Für viele Aufgaben in der Bauzustandsanalyse und Bauwerksdiagnose genügt es, die relativen Feuchtekennwerte zu ermitteln. Mit Rasterfeuchtemessungen auf Basis der Mikrowellenmesstechnik lässt sich der Feuchtestatus eines Gebäudes abbilden und Herkunft und Ursache der Feuchte detektieren. Sind die Baustoffparameter bekannt, können über eine Kalibrierfunktion auch absolute Feuchtewerte errechnet werden.
Für die Bauzustandsanalyse, die Sanierung der Altbausubstanz und die Bauwerksdiagnose ist die Feuchte eine wichtige Kenngröße, die mit unterschiedlichen Verfahren ermittelt werden kann. Punktuelle Feuchtemessungen liefern nur Einzelergebnisse, erlauben aber keine Analyse des gesamten Feuchtestatus eines Gebäudes oder Gebäudeteils. Die aufgrund solcher Messungen getroffenen Aussagen können daher immer mit gewissen Fehlern behaftet sein und sind nicht repräsentativ.
Das Mikrowellen-Feuchtemessverfahren verfolgt einen anderen Ansatz: Es werden zerstörungsfrei möglichst viele Messwerte aufgenommen und mit statistischen Methoden ausgewertet.
Das Mikrowellen-Feuchtemessverfahren gehört zu den indirekten Messverfahren. Das heißt, das Messergebnis von Mikrowellensensoren gibt nicht die absolute Materialfeuchte an, sondern ist zunächst einmal nur ein elektrisches Signal. Dieses kann über in den Sensoren enthaltene materialspezifische Kalibrierfunktionen in absolute Feuchtewerte umgerechnet werden. Hierfür müssen die Parameter der zu messenden Baumaterialien, insbesondere der Trockenrohdichte, mit den Eigenschaften der Kalibrierstandards übereinstimmen. Ist diese Übereinstimmung nicht wenigstens annähernd gegeben, können die mithilfe der Kalibrierkurven aufgenommenen Feuchtewerte auch nur als Relativwerte interpretiert werden. Sie sind aber meistens über nachträgliche zerstörende Messungen auf absolute Feuchtewerte rückführbar.
Bei Schadensfällen sind dem Sachverständigen die eingesetzten Baustoffe oft unbekannt. Dennoch soll er vor Ort eine Aussage über den Feuchtehaushalt des zu untersuchenden Bauteils treffen und dabei möglichst zerstörungsfrei untersuchen. Daher wurde das Hauptaugenmerk bei der Fortentwicklung der Mikrowellen-Feuchtemesstechnik auf einen möglichst fehlertoleranten statistischen Ansatz der Messabläufe gelegt und die Rasterfeuchtemessung entwickelt.
Mit Rasterfeuchtemessungen den Feuchtestatus abbilden Rasterfeuchtemessverfahren nehmen die Messwerte nacheinander in Spalten auf, um Aussagen über Feuchteverteilungen treffen zu können, die den Feuchtestatus von Bauobjekten abbilden. Durch die große Anzahl von Messwerten wird das Ergebnis statistisch abgesichert. Mit diesem Verfahren kann auch die Feuchte in unterschiedlichen Materialschichten gemessen werden. Bereits die Verknüpfung der Ergebnisse zweier Mikrowellensensoren verschiedener Eindringtiefen erlaubt qualifizierte Aussagen über Herkunft und Ursache der Feuchte. Die Oberflächen- und Volumenmessung mit Feldreichweiten im Bereich von 3 bis 25 Zentimetern können miteinander kombiniert werden und erlauben weitergehende Interpretationen.
Mikrowellensensoren lassen sich mit verschiedenen Feldgeometrien ausführen, die mit unterschiedlichen Feldreichweiten korrespondieren. So werden verschiedene Schichten erfasst und ermöglichen eine Tiefenrasterung. Derzeit sind Sensoren für Schichttiefen bis 3 cm, 6 cm, 10 cm, 25 cm und bis 80 cm verfügbar. So kann eine Tiefenstufung in fünf Einzelstufen vorgenommen werden, wovon sich vier im Bereich der üblicherweise am Bau benötigten Eindringtiefen bewegen.
Insbesondere bei der Überwachung und Kontrolle von Abdichtungen und bei der Suche nach Schadensursachen wie Leckagen kann die Mikrowellen-Rasterfeuchtemessung mit Erfolg eingesetzt werden. Hierfür stehen sowohl portable Mikrowellen- Feuchtemessgeräte als auch Mikrowellenscanner zur Verfügung. Dies wird nachfolgend an einigen praktischen Anwendungsbeispielen erläutert.
Aufsteigende Feuchte eindeutig identifizieren
Aufsteigende Feuchte stellt den „Klassiker“ unter den Feuchteschäden dar. Sie lässt sich in der Kombination von Oberflächen- und Volumenmessungen eindeutig identifizieren. Während von unten her die Feuchtewerte der Oberflächenmessung vergleichsweise schnell abnehmen, weisen die Volumenmessungen auch in größerer Höhe noch deutlich erhöhte Werte gegenüber dem praktischen Feuchtegehalt auf. Die Feuchteerscheinungen klingen nur langsam ab. Besonders deutlich ausgeprägt ist dieses Verhalten in Ecken und Winkeln eines Raumes.
Durch defekte Fugen verursachte Leckagen ermitteln
Ebenfalls häufig kommen Feuchteschäden vor, bei denen Wasser durch defekte Fugen in eine Fußbodenkonstruktion eintritt, sich dort sammelt und diese auf Dauer zerstört. Solche Schäden und ihre Ausmaße werden oft erst spät erkannt, was zu hohen Aufwendungen für deren Beseitigung führen kann. Um derartige Schäden zu erkennen, kommen zunächst Volumenmessungen infrage. Durch ergänzende Oberflächenmessungen lässt sich darüber hinaus feststellen, ob auch Estriche und Oberbeläge betroffen sind.
Abbildung 2 zeigt eine Rasteraufnahme, auf der in dem durchfeuchteten Keller eines Einfamilienhauses drei Eintrittsstellen des Wassers durch Wasserfahnen und Verbindungsstellen zur Außenwand zu erkennen sind. Dort ist das Wasser durch defekte Wandaufstandsfugen in den schwimmenden Estrich eingedrungen.
Mit Mikrowellenscans große Flächen aufnehmen
Für die Aufnahme des Feuchtestatus großer Flächen oder mit hoher Ortsauflösung wurde die Rasterfeuchtemessung in Richtung mobiler Mikrowellenscanner weiterentwickelt, um großflächige Bauobjekte wie Parkdecks, Tiefgaragen, Schwimmhallen oder Flachdächer vollständig zerstörungsfrei untersuchen zu können. Wassereintrittsstellen, Leckagen, feuchtegeschädigte Bereiche können mit diesen Messgeräten umfassend bewertet werden.
Mit Mikrowellenscannern lassen sich auch große Flächen von einigen tausend Quadratmetern in kurzer Zeit aufnehmen. Die Ortsauflösung kann zwischen 5 und 200 Zentimetern gewählt werden.
Durch eine hohe Ortsauflösung werden Strukturen und Details feiner aufgelöst. Ausreißer treten so deutlicher hervor oder können besser unterdrückt werden. Auch Strukturgrenzen im Baustoff lassen sich besser identifizieren, die Feuchteverteilungen in verschiedenen Schichttiefen gut voneinander trennen.
Gut anwendbar sind Mikrowellenscanner in Schwimmbädern und Schwimmhallen, in denen oft auf großen Flächen kleine Leckagen aufzuspüren sind. Diese können sich zudem im Untergrund verbergen.
Abbildung 3 zeigt die Auswertung eines Scans in drei Schichten: der Oberflächenschicht direkt unter den Fliesen, der mittleren Tiefenschicht bis etwa 10 Zentimeter Tiefe und der Volumenschicht bis circa 20 Zentimeter Tiefe. Der Oberflächenscan zeigt deutlich, dass das vom Baden herrührende Spritzwasser unterhalb der Fliesen und oberhalb der Abdichtungslage eine hohe Konzentration aufweist und wie es sich dort verteilt. Er gibt damit einen zulässigen und erwarteten Zustand wieder. Die Messung der mittleren Schichten deutet einen sich abzeichnenden Wassereintritt auf Höhe des unteren Endes der Treppe ins Schwimmbecken an (rot markiert). Die Messung der Volumenschichten bestätigt und verdeutlicht dies.
Die beiden dunklen Einzelpunkte bilden die Wassereinläufe ab. Damit wurde mit zwei Sensoren das Vorhandensein einer Leckage in dem Bereich am unteren Ende der Treppe bestätigt. Der Scan zeigt die Ausprägung des Wasserpfads und dessen Richtung.
Autor: Dr. Arndt Göllner
Der vorliegende Artikel mit weiterem Bildmaterial und einer detaillierten Beschreibung des Verfahrens ist im B+B Spezial Sanierung von Feuchteschäden (2013) erschienen.