Wie entstehen Wärmebrücken durch eine Wärmedämmung?

Wärmebrücken sind Bauteile, wo im Vergleich zu angrenzenden Bauteilen beziehungsweise Bauteilabschnitten eine niedrigere Oberflächentemperatur vorliegt. Die Folgen sind eine höhere Feuchtigkeitsbelastung, die zu den bekannten Schimmelpilzerscheinungen und zum erhöhten Materialverschleiß führen. Bei den nachfolgenden Beispielen entstehen durch die nachträglich angebrachte äußere Wärmedämmung eine Wärmebrücken.

(Die Feuchtigkeit in der Luft kondensiert an der kühlen Oberfläche, da sich hier die Luft abkühlt und weniger Wasser in Dampfform aufgenommen werden kann. Zum Beispiel wird die Luft mit einer Temperatur von 20 ºC und einer relativen Luftfeuchte von 60 % auf 12 ºC verringert, so liegt die relative Luftfeuchte bei 100 %. Es bildet sich Tauwasser.)

An den nachfolgenden Beispielen wird aufgezeigt, dass gerade durch die nachträglich angebrachte Wärmedämmung bisher wenig in Erscheinung getretene Problembereiche erst sichtbar werden.

In der Abbildung 1 und 2 wird die Temperaturkurve und die Isothermen an einer monolithischen Konstruktion und Schichtkonstruktion (Außendämmung) dargestellt.

Wärmebrücke an einem Fenster bei einer Außendämmung

An der Unterseite des Fensterbrettes wird die Temperaturdifferenz durch die Dämmung von 5 K auf 23 K verschlechtert. Die Folge dürfte eine Durchfeuchtung des Bauteilabschnittes sein. Wobei sich hierdurch die Wirkung der Dämmung noch einmal verschlechtert und sich die Temperaturdifferenz erhöht.

Ähnlich sieht es bei der Fensterlaibung aus. In der Abbildung 3 wird eine monolithische Wand mit Kastenfenster dargestellt. Der Wärmeaustausch zwischen den beiden Systemen (innen und außen) erfolgt über die Wandfläche, Fensterlaibung und Kastenfenster. Die Temperaturdifferenz zwischen den 3 Bauteilen ist im Verhältnis nicht sehr groß, nur bei hohen Temperaturdifferenzen. Die Feuchtigkeit kann sich so annähernd überall gleichmäßig an der Wandoberfläche anlagern (Adsorption).

Abbildung 3: Wärmefluss durch eine Außenwand

In der Abbildung 4 ist der gleiche Wandaufbau mit einer Außendämmung und neuem Fenster mit Isolierverglasung dargestellt. Die Temperatur an der Innenwandoberfläche wird durch die Dämmwirkung höher. Ebenso dürfte^*) die Oberflächentemperatur am Fensterglas höher sein als beim Kastenfenster.

Abbildung 4: Wärmefluss durch eine Außenwand mit Wärmedämmung

Überschüssige Luftfeuchtigkeit konnte bisher von fast der gesamten raumumschließenden Fläche aufgenommen werden. Jetzt verbleibt an der Außenwand nur noch die Fensterlaibung, die die niedrigste Oberflächentemperatur aufweist. Ein Kastenfenster hat eine Breite von 15 cm, die einer Isolierverglasung 6 cm. Die Wegstrecke des Wärmestroms an den Maueranschlüssen ist mehr als halbiert. Die Wärmeisolierung von 1 oder 2 cm an der äußeren Fensterlaibung verringert das Problem, kann es aber nicht beseitigen. Die Folge ist eine erhöhte Schimmelpilzbildung. Es wirken aber auch anderen Faktoren, wie dichtere Fenster und die Veränderung der Heizung von der Strahlenheizung zur ungünstigeren Konvektionsheizung. Ein gesonderter Artikel befasst sich mit dem Fensteraustausch.

In Zwickau wurden bei einem Mehrfamilienhaus Q 3 A oder Q 6 von 1965 bei der Sanierung eine äußere Wärmedämmung angebracht. (Abbildung 5).

Durch diese Maßnahme wurde die dünne Treppenhauswand im Erdgeschoss zur "Wärmebrücke". Die Temperatur an der inneren Wandoberfläche der Küche betrug 12-13 ºC, bei einer Raumtemperatur von 19 ºC und einer relativen Luftfeuchte von 43%. An der Wandoberfläche beträgt diese relative Luftfeuchtigkeit ca. 70 %. (In der Küche liegt die Luftfeuchte sicherlich sonst über diesen Wert und bereits bei 55 % beträgt diese an der Wandoberfläche ca. 80 %.) Die Sanierung erfolgte in der Küche und im Flur zum Treppenhaus mit einer Innendämmung (20 mm Kalziumsilikatplatten bzw. Klimaplatte). Bei der Sanierung/Modernisierung in Leipzig hatte man im Treppenhaus ein Heizkörper aufgestellt und so von vornherein die hohen Temperaturdifferenzen vermieden.

Beim Dachgeschossausbau treten gerade auch diese Probleme verstärkt auf. Unterschiedliche Dicke des Dämmstoffes im Kehlbereich, Wand-, Rohr- und Fensteranschlüsse führen zum Teil zu erheblichen Temperaturdifferenzen.

Aber auch an der Fassade können Wärmebrücken durch eine nachträgliche Wärmedämmung entstehen. Die Wärmedämmung an älteren Hochhäusern in Kiew werden Wohnungsweise ausgeführt. An den Rändern entstehen so Wärmebrücken.

^*) für eine genaue Aussage muss ein Messwert sowohl am ausgebauten Kastenfenster und am Isolierfenster vorliegen.
Abbildung 1 und 2 aus Vortrag von Prof. Dr.-Ing. habil. C. Meier in Quedlinburg 10.02.2001