Dampfsperre

Luft besteht nicht nur aus Sauerstoff und Stickstoff — sie enthält immer eine kleine Menge Wasserdampf, ein unsichtbares gasförmiges Wasser. Wie viel, hängt von der Temperatur ab.

Warme Luft kann viel mehr Dampf aufnehmen als kalte Luft. Das ist der Schlüssel zum gesamten Thema. Die Zahlen aus dem Kompendium der AMU-Syd verdeutlichen das klar [Grundlæggende isolering S.18]:

• Bei 30 °C kann Luft maximal 30 g Wasser pro m³ enthalten
• Bei 20 °C: ca. 17 g/m³
• Bei 7 °C: ca. 7 g/m³
• Bei 0 °C: ca. 4,5 g/m³

Wenn warme, feuchte Luft auf eine kalte Oberfläche trifft, kühlt sich die Luftschicht nahe der Oberfläche ab. Die kalte Luftschicht kann nicht länger den gesamten Wasserdampf halten, und der Überschuss kondensiert — verdichtet sich — zu flüssigem Wasser. Das ist genau dieselbe Physik wie:

• Die Tropfen außen an einer kalten Cola-Dose. Nimm sie bei 5 °C aus dem Kühlschrank in einen Raum mit 22 °C und 60 % Luftfeuchtigkeit: Der Taupunkt des Raums liegt bei 13,9 °C, und die 5 °C der Dose liegen weit darunter. Ergebnis: sichtbare Wassertropfen.
• Der Badezimmerspiegel nach einer Dusche. Die Glasoberfläche des Spiegels ist geringfügig kälter als die dampfgesättigte Luft, und der Dampf schlägt sich als Film nieder.
• Die Geldbörse im Winter — warmer Atemdampf trifft auf die kalte Innenseite einer Winterjacke und wird zu Feuchtigkeit in der Kleidung.

In der technischen Isolierung ist das Problem dasselbe — nur in viel größerem Maßstab und mit langanhaltenden Konsequenzen. Ein Kälterohr bei 7 °C in einem Serverraum oder einer Großküche wird eine Oberflächentemperatur unter dem Raumtaupunkt haben. Dampf in der Raumluft wandert zum Rohr, und jeder einzelne Tropfen, der kondensiert, verschwindet nicht — er sammelt sich in der Isolierung an, frisst den λ-Wert auf, korrodiert das Rohr und tropft schließlich auf die darunterliegende Decke.

Die Dampfsperre ist die physische Barriere, die die Dampfwanderung stoppt, bevor sie die kalte Oberfläche erreicht.

Wasserdampf ist ein Gas, und wie alle Gase bewegt er sich vom hohen Druck zum niedrigen Druck. Der Dampfdruck in einer Luftmenge hängt von zwei Dingen ab:

1. Wie viel Dampf die Luft tatsächlich enthält (absolute Feuchte)
2. Wie viel Dampf die Luft bei ihrer Temperatur aufnehmen kann (Sättigungsdruck)

Warme Luft hat einen höheren Sättigungsdruck als kalte Luft. Selbst wenn zwei Luftmengen dieselbe relative Feuchte (RF %) haben, hat die wärmere Luft einen höheren Dampfdruck.

Das ergibt zwei Szenarien in der technischen Isolierung:

Warme Rohre (über Raumtemperatur — Fernwärme, warmes Brauchwasser, Dampf): Im Inneren des Rohrs herrscht typischerweise kein wesentlich höherer Dampfdruck als außen — das Medium ist Wasser oder Dampf, und die metallene Rohrwand ist praktisch dampfdicht. Selbst wenn die Rohroberfläche feucht wäre, würde der Dampf von innen nach AUSSEN in Richtung der kälteren Raumluft diffundieren. Das ist harmlos, weil sich der Dampf vom Rohr wegbewegt — er erreicht nie eine kalte Oberfläche, an der er kondensieren könnte. Deshalb ist bei warmen Rohren typischerweise keine Dampfsperre erforderlich — nur ein Schutz gegen Energieverlust [isover-hvac-haandbog S.11].

Kalte Rohre (unter Raumtemperatur — Kühlwasser, Kältemittel, Kondensat): Die Rohroberfläche ist kälter als die Umgebung, sodass die Luft direkt am Rohr abgekühlt ist und einen niedrigen Dampfdruck hat. Die wärmere Raumluft hat einen höheren Dampfdruck. Der Dampf diffundiert von AUSSEN nach INNEN in Richtung Rohr. Auf seinem Weg passiert der Dampf die Isolierung, wo die Temperatur in Richtung Rohr allmählich abfällt. An irgendeiner Stelle im Material erreicht der Dampf seinen Taupunkt und kondensiert im Inneren der Isolierung. Zuerst als unsichtbare Feuchtigkeit, dann als Tropfen, dann als Rinnwasser, dann als Korrosion am Rohr.

An einem kalten Rohr muss der Dampf gestoppt werden, bevor er die kalte Oberfläche erreicht. Das ist der gesamte Zweck der Dampfsperre.

Die Regel ist einfach und entscheidend: Die Dampfsperre sitzt immer auf der warmen Seite.

Das ist für einen Anfänger nicht intuitiv. Bei einer Baukonstruktion bedeutet das: Die Dampfsperre sitzt innen, zur warmen Stube hin, nicht außen zum Außenklima [bolius.dk efterisolering-fugt-og-dampspaerre].

Bei einer Rohrinstallation dreht sich die Logik um und kann kontraintuitiv wirken:

• Warme Rohre: Die warme Seite ist innen am Rohr. Die eigene Metallwand des Rohrs ist typischerweise Dampfsperre genug — es ist keine zusätzliche Schicht erforderlich.
• Kalte Rohre: Die warme Seite ist außen zum Raum hin. Die Dampfsperre muss ganz außen auf der Isolierung sitzen — als Alu-Folie, Alu-Beschichtung oder dampfdichter Außenmantel.

Wenn man aus dem Bauhandwerk kommt und denkt "Dampfsperre = Plastikfolie innen", kann man bei kalten Rohren danebenliegen. Hier ist die Logik umgekehrt — und das ist eine der häufigsten Ursachen für Kondensschäden: Die Dampfsperre ist falsch platziert oder ganz weggelassen.

Faustregel: Zeichne ein Thermometerdiagramm durch die Isolierung. Finde, wo die Temperatur am Raumtaupunkt liegt (typischerweise 10–15 °C). Die Dampfsperre muss auf der warmen Seite dieses Punktes liegen — andernfalls riskiert man, dass die Feuchtigkeit im Inneren zwischen Dampfsperre und Rohr kondensiert.

Die Dampfdichtigkeit von Materialien wird mit zwei parallelen Begriffen beschrieben:

• μ-Wert (My-Wert): Dimensionslose Zahl. "Wie viele Male schlechter leitet das Material Wasserdampf als ruhende Luft?" Luft hat μ = 1, Glaswolle hat μ ≈ 1 (offen), PE-Folie hat μ ≈ 100.000, Elastomerschaum μ ≥ 10.000, Foamglas μ = ∞.
• sd-Wert (äquivalente Luftschicht, m): μ × Materialdicke in Metern. "Wie dick müsste eine Luftschicht sein, um denselben Dampfwiderstand zu ergeben?" Eine PE-Folie von 0,15 mm mit μ = 100.000 hat sd = 100.000 · 0,00015 m = 15 m. Realistische Zahlen werden oft höher angegeben (50–80 m) [danskfacadepuds.dk].

Im dänischen Bauwesen begegnet man auch dem Z-Wert (GPa·s·m²/kg) — ein alternatives Maß für den Dampfwiderstand, das in älteren Standards verwendet wird. Eine Dampfsperre mit Z ≥ 50 GPa·s·m²/kg ist in Baukonstruktionen normalerweise ausreichend [BYG-ERFA Wörterbuch Z-værdi]. Für die technische Isolierung werden fast immer μ und sd verwendet.

Was bedeuten die Zahlen in der Praxis?

• sd < 0,5 m = diffusionsoffen. Das Material ist praktisch durchlässig. Gewöhnliche Farbe, Gipsplatte, Mineralwolle.
• sd 0,5 – 50 m = halb dampfbremsend. Bestimmte Spezialplatten, PE-Folie in dünneren Ausführungen, PUR-Schaum.
• sd 50 – 1.500 m = starke Dampfbremse. PE-Folie 0,15 mm, PVC-Mantel, Elastomerschaum.
• sd ≥ 1.500 m = wirksame Dampfsperre. Aluminiumfolie ≥ 50 µm, alu-beschichtete Glaswolle, Foamglas. Praktisch dampfdicht.

Für die Kondensisolierung an kalten Rohren ist sd ≥ 1.500 m das Ziel — typischerweise realisiert mit Aluminiumbeschichtung und vollständiger Verklebung aller Nähte.

Die Zellstruktur des Materials bestimmt, ob es selbst als Dampfsperre wirken kann oder ob es eine separate Barriere darüber erfordert.

Offenzellig — Wasserdampf passiert leicht:

• Mineralwolle (Glaswolle, Steinwolle) — Fasern mit Lufträumen dazwischen. μ ≈ 1, sd ≈ 0 m. Der Dampf passiert wie durch freie Luft. Mineralwolle erfordert daher an kalten Rohren immer eine separate Dampfsperre.

Geschlossenzellig — das Material selbst ist Dampfbarriere:

• Elastomerschaum (AF/Armaflex, Kaiflex KKplus, K-Flex) — μ ≥ 10.000. Mit 13 mm Elastomerschaum erhält man sd ≈ 130 m und mit 19 mm sd ≈ 190 m. Das ist der Grund, warum Elastomerschaum Standard an innenliegenden Kälterohren ist — die Dampfsperre ist eingebaut [cellegummi.md] [Cellegummi slanger.pdf S.3].
• Zellglas (Foamglas) — μ = ∞. Vollständig dampfdicht. Kann sogar einen Kratzer in der Oberfläche überstehen, weil die Diffusion Zelle für Zelle durch Millionen geschlossener Glaswände erfolgt [cellular-glass.md].
• PIR/PUR-Rohrschalen — geschlossenzelliger Schaum, μ typischerweise 50–200. Weniger dampfdicht als Elastomerschaum, aber für Kondensaufgaben oft mit Alu-Folie außen kombiniert.

Konsequenz für die Systemwahl:

• Mineralwolle + Alu-Folie + Klebeband = klassisch und billig, aber nur so gut wie die Dampfsperre dicht ist. Bricht die Folie, füllt sich die Wolle mit Wasser, und λ steigt drastisch. Das ist der häufigste Kondensschaden in Dänemark.
• Elastomerschaum, mit korrektem Kleber und geschlossenen Nähten montiert, hat die Dampfsperre eingebaut. Weniger Schwachstellen — daher die erste Wahl an gewöhnlichen innenliegenden Kälterohren.
• Foamglas ist die ultimative Lösung, aber 3–5× teurer. Wird dort eingesetzt, wo ein Feuchteschaden katastrophal wäre: Offshore, kryogene Rohre, große Prozessanlagen [cellular-glass.md].