Institut für Baubiologie + Ökologie IBN

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Aus: Wohnung u. Gesundheit 125, Winter 2007, S. 70-71

Katharina Gustavs: Die atmende Wand [Volltextversion]

Das Konzept der atmenden Wand geht auf Max von Pettenkofer (1818-1901) zurück, einer der fähigsten Hygieniker seiner Zeit und Wegbereiter der Arbeits- und Umwelthygiene, wie wir sie heute kennen. Indem er sich für den Bau einer zentralen Trinkwasserversorgung und Abwasserbeseitigung einsetzte, verbesserte sich die Gesundheit der Stadtbevölkerung erheblich und er selbst erlangte Berühmtheitsstatus.

Auf seiner engagierten Suche nach besseren Lebensbedingungen führte von Pettenkofer Kohlendioxid-Messungen als wichtiges Qualitätsmerkmal der Innenraumluft ein. In seinem Arbeitszimmer führte er Messungen zur Luftwechselrate durch. Da das Zimmer aus Ziegelwänden, einem Kachelofen und abgedichteten Fenstern bestand, nahm er an, dass die Ziegelwände luftdurchlässig sind. Denn selbst, nachdem er das Schlüsselloch und auch andere Ritzen abgedichtet hatte, fiel die Luftwechselrate nur um ungefähr ein Viertel. Aus heutiger Sicht geht man davon aus, dass Pettenkofer die Wirkung des Kamins eines im Raum befindlichen Ofens auf die Lüftungsrate außer Acht gelassen hatte.1 Er ersann auch ein Experiment, in dem es ihm gelang, eine Kerze auszublasen, die zuvor durch einen Zylinder aus Ziegelstein gepumpt wurde, der bis auf beide Enden rundherum abgedichtet war. In seinem Eifer übersah er jedoch die Tatsache, dass die natürliche Luftdruckdifferenz an einer Wand zwischen innen und außen mit ca. 30 Pascal um ein Vielfaches niedriger liegt als der Druck, der für sein Kerzenausblas-Experiment notwendig ist.

Von Pettenkofers Berühmtheitsstatus war vielleicht einer der Gründe, warum seine Hypothese von der „natürlichen Lüftung“ durch die Wände nicht bereits vor den zwanziger Jahren als unwissenschaftlich entlarvt wurde.2 Obgleich er den Begriff „atmende Wand“ selbst nie benutzte, nahm dieser Begriff ein Eigenleben an, das bis in unsere heutigen Tage Bauphysik immer wieder verwendet wird. Das „Institut für Baubiologie und Ökologie Neubeuern“ (IBN) empfiehlt, den Begriff „atmende Wand“ zu meiden, weil er den Realitäten, die sich in den komplexen Prozessen einer Wand abspielen, nicht gerecht wird.

In der Baubiologie wird ein natürliches Haus mit einem lebendigen Organismus verglichen, der – so weit wie möglich – nachhaltig, energieeffizient und aus natürlichen Materialien sein sollte, die Teil des Naturkreislaufs sind und keinen giftigen Abfall produzieren. Das Dach und die Wände werden oft als unsere „dritte Haut“ bezeichnet, wobei davon ausgegangen wird, dass ebenso wie menschliche Haut auch die Haut des Hauses in ständigem Kontakt mit der Außenwelt steht und eine entscheidende Rolle bei der Erhaltung eines gesunden Innenraumklimas spielt.

Es stimmt, dass für ein gesundes Wohnraumklima die kontinuierliche Zufuhr sauerstoffreicher Luft und die Reduktion des Kohlendioxidgehalts erforderlich ist. Wie bereits erwähnt, handelt es sich bei der Vorstellung, dass Wände „atmen“ könnten, um ein Missverständnis. Obgleich die Porosität der einzelnen Wände unterschiedlich groß ist, ist die Luftdruckdifferenz zwischen der Außen- und Innenluft nie groß genug, als dass ein nennenswerter Luftaustausch durch Außenwände befördert werden könnte; bei fachgerechter Ausführung werden auf diese Weise lediglich 0 bis max. 4 % des nötigen Luftaustausches erreicht. Wenn Luft durch eine Wand hindurchgeht, dann geht sie nicht durch die Wand hindurch sondern durch Undichtigkeiten wie Fugen, Risse, schlecht abgedichtete Bauteilanschlüsse o. ä. Aber diese Art der Frischluftzufuhr ist am wenigsten wünschenswert, da sie im Winter einen hohen unkontrollierbaren Wärmeverlust verursacht, für unangenehme Zugerscheinungen sorgt und zu Tauwasser- und in der Folge Schimmelbildung führen kann.

Um eine in der Baubiologie empfohlene Luftwechselrate von 1, d. h. die Raumluft wird einmal pro Stunde komplett erneuert, zu gewährleisten, ist entweder eine Lüftungsanlage (aus energetischen Gründen idealerweise mit Wärmerückgewinnung) notwendig oder es muss mehrmals am Tag durch offene Fenster quergelüftet werden. Für natürliche Lüftungsarten sind Massivbauweisen (auch Holzmassivbauweisen) besonders gut geeignet, weil während einer kurzen Fensterlüftung im Winter ihr hohes Wärmespeichervermögen den Wärmeverlust auf ein Minimum beschränkt.

Als Wasserdampfdiffusion bezeichnet man die Bewegung des Wasserdampfes durch Baustoffe hindurch. Temperatur und relative Luftfeuchte beeinflussen die Geschwindigkeit der Diffusion und damit die Menge des diffundierenden Dampfes. Da warme Luft mehr Luftfeuchtigkeit aufnehmen kann als kalte Luft, bewegt sie sich in gemäßigten Klimazonen im Winter meist von innen nach außen und im Sommer von außen nach innen (Dampfdruckgefälle). Bei vielen natürlichen Baustoffen wie Lehm, Ziegel oder Vollholz wird dieser Feuchtetransport aufgrund guter kapillarer Leitfähigkeit (Hygroskopizität) unterstützt.
Jeder Wandaufbau sollte so gestaltet sein, dass die Tauwasserbildung verhindert wird. Baumaterialien, die Feuchtigkeit besonders gut abtransportieren können, bieten daher einen doppelten Schutz, indem sie dafür sorgen, dass flüssiges Wasser niemals in der Wand eingeschlossen bleibt. Das funktioniert natürlich nur dann, wenn auch die Oberflächen zu einem hohen Grade wasserdampfdurchlässig sind. Geeignet sind zum Beispiel Silikatfarben, Kalkfarben oder viele Naturharzprodukte für Holz.

Die Wasserdampfmenge, die eine Außenwand tatsächlich nach außen transportieren kann, ist relativ gering, wenn auch wichtig zur Austrocknung der Wände und damit zur Vermeidung von Feuchte- und Schimmelschäden. Im Winter, wenn in nördlichen und gemäßigten Klimazonen niedrige Außentemperaturen herrschen, werden etwa nur 1 bis 2 % der Innenraumfeuchte z.B. durch Ziegelwände nach außen abtransportiert. Auch in diesem Zusammenhang wird deutlich, dass der größte Teil der Feuchtigkeit, die gewöhnlich in einem Haus anfällt, durch aktive Fensterlüftung und/ oder mechanische Belüftungsanlagen hinausgelüftet werden muss.

Baumaterialien und Oberflächenbehandlungen, die über ein hohes Feuchteausgleichsvermögen (Hygroskopizität) verfügen, verbessern die Qualität des Raumklimas erheblich, weil sie dazu beitragen, kurzzeitige Feuchtigkeitsspitzen auszugleichen. Viele natürliche Baumaterialien sind sehr hygroskopisch und können große Mengen an Wasserdampf absorbieren. Bei 50 % Raumluftfeuchte kann z.B. ein Kalkzementmörtel ca. 1,8 kg/m2 oder Vollholz ca. 1,08 kg/m2 aufnehmen, während z.B. Gipsplatten nur ca. 0,09 kg/m2 aufnehmen können (jeweils 2 cm unbehandelt).4 Aber sobald man hygroskopische Baustoffe z.B. mit einer konventionellen Dispersions- oder Latexfarbe mit hohem Diffusionswiderstand überstreicht, sinkt die Wasserdampfabsorption erheblich. Aus diesem Grund ist es wichtig, Oberflächenbehandlungen auszuwählen, die wasserdampfdurchlässig sind, wie zum Beispiel Silikat- Kalk- oder Lehmfarben oder entsprechende Naturharzprodukte.
Außerdem sei darauf hingewiesen, dass für den wichtigen kurfristigen Feuchte-Pufferungseffekt (einige Stunden) nur die ersten 1 bis 2 cm der Innenraumoberfläche wirksam sind. Daher kann fast jeder Wandaufbau von diesem Effekt profitieren, wenn man z.B. einen Lehmputz oder eine Holzschalung aufbringt. Es ist unklar, warum die Vorstellung von der „atmenden Wand“, die von so vielen Missverständnissen geplagt ist, sich weiterhin hält. Es ist jedoch eindeutig klar, dass sich jede Außenhaut eines Hauses mit zwei großen Herausforderungen auseinandersetzen muss: Erstens kein Wasser hereinzulassen. Und zweitens, falls Wasser eindringt, es wieder herauszulassen. Im Gegensatz zu der weit verbreiteten Anwendung von Dampfsperren wird in der Baubiologie ein dampfdiffusionsoffenes (allerdings winddichtes und tauwassersicheres) Bauen bevorzugt, wobei Wasserdampf durch die einzelnen Bestandteile einer Wand ohne Tauwasserbildung hindurchdiffundieren und kapillar austrocknen kann.

Offenporige diffusionsfähige und hygroskopische Baustoffe sind nicht nur in der Lage, ausgleichend auf die Raumluftfeuchte zu wirken, sondern können auch innerhalb gewisser Grenzen Gerüche und Giftstoffe absorbieren, was sehr wichtig für ein gesundes und harmonisches Raumklima ist. So wird der Geruch in solchen Häusern i. d. R. als wesentlich angenehmer empfunden, also in vielen konventionellen Häusern.

Katharina Gustavs, BBEC C.T.