_ Ziel dieses Teiles der Studie ist die Beantwortung der Fragestellung: Wie verhält sich die Luftdichtheit während der dauerhaften Gebäudenutzung?
Dabei war es zunächst erforderlich, ein neues Prüfverfahren zu entwickeln, da für diesen Bereich keine zertifizierte Prüfmethodik vorhanden ist. Im Allgemeinen sind Bauanschlussfugen von Fenstern schlagregendicht und luftdicht herzustellen, um das Eindringen von Feuchtigkeit in die Konstruktion zu verhindern. Hierbei unterliegen die Anschlussfugen aufgrund der temperaturbedingten Längenänderungen von Baukörper und Fensterprofilen stetigen Verformungen. Um die dauerhafte Funktion der Abdichtung zu gewährleisten, werden daher abhängig von der Ausführung und der Elementlänge unterschiedliche Mindestfugenbreiten definiert. Hierdurch soll sichergestellt werden, dass die zulässige Gesamtverformung des eingesetzten Abdichtungsmaterials stets größer der Summe der zu erwartenden Fugenbewegungen ist.
Was die Bauschaum-Fuge betrifft: "Schon in den ersten fünf Jahren ist mit einem Feuchtigkeitsschaden zu rechnen."Zur Definition der „normalen“ Bauteilbewegung wurden Materialparameter und deren Wärmedehnzahlen verglichen. Anhand eines definierten PVC-Fensters mit einer Profillänge von 2,18 m wurde die zu erwartende Bewegung aus der reinen Temperaturdehnung ermittelt und mit 3 mm pro Fugenseite festgelegt. Darauf hin wurden spezielle Prüfkörper entwickelt und mit vier verschiedenen Abdichtungssystemen bestückt. Von jedem Abdichtungsprodukt wurden mehrere Prüfkörper gebaut, um eine Messwert-Varianz zu erreichen.
Verwendet wurden:
- Fugendichtungsband (Hannoband BG1): Diese Bänder müssen nur die Anforderungen an die äußere Luftdichtheit erfüllen. Das Band wurde aber dennoch mit geprüft um festzustellen, wie sich ein diffusionsoffenes Produkt für die äußere Abdichtung verhält.
- Multifunktionsband (Hannoband 3E): Diese Bänder sind Produkte für alle drei Abdichtungsebenen des Fensteranschlusses und daher auch direkt für die Luftdichtheit der Fuge verantwortlich.
- Fugendichtungsfolie (Folienband Duo Easy): Diese Folien gelten per se als luftdicht. Hier lag der Fokus der Überprüfung darauf, ein dehnfähiges Material einzusetzen und dieses „stramm“, also ohne die bei nicht dehnfähigen Systemen nötige Dehnreserve, zu verbauen und somit die Eigenschaft dehnfähig auch zu überprüfen.
- Weiterhin wurde ein alternatives Abdichtungssystem (PU-basierter Volumen-Aerosolkleber eines Marktteilnehmers) geprüft, das als „luftdicht“ definiert wird.
Es werden demnach Abdichtungssysteme angeboten, deren Bewegungsaufnahme auf maximal 2 mm begrenzt wird. Die Prüfung soll zeigen, wie sich solche Produkte bei realen Fugenbewegungen verhalten, und ob sie derzeit bestimmungsgemäß eine allgemeingültige Alternative zu von offiziellen Richtlinien her bekannten Produkten sein können und dauerhaft als alleinige Abdichtung funktionieren.
So liefen die Prüfungen
Zur Bewertung der Dauerhaftigkeit der Luftdichtheit wurden die Fugen zunächst auf ihren Fugendurchlasskoeffizienten hin untersucht. Daraus ergab sich ein Ausgangswert für die weitere Bewertung. Die Fugen wurden vom BBS Institut aus Wolfenbüttel – welche auch die Gesamtstudie durchgeführt hatte – im Ausgangszustand von 15 mm abgedichtet, um den realistischen, aber auch kritischen Fall nachzustellen, dass die von Frühjahr bis Herbst eingebauten Fugen in der Winterzeit größer werden. Die Prüffugen wurden mit Fugenbewegungen von 3 mm mit 500 Bewegungszyklen beaufschlagt. Die Luftdichtheit wurde nach 100, 200 und nach 500 Zyklen sowohl in der Ausgangsfuge, als auch in der gedehnten Fugen von 18 mm gemessen und mit dem Ausgangswert verglichen.
Was zeigen die Ergebnisse?
Bei der 15 mm-Fuge des Ausgangszustands weisen alle vier Systeme nur geringe Unterschiede zwischen dem Ausgangs- und End-Wert auf. Der Zweite Vergleich (Grafik 1) stellt die Werte in der gedehnten Fuge von 18 mm gegenüber. Hier zeigt die Zusammenfassung in der Grafik sehr eindeutig, dass bewährte Systeme sehr gute Werte auch in der gedehnten Fuge erzielten – dass das alternative System jedoch diesen normalen Bewegungen nicht standhalten kann und sich der Fugendurchlasskoeffizient um das 10-fache erhöht.
Das bedeutet: Dauerhafte Luftdichtheit bedeutet vor allem dauerhafte Fähigkeit zur Bewegungsaufnahme, und die bewährten Systeme erfüllen die Anforderungen ohne Probleme. Das alternative System zur luftdichten Abdichtung kann den in dieser Prüfung als normal definierten Bewegungsanforderungen nicht folgen. Die Eignung als alleinige, dauerhaft luftdichte Abdichtung ist nicht gegeben.
Und was ist mit der Feuchtebilanz in der Fuge?
Welche Auswirkung hat dieser Effekt auf die Fuge und dessen Feuchtebilanz: Dazu wurde eine thermisch-hygrische Bausimulationsberechnung in zwei Schritten durchgeführt. Zunächst wurden die Systeme mit kompletter Luftdichtheit, also mit einem a-Wert von 0,0 berechnet, um zu sehen, wie sich die Systeme bei reinen Diffusionsbelastungen verhalten.
Im zweiten Schritt wurden dann die Werte der Luftdurchlässigkeit mit betrachtet. Es wurde also eine Hochrechnung des Verhaltens der Anschlussfuge über einen Zeitraum von 5 Jahren simuliert und welche Auswirkungen dies hat (Grafik 2). Eingeflossen sind dabei die über den Jahreszyklus tatsächlich schwankenden Fugenbreiten und die damit verbundenen unterschiedlichen Messwerte der Luftdurchlässigkeit.
Auch dabei ergibt sich wieder das gleich Bild: Bei reiner Betrachtung der Diffusionseffekte und dem theoretischen Ansatz einer 100 %igen Luftdichtheit konnten alle Systeme überzeugen – dies war bei einer passivhaustauglichen Konstruktion aber auch zu erwarten und diente nur zur Definition eines Vergleichswertes.
Werden nun die Werte für die Konvektion mit hinzugerechnet, so zeigen die klassisch bewährten Systeme hervorragende Werte und die Materialfeuchte in der Fuge nimmt im Vergleich zum Anfangswert sogar ab.
Die in der Studie betrachteten Abdichtungsvarianten können neben der Erfüllung des klassischen Ansatzes „innen dichter als außen“ auch zusätzlich noch auf besondere Belastungen in der Fuge reagieren. Aus der Betrachtung kann also nachgewiesen werden, dass die Fugen dauerhaft geschützt und funktionsfähig sind.
Andere Ergebnisse ergeben sich bei dem alternativ betrachteten Abdichtungssystem eines PU-basierten Volumenklebers. Hier zeigen die Berechnungen (siehe Grafik), dass die durch die normalen Bewegungen verursachten Undichtigkeiten über die Nutzungsjahre zu einer Aufkumulierung der Feuchtigkeit in der Fuge führen. Das bedeutet: Die Feuchtigkeit reichert sich über die Jahre in den Wintermonaten in der Fuge so stark an, dass der Bauanschluss im Sommer nicht mehr komplett austrocknen kann.
Schon in den ersten fünf Jahren ist mit einem Feuchtigkeitsschaden zu rechnen. Diese Lösung ist daher nicht als dauerhaft zu bezeichnen und stellt somit keine Alternative für eine luftdichte Abdichtung dar.—
Björn Kethorn ist Sachverständiger für feuchte- und wärmetechnische Bauschäden und Leiter der Anwendungstechnik Bau bei Hanno.
Grafik 2: Fugenabdichtungen unter Berücksichtigung der Konvektion: Bei klassischen Systemen nimmt die Materialfeuchte in der Fuge im Laufe der Zeit ab – beim PU-basierten Volumenkleber reichert sich die Feuchtigkeit dagegen an.