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Sachverständigenbüro Richardson
bauschaden
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Schimmelpilzbefall in Fertigbauweisen

Seit 30 Jahren werden Container-Module, sogenannte Pavillons, in Kommunen als Klassenräume eingesetzt. In den "alten" Pavillons kommt es aufgrund einiger grundlegender bauphysikalischer Fehler, z.B. fehlender Dampfbremsen, ungedämmter Außenwände und Raumzellenstöße sowie, aufgrund im Laufe der Zeit auftretender Mängel, z.B. Feuchtigkeitsschäden durch undichte Flachdächer, immer wieder zu massiven geruchlichen Belästigungen.

Ein wesentlicher Faktor für die Geruchsbelästigung sind Feuchtigkeit und das in den "wasserfesten" Spanplatten (häufig der Fußböden) verwendete Chlornaphtalin. In der Raumluft können bereits sehr geringe Konzentrationen an Chlornaphtalin zu Geruchsbelästigungen führen. Häufig werden diese alten Pavillons aufgrund der vielen Mängel abgerissen.

Auch heute, nach 30 Jahren Erfahrung mit Fertigbauweisen, werden neue Pavillons wegen massiver Mängel im Bereich Luftdichtigkeit und damit verbundenen Feuchtigkeitsschäden abgerissen. Es stellt sich die Frage, warum Pavillons noch errichtet werden, wenn das Problem der Luftdichtigkeit für die Hersteller nur schwer in den Griff zu kriegen ist. Als Argument wird immer wieder angeführt, dass die Errichtung von Pavillons aufgrund höherer Flexibilität bei schwankenden Schülerzahlen ein wesentlicher Vorteil für die Kommune ist. Geplant sind diese Pavillons für einen Einsatz von ca. 15 Jahren. Im vorliegenden Fallbeispiel ist der Pavillon fünf Jahre alt und in je zwei Klassenräume in Obergeschoss und Erdgeschoss aufgeteilt. Anlass für baubiologische Untersuchungen waren seit dem Erstbezug anhaltende Geruchsbelästigungen und später auch gesundheitliche Beeinträchtigungen wie Augenreizungen und Kopfschmerzen bei Schulkindern und Lehrerinnen.

Zur Erhebung der Verdachtsmomente wurde folgende Vorgehensweise gewählt:

  • Gebäudeanamnese mit Abfragen von Nutzerverhalten und Einsicht in vorhandene Baupläne, um evtl. vorliegende bauphysikalische Probleme zu berücksichtigen.
  • Zunächst Messungen von leichtflüchtigen organischen Substanzen (VOC) und mikrobiellen leichtflüchtigen organischen Substanzen (MVOC) um zu überprüfen, ob chemische und/oder mikrobiologische Probleme aktuell nachzuweisen sind.

Der Aufbau des Pavillons ist eine Stahlrahmenkonstruktion auf Betonfundamentstreifen mit folgenden Materialien:

Wandaufbau FußbodenaufbauDachaufbau
FermacellplatteLinoleumbelag Fermacellplatte
SpanplatteFermacellplatte (doppelt) 
Dampfbremse (SD 100 µ) Stahlkonstruktion bzw. im Gefach Wärmedämmung (Mineralfaser)Dämmung (100 mm Polystyrol)Dampfbremse (SD 100 µ) Wärmedämmung
Fermacellplatte  Spanplatte
Thermohaut und PutzschichtTrapezblechEvalonbahn
Tabelle 1
Aufbau von Wand, Fußboden und Dach von innen nach außen

Die durchgeführten Raumluftuntersuchungen ergaben Folgendes:

Stoff/Verbindung/ArtKonzentrationen
in µg/m3
ObergeschossErdgeschoss
Aliphate/Alkene/Cycloalkane82,4 52,2
Alkohole 314,0295,0
Aromate 112,0 167,0
Carbonyle 317,0 511,0
Halogenierte KW 555,0 1430,0
Terpene 109,0 101,0
Phthalate 0,2 0,9
Glykole 12,7 74,3
Sonstige 12,91,6
VOC- insgesamt:1.520,02.640,0
Auffällige Substanzen:  
Alkohole als Indikatoren:  
n-Butanol15,235,2
2-Ethyl-1-hexanol3,06,3
Auffällige Aromate   
Styrol  1,7
Halogenierte KW :   
1.1.1-Difluorchlorethan 1430,0
Tabelle 2
Raumluftuntersuchung bei: Institut Fresenius, Dresden: Probenahme auf Anasorb, Analyse mit GC-MS, das Adsorbens wird mit Schwefelkohlenstoff und interne Standards eluiert. Diese Extrakte werden über Heißdampfer kapillargas-chromatografisch analysiert. Die Detektion erfolgt an einem GS-MS System (Ion Trap). Zur Erhöhung der Selektivität wird die chemische Ionisation mit Wasser eingesetzt.

Die Konzentration an flüchtigen organischen Komponenten (VOC) wurde für einen fünf Jahre alten, seither nicht mehr renovierten Pavillon als zu hoch bewertet. Nach Bau- und Renovierungsmaßnahmen gelangen kurz- zeitig in verstärktem Maße VOC in die Raumluft. Als langfristiges Ziel wird von der ad-hoc-Arbeitsgruppe aus Mitgliedern der Innenraumlufthygiene Kommission (IRK) des Umweltbundesamtes und der obersten Gesundheitsbehörden der Länder (IRK/AOLG) ein Wert von 200 bis 300 µg/3 für Schulinnenräume vorgeschlagen.

Auffällig ist die hohe Konzentration an 1.1.1-Difluorchlorethan und der Nachweis von Styrol in der Raumluft. Der Nachweis von n-Butanol und 2- Ethyl-1-hexanol ergab Hinweise auf vorhandene Feuchteschäden. Die Raumluftuntersuchungen auf mikrobielle organische Verbindungen (MVOC) ergaben Folgendes:

Stoff/Verbindung/Art Konzentration in µg/m3 ObergeschossErdgeschoss
3-Methyl-1-butanol 0,120,10
2-Pentanol u.N.u.N.
1-Octen-3-ol 0,460,43
2-Heptanon 1,30 1,40
3-Octanon 0,12 0,17
2-Octanon0,280,34
2-Hexanon 0,44 0,56
3-Methylfuran 0,12 0,14
Dimethyldisulfidu.N. u.N.
 2,83,1
Tabelle 3
Raumluftuntersuchungen auf mikrobielle organische Komponenten bei Institut Fresenius, Dresden

Bewertet wird die MVOC-Konzentration anhand des Summenparameters und anhand des Nachweises der sogenannten Hauptindikatoren 1-Octen- 3-ol, 3-Methylfuran, 3-Methyl-1-butanol und Dimethyldisulfid. Bei einer Summenkonzentration von > 1,1 µg/m3 und dem Nachweis von mindestens einem Hauptindikator in einer Konzentration von > 0,1 µg/m3 ist nach Lorenz von einem mikrobiellen Befall im Raum auszugehen.

Die chemischen und mikrobiologischen Einstiegsuntersuchungen im Pavillon ergaben demnach deutliche Hinweise auf einen Feuchteschaden mit mikrobiellem Befall, obwohl es in den Klassenräumen auf den ersten Blick keine sichtbaren Feuchteschäden gab.

Um den nach den chemischen Untersuchungen naheliegenden Feuchte- schaden zu lokalisieren, wurden folgende Methoden eingesetzt.

  • Einsatz eines Schimmelpilzspürhundes
  • Einsatz von Thermografie und Blower-Door
  • Einsatz von mikrobieller Laboranalytik

An dieser Stelle sei betont, dass der Umfang der hier verwendeten Methoden nicht routinemäßig eingesetzt wird, sondern dass hier ver- schiedene Methoden miteinander kombiniert wurden, um einen internen Vergleich zu erhalten.

Einsatz Schimmelpilzspürhund

In der Praxis werden Schimmelpilzspürhunde immer dann eingesetzt, wenn es Hinweise auf versteckte Feuchteschäden gibt, Feuchtigkeits- messungen und bauphysikalische Überlegungen aber keinen Hinweis auf eine Quelle geben.
Abb. 1
Schimmelpilzspürhund bei der Arbeit
Abb. 2
Im Pavillon verschimmelte Spanplatte im Anschlussbereich Fußboden und Außenwand

Der Spürhund zeigt an, wo mikrobielle Geruchsstoffe auftreten. Er zeigt nicht an, warum diese auftreten und nur in Grenzen, ob es ein kleiner oder großer Schaden ist. Deshalb können die Ergebnisse der Begehung mit dem Spürhund nicht immer unmittelbar bewertet, sondern nur interpretiert werden. Der Spürhund "markiert" in den Bereichen, in denen er einen Geruch wahrnehmen kann. Das muss nicht immer genau die Schadensquelle sein. So zeigt ein Spürhund z.B. bei einem dichten Bodenbelag, unter dem der Estrich oder der Dämmstoff feucht ist, eher den Randbereich des Fußbodens an, wo der Geruch deutlicher an die Raumluft gelangen kann.

Ist der vom Spürhund markierte Bereich visuell und/oder geruchlich nicht als klar mikrobiell belastet einzustufen, muss das Material mikrobiologisch analysiert werden.

Einsatz Thermografie und Blower-Door

Bauschäden durch Konvektion und durch Wärmebrücken sind mittlerweile umfangreich dokumentiert. Eine Methode, um die Luftdichtigkeit einer Gebäudehülle festzustellen, ist der Einsatz des Blower-Door-Verfahrens. Durch die Messung der Luftwechselzahl n50 erhält man Informationen darüber, wie dicht oder undicht die Gebäudehülle als Ganzes ist.

Insbesondere im Hinblick auf mögliche Bauschäden oder die Feststellung, welches Gewerk für wesentliche Undichtheiten verantwortlich ist, ist jedoch eine Lokalisierung der vorhandenen Leckagen der wichtigere Teil der Messung.

Im Allgemeinen wird bei der Leckageortung im Gebäude Unterdruck erzeugt, damit die eindringende Luft nachgewiesen werden kann. Mit Hilfe der Infrarot-Thermografie lässt sich die einströmende Luft nachweisen, insbesondere wenn diese eine große Temperaturdifferenz zur Innenluft aufweist (also i.d.R . deutlich kälter ist). Die Kaltluft kühlt die Bauteile im Vorbeiströmen aus, was die Thermokamera - die Oberflächentemperaturen misst - in einem Falschfarbenbild sichtbar macht.

Eine weitere, vor Ort angewendete Möglichkeit, Leckagen nachzuweisen und zu dokumentieren, bietet der Einsatz eines Nebelgenerators. Der zu untersuchende Gebäudeteil wird dabei innen sehr dicht mit Theaternebel geflutet. Anschließend wird mit der Blower-Door Überdruck erzeugt.

Die Stellen, an denen der Nebel dann auf der Außenseite des Gebäudes sichtbar wird, geben Aufschluss darüber, wo die Luftströmung durch die eigentlichen Leckagen der Gebäudehülle hindurchtritt. Per Foto ist die Messung gut zu dokumentieren, bei der Prüfung anwesende Personen sind von der Aussagekraft der Messung schnell zu überzeugen.

Einsatz mikrobieller Analytik

Materialproben wie z. B.Tapete, Putz, Estrich und Holz werden genommen, wenn sichtbarer Schimmel vorhanden ist bzw. ein gezielter Verdacht für eine Belastung vorliegt. Da Schimmelpilze allgemein in der Umwelt vorkommen, ist der bloße Nachweis von Schimmelpilzsporen auf bzw. in Material nur bedingt aussagefähig. Liegt kein sichtbarer Schimmel vor, ist zu belegen, dass die nachgewiesene Anzahl an Schimmelpilzsporen deutlich über der durchschnittlichen Belastung auf bzw. im Material liegt oder Arten vorliegen, die auf einen Materialschaden hindeuten. Liegt sichtbarer Schimmel vor, kann die Bestimmung durch eine direkte Kultivierung einer Abklatschprobe, eine direkte mikroskopische Betrachtung eines Klebefilmabriss-Präparats, eine Kultivierung einer suspendierten Materialprobe und/oder eine direkte mikroskopische Betrachtung einer Materialprobe erfolgen. Im vorliegenden Fallbeispiel wurde sichtbar mikrobiell belastetes Material nicht weiter untersucht.

Das nicht offensichtlich mikrobiell belastete Material wurde zunächst suspendiert und danach kultiviert auf Caso-, Malz- und DG18-Nährmedien. Der Vorteil dieser Methode ist, dass sich Anflugstaub nicht so stark auswirken kann wie bei der Oberflächenabklatschmethode und dass durch eine Konzentrationsangabe pro Gramm oder Fläche eine bessere Vergleichbarkeit zu ähnlichen Materialproben besteht.

UntersuchungAuswertung
 Pilze und BakterienKBE/g a
BodenplatteHefen (Rhodotorula sp.)4,3 x 104
Mitte, EstrichAspergillus versicolor3,2 x 104
Kultivierung auf DG 18 bei 24°CAspergillus sydowii1,4 x 104
 Penicillium spp.8,6 x 103
 Eurotium sp. (Aspergillus glaucus-Gruppe)4,5 x 103
 Cladosporium spp.1,6 x 102
 Summe1,0 x 105
Kultivierung auf Malz bei 24°C
 Summeb
Kultivierung auf CASO bei 24°Cnicht identifizierte Bakterien (keine Streptomyceten)1,6 x 104
  Summe1,6 x 104
Tabelle 4
Untersuchung durchgeführt bei: Umweltmykologie GbR, Berlin

Bewertung

Pilzgesamtkonzentration: hoch
Pilzzusammensetzung: auffällig durch Rhodotorula sp., Aspergillus versicolor,
Aspergillus sydowii, Penicillium spp., Eurotium sp.
Bakteriengesamtkonzentration: stark erhöht
Bakterienzusammensetzung: unauffällig
UntersuchungAuswertung
 Pilze und BakterienKBE/g a
Mineralwolle Aspergillus versicolor 2,1 x 105
EG, Ecke links unten Penicillium spp.1,9 x 104
Kultivierung auf DG 18 bei 24°C Summe 2,3 x 105
Kultivierung auf Malz bei 24°CDoratomyces sp. > 5,6 x 106
 Verticillium tenerum > 5,6 x 106
 Hefen 3,7 x 105
  Summe b
Kultivierung auf CASO bei 24°C nicht identifizierte Bakterien 3,7 x 107
 Streptomyceten 1,4 x 108
 Summe 1,0 x 105

Ergebnisse

Durch die Stahlkonstruktion gab es eine direkte (Luft-)Verbindung der Klas- senräume mit dem Kriechkeller (durch Blower-Door mit Nebel nachgewiesen). Infolge von Erdanschüttungen von außen war die Unterlüftung des Pavillons nicht mehr gewährleistet. Durch die fehlende Dampfsperre im Fußbodenbereich hat sich Feuchtigkeit in der Dämmung und in der Fermacellplatte niedergeschlagen. Die Feuchtigkeit hat zu einem starken mikrobiellen Befall geführt, aber auch zu der nachgewiesenen erhöhten Belastung an flüchtigen organischen Substanzen, da chemische Abbindungsprozesse durch Feuchtigkeit in der Dämmung nicht vollständig erfolgten.
Abb.4
Stahlträger mit Verbindung zum Kriechkeller

Durch nachgewiesene Luftundichtigkeiten (mit Blower-Door und Thermografie) in den Anschlussbereichen Fußboden und Decke an den Verbindungsstahl- trägern (vom Erdreich bis zum Dach) wurde ein massiver mikrobieller Befall der Polystyroldämmung auf den Trägern nachgewiesen.

Abb. 5
Mit Hilfe der IR-Kamera und des Blower-Door wurde deutlich, dass die Anschluss- bereiche Fußboden/Wandaufbau nicht dicht sind und dass die Stahlträger mit der Verbindung zum Kriechkeller undicht sind.

Die durch Thermografie nachgewiesenen Wärmebrücken in den Fensteranschlussbereichen waren mikrobiell nicht belastet. Offensichtlich fand keine Kondensation an der Wärmebrücke statt, oder das Material konnte zügig wieder abtrocknen.

Durch Luftundichtigkeiten (nachgewiesen mit Blower-Door, Thermografie und Nebel) in den Anschlussbereichen Dach/Außenwand, z.B. durch die nicht fachgerecht angebrachte Dampfbremse, kam es zu mikrobiellen Belastungen in der Mineralfaser. Zum Teil wurde die Dampfbremse mit einem Paketband verklebt, was nicht zu einer ausreichenden Dichtigkeit führte. Die nachgewiesenen Schimmelpilzarten zeigen zusätzlich auf, dass Feuchtigkeit immer nur zeitweilig besteht und dass es Abtrocknungsphasen gibt.

Abb. 6
Nicht fachgerecht angebrachte Dampfbremse im Deckenbereich

Der Spürhund markierte die Bereiche, in denen (später durch das Blower-Door-Verfahren dokumentiert) Luftundichtigkeiten nachzuweisen waren. Hier hatte der Spürhund die Möglichkeit einen maximalen Geruch durch Luftströme wahrzunehmen. Der Spürhund markierte z.B. an den Steckdosen. Hier wurde die Dampfbremse durchbrochen.

Zusammenfassung

Die seit Jahren anhaltende Geruchsbelästigung im Pavillon ist ursächlich auf die massiven Bauschäden mit mikrobiellem Befall zurückzuführen. Aufgrund der vielen konstruktiven Mängel und der extrem vielen Undichtigkeiten wurde der Pavillon nach fünf Jahren Nutzung abgerissen.


Autor:
Dipl.-Biol. Nicole Richardson, Sachverständigenbüro Richardson, Witten; Berufsverband Deutscher Baubiologen - VDB e.V.