Komplexe Symbiosen? Pilze, Algen und Bakterien auf Außenfassaden

Komplexe Symbiosen?
Besteht ein technischer Mangel durch
organische Besiedlung oder handelt
es sich ausschließlich um eine optische
Beeinträchtigung? Der bayrische
Sachverständigenverband hat schon
2005 eine vorzeitige Veralgung als
Mangel tituliert. Zur Klärung dieser
Fragen sind vor allem die Ursachen
für eine mikrobielle Besiedlung zu klä -
ren. Nur im Hinblick auf die Ursachen
kann die Wirksamkeit von Maßnahmen
gegen den mikrobiellen Befall
abgeschätzt werden. Darüber hinaus
sind alle technischen Möglichkeiten
gegen den Befall an der Baukonstruktion
und an den verwendeten
Baustoffen auszuschöpfen.
Ursachen und Schäden
durch Mikroorganismen
Aus dem Blickwinkel eines Mikrobiologen
stellte sich die folgende Sichtweise
dar:
Die mikrobielle Kontamination und
die Intensität ihrer nachfolgenden
Schadensprozesse sind, aufgrund der
nährstoff- und feuchtespezifischen
Wachstumsanforderungen, eng mit
den petrologischen Eigenschaften
der jeweiligen Baustoffe verbunden.
Hierzu zählen die Mineralzusammensetzung,
Art des Bindemittels, die
Porosität und die Permeabilität. Da -
mit stellt, neben den physikalischen
und chemischen Einflüssen der Umwelt,
die strukturellen Baustoffeigenschaften,
insbesondere die Porosität,
grundlegende Eigenschaften für die
26 · DER MALER UND LACKIERERMEISTER 10/ 2010
Pilze, Algen und
Bakterien auf Außenfassaden
Bedrohen Pilze und Algen unsere Fassaden? Hydrophile oder hydrophobe Einstellung
der Außenbeschichtungen? Wie gesund ist ein biozider Zusatz in Außenbeschichtungen
und wie lange funktioniert er? – All diese Fragen beschäftigen den Handwerker, Planer
und den Bauherrn. Die Verpilzung und Veralgung unserer Außenfassaden hat schon
seit je stattgefunden und ist mit dem Auftreten an sogenannten „kalten Fassaden“ oder
wärmegedämmten Fassaden wieder aktuell geworden. Auch die Rechtslage ist nicht eindeutig.
Gerichte entscheiden über eine vorzeitige Veralgung oder Verpilzung einer frischen Fassade
als Mangel unterschiedlich. Auch aus Sachverständigenkreisen wird über die vorzeitige
Besiedlung mit organischen Mikroorganismen sehr unterschiedlich diskutiert.
Besiedlung mit Mikroorganismen an
oder in Bauwerken dar [1]. Sehr unterschiedliche
Gruppen von Mikro -
organismen können sich auf Bauteil -
oberflächen ansiedeln und nachfolgend
die Oberflächeneigenschaften
im Sinne der Wachstumsförderung
verändern:
– Algen und Cyanobakterien,
– Bakterien,
– Pilze,
– anaerobe Mikroorganismen.
Algen bauen durch den Vorgang der
Fotosynthese mit dem Energieträger
Sonne und dem in der Luft vorhandenen
Kohlendioxid Kohlenhydrate
auf. Zum Wachstum benötigen sie
ausreichend Feuchtigkeit, Stickstoffverbindungen
und Mineralstoffe.
Bakterien können aus anorganischen
Verbindungen Energie gewinnen und
bilden dabei schweflige Säuren und
Salpetersäure.
Bestimmte Bakterienarten und Pilze
benötigen organische Substanzen
aus denen sie Energie gewinnen und
Wachstum möglich ist.
Anaerobe Mikroorganismen, die
unter Luftabschluss organische Verbindungen
unvollständig oxidieren
und korrosive Verbindungen in Form
von Milch-, Essigsäuren und Schwefelwasserstoff
ausscheiden.
Die unterschiedlichen Gruppen von
Mikroorganismen besiedeln im Lauf
der Zeit gemeinsam die Baustoff -
oberfläche. Häufig treten als erstes
Algen auf der Oberfläche auf, denen
folgen Pilze und Bakterien, die sich in
Symbiose auf den Flächen ausbreiten.
In Einzelfällen treten auch ausschließlich
Pilze als Erstbesiedlung
auf [1].
In der Folgezeit können auf den
Oberflächen komplexe Symbiosen
von Pilzen und Algen in Form von
Flechten entstehen. Das Wachstum
dieser Mikroorganismen wird durch
die Zufuhr von Licht, Wasser und
Nährstoffen bestimmt.
Besiedlungsoberfläche
Baustoffoberflächen können unter
Um ständen einen idealen Besiedlungsplatz
für Mikroorganismen bilden.
Eine Außenfassade ist dem
Schlagregen und der Sonneneinstrahlung
ausgesetzt. Die Oberfläche
weist in Abhängigkeit von der Herstellung
und der chemischen Zusammensetzung
eine porige Oberfläche
Dr. Michael
Figgemeier
Dipl.-Mineraloge,
1993 Promotion
in der Bau- und
Werk stoffchemie.
1994 bis 2003
Anwendungstech niker
in der Bau stoffin du strie.
Seit 2004 eigen ständiges Gutachterbüro
und Labor für Baustoff analyse &Bauphysik
in Remseck. Öffentlich bestellter und ver -
ei digter Sachverständiger der IHK Stuttgart.
www.figgemeier.de

und Wasseraufnahmefähigkeit auf.
Unter Umständen können Mikroorganismen
einen Teil der Baustoffe
(Kalkverbindungen etc.) als Nährstoffe
umsetzen. Baustoffoberflächen stellen
unter Umständen sehr günstige
bis ideale Voraussetzungen für die
Besiedlung von Mikroorganismen dar.
Die Oberfläche der Baustoffe, das
Nährstoffangebot im oder außerhalb
des Baustoffs, Licht und Feuchte
entscheiden über die Art und Menge
der Ansiedlung. Unstrittig ist, dass
die Pilze, Bakterien und Algen sehr
flexibel auf das Nährstoffangebot re a -
gieren können. Mit der verstärkten
Ansiedlung schafft sich der Mikro -
organismus sein eigenes Klima bzw.
Milieu, um besonders gut zu gedeihen.
Die Besiedlungsfläche, biozide
Zusatzstoffe in Anstrichen oder die
Feuchtesorption verlieren ihren Einfluss
und sind bei starker Besiedlung
bedeutungslos. Eine Veralgung ist
auf fast allen Oberflächen an der
Außenluft zu beobachten. Besonders
betroffen sind Natursteine, Holz, Metalle,
Beton, organische und mineralische
Außenbeschichtungen.
Schäden durch
Mikroorganismen
In der Regel geht von den Mikroorganismen
auf Bauteiloberflächen im
Außenbereich keine Gefahr für die
Bewohner aus, da in der Außenluft
eine stärkere Konzentration von z. B.
Pilzsporen an Hausfassaden durch
Verdünnungseffekte im Gegensatz zu
den Innenräumen nicht zu erwarten
ist.
Bei längerer Einwirkung von Algen
oder Bakterien bildet sich auf der
Oberfläche der Baustoffe ein sogenannter
Biofilm oder Bioschleim, der
dazu führt, dass die Oberfläche der
Baustoffe angegriffen werden kann.
Die Umsetzungsprodukte in Form von
Säuren greifen das Kalkbindemittel
an und führen zu tief greifenden Zerstörungen.
Besondere Schäden sind
an Natursteinoberflächen mit einer
kalkigen und porösen Bindemittelmatrix
zu beobachten. Es bilden sich
dort schalige Krusten auf den Oberflächen,
die an der Oberfläche relativ
hart sind und den tatsächlichen Schaden
an der Oberfläche verschleiern.
Unter diesen Oberflächen bilden sich
komplexe Biofilme, die durch die
tiefe Eindringung in die Steinsub -
s tanz ein erhebliches Schadens -
potenzial darstellen und die spätere
Restaurierung der Oberflä chen vor
eine komplexe Aufgabe stellt.
Abb. 1: Giebelfläche eines modernen Einfamilienhauses mit starken Rissbildungen.
Mineralische oder organisch gebundene
Oberputze mit wasserabweisenden
Eigenschaften werden durch
Bakterien, Pilze oder Algen in der
Regel im Zeitraum eines Renovierungsintervalls
nicht tiefgreifend geschädigt.
Die Situation ändert sich, wenn Risse,
wie im folgenden Beispiel, in der
Beschichtung auftreten und es zu
einer Wassereindringung infolge von
Schlagregen kommt. Die Abbildungen
1 und 2 zeigen das Giebelfeld
eines Einfamilienhauses mit horizontalen
und vertikalen Rissbildungen
in der Putzbeschichtung. Die Dämmplatten
auf dem Betongurt hatten sich
gelöst und infolge der thermischen
Beanspruchung haben sich die Platten
stark verwölbt. Es bildeten sich
an den Plattengrenzen infolge der
hohen Zugbelastung in der Beschichtung
Risse. Die Risse mit einer
Breite von $ 0,3 mm transportieren
kapillar das Wasser in die Putzschicht.
In der Risszone konnten sich Pilze
und Algen ansiedeln. Die moderne
Architektur des Gebäudes ver fügt
über keinen konstruktiven Feuchte-
Abb. 3: Rissbildungen in der
Beschichtung eines Wärmedämm-
Verbundsystems mit starker
Verpilzung der Rissrandbereiche.
Abb. 2: Organischer Bewuchs an
den Rissflanken durch Auffeuchtung
der Putzfläche über die Risse.
schutz der Fassade. Weder ist ein
Dachüberstand, noch sind Fensterbänke
vorgesehen. Die vorzeitige Besiedlung
mit Mikroorganismen ist jedoch
auf die Risse in der Beschichtung
zurückzuführen.
An einem weiteren Beispiel zeigte
sich eine ähnliche Verpilzung auf der
Beschichtung eines Dämmsystems.
Hier hatten sich zudem feine Haar risse
gebildet, an dessen Ränder sich in
einem Abstand von ca. 2,5 cm der
Pilzsaum angesiedelt hatte. Nach
Öffnung der Beschichtung war die
Rissbildung aufgrund der nicht ausreichend
gestoßenen Dämmplatten
erklärbar (Abb. 3). Die verstärkte Pilzbildung
wurde durch die Haarriss -
bildung begünstigt, da sich in dieser
Zone verstärkt Tauwasser niederschlagen
konnte. Die Gesamtfassade wies
auch in den rissfreien Flächen deut -
liche Pilzbildungen auf.
Das Obergeschoss einer Wohnan -
lage in München weist extreme Veralgungen
auf (Abb. 4). Die Untersuchungen
zeigten, dass der Oberputz
in einer sehr dünnen Schicht auf getragen
war und Feuchtigkeit stark
absorbieren konnte (Abb. 5). Ein zusätzlicher
Anstrich war nicht vorhanden.
Durch die andauernde Durchfeuchtung
konnte sich der Algen -
befall stark entwickeln.
DER MALER UND LACKIERERMEISTER 10/ 2010 · 27

Hydrophob oder hydrophil?
Die aktuelle Diskussion bei wärmegedämmten
Fassaden dreht sich um
die Frage, können an der Oberfläche
hydrophile Oberputze die Feuchtigkeit
wirksam aufnehmen, um den
erhöhten Tauwasseranfall auf den
Ober flächen zu verhindern. Mit diesem
Ansatz geht man von der Auffassung
stark wasserabweisender
Oberflächen in eine andere Richtung.
Die Feuchtigkeit wird unmittelbar
absorbiert und über den Vorgang der
Diffusion wieder an die Oberfläche
abgegeben. Die Oberfläche des Putzes
verbleibt trocken, sodass Mikroorganismen
aus der Luft nicht auf der
Oberfläche haften können. In diesen
Putzsystemen verzichtet man auf die
übliche biozide Filmkonservierung
gegen den organischen Befall. Inwieweit
sich dieses System bewährt,
muss die Baupraxis zeigen.
Die neuesten wasserabweisenden
Putz- und Farbsysteme basieren auf
dem Effekt der Nanotechnik, indem
feinste Strukturen auf der Oberflä -
che, ähnlich dem eines Pflanzenblattes
für einen schnellen Wasserablauf
auf der Oberfläche sorgen. Durch
die Molekülform der Beschichtungsstoffe
wird die Oberflächenspannung
deutlich unter der des Wassers verschoben.
Eine adhäsive Wirkung des
stark polaren Wassermoleküls wird
durch diese Oberflächenausformung
der Nanopartikel vollständig unterdrückt.
Mit dem schnellen Wasser -
ablauf werden auch unter günstigen
Voraussetzungen Schmutzpartikel an
der Fassade aufgenommen und von
der Oberfläche gespült.
Mit diesem physikalischen Prinzip
lassen sich Tauwasserniederschläge
Abb. 4: Extreme Veralgung im Obergeschoss einer Wohnanlage
mit nicht gestrichenem Oberputz.
28 · DER MALER UND LACKIERERMEISTER 10/ 2010
auf stark unterkühlten Fassaden
eines Wärmedämm-Verbundsystems
nicht verhindern. Untersuchungen
konnten zeigen, dass 60-mal mehr
der Taupunkt auf einer gedämmten
Fassade unterschritten wird als auf
einem Massivmauerwerk. Der Wärm e -
fluss und die hohe Wärmekapazität
eines Massivmauerwerks führen da -
zu, dass eine Taupunktunterschreitung
durch eine schnelle Unterkühlung
der Oberfläche gegenüber dem
Außenklima verhindert bzw. verzögert
wird. Der Vorteil einer thermischen
Entkoppelung durch den Dämmstoff
führt zu einer kalten Fassadenoberfläche
und damit zu dem Nachteil
gegenüber einem Massivmauerwerk
eines häufigen Tauwasserniederschlags.
Der feine Feuchtigkeitsfilm eines
Tauwasserniederschlags verbleibt in
der Regel auf der Oberfläche und
bietet eine gute Grundlage für die
Be siedlung mit Mikroorganismen.
Den Farbbeschichtungen auf den
stark wasserabweisenden Systemen
wird ein biozider Zusatzstoff beigefügt,
der die Ausbreitung von Algen,
Pilzen und Bakterien verhindern soll.
Allerdings verlieren die wasserlös -
lichen Zusatzstoffe im Laufe der
Standzeit ihre Wirkung. Die Fassaden
werden in der Regel oft schon
nach 3 bis 5 Jahren auf den wetterexponierten
Seiten besiedelt.
Die physikalischen und chemischen
Veränderungen der Baustoffoberflä -
chen durch die Besiedlung mit Mikr o -
organismen ist nahezu unabhängig
von den Ausgangseigenschaften der
Baustoffe. Sowohl hydrophile als
auch hydrophobe Beschichtungen
werden durch die Exposition der
Fläche in der Atmosphäre betroffen.
Abb. 5: Die Oberputzbeschichtung
beträgt weniger als 1 mm.
Lediglich die Geschwindigkeit der
Besiedlung wird durch die Auswahl
der Beschichtungsstoffe beeinflusst.
Durch technische Fehler an der Fassadenbeschichtung
oder an den Anschlussdetails
von Fenstern, Sockeln
und sonstigen Wandöffnungen werden
organische Mikroorganismen
schneller angesiedelt.
Ein vorzeitiger biologischer Befall auf
Fassadenoberflächen ist in der Regel
kein Mangel des Beschichtungssys -
tems. Es ist ein natürlicher Vorgang,
der auf allen denkbaren Oberflächen
bei freier Bewitterung auftreten kann.
In der Gerichtspraxis wird der vor zeitige
Befall innerhalb der Gewähr -
leistung von Fassaden sehr unterschiedlich
beurteilt.
Aus technischer Sicht des Verfassers
ist die Verschmutzung der Fassaden
mit Mikroorganismen generell erst
dann ein technischer oder optischer
Mangel, wenn eindeutig technische
Fehler oder handwerkliche Unzulässigkeiten
nachweislich einen mikrobiellen
Befall gefördert haben. Erst
unter dieser Voraussetzung kann von
einem unzulässigen optischen oder
technischen Mangel gesprochen
werden.
Maßnahmen
gegen vorzeitigen
Pilz- und Algenbefall
Konstruktiver Schutz vor
Feuchtigkeit auf der Fassade
In der Phase der Bauplanung kann
schon durch einen effektiven konstruktiven
Feuchteschutz gegen den
biologischen Befall auf den Fassadenoberflächen
gesorgt werden.
Eine Möglichkeit bieten weite Dach überstände,
die z. B. das Obergeschoss
vor dem direkten Schlag -
regeneinfluss schützen kann, solange
der Schlagregen nicht durch den
Wind übermäßig beeinflusst wird.
Auch ist der Einfluss von Sohlbank -
überständen für den Feuchteschutz
der Fassade maßgeblich. Der geforderte
Mindestüberstand von ca. 4 cm

kann auf 5 bis 6 cm erhöht werden.
Rollladenkästen sollten nach Möglic hkeit
in die Fassadenfläche integriert
werden, sodass sich an den Überständen
keine Pilze oder Algen durch
Feuchtigkeitsnischen verbreiten.
In diesem Zusammenhang kann
auch der Bauherr darauf achten,
dass Fen ster nicht in einer Dauer -
lüftungsstellung verbleiben und für
einen stetig feuchtwarmen Luftstrom
nach draußen sorgen. Die
Feuchtigkeit von innen schlägt sich
oberhalb der Fensteröffnung nieder
und sorgt für optimale Lebensbedingungen
für Pilze und Algen. Die
Lüftung erfolgt bei komplett geöffnetem
Fenster (Stoßlüftung), sodass
der vollstän dige Luftaustausch
in einem sehr kurzen Zeit -
intervall erfolgt.
Wasserabweisende
Beschichtungen
In der Regel werden die Bedingungen
an wasserabweisende Putzund
Anstrichschichten systembedingt
erfüllt, sodass zusätzliche
Hydrophobie rungen nicht sinnvoll
sind. Besonders bewährt haben
sich Silikon harze oder Reinsilikonfarben,
die aufgrund ihrer Oberflächenstruktur
für einen schnellen
Wasserablauf auf der Fassade sorgen.
Die Zumischung von algeziden-
und fungiziden Zusätzen verbessert
die Wirksamkeit gegen
einen schnellen Befall. Hierbei hat
sich gezeigt, dass Zusätze in Putzbeschichtungen
keine Wirkung auf
den biologischen Befall haben. Bei
Wärm edämm-Verbundsystemen
ge hö ren fungizid und algezid eingestellte
Far b beschichtungen zum
technischen Standard.
Fungizide und
algezide Vorbehandlungen
Ein erhöhter Schutz gegen Algenund
Pilzbefall kann durch eine separate
Imprägnierung der Fassade
mit erhöhten Wirkstoffgehalten des
Biozids stärker als mit einer fungizid
eingestellten Farbe erreicht werden.
Bei bestimmten Pilzarten sind die
handelsüblichen Breitbandwirkstoffe
unwirksam. Die Pilze breiteten
sich nach der Behandlung der Fassade
mit üblichen Mitteln (auch Chlor-
Bleichlaugen) nur noch schneller
aus. Durch die Wirkung des Mittels
werden die Oberflächen angegriffen,
sodass durch die Vertiefungen
ein zusätzlicher Raum für Mikroorganismen
geschaffen wird. Der Pilz-
befall kann in diesen Fällen nur
nach Bestimmung der Pilzart durch
ein Spezialmittel wirksam bekämpft
werden. Für die Beseitigung von
Schimmelpilzen haben sich gesundheitlich
unbedenkliche Frucht -
säuren mit stabilisiertem Wasserstoffperoxid
bewährt. Diese Mittel
sind besonders für Innenräume geeignet.
Es ist dem Bauherrn und auch dem
Fachhandwerker gegenüber deutlich
darzustellen, dass alle Biozide
Giftstoffe enthalten. Die Stoffe sind
wasserlöslich und ihre Wirkung
lässt mit der Zeit nach, da sie vom
Regen ausgewaschen und verdünnt
werden. Ein übermäßiger Einsatz
von Bioziden auf der Fassade sollte
deshalb vermieden werden. Auch
als Selbstschutz für den verarbeitenden
Betrieb, der das Biozid auf
die Fassade aufträgt, sollte der Zusatz
in der Farbe möglichst gering
dosiert sein. Bei werksmäßig hergestellten
Farben mit bioziden Zusätzen
richtet sich die Menge an die
Gefahrstoffverordnung. In der Regel
ist der Zusatz so bemessen, dass
für die Verarbeitung kein besonderer
Personenschutz erforderlich ist
und die Farbe keine Kennzeichnung
trägt.
Die Beimengungen von Bioziden in
einem Anstrichsystem sind so zu
bemessen, dass im üblichen Instandsetzungszyklus
der Fassade
(ca. 10 bis 15 Jahren) der biologische
Befall sich in Grenzen hält und
anschlie ßend mit der Reinigung und
dem Neuanstrich die Fassade wieder
sauber dasteht. Im Zweifelsfall
ist der Hersteller des Anstrichsystems
zur Beratung hinzuzuziehen,
um bei hartnäckigen Fällen, das
richtige Mittel in einer wirksamen
Konzentration zu finden.
Der Fachhandwerker sollte in jedem
Fall im Gespräch mit dem Bauherrn
das Thema „Algen und Pilze auf
Fassaden“ ansprechen. Der Notwendigkeit
und dem Nutzen einer
zusätzlich gedämmten Fassade
müssen auch die systembedingten
Nachteile gegenübergestellt werden.
Dazu ist mit dem richtigen
Augenmaß vorzugehen, um den
Kunden nicht abzuschrecken und
die möglichen Auswirkungen richtig
zu bewerten. �
Literatur
[1] Warscheid, Th., Praxisgerechte
Bewertung von mikrobiellem Befall,
vbn Sonderheft Schimmelpilz,
Fraunhofer Verlag, Stuttgart, 2001