Artikel Bausubstanz - Dipl.

Reduzierung des Durchfeuchtungsgrades
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Reduzierung des Durchfeuchtungsgrades durch Verfahren außerhalb der
Regeln der Technik
von Dipl.- Ing., Dipl.- Ing. (FH) Jürgen Weber und Virginie Schulz
1.0 Vorbemerkung
Die mechanischen Verfahren zur Herstellung einer Horizontalsperre sind u.a. wegen ihrer durchgängigen
Überprüfbarkeit im Einbauprozess und der zu vernachlässigenden Versagensquote als allgemein anerkannte Regel der
Technik zu zählen.
Die Injektionsverfahren zur nachträglichen Herstellung von Horizontalsperren weisen nach baupraktischen Erfahrungen
immer noch eine hohe Versagensquote auf. Dies liegt weniger an den Wirkmechanismen der Injektionsstoffe, da diese
nach standardisierten Prüfverfahren in ihrer Wirksamkeit überprüft werden können. Die fast 50%ige
Versagensanfälligkeit liegt in der Nichtbeachtung der tatsächlichen Randbedingungen im Einzelfall, der Überschätzung
der Einsatzmöglichkeiten der Injektionsstoffe und vor allem der Nichtbeachtung der fachgerechten Ausführung der
Injektionsverfahren. Die baupraktischen Ergebnisse führten zu der Einschätzung, dass diese Verfahren (egal ob mit oder
ohne Druck) als anerkannte Regel der Technik einzustufen sind. Ob nach den heutigen Kenntnisstand, neuer
Technologien und den erweiterten Praxiserfahrungen zumindest teilweise bei dem Injektionsverfahren von einer
allgemein anerkannten Regel auszugehen ist wird demnächst in einer Bachelor-Arbeit der HTWK Leipzig überprüft.
Die nachträglich hergestellten Horizontalabdichtungen mittels mechanischer Verfahren oder Injektionsverfahren sind
nicht Gegenstand des Beitrages. Gleiches gilt für die Vertikalabdichtungen durch Bitumendickbeschichtungen,
mineralischen Dichtungsschlämmen oder entsprechender Bitumenbahnen. Es werden nachfolgend nur physikalische und
paraphysikalische Verfahren betrachtet, welche zu einer Reduzierung des Durchfeuchtungsgrades führen oder führen
sollen.
Bild 1: Verfahren von Trogenlegung
Reduzierung des Durchfeuchtungsgrades
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Die vorgenommene Einstufung, Abgrenzung und Zuordnung der Verfahren der Trockenlegung (Bild 1) ist sicher nicht
schlussendlich und wird sich mit der Weiterentwicklung von Erkenntnissen und Erfahrungen auf dem Gebiet der
Bauwerksinstandsetzung verändern.
Seit Bestehen sind die physikalischen Verfahren der Mauerwerkstrockenlegung sicherlich die umstrittensten Methoden
bei der Sanierung von Bestandsbauten. Der Umstand hat seine Wurzeln in der Unüberschaubarkeit der Methoden, der
teilweise fehlenden wissenschaftlichen Grundlagen und der ebenso vielfach fehlenden ingenieurtechnischen
Nachvollziehbarkeit.
Selbst die Einordnung der elektrophysikalischen Verfahren in wissenschaftlich anerkannte und nicht anerkannte
Verfahren ist in der Fachliteratur und in den Veröffentlichungen der Entwickler und Vertreiber der „alternativen“
Verfahren nicht exakt abgegrenzt. Elektrophysikalische Begriffe werden unbewusst oder bewusst falsch verwendet oder
„schwammig“ in der Diskussion genutzt.
2.0 Feststellung des kapillaren Durchfeuchtungsgrades (DFG)
Der kapillare Durchfeuchtungsgrad gibt den prozentualen Anteil des mit Wasser gefüllten zugänglichen Porenvolumens
zum Zeitpunkt der Entnahme der Materialprobe aus dem Bauteil an. Das heißt, es wird das Verhältnis zwischen dem mit
Wasser gefüllten und dem mit Luft gefüllten Porenvolumen in Prozent angegeben.
Der Durchfeuchtungsgrad ist ein wesentlicher Wert zur Festlegung des anwendbaren Verfahrens für die nachträgliche
Horizontalabdichtung und der Einschätzung des Versagensrisikos der möglichen Varianten. Zugleich kann durch den
Wert das zu verwendende Injektionsmittel bestimmt werden, wenn ein Injektionsverfahren geplant wird. Ohne die
Bestimmung des Durchfeuchtungsgrades ist eine fachgerechte Planung der nachträglichen Horizontalabdichtung im
Injektionsverfahren zweifelsfrei nicht möglich.
u
DFG  m  100
umax
DFG = Durchfeuchtungsgrad in %
um
= Wassergehalt in Masse- % bei Materialentnahme am Objekt
umax = maximale Wasseraufnahme in Masse- %
Für die baupraktische Bewertung des Durchfeuchtungsgrades mit dem Ziel der Festlegung von Verfahren der
nachträglichen Horizontalabdichtung kann folgende Einstufung gelten:
< 20 % vernachlässigbarer DFG
20 % bis 40 % geringer DFG
40 % bis 60 % mittlerer bis hoher DFG
60 % bis 75 % sehr hoher DFG
> 75 % extremer DFG
3.0 Lüftungsgräben und Lüftungskanäle
Die einfachste Form einen Feuchteeintrag ins Mauerwerk zu verringern, ist die erdberührte Fläche der Außenwände zu
verkleinern. Dies geschieht durch die zumindest teilweise Freilegung der Wände mittels eines Grabensystems. In
früheren Jahren wurden Gräben oder Kanäle daher an den Außenseiten angeordnet, um das Ziel der Trockenhaltung bzw.
Austrocknung der Mauerwerkswände durch Luftumspülung und der daraus resultierenden Verdunstung zu erreichen.
Durch die Thermik wird eine Luftumspülung im oberflächennahen unteren Wandbereich hervorgerufen, welcher die
Trockenhaltung der oberen Mauerwerksschichten bewirken kann. Zumindest ist die Angriffsfläche des im Erdreich
befindlichen Wassers auf die freigelegte Außenwand verkleinert.
Ein Lüftungsgraben ist gegenüber einem Lüftungskanal oberseitig offen, wodurch ein intensiver Luftaustausch im
Graben stattfindet. Der Luftaustausch erfolgt mittels Konvektion. Dem Vorteil, dass über die gesamte Querschnittsfläche
des Grabens Luft zirkulieren kann, steht der Nachteil gegenüber, dass Regenwasser ungehindert an das Mauerwerk
gelangt. Durch konstruktive Maßnahmen eines geplanten und schnellen Abfluss des Wassers in der Grabensohle kann
der negative Effekt nur abgemildert werden. Zudem ist der Wartungsaufwand von den Oberflächen der feuchtebelasteten
Außenwände und der Lüftungsgräben nicht unerheblich.
Die theoretisch physikalische Möglichkeit der Lüftungsgräben ist unter heutigen Bedingungen maximal im Einzelfall
unter denkmalpflegerischen Gesichtspunkten zu berücksichtigen, sofern dies die örtlichen Verhältnisse zulassen und die
Baubeteiligten ausdrücklich wünschen.
Reduzierung des Durchfeuchtungsgrades
3
In der weitläufigen Praxis dürfte die Variante nicht
einsetzbar sein, da die Außenanlagen nicht bis zum
Objekt problemlos herangeführt werden können,
ständige
Oberflächenschädigungen
an
der
Außenwand zu erwarten sind und die Frostfreiheit
im Gründungsbereich der Außenwände eingehalten
werden muss.
Die Lüftungskanäle vor einer Außenwand sind
gegenüber den Gräben oberseitig fast vollständig
abgedeckt. Sie besitzen überwiegend nur relativ
kleine Öffnungen. Über diese Zu- und
Abluftöffnungen soll der Luftwechsel abgesichert Bild 2: Skizzierter Schnitt eines Lüftungsgrabens
werden.
Allein
durch
die
Lage
zur
Hauptwindrichtung, unter Beachtung der Gebäudegeometrie sowie der Beschaffenheit und Anordnung der
Kanalöffnungen, wird die Größenordnung des Luftaustausches im Kanal wesentlich beeinflusst. Praktisch ist eine
Absicherung der theoretisch notwendigen Luftwechselrate im Kanal nicht möglich. Die Gefahr der Erreichung der
Sättigungsfeuchte der Kanalluft ist somit immer gegeben, was im schlimmsten Falle zu einer Befeuchtung der
Außenwände führen kann.
Das System könnte zwar durch den Einsatz einer Zwangslüftung des Kanals effizienter und weniger störanfälliger erstellt
werden. Jedoch stehen die erheblichen Einbau-, Wartungs- und Energiekosten dem verbreiterten Einsatz der
Lüftungskanäle entgegen.
Bild 3: Lüftungsgraben um eine Kirche
Reduzierung des Durchfeuchtungsgrades
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Die Feuchtesituation im Mauerwerk
kann durch den Einsatz der Gräben
und Lüftungskanäle im erdberührten
Mauerwerksbereich kurz- bzw.
mittelfristig verbessert werden. Dies
ist aber dadurch begründet, dass
durch den Graben bzw. Kanal eine
Trennung der ansonsten
erdberührten Wand zum Erdreich
erfolgt. Diese örtliche Gegebenheit
erfüllt eine Vertikalabdichtung
ebenso, allerdings mit einem weit
geringeren Aufwand.
Bild 4: Skizzierter Schnitt von Lüftungskanälen vor oder in der Außenwand
Als dauerwirksame Trockenlegungsmaßnahme sind die Gräben und Kanäle vor oder in der Außenwand nicht anzusehen.
Daher sind Lüftungsgräben nur im Einzelfall und Lüftungskanäle vor den Außenwänden bzw. als Hohlkammern im
Mauerwerk nicht in die Planung und Ausführung
von Sanierungsleistungen bei Bestandsbauten mit
einzubeziehen. Die Erfahrungen der letzten 40
Jahre lassen keine andere Schlussfolgerung zu.
4.0 Lüftungszylinder und -röhrchen
Die Theorie der Entlüftungsverfahren in Bezug auf
Gräben und Belüftungskanäle wurde Anfang des
20. Jahrhunderts in zahlreichen Varianten weiter
entwickelt. Grundsätzlich hat man meist schräg
nach oben geneigte Öffnungen in verschiedenen
Abständen im zu entfeuchtenden Mauerwerk
hergestellt, in die dann Röhrchen oder Tonzylinder
eingelassen wurden. Zum überwiegenden Teil
waren die Öffnungs- bzw. Bohrlochabstände auf
ca. 50 cm festgelegt. Man war der Meinung, dass
in den Zylindern eine Luftumwälzung erfolgte,
welche zu einer Entfeuchtung des Mauerwerkes
führte.
Die in dem eingelassenen Zylinder umgebende
Feuchtigkeit im Mauerwerk soll durch die
Zylinderwand
„aufgesaugt“
und
an
die
Innenoberfläche transportiert werden. An der
inneren Zylinderwandung sollte das Wasser in die
vorbeiströmende Luft verdunsten und durch die
weitere Luftbewegung im Tonrohr nach Außen
befördert werden. Bei dieser Theorie wurde davon
ausgegangen, dass trockene Luft oberhalb des
Rohres einströmt und die mit Wasserdampf
belastete „schwere“ Luft in der unteren Hälfte des
Rohres wieder abströmt. Damit sollte eine
Abtrocknung des Mauerwerkes erzielt werden.
Bild 5: abgedeckter Lüftungskanal
Reduzierung des Durchfeuchtungsgrades
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Eine gewisse positive Anfangswirkung auf die
Feuchtesituation war dabei offensichtlich erzielt wurden,
wobei durch „Versinterung“ der Tonrohre der
Funktionszeitraum recht begrenzt war. Durch die
gewollten Ansaugeffekte des Tonrohres wurde
zwangsläufig auch salzbelastetes Wasser aus dem
Mauerwerk an die Innenwandung des Rohres
transportiert, woraus eine Salzanreicherung in diesem
Bereich erfolgt. Die sich ausbildenden hygroskopischen
Erscheinungen im Rohr führten dann zwangsläufig zu
einer Befeuchtung der Wandbereiche und somit zum
Versagen des Verfahrens.
Das Entfeuchtungssystem hat sich auf
Grund der sich tatsächlich einstellenden
bauphysikalischen und bauchemischen
Gegebenheiten nicht weiter empfohlen,
wobei auch der erhebliche Eingriff ins
Mauerwerk und die umfangreichen
Bauschäden
durch
das
„Entfeuchtungssystem“ seinen Teil dazu
beigetragen hat.
Bild 7a: Öffnungen von Lüftungsröhrchen
Schlussendlich haben sich die Verfahren der Entfeuchtung
mittels eingesetzter Zylinder und Röhrchen nicht bewährt.
Die
tatsächlich
baupraktisch
sich
einstellenden
physikalischen Gegebenheiten weichen von der vermuteten
Theorie zu sehr ab. Bereits Braun und Wieden stellten die
Wirkungslosigkeit der „Trockenlegungsverfahren“ 1970
bzw. 1982 fest.
Bild 7b Öffnungen von Lüftungsröhrchen
Reduzierung des Durchfeuchtungsgrades
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5.0 Thermische Verfahren
Die sogenannten thermischen Verfahren zur Mauerwerkstrockenlegung sind bezüglich des „Glaubenskrieges“ und der
damit verbundenen konträren Fachdiskussion mit den elektroosmotischen Verfahren fast gleichzusetzen.
Der dahinterstehende Gedanke bei der thermischen Trockenlegung ist der, dass mittels eines ständigen Wärmeeintrages
in den Querschnitt einer feuchtebelasteten Wand diese austrocknet. Durch die Erwärmung soll die Verdunstung an der
Wandoberfläche derart erhöht werden, dass die Verdunstungsmenge, bezogen auf Fläche und Zeit, größer als der
„nachfolgende“ kapillare Wassertransport ist. Daraus resultiert theoretisch der reduzierte Feuchtegehalt im
Wandquerschnitt.
Bild 8: Prinzipskizze einer heutigen Sockelheizung
Bild 9: Prinzipskizze aus Patent von Leser 1912
Als Wärmeerzeuger kann zum einen eine elektrische Heizleitung oder eine Warmwasserheizung mit kleinen
Wärmetauschern in die Wand eingebaut werden. Die Heizkabel oder Heizungsrohre werden heute zum überwiegenden
Teil raumseitig im Sockelbereich in die Wand eingeputzt bzw. teilweise unmittelbar an der Wandfläche platziert.
In der heutigen Zeit ist Energie nicht nur aus Kosten- oder persönlichen Gründen einzusparen, sondern es ist auch die
technische und gesellschaftliche Zielstellung der Energieeinsparung zu berücksichtigen. Es ist sicher wenig sinnvoll,
wenn zum einen eine Energieeinsparverordnung bei der Planung und Ausführung von Bauvorhaben strikt einzuhalten ist
und zum anderen eine „Energieschleuder“ als Bauweise für Trockenlegungsmaßnahmen herangezogen wird.
Eine Planung von thermischen Verfahren ist mit Blick auf die erforderliche Einhaltung der Nachhaltigkeit von
Baumaßnahmen aus folgenden Gründen abzulehnen:
1. Nebenwirkungen, wie Erhöhung der hygroskopischen Eigenschaften des Wandbereiches durch
Salzanlagerungen
2. Bei Funktionsausfall entsteht wieder ein ungehinderter Wassertransporte im Bauteil
3. Das Verfahren ist ein ständiger und intensiver Energieverschwender
6.0 Elektrophysikalische Verfahren
Die elektrophysikalischen Verfahren sind über Jahrzehnte mehr praxisorientiert als durch wissenschaftlich anerkannte
Theorien begründbar entwickelt worden. Grundsätzlich kann eine grobe Unterteilung aus dem wissenschaftlichen
Anspruch und den neutral belegbaren baupraktischen Erfahrungen erfolgen in
– theoretisch und nach wissenschaftlicher Lehrmeinung anerkannte elektrophysikalische Verfahren
und in
– wissenschaftlich noch nicht erforschten sowie außerhalb der Lehrmeinung stehenden physikalischen
Entfeuchtungsverfahren.
Reduzierung des Durchfeuchtungsgrades
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Diese scharf abzugrenzenden Teilgebiete haben keine auch nur näherungsweise physikalischen Gemeinsamkeiten bis
zum heutigen Tag. Wird diese strikt notwendige Trennung nicht vorgenommen, riskiert man die gesamten eventuell
möglichen elektrophysikalischen Varianten der Mauerwerksentfeuchtung global als unwirksam zu verwerfen.
Nach dem heutigen theoretischen Kenntnisstand und mit Blick auf die Erfahrung aus der Baupraxis ist nachfolgende
Einteilung der auf dem Markt befindlichen Geräte und Anlagen vorzunehmen:
– Elektroosmotische (aktive) Anlagen auf Grundlage angelegter Spannungen (nach erforschten und anerkannten
Prinzipien der Physik),
– Elektroosmotische (passive) Anlagen auf der Grundlage von „Kurzschließen“ vorhandener Potenziale im
Mauerwerk (nach erforschten und anerkannten Prinzipien der Physik),
– In Anlehnung der Wirkprinzipien von der Elektroosmose (aktive) Anlagen mit gering angelegter Spannung zur
Beeinflussung des Mauerwerkspotenzials
– Anlagen zur Ausstrahlung in der Physik anerkannter Wellen, wo jedoch die Wirkprinzipien theoretisch (noch)
nicht nachgewiesen bzw. allgemeingültig bestätigt sind und
– Anlagen und Geräte die von der Lehrmeinung der Physik nicht anerkannte imaginäre Wellen, Erdstrahlen und
Wirbel zur Entfeuchtung benutzen bzw. ausnutzen
Dass Anlagetypen mit dem bekannten elektrophysikalischen Wirkprinzipien wissenschaftlich anerkannt sind, sagt noch
nichts über die tatsächliche Wirksamkeit bzw. Einsetzbarkeit im Rahmen der Mauerwerksentfeuchtung im Bauwesen
aus. Die notwendigen Randbedingungen des Einsatzes derartiger Anlagen sind noch weitestgehend unbekannt.
Sie haben aber zumindest den Vorteil auf der Grundlage von Naturgesetzen erklärbar zu sein. Eine theoretische
Auseinandersetzung und praktische Bearbeitung anstehender Probleme auf der Basis wissenschaftlicher Terminologie ist
dadurch möglich.
6.1 Elektrophysikalische Verfahren auf wissenschaftlicher Basis
Die physikalischen Verfahren auf dem
Grundprinzip der Elektroosmose nach Prof.
Reuss sind in der Bauwerksentfeuchtung
hinsichtlich der Einsatzmöglichkeiten noch nicht
ausreichend erprobt bzw. erforscht und sorgen
immer wieder zu konträren wissenschaftlichen
Diskussionen. Trotzdem sind die theoretischen
Grundprinzipien anerkannt und gehören seit
1809 zur Lehrmeinung der Physik.
Bild 10: Prinzipskizze der passiven Elektroosmose
Das passive Verfahren wurde hauptsächlich in der ehemaligen DDR
in den 70iger Jahre entwickelt und bereits in den 90iger Jahren
wegen ihrer nicht dauerhaften Funktion wieder verworfen. Die
entstehende, anfänglich vielfach bestätigte Abtrocknung des
Mauerwerkes war nur kurzzeitig aufrecht zu erhalten. Über einen
größeren Zeitraum funktionierende Anlagen sind in den letzten
Jahrzehnten unbekannt. Nur bei neuen Sanierungsvorhaben sind
vereinzelt zerstörte und unbrauchbare Anlagen anzutreffen.
Bild 11: Verrosteter
Funktionslosigkeit
Eisenstab
führt
zur
Reduzierung des Durchfeuchtungsgrades
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Die Anlagen und Konstruktionen der Mauerwerksentfeuchtung auf der Grundlage der passiven Elektroosmose sind nicht
zum Stand der Bautechnik zu zählen, da baupraktisch die Funktionstüchtigkeit nur kurzzeitig und ohne signifikante
Wirkung ist. Eine theoretische und praxisorientierte Weiterentwicklung derartiger Anlagen erfolgt auf Grund der
vermuteten geringen Erfolgsaussichten nicht.
Die aktive Elektroosmose ist im
Gegensatz
zur
passiven
Elektroosmose
grundsätzlich
gekennzeichnet
durch
das
Anlegen einer elektrischen
Fremdspannung von ca. 1 bis
max. 60 V am Mauerwerk
mittels
eines
Elektrodensystems.
Diese
Anlagen basieren zweifelsfrei
auf
einer
wissenschaftlich
theoretische Lehrmeinung der
anerkannten Physik.
Die Grundidee bei dem
elektroosmotischen Verfahren
besteht darin, dass das im
Mauerwerk
befindliche
Kapillarwasser
durch
das
Anlegen einer bestimmten
Bild 12: Prinzipskizze der aktiven Elektroosmose
Fremdspannung künstlich zu
einer Bewegung in Richtung
Kathode gezwungen wird. Daher ist im oberen Wandbereich eine Anode und im unteren Wandbereich oder direkt im
Erdreich eine entsprechende Kathode eingebaut.
Allerdings ist die Versagensquote der Anlagen mit dem aktiven elektroosmotischem Wirkprinzip in der Praxis noch
erheblich. Die Ursachen sind bisher nicht allgemeinverbindlich abgeklärt. Ein verallgemeinernder Erkenntnisstand über
die Einsatzmöglichkeiten und deren Randbedingungen, welcher auf jeden Einzelfall zutrifft, ist noch nicht vorhanden.
Die derzeit mögliche Absenkung des Durchfeuchtungsgrades in einem porösen Mauerwerk beim Einsatz von aktiven
elektroosmotischen Anlagen beträgt ca.40–50 %. Eine ausreichende Absenkung des Feuchtegehaltes im Mauerwerk im
Sinne der Mauerwerkstrockenlegung ist damit nicht erreicht.
Das Sanierungsziel für eine hochwertige Nutzung von <20 % Durchfeuchtungsgrad (DFG) kann nach bisherigen
wissenschaftlichen Erkenntnissen und baupraktischen Erfahrungen nicht erreicht werden. Allerdings kann die Absenkung
des Feuchtegehaltes bei Mauerwerk mit einem sehr hohen bis extremen Durchfeuchtungsgrad von >60% bis auf 40-50%
bei geringwertig genutzten Räumen im Einzelfall schon ausreichend sein. Bei entsprechenden Sanierungszielen können
noch durch flankierende Maßnahmen (z.Beispiel Sanierputz, Zwangsentlüftung usw.) die Nutzungsmöglichkeiten der
betreffenden Räume erhöht werden.
Nach Aussage von Herstellern wurden neue Anlagen entwickelt und auf den Markt gebracht, welche das
elektroosmotische Wirkprinzip beachten aber die Theorie nicht konsequent umsetzen Eine Veränderung des
Mauerwerkspotenzials soll durch die Anlagen erreicht werden. Eine auf Basis der physikalischen Lehrmeinung technisch
eindeutig nachvollziehbare Funktionsweise können die Entwickler noch nicht liefern.
Ob durch diese Anlagen eine signifikante Feuchtereduzierung im Mauerwerk überhaupt stattfindet und eventuell ein
Durchfeuchtungsgrad von <40% erreicht werden kann bleibt abzuwarten. Hier ist noch eine intensive Forschung und
Entwicklung notwendig, welche aber bisher nur punktuell oder gar nicht erfolgt.
Zu der unbefriedigenden wissenschaftlichen Überprüfung von im Handel befindlichen elektophysikalischen Anlagen
gesellt sich die Tatsache hinzu, dass die Porengeometrie im Mauerwerk von Ziegel zu Ziegel und von Mörtelfuge zu
Mörtelfuge erheblich abweichen kann. Ein weiteres Problem zuzüglich der Porengeometrie, der zu berücksichtigenden
Salzbelastung im Mauerwerk und dem notwendig vorhandenen Durchfeuchtungsgrad in den Kapillaren ist das von der
Polarität der Doppelschicht abhängige Zeta-Potenzial.
Diese unterschiedlichen Materialeigenschaften wären unter anderem eine mögliche Erklärung, warum
Entfeuchtungsanlagen an einem Objekt in gewissem Umfang funktionieren und bei gleichem Aufbau der Anlage an
anderen Objekten keine Reduzierung der Mauerwerksfeuchte verursachen. Ein direkter Zusammenhang zwischen der
Porosität des Baustoffes und des elektroosmotischen Wassertransportes kann allerdings als nachgewiesen gelten.
Reduzierung des Durchfeuchtungsgrades
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Vor der Entscheidung, eine elektrophysikalische Anlage zu planen und einzubauen, ist der Bauherr über
-
die Übereinstimmung der geplanten Nutzung mit den erreichbaren Durchfeuchtungsgrad von max.
40-50%,
die derzeit noch hohe Ausfallquote und
den zu berücksichtigenden hohen Wartungsaufwand
von solchen Anlagen zu unterrichten.
Bild 13: Zerstörung des Mörtels um die Elektroden im Mauerwerk
Die Wartungskosten sind grob einzuschätzen und bei der Überprüfung der Wirtschaftlichkeitsanalyse zu beachten. So
werden unter anderem Nacharbeiten an der Einbettung der Elektroden in das Mauerwerk nicht ausbleiben. Um
grundsätzlich die Funktionstüchtigkeit der Anlagen abzusichern sind nur spezialisierte Sachkundige mit der Planung und
ausgewiesene Fachfirmen mit dem Einbau zu beauftragen.
Reduzierung des Durchfeuchtungsgrades
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6.2 Paraphysikalische Verfahren
Die außerhalb der physikalischen Lehrmeinung propagierten Entfeuchtungsverfahren auf der Basis hertzischer Wellen,
sowie unerforschter Erdstrahlen, Skalarwellen und Wirbelpotenzialen u.s.w. sind nicht nur äußerst umstritten, sondern
Bild 14: Prinipskizze der Entfeuchtungsanlage außerhalb der derzeitigen Lehrmeinung
werden bisher von Bauphysikern aus Hoch- und Fachschulen als untauglich verworfen. Selbst die ernsthaften
Befürworter der Verfahren können derzeit keine, einem wissenschaftlichen Maßstab standhaltende, allgemeingültige
Theorie der Wirkprinzipien vorlegen. Es wird nur immer auf die positiven Praxiserfahrungen hingewiesen, die jedoch
von neutralen Wissenschaftlern und Sachverständigen bisher nicht reproduzierbar sind. Wohl aus diesem Grund werden
die Geräte und Anlagen überwiegend in der Bausanierung als „Zauberkästchen“ bezeichnet.
Für den in der Bauphysik ohnehin nicht anerkannten Teilbereich der praktizierenden Mauerwerksentfeuchtung kommt
erschwerend hinzu, dass zum einen nicht wissenschaftlich ausgebildete und selbsternannte Sachkundige völlig abwegige
Theorien als erforscht hinstellen, wo keinerlei wissenschaftliche Vorarbeit betrieben wurde. Zum anderen wird von den
Befürwortern (meistens Hersteller und Vertreiber) die elektroosmotische Theorie aus der anerkannten physikalischen
Lehrmeinung herausgegriffen und missbräuchlich für Erklärungsversuche gegenüber Laien mit Kaufinteresse benutzt.
Als Beispiel sei hier die „drahtlose Elektroosmose“ genannt, wo jedem Interessierten bereits beim Nachlesen der
Definition „Elektroosmose“ die Unvereinbarkeit des propagierten Wirkprinzips und der theoretischen Grundlage deutlich
wird. Eine „drahtlose Elektroosmose“ gibt es nicht, da bei diesen Geräten die aufzubauenden elektrischen Felder im
Mauerwerk nicht über eingebaute Elektroden mittels einer Fremdspannung erzeugt werden. Die mit Antennen
ausgestatteten Geräte sollen verschiedenartige elektromagnetische Einwirkungen auf das Mauerwerk erzielen, was dem
Grunde nach nicht der eigentlichen Elektroosmose entspricht.
Diese an die Bauphysik anlehnungsbedürftige Wortwahl ist ein Beweis dafür, dass es an konkreter wissenschaftlicher
Begriffsbestimmung vielfach fehlt. Erklärbar wird die beklagenswerte Tatsache dadurch, dass es sich vor allem bei den
Veröffentlichungen über die Gebiete der Entfeuchtungstechnik mit imaginären Strahlen, um überwiegend
wissenschaftlich unerfahrene Autoren handelt. Diese sind von dem Vorhandensein der Strahlen und Wirbel so überzeugt,
dass sie jede, auch nur halbwegs erklärbare Theorie sofort ausgeschmückt übernehmen.
Die „innovativen“ Wirkprinzipien der Beeinflussung der Mauerwerksfeuchtigkeit durch magnetokinetische oder
unbekannter Wellen, Wirbel und Erdstrahlen sind nicht wissenschaftlich belegt und besitzen derzeit maximal den Stand
der Grundlagenforschung.
Reduzierung des Durchfeuchtungsgrades
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Die derzeit im Handel befindlichen „Entfeuchtungsgeräte“ mit paraphysikalischem Hintergrund werden nach jetzigen
Kenntnis- und Erfahrungsstand in passive und aktive Geräte eingestuft. Die Untergliederung ist nur aus dem Fehlen
einer realen Zuordnungsmöglichkeit nach allgemein anerkannter Wirksamkeit entstanden. Bei dem derzeitig
unbefriedigenden Forschungs- und Wissensstand kann die Einschätzung zwischen „wirksamen“ und „unwirksamen“
Geräten nicht schlussendlich erfolgen. Hierzu müssten Ergebnisse von derzeit noch nicht begonnenen aber notwendigen
Untersuchungen im Labor und an Bestandsobjekten abgewartet werden.
Unter passiven Geräten werden all jene Geräte verstanden, welche vermutete Erdstrahlen, unbewiesene Wirbel oder
gravomagnetische bzw. gravokinetische Strahlen laut Herstellerangaben ablenken, umlenken oder neutralisieren sollen.
Dadurch wird eine entsprechende Beeinflussung jener Kräfte versprochen, die zur Mauerwerksentfeuchtung beitragen.
Die Erklärungsversuche der jeweiligen Anbieter sind stellenweise recht mystisch und grundsätzlich ohne
wissenschaftlich anerkannten Hintergrund. Die Veröffentlichungen sind vielfach von laienhafter Vorstellung über
naturwissenschaftliche Vorgänge geprägt.
Bild 15: Innenleben eines früheren passiven Gerätes
„Terrakosmat“, mit Gips gefüllter Holzzylinder,
gehalten durch 4 Fahrradspeichen
Bild 16: Innenleben eines heutigen
passiven Gerätes 2x3 spiralförmig
angeordneten Antennen von ca. 30 cm
Länge, in der Mitte verbunden
Reduzierung des Durchfeuchtungsgrades
12
Anerkannte Bauphysiker aus dem Bereich der Bauinstandsetzung verwerfen bisher grundsätzlich alle Ansätze der
möglichen Mauerwerksentfeuchtung mittels Erdstrahlen, Wirbelpotentialen, des Gravomagnetismus und der so
genannten Magnetokinese.
Die aktiven Geräte grenzen sich von den passiven Geräten dadurch ab, dass sie gepulste und ungepulste Wellen in
verschiedenen Frequenzen erzeugen und ausstrahlen, die eine Entfeuchtung im Bestandsmauerwerk verursachen sollen.
Durch die Einwirkung von elektromagnetischen Wellen mit herstellerspezifisch ausgewählten Frequenzen auf
durchfeuchtetes Mauerwerk wird eine Veränderung der Transportrichtung der Wassermoleküle zum Erdreich hin
versucht. Diese gewollte „Abwärtsbewegung“ der Wassermoleküle in Verbindung mit Diffusionsvorgängen soll
letztendlich den Effekt der Mauerwerksentfeuchtung bewirken.
Bild 17: Entfeuchtungsgerät strahlt
Signale über eine Antenne aus, die eine
Wechselwirkung mit dem Wasser im
Mauerwerk eingehen soll.
Bild 18: Innenleben eines heutigen aktiven Gerätes
Ob und wie durch elektromagnetische Wellen Einfluss auf die Kapillarkräfte auszuüben ist, muss noch wissenschaftlich
erforscht werden. Wellen besitzen die Eigenschaft, dass bei dem Auftreffen auf einen Körper ein Teil absorbiert und ein
Teil reflektiert wird. Der absorbierte Teil der Wellen wird rein theoretisch zu einer Erwärmung des Körpers und einer
Anregung zu Resonanzschwingungen von Wassermolekülen führen. Welche Auswirkungen dies auf die Entfeuchtung
tatsächlich hat ist wissenschaftlich nicht belegt.
Die Theorie einzelner „Freizeitforscher“ mittels eines äußerst schwachen elektrischen oder elektromagnetischen Feldes
Transportmechanismen infolge der Dipoleigenschaften der Wassermoleküle zu aktivieren, ist bei den bekannten Geräten
erfolglos. Keines der eingebauten Geräte, wo eigene Untersuchungen durchgeführt worden, zeigten eine messbare
Wirkung.
In den untersuchten Gebäuden, wo die Geräte eingebaut waren, erfolgten vor oder im Zeitraum der Betriebsdauer
meistens zusätzliche Maßnahmen, welche den Feuchtehaushalt im Mauerwerk auch ohne ein derartiges Gerät
beeinflussen. Hierzu zählen u.a.:
–
Nutzungsänderung der betreffenden Räume
–
Verändertes Heizungs- und Lüftungsverhalten
–
Entfernung des vorhandenen Wandputzes
–
Herstellung von Wandputz mit einem Sanierputzsystem
–
Sanierung von Entwässerungs- u. Grundleitungen
–
Veränderte hydrologische Verhältnisse auf dem Grundstück
Bezüglich der paraphysikalischen Verfahren ist unter Beachtung der Trennung zwischen aktiven und passiven
Verfahren davon auszugehen, dass in den nächsten Jahren kaum ein Durchbruch in der Erforschung der Phänomene und
der Entwicklung praxisgerechter Anlagen erfolgen wird.
Hierbei haben die aktiven Verfahren noch die größeren Erfolgsaussichten, da zumindest vertretbare physikalische
Ansätze teilweise vorhanden sind. Bei einem Gerät zur Entfeuchtung von Mauerwerk mittels elektromagnetischer Wellen
Reduzierung des Durchfeuchtungsgrades
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hat der „TÜV Rheinland“ [8] eine festgestellte Feuchtereduzierung bereits einmal attestiert. Bei eigenen Untersuchungen
von verschiedenen Entfeuchtungsgeräten konnte hingegen eine Reduzierung der Mauerwerksfeuchte nicht festgestellt
werden. Die weitere Entwicklung sollte daher mit kritischem Blick abgewartet werden.
Bild 19: Gerät mit Zertifikat des Nachweises der Feuchtereduzierung vom „TÜV“
Bei den passiven Verfahren bleibt zu vermuten, dass in den nächsten Jahrzehnten kein entscheidender Durchbruch
hinsichtlich Vorstellung einer nachvollziehbaren theoretischen Wirkungsweise der Geräte zu erwarten ist.
Schlussendlich sind die heutigen auf dem Markt befindlichen Anlagen und Geräte mit paraphysikalischen Wirkprinzipien
für Entfeuchtungsmaßnahmen in der Bauinstandsetzung nicht zu empfehlen. Erfolgsaussichten bei diesen Verfahren sind
nicht gegeben, wenn man die eigenen neutralen Untersuchungen an verschiedenen Objekten als Bewertungsgrundlage
heranzieht
6.3 Kontrolle und Dokumentation
Die elektrophysikalischen Anlagen auf der Grundlage der Elektroosmose werden selbst in öffentlichen Gebäuden
eingebaut, obwohl sie bis heute nicht zu den Regeln der Technik gezählt werden können. Sie sind zum Stand der
Wissenschaft zu zählen und dürften somit nach den Vertragsbedingungen der VOB in diese Gebäude überhaupt nicht
geplant und eingebaut werden.
Da sie aber nun einmal in einem gewissen Umfang in Privathäusern und öffentlichen Gebäuden als
Trockenlegungsmaßnahmen berücksichtigt werden, sollte zumindest eine ständigen Kontrolle und Dokumentation beim
Einbau erfolgen. Dann hat man die Möglichkeit der Nachverfolgung, wenn es zu Schwierigkeiten kommt oder Probleme
auftreten.
Die Verwendung des Formblattes in der Anlage A der ÖNorm 3355, Teil 2, ist für eine ausreichende Dokumentation der
Bauleistung sinnvoll. und sie sollte spätestens zur Bauabnahme vom Ersteller der Anlage dem Auftraggeber übergeben
werden. In der Dokumentation sollte mindestens enthalten sein:
- Allgemeine Angaben (Auftraggeber, Auftragnehmer, Angaben zum Objekt und der Konstruktionen usw.)
- Fachbauleitererklärung, dass die geplante Anlage dem elektrophysikalischen Verfahren aus der ÖNorm
3355 entspricht
- Sanierungsplanung (Materialeinsatz, Montageplan, Funktionsplan usw.)
- Bauausführungsunterlagen (notwendige flankierende Maßnahmen, Lage der Elektroden,
elektrotechnische Daten nach Einschalten der Anlage)
- Wartungsplan (Zeitintervalle der Funktionsprüfung, Art und Umfang)
Reduzierung des Durchfeuchtungsgrades
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Mit der Übergabe der Baufachleitererklärung ist abgesichert, dass tatsächlich eine Anlage geplant und eingebaut ist, die
in der ÖNorm 3355 auch berücksichtigt wurde.
Zur Absicherung einer ausreichenden fachlichen Kontrolle in der Planung und Ausführung sollte das Formblatt vom
Anhang B nach ÖNorm 3355, Teil 2, berücksichtigt werden. Es ist aber eine umfangreichere Kontrolle, als in der ÖNorm
3355 empfohlen, sinnvoll.
Bereich
Vorlage
prüfbarer
Unterlagen
(Mauerwerksdiagnostik,
Sanierungskonzept,
Montagepläne, Untersuchungen der Nutzungsdauer
der Materialien usw. )
Vorbereitungsphase (hinsichtlich der gelieferten
Baustoffe sind Lieferscheine, Materialproben usw.
zu verlangen)
empfohlene Kontrollen
-
Herstellungsphase
-
Nacharbeiten am System
-
Nutzungszeitraum
-
Prüfung des Sanierungskonzeptes
Prüfung des Inhaltes der
Baufachleitererklärung bezüglich des
Wirkprinzips
Plan der Elektrodenverteilung
Plan zur vorgesehenen Leitungsführung
Gesamtstromaufnahme der Anlage
Kontrolle des gelieferten
Elektrodenmaterials
Kontrolle der Untergrundvorbereitung im
Bereich der Elektrodenapplikation
Prüfung geplanter flankierender
Maßnahmen
Kontrolle der Montageprotokolle zu den
elektrischen Anlageteilen
Überprüfung der Gesamtstromaufnahme
(evtl. Teilabschnitte)
Lokale Überprüfung der Potentialwirkung
(möglichst an jedem Bauteil)
Kontrolle der sachgemäßen Elektroden- und
Leitungseinbettung
Kontrolle der sachgemäßen Anbindung an
Anschlussabdichtungen
Überprüfung der Funktionstüchtigkeit der
Anlage in vorbestimmten Intervallen
Tabelle 1: Empfohlene Kontrollen in Anlehnung an die ÖNorm 3355, Anhang B
Mit diesen Maßnahmen ist zumindest eine Mindestsicherheit, dass eine funktionstüchtige Anlage auf Basis der
elektrokinetischen Vorgänge eingebaut wurde, gegeben. Die Durchführung der Kontrollen sowie Erstellung der
Dokumente ist jedoch grundsätzlich in einem Vertrag zu vereinbaren.
6.4 Nachweis der Wirksamkeit
Alle Trockenlegungsmaßnahmen (siehe Bild 1) haben ein Versagensrisiko. Die Höhe ist bei den einzelnen Verfahren
unterschiedlich. Obwohl die Risiken bei den mechanischen und um ein vielfaches höher auch bei den Injektionsverfahren
vorhanden sind, ist die Versagensquote bei den elektrophysikalischen Verfahren nicht mit den beiden Verfahren zu
vergleichen. Sie liegt noch erheblich höher als bei den Injektionsverfahren. Insofern sollte gerade bei diesen Verfahren
der Nachweis der Wirksamkeit gefordert und durchgeführt werden.
Die einzige Norm im deutschsprachigen Raum, wo der Nachweis der Wirksamkeit geregelt wird, ist die ÖNorm 3355
„Trockenlegung von feuchtem Mauerwerk“ aus Österreich. In Teil 1 ist beschrieben, wie die Wirksamkeit überprüft
werden kann. Dies kann mit nachfolgender Formel festgestellt werden:
Reduzierung des Durchfeuchtungsgrades
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W = Wirksamkeit durchgeführter Trockenlegungsmaßnahmen, in Prozent
Dv = Durchfeuchtungsgrad vor Durchführung der Maßnahme
Dn = Durchfeuchtungsgrad nach Durchführung der Maßnahme
Da die Baumaterialien, die Baukonstruktionen und die Klimabedingungen zwischen Österreich und Deutschland sehr
ähnlich sind steht die Verwendung der Beurteilung der Wirksamkeit von Maßnahmen aus dieser Norm nichts im Wege.
Die Beurteilungskriterien sind [6]:
-
der Durchfeuchtungsgrad Dn des Mauerwerks beträgt in der Kernzone höchstens 20% oder
es wurde eine Wirksamkeit von W ≥ 70% erreicht oder
durch aufeinander folgende Messungen ist eine Prognose der Wirksamkeit W ≥ 70% für einen definierten
Zeitraum möglich. Wenn nichts anderes vereinbart, gilt ein Zeitraum von zwei Jahren. Der letzte Wert der
Wirksamkeit der Messreihe muss mindestens die Hälfte des Prognosewertes betragen.
Damit aber die Nachweismethode auch in Deutschland rechtlich Bestand hat ist in jedem Vertrag die ÖNorm 3355
explizit zu vereinbaren. Ein WTA-Merkblatt über die elektrophysikalischen Verfahren existiert nicht und wird
vermutlich in absehbarer Zeit auch nicht veröffentlicht. Es gibt daher keine Möglichkeit den Nachweis der Wirksamkeit
der elektrophysikalischen Verfahren nach WTA zu führen bzw. zu vereinbaren. Entsprechende Untersuchungen der
Tauglichkeit von diesen im Handel befindlichen Anlagen durchzuführen und auf dieser Grundlage ein solches Merkblatt
zu erstellen wäre sicher sinnvoll.
7.0 Schlussbemerkung
Als wohl einzige Alternative zu den DIN-Normen in Deutschland sind die WTA-Merkblätter für die Planung und
Ausführung von Mauerwerkssanierungen heranzuziehen. Die Merkblätter für das nachträgliche Abdichten und
Entfeuchten von Bauteilen im Bestand treffen in den neuen Auflagen eine allgemeine und sehr oberflächliche Aussage
über die elektrophysikalischen Anlagen. Sie empfehlen die elektrophysikalischen Anlagen bei der Sanierung von
Gebäuden weder zu planen noch anzuwenden.
Der Text entstand wohl eher im Zeichen des Spannungsfeldes zwischen technisch gewollter Meinungsdarstellung und
rechtlicher Nichtangreifbarkeit der Merkblätter. Es ist gut möglich, dass die Aussagen zu keinen Rechtsstreitigkeiten
führen werden. Technisch gesehen ist diese grundsätzliche Ablehnung aber auch nicht für die praxisorientierten
Bautätigen hilfreich.
Bestrebungen in den DIN-Ausschüssen und der WTA-Arbeitskreise, selbst die nach dem wissenschaftlich anerkannten
Prinzip der Elektroosmose arbeitenden elektrophysikalischen Anlagen intensiver zu untersuchen und gegebenenfalls in
den „normierten“ Bereich zu überführen, sind derzeit nicht einmal ansatzweise in Deutschland vorhanden.
In Österreich ist hingegen in der gültigen ÖNorm 3355 neben den allgemein anerkannten Verfahren auch die Anwendung
der elektroosmotischen Trockenlegung benannt. Es werden aber grundsätzlich nur Verfahrensgruppen berücksichtigt,
welche auf dem allgemein anerkannten Wirkprinzip der Elektroosmose beruhen. Die Verfahren auf der Basis von
Erdstrahlen, anderer imaginärer Strahlung oder durch elektromagnetischer Wellen werden auch hier explizit
ausgeschlossen.
Es kann vermutet werden, dass bei den elektrophysikalischen Verfahren durch intensive neutrale Forschung und
Entwicklung neue, zukunftsorientierte Technologien der Bauwerksentfeuchtung entwickelt werden können. Zumindest
ist dies bei unserem jetzigen unbefriedigenden Forschungs- und Kenntnisstand auf diesem Gebiet nicht auszuschließen.
Die letzten drei Jahrzehnte sind dadurch gekennzeichnet, dass nicht der Versuch einer allgemeinen Prüfung durch
neutrale Institute unternommen wird, ob die auf dem Markt befindlichen Geräte und deren vermuteten Wirkprinzipien
nun tatsächlich funktionieren (können) oder nicht. Es wird bisher überwiegend den selbsternannten Fachleuten und nicht
wissenschaftlich ausgebildeten Personen das Feld der Beschreibung der Funktionsweisen von komplizierten
bauphysikalischen und bauchemischen Zusammenhängen in der Öffentlichkeit überlassen.
Verursacher der Situation sind die auf dem Gebiet der Bauinstandsetzung forschenden Wissenschaftler durch ihr
fehlendes bzw. zumindest unzureichendes Interesse an der Erforschung von elektrophysikalischen
Entfeuchtungsmöglichkeiten sowie an der Beurteilung der auf dem Markt befindlichen Systeme. Andererseits haben
mindestens den gleichen Anteil die Entwickler und Vertreiber von derartigen Entfeuchtungsgeräten. Ihnen fehlt teilweise
der Wunsch der Zusammenarbeit mit dem wissenschaftlich erfahrenen Sachkundigen unter der Voraussetzung, dass die
Untersuchungen Ergebnis offen durchgeführt werden.
Reduzierung des Durchfeuchtungsgrades
16
Es wäre nicht nur wünschenswert sondern notwendig, wenn endlich auf beiden Seiten der Wissenszyklus nach Fritsch [4]
Beachtung findet, der da lautet:
1. wissenschaftliche Entwicklung
2. labormäßige Erprobung
3. die praktische Umsetzung
4. der Rücklauf bzw. der Rückfluss aus der praktischen Umsetzung
Eine wissenschaftliche Aufarbeitung des Problemkreises und eine allgemein gültige Aussage über die
elektrophysikalischen Verfahren, welche brauchbar und damit weiter zu entwickeln sind und welche unbrauchbar
eingestuft werden müssen, wäre hilfreich für alle am Bau Beteiligten.
[1] Jürgen Weber / Volker Hafkesbrink „Bauwerksabdichtung in der Altbausanierung“, 3. Auflage, Springer Verlag,
2012
[2] Jürgen Weber „Wirkmechanismen und Grenzen von Injektionsmitteln und deren Überprüfung“ anläßlich 24.
Hanseatischen Sanierungstage in Heringsdorf, veröffentlicht BuFAS e.V. „Messen-Planen-Ausführen“ Frauenhofer IRB
Verlag, 2013
[3] M. Balak / Anton Pech „Mauerwerkstrockenlegung“, 2. Auflage SpringerWien New York, 2008
[4] Bruno Fritsch, „Mensch-Umwelt-Wissen. Evolutionsgeschichtlichen Aspekte des Umweltproblems“,
Viehweg+Teubner Verlag, Stuttgart 1994
[5] ÖNorm 3355-1 „Trockenlegung von feuchtem Mauerwerk“, Teil 1 „Bauwerksdiagnose und Planungsgrundlagen“,
Stand 15.01.2011
[6] ÖNorm 3355-2„Trockenlegung von feuchtem Mauerwerk“, Teil 2 „Verfahren gegen aufsteigende Feuchtigkeit im
Mauerwerk“, Stand 15.01.2011
[7] G.Scherpke, U.Schneider „Elektroosmose- ein Vergleich theoretischer Ergebnisse mit experimentellen Resultaten“,
DGZfP-Berichtsband BB 69-CD, TU Wien
[8] TÜV Rheinland LGA Bautechnik GmbH Zertifikat Nr. 105703 vom 12.07.2010
Dipl.-Ing., Dipl.- Ing. (FH) Jürgen Weber
Inhaber des Büros für Bauschadensbearbeitung in Leipzig und Dietzenbach (bei Frankfurt am Main)
ö.b.u.v. Sachverständiger der HWK zu Leipzig für Maurer und Betonbauerhandwerk, Holz- und Bautenschutzgewerbe
und
ö.b.u.v. Sachverständiger der IHK zu Leipzig für Feuchteschutz von Mauerwerk im Bestand, Mauerwerkstrockenlegung
Büro für Bauschadenbearbeitung Weber Leipzig und Dietzenbach (Frankfurt a.M.)
www.weber-bauschaden.de
[email protected]
Virginie Schulz
Mitarbeiterin des Büros für Bauschadensbearbeitung in Leipzig und Dietzenbach (bei Frankfurt am Main)
TÜV-zertifizierte Sachkundige für Schimmelpilzsanierung
[email protected]