Massiver Feuchteschaden an einem Flachdach in Holzkonstruktion

Bei diesem Schadensfall entstand einen massiver Feuchteschaden an einem Flachdach in Holzkonstruktion.

Von der klagenden Partei bzw. deren Gutachter wurden kleine Undichtheiten in der Dampfsperre und der Luftdichtheitsebene für den Schaden verantwortlich gemacht. Als tatsächliche Ursache stellte sich dann aber etwas ganz anderes heraus.

Ein Hotel wurde im Winter 2008/2009 aufgestockt. Das Flachdach über dem obersten Geschoss war danach von Feuchteschäden betroffen.

Im Juli/August 2009 traten erstmalig an den Wänden direkt unterhalb der abgehängten Decke feuchte Flecken auf. Dies wiederholte sich im Sommer 2010, zusätzlich tropfte Wasser aus den Deckenleuchten im Flur. Daraufhin wurde im Oktober/November 2010 die Trocknung des Flachdachaufbaus vom Dach her veranlasst.

Beim Abbau der Trocknungsgeräte entstand jedoch wieder ein Wasserschaden: Es drang in zwei Räumen soviel Wasser in den Dachaufbau ein, dass die Gefachdämmung samt Unterdecke entfernt und erneuert werden musste, wobei Feuchte- und Pilzschäden zu Tage traten. Daraufhin wurde auch in den vom Wasserschaden nicht betroffenen Räumen eine kleinere Öffnung der Decke vorgenommen mit dem Ergebnis, dass dort die gleichen Schäden vorlagen.

Schadensbild

In zwei Räumen wurde beim Ortstermin die Decke geöffnet.

Raum 1 (vom Wasserschaden nicht betroffen)

Der Dachaufbau besteht aus einer gefällelosen, bituminösen Flachdachabdichtung, einer 20 mm dicken, parallel besäumten, rauen Holzschalung, den Deckenbalken (8/20 cm) mit dazwischenliegender Wärmedämmung, einer PE-Folie als Dampfsperre und der abgehängten Unterdecke. Nach dem Entfernen der Unterdecke wurde folgendes Bild ersichtlich:

• Die Oberseite der Dampfsperrfolie zeigt eingetrocknete Wasserränder. Der Bahnenstoß ist mit Klebeband abgeklebt.
• Die Dämmung aus Glaswollefilz ist bröselig, aber nicht schimmlig. Sie ist 16 cm dick; darüber befindet sich ein ungedämmter, 4 cm hoher Hohlraum.
• Die Deckenbalken sind vor allem an der Auflage der Dachschalung geringfügig mit Schimmelpilz befallen. Der Feuchtegehalt [1] beträgt ca. 17,1 % auf der Unterseite und ca. 17,4 % an der Oberseite.
• Die Holzschalung weist einen unterschiedlichen Schimmelpilzbefall auf. Die einzelnen Bretter haben unterschiedliche Breiten (17 bis 19,3 cm) und unterschiedlich große Fugen (10 bis 11 mm). Der Feuchtegehalt beträgt 11,8 bis 12,2 %.

Oberhalb der Schalung ist die Dachabdichtung zu erkennen.

Raum 2 (vom Wasserschaden betroffen)

Bei der Sanierung wurden die Gefachdämmung, die Dampfsperre und die gesamte abgehängte Decke erneuert. Nach dem Entfernen der Unterdecke zeigte sich trotzdem folgendes Bild:

• Die erneuerte Dampfsperrfolie ist unauffällig, die Stöße und Wandanschlüsse sind mit Klebeband abgeklebt.
• Die erneuerte Dämmung aus Glaswollefilz mit 20 cm Dicke zeigt auf der dem Flachdach zugewandten Seite Schimmelpilzbefall.
• Die Deckenbalken sind vor allem an der Auflage der Dachschalung mit Schimmelpilz befallen. Der Feuchtegehalt [1] beträgt ca. 17,8 % auf der Unterseite und ca. 18,4 % an der Oberseite.
• Auch in diesem Raum weist die Holzschalung Schimmelpilzbefall auf. Die einzelnen Bretter haben unterschiedliche Breiten (17,5 bis 19,5 cm) und unterschiedlich große Fugen (7 bis 9 mm). Der Feuchtegehalt beträgt 11,9 bis 13,9 %. Oberhalb der Schalung ist die Dachabdichtung zu erkennen.
• Über der gemauerten Trennwand zum Nachbarraum wächst an den Deckenbalken und der Schalung ein Pilzmycel. Nach Entfernen des Glaswollefilzes von der Oberseite des Mauerwerks zeigt sich, dass das Mycel sich über der Wand in Richtung des Nachbarraums auf dem Deckenbalken, der Schalung und dem Glaswollefilz ausgebreitet hat. Im Bereich des Pilzmycels beträgt die Holzfeuchte des Deckenbalkens ca. 22,5 % und die der Schalung ca. 34,8 %. Das Holz ist an diesen Stellen aufgefasert und es beginnt der Masseverlust.

Rückschlüsse aus dem Befund der Bauteilöffnungen

Die Holzschalung hat in den Bereichen mit etwa 12 bis 14 % Feuchtegehalt ihre Ausgleichsfeuchte für diese Einbauzustand erreicht [12; Tab. F3], sie ist also trocken. Folgende Indizien sprechen jedoch dafür, dass die Holzschalung beim Einbau nass war.

Die Bretter der rauen Dachschalung weisen unterschiedliche Brettbreiten und Fugenbreiten auf. Es ist davon auszugehen, dass die Bretter wie üblich (abgesehen von kleinen Passungenauigkeiten) dicht aneinander gestoßen verlegt wurden. Die Fugen zwischen den Brettern sind also bei Schwinden des Holzes infolge der Austrocknung entstanden.

Wenn sich bei Holz unterhalb des Fasersättigungspunkts von > 30 % die Holzfeuchte um 1 % ändert, verändert sich die Breite des Brettes um etwa 0,24 %. Oberhalb des Fasersättigungspunktes findet keine Volumenänderung mehr statt. Aus den beim Ortstermin gemessenen Feuchtewerten und den Fugenbreiten zwischen den einzelnen Schalbrettern lässt sich dadurch zurückrechnen, dass die Einbaufeuchte der rauen Schalung mit 22 mm Dicke mindestens einen Fasersättigungspunkt von 30 % aufwies, d. h. die Schalung war beim Einbau nass.

Nach DIN 1052:2004-8 [12] Abschnitt 6, darf die Einbaufeuchte von Holz und Holzwerkstoffen in der Nutzungsklasse 1 max. 20 % betragen, um Schwindrisse und Maßänderungen zu vermeiden und eine ausreichende Dauerhaftigkeit und Gebrauchstauglichkeit sicherzustellen.

Abb. 1: Fugen der Dachschalung, erkennbare Dachabdichtung, Schimmelpilzbefall an Deckenbalken und Schalung (Foto: Hammes)

Der Schimmelpilzbefall ist ein Indiz für freies Wasser in den Zellhohlräumen und damit für eine Überschreitung des Fasersättigungspunkts von 30 % an dieser Stelle. Der Schimmelpilz, der nicht holzzerstörend ist, wächst dann relativ schnell, der Befall erlischt aber bei der Trocknung des Holzes.

Der Schimmelpilzbefall der Deckenbalken beschränkt sich überwiegend auf die Oberseite der Deckenbalken, wo die Dachschalung aufliegt. Demnach entstand der Schimmelpilzbefall auf der Balkenoberseite hauptsächlich dadurch, dass die Deckenbalken Wasser aus der aufliegenden nassen Schalung aufnahmen.

Über den gemauerten Trennwänden sind auch nach der Trocknung sowohl die Schalung als auch die Deckenbalken im Bereich des gelben Pilzmycels nass. Die Laboruntersuchung ergab, dass es sich bei dem Pilzmycel um den holzzerstörenden „Weißen Porenschwamm“ handelt. Holzzerstörende Pilze brauchen freies Wasser um auszukeimen, und zwar über mindestens sechs Monate. Danach keimen die in der Probe nachgewiesenen, holzzerstörenden Hyphen aus. Wenn Pilze erst einmal Fuß gefasst haben, wachsen sie unter günstigen Bedingungen auch bei niedrigen Feuchtewerten weiter und der Masseabbau des Holzes – die Holzzerstörung – beginnt [7].

Abb. 2: Schimmelpilz und Porenschwammbefall, Nässe (Foto: Hammes)

Abb. 3: Nahaufnahme Pilzmycel (Foto: Hammes)

Auch die nach dem Wasserschaden und der Trocknung des Dachaufbaus neu eingebaute Mineralwolldämmung schimmelt oberseitig. Diese erneuerte Dämmung wurde als Gefachvolldämmung mit 20 cm Dicke eingebaut. Der Schimmelpilzbefall weist darauf hin, dass an der Unterseite der Dachabdichtung Tauwasser ausfällt und die Dämmung befeuchtet.

Die Reste des eingetrockneten Wassers auf der Dampfsperrfolie in dem vom Wasserschaden nicht betroffenen Raum weisen auf erhebliche Mengen von Wasser hin, das dort auskondensierte.

• Schadensursachen

Durch den Aufbau des Flachdachs mit einer raumseitigen Dampfsperre und einer Dachabdichtung (beide mit hohem Dampfdiffusionswiderstand) wurde ein beidseitig weitgehend dampfdichter Hohlraum (eine sog. Feuchtefalle) geplant und gebaut, der für die aufgetretenen Feuchteschäden hauptursächlich ist.

In den Hohlraum der Deckenbalkenkonstruktion dringt Feuchte aus verschiedenen Quellen ein:

• Feuchteeintrag aus der hohen Einbaufeuchte der Dachschalung

Schon um die „nur“ 30 % Holzfeuchte auf die gemessenen Feuchtewerte von etwa 12 % zu trocknen, gibt die Schalung pro Quadratmeter etwa 1,7 kg Wasser ab. Das Wasser kann wegen des beidseitig dampfdichten Aufbaus nicht austrocknen; es wird teilweise von den umgebenden, trockeneren Baustoffen aufgenommen und führt zu deren Auffeuchtung. Dadurch stellen sich gute Wachstumsbedingungen für die verschiedenen Pilze ein.

Das überschüssige Wasser kondensiert im Sommer an der Dampfsperre aus und steht dann als Pfütze auf der Dampfsperre. An Durchdringungen in der Dampfsperre, beispielsweise an den Kabeldurchführungen von Leuchten, kann es dann in den Raum abtropfen.

• Direkter, unvermeidbarer Feuchteeintrag

Dieser ergibt sich aus der „normalen“ Neubaufeuchte der neu aufgemauerten und in den Deckenhohlraum einbindenden Massivwände.

• Konstruktiv bedingter, unvermeidbarer Feuchtetransport durch Flankendiffusion

Die Luftfeuchtigkeit dringt über die Flanke des seitlichen Dampfsperrenanschlusses in den Deckenhohlraum ein (auch wenn ersterer dicht ist). Der Feuchtestrom umgeht dabei die Dampfsperre und wandert u. a. durch die einbindenden Massivwände in den Deckenhohlraum ein [4].

• Einbindende Wände als Wärmebrücke

Die mit nur 4 cm Dämmung abgedeckten Mauerwerkswände stellen keinen wärmebrückenfreien Anschluss der massiven Wände an das Flachdach dar. So führen die im Winter niedrigen Oberflächentemperaturen der Wände zu einem Tauwasserniederschlag an den Wänden und evtl. auch an der Unterseite der Dachabdichtung in den Fugen der Schalung.

Der Ortstermin fand zu einem günstigen Zeitpunkt bei warmem Wetter im Herbst statt. Es ist also davon auszugehen – und das Pilzwachstum weist ebenfalls darauf hin –, dass bei kalten Außentemperaturen noch höhere Feuchtewerte im Holz auftreten.

Die hohen gemessenen Feuchtewerte über der Trennwand erklären sich aus dem vorbeschriebenen Feuchteintrag über die einbindenden Massivwände.

• Feuchteeintrag aus vermutlich nicht luftdichtem Abschluss der Deckenbalkengefache zum Außenklima

Die Feuchte verteilt sich deshalb im Hohlraum über der Wärmedämmung in den Gefachen.

Abb. 4: Porenschwamm über der Trennwand, aufgefasertes Holz (Foto: Hammes)

Die vorstehenden fünf Ursachen sind die hauptsächlichen Feuchtequellen. Weitere Feuchtequellen haben in geringem Umfang ebenfalls zum Schaden beigetragen. Dazu zählen auch der geringfügige Feuchteeintrag durch die „reguläre“ Dampfdiffusion sowie der ebenfalls geringfügige Feuchteeintrag durch Konvektion aufgrund von Undichtheiten der Luftdichtheitsschicht.

• Fehlstellen der Wärmedämmung

Auch ungedämmte, unbelüftete Hohlräume auf der kalten, also der oberen Seite eines Flachdachs äußerst risikobeladen, weil sie zu kritischen Feuchteverteilungen innerhalb eines Balkengefachs von feuchtebelasteten Stellen zu eigentlich trockenen Gefachbereichen führen können [2]. Dadurch kann sich ein ursprünglich lokal begrenzter Feuchteschaden im Flachdach ausbreiten.

In den kleinen geöffneten Bereichen lag die Glaswolle seitlich an den Deckenbalken an. Ob am übrigen Flachdach die sehr kritischen Lücken zwischen der Wärmedämmung und den Deckenbalken vorhanden sind, war aus den von der Sanierung des Wasserschadens vorliegenden Fotos nicht sicher nachvollziehbar; vorhandene Lücken würden aber auch den aus der Sanierung bekannten, flächigen Schimmelpilzbefall der Deckenbalken erklären.

• Schlussfolgerungen

Die eingebaute und eindringende Feuchtigkeit kann aufgrund der hohen Dampfdiffusionswiderstände der Dampfsperre mit sd,i > 100 m und der Dachabdichtung (sd,e > 300 m, unter Praxisbedingungen jedoch dampfdicht) nur in vernachlässigbarer Menge und über Jahrzehnte nach innen verdunsten. Vorher aber schädigen die holzzerstörenden Pilze die Konstruktion. Darauf wird auch in DIN 4108-3 [8], Abs. 4.3.3.2 hingewiesen:

„Bei nicht belüfteten Dächern mit (…) äußeren diffusionshemmenden Schichten mit sd,e > 2 m [Anm. d. Verf.: hier = Dachabdichtung] kann erhöhte Baufeuchte oder später, z.B. durch Undichtigkeiten eingedrungene Feuchte nur schlecht oder gar nicht austrocknen.“

Bei Flachdächern mit unbehandelten Holzbauteilen, wie sie hier verbaut wurden und die demnach in die Gefährdungsklasse 0 eingestuft wurden, ist zur Vermeidung von Pilzbefall unterseitig eine diffusionsoffene Abdeckung (sd,i < 10 m) anzubringen [10]. Es wird empfohlen, eine Verdunstungsreserve (das ist die Differenz zwischen der Tauwassermenge und der Verdunstungsmenge) von 250 g/m² vorzusehen.

• Zur Verdeutlichung:

Im streitgegenständlichen Flachdach waren allein aus der nassen Holzschalung ca. 1700 g Wasser enthalten. Unberücksichtigt sind dabei alle weiteren Feuchteeinträge sowie die regulär durchtretende Feuchte durch Dampfdiffusion, die aber nur etwa 9 g/m² beträgt. Das Verdunstungspotential der gewählten Dampfsperre beträgt aber nur 26 g/m²!

• Fazit zur Schadensursache

Die Ursache dieses massiven Feuchteschadens ist nicht darin zu sehen, dass in eine trockene Konstruktion durch Fehlstellen in der Luftdichtheitsschicht und in der Dampfsperre Feuchte eingedrungen war, sondern dass durch den geplanten und ausgeführten Dachaufbau die eingeschlossene Feuchte aus dem Bauverlauf und die später eindringende Feuchte nicht rechtzeitig und schadensfrei nach innen verdunsten konnten bzw. können (sog. Rücktrocknung).

Das Schadensbild und der Schadensverlauf bestätigen diese Annahmen.

Die ersten Feuchteschäden traten bereits im Sommer 2009 nach der Fertigstellung auf und dann wieder im darauffolgenden Sommer. Der Grund liegt darin, dass im Sommer das Dach von der Sonne aufgeheizt wird und dann eine hohe Temperatur aufweist. Dadurch wird ein gegenüber dem Winter umgekehrtes Dampfdruckgefälle von oben (warm) nach unten (kalt) bzw. außen nach innen bewirkt. Dies hat zur Folge, dass auf der raumseitigen, kühleren Dampfbremsfolie Kondensat ausfällt und Pfützen bildet, die auch an der Wand ablaufen können und zu den beobachteten Feuchteflecken führen.

Eine derartig starke, flächige Auffeuchtung der Konstruktion, die durch die bemängelten Fehlstellen der Dampfsperre verursacht wird, ist unwahrscheinlich. Dafür sind große Wassermengen notwendig.

Diese Auffeuchtung wäre im Winter entstanden, da dann das Dampfdruckgefälle von warm (innen) nach kalt (außen) bestanden hätte. Die Auffeuchtung hätte sich erst über Jahre entwickelt und wäre keinesfalls bereits in den ersten Sommern zu Tage getreten.

Autorin: Dipl.-Ing (FH) Barbara Hammes, öbuv Sachverständige für Schäden an Gebäuden, insbesondere im Holzhausbau

Literatur und Textverweise

[1] Gann Hydromette 4050, Sonde M20, Werte bei 17 mm Eindringtiefe in Masse% durch dielektrisches Messverfahren

[2] M. Mohrmann: Feuchteschäden beim Flachdach, Teil 1; In: Holzbau 3/2007

[3] DIN 4108-7:2001-08 Wärmeschutz und Energie-Einsparung in Gebäuden – Teil 7: Luftdichtheit von Gebäuden – Anforderungen, Planungs- und Ausführungsempfehlungen sowie -beispiele

[4] Moll bauökologische Produkte GmbH: Berechnung des Bauschadensfreiheitspotentials von Wärmedämmkonstruktionen im Holzbau. Dach, Wand, Decke. Feuchtevariable Dampfbremsen pro clima DB+ und Intello. Computergestützte Simulationsberechnung des gekoppelten Wärme- und Feuchtetransports von Wand- und Dachkonstruktionen unter Berücksichtigung der natürlichen Klimabedingungen und innerbaustofflichen Flüssigkeitstransporte, Schwetzingen, Mai 2005

[5] R. Borsch-Laaks: Condetti, In: Holzbau 4/2007

[6] R. Borsch-Laaks: Risiko Dampfkonvektion. Wann gibt es wirklich Schäden?; In: Holzbau Special Luftdichtheit, Heft 3/2006, S. 17–22, Und: E. U. Köhnke: Zu tief Luft geholt? Wann sind Leckagen der Luftdichtung ein Mangel?; In: Holzbau Special Luftdichtheit, Heft 3/2006, S. 28–33

[7] D. Kehl: Pilzmodelle – Ist der Befall vorhersehbar?; In: Holzbau 1/2011

[8] DIN 4108-3:2001-07 Wärmeschutz und Energie-Einsparung in Gebäuden – Teil 3: Klimabedingter Feuchteschutz – Anforderungen, Berechnungsverfahren und Hinweise für Planung und Ausführung

[9] D. Schmidt: Flachdachkonstruktionen in Holzbauweise, Teil 1: Belüftet oder nicht belüftet? Diffusionsoffen oder diffusionsdicht?; In: Holzbau 3/2007

[10] DIN 68800-2:1996-05 Holzschutz – Teil 2: Vorbeugende bauliche Maßnahmen im Hochbau

[11] DIN 68800-4:1996-05 Holzschutz – Teil 4: Bekämpfungsmaßnahmen gegen holzzerstörende Pilze und Insekten

[12] DIN 1052:2004-08 Entwurf, Berechnung und Bemessung von Holzbauwerken – Allgemeine Bemessungsregeln und Bemessungsregeln für den Hochbau

[13] F. Colling / DGfH Innovations- und Service GmbH: Lernen aus Schäden im Holzbau. Ursachen- Vermeidung- Beispiele, München 2000