Immer wieder im kalten Winter

Tauwasser und Schimmel im Fensterfalz

In der kalten Jahreszeit häufen sich wieder die Probleme mit feuchten und verschimmelten Fenster-fälzen. Nicht nur ärgerlich für Fensterbesitzer und Bewohner, sondern zugleich gesundheitlichproblematisch und materialschädigend für Holz und Beschläge. Rainer Kemner erläutert die Hintergründe.

Rainer Kemner ist technischer Berater beim Verband des Tischlerhandwerks Niedersachsen/Bremen

Die Problemzonen liegen vor allem im unteren Rahmendrittel, weil dieser Teil des Fensters am kältesten ist, bei gekipptem Flügel weniger belüftet wird und dort deswegen auch nur wenig Feuchtigkeit abtrocknen kann.
Zusätzlich ungünstig wirken sich die Regenschiene im Holzfenster, metallische oder mineralische Außenfensterbänke (Kühlrippeneffekt!) und vielfach mangelhaft gedämmte und undichte Bauanschlüsse im unteren Bereich aus.
Ursachen
Drei Faktoren müssen als Grundvoraussetzung für das Auftreten des Tauwassers und dessen Folgeerscheinungen, Schimmelbildung und eventuell sogar Eisbildung an der Regenschiene gegeben sein:
Kalte Oberflächen
Offensichtlich liegt in den betroffenen Falzbereichen eine bis auf den Taupunkt abgekühlte Oberfläche vor, an der zwangsläufig Tauwasser auftritt, wenn sie von warmer und relativ feuchter Innenluft angeströmt wird. Die Taupunkttemperatur beträgt bei einem normalen Raumklima von 20 °C Temperatur und 50 Prozent relativer Luftfeuchte 9,3 °C, was zu der besonderen Bedeutung der 10 °C-Isotherme beim Fens-terbau geführt hat (siehe auch Bild ,Isothermenverläufe’). Das Phänomen der vereisten Regenschiene ist schließlich auf die starke Wärmeableitung des Aluminiums zurückzuführen, das sich damit schnell der vorherrschenden Außentemperatur angleicht und das niedergeschlagene Tauwasser bei unter 0 °C an der Regenschiene gefrieren lässt.
Luftfeuchtigkeit
Der normale Feuchtigkeitsgehalt der Luft genügt (eine erhöhte Luftfeuchte wie z. B. nach der Neubauphase verschärft natürlich das Problem), um sich bei entsprechender Temperatur als Tauwasser auf einer kalten Oberfläche niederzuschlagen. Die fortschreitende Abkühlung der Raumluft auf ihrem Weg nach außen durch die Fensterfälze erreicht bei entsprechenden Klimaverhältnissen im Winter zwangsläufig an irgendeiner Stelle den Taupunkt. Nebenbei bemerkt: Auch durch die Fälze des geschlossenen Fensters ist nach neuer EnEV ein Luftdurchgang erlaubt (und unvermeidbar). Idealerweise sollte dieser Taupunkt so weit außen liegen, dass er nicht die oben beschriebenen Probleme verursacht.
Nährboden für Schimmelpilze
Ein Schimmelpilz braucht über längere Zeit vor allem Feuchtigkeit und einen Nährboden, wie z. B. Hausstaub, Blütenpollen etc. Viele Oberflächen, die nicht extrem häufig gereinigt werden, bieten entsprechende Grundlagen. Weiterhin spielen aber auch mikrobiologische, hygroskopische und chemische Eigenschaften einer Oberfläche bei der Schimmelbildung eine Rolle. Tauwasser ist allerdings nicht notwendiger Bestandteil auf der Bauteiloberfläche, um das Schimmelwachstum zu ermöglichen. Vielfach genügt es schon, wenn die relative Luftfeuchtigkeit für längere Zeit auf über 80 Prozent ansteigt. Um dem vorzubeugen, soll z. B. im Bereich der Bau-körperanschlüsse eine Mindest-Oberflächentemperatur von 12,6 °C nicht unterschritten werden (13 °C-Isotherme).
Gegenmaßnahmen
Aufgrund der oben beschriebenen drei Faktoren wird deutlich, dass das Phänomen der Tauwasser- und Schimmelbildung im Fensterfalz vom Fensterhersteller nur bedingt beeinflussbar ist. Gegenmaßnahmen sind leider nur wenig erfolgversprechend und mit großem Aufwand bei einem bereits eingebauten Fenster durchzuführen.
Erhöhung der Oberflächentemperatur im Fensterfalz
Dieses Ziel kann durch eine Reihe von Maßnahmen erreicht werden:
• Die Einbaulage des Fensters im Baukörper sollte überprüft werden. Die optimale Lage befindet sich in der Mitte einer monolithischen Außenwand bzw. in der Ebene der Dämmschicht, so dass die Isothermen in ihrem Verlauf möglichst wenig umgelenkt werden.
• Anschlag und Leibungsflächen zusätzlich vor dem Einbau dämmen.
• Nachträgliche Dämmung mit einem Wärmedämmverbundsys-tem auf der Außenseite. Dennoch verbleibt häufig das untere Blendrahmenteil als Schwachpunkt unverändert.
• Die Isolierung zwischen Bau-körper und Blendrahmen sollte überprüft und ggf. ausgebessert werden. Die Abdichtung zwischen Blendrahmen und Baukörper auf der Rauminnenseite könnte sich ebenfalls positiv auswirken. Dadurch bleibt die Funktion des eingebrachten Dämmstoffs gewährleistet; eine Durchfeuchtung der Isolierung kann verhindert werden.
• Ungehinderte Zirkulation der aufgewärmten Raumluft auf der Innenseite des Fensters bei naher Heizkörperanordnung.
• Einsatz wärmegedämmter Sandwich-Fensterkanteln (z. B. Kork oder PUR in der Mittellage). Der Einfluss eines vorhandenen ungünstigen Wandaufbaus, der bestimmend ist für den Isothermenverlauf, kann aber dadurch in der Regel nur gering beeinflusst werden.
• Der Einsatz einer wärmegedämmten Regenschiene bzw. einer Profilierung, die auch im unteren Blendrahmenbereich die Mitteldichtung gegen eine Holzanlage drücken lässt, dürfte den Taupunkt weiter nach außen verlagern und damit den Tauwasseranfall in diesem Bereich verringern.
Feuchtetransport verringern
Eine Änderung der Lüftungsgewohnheiten bzw. eine verstärkte Lüftung senkt die relative Luftfeuchte im Innenraum ab, verringert die transportierte Feuchtemenge und verlagert damit ebenso den Taupunkt weiter nach außen. Allerdings Vorsicht bei ständig gekipptem Fensterflügel: Das kann im Winter die angrenzenden Bauteile so stark auskühlen, dass sich der Taupunkt in die Laibung verlagert und es schließlich dort zu Tauwasser- und Schimmelbildung kommt!
Falls die Lüftung durch den Nutzer unzureichend ist, kann eine Abluftanlage, die für einen ständigen Unterdruck im Gebäude sorgt und damit über diesen Weg nur Außenluft nach innen einströmt, für trockene Fälze sorgen.
Eine noch bessere Abdichtung des Flügels mittels Nachstellen der Beschläge, Austausch der Mitteldichtung oder zusätzlicher Dichtung im Flügelaufschlag, sollte den Feuchtetransport durch die Fälze stark verringern. Es kann jedoch ein Luftdurchgang bzw. der Dampfdruckausgleich über den Fensterfalz trotzdem nicht vollkommen verhindert werden. Je nach klimatischen Randbedingungen wird damit unter Umständen im Einzelfall sogar das Gegenteil erreicht: Denn bei relativ undichten (alten) Fenstern kann die zwangsläufig in den Fälzen anfallende Feuchtigkeit mit dem erhöhten Luftdurchgang auch schneller wieder abtrocknen. Das erklärt unter Umständen auch, warum früher kein Schimmel in den Fälzen auftrat; zudem wirkten Kamine und Ofenheizungen wie heutige moderne Abluftanlagen.
Nährboden für den Schimmel beseitigen
Häufiges Reinigen und Desinfizieren der betroffenen Oberflächen beseitigt den Nährboden und damit eine der Lebensgrundlagen für den Schimmel. Aber: Das ist natürlich nur die Beseitigung eines Symptoms. Die Feuchtigkeit ist weiterhin vorhanden und kann gerade beim Holzfenster zu Folgeschäden führen.
Einfluss der Lüftung
Ein geschlossenes Fenster nach heutiger Bauart kann ohne entsprechende Zusatzeinrichtungen so gut wie keine Lüftungsfunktion mehr wahrnehmen. Es sind somit nur noch Luftwechselzahlen von 0,04 bis 0,15 pro Stunde über die verschiedenartigsten Undichtheiten in der Baukörperhülle zu erreichen (nach B. Schwarz; gemessen in den sog. Rosenheimer Häusern). Empfohlen wird aus raumhygienischen Gründen eine Luftwechselrate von 0,5 bis 1,0 pro Stunde (siehe auch Tabelle 3), d. h. das gesamte Raumvolumen sollte 0,5- bis 1,0-mal Außenluft ausgetauscht werden, was im Winter die Luftfeuchtigkeit in den Innenräumen wesentlich reduziert.
In einem Zimmer normaler Größe (ca. 56 m³) befinden sich bei Zimmertemperatur und 50 Prozent relativer Luftfeuchte 484 g Wasserdampf in der Luft. Dazu kommt die Wasserdampfproduktion aufgrund der Raumnutzung (kochen, waschen, Zimmerpflanzen usw.) und in Abhängigkeit von der Anzahl der anwesenden Personen. Kühlt diese Luft auf ihrem Weg nach außen durch die Fensterfälze auf -5 °C ab, fällt dabei 5,4 g Feuchtigkeit pro m³ Luftdurchgang als Tauwasser im Fensterfalz aus. Weiter ist zu berücksichtigen, dass beispielsweise zwei Erwachsene im Schlaf insgesamt 40 bis 60 g Wasserdampf pro Stunde produzieren, also während einer Nacht 300 bis 400 g Wasserdampf. Das würde die relative Luftfeuchtigkeit in dem oben beschriebenen Zimmer theoretisch fast verdoppeln, wenn nicht gleichzeitig über unplanmäßige Undichtheiten in der Gebäudehülle und über Diffusionsvorgänge etwas Feuchtigkeit aus dem Raum abgeführt würde. Ein Teil dieser erhöhten Feuchtigkeitsmenge wandert aber natürlich auch durch die Fälze des verschlossenen Fensters und verursacht dort das oben beschriebene Problem.
Der erforderliche Luftwechsel von 0,5 bis 1,0 kann bei geschlossenem Fenster nicht gewährleis-tet werden, was zu einem deutlichen Anstieg der Luftfeuchtigkeit während der Nacht führt und damit auch temporär eine verstärkte Tauwasserbildung in den Fens-terfälzen zur Folge hat.
Fazit
Die Temperatur- und Isothermenverläufe bei einer typischen norddeutschen Einbausituation (seitlicher Fensteranschluss im zweischaligen Mauerwerk mit Dämmung und Luftschicht, für IV-68-Holzfenster mit Rollladenschiene) zeigen trotz vorschriftsmäßigem und ideal gedämmtem Anschluss deutlich, dass bei einer Außentemperatur von beispielsweise -5 °C sowohl die 10 °C-Isotherme als auch die 13 °C-Isotherme durch den inneren Falz eines Fensters verlaufen können (Klimabedingungen nach EnEV). Damit besteht die Möglichkeit der Tauwasser- und Schimmelpilzbildung. Diese bauphysikalischen Gegebenheiten sind für den Fens-terbauer und Montage-Betrieb durch die ihm zur Verfügung stehenden Mittel nicht mehr beeinflussbar. Das Problem lässt sich nur durch Lüftungseinrichtungen wie beispielsweise mittels einer Abluftanlage nachhaltig beseitigen; andere Maßnahmen sind nur wenig erfolgversprechend o