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sd-Wert

Unter dem »sd-Wert« (gelegentlich wird auch der fachlich nicht korrekte Begriff »Sperrwert« verwendet) versteht man den Wasserdampf-Diffusionswiderstand eines Materials (auch als „diffusionsäquivalente Luftschichtdicke“ bezeichnet). Er ist im Bereich der Dichtung und Dämmung insbesondere von Dachflächen von hoher Bedeutung und bezeichnet den Widerstand, den ein Material der Verdunstung von Wasser entgegensetzt.

Jeder Baustoff besitzt ein unterschiedlich hohes Vermögen, für Wasserdampf durchlässig zu sein; diese physikalische Eigenschaft wird mit der Wasserdampf-Diffusionswiderstandszahl »My« beschrieben (»My« = griechischer Buchstabe). Maßgeblich für die Berechnung des Diffusionsverhaltens von Bauteilen ist die Wasserdampf-Diffusionswiderstandszahl My der Bau- und Dämmstoffe. Der »My-Wert« ist eine dimensionslose Größe. Er gibt an, um wie viel der Wasserdampfdurchlasswiderstand eines Bauteils bzw. Baustoffs größer ist als der einer gleich dicken Luftschicht (My Luft = 1). Er ist im Wesentlichen von der Dichte des Baustoffes - z.B. des Dämmstoffes - und der Art und Struktur der Poren, Zellen oder Luftzwischenräume abhängig.

Wie diffusionsfähig ein Bauteil (Wand, Decke, Dach) ist, hängt ganz entscheidend von den verwendeten Materialien und deren Dicke ab. Als Diffusion (lateinisch = „das Auseinanderfließen“) bezeichnet man dabei den Austausch (Ausgleichsprozess) von Wasserdampf- und Luftmolekülen. Als Diffusionswiderstand einer Schicht gibt man die Luftschichtdicke in Metern an, die der Diffusion denselben Widerstand entgegensetzen würde wie die betreffende Schicht. Je niedriger der Wert, desto weniger wird der Wasserdampf auf dem Weg von der warmen zur kalten Seite gebremst. Für offenporige Konstruktionen ist ein niedriger My-Wert vorteilhaft, da die Entfeuchtung ungehindert und schnell ablaufen kann. Eine Aussage über die Wirkung eines Materials in einer gegebenen Konstruktion ist nur bei gleichzeitiger Berücksichtigung der Dicke des Stoffes möglich.

Der sd-Wert findet beispielsweise bei Unterdeckbahnen und Unterspannungen im Dachaufbau Anwendung. Diese sollen einerseits kein Wasser in die darunter liegende Dämmung dringen lassen und auch noch winddicht sein, umgekehrt soll aber in die Dämmung eingetretene Feuchtigkeit durch diese Schicht durchdiffundieren (entweichen) können. Unterdeckbahnen sollten daher einen möglichst geringen Wasserdampf-Diffusionswiderstand (sd-Wert) aufweisen. Dieser bewegt sich bei handelsüblichen Produkten zwischen 0,001 m und 0,3 m. Bauphysikalisch gerechnet wird mit einem sd-Wert von 0,1 m.

Den Wert einer diffusionsäquivalenten Luftschichtdicke (abgekürzt sd) erhält man, wenn man den Wert der Wasserdampf-Diffusionswiderstandszahl My mit der Schichtdicke in Metern multipliziert. Eine 30 cm dicke Wand aus Hochlochziegeln nach DIN 105-2 und Lochung A oder B mit dem Wert My = 5 bzw. 10 (unterer bzw. oberer Wert, nach DIN V 4108-4) hätte demnach eine äquivalente Luftschichtdicke von sd = 5 * 0,30 m = 1,5 m bzw. 10 * 0,3 = 3,0 m.

Farben weisen meist vergleichsweise hohe sd-Werte auf; wegen der geringen Schichtdicken, in denen sie aufgetragen werden, wird die Diffusionsfähigkeit des betreffenden Bauteils dadurch jedoch meist nicht stark beeinflusst. Ungünstig wirkt sich dagegen jedoch aus, dass die Sorption, d.h. die Wasseraufnahmefähigkeit eines Bauteils, abnimmt, was jedoch für den Abbau von Spitzen in der Luftfeuchtigkeit erforderlich ist. Bei diffusionsdichten Beschichtungen kommt es in Räumen mit hoher Luftfeuchtigkeit rasch zur Kondenswasserbildung auf diesen Oberflächen, z.B. in einem Bad auf Fliesen oder Spiegeln, dieser Effekt kann aber auch in der Küche beobachtet werden, in der gekocht wird.

Wasserdampf-Diffusionswiderstandszahlen My von

• bis zu 10 zeigen eine sehr gute Diffusionsfähigkeit für Wasserdampf an,
• 10 - 50 sind mittlere Diffusionswerte,
• bei Werten von 50 - 500 wird die Dampfdiffusion eingeschränkt,
• bei 500 - 15.000 wird sie stark eingeschränkt,
• bei 15.000 bis 100.000 wirkt ein Material wasserdampfsperrend,
• und ab 100.000 ist ein Material dampfdicht, wie dies bei Metallen der Fall ist.

Die Diffusionsrichtung ist unabhängig von der Wärmestromrichtung, sie kann dieser auch entgegengesetzt wirken. Die Diffusionsrichtung richtet sich nach dem absoluten Feuchtegehalt der Luft; bei kalter Außenluft mit entsprechend geringerem Feuchtegehalt in der Außenluft ist die Diffusionsrichtung von innen nach außen. In umgekehrter Richtung erfolgt die Diffusion bei warmer, aber sehr trockener Innenluft, auch wenn die Außenluft kälter ist, diese aber die maximal mögliche Luftfeuchte aufweist.

Zur Erläuterung: Der Taupunkt ist die Temperatur, bei der der Dampfgehalt eines Gas-Dampf-Gemisches (z.B. Luft mit Wasserdampf) bei fortschreitender Abkühlung maximal wird (Sättigungstemperatur), das heißt, eine relative Feuchtigkeit von 100 % herrscht. Wird die Luft unter den Taupunkt abgekühlt, so tritt Übersättigung und Kondensation ein (Tau).

Auch abkühlender Wasserdampf kann auf der anderen Seite einer Wand ohne Bildung von Tauwasser (d.h. ohne Änderung des Aggregatzustands) an der Oberfläche ausdiffundieren. Ungünstiger dagegen sieht es aus, wenn an der kalten Seite eine diffusionsdichte Schicht vorhanden ist und diese damit verhindert, dass die in der Wand befindliche Feuchtigkeit ausdiffundieren kann. Hinter der „Sperrsicht“ baut sich innerhalb der Wand ein Dampfsättigungsdruck auf, so dass dort eine Kondensation stattfinden kann und damit die große Gefahr einer Durchfeuchtung der Wand (bzw. des Bauteils) besteht. Ist der sd-Wert bei einem Außenbauteil zu klein, kann bei feucht-kaltem Wetter der Taupunkt schon bei verhältnismäßig normalen Bedingungen innerhalb des Bauteils liegen. An der Stelle des Taupunkts beginnt dann die Durchfeuchtung infolge der diffundierenden Raumluftfeuchte, wobei dieser Effekt umso größer wird, je kleiner die Diffusionsfähigkeit an dieser Stelle ist (die Feuchtigkeit kann nicht schnell genug „abtransportiert“ werden). Es hat sich gezeigt, dass sd-Werte zwischen 4 und 7 für Außenwände eine günstige Größe darstellen.

Um bei mehrschichtigen Bauteilen zu verhindern, dass eine Wasserdampfkondensation innerhalb des Bauteils stattfindet, soll die Wärmedämmfähigkeit der Baustoffe von innen nach außen zunehmen (die Wärmedämmung muss also außen liegen) und gleichzeitig die Dampfdurchlasswiderstände der Baustoffe abnehmen. (die Dampfsperre muss innen angeordnet werden). Bei einem üblichen Wandaufbau mit (von innen nach außen) Innenputz, Kalksandsteinmauerwerk, Wärmedämmung aus Mineralwolle, einer Luftschicht sowie einer vorgeblendeten Fassadenplattenkonstruktion (also einer üblichen hinterlüfteten Fassade) wird diese Forderung problemlos erfüllt.

Gerade bei leichten Bauteilen wie z.B. Dächern ist es daher zwingend erforderlich, dass unmittelbar hinter der inneren Verkleidung eine entsprechend wirksame Dampfsperre angeordnet wird, die verhindert, dass feuchte Raumluft in die dahinter befindliche Dämmung eindringen und dort dann kondensieren kann. Schon kleinere Leckagen in dieser Dampfsperre bewirken bei ungünstigen Witterungsverhältnissen eine Durchfeuchtung der Dämmung (insbesondere bei Mineral- oder Steinwolle), die bis zum vollständigen Verlust der Dämmwirkung und zu erheblichen Feuchtigkeitsschäden (Stichwort: Schimmelpilz!) in der gesamten Konstruktion führen können. Bei Neubauten mit großen Mengen an noch nicht abtransportierter Baufeuchte (die im Mauerwerk, Putz, im Estrich und in Betondecken enthalten ist) ist jedoch zu beachten, dass sich insbesondere bei ausgebauten Dachgeschossen das Kondenswasser zwischen der inneren Gipskartonplatte (o.ä.) und der Dampfsperre sammeln kann und dieses dann die Verkleidung durchnässt und letztlich in den Raum tropft. Es muss daher in jedem Falle geprüft werden, ob evtl. das Dach undicht ist (was bei einem Neubau meist nicht der Fall ist) oder ob die Ursache dieser Feuchtigkeitsschäden, die auch zu erheblicher Schimmelpilzbildung führen können, nicht doch bei der im Gebäude befindlichen Baufeuchte zu suchen ist. Dieser Effekt wird verstärkt, wenn die Dachräume nicht oder nur wenig geheizt werden. Ein ähnlicher Effekt wird bei Wänden mit außenseitigem Wärmedämmverbundsystem (WDVS) beobachtet, wenn die Außenschicht wasserdicht- oder wasserabweisend ist und dadurch die Diffusion über eine längere Zeit (ungünstig) behindert wird und die Baufeuchte im Mauerwerk verbleibt.

Gipskartonplatten weisen wegen ihrer meist geringen Dicke auch einen kleinen sd-Wert auf. In Abhängigkeit von der raumseitigen Beschichtung (Farbe oder anderes) liegt der sd-Wert der Gipskartonplatte zwischen ca. 1 m und höchstens 10 m, die (fachgerecht ausgewählte) Dampfbremse erreicht Werte zwischen sd = 100 m und 200 m, wodurch die Dampfdiffusion deutlich eingeschränkt, aber nicht vollständig unterbunden wird. Insbesondere dann, wenn in einem Neubau noch Baufeuchte vorhanden ist, findet infolge der zwar geringen, aber nicht vollständig unterbundenen Diffusion noch ein Feuchtigkeitstransport durch die Dampfbremse hindurch statt, in der Dämmung reichert sich bei ungünstigen Witterungsverhältnissen Feuchtigkeit an. Kommen dann noch Ausführungsmängel wie unzureichende Abdichtung zwischen Dampfbremse und Mauerwerkswand oder im Bereich von Entlüftungsrohren hinzu, gelangt die feuchte Raumluft noch leichter in die Dämmstoffebene, der Effekt wird dadurch wesentlich verstärkt.

Die Raumfeuchtigkeit gelangt durch Diffusion auch dann in den Hohlraum zwischen Gipskartonplatte und Dampfbremse, wenn die Fuge zwischen Gipskartonplatte und Außenwand selbst einwandfrei (z.B. durch ein komprimiertes Fugenband) abgedichtet wurde, analog gilt dies für alle Plattenstöße. Bei Fugen in der Ebene der Dampfbremse oder infolge von Beschädigungen der Dampfbremse selbst entsteht infolge des bestehenden Dampfdruckgefälles ein Unterdruck, der durch die bei allen Dach- und Wandflächen zeitweise auftretenden Windsogbeanspruchungen noch verstärkt wird. Durch das physikalische Bestreben der Natur, überall gleiche Druckverhältnisse herzustellen, verstärkt sich die Diffusion, die warme (und meist feuchtere) Innenluft gelangt so in die Dämmung und kondensiert dort mit den schon beschriebenen Folgen. Untersuchungen zum solcherart gesteigerten Wasserdampftransport haben ergeben, dass bei einem sd-Wert von 10 m und einer mittleren Diffusion in einem Zeitraum von nur 10 Stunden auf einer Fläche von 60 m² bereits der Inhalt eines Schnapsglases durch das untersuchte Bauteil diffundierte. Rechnet man diesen Effekt auf eine Wintersaison hoch, kann man sich leicht vorstellen, wie eine Wärmedämmung sich voll Wasser saugt, die Dämmwirkung wird stark reduziert oder ganz aufgehoben, Hölzer können anfangen zu verfaulen (bei jahrelanger Schädigung), Schimmelpilzbildung (zunächst unsichtbar) ist fast unausweichlich - mit entsprechenden gesundheitlichen Folgen.

siehe auch:
- Adhäsion
- Blower-Door-Test
- Dampfbremse
- Dampfsperre
- EnEV
- Emulsion
- Hydrophobierung
- Kapillarität
- Konvektion
- Luftdichtheit
- Montageschaum
- PE-Folie
- Wasserdampf-Diffusionswiderstand