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#Wissen

Fallstudie Amstein + Walthert
Innen­dämmung im Denkmal:
Schulanlage Ilgen Zürich

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Wie Bauschäden verhindert und eine kosten­in­tensive Planung und Ausführung vermieden werden können, berichtet Valentina Zanotto, Team­leiterin Bauphysik bei A + W Zürich in ihrer Fallstudie zur Sanierung der Schulanlage Ilgen mit Multipor Innen­dämmung.

Gerade bei denk­mal­ge­schützten Altbau­sa­nie­rungen kann der ener­ge­tische Standard des Gebäudes oft nur durch eine Innen­dämmung verbessert werden. Zahlreiche Bauschäden sowie eine kosten­in­tensive Planung und Ausführung haben dazu geführt, dass die Innen­dämmung einen schlechten Ruf hat. Die sanierte Schulanlage Ilgen hingegen zeigt, dass ein gut geplantes Innen­dämm­system nicht zwangs­läufig zum Scheitern verurteilt ist.

ZANO Profilbild

Valentina Zanotto, Team­leiterin Bauphysik bei Amstein + Walthert in Zürich hat sich mit diesem Thema intensiv ausein­an­der­gesetzt. Das renommierte Bauphy­sikbüro plante und berechnete die Sanierung des denk­mal­ge­schützten Altbaus mit dem mine­ra­lischen Innen­dämm­system von Multipor. Ein besonderes Augenmerk lag dabei auf dem konstruktiven Holzschutz an den Balken­köpfen des über 100 Jahre alten Gebäudes.

Frau Zanotto beantwortet die Frage, welche Stol­per­steine für ein funk­tio­nie­rendes Sanie­rungs­konzept in der Planung und Ausführung zu beachten sind.

Das Objekt: Schulanlage unter Denkmalschutz

Die Schulanlage Ilgen in Zürich-Hottingen wurde 1877 von den Architekten Ernst Diener und Otto Wolf im Baustil des Klas­si­zismus erstellt. Die Schulhäuser zeichnen sich durch die massive Bauweise mit teils verputzten, teils mit Sandstein verkleideten Fassaden sowie durch Ornamente an den Gebäu­deecken und oberhalb der Fenster aus. Innerhalb der Gebäude sind besonders die für diese Zeit typischen hohen Holz­bal­ken­decken markant.

Kernstück der Sanierung war deshalb die Innen­dämmung des Sicht­mau­erwerks mit Multipor Mine­ral­dämm­platten sowie der Einbau neuer Fenster, deren Öffnung automatisch nach der CO2-Konzen­tration der Raumluft und auch zur Nacht­aus­kühlung im Sommer gesteuert wird.

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Foto eines Schulzimmers nach den Sanierungsarbeiten
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Die Schulhäuser standen zum Zeitpunkt der Sanierung bereits unter Denkmalschutz. Dies schloss eine Änderung des äusseren Erscheinungsbildes aus. Gleichzeitig musste der Altbau nach der Sanierung den Minergie Standard erfüllen, was eine energetische Gesamtsanierung zur Folge hatte.

Valentina Zanotto, Teamleiterin Bauphysik, Amstein + Walthert Zürich

Umbau­mass­nahmen

Um die ener­ge­tischen Anfor­de­rungen erfüllen zu können, ohne dadurch Feuch­te­schäden an der Bausubstanz zu fördern, wurde für die Aussenwände eine «feuchteaktive» Lösung gewählt. Als Werkzeug für die Planung der Sanie­rungs­mass­nahmen wurden verschiedene Methoden für die Analyse des Wärme- und Feuch­te­transports innerhalb der Bauteile verwendet.

Dadurch konnte unter anderem die optimale Dämmstärke der Aussenwände von 10 cm sowie ein geeigneter, diffu­si­ons­offener und kapil­laraktiver Dämmstoff — Multipor Mine­ral­dämm­platten — definiert werden. Dazu wurden die folgenden Massnahmen umgesetzt:

  • Luftdichte Ausführung aller Anschluss­be­reiche, mit moderaten resp. feuch­te­ad­aptiven Dampf­bremsen, um das Austrock­nungs­po­tential auch raumseitig zu gewährleisten
  • Verwendung von anpas­sungs­fähigen Dämmstoffen (z.B. Dämmputz) als Ausgleichs­schicht an den Untergrund
  • Instand­setzung der Aussen­fassade mit Regen­schutz­mass­nahmen (Hydro­pho­bierung)
  • Flan­ken­dämmung zur Minimierung der Wärme­brücken bei den Innenwandanschlüssen

Die Berech­nungen des Feuch­te­ver­haltens an den Balken­köpfen zeigten, dass der Bereich um die Balkenköpfe am Mauer­auflager durch das Anbringen der Innen­dämmung zu stark abkühlen würde und sich Kondensat bilden könnte. Um den konstruktiven Holzschutz an den Balken­köpfen zu gewähr­leisten, wurde in Abstimmung mit der Baubehörde eine eher unkon­ven­tionelle Massnahme für dieses Detail definiert und rechnerisch dimen­sioniert. Durch das Aussparen von Innen­dämmung an den Wand­be­reichen um die Balken herum erfolgt ein «Umspülen» der Balkenköpfe mit «warmer» Raumluft. Dies erwärmt die Oberflächen und ermöglicht, dass die Feuch­tigkeit in die Raumluft übergehen kann. Diese Massnahme minimierte das Risiko von Schäden wesentlich.

Vor Beginn der tatsäch­lichen Umbau­ar­beiten wurden bereits 4 Monate lang Messungen bei einer teilweise sanierten Wand (Probewand) durch­geführt, um allfällige durch die Innen­dämmung bedingte Risiken frühzeitig zu erkennen. Diese zeigten, dass alle Massnahmen wie geplant ausgeführt werden konnten.

Fotos der Ausführung der Umbaumassnahmen bei den Aussenwänden. Die Anschlüsse der Innendämmschichten beim Fenster (Leibung, Brüstung und Sturz) sind besonders zu beachten
Fotos der Ausführung der Umbau­mass­nahmen bei den Aussen­wänden. Die Anschlüsse der Innen­dämm­schichten beim Fenster (Leibung, Brüstung und Sturz) sind besonders zu beachten.

Feuch­te­mes­sungen

Die Lang­zeit­mes­sungen an vier verschiedenen Messstellen starteten im Juni 2012 und werden ca. 10 Jahre dauern. Ziel dieses Mess­projekts ist, Erfahrungen mit Innen­däm­mungen im realen Betrieb über einen längeren Zeitraum zu gewinnen. Zentrale Themen der Studie sind einerseits die Feuch­tigkeit der Holz­bal­kenköpfe im Anschluss der Holz­bal­kendecke zur Aussenwand und ande­rerseits die mögliche Auffeuchtung hinter der Innendämmschicht.

Es wurden an der Nordost- und der Südwest­fassade je zwei Messstellen einge­richtet, um die notwendige Redundanz und damit eine Vergleichs­mög­lichkeit zu gewähr­leisten. Die zwei Fassaden weisen unter­schiedliche Aussen­ver­klei­dungen auf: die Nord­ost­fassade ist verputzt und die Südwest­fassade (wie auch die Südost­fassade) ist mit Naturstein verkleidet.

Messeinrichtung ilgen

Mess­ein­richtung bei jeder Messstelle:

  1. Balkenkopf: Holzfeuchte
  2. Luft-/Ver­füllraum hinter dem Balkenkopf:
    Temperatur und relative Feuchtigkeit
  3. Grenz­schicht zwischen Wärme­dämmung und Mauerwerk:
    Temperatur und relative Feuchtigkeit
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Tageswerte der absoluten Luftfeuchtigkeit zwischen Wärmedämmung und Mauerwerk

Die absolute Luft­feuch­tigkeit zwischen Wärme­dämmung und Mauerwerk liegt um max. 0.5 g/​m3 höher als die Feuch­tigkeit im Klas­sen­zimmer. Bei allen Messstellen zeigt die absolute Luft­feuch­tigkeit einen ähnlichen Verlauf. 

Die Messungen zeigen keine deutliche Auffeuchtung bezogen auf die Jahres­verläufe auf.

Die gemessene Innen­raum­luft­tem­peratur liegt haupt­sächlich zwischen 20°C und 27°C.

Die Luft­feuch­tigkeit während der Messperiode weist einen Verlauf auf, welcher immer unter der maximalen Luft­feuch­tigkeit gemäss der SIA Norm 180:2014 (Ziffer 6.2.1.4 — Tabelle 10, Seite 46) liegt. Im Winter weist die relative Feuch­tigkeit in der Regel Werte zwischen 20% und 35% auf, welche für die erhöhte Perso­nen­anzahl durch die Schüler relativ niedrig ist. Dies bedeutet, dass die Feuch­te­be­lastung im Innenraum gut durch die Fenster­öffnung reduziert werden kann und dass die Rand­be­din­gungen für den Feuch­te­schutz besonders positiv sind.

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Mittlere Wochenwerte der Lufttemperatur und der absoluten Luftfeuchtigkeit während der Messperiode. Vergleich mit der maximalen absoluten Innenluftfeuchtigkeit für Gebäude ohne Feuchtekontrolle nach SIA 180, Tabelle 10 auf Seite 46

Die gemessenen Parameter haben bis jetzt keinen der relevanten Grenzwerte gemäss SIA 180 für die Holzbalkenköpfe oder für die Innendämmung überschritten. Dies bedeutet, dass unsere Erwartungen erfüllt wurden und keine Schäden aufgrund der Feuchtigkeit aufgetreten sind.

Valentina Zanotto, Teamleiterin Bauphysik, Amstein+Walthert Zürich

Fazit

Die Fallstudie der Schulanlage Ilgen zeigt, dass durch eine quali­fi­zierte Einschätzung der bauphy­si­ka­lischen Situation und gezielte Berech­nungen ein Sanie­rungs­konzept mit Innen­dämmung definiert werden kann, welches einerseits die ener­ge­tischen Anfor­de­rungen so gut wie technisch möglich erfüllt und ande­rerseits die Bauscha­dens­freiheit gewähr­leistet. Gleich­zeitig konnten sowohl die gestal­te­rischen Aspekte des Architekten als auch die Vorgaben des Denk­mal­schutzes im Sanie­rungs­konzept berück­sichtigt werden. Eine Innen­dämmung aus Multipor Mine­ral­dämm­platten zeigte sich in ökolo­gischer und nach­haltiger Hinsicht als die richtige Wahl, um allen bautech­nischen Anfor­de­rungen gerecht zu werden.

Während der Planung und der Ausführung von Innen­dämm­sy­stemen sind insbe­sondere die folgenden Aspekte zu beachten:

  • Korrekte Abschätzung und Berück­sich­tigung der Gebäu­de­nutzung und der möglichen Feuch­te­be­lastung von innen sowie die Erstellung eines Lüftungskonzeptes
  • Fach­ge­rechte Ausführung der Grenz­schicht zwischen Mauerwerk und Innen­dämmung (Kleb­stoff­produkt, Anschlüsse etc.)
  • Minimierung des Feuch­te­eintrags von aussen durch Regen­schutz­mass­nahmen (z.B. Hydro­pho­bierung der Aussenschicht)

Das Ergebnis ist ein bis heute bauphysikalisch funktionierendes Gebäude, welches den gestalterischen Ansprüchen einer gelungenen Altbausanierung gerecht wird.

Marcus Knapp, Partner und Mitglied der Geschäftsleitung der Amstein + Walthert AG
Xella Porenbeton Schweiz
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