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Faching., Dipl.-Ing.oec., Dipl.-Betrw.(FH), Ing. Peter Rauch PhD
Autor: Peter Rauch PhD

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Algenbewuchs auf der Fassade

Erstellt von retep11 am Montag 23. Juli 2012

Der Hauptlebensraum der Algen ist das Wasser. Einige Arten haben sich durch die Evolution so angepasst, dass sie au√üerhalb des Wassers existieren. Sie leben autotroph, d.h. mit Hilfe der Photosynthese k√∂nnen sie aus Wasser und Kohlendioxid organische Stoffe (Sacharide) bilden. Die wichtigste Lebensgrundlage ist Feuchtigkeit, Licht, Kohlendioxid, Mineralstoffe, Temperaturen zwischen 0 bis 40 ÂļC und ein neutralen bis leicht alkalischen pH-Wert. Es k√∂nnen so praktische alle Fl√§chen befallen werden, wenn die entsprechenden Bedingungen vorliegen. Mit der zunehmenden Reduzierung der Schadstoffe in der Luft, wie z.B. Schwefeldioxid, wird ein Wachstum beg√ľnstigt. Es ist also auch ein Zeichen f√ľr schadstoff√§rmere Luft. Eine direkte Sch√§digung der Fassade ist nicht bekannt. Es spielen vorwiegende √§sthetischer Gesichtspunkte eine Rolle, warum ein Bewuchs nicht erw√ľnscht ist. (1)

Die Schutzfunktion der Endbeschichtung wird auch dann erreicht, wenn eine Veralgung vorliegt und von der Sache keine Folgeschädigungen ausgehen, wenn keine baukonstruktiven Fehler vorliegen. Wurden jedoch bestimmte Farbeffekte vereinbart, so stellt dies ein Schaden dar, der als nicht hinnehmbar zu bezeichnen ist.

Es gibt eine Reihe von Einflussfaktoren, die ein Algenbewuchs beg√ľnstigen, wie die konstruktive Ausf√ľhrung, die Fassadenbaustoffe, die Bauausf√ľhrung, der Standort und die Klimafaktoren. Ausschlaggebend ist die Feuchtigkeit, die sich als Kondenswasser an der Fassadenoberfl√§che austaut.

Beg√ľnstigt werden Fassadenoberfl√§chen, wo nur eine sehr geringe W√§rmespeicherung vorliegt, wie bei den W√§rmeverbundsystemen. Hier kommt es zu abstrahlungsbedingten Unterk√ľhlung und somit zu dem damit verbundenen Tauwasserausfall. Ebenso ist die Zeitdauer der Abtrocknung, auch des Niederschlagswassers, l√§nger. Daneben kann sich auch noch eine starke Niederschlagsbelastung auswirken. Eine monolithische Au√üenwand mit ihrer W√§rmespeicherung vermindert die Gefahr der Unterk√ľhlung deutlich.(4)

Durch n√§chtliche Abstrahlung bei klarem Himmel unterk√ľhlt sich die Wandfl√§che und kann einige Grad niedriger sein, als die der umgebenden Luft. Die Aufnahme einer w√§rmeged√§mmten Fensterfassade im Bild 1 wurde gegen 8 Uhr (kurz vor der Bestrahlung durch die Sonne) bei einer Au√üentemperatur von ca. -3 bis -4ÂļC aufgenommen. Die Isotherme LIO1 im Bild 2 zeigt ein Temperaturbereich von -12ÂļC auf der D√§mmung und -4ÂļC auf der √§u√üeren Fensterfl√§che.(Zum Himmel < -32ÂįC.)

Infratrotbild einer Fensterfasade

Bild 1: Oberfl√§chentemperatur einer w√§rmeged√§mmten Fassaden. Bei ca. -3ÂļC, 8 Uhr

Bild 2: Isotherme LIO1 zum Bild 1, die Oberfl√§chentemperatur liegt zwischen -4 bis -12ÂļC

Das bedeutet Kondensation der Luftfeuchte an der Wandoberfl√§che. Bei einer w√§rmeged√§mmten Fassade/Dach fehlt der W√§rmefluss von innen an die Fassade. Die so entstehende Abk√ľhlung und Kondensatbildung kommt an der Holzschalung, Faserzementschindel, verputzte Au√üend√§mmung und auch an der Glasfassade vor. Diese Abk√ľhlung erfolgt sowohl im Sommer als auch im Winter, wobei im Sommer durch die Tagestemperatur schnell ein Ausgleich erfolgt. Im Winter und besonders Nordseiten sind f√ľr den Bewuchs infolge der Kondenswasserbildung pr√§destiniert.

Untersuchungen und die Auswertung zeigen, dass bei der Erh√∂hung der D√§mmstoffst√§rken (Ziel: kleinerer u-Wert) bei gleicher Konstruktion sich die Kondensationsperiode und damit das Bewuchsrisiko erh√∂ht. Ebenso wurde bei einem Massivmauerwerk mit u-Wert 0,38 W/m²K in der Zeit von 20.11.91 bis 29.4.1992 eine Unterk√ľhlung der Oberfl√§che mit 546 Stunden und bei einer Massivmauer mit W√§rmed√§mmung und gleichem u-Wert mit 1586 Stunden ermittelt. Der Unterschied kommt durch die wenig w√§rmespeichernden verputzten Au√üenw√§rmed√§mmung gegen√ľber der Massivwand zustande.(7) Die gleichen Aussagen werden auch in (4) getroffen.

Die Folgen sind eine Erhöhung der Konzentration von Mikroorganismen unmittelbar an der wärmegedämmten Fassade. Algen benötigen eine Umgebungsfeuchte ca. 92%, hingegen wachsen Pilze bei einer niedrigeren Feuchte. Liegt also ein Algenbewuchs an einer Fassade vor bzw. werden diese Grenzbereiche erreicht, so ist zwangsläufig auch mit einer höheren Pilzkonzentration zu rechnen. Algen benötigen als Nahrungsgrundlage das Kohlendioxid der Luft, Pilze brauchen dagegen immer organische Kohlenstoffe, wie Holz, Anstriche usw. Kleine Mengen an Substraten sind meist in den Oberflächenverschmutzungen vorhanden. Schimmelpilzsporen setzten sich auch an Fassaden fest und warten bis optimale Lebensbedingungen vorliegen.

Ist die Konzentration an Pilzteilen im Au√üenbereich h√∂her, so wirkt sich dies zwangsl√§ufig auch auf die Konzentration im Geb√§udeinneren aus. So stellt ein Algenbewuchs an Fassaden nicht nur ein ungewolltes optisches Aussehen dar, sondern kann sich durch die erh√∂hte Konzentration an Mikroorganismen auf den Gesundheitszustand der Nutzer (Gesunde, Allergiker, immunsupprimierte) auswirken. (Mehr unter ÂĽSchimmelpilze – als Erreger von Krankheiten bei Menschen und Tiere

Befinden sich diese Außenwandflächen auf der Nordseite, so kann die Oberfläche nur langsam oder an einigen Tag gar nicht abtrocknen. Daher sind gerade an diesen Wandflächen Algen sichtbar.

Hier hilft der Einsatz von niedrig emittierender Farbe (W√§rmereflexion) oder die Erh√∂hung der W√§rmespeicherkapazit√§t d√ľnner Schichten (2), deutliche Minimierung des Wasser-Baustoff-Kontaktes durch Ultra-Hydrophobie (6) oder die Verwendung von diffusionsoffenen Au√üenschichten. Oft entscheiden bereits geringe Temperaturunterschiede √ľber ein Wachstum der Algen. Z.B. bildet sich punktuell an den D√ľbeloberfl√§chen der W√§rmed√§mmverbundsystemen weniger Kondenswasser, wegen der W√§rmeleitung (kleine W√§rmebr√ľcke).

Ebenso bewirkt der Lotuseffekt eine trockene n√§hrstoffarme Fassade.(2) Neben den Kondenswasser bewirkt nat√ľrlich auch der Niederschlag eine Algenbildung, wenn das Wasser st√§ndig an die Wandoberfl√§che gelangt, z.B. fehlerhafte oder defekte Dachentw√§sser oder Spritzwasser, wenn es nicht richtig abgef√ľhrt wird und auf „steht“ oder das Mauerwerk selbst sehr feucht ist. Hier wirken zus√§tzlich eingelagerte Mauersalze.

Untersuchungen in der Städten Parchim, Sternberg, Wittenberge und Perleberg ergaben, dass 12,5% der Gesamtfläche der begutachteten Fassaden mit Wärmedämmverbundsysteme befallen war. Davon entfiel 70% auf Häuser mit Kunstharzputze. Dagegen waren bei mineralischen Leichtputzen unter gleichen Bedingungen 15,6% der Gebäude befallen.

Als positiv wird die Schlussbeschichtung der mineralischen Putze bewertet, die aus Silikat- bzw. Siliconharzfarben besteht. Letztere zeigt besonders eine hydrophobe Wirkung, welche einen großen Kontaktwinkel zwischen Wasser und Beschichtung erzeugt.

Weiterhin wurde festgestellt, dass raue Oberfl√§chen wesentlich h√§ufiger durch Algen befallen werden als glatte. Es sollte daher kleinere K√∂rnungen und gering strukturierte Deckputze vorrangig verwendet werden. (3) Neben der l√§ngeren Bindung des Wassers k√∂nnen sich auch g√ľnstiger organische Verbindungen ablagern.

Die richtungsweisenden bauphysikalischen L√∂sungen k√∂nnen nicht alle konstruktiven Schw√§chen ausgleichen, so dass f√ľr eine wirksame Vorbeugung vor mikrobieller Besiedlung auch die Kombination geeigneter Biozide zur Anwendung kommt. Die Anforderungen f√ľr Filmkonservierer sind sehr vielf√§ltig. Sie sollten eine breite Wirkung gegen Pilz-(Fungizide)1) und Algenspezies (Algizide)2) und eine Auswaschbest√§ndigkeit haben, eine pH-, Temperatur- und UV-Stabilit√§t sowie eine geringe Toxizit√§t aufzeigen. Weiterhin d√ľrfen sie die Eigenschaften der anderen Bestandteile der Farbbeschichtung nicht beeinflussen und m√ľssen nach der Anwendung in √∂kologisch unbedenkliche Stoffverbindungen abbaubar sein. In der Regel finden Kombinationen von Wirkstoffen Anwendung, da zur mikrobiologischen Wirkung und Stabilit√§t nur mit einem Wirkstoff allein nur selten die Anforderungen zu erf√ľllen sind. (5)

Die Algenbildung hängt von verschiedenen Faktoren ab und ist so als komplexer Zusammenhang zu sehen. Verschiedene Forschungseinrichtungen untersuchen diese Problematik, warum und welche Bauteile häufiger und andere nicht befallen werden sowie welche Begleitumstände vorliegen. Im Vordergrund steht die
Entwicklung bauphysikalischer Lösungen.

1)Fungizide Wirkstoffe greifen in zentrale Stoffwechselvorgänge in den Pilzzellen störend ein und entfalten so ihre Wirkung. Angriffsziele können z.B. die Zellmembran, die Zellwand, Struktur- oder Enzymproteine oder Bestandteile des genetischen Apparates sein.

2)Algizide greifen in Vorg√§nge der Photosynthese ein, blockieren diese und bringen damit den Energiestoffwechsel zum Erliegen, was schlie√ülich zum Absterben der Zellen f√ľhrt.

Literatur

(1) P. Grochal, St√ľhlingen; Algen und Pilze an w√§rmeged√§mmten Fassaden S. 110 ff , in H.Venzmer; Mikroorganismen und Bauwerksinstandsetzung, 3. Dahlberg -Kolloquium 2001, Verlag Bauwesen -Berlin 2001

(2) A. Born, Kriftel und G. Hugo, Schondorf; Verminderung des mikrobiellen Befalls von Fassaden durch Integration physikalischer Schutzmechanismen in Beschichtungsstoffe, S.95 ff, , in H.Venzmer; Mikroorganismen und Bauwerksinstandsetzung, 3. Dahlberg -Kolloquium 2001, Verlag Bauwesen -Berlin 2001

(3) T. Stindl, Slate; Ausgewählte statistische Analysen zum Algenbefall an wärmegedämmten Wohngebäuden im norddeutschen Raum, S. 59 ff, , in H.Venzmer; Mikroorganismen und Bauwerksinstandsetzung, 3. Dahlberg -Kolloquium 2001, Verlag Bauwesen -Berlin 2001

(4) H.M. K√ľnzel, M. Krus, K. Sedlbauer, Holzkirchen; Algen auf Au√üenw√§nden – Bauphysik als Ursache? Bauphysik als L√∂sung! , in H. Venzmer; Mikroorganismen und Bauwerksinstandsetzung, 3. Dahlberg -Kolloquium 2001, Verlag Bauwesen -Berlin 2001, S.75ff

(5) T. Wunder, Speyer; Der Einsatz von Algiziden und Fungiziden in Fassadenbeschichtungen, S. 105 ff, in H. Venzmer; Mikroorganismen und Bauwerksinstandsetzung, 3. Dahlberg-Kolloquium 2001, Verlag Bauwesen -Berlin 2001

(6) H. Venzmer, N. Lesnych und L. Kots, Wismar; Nicht bestellt und dennoch frei Haus: Gr√ľne Fassaden nach der Instandsetzung durch W√§rmed√§mmverbundsysteme? in H.Venzmer; Mikroorganismen und Bauwerksinstandsetzung, 3. Dahlberg -Kolloquium 2001, Verlag Bauwesen -Berlin 2001

(7)Raschle, Paul; St. Gallen, Schweiz, Algen und Schimmelpilze auf Fassaden, Vortrag auf der 11. Quedlinburger Holzbautagung 1.4.2005, 4/9

Artikel von 5/2005


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