Ein Schaden: zwei Ursachen

Feuchteschaden in einer Schwimmhalle

Was waren die Ursachen für einen Feuchteschaden in einer Schwimmhalle? Aus dem Schadensfall ergeben sich konkrete Hinweise für Planung und Ausführung.

Zusammenfassung

Gerade bei einer Schwimmhalle – mit hoher Raumlufttemperatur und -feuchte – ist die ­Planung und Ausführung der Gebäudehülle in feuchteschutztechnischer Hinsicht anspruchsvoll. Konvektiver Wasserdampftransport mit anschließender Kondensation war hier eine plausible Ursache des Feuchteschadens. Bei der zweiten plausiblen Ursache handelte es sich – ganz profan – um eine undichte Dachabdichtung.

Sachverhalt

Im Zuge der Generalsanierung einer Schwimmhalle waren deren Fassade sowie das Flachdach neu hergestellt worden. Nach der Wiederaufnahme des Betriebs wurde im Bereich der Fassade ein Feuchteschaden festgestellt. Hinsichtlich dessen Ursache bestand Uneinigkeit bzw. Klärungsbedarf, weswegen eine entsprechende Begutachtung vorgenommen wurde.

Feststellungen

Die Konstruktion der Schwimmhalle bestand aus Stützen mit einer Dachkonstruktion aus Bindern und einer Stahlbeton-Rippendecke. Die Fassaden wurden durch Pfosten-Riegel-Konstruktionen gebildet. Das Dach war als konventionelles Flachdach ausgebildet.

Die Schadensbilder zeigten sich in der Schwimmhalle im Bereich der Fassaden. Dort wurden an mehreren Stellen Schadensbilder in Form von Verfärbungen der Unterdecke festgestellt (Bild 01). Weiterhin waren partiell Ablaufspuren bei den Pfos-ten der Fassadenkonstruktion vorhanden (Bild 02).

Die Dachfläche war im überwiegenden Bereich extensiv begrünt. Es wurden dort mehrere Öffnungsstellen in der Abdichtung aus Kunststoffbahnen angelegt. Eine der untersuchten Stellen befand sich nahe bei einem Ablauf (Bild 03). Der betreffende Bereich war nach Auskunft der Beteiligten aufgrund einer Undichtigkeit überarbeitet worden. Die Abdichtung aus Kunststoffbahnen war deshalb dort zweilagig verlegt. Darunter ­befanden sich eine Gefälledämmung aus ex­pandiertem Polystyrol (EPS) sowie eine Dampfsperre aus Bitumenbahnen (Bild 04). Auf der Dampfsperre war Wasser in der Dachkonstruk-tion vorhanden; der Wasserstand betrug etwa 2 mm. Bei Belastung des umliegenden Bereichs trat unter der Dämmung weiteres Wasser hervor (Bild 05). Die Dampfsperre aus Bitumenbahnen ließ sich bei dieser Stelle nahezu rückstandsfrei vom Untergrund lösen. Darunter war ein Voranstrich erkennbar. Wasser befand sich nicht unterhalb der Dampfsperre.

Bei weiteren Untersuchungsstellen auf der Dachfläche nahe der Attika war zwischen der Dämmung und der Dampfsperre aus Bitumenbahnen ein Wasserfilm vorhanden. Die Dampfsperre war dort bereichsweise vollflächig am Untergrund verklebt; bereichsweise ließ sie sich aber auch weitgehend rückstandsfrei vom Untergrund lösen. Darunter war auf der Massivdecke jeweils ein Vor-anstrich vorhanden. Bei einer untersuchten Stelle befand sich auf der Rohdecke unterhalb der Dampfsperre Wasser. Die Dampfsperre war dort durch eine mechanische Befestigung der Dachabdichtung durchdrungen (Bild 06).

Die Pfosten-Riegel-Konstruktion der Fassade war bis in den Bereich der Attika geführt und wies dort anstelle der im Bereich der Schwimmhalle vorhandenen Isolierverglasungen opake Glaspaneele auf. Um Feststellungen zur ausgeführten Konstruktion bei der Attika treffen zu können, wurden einzelne Glaspaneele demontiert. Danach war ersichtlich, dass rückseitig – also von der Dachseite her – an die Glaspaneele eine Dämmung und ein Blech anschlossen. Das Blech war an der stählernen Tragkonstruktion der Attika montiert. Von der Dachseite her waren die Kunststoff-Dachabdichtungsbahnen bis über die Attika geführt und die Bitumen-Dampfsperrbahnen an der Attika hochgeführt. Oberseitig schloss die Attika mit einem Abdeckblech ab. An der Unterseite des obersten Riegelprofils der Fassade befanden sich zum Zeitpunkt der Bauteilöffnung Wassertropfen (Bild 07). Auf der Dämmung und dem rückseitig angrenzenden Blech waren Ablaufspuren von Wasser ersichtlich.

Beim Fußpunkt der Attika war zwischen der Stirnseite der dortigen Massivdecke und dem etwa in gleicher Höhe befindlichen Riegelprofil der Fassadenkonstruktion eine Butylbahn vorhanden, die mittels eines Klebers am Untergrund befestigt worden war. Hinter den Pfosten der Fassade war diese Bahn durchgehend verlegt. Der Abstand zwischen der Deckenstirnseite und der Innenkante der Pfosten betrug etwa 4 cm (Bild 08). Hier befanden sich zudem Stahllaschen, an denen die Fassade montiert war. Partiell waren unterhalb der Butylbahn Ablaufspuren vorhanden. Bei diesen Stellen – insbesondere bei den Pfosten der Fassadenkonstruktion – war die Butylbahn mehrfach nicht fest und durchgehend am Untergrund verklebt (Bild 09).

Während der Ortsbesichtigung wurden die Zustandswerte der Raumluft in der Schwimmhalle erfasst. Die Lufttemperatur lag dort nahezu konstant bei 30 °C und die relative Luftfeuchte betrug etwa 55 %. Die Temperatur der Außenluft belief sich auf etwa 12 °C.

Bewertung

Die festgestellten Schadensbilder können auf zwei unterschiedliche Ursachen zurückgeführt werden, wobei eine genaue Quotelung der Ursachen allerdings nicht möglich ist: Einerseits weist das in der Dachkonstruktion festgestellte Wasser auf eine mangelhafte Funktionalität der Dachabdichtung hin. Andererseits kommt als Ursache ein konvektiver Transport von Wasserdampf in den Bereich der Attika mit anschließender Kondensation in Frage.

Die Dachabdichtung war nach der Auskunft der Beteiligten bereits zu einem früheren Zeitpunkt aufgrund einer Undichtigkeit überarbeitet worden. Bei dem in der Dachkonstruktion festgestellten Wasser kann es sich demnach auch um Reste vormals eingetretenen Wassers handeln. Plausi-bler ist aufgrund des auch danach noch aufgetretenen Feuchteschadens – und auch der räumlichen Lage des bei den Untersuchungsstellen in der Konstruktion vorgefundenen Wassers – jedoch eine nicht vollständig gegebene Funktionalität der Dachabdichtung. Im Bereich des Dachrandes kann das in die Konstruktion eingetretene Wasser z. B. bei den Durchdringungen der mechanischen Befestigungen unter die Dampfsperre gelangen und in der Folge über die Deckenkante nach unten hin abfließen. Begünstigt wird dies durch den trotz des vorhandenen Voranstrichs partiell mangelhaften Verbund der Bitumen-Dampfsperrbahnen mit dem Untergrund. Durch die festgestellten Fehlstellen in der Butylbahn gelangt es dann weiter nach unten und kann dort bei der Unterdecke und den Fassadenpfosten die beschriebenen Schadensbilder verursachen.

Die Kondensation von Wasserdampf im Bereich der Attika stellt eine weitere ebenso plausible Schadensursache dar. Für die vor Ort gemessenen Zustandswerte der Luft in der Schwimmhalle liegt die Taupunkttemperatur bei 20 °C! Dieser vergleichsweise hohe Wert verdeutlicht, dass dem Feuchteschutz bei einer Schwimmhalle eine wesentlich höhere Aufmerksamkeit gewidmet werden muss als beispielsweise im Wohnungsbau. In diesem Zusammenhang ist eine Differenzierung zwischen Dampfdichtigkeit und Luftdichtigkeit der Konstruktion erforderlich.

Hinsichtlich der Dampfdichtigkeit gibt es – vereinfacht – zwei prinzipiell unterschiedliche Konstruktionsweisen: Entweder wird eine Diffusion von Wasserdampf durch das Bauteil zugelassen oder es werden Dampfsperren zur Minimierung des Diffusionsstroms in das Bauteil angeordnet. In beiden Fällen sollen die Diffusionswiderstände der Bauteilschichten von innen nach außen abnehmen. Das heißt, dass die Konstruktion dem von innen eingetretenen Wasserdampf einen nach außen hin abnehmenden Widerstand entgegensetzt, so dass der Wasserdampf schadensfrei nach außen diffundieren kann.

Hinsichtlich der Luftdichtheit gilt es, Fugenspaltströmungen zu vermeiden. Wenn warme feuchte Luft aus dem Gebäude konvektiv – das heißt, mit einer Luftströmung – durch Fugen in der Gebäudehülle nach außen gelangt, wird der in der Luft enthaltene Wasserdampf bei Unterschreitung der Taupunkttemperatur kondensieren. Auf diese Weise können erhebliche Wassermengen in der Konstruktion anfallen. Daher ist es erforderlich, die Außenbauteile möglichst luftdicht herzustellen.

Bei der vorhandenen Konstruktion stellt für den Bereich der Attika die Butylbahn die maßgebende Bauteilschicht dar. Diese trennt die Attika vom Raumvolumen der Schwimmhalle; mithin von der dort vorhandenen warmen und feuchten Luft. Die Attika ist durch das Glaspaneel, den obersten Riegel der Fassadenkonstruktion sowie das Blech umschlossen. Diese Bauteile sind sämtlich praktisch dampfdicht. Im Bereich der An- und Abschlüsse – insbesondere beim oberen Abschluss der Attika – sind jedoch Fugenspalte nicht auszuschließen. Zur Umsetzung der vorstehenden Anforderungen müsste die Butylbahn insofern eine größere Dampfdichtigkeit als die bereits praktisch dampfdichte Attikakonstruktion aufweisen und sie müsste zur Vermeidung eines konvektiven Feuchtetransports weitestgehend luftdicht sein.

Diese Anforderungen kann die Butylbahn nicht erfüllen. Sie ist bereits wegen der Bauteilgeometrie handwerklich nicht sicher herstellbar. Dies betrifft insbesondere den Bereich der Pfosten der Fassadenkonstruktion, wo lediglich ein schmaler Spalt zur Stirnseite der Massivdecke vorhanden ist. Genau dort weisen die festgestellten Ablaufspuren auf die vorhandenen Fehlstellen in der Verklebung der Butylbahn hin. Durch diese Fehlstellen kann warme feuchte Luft aus der Schwimmhalle in den Bereich der Attika gelangen und es kann das Tauwasser wiederum aus der Attika in den Bereich der Schwimmhalle abfließen. Aufgrund ihrer Geometrie wirkt die Attika wie eine Kühlrippe, so dass selbst bei einer Außentemperatur von 12 °C – wie bei der Ortsbesichtigung – mit einer erheblichen Kondensation zu rechnen ist. Die an der Unterseite des obersten Riegelprofils festgestellten Wassertropfen belegen dies.

Im Resultat kann der Feuchteschaden somit auf eine mangelhafte Funktionalität der Dachabdichtung und auf eine mangelhafte Ausbildung der Dampf- bzw. Luftdichtheit zur Attika hin zurückgeführt werden. Der Butylbahn kommt für die Entstehung des Schadensbildes – unabhängig von sonstigen Mängeln der Konstruktion – eine Schlüsselrolle zu, denn durch eine dicht verklebte Bahn gelangt nicht nur keine warme feuchte Luft in den Bereich der Attika, sondern es gelangt auch kein Wasser – Kondensat oder eingetretenes Wasser – aus dem Bereich der Attika in die Schwimmhalle.

Instandsetzung

Für den Feuchteschaden sind zwei verschiedene Ursachen plausibel. Diese sind daher auch beide in eine Instandsetzung mit einzubeziehen.

Hinsichtlich der Dachabdichtung ist eine Ortung bzw. Lokalisierung vorhandener Undichtigkeiten erforderlich. Dies ist bei extensiv begrünten Dachflächen z. B. prinzipiell mittels einer gastechnischen Leckortung möglich. Darüber hinaus ist es zweckmäßig, große Dachflächen durch Schotts in kleinere Teilflächen zu unterteilen. Im Falle einer Undichtigkeit lassen sich die Leckstellen so leichter eingrenzen bzw. orten.

Hinsichtlich der Vermeidung einer Tauwasserbildung im Bereich der Attika ist zunächst eine Prüfung und Nacharbeit bestehender Fehlstellen bei der Butylbahn zwecks Minimierung eines Dampfeintrags durch Diffusion (Dampfdichtigkeit) bzw. Konvektion (Luftdichtigkeit) in die Attika zweckmäßig. Eine Dampf- und Luftdichtigkeit in dem erforderlichen Maße wird sich hierdurch aufgrund der komplizierten Geometrie aber voraussichtlich nicht herstellen lassen. Daher kann – als ganz pragmatische Vorgehensweise – zusätzlich durch die Lüftungsanlage in der Schwimmhalle ein geringer Unterdruck gegenüber der Außenluft erzeugt werden, so dass bei vorhandenen geringen Leckstellen ein – dann unkritischer – konvektiver Transport stets von außen nach innen stattfindet. Diese Methodik zur Schadensvermeidung wird z. B. in [1] beschrieben.

Eine solche Vorgehensweise entspricht natürlich nicht der Anforderung, dass die Konstruktion der Gebäudehülle innen dampfdichter als außen sein sollte. Um dies umzusetzen, wäre jedoch eine komplette Neuplanung und -ausführung des gesamten Attikabereichs erforderlich. Vor diesem Hintergrund stellt die beschriebene Vorgehensweise zumindest einen gangbaren Weg dar, wenn alle Beteiligten ihre Zustimmung erteilen.

Literatur

[1] Kappler, H.-P.: „Schwimmbäder“, in: Bauphysik-Kalender 2001, Verlag Ernst & Sohn, 2001

[2] DIN 4108-3:2018-10 „Wärmeschutz und Energieeinsparung in Gebäuden – Klimabedingter Feuchteschutz – Anforderungen, Berechnungsverfahren und Hinweise für Planung und Ausführung“

Schadensvermeidung

Aus den zwei Ursachen dieses Schadensfalls können wichtige Erkenntnisse für die Planung und Ausführung gewonnen werden:

Undichtigkeiten eines Flachdachs werden sich wohl nicht sicher vermeiden lassen. Gerade bei großen Dachflächen können aber die Folgen einer Undichtigkeit durch Unterteilung der großen Fläche in kleinere Teilflächen mittels Schotts abgemindert werden.

Feuchteschutz ist insbesondere bei Schwimmhallen anspruchsvoll. Die Konstruktionen sollten dem Wasserdampf einen von innen nach außen hin abnehmenden Widerstand entgegensetzen und sie sollten innen möglichst luftdicht sein.

Schon gewusst?

Der Nachweis eines ausreichenden Feuchteschutzes kann prinzipiell durch Auswahl einer nachweisfreien Konstruktion, durch einen einfachen Nachweis mittels Periodenbilanzverfahren („Glaser“-Verfahren), oder durch eine hygrothermische Simulation erfolgen. Die beiden erstgenannten Möglichkeiten kommen jedoch nur für „nicht klimatisierte Wohn- oder wohnähnlich genutzte Gebäude“ [2] in Frage. Insbesondere auch Schwimmbäder werden in der DIN 4108-3 [2] von der Anwendung des Periodenbilanzverfahrens ausgeschlossen. Hier ist also eine hygrothermische Simulation – die jetzt normativ geregelt ist – zum Nachweis des ausreichenden Feuchteschutzes erforderlich.

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