten Stelle in der Dämmschicht zu Wasser kondensiert, sinkt die relative Luftfeuchtigkeit zwischen den Dämmfasern ab, da der Luft ja Feuchtigkeit entzogen wurde. Dadurch wird die Luft zwischen den Dämmfasern immer wieder „getrocknet“ und die Antriebskräfte für die Wasserdampfdiffusion vom beheizten, feuchten Innenraum in die Dämmschicht bleiben aufrechterhalten, während sich auf der Dampfsperrfolie Kondenswasserpfützen sammeln. Flachdächer mit Mineralwolldämmung zwischen den Sparren und unterseitiger Dampfsperre sind langfristig immer durch die stetig in kleinen Mengen eindringende Feuchtigkeit gefährdet.

Kondenswasserpfützen auf der Dampfsperre eines Flachdachs
Feuchteschaden eines nach oben und unten dampfdichten Dachs; die oberseitig installierten Lüfterpilze konnten keine ausreichende Unterlüftung herstellen und hatten daher nur eine sehr begrenzte Reichweite

Ein Artikel auf Bau.net benennt lediglich zwei Anwendungsfälle, in denen unter Umständen eine Dampfsperre sinnvoll eingesetzt werden könnte:[4]

  • an der Innenseite von gedämmten Dächern
  • an der Innenseite von Kellerwänden, die mit einer Innendämmung versehen sind

Alternativen zur klassischen Dampfbremse[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Eine seit den 1990er Jahren erprobte Alternative ist die Verwendung von sorptiven und kapillaraktiven Dämmstoffen, wie Zelluloseflocken, in Kombination mit einer feuchtevariablen Dampfbremse. Sorptive (saugfähige) Dämmstoffe können eingedrungene Feuchtigkeit zwischenspeichern und verteilen, die feuchtevariable Dampfbremse sorgt für eine Rücktrocknung in Zeiten, in denen die Porenluftfeuchtigkeit zwischen den Dämmfasern die Luftfeuchte im beheizten Innenraum übersteigt.[5]

Eine weitere Alternative zur Zwischensparrendämmung ist das Umkehrdach, bei welchem die innere Dampfsperre zugleich die Funktion der Dachabdichtung übernimmt. Auf der Dampfsperre / Abdichtungslage liegt eine Dämmlage aus wasserunempfindlichen Materialien, wie z.B. geschlossenzelliges XPS (extrudierter Polystyrol-Hartschaum), die entweder planmäßig mit der Feuchtigkeit aus Niederschlägen in Kontakt steht, oder deren Befeuchtung zumindest in Kauf genommen werden kann, die aber im Interesse eines besseren Wärmewiderstandes mit einer weiteren Abdichtung geschützt ist. Wird diese äußere Abdichtung durch Beschädigung oder Alterung undicht, so hat dies lediglich eine geringfügige Verschlechterung des Wärmewiderstandes zur Folge. Die unter der Dämmung liegende, zweite Abdichtungsebene ist gegen UV-Licht, mechanische Beschädigungen und Temperaturschwankungen gut geschützt und dadurch sehr langlebig.

Bei Flachdächern ist oft die Aufbauhöhe des Daches begrenzt. Manche Bauordnungen fordern eine Raumhöhe von 2,40 m, während zugleich das Dach begrünt oder eine Dachterrasse eingerichtet werden soll, obwohl die Abstandsflächenregelungen oft verhindern, das Dach zu erhöhen. Die Kombination von Aufdach- und Zwischensparrendämmung ist dann oft eine naheliegende Lösung, die selbst für die feuchtetechnisch besonders anspruchsvollen Gründächer zugelassen ist.[6]

Rücktrocknung[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Feuchtevariable Dampfbremse[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Planmäßig im Wand- oder Dachaufbau entstehendes Kondensat oder aufgrund von Bauschäden unplanmäßig auftretende Feuchtigkeit sollte jederzeit in ausreichendem Maß nach außen abgeführt werden können, um an der Außenhaut des Gebäudes zu verdunsten.

Werden Kapillartransport und Verdunstung nach außen durch Folien, Wärmedämmverbundsystem oder schlecht durchlüftete Luftschichten (etwa bei doppelschaligem Mauerwerk) unterbunden, so muss das Kondensat nach innen abgeführt werden.

Falls innenseitig eine Dampfbremse erforderlich wird, weil der sd-Wert der inneren Wandschichten zu niedrig liegt oder im Innenraum regelmäßig eine hohe Luftfeuchtigkeit vorliegt, so empfiehlt sich der Einsatz einer feuchtevariablen Dampfbremse.

Im Handel werden diese auch als feuchteadaptive oder intelligente Dampfbremsen oder Klimamembranen bezeichnet. Ihr sd-Wert verringert sich, wenn an der Dampfbremse eine sehr hohe Luftfeuchtigkeit oder Wasser in flüssiger Form vorliegt. So kann Feuchtigkeit aus der Dämmschicht auch zur Innenseite der Außenwand transportiert werden und dort verdunsten, wenn Diffusion und Kapillartransport nach außen behindert sind.[7]

Die Verwendung feuchteadaptiver Dampfbremsen empfiehlt sich besonders bei ausgebauten Dächern. Dächer kühlen nachts schneller aus als massive Wände, so dass es eher zur Tauwasserbildung kommt. Nach Süden geneigte Dächflächen werden durch die Wärmestrahlung der Sonne auch bei bedecktem Himmel tagsüber meist ausreichend schnell wieder ausgetrocknet. Nach Norden geneigte Dachflächen neigen jedoch häufig aufgrund nur eingeschränkt funktionierender Hinterlüftung oder zu hohem Diffusionswiderstand der verwendeten Unterspannbahn zu Feuchtigkeitsansammlungen:

  • Beim Kaltdach kann die Hinterlüftung durch zu gering bemessene oder fehlende Lüftungsöffnungen besonders am Ortgang, Dachfirst sowie im Bereich von Dachflächenfenstern und Schornsteinen nicht ausreichen, um entstehendes Kondensat abzuführen.
  • Beim Warmdach kann die Verdunstung des Tauwassers aus der Dämmschicht nach außen durch Verschmutzung sowie durch Bildung einer Eisschicht oder eines Feuchtigkeitsfilms auf der Unterdeckbahn behindert werden.[8]

Spezielle, feuchtevariable Dampfbremsen sind erst seit einigen Jahren verfügbar. Die Kenntnis der Einsatzbedingungen und -grenzen ist noch relativ beschränkt. Die Leistungsfähigkeit dieser Art Dampfbremsen sollte daher nicht überschätzt werden, bis genügend Anwendungserfahrungen vorliegen.

Auch Holz sowie alle traditionellen mineralischen Baustoffe haben einen feuchtevariablen Diffusionswiderstand, der jedoch weniger ausgeprägt ist, als bei speziellen feuchteadaptiven Dampfbremsbahnen. Im Gegensatz zu diesen Baustoffen können Dampfbremsbahnen anliegende Feuchtigkeit aber meist nicht kapillar abführen, so dass aus bauphysikalischer Sicht Konstruktionen mit traditionellen Baustoffen in vielen Fällen der Vorzug zu geben ist.

Der Dampfdiffusionswiderstand von innenseitig aufgetragenem Putzmörtel lässt sich beispielsweise steuern, indem der Kunstharzanteil gezielt erhöht wird. Auf diese Weise kann oft der Einsatz einer Dampfbremse vermieden werden.

Beim Einsatz von Holzwerkstoffplatten als Dampfbremse ist zu beachten, dass Dampfdiffusionswiderstand und Kapillarität stark von eingesetzter Menge und Art des Bindemittels abhängen. Besonders von OSB-Platten sind nicht in jedem Fall bessere Eigenschaften als von Dampfbremsbahnen zu erwarten. Jedoch ist die Gefahr einer versehentlichen Perforation der Platten geringer.[9]

Kapillartransport[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Grundsätzlich sind fast alle mineralischen Baustoffe (außer Mineralwolle) ebenso wie Holz- und Naturwerkstoffe zum Kapillartransport in der Lage, so dass sie nach einer Feuchtigkeitsbelastung zügig austrocknen können. Auch Diffusionswiderstand und Sorptionsfähigkeit eines Materials tragen zur Austrocknung bei, sind aber nicht die entscheidenden Faktoren.

Wasserdampf kann durch offenporige Baustoffe wie Mineralwolle hindurch diffundieren. Ebenso kann Mineralwolle flüssiges Wasser adsorptiv binden. Befindet sich jedoch aufgrund eines falschen Wandaufbaus oder einer mangelhaft installierter Dampfbremsfolie eine größere Menge flüssigen Wassers im Dämmstoff, so kann es lange dauern, bis dieser wieder ausgetrocknet ist. Denn Kapillartransport findet in Materialien wie Mineralwolle und Polystyrol (Styropor) kaum statt und die Verdunstung aus dem Dämmstoff wird meist von den umgebenden Bauteilschichten behindert.[10]

Da beim Kapillartransport deutlich größere Feuchtigkeitsmengen bewegt werden, als bei der Wasserdampf-Diffusion, ist insbesondere bei bauphysikalisch kritischen Wand- und Dachkonstruktionen die Verwendung von kapillaraktiven (also saugfähigen) Materialien in Kombination mit einer feuchtevariablen Dampfbremse wichtig, um eventuell lokal in der Dämmschicht entstehendes Kondenswasser auseinanderzuziehen, dadurch die Feuchtekonzentration zu verringern und die Rücktrocknungsfläche zu vergrößern, und die Rücktrocknung sowohl durch die Dampfbremse als auch durch die diffusionsoffene Unterspannbahn zu ermöglichen.

Bei konsequenter Verwendung von mineralischen Materialien und Naturbaustoffen kann auf die strenge Einhaltung der Regel, dass der Diffusionswiderstand der inneren Bauteilschichten deutlich über derjenigen der äußeren Schichten liegen soll, verzichtet werden.[11] Wenn bestimmte Bedingungen erfüllt werden, ist es trotz der zu erwartenden Tauwasserbildung auch bei einer Innendämmung möglich, auf eine Dampfbremse zu verzichten.[12]

Bei Verwendung von mineralischen Baustoffen, Holz und Naturfasern und gleichzeitigem Verzicht auf kapillarbrechende, wasser- und dampfdichte Schichten in Decken und Wänden lassen sich die Folgen von Wasserschäden gewöhnlich auf ein Minimum reduzieren. In historischen Gebäuden ließen sich Nässeschaden rasch anhand von Wasserflecken an Decken oder Wänden feststellen. Die vom Baukörper aufgenommene Feuchtigkeit verdunstete nach der Beseitigung der Ursache in der Regel, bevor gravierende Schäden an der Bausubstanz entstanden. Heute werden in Gebäuden häufig sperrenden Schichten wie Folien oder Kunstharzbeschichtungen eingesetzt, welche die Abführung und Verdunstung des Wassers verhindern.[13] Nässeschäden werden oft erst dann entdeckt, wenn bereits Holzbauteile aufquellen und sich Schimmel bildet oder bereits der Hausschwamm aus den Fugen wächst.

Einbau[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Differenzdruck-Messverfahren zum Prüfen der Funktion

Sowohl Dampfbremsen als auch Dampfsperren werden in der Regel raumseitig, das heißt auf der beheizten Seite der Wärmedämmschicht angebracht und müssen luftdicht ausgeführt sein. Um eine Undichtigkeit zu vermeiden, sollte die Folie sorgfältig verklebt und bei Verwendung von Tackerklammern sollte im betroffenen Bereich ein zusätzliches Dichtband angebracht werden.

Eine nicht sachgemäß eingebaute Dampfbremse verursacht Tauwasserausfall in der Dämmebene. Schon wenige undichte Stellen (z. B. Kabeldurchlässe, Steckdosen) machen eine Dampfbremse wirkungslos. Warme und feuchte Innenraumluft gelangt in die Dämmung, kühlt dort ab, und die in der Luft enthaltene Feuchtigkeit kondensiert in Form von Tauwasser. Der Wärmedurchlasswiderstand von durchfeuchtetem Dämmmaterial verringert sich, wodurch sich die Kondensation weiter erhöhen kann. Wasserschäden und Schimmelbefall an der Bausubstanz sind mögliche Folgen.

Die ordnungsgemäße Dichtheit der Gebäudehülle wird mit einem Differenzdruck-Messverfahren nachgewiesen.

Raumklima[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Eine Dampfbremse beeinflusst das Raumklima nur minimal, sie soll in erster Linie Bauteile und Konstruktionen vor Feuchtigkeit schützen. Der Feuchtigkeitsausgleich durch Pufferwirkung geschieht überwiegend in den ersten ein bis zwei Zentimetern des Wandaufbaus, so dass eine dahinterliegende Dampfbremse kaum Einfluss auf den Feuchtegehalt der Innenraumluft hat. Auch die Menge der durch eine diffusionsoffene, sogenannte atmende Außenwand ins Freie gelangenden Feuchtigkeit ist sehr gering im Vergleich zur gewöhnlich durch die einfache Lüftung von Innenräumen hinaus transportierten Luftfeuchte.

Einzelnachweise[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  1. a b Susanne Rexroth, Friedrich May, Ulrich Zink: Wärmedämmung von Gebäuden: Zeitgemäß und wandlungsfähig. VDE-Verlag, Berlin 2014 ISBN 978-3-8007-3570-9 S. 175 ff
  2. Eberhard Schunck, Thomas Finke, Richard Jenisch, Hans J. Oster: Dach Atlas: Geneigte Dächer. Birkhäuser, Berlin 1996 ISBN 3-7643-6479-3 S. 204
  3. Fachzeitschrift Holzbau Quadriga, Nr. 1/2015, S. 28 - 29, Robert Borsch-Laaks: Außen dampfdicht – innen was tun?
  4. ARGE: Dampfsperre - Die Dampfsperre schützt die Baukonstruktion und hilft Heizkosten sparen, In: baunet.de
  5. Konsens der Referenten des Kongresses „Holzschutz und Bauphysik“ am 10./11.02.2011 in Leipzig zum Thema: „Unbelüftete Flachdächer in Holzbauweise“. Sieben goldene Regeln für ein nachweisfreies Flachdach.
  6. Holzbau Quadriga Nt. 5/2011, Bernd Nusser, Martin Teibinger, Holzforschung Austria, Wien: Gründach versus Foliendach, Seiten 13–23.
  7. Dampfbremse. Abgerufen am 10. November 2012.
  8. Uwe Junge: Geneigtes Dach/ Steildach. Ingenieurbüro Junge, abgerufen im November 2016
  9. siehe Punkt 4.7 der Studie Studie des Dampfbremsbahnenherstellers „pro clima“ (PDF; 2,1 MB)
  10. Matthias G. Bumann: Sorption – Eine Betrachtung zum Thema „Feuchte im Bauteil Außenwand“ (PDF; 965 kB). Diese Abhandlung ist kritisch zu lesen. Nicht alle Aussagen scheinen schlüssig belegt zu sein.
  11. Peter Cheret, Kurt Schwaner: Holzbausysteme – eine Übersicht. In: informationsdienst-holz.de, abgerufen im Dezember 2016
  12. Anwendungsbroschüre Innendämmung von Außenwänden. Gutex Thermoroom, Stand August 2015; abgerufen im November 2016
  13. E. U. Köhnke, ö.b.u.v. Sachverständiger für den Holzhausbau: Schuld ist immer der andere - Wie kommt Feuchtigkeit in eine Geschosstrenndecke?, Zeitschrift "Die neue Quadriga", S. 44ff, 4/2012

Weblinks[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]