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 Scheiter
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.
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. Als Kompromiss zwischen Denkmalschutz und Energieeffizienz bot sich somit ein Innendämmungssystem für die Fassaden an.
Die Herausforderungen bei Innendämmung
Entscheidende Faktoren in der Planung von Innendämmsystemen bei einer Altbausanierung sind die Materialisierung und Dimensionierung der Dämmschicht: Die neue Wärmedämmung bewirkt innerhalb der Bestandswand einen drastischen Temperaturabfall. Bei inhomogenem Mauerwerk muss die Dämmstärke daher auf den bestehenden Wandaufbau abgestimmt werden, um durch die Taupunktverschiebung in der Wand keine Folgeschäden an der Bausubstanz zu produzieren.
Ausserdem kann der Temperaturabfall im Mauerwerk eine «Auffeuchtung» der Holzbalkendecke verursachen – insbesondere bei den im Mauerwerk aufliegenden Balkenköpfen. Diese sind gegenüber Feuchtigkeit besonders anfällig und können bei Schädigung durch Feuchtigkeit oder Pilzbefall schon nach kurzer Zeit ihre Tragfähigkeit verlieren. Vor allem bei dem statisch äusserst relevanten Bereich der Mauerauflager ist ein besonderes Augenmerk auf den konstruktiven Holzschutz der Balkenköpfe zu legen.
Ein weiterer Aspekt ist die Verhinderung von Schäden aufgrund von Oberflächenfeuchtigkeit, d.h. Kondensat und Schimmelpilz. Durch neue luftdichte Fensterelemente und -anschlüsse erfolgt eine Reduzierung der Infiltration und somit des natürlichen Luftaustausches über die Gebäudehülle. Daraus resultiert eine erhöhte Feuchtebelastung im Innenraum, bei welcher tiefere Oberflächentemperaturen aufgrund thermischer Schwachstellen in der Gebäudehülle zu verhindern sind. Aus diesem Grund müssen Wärmebrücken bei den Anschlüssen von Innenwänden und -decken an den Aussenwänden sowie bei den Raumecken typologisch untersucht und optimiert werden.
Der Lösungsansatz bei der Sanierung
Die Aufgabe der Bauphysik bestand darin, ein Sanierungskonzept für die Aussenwand zu definieren, welches die energetischen Anforderungen erfüllt, ohne dadurch Feuchteschäden an der Bausubstanz zu fördern.
Als Werkzeug dafür verwendete das Team Bauphysik verschiedene Methoden für die Analyse des Wärme- und Feuchtetransports innerhalb der Bauteile. Dadurch konnten sie z.B. die optimale Dämmstärke der Aussenwände von 10cm sowie ein geeigneter Dämmstoff (mineralische Dämmplatte) definieren.
Die Berechnungen des Feuchteverhaltens an den Balkenköpfen zeigten: Der Bereich um die Balkenköpfe am Mauerauflager würde durch das Anbringen der Innendämmung zu stark abkühlen. Zudem würde sich Kondensat bilden können. 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.
Um die Wärmebrückensituation durch die Innenwandanschlüsse an die Aussenwand zu entschärfen, wurde an die Innenwände zusätzlich eine ca. 1m breite Flankendämmung (ebenfalls mineralische Dämmplatte) angebracht. Durch die Bildung von Nischen konnte diese technische Lösung in Zusammenarbeit mit dem Architekten in die Innenraumgestaltung integriert werden.
Monitoring nach der Sanierung
Während der Ausführung verbauten wir Feuchte- und Temperaturfühler in die kritischen Grenzschichten der betroffenen Bauteile. So konnten wir den Erfolg der geplanten Massnahmen kontrollieren. Speziell beim Detail der Balkenköpfe war dies notwendig, um die theoretische Lösung durch einen praktischen Beweis zu verifizieren.
Das Ergebnis ist zufriedenstellend. Bis heute können wir den Erfolg der umgesetzten Massnahmen mittels Feuchte- und Temperaturmessungen bestätigen.
Fazit nach der Innendämmung
Durch eine qualifizierte Einschätzung der bauphysikalischen Situation und gezielte Berechnungen konnte die Amstein + Walthert AG im Schulhaus Ilgen eine Sanierungslösung schaffen, die einerseits die energetischen Anforderungen so gut wie technisch möglich erfüllt und andererseits die Bauschadensfreiheit gewährleistet. Gleichzeitig wurden sowohl die gestalterischen Aspekte des Architekten als auch die Vorgaben des Denkmalschutzes im Sanierungskonzept berücksichtigt. Das Ergebnis ist ein bis heute bauphysikalisch funktionierendes Gebäude, welche den gestalterischen Ansprüchen einer gelungenen Altbausanierung gerecht wird.
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