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Beim Aufspüren von Undichtheiten an der luftdichten Ebene gibt es mehr als Thermografie – entscheidend dabei ist die Zugänglichkeit.
Der Schlüssel für ein energieeffizientes Gebäude ist die dichte Gebäudehülle. Leckagen an der luftdichten Ebene sind jedoch häufig – sei es, weil bei der Planung Anschlussdetails übersehen wurden oder bei der Verarbeitung beispielsweise Durchdringungen nicht fachgerecht abgedichtet wurden oder werden konnten.
Leckagen, in denen sich konvektive Luftströmungen entwickeln, sollten am Besten schon während der Bauphase geortet und gleich nachgebessert werden. Aber auch nach der Fertigstellung (v.a. bei aufgetretenen Schäden) deckt das Blower-Door-Verfahren (Differenzdruckmesstechnik) Undichtheiten auf. Bei der konkreten Ortung und Einordnung können nicht nur Thermografiekameras eingesetzt werden.
Dieser Artikel zeigt, wie effizient mit dem Blower-Door-Verfahren Leckagen an der luftdichten Ebene gefunden werden können – sowohl während der Bauphase, also auch nach der Fertigstellung. Dabei wird das schrittweise Vorgehen bei der Leckageortung mit und ohne technische Hilfsmittel erläutert.
Dieser Artikel von Holger Merkel ist zuerst in der Fachzeitschrift Der Bauschaden erschienen. Das PDF kann hier heruntergeladen werden.
Normative Vorgaben und Definition einer Leckage
Die Energieeinsparverordnung (EnEV) schreibt vor, eine gewisse Dichtheit von Gebäuden zu gewährleisten – nach den allgemein anerkannten Regeln der Technik. Zur Überprüfung der Dichtheit werden Blower-Door-Tests ausgeführt.
Als Grundlage einer Differenzdruckmessung nennt die EnEV derzeit die DIN EN 13829. Diese ist zwar offiziell zurückgezogen und durch DIN EN ISO 9972 ersetzt – da sich die aktuelle EnEV aber auf sie bezieht, hat sie bis zu deren Novellierung Gültigkeit. Doch auch falls die Messung nicht zum Nachweis der EnEV-Grenzwerte dient, wird eine der beiden genannten Normen in der Regel dem Messprozedere zugrunde gelegt.
Beide Normen benennen die Leckagesuche als Bestandteil der Messung. Punkt 5.3 listet die Verfahrensschritte auf, darunter die „vorausgehende Prüfung“:
„[…]ungefähr bei/nahe der höchsten für die Messung vorgesehenen Druckdifferenz [ist] die gesamte Gebäudehülle auf große Leckagen und fehlerhafte provisorische Abdichtungen zu untersuchen. Wenn solche Leckagen gefunden werden, sind sie zu protokollieren[.. ].“1
Es ist hierbei zum einen zu kontrollieren, ob die zulässigen Abdichtungen der Gebäudepräparation für die Messung halten. Die Größe einer Leckage und somit, ob sie für den Blower-Door-Prüfbericht relevant ist, ist nicht das einzige Kriterium, auch kleine Undichtheiten können zu großen Schäden führen. Daher hat der Fachverband Luftdichtheit im Bauwesen e.V. (FLiB) ein Forschungsvorhaben mit mehren Arbeitsgruppen aus Theoretikern und Praktikern initiiert. Sie beschäftigten sich mit der Frage: Wann ist eine Leckage groß bzw. gefährlich? Die Ergebnisse dazu sind im 160-seitigen Abschlussbericht kostenfrei als PDF abrufbar.2 Projektleiter Dr. Klaus Vogel, ö.b.u.v. Sachverständiger hat in mehreren Vorträgen und Interviews die Ergebnisse dieses Forschungsprojekt erläutert und die Frage erörtert: Wann ist eine Leckage gefährlich?3
Auf Seite 27 findet sich eine Unterscheidung der Leckagen unter anderem auf Grund ihrer Lage im Bauteil. Hier wird zwischen primären, sekundären und tertiären Leckagen unterschieden, abhängig von ihrer Lage zur „planmäßig vorgesehenen Luftdichtheitsschicht“. Dies definiert letzten Endes auch die Wahl der Mittel für die Leckagesuche.
Die Wahl der Mittel zur Leckagesuche hängen auch von ihrer Lage zur vorgesehenen luftdichten Ebene ab. Eine primäre Leckage betrifft direkt die luftdichte Ebene, die sekundären werden auch als Lufteintrittsstellen bezeichnet. © Bewertung von Fehlstellen in Luftdichtheitsebenen - Handlungsempfehlung für Baupraktiker Forschungsinitiative Zukunft Bau, Band F 3012. (Downloadbar auf www.flib.de)
Leckagesuche als Bauschadensprävention
Die ausschließliche Suche nach großen Leckagen geht natürlich an der Realität vorbei. Oft sind es die kleinen, übersehenen Fehlstellen in Planung oder Ausführung, die zu einem Bauschaden führen. Liegen diese oberhalb der druckneutralen Zone, also im oberen Teil des Gebäudes, ist erhöhte Vorsicht geboten. Strömt es zum Beispiel an Elektroinstallationsdosen der Innenwände im Dachgeschoß, ist es oft ein Hinweis darauf, dass der Mauerkopf nicht abgedeckt wurde bzw. die Holz- oder Trockenbauwand ohne obere Abklebung in die Dämmebene läuft. Hierbei ergibt sich im Winter eine kontinuierliche Strömung von warmer, feuchter Luft mit eventueller Kondensation und Durchfeuchtung des Bauteils.
Vorgehensweise bei der Leckageortung
Zu Beginn der Suche steht die Frage nach der Konstruktion des Gebäudes oder Bauteils. Jede Bauweise hat ihre spezifischen Problemzonen, was die Luftdichtheit anbelangt. Genaue Kenntnis über den Aufbau der einzelnen Bauteile ist somit unerlässlich. Bei Mauerwerk ist es wichtig zu wissen, welcher Stein verwendet wurde, ob er über Hohlräume verfügt, ob er verklebt oder vermörtelt wurde und ob die Stoßfugen offen sind. Bei Holzbau dagegen spielt es eine Rolle, wie die Bauteile verbunden sind, ob es eine Installationsebene gibt und wie Durchdringungen ausgeführt wurden. Erhellende Erkenntnisse schafft oft ein Blick in den unausgebauten Spitzboden oder in Abseiten. Auch die Kenntnis der Position von Installationsschächten ist für eine genaue Beurteilung unabdingbar. Große Vorsicht ist geboten bei Verkleidungen jeglicher Art, vor allem bei Vorwandinstallationen und falls der Mauerwerksputz durch Ausbauplatten ersetzt wurde. Beherztes Klopfen liefert hier die gewünschte Information.
Die meisten Leckagesuchen werden bei 50 Pascal Unterdruck durchgeführt. Bei Unterdruck sind Luftströmungen in den meisten Fällen besser fühl- und darstellbar. Viele Blower-Door-Messgeräte zeigen dabei sowohl den Gebäudedruck, als auch die in etwa geförderte Luftmenge in m3 an, meistens sogar gleich den n50-Wert. Teilt man nun die geförderte Luftmenge durch zwei, erhält man grob die äquivalente Leckagefläche in cm2. Man erhält dadurch eine Vorstellung, nach was man eigentlich sucht.
Zeigt das Messgerät beispielsweise 595 m3 Volumenstrom bei 50 Pascal, ergibt sich eine Leckagefläche von ca. 279,5 cm2. Das entspricht einer runden Öffnung mit ca. 19,5 cm Durchmesser.
Bei dieser Baustellensituation fehlt der Glattstrich hinter dem Spülkasten. Dies zeigt sich bei späterer Leckagesuche durch eine Strömung an der Drückerklappe.
Wenn man bereits eine Messreihe im zu prüfenden Objekt durchgeführt hat, sagt die Steigung der Geraden bzw. Kurve aus, ob es sich eher um kleine oder große Leckagen handelt. Liegt der Strömungsexponent bei 0,5, handelt es sich eher um große Leckagen (turbulente Strömung), liegt er vielmehr bei 1, können wir von vielen kleineren Leckagen ausgehen (laminare Strömung). Die Wahrheit liegt natürlich in einer Kombination von beiden. Liegt er unter 0,5 oder über 1, kann man davon ausgehen, dass sich das Gebäude während der Messung verändert. So können beispielsweise Lücken an Folienüberlappungen bei unterschiedlichen Drücken ihren Querschnitt ändern.
Das Messgerät zeigt links den Gebäudedruck in Pascal und rechts den Volumenstrom bezogen auf 50 Pascal. Geteilt durch 2 ergibt das in etwa die äquivalente Leckagefläche in Quadratzentimeter.
Auch die natürliche Druckdifferenz kann Hinweise vor allem auf die Lage der Leckagen liefern. Zeigt das Messgerät bei verschlossenem Gebläse einen unerklärbar hohen Wert, vor allem bei tiefen Außentemperaturen, lässt sich aufgrund des Kamineffektes auf offene Stellen im oberen Teil des Gebäudes schließen. Oft ist es auch eine noch nicht für die Messung abgedichtete Aufzugschachtentrauchung, gerade in Mehrfamilienhäusern oder Bürogebäuden.
Die Messung der natürlichen Druckdifferenz bei geschlossenem Gebläse, liefert wertvolle Hinweise vor allem bei Leckagen, die sich im oberen Teil des Gebäudes befinden. Zeigt das Messgerät mehr als 5 Pascal, wird die Messung nach Norm nicht durchgeführt.
Einsatz von Hilfsmitteln zur Ortung der Leckage
DIN EN ISO 9972 nennt im Anhang E einige Hilfsmittel, wie die Lage von Leckagen festgestellt werden kann:
- sukzessives Abkleben
- Anwendung einer Infrarot-Kamera
- Anwendung von Rauch
- Anwendung eines Anemometers4
Bevor man zu hoch technischen Vorrichtungen greift, empfehle ich zuerst einmal den Einsatz der menschlichen Sinne:
- Bei der Sichtkontrolle fallen Unzulänglichkeiten in der Verarbeitung dem erfahrenen Leckagesucher sofort ins Auge
- Defekte bzw. nicht verschlossene Abwasserleitungen und Syphons irritieren auch sonst eher unempfindliche Nasen
- Baustellenradio aus, Maschinen kurz abschalten und schon ergibt sich bei manchen Gebäuden ein bunter Reigen von Pfeif- und Strömungsgeräuschen
- …und nicht zuletzt: die menschliche Haut: oft als Scharlatanerie gebrandmarkt, ist das „Handauflegen“ ein zuverlässiger Indikator.
Auch die künftig anzuwendende Norm DIN EN ISO 9972 verweist auf den Einsatz menschlicher Sinne: „[…] Weiterhin ist es möglich, den Luftstrom um Bauteile herum usw. an der Gebäudehülle mit den Fingern zu fühlen; dieses Verfahren ist jedoch aufgrund der individuellen Schwankungen nicht einheitlich[…].“5
Luftströmungen sind gut mit der Hand fühlbar. Oft finden sich Leckagen bei den Bauteilübergängne zwischen verschiedenen Materialien. Hier bei einer Messung einer Halle in der Nähe von Rosenheim.
Anemometer
Mit dem Anemometer können Windströmungen und deren Geschwindigkeit relativ genau lokalisiert werden. Es gibt jedoch zwei Nachteile: 1. Wer ausschließlich mit einem Anemometer Leckageortung betreibt, sollte etwas Zeit mitbringen, da er jede in Frage kommende Stelle „abturnen“ muss. 2. Eine mögliche Fehlerquelle ergibt sich durch falsche Positionierung des Messfühlers, schon ein leichtes Verdrehen kann das Messergebnis beeinträchtigen. Auch hier ist die Gefahr von Fehlinterpretationen groß. Der angezeigte Wert in Meter pro Sekunde ist stark vom Düseneffekt abhängig und sollte immer gemeinsam mit der Größe der Leckage gesehen werden. Gerne wird das Anemometer allerdings zur Dokumentation eingesetzt, um abgelesenen Wert und Größe der Fehlstelle bildlich darzustellen.
Das Anemometer dient vor allem zur genauen Lokalisierung und Dokumentation bereits gefundener Leckagen. Auch die genaue Strömungsrichtung ist oft ausschlaggebend.
Rauchröhrchen
Ähnlich ist es mit Rauchröhrchen. Deren Bedeutung hat in den letzten Jahren etwas abgenommen, da sie zum einen Säuredampf abgeben, was im Innenraum verpönt ist und vor allem die Atemwege des Anwenders schädigen können. Zum anderen sollte man auf ätzende Rückstände achten.
Vielfach überschätzt: die Anwendung von Rauch
Durch Fernsehberichte und Videos ist der Einsatz von Nebel für die Leckagesuche allgemein bekannt. Es ist allerdings wenig zielführend, die komplette Bude zu vernebeln, da der Nebel immer Löcher findet und sich unkontrolliert ausbreitet. Handelt es sich um eine Konstruktion, mit weiter außen gelagerter luftdichter Schicht wie zum Beispiel von innen sichtbare Brettstapel, ist die Anwendung von Nebel unschlagbar. Es stehen Aggregate in unterschiedlichen Größen zur Verfügung. Ausschlaggebend für den Erfolg ist es, die Strömungswege voraus zu ahnen und mit dem Nebel zu verifizieren bzw. zu dokumentieren. Dafür eignen sich eher kleinere Geräte, die eine punktgenaue Anwendung zulassen.
Bei von innen nicht zugänglichen Leckagen wird Theaternebel erzeugt. Die Austrittstellen lassen bei cleverer Anwendung auf Strömungswege schließen.
Die fraglichen Stellen werden bei Überdruck nacheinander von innen mit Rauch beaufschlagt, je nach Strömungswegen und Hohlräumen kann die Prozedur etwas Zeit in Anspruch nehmen. Eine zweite Person ist bei vielen Konstruktionen unerlässlich. Stellenweise ist auch eine Anwendung bei Unterdruck sinnvoll, meistens sind dabei jedoch die bereits genannten Mittel wirtschaftlicher.
Sukzessives Abkleben
Beim sukzessiven Abkleben wird ein Teil der Hülle oder eines Bauteils mit einer luftdichten Folie abgedichtet. Das Aufblähen der Folie bei Unterdruck zeigt eine diffuse Strömung durch die vielen Fugen des Bauteils, dessen einzelne Fugen keine nennenswerten Strömungen erkennen lassen. Anwendungsbeispiel: alte Holzfußböden bei Sanierungen oder Brettstapelkonstruktionen. Ebenso können einzelne Fehlstellen mit und ohne Abkleben gemessen werden, um die Luftmenge zu bestimmen, die durch sie hindurch fließt.
Diffuse Leckagen lassen sich mit großflächigen Abklebungen am Besten lokalisieren. Alte Holzbalkendecken sind oft durchströmt. Dies zeigt sich an den Fugen der Dielenböden. Durch Blower-Door-Messung mit und ohne Abklebung (sukzessives Abkleben) lässt sich auch die Leckagefläche quantifizieren.
Infrarotkamera/Thermografie
Mit Differenzthermografie ist eine Leckageortung durch Blower-Door und Thermografie ganzjährig einsetzbar. Veränderungen während der Messung werden bildlich dargestellt. © BlowerDoor GmbH
Die Infrarotkamera zählt zum Standard. Für einfache Leckagesuchen bei größeren Temperaturdifferenzen zwischen innen und außen genügen mittlerweile einfachere Geräte, die sich auch für den ausschließlichen Einsatz bei Differenzdruckmessungen rechnen. Natürlich gilt: je leistungsfähiger die Kamera, desto mehr ist sie auch bei geringeren Temperaturdifferenzen einsetzbar. Durch Infrarotaufnahmen vor Anlegen des Unterdrucks und nachträglichem Vergleich der Aufnahmen erhält man zusätzliche Hinweise auf Leckagen. Erweiterte Systeme arbeiten hier mit Infrarot-Subtraktion bzw. Differenzthermographie.
Leckagen können mit Thermografie auch über größere Distanzen geortet werden. Dies ist vor allem bei großen Deckenhöhen und mangelnder Zugänglichkeit wichtig wie bei dieser Industriehalle. Auf dem Foto: Energieberater Thomas Kretzschmar, der auch bei der der internen Arbeitsgruppe des FLiB (Fachverband Luftdichtheit im Bauwesen e.V.) zur Leckagebewertung mitgearbeitet hat Deren Erkenntnisse flossen auch in den Forschungsbericht mit ein.
Der große Vorteil der Thermographie ist das Arbeiten auf Distanz. Gerade bei großen Gebäuden oder hohen Räumen ergibt sich hier ein rationellerer Ablauf.
Ich warne jedoch vor zu schneller Fehlinterpretation der gemachten Aufnahmen. Vielmehr empfehle ich immer die Verifizierung solcher auf Distanz erstellten Visualisierungen aus der Nähe.
Ultraschall
Weitere Verfahren wie Ultraschall runden das Bild der technischen Möglichkeiten ab, die Wahl der Mittel ist dabei immer von der Aufgabenstellung abhängig. Die wichtigste Komponente bei der Leckagesuche ist in jedem Fall die Erfahrung und manchmal auch die Intuition des Anwenders.
Fazit: Das Wichtigste bei Leckageortung
Zu Beginn einer Leckagesuche steht die Frage nach der Konstruktion des Gebäudes und nach den verwendeten Materialien. Davon hängt unter Anderem ab, ob bei Unter- oder Überdruck gearbeitet wird. Eine Abschätzung der Gesamtmenge der Leckagen liefert Hinweise darauf, wonach eigentlich gesucht wird. Erst dann geht es um die Wahl der Mittel, abhängig von Umgebungsbedingungen und Zugänglichkeit.
Dieser Artikel ist zuerst in der Juni/Juli 2018 Ausgabe der Fachzeitchrift Der Bauschaden erschienen. Der Titel: „Achtung, hier zieht`s“. Für das Aufspüren von Undichtheiten ander luftdichten Ebene gibt es viele Wege- entscheidend ist die Zugänglichkeit, S. 39-43. Die lektorierte Version des Artikels ist unter der Rubrik „Pressespiegel“ auf bionic3.de zu finden und kann dort auch direkt heruntergeladen werden. Über kuriose Leckagen, Bauschäden und Fehler bei der Luftdichtung lesen Sie auch auf unserer neuen Seite zieht-wie-hechtsupp.de
Literatur (Links und Quellen)
DIN 4108-7 :2011-01:Wärmeschutz und Energie-Einsparung in Gebäuden – Teil 7: Luftdichtheit von Gebäuden – Anforderungen, Planungs- und Ausführungsempfehlungen sowie -beispiele, DIN Deutsches Institut für Normung e. V. , Januar 2011.
DIN EN 13829: Wärmetechnisches Verhalten von Gebäuden. Bestimmung der Luftdurchlässigkeit von Gebäuden. Differenzdruckverfahren (ISO 9972:1996, modifiziert); Deutsche Fassung EN 13829:2000, DIN Deutsches Institut für Normung e.V., www.bauregeln.de, Februar 2001.
Bewertung von Fehlstellen in Luftdichtheitsebenen – Handlungsempfehlung für Baupraktiker Forschungsinitiative Zukunft Bau, Band F 3012 Klaus Vogel, Silke Sous, Matthias Zöller, Gunnar Grün, Victor Norrefeldt Fachverband Luftdichtheit im Bauwesen e.V. -FLiB-, Berlin Aachener Institut für Bauschadensforschung und Angewandte Bauphysik gGmbH -AIBau- Fraunhofer-Institut für Bauphysik -IBP-, Holzkirchen 2017. Fraunhofer IRB Verlag. Kostenloser Download: https://flib.de/publikationen/forschungsbericht/FLiB_Forschungsbericht_2016.pdf
„Ergebnisse des Forschungsprojekts zur Leckagebewertung“, pro clima TV, 18.01.2017 Ergebnisse des Forschungsprojekt zur Leckagebewertung, https://www.youtube.com/watch?v=0XSCSDxN34A&t=82s
„Wann ist eine Leckage gefährlich? Leckagenbeurteilung bei Blower-Door-Messungen“, pro clima TV, 06.10.2015, https://www.youtube.com/watch?v=oEcvvRl26P0
„Ergebnisse des Forschungsprojekts Leckagen“, theCH Blower-Door-Tagung, 18.09.2017, https://www.youtube.com/watch?v=kzUVcUopfsU
Mehr über den Autor des Artikels, Holger Merkel, hier.
