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Sachverständigenbüro Richardson
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Statusmessungen in Pavillonbauten

Durch die Einschulung geburtenstarker Jahrgänge ist es in den 70er Jahren notwendig geworden, zusätzlichen Unterrichtsraum in Schulpavillons zu schaffen. Nach nun mehr als über 30 Jahren Standzeit geben diese Gebäude immer häufiger Anlass für Nutzerbeschwerden. In erster Linie werden Geruchsbelästigungen wechselnder Intensität beklagt.

Ausgehend von einer Standdauer von ca. 15 - 20 Jahren ist es aus raumlufthygienischer Sicht interessant zu untersuchen, wie die Raumluft in diesen Gebäuden bzgl. einer mikrobiellen Belastung zu bewerten ist.

Nachdem im Juli 2002 in Baumaterialien eines Schulpavillons mikrobielle Belastungen ermittelt worden waren, beschloss die Stadt Herne im August 2002, in allen Pavillons eine Gefährdungsabschätzung zur mikrobiellen Belastung der Räume durchzuführen, da nicht auszuschließen war, dass die Bausubstanz in weiteren Pavillons ähnliche mikrobielle Belastungen aufweisen würde. Im Gegensatz zur ersten Untersuchung sollte keine weitere Überprüfung von Baumaterialien erfolgen, sondern die Exposition der Raumnutzer/innen gegenüber evtl. belasteter Raumluft untersucht werden. Ziel der Untersuchung war es, die aktuelle Schimmelpilzkonzentration sowie die Artenzusammensetzung zu bestimmen, die gesundheitliche Relevanz der Ergebnisse zu bewerten, Sanierungsdringlichkeiten einzuschätzen und notwendige Maßnahmen umsichtig zu planen und durchzuführen.

Während die Konzeption, Organisation und Begleitung der Untersuchung durch den Fachbereich (FB) Gesundheit der Stadt Herne erfolgte, wurde die Probenahme, die Analytik sowie eine bautechnische Aufnahme der Gebäude durch das Sachverständigenbüro für Baubiologie Richardson durchgeführt. Die Untersuchung fand im Oktober 2002 statt, die Kontrolluntersuchung von einigen Gebäuden erfolgte im März 2003.

Beschreibung der Pavillons

An 15 Herner Schulen befinden sich 19 Pavillons, die zu unterschiedlichen Zeiten errichtet wurden. Bei der Untersuchung wurden alle Pavillons berücksichtigt. Die Pavillons unterscheiden sich im Alter nicht wesentlich: 16 Gebäude sind älter als 20 Jahre und acht davon werden schon seit 30 Jahren genutzt. Nur zwei Pavillons sind jünger als 10 Jahre und einer stammt aus dem Jahr 1991. Sechs Pavillons, die 1974 aufgestellt wurden, sind baugleich. In den Abbildungen 1 bis 4 sind die verschiedenen Bautypen der Pavillons abgebildet und deren bauliche Ausstattung beschrieben.

Untersuchungsumfang

Für jeden Pavillon wurde exemplarisch ein Raum beprobt. Diese Messung konnte als repräsentativ gelten, da die meisten Pavillons nur über zwei Klassenräume verfügen. Maximal sind in einem Pavillon vier Klassen untergebracht. Vor der Probenahme wurde eine gründliche Inspektion der Räume mit Messungen der Raumluftfeuchte und Raumlufttemperatur durchgeführt. Bei der Begehung erfolgte die Auflistung des Baumaterials, die Dokumentation bekannter Feuchteschäden, die Aufnahme der Raumausstattung (z.B. Pflanzen, Vorhänge) und des Reinigungszustandes. Optisch ermittelte Schäden wurden in einer Fotodokumentation festgehalten. An diesen verdächtigten Stellen erfolgten Feuchtemessungen und Oberflächentemperaturmessungen des Baumaterials. Bei der Inspektion wurden auch subjektive Wahrnehmungen, wie z. B. Geruch dokumentiert. In der Regel wurde der Raum beprobt, bei dem eine höhere Belastung des Materials und/oder der Raumluft durch Schimmelpilze erwartet wurde.

Abbildungen

Abbildung 1: Pavillon Baujahr 1974:
Stahl-Betonkonstruktion, von außen Waschbetonplatten, von innen Gipskarton, Alufenster: Diese Bauart zeigte massive Schimmelpilzbelastungen und im weiteren Verlauf auch massive Bauschäden. Die Dampfbremse ist z.B. im Bereich der Stahlkonstruktionen nicht zur Innenraumseite angebracht.
Abbildung 2: Pavillon Baujahr 1971:
Holzrahmenkonstruktion, Spanplatte, Gipskarton, außen Asbestzement: Bei dieser Bauart wurden mehrheitlich ebenfalls relevante Konzentrationen an Schimmelpilzen in der Raumluft und im weiteren Verlauf auch im Baumaterial nachgewiesen. Durchfeuchtungen von außen waren Hauptursachen für die Feuchtigkeit.
Abbildung 3: Pavillon Baujahr 1974:
Holzrahmenkonstruktion mit Spanplatte, Alufenster. Aufgrund fehlender Dampfbremse ist die Dämmung zum Teil massiv verschimmelt. Bei diesem Pavillon war allerdings das Dach undicht.
Abbildung 4: Pavillon Baujahr 1999:
Holzkonstruktion mit Spanplatte, innen Gipskarton, PVC-Fenster: Schimmelpilzbefall möglich, jedoch nicht eindeutig.

Probenahme

Die Raumluftuntersuchungen wurden mit dem Luftkeimsammler LKS 30 und dem Partikelsammler PS 30 an einer repräsentativen Stelle in 1,20 m Höhe im Klassenraum durchgeführt. Es wurden 100 l jeweils auf DG 18 Nährmedium und 2 x Malz impaktiert. Die Probenahme erfolgte unter "aggressiven" Bedingungen, wie sie in Schulen durchaus vorkommen kann. Dafür wurden vor der Probenahme exemplarisch die Wände heftiger berührt. Die Außenluftproben wurden ebenfalls in 1,20 m Höhe auf den Windseiten von neun Schulgebäuden durchgeführt. Durch die räumliche Nähe einiger Schulgebäude zueinander konnte die Referenzmessung der Außenluft von einem Standort für mehrere Schulen herangezogen werden. Nach der Probenahme wurden die Nährmedien verschlossen und per Express ins Labor geschickt.

Analytik

Die Nährmedien werden bei 24 °C und ein Malznährmedium bei 37 °C bebrütet. Nach 3, 6 und 14 Tagen erfolgt die Zählung und die Identifizierung der koloniebildenden Einheiten. Die Partikel auf dem Objektträger werden lichtkroskopisch ausgewertet, nachdem sie zuvor mit Lactophenolblaulösung angefärbt wurden. Die Analytik wurde von der Umweltmykologie GbR, Berlin durchgeführt.

Ergebnisse

Nachdem die Gutachten des Sachverständigenbüros vorlagen, erfolgte die Umsetzung von notwendigen Maßnahmen durch die Stadt Herne. Zur Bündelung der fachlichen Kompetenz empfahl sich ein gemeinsam abgestimmtes Vorgehen des verantwortlichen Gebäudemanagements (GMH), des FB Gesundheit und der beratenden Gutachterin. Neben der Planung von Sanierungsmaßnahmen waren die Schulen immer aktuell über die Ergebnisse informiert. Die fachliche Erläuterungs- und Aufklärungsarbeit wurde vom FB Gesundheit übernommen.

Kategorisierung der Messdaten

Die Befunde der Laboruntersuchungen wurden in Zusammenhang mit der visuellen Inspektion, den Feuchtemessungen und den Raumklimabedingungen gebracht. Dabei ergaben sich die Kategorien "Schimmelpilzbefall vorhanden" - "sehr wahrscheinlich" - "wahrscheinlich" oder "wahrscheinlich nicht vorhanden".

Beispiele für die Kategorien sind in den Abbildungen 5 und 6 dargestellt.

Abbildung 5:
Massive Durchfeuchtungen im Dachbereich. Schule mit Kategorie: "wahrscheinlich"
Abbildung 6:
Verschimmelter Gipskarton vor Stahlstütze: Kategorisierung durch Raumluftmessungen in: "wahrscheinlich". Alle Gipskartonplatten vor den Stahlstützen waren in dieser Schule so oder ähnlich verschimmelt.

Da das Hauptkriterium jedoch nicht der Nachweis von Innenraumquellen war, sondern überprüft werden sollte, wie stark die Belastung der Raumluft mit Schimmelpilzsporen ist, stellte der FB Gesundheit der Stadt Herne vier Arbeitskategorien auf. Orientiert an den Kategorien wurden die weiteren Maßnahmen für die Pavillons bestimmt.

Kategorie I:
Kein deutlicher Hinweis auf einen Schimmelbefall, keine gesundheitliche Relevanz. In diese Kategorie gehören sechs Pavillons, von denen fünf älter als 20 Jahre sind. Sie sollen 2005 das nächste Mal beprobt werden.

Kategorie II:
Es gibt Hinweise auf einen Schimmelbefall; es besteht aber keine gesundheitliche Relevanz. In diese Kategorie gehören sechs Pavillons, von denen fünf fast 30 Jahre oder länger genutzt werden. Diese Gruppe wurde 2004 erneut beprobt.

Kategorie III:
Gesundheitsrelevanter Schimmelbefall möglich. In diese Kategorie gehören drei Pavillons, alle vom Baujahr 1971. Es wurde festgelegt, diese Kategorie im März 2003 erneut zu beproben. Nach dieser Beprobung verschlechterte sich ein Pavillon in die Kategorie IV.

Kategorie IV:
Gesundheitliche Relevanz durch den Nachweis von Stachybotrys chartarum festgestellt. In diese Kategorie gehörten anfangs vier Pavillons, alle um die 30 Jahre alt und baugleich. Nach der Messung im März kam ein weiterer hinzu, der auch über 30 Jahre alt ist und vom gleichen Bautyp wie die anderen Pavillons der Kategorie. Diese Pavillons wurden vorsorglich geschlossen. Eine erneute Nutzung erfolgt erst nach erfolgreicher Sanierung, die durch eine Abschlussmessung zu dokumentieren ist.

Untersuchungsergebnisse

Mit einer Ausnahme wurde in keinem Pavillon ein optisch wahrnehmbarer Schimmelbefall festgestellt. Einen Überblick über die wichtigsten erhobenen physikalischen, baulichen und mikrobiologischen Parameter gibt die Tabelle 1. Für die Angabe der Schimmelpilzkonzentration wurden die Aspergillus-Arten restrictus, versicolor und fumigatus gewählt, weil sie einerseits gesundheitsrelevant und andererseits auch Indikator für einen Feuchtigkeitsschaden (A. versicolor und restrictus) sind. Die Tabelle macht deutlich, dass für eine Gesamtbewertung die Schimmelpilzkonzentration (KBE) alleine nicht aussagekräftig ist, sondern erst die Berücksichtigung weiterer aufgeführter Parameter eine abschließende Bewertung ermöglicht (siehe Pavillon 16). Insbesondere die Untersuchung der Gesamtsporen vervollständigte nicht nur das Bild, ob Schäden vorhanden sind, sondern war zum Teil sogar ausschlaggebend für die Bewertung. Der Vergleich der Schimmelpilzkonzentration im Innen- und Außenbereich (Tabelle 3) zeigt, dass mit zwei Ausnahmen die Konzentrationen im Klassenraum deutlich niedriger sind als im Außenbereich.

In den beiden Pavillons mit einer höheren Innenkonzentration liegen auch nachweislich umfangreiche Feuchtigkeitsschäden vor. Eine ausschließliche vergleichende Betrachtung der Innen- und Außenkonzentration hätte nicht alle problematischen Pavillons ermittelt. Weiterführende Ergebnisse wurden hier über die Gesamtsporenbestimmung erreicht.

Die Überprüfung der Pavillons im März 2003 bestätigte die Werte vom Oktober 2002 und macht deutlich, dass gravierende Befunde auch reproduzierbar sind. Ebenso zeigen die Ergebnisse der Tabelle 2, dass weitere mikrobiologische Kontrollen einen Handlungsdruck verdeutlichen und erhöhen können. Nach der Beprobung im März wurde ein weiterer Pavillon geschlossen, da im März in den Raumluftproben Stachybotrys nachweisbar war, der im Oktober noch nicht nachgewiesen wurde. In Tabelle 4 sind die Außenluftkonzentrationen aufgeführt. In einer Nebenfragestellung sollte ermittelt werden, ob für ein 51 qm großes, zu 70 % bebautes Stadtgebiet die Außenluftkonzentrationen schwanken, oder ob auch geringere Anzahlen von Außenluftmessungen repräsentativ wären. Da die Konzentrationen offenbar doch kleinräumig variieren, sind ausreichende gebäudebezogene Außenluftmessungen durchzuführen.

Konsequenzen aus den Ergebnissen

Neben den schon beschriebenen kategoriebezogenen Konsequenzen einer weiteren messtechnischen Beobachtung der Pavillons wurde in Zusammenarbeit des FB Gesundheit und dem GMH ein "Handlungs- konzept zur Vermeidung von Schäden in Schulpavillons" erstellt. Neben einer sorgfältigen Betrachtung des Innen- und Außenbereiches des Gebäudes liegt einer der Schwerpunkte bei der Reinigung und Lüftung der Räume. Bei der sofortigen Umsetzung des Konzeptes wurde aber auch deutlich, dass einige Forderungen aus raumhygienischer Sicht anderen Sicherheitsforderungen entgegenstehen. Das Querlüften der Klassenräume ist in einigen Fällen gar nicht möglich, weil aus Arbeitsschutzgründen die Fenster nicht zu öffnen sind und eine Lüftung nur über Oberlichter erfolgen kann.

Bewertung und Diskussion

Die Bewertung erfolgt nach dem "Leitfaden zur Bewertung von Schimmelpilzen in Gebäuden" des LGA Baden-Württemberg. Die Anwendung kombinierter Untersuchungsmethoden und die Bewertung anhand der Zusammenhänge von Daten, Messergebnissen, optischen, olfaktorischen und bauphysikalischen Erhebungen hat sich grundsätzlich bewährt. Die Kategorisierung bei Luftmessungen in:

  • Innenraumquelle unwahrscheinlich
  • Innenraumquelle nicht auszuschließen
  • Innenraumquelle wahrscheinlich

ist treffend, aber nach unseren Erfahrungen mit den in diesem Fallbeispiel durchgeführten anschließenden Bauteilöffnungen möglicherweise zu vorsichtig. In den Pavillons mit Kategorie IV (Stachybotrys, zum Teil sehr wenig) sind großflächige, versteckte Bauschäden erkannt worden. Zum Teil waren sogar die hinter der Dämmung liegenden Betonwände massiv verschimmelt.

Häufig jedoch lag der Schaden im Bereich der Stützen, die falsch oder gar nicht gedämmt wurden. In einem Fall war der komplette Dachaufbau durchfeuchtet - von innen war durch die dichte Dampfbremse keine Feuchtigkeit an der abgehängten Decke zu erkennen. Die mikrobielle Belastung scheint in Abhängigkeit zur Bauart eines Pavillons zu stehen. Nicht alle Pavillons eines speziellen Bautyps fanden sich in der Kategorie IV wieder. Doch wenn sie in diese Kategorie kamen, waren sie von diesem speziellen Bautyp (z.B. alle mit Aluminiumfenstern, Stahlbetonbauten, falsch angebrachten Dampfbremsen).

Bei drei Pavillons stellt sich die Frage, ob eine Sanierung wirtschaftlich noch sinnvoll ist, da die Schäden derart massiv sind, dass ein Abriss diskutiert wird. Feuchteschäden wurden auch in den Pavillons der Kategorie III nach Bauteilöffnungen gefunden. (Die anderen Pavillons wurden nach der Kategorisierung nicht weiter betrachtet.) Dabei stellte sich heraus, dass die Schäden der Kategorie III etwas kleinflächiger waren, z.B. durch Reinigungsmaßnahmen des Hausmeisters mit einem Dampfstrahlreiniger verursacht waren oder das Eindringen in die Raumluft deutlich erschwert war, z.B. durch eine mit Kondensationsschäden mikrobiell belastete Dämmung.

Für Gutachter wichtig einzuschätzen ist, dass das optische Erscheinungsbild eines Pavillons noch kein Indiz für eine Schimmelpilzbelastung ist (außer Schimmel ist sichtbar). Dagegen ist ein subjektiv wahrnehmbarer (muffiger) Geruch als Indikator für eine Belastung sehr ernst zu nehmen. Ist ein Schimmelpilzbefall nicht sichtbar und wird durch die Raumluftmes- sung und die oben erwähnte Berücksichtigung der Randbedingungen nur die Kategorisierung "Innenraumquelle nicht auszuschließen" erreicht, bedeutet das für Kommunen möglicherweise aufgrund leerer Kassen: Hier besteht (zunächst) kein weiterer Handlungsbedarf. Das kann sich auf längere Sicht als falsch herausstellen, da kleinere (versteckte) Schäden nicht erfasst werden. Werden diese nicht alsbald saniert, kann sich der kleine Schaden dann zu einem großen Schaden entwickeln, dessen Sanierung ungleich teurer wird.

Die Statuserhebung in Herne hat dazu geführt, dass Pavillonbauten jetzt konsequenter beobachtet werden. Einerseits erfolgt die Kontrolle der mikrobiellen Belastung in der Raumluft im festgelegten Rhythmus, zum anderen erfolgt zweimal jährlich eine Begehung der Gebäude durch das GMH, von dessen Mitarbeitern über das gesamte Jahr ein Objekthandbuch geführt wird, um Auffälligkeiten, Reparaturen oder Mängel und deren Beseitigung zu dokumentieren. Weiterhin wurde die Reinigungstechnik sowie der Reinigungsrhythmus neu festgelegt, um belasteten Staub möglichst schnell zu entfernen ohne zu nass zu reinigen.

Literatur

Schimmelpilze in Innenräumen - Nachweis, Bewertung, Qualitätsmagement
Abgestimmtes Arbeitsergebnis des Arbeitskreises "Qualitätssicherung - Schimmelpilze in Innenräumen" am Landesgesundheitsamt Baden Württemberg, 12/2001

Leitfaden zur Vorbeugung, Untersuchung, Bewertung und Sanierung von Schimmelpilzwachstum in Innenräumen
Umweltbundesamt, 2002

Schimmelpilze in Innenräumen: Bewerten und Sanieren
Ergebnisse der 6. Pilztagung des VDB, Stuttgart 6/2002

Topthema Schimmelpilz
VBN-Info, Sonderheft 2001

Schimmelpilze - Gesundheitsgefährdung und Vorhersage
K. Sedlbauer, T. Gabrio, M. Krus, Gesundheitsingenieur, 12/2002 Heft 6, S. 285-336

Microorganisms in home and indoor work environments
ed. by B. Flanigan, R. Samson, J. Miller, 2001

Bioaerosols, Fungi and Mycotoxins: Health Effects, Assessment, Prevention and Control
ed. by E. Johanning, 1999

Bioaerosols Assessment and Control, ed. by J. Macher ACGIH, 1999

Tabellen der Untersuchungsergebnisse

Untersuchung der Schulpavillons auf Schimmelpilze Oktober 2002

Teil I • Teil II • Teil III • Teil IV

Vergleichende Ergebnisbetrachtung der Pavillonuntersuchungen Oktober 2002 und März 2003

Gesamtsporen und KBE von Innen- und Außenluft im Vergleich

Außenluftkonzentrationen Gesamtsporen und KBE im Vergleich


Autoren:
Dipl.-Biol. Nicole Richardson, Sachverständigenbüro Richardson, Witten; Berufsverband Deutscher Baubiologen - VDB e.V.; Dipl.-Biol. Birgit Bigalke, Fachbereich Gesundheit Stadt Herne, E-Mail: Birgit.Bigalke@herne.de