Mikrobieller Befall auf Fassaden ist kein neues Thema. Bereits in den 1980er Jahren hat sich unter anderem das Fraunhofer Institut für Bauphysik (Fraunhofer IBP) mit dem Phänomen auseinandergesetzt und nach Ursachen und Lösungen gesucht. Die von den Mikroorganismen besiedelten Gebäude wurden in der Regel als unästhetisch und vernachlässigt wahrgenommen und sorgten regelmäßig für Rechtsstreitigkeiten.
Vor allem aber war der mögliche Befall meist mit ein Grund, eine Fassadendämmung abzulehnen, da viele Immobilienbesitzer dies automatisch mit einem solchen Anblick verbunden haben. Daran hat sich bisher nicht viel geändert.
Mikrobieller Befall bedeutete bis Ende der 1990er Jahre vor allem Algen, insbesondere auf Wärmedämm-Verbundsystemen (WDVS). Die Farbe war grünlich bis rötlich. Anfang der 2000er Jahre wurden dann allerdings immer öfter auch Pilze festgestellt, die eine dunkelgraue Tönung zeigten. Neu war zudem, dass sich Algen und Pilze nun auch auf anderen wärmedämmenden Wandbaustoffen wie zum Beispiel Mauerwerk aus Porenbeton oder Leichthochlochziegeln ansiedelten und auch Bakterien nachgewiesen wurden. Tatsächlich stellt der mikrobielle Befall von Fassaden eine sogenannte Mischexposition dar, eine Mischung nicht nur aus Algen, Pilzen und Bakterien, sondern auch von verschiedenen Arten innerhalb einer Gattung.
Die Mikroorganismen finden sich aber darüber hinaus ebenso auf herkömmlichen Betonsteinen, Dachziegeln, auf Natursteinen, Holzzäunen, Glasscheiben, Metalldächern, Kunststoffoberflächen oder Verkehrsschildern. Es handelt sich hierbei also um ein Problem, das nicht nur Fassaden betrifft. Energieberater sollten ihre Kunden auf diesen Sachverhalt hinweisen, sowie auf die vielfältigen Ursachen für die zunehmende Ausbreitung. Mit diesem Wissen im Hinterkopf bewertet man den Wärmeschutz eines Gebäudes unter Umständen differenzierter.
Kleine Überlebenskünstler
Für das Wachstum der Mikroorganismen ist Feuchtigkeit der alles entscheidende Faktor – egal, ob direkt durch Regen oder Spritzwasser oder indirekt durch Tauwasser infolge von Kondensation oder durch hygroskopische Feuchte. Das Wasser muss einfach in ausreichendem Maß und über einen genügend langen Zeitraum vorhanden sein.
Die Wasseraktivität oder auch die relative Gleichgewichtsfeuchte der meisten Algen und Pilze, der so genannte aw-Wert, liegt bei 0,7 bis 1,0. Dies bedeutet, dass sie sich bei einer frei verfügbaren Feuchtigkeit auf der Bauteiloberfläche von 70 bis 100 Prozent am wohlsten fühlen. Die Temperatur kann vernachlässigt werden, da fassadentypische Mikroorganismen bei Temperaturen von minus zehn bis plus 70 Grad Celsius gedeihen und wachsen.
Ähnlich verhält es sich mit dem pH-Wert. Auch wenn die meisten Algen und Pilze ein ideales Umfeld bei einem pH-Wert von sieben bis acht vorfinden, liegt das pH-Spektrum für Wachstum über alle Arten und Spezies bei zwei bis zwölf. Dies ist einer der Gründe, warum auch hoch alkalische Oberflächen, zum Beispiel Kalkputze oder Silikatfarben, nach einiger Zeit wieder befallen werden können.
Überdies sind einige Pilze und Bakterien in der Lage, Stoffwechselprodukte auszuscheiden, mit denen sie den pH-Wert ihrer Umgebung absenken – und sich somit einen für sie erträglichen Lebensraum zu schaffen. Algen, Bakterien und Pilze sind in Bezug auf Nährstoffe anspruchslos. Selbst kleinste Verschmutzungen, Staubpartikel und Aerosole reichen ihnen in der Regel zum Überleben und Gedeihen.
Wie aber kommt es, dass die Mikroorganismen an Gebäudefassaden immer öfter günstige oder gar optimale Bedingungen vorfinden? Hierfür gibt es nicht eine einzige Ursache, es handelt sich um multikausale Zusammenhänge. Die möglichen Ursachen kann man grob vier Kategorien zuordnen:
Klima und Umwelt des Gebäudes
Zu den klimatischen und den Umweltaspekten gehören zum Beispiel die jährlichen Niederschlagsmengen und die Durchschnittstemperaturen. Die Deutschlandkarten auf der nächsten Seite zeigen die regionalen Unterschiede in Bezug auf Niederschlagsmengen (links) und Temperaturen (rechts). Man erkennt, dass zwar in der Region von Baden-Baden bis Lörrach sowie in derjenigen entlang der Alpen jeweils die gleichen hohen Niederschlagsmengen anfallen, im Baden-Württembergischen allerdings dazu deutlich höhere Temperaturen gemessen werden als in der bayerischen Vergleichsregion. Dies ist einer der Gründe, weshalb die erstere besonders stark von Algen und Pilzen an Fassaden betroffen ist – die Alpenregion dagegen weniger.
Neben der durchschnittlichen Jahresniederschlagsmenge spielt die Zeit, in der eine Fassade durch Schlagregen und/oder Tauwasser belastet wird, eine Rolle. Hierauf hat die geografische Lage Einfluss – ob Nebelgebiet, Höhenlage, städtisch oder ländlich. Sie entscheidet aber ebenso über die Luftqualität. In ländlichen Gebieten ist die Wahrscheinlichkeit eines mikrobiellen Bewuchses deutlich größer als in den Städten. Nicht nur, weil sich in der ländlichen Luft mehr Bioaerosole befinden, freigesetzt auf landwirtschaftlich genutzten Flächen oder in Biokompostanlagen, sondern auch aufgrund der höheren Luftverschmutzung (Abgase) in den Städten, die das Wachstum hemmen. Im unmittelbaren Umfeld des Gebäudes wirken vor allem individuelle Belastungen durch die Vegetation, ob Wälder oder einzelne Bäume und Sträucher, dazu die Verschattung der Fassade durch den Bewuchs und/oder durch Nachbargebäude, was die Austrocknung verzögern kann.
Der Klimawandel als Einflussgröße und weitere begünstigende Faktoren
Algen bevorzugen vor allem Salze und Spurenelemente aus Nitrat- und Phosphorverbindungen, Pilzen die aus Stickstoffverbindungen. Beide allerdings benötigen außerdem Kohlendioxid zum Wachsen, womit der Klimawandel angesprochen ist. Nicht nur der konstante Anstieg der Durchschnittstemperatur in den vergangenen Jahren wirkte wachstumsfördernd, mit in der Tendenz milderen Winter- und feuchteren Sommermonaten, sondern auch die ansteigende CO2-Konzentration in der Luft. Gleichzeitig sinkt der Gehalt an SO2, dank Rauchgasentschwefelung. Schwefelsäure aber hemmt das Wachstum von Algen und Pilzen. Allein diese entgegengesetzt verlaufende Entwicklung ist ein wesentlicher Grund dafür, dass in den vergangenen knapp 35 Jahren das Problem deutlich zugenommen hat.
Darüber hinaus kommt es durch die immer stärkere Eingrenzung von Bioziden in der Landwirtschaft zwangsläufig zu einer höheren Sporenkonzentration in den Sommer- und Herbstmonaten. Nicht ohne Grund wird in der zweiten Jahreshälfte vor allem der Cladosporium an Fassaden nachgewiesen, der sogenannte „Getreidepilz“. Dieser macht zirka drei Viertel der Sporenkonzentration der Außenluft in den Monaten Juni bis Oktober aus. Auch andere Pilze haben vor allem in den Sommermonaten Hochkonjunktur. Insgesamt ergibt sich ein Nebeneinander von ganzjährig anzutreffenden und lediglich temporär auftretenden Arten. Dies ist wichtig für den Zeitpunkt der Untersuchung: Wird er falsch gewählt, kann sie falsche Ergebnisse liefern.
Zu allem Überfluss haben einige Algen, Pilze und vor allem Bakterien in den vergangenen Jahren Resistenzen gegen biozide Wirkstoffe entwickelt, so dass diese mit den herkömmlichen Produkten nicht mehr bekämpft werden können. Die Hersteller sprechen mittlerweile von „Wirkstofflücken“ gegenüber fassadenspezifischen Mikroorganismen.
Bautechnische und regulatorische Einflüsse
Die bisher genannten Aspekte sind äußere Faktoren, denen Gebäude zwangsläufig ausgesetzt und die kaum beeinflussbar sind. Hinzu kommen nun die bautechnischen. An erster Stelle muss der mangelnde konstruktive Feuchteschutz genannt werden, da moderne Architektur kaum noch Dachüberstände kennt. Infolgedessen gelangt viel Niederschlag an die Fassade. Aber auch die richtige Gefälleausbildung, im Sockelbereich oder an anderen, an das Gebäude angrenzenden Horizontalflächen wie zum Beispiel Balkonen oder Terrassen, wird vernachlässigt. Das gleiche gilt für die sachgerechte Wasserableitung über Fensterbänke, über Tropfkanten, an Verblechungen, Attiken. Kurz: Die Ausführungs- und Detailplanung lässt diesbezüglich zu wünschen übrig und führt zu erhöhter Feuchtebelastung.
Einen nachweisbaren Einfluss auf das Mikroklima von Fassaden nehmen sicher auch die gesetzlichen Anforderungen zur Energieeinsparung. Durch eine luftdichte und energieeffiziente Gebäudehülle kommt es zu einer kompletten Veränderung der hygrothermischen Verhältnisse auf Fassadenoberflächen. Das Mikroklima der Oberfläche etwa auf einem WDVS ist ideal für Algen, Bakterien und Pilze, da in Folge der thermischen Entkopplung kaum Wärme nach außen entweichen kann. Sinkt die Temperatur der Putzoberfläche unter die der Außenluft, entsteht Oberflächenkondensation.
Besonders häufig beobachtet man dies in den späten Nacht- bis frühen Morgenstunden an Nord- und Nord-Ost-Fassaden, meist im Frühjahr und/oder Herbst. Während die Oberfläche an Ost-, Süd- und Westfassade aufgrund der Erwärmung durch die Sonne tagsüber abtrocknen kann, bleiben Nord- und Nord-Ost-Fassade lange kühl und feucht. Durch die kontinuierliche Zunahme der Dämmstoffdicken in den vergangenen Jahrzehnten hat sich dieser Effekt eher noch verstärkt.
Materialspezifische Faktoren
Von großer Bedeutung ist die Oberfläche der Fassadenbeschichtung. Mineralische (anorganische) und organische Fassadenputze und -farben haben sehr unterschiedliche Eigenschaften, die das Wachstum von Algen, Pilzen und Bakterien fördern oder hemmen können. Eine der wichtigsten Eigenschaften ist der Feuchtehaushalt an der Oberfläche, der über ein ausgewogenes Verhältnis aus Feuchteaufnahme und -abgabe definiert wird. Seit Jahren streiten Experten darüber, ob die Oberfläche hydrophobe oder hydrophile Eigenschaften haben soll. Beide Ansätze verfolgen das Ziel, die Feuchtigkeit von der Oberfläche fernzuhalten, sind dennoch grundverschieden – und haben ihre individuellen Vor- und Nachteile.
Einen weiteren Einfluss haben Bindemittel, Additive, Porosität und Schichtdicke sowie der pH-Wert der Fassadenbeschichtung. Hinzu kommt die Verschmutzungsanfälligkeit, da zum Beispiel elastische Farben im Rahmen der Risssanierung stärker verschmutzen, hingegen zum Beispiel dickschichtige Edelkratzputze aufgrund ihrer Edelkreidung weniger Verschmutzungsneigung aufweisen. Neben den Nährstoffen von außen bieten die Additive der meisten Putze und Farben zusätzlich eine hervorragende Nährstoffquelle. Verdickungsmittel, Tenside oder Entschäumer kommen ebenfalls in Frage. Auch der Farbton und der sich daraus ergebene Hellbezugswert haben Einfluss auf das mikrobielle Wachstum. Dunklere Farbtöne erwärmen die Oberfläche stärker und beschleunigen die Trocknung der Fassade.
Individuelle Einflüsse: Die Nutzer als Ursache
Hinzu kommen Aspekte, die durch Planung und Ausführung sowie bau- oder materialtechnisch nicht beeinflusst werden können, wie beispielsweise das Lüftungsverhalten der Bewohner. Bei falscher Lüftung, etwa wenn in Räumen mit erhöhter Luftfeuchtigkeit wie Bädern die Fenster gekippt werden, kommt es regelmäßig zu starkem Pilzbefall oberhalb der Stürze, da die feucht-warme Innenluft über die kalte Oberfläche der gedämmten Fassade nach oben entweicht und hierbei kondensiert. Der dadurch entstehende Wasserfilm liefert ideale Wachstumsbedingungen für mikrobiellen Befall.
Auf die Bedenken eingehen
Bei allem Ärger – Algen, Pilze und Bakterien an der Fassade sind nach dem bisherigen Stand der Forschung lediglich eine optische Beeinträchtigung, sie stellen keine unmittelbare Gefahr für die Bausubstanz dar. Dennoch bleibt die Angst vor mikrobiellem Befall eines der Argumente gegen die nachträgliche Anbringung eines Wärmeschutzes. Da für die meisten Eigentümer die äußere Erscheinung ihres Gebäudes verständlicherweise eine große Rolle spielt, sollte dieser Punkt im Beratungsgespräch mit in Betracht gezogen werden. Wie sich der Befall bekämpfen beziehungsweise wie sich das Risiko minimieren lässt, wird Gegenstad des zweiten Teils dieses Beitrags sein.
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