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Schimmelpilze in Wohngebäuden

- Ursachen, Vermeidung und Sanierung -

von
Peter Rauch

 

Leipzig 12/2003 ISBN 3-00-012946-4

 

Mit Ergänzungen vom 18.07.2005

 

 

Autor/Herausgeber:
Dipl.-Ing.oec., Dipl.-Betrw.(FH), Ing. Peter Rauch

Ingenieurbüro Peter Rauch
© schimmelpilzbuch.de
eMail: info@ib-rauch.de

 

Im Auftrag von: Leipziger Institut für Bildung und Forschung e.V.
Bucksdorffstr.28, 04159 Leipzig,
Amtsgericht:Leipzig VR 1081
www.leipzigerinstitut.de


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Inhaltsverzeichnis

Seite
1.Einleitung5
2.Schimmelpilze7
2.1.Charakteristik der Schimmelpilze und ihre Stoffwechselprodukte
2.2.Nahrung und Lebensbedingung8
2.3.Vorkommen in der Luft10
2.4.Vorkommen in der Innenluft11
3.Ursachen der Entstehung in den Wohnungen12
4.Schimmelpilze in Innenräumen14
5.Pilze als Erreger von Krankheiten bei Menschen und Tieren16
5.1.Gesundheitliche Auswirkungen
5.2.Vorkommen auf der menschlichen Haut17
5.3.Mykosen18
5.3.1.Einleitende Bemerkungen
5.3.2.Aspergillosen
5.3.3.Penicilliosen und Phykomykosen19
5.4.Mykogene Allergien
5.4.1.Allgemeines zur Allergie
5.4.2.Asthma bronchiale20
5.4.3.Allergische Alveolitis
5.4.4.Allergische bronchopulmonale Aspergillose
5.4.5.Organische Staubsynodrom
5.4.6.Andere Formen
5.5.Mykotoxikosen
5.6.Mycetismus21
5.7.Allergose
5.8.Toxine
5.9.Besonders gefährdete Personengruppen22
5.10.Problematische Schimmelpilze
6.Schimmelpilze als Materialzerstörer23
6.1.Schimmelpilze im Ökosystem
6.2.Materialzerstörung
6.3.Holz, Moderfäule
6.4.Papier26
6.5.Textilien27
6.6.Wolle
6.7.Leder28
6.8.Kunststoffe, Natur- und Synthesegummi
6.9.Farben und Anstriche29
6.10.Glas30
6.11.Mineralische Baustoffe
6.12.Kohlenstoff
6.13.Metall
6.14.Andere Nahrungsgrundlagen31
7.Die Vermeidung der Schimmelpilzbildung33
7.1.Wichtige Ursachen der Entstehung
7.2.Luftfeuchtigkeit in der Wohnung - Ursache für die Schimmelpilzbildung35
7.2.1.Luftfeuchtigkeit
7.2.2.Feuchtigkeit in der Wohnung
7.2.3.Gas-Dampf-Gemisch (Feuchtigkeit in der Luft)39
7.2.4.Wärmeenergie in einem Gas-Gemisch und Lüftungsaustausch
7.2.5.Die Feuchteproduktion und der Lüftungsaustausch42
7.2.6.Der Lüftungsaustausch im Gebäude43
7.3.Andere bauphysikalische Einflussfaktoren - Wärmebrücken an der Bauhülle47
7.3.1.Was sind Wärmebrücken
7.3.2.Die Außendämmung - Probleme und Lösungen50
7.3.3.Die Innendämmung - Probleme und Lösungen55
7.3.4.Dachgeschossausbau - Probleme und Lösungen57
7.3.5.Andere konstruktive Ursachen - Probleme und Lösungen64
7.3.6.Fenster65
7.4.Richtige Baustoffauswahl und die Mauerfeuchtigkeit68
7.4.1.Allgemeines
7.4.2.Feuchteverhalten und der Feuchteausgleich69
7.4.3.Feuchtigkeit im Mauerwerk73
7.4.4.Wechselwirkung der Luft- und Mauerfeuchtigkeit74
7.4.5.Kondenswasserbildung an der Wandkonstruktion75
7.4.6.Mauersalze78
7.5.Baustoffe79
7.5.1.Wandbaustoffe
7.5.1.1.Keramische Baustoffe
7.5.1.2.Lehm
7.5.1.3.Kalksandstein80
7.5.1.4.Porenbeton (Gasbeton)
7.5.1.5.Beton
7.5.1.6.Holz
7.5.2.Putze, Bindemittel und Mörtel81
7.5.2.1.Gipsmörtel
7.5.2.2.Frischer Kalk- und Zementmörtel82
7.5.2.3.Lehm und Lehmputze83
7.5.2.4.Sanierputzsysteme-WTA84
7.5.2.5.Gipskartonbauplatten
7.5.3.Beschichtung der Innenwand85
7.5.3.1.Einleitung
7.5.3.2.Anstriche/Beschichtungen86
7.5.3.3.Tapeten88
7.5.3.4.Innendämmung und Innenverkleidung89
7.5.4.Fußboden91
8.Sanierung des Schimmelpilzbefalls94
8.1.Allgemeine Grundlagen
8.2.Bestimmung von Schimmelpilzbelastung97
8.3.Chemische Bekämpfung98
8.3.1.Was ist eine chemische Bekämpfung?
8.3.2.Bekämpfungsvarianten99
8.3.3.Anwendung und Umgang mit chemischen Mitteln100
8.4.Bekämpfung durch Hitze
8.5.Sanierungsmaßnahmen101
8.5.1.Kurzfristige Maßnahmen
8.5.2.Langfristige Maßnahmen
8.6.Sanierung von schimmelpilzbefallenen Materialien102
8.6.1.Einleitung
8.6.2.Glatte Oberflächen103
8.6.3.Poröse Oberflächen
8.6.4.Holz
8.6.5.Möbel104
8.6.6.Haushaltkeramik
8.6.7.Textilien
8.6.8.Stockflecken105
8.6.9.Leder
8.6.10.Außenfassaden
8.7.Schutzmaßnahmen bei der Sanierung106
8.8.Vorsichtsmaßnahmen zur Verringerung der Schimmelpilzgefährdung
8.9.Kurze Zusammenfassung zum schadstoffarmen Haus107
Anlage 1Checkliste um die Schimmelpilzentstehung zu vermeiden108
Anlage 2Toxine109
Anlage 3Innen- und Außendämmung bei einer Außenwand115
Anlage 4Luftfeuchte und Taupunkttemperatur116
Anlage 5Teilauszug Mollier-Diagramm117
Anlage 6Klinisch relevante Schimmelpilze und die verursachten Erkrankungen 118
Anlage 7Bestimmung der relativen Luftfeuchte an der Wandoberfläche119
Anlage 8Chemikalien für die Schimmelbekämpfung120
Anlage 9Ausgewählte bauphysikalische Begriffe122
Anlage 10Betrachtung der Oberflächenfeuchte an einer Außenwand 127
Quellenverzeichnis129

1. Einleitung

Schimmel ist die Trivialbezeichnung für makroskopisch erkennbare meist watteartige Myzelien und/oder Conidienträger. Pilze, die Schimmel bilden, lassen sich nicht systematisch eingrenzen. Sie gehören verschiedenen Gruppen an. Mit dem Schimmelbegriff werden verschiedene Strukturen und Erscheinungen in Verbindung gebracht, z. B. Schwarz- u. Grünschimmel, Roter Brotschimmel, Edel-, Gießkannen-, Pinsel-, Köpfchenschimmel u.Köpfchenschimmela. Darüber hinaus werden auch viele als Schimmel bezeichnet (Blau-, Grau-, Schneeschimmel usw.) [1]

Mit der Energieeinsparung und der damit im Zusammenhang stehenden Verringerung des hygienischen Lüftungsaustausches im Gebäude, bauphysikalische Veränderungen sowie Verwendung von unzweckmäßigen Bau- bzw. Beschichtungsstoffen u. a. werden die schon immer vorhandenen Schimmelpilze und auch Bakterien durch lokale Konzentrationserhöhungen, z. B. durch Schimmelflecken an der Tapete oder Stockflecken an Gegenständen, sichtbar.

Es gibt in Deutschland noch keine verbindlichen Bewertungskriterien für eine Schimmelpilzbelastung im Innenraum. Der Nachweis einer Schimmelpilzbelastung durch einen qualifizierten Fachmann (Mikrobiologisches Labor) dient dabei unterschiedlichen Zielen, dazu gehören:

Von den ca. 100.000 Schimmelpilz-Arten weisen ca. 30 Allergene auf. Sie haben in der Natur die Aufgabe, organische Substanz abzubauen und in Form von Erdboden den Pflanzen als Nährstoffquelle zugänglich zu machen. [2] Nur so wird der Stoffkreislauf (Kohlenstoffkreislauf, Stickstoffkreislauf usw.) geschlossen. Ohne diese wichtige Aufgabe der Mikroorganismen könnte es keine (neuen) Pflanzen und Tiere geben. Die Mehrheit der uns umgebenden Schimmelpilze und auch Bakterien sind nützlich. Der Mensch ist deshalb an dem Vorhandensein von Mikroorganismen und so auch an Schimmelpilze in seiner Umgebung angepasst und weist eine hohe Resistenz auf. Er reagiert folglich nur selten mit Krankheitssymptomen auf eine Schimmelpilzexposition. Bakterien leben in Pflanzen, Tieren und Menschen als Symbionten, d. h. der Wirt bietet ihnen Vorteile, aber auch sie selbst sind dem Wirt nützlich. Natürlich gibt es auch gefährliche Parasiten und Krankheitserreger. [3]

Entscheidend für die Wirkung von inhalativ aufgenommenen Schimmelpilzen sind die Konstitution, die Pathogenität, die Gesamtanzahl der einwirkenden Pilze und die Häufigkeit. Die Belastung und Beanspruchung von Menschen sind aber bei Außen- und Innenraumquellen im Wesentlichen gleich. [4] Allgemein stellen kleine Befallsbereiche kein gesundheitliches Problem dar. Allerdings muss eine hohe Schimmelpilzbelastung im Gebäude nicht in jedem Fall optisch durch einen Befall an einer Bauteilfläche erkennbar sein. Eine Schimmelpilzbestimmung im Labor ist vordergründig zur Klärung von spezifischen Sachverhalten sinnvoll,

Die richtige Beseitigung des Schadens kann nur durch das Erkennen der Ursachen erfolgen. Dazu gehören bauphysikalische und oder baustoffspezifische Zusammenhänge, das Nutzungsverhalten der Bewohner, die Wechselwirkung zu den Alltagsgiften uvm.

Auf den beiden Bildern 1 und 2 werden typische Schimmelpilzbilder gezeigt.

Bild 1.1.: Wärmebrücke, ungenügende Beheizung und hohe Luftfeuchtigkeit in der Wohnung über 70% relative Luftfeuchte

Wärmebrücke

Bild 1.2.: Wasserleitungsschaden wurde nicht getrocknet

Wasserleitungsschaden

Schimmelpilze sind allgegenwärtig (ubiquitär) vorkommende Pilzarten, die bei erhöhten Vorkommen deutliche gesundheitliche Beeinträchtigung auslösen können. Viele Bewohner von mit Schimmelpilz belasteten Räumen leiden häufig unter Kopfschmerzen, Augenbrennen und Erkältungssymptomen. Bei entsprechender Neigung kann es bei längerem Einatmen von Schimmelpilzsporen zur Allergie kommen. Diese körperliche Abwehrreaktion kann zu einem Bronchialasthma führen und andere gesundheitliche Probleme an den Atmungsorganen verursachen. [5]

Die Schimmelpilze gehören zu den Mikroorganismen. In diesen Sammelbegriff „Mikroorganismen“ werden viele verschiedene Gruppen von Kleinstlebewesen, wie Bakterien, Hefen, Aktinomyzeten, Algen, Pilze und Protozoen zusammengefasst. Eine Zuordnung in die Flora oder Fauna ist möglich. Algen, Bakterien, Aktinomyzeten und Pilze werden dem Reich der Pflanzen, insbesondere der Mikroflora zugeordnet; lediglich die Algen sind eindeutig Pflanzen. Dies macht sich u. a. durch die zelluloseartige Zellwand und das Chlorophyll zur Energiegewinnung mit Fotosynthese bemerkbar.

Die tierischen Eigenschaften der Bakterien, Aktinomyzeten und Pilze sind unter anderem die überwiegend chemoheterotrophe Lebensweise und die Bildung von Glykogen, einem stärkeähnlichen Polysaccharid, das auch als tierische Stärke bezeichnet wird. Dennoch lässt die Zellstruktur die Zuordnung zur Fauna nicht zu. Eine Ausnahme sind die Protozoen, die eindeutig zum Tierreich gehören. [6]

Bakterien sind über all auf der Erde in ungeheuerer Individuenzahl verbreitet. Sie nehmen wie die anderen Mikroorganismen eine wichtige Rolle im Stoffwechselgleichgewicht der Natur ein. Sie finden bei vielen industriellen Verfahren Anwendung. Die Bedeutung der Bakterien für die Nahrungs- und Futtermittel wird in zwei Aspekte eingeteilt. Einmal, die zur Herstellung, Verarbeitung und Veredlung dienen und die an der Verderbung dieser beteiligt und darüber hinaus für Vergiftungen und Infektionen verantwortlich sind.
Dominierend für die Betrachtung der biologischen Schäden im Gebäude sind die Schimmelpilze. Auf Bakterien wird nur dann eingegangen, wenn bestimmte Sachverhalte erläutert oder ergänzt werden.

In diesem Buch werden schwerpunktmäßig die wichtigsten Lebensgrundlagen verschiedener Schimmelpilze, die Ursachen der Schadensentstehung, Vorschläge für die Vermeidung und für eine sinnvolle Bekämpfung dargestellt.

2. Schimmelpilze
2.1. Charakteristik der Schimmelpilze und ihre Stoffwechselprodukte

Als Schimmelpilze werden alle Pilze bezeichnet, welche überwiegend morphologische aber auch eine Reihe ökologischer Gemeinsamkeiten aufweisen.

Sie zeichnen sich dadurch aus, dass sie auf der Oberfläche ein watteförmiges, fädrigen oder pulverartiges Aussehen (schimmelig) haben. Dies wird verursacht, da das Wachstum nicht nur im Materialinneren, sondern an der Oberfläche erfolgt. Es gibt aber auch Bakterien, die ein pilzartiges Aussehen beim Wachstum zeigen. Hierzu gehören die sogenannten Strahlenpilze oder Actinomyceten.

Man kann zur Charakterisierung der Schimmelpilze hervorheben:

Aspergillus und Penicillium (Bild 2.1.1.) sind die am weitesten verbreiteten Schimmelpilze. Sie gehören der Abteilung Eumycota (Echte Pilze), Klasse Ascomycetes (Schlauchpilz), Unterklasse Euascomycetidae, Ordnung Eurotiales, Familie Eurotiaceae an. Es handelt sich bei allen um Saprotrophe, also Pilze, welche sich von toten, abgestorbenen oder künstlich synthetisierten organischen Substraten ernähren, z. B. auf Nahrungsmittel, wie Brot, Früchten, Milch u. a. Die Pilze entwickeln ein ganz typisches echtes Myzel, welches reich verzweigt ist und sich im Substrat oder auf dessen Oberfläche ausbreitet.

Bild 2.1.1.:Penicillium (Pinselschimmel) [7]

Pinselschimmel

Ihre Vermehrung erfolgt fast ausschließlich durch ungeschlechtliche Mitosporen (anamorphe Fruktifikation), durch Ausbildung von Endosporen (Sporangiosporen) oder Exosporen (Konidien), mitunter Chlamydosporen. Die Konidienträger sind jeweils recht typisch gestaltet und bieten die wichtigsten Unterscheidungsmerkmale. So enden bei Aspergillus die Konidien bildenden Hyphen in einer Blase, die intensiv mit stäbchenförmigen einzelligen Organen bedeckt ist und als Sterigmen bezeichnet wird. Die Konidienträger von Penicillium verzweigen sich an der Spitze in dünne Ästchen. Jedes dieser Ästchen trägt ein Sterigma, das von einer Konidienkette bekrönt wird. Das Myzel ist mehr oder weniger farblos. Die Konidien tragen Farbstoffe, die der Pilzkolonie ihre spezifische Färbung, schwarz, braun, grün, gelb oder weiß bei Aspergillus und hauptsächlich blaugrün bei Penicillium (auch Grünschimmel), verleihen. Bei Aspergillus ist die Farbgebung von Spurenelementen im vorgefundenen Substrat abhängig. Z. B. Aspergillus nieger färbt sich intensiv schwarz (auch Schwarzschimmel), wenn Kupfer anwesend ist, ansonsten nimmt es eine hellgelbe Färbung an. [8]

Da die Fortpflanzung fast ausschließlich durch die o. g. Konidien erfolgt, werden keine auffälligen Fruchtkörper hervorgebracht. Wenn überhaupt sexuelle Fortpflanzungsorgane gebildet werden, dann nur winzig kleine.

Zellsprossung und Bildung von Sprosszellen, wie sie Hefen oder hefeähnliche Pilze charakterisieren, tritt nur in ganz seltenen Fällen unter bestimmten Bedingungen ein.

Ihr Lebensraum ist bevorzugt der Erdboden, vermögen auch andere Lebensräume zu erobern, wie feuchte Räume oder Klimazonen. [9]

Die charakteristisch flüchtigen Stoffwechselprodukte von Schimmelpilze MVOC (www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0165993615300054 "Microbial Volatile Organic Compounds") umfassen Verbindungen mit Siedepunkten von 0 – 250 °C und können ein breites Spektrum unterschiedlicher chemischer Stoffklassen zugeordnet werden, wie z. B. den Alkanolen, Alkenolen, Ketonen, Terpenen, Aldehyden, Alkanen, schwefelhaltige Verbindungen, Ethenen, Ester, Karbonsäuren u. a. Es wurde bis 2001 ca. 30 solcher Verbindungen in Innenräumen und in der Außenluft nachgewiesen, die von Schimmelpilzen gebildet werden können. [10]

Der muffige Geruch ist häufig auf die Bildung von MVOC durch Schimmelpilze oder Bakterien zurückzuführen. Folgendes Spektrum von Verbindungen ist charakteristisch:

3-Methylfuran, Geosmin, 1-Octen-3-ol, 3-Methyl-1-butanol, 2-Pentanol, 2-Hexanon, 2-Heptanon, 3-Octanon und Dimethyldisulfid. [10] In höheren Konzentrationen weisen einige MVOC eine toxische Wirkung auf. In den Innenräumen liegen meist niedrige Werte vor, die zu keiner gesundheitlichen Beeinträchtigung beitragen. Die Bedeutung der MVOC ist noch nicht ausreichend erforscht. [11] Es ist auch zu beachten, dass nicht alle flüchtigen Stoffwechselprodukte, die von Mikroorganismen produziert werden, nur von mikrobieller Herkunft stammen. Sie werden auch von Pflanzen produziert, sind Bestandteil von Aromastoffen und technischen Lösungsmitteln.

2.2. Nahrung und Lebensbedingung

Pilze sind chlorphyllfreie Organismen. Die Pilze ernähren sich im Wesentlichen heterotroph - von organischen Substanzen lebender und toter Organismen. [12] Als Nahrung dient überwiegend Glucose, Maltose und Saccharose (z. B. Tapetenkleister, Raufasertapete, Dispersionsfarben, Holz, Papier, Textilien, Kunststoffe und Gummi durch die beigefügten Weichmacher, Staub und Fette. Gute Lebensbedingungen liegen bei einem pH-Wert zwischen 2 bis 6,5 auch bis 8 und einer Temperatur von 0°C bis +40°C vor. Man unterscheidet hier die Schimmelpilze nach ihren optimalen Wachstumstemperaturen, mesophile Schimmelpilze bei 25-35°C, thermotolerante Schimmelpilze bei 30-40°C und thermophile Schimmelpilze bei 35-55°C (max. ca. 60°C) [13] Auch werden keine Ansprüche an die Zusammensetzung der Atmosphäre gestellt. Die Lebensbedingungen sind recht unterschiedlich, verbessern sich diese wieder, so kann selbst scheinbar abgestorbenes Myzel auch nach Monaten neu auskeimen. [14]

Bild 2.1.: Isoplethensystem für Sporenauskeimung der Schimmelpilze (Aspergillus restrictus (links) und Aspergillus versicolor (rechts). [15]

Isoplethensysteme für Sporenauskeimung

Die wesentlichen Wachstumsvoraussetzungen sind die Temperatur, die Feuchte in der Luft und das Substrat, welche über eine bestimmte Zeitperiode vorliegen muss. [16] Nachfolgend soll das Isoplethensystem für Sporenauskeimung der Schimmelpilze dargestellt werden (Bild 2.1.). Hier wird jedoch der Einfluss von Substraten (Baustoffe und Verschmutzung) und anderer Randbedingungen nicht berücksichtigt. Es soll hier auch nur als Modell betrachtet werden, damit die Zusammenhänge deutlich werden.

Hier wird Folgendes deutlich. Auch bei einer hohen relativen Luftfeuchte von 90 bis 95% muss nicht unbedingt sofort eine Schimmelpilzbildung entstehen, wenn die Temperatur niedrig ist und andere Wachstumsvoraussetzungen, z. B. Substratzusammensetzungen vorliegen. Hinzu kommt auch, dass die Schimmelpilzarten einen bestimmten aw-Wert (Wasseraktivität)2 benötigen, unter den sie nicht mehr wachsen. Z. B. Aspergillus restrictus benötigen eine Feuchte von 71-75%, dagegen benötigt Stachybotrys chartarum eine Feuchte.

Bild 2.2.: Verallgemeinerten Isoplethensysteme für die Sporenauskeimung, das für alle Pilze der Substratgruppe I Bild oben) und II (Bild unten) gilt.

Isoplethensysteme

von 94%. Im Winter haben wir nicht durchgängig eine gleiche Außentemperatur. Über mehrere Tage (ca. 10-14 Tage) liegt eine sehr niedrige Außentemperatur vor, dann wechselt das Wetter und es wird wieder wärmer. Bei dieser weniger warmen Außentemperatur sinkt die Oberflächentemperatur an der Innenwandoberfläche, je nach Wärmespeichervermögen und Wärmeleitfähigkeit des Wandbaustoffs. Damit erhöht sich auch die relative Luftfeuchte an der Oberfläche. (Vergleiche Punkt 7.2.) Obwohl eine hohe Feuchtigkeit (z. B. 80-85%) vorliegt, kann sich bei einer niedrigeren Oberflächentemperatur die Sporenauskeimungszeit soweit verlängern, dass in dieser Zeitperiode kaum eine Sporenauskeimung erfolgt. Siehe hier im Bild 1.3. die Sporenauskeimzeit im Temperaturbereiche zwischen 0 bis 10 °C. Hingegen kann bei einer wesentlich höheren Oberflächentemperatur, z. B. 15 bis 18 °C, und bei niedrigerer relativer Luftfeuchte von 77 bis 80% am gleichen Wandbaustoff bereits nach wenigen Tagen eine Schimmelpilzbildung erfolgen. In der Anlage 10 werden einzelne Beispiele gegenübergestellt.

Hier werden aber eine Reihe von anderen Faktoren, z. B. Substrate usw., nicht berücksichtigt, daher hat man ein weiteres Modell entwickelt. In diesem wird der Feuchtehaushalt einer Spore in Abhängigkeit von instationären Randbedingungen rechnerisch ermittelt, sodass auch ein zwischenzeitliches Austrocknen der Pilzsporen berücksichtigt wird. (Der Grundgedanke beruht auf das instationäre biohygrothermische Verfahren und soll hier nicht weiter erläutert werden. Mehr unter [17]. In der Grafik (Bild 2.1.) werden die verallgemeinerten Isoplethensysteme für die Sporenauskeimung dargestellt. Die Limo-Kurve stellt dabei die temperaturabhängig tiefste relative Feuchte dar, bei der eine Sporenauskeimung erfolgen kann. Werden diese Werte unterschritten, so ist unter normalen Bedingungen nicht mit einer Schimmelpilzbildung an der Wandoberfläche zu rechnen.

Der Substratgruppe I gehört an:

Biologisch verwertbare Substanzen, wie z. B. Tapete (vor allem Raufasertapete), Gipskartonbauplatten, Bauprodukte aus gut abbaubaren Rohstoffen, dauerelastische Fugenmaterialien

 

Der Substratgruppe II gehören an:

Baustoffe mit porigem Gefüge, z. B. Putze, mineralische Baustoffe, mache Hölzer sowie Dämmstoffe, die nicht unter die Gruppe I fallen.

 

Der Substratgruppe III gehören an:

Alle Baustoffe, die unter normalen Bedingungen nicht abgebaut werden und keine Nährstoffe enthalten. [17]

 

Mit dieser Grafik kann in Zusammenhang mit der Anlage 4 (Luftfeuchte und Taupunkttemperatur) die Möglichkeit einer erhöhten Schimmelpilzbildung an einer Wandoberfläche unter normalen Bedingungen abgeschätzt werden. Es wirken jedoch noch eine Vielzahl anderer Faktoren, die in den Folgepunkten behandelt werden.

Unter dem Link www.ib-rauch.de/Beratung/schim/feucht1.php steht ein Tool zur Bestimmung der feuchteabhängigen Schimmelpilzbildung unter Berücksichtigung der o. g. Einflussfaktoren zur Verfügung.

Wichtig ist auch die Zeitdauer der höheren Feuchtebelastung (ca. ab einer relativen Luftfeuchte von 80%) der Raumluft oder an der Baustoffoberfläche. Die Gipswand eines Badezimmers muss mindestens die Hälfte des Tages trocken sein, um keine Pilze zu züchten. In einem stationären Laborversuch wurde eine Periode von 4 Stunden Wachstumsklima pro Tag ermittelt, wo ein Pilzwachstum erfolgt. In der Praxis sollte sich diese Periode über einige Tage (5) wiederholen. [18] Eine andere Quelle besagt eine Zeitdauer von 3 Stunden und bei Feuchtespitzen bis 2 Std. erfolgt keine Schimmelpilzbildung. Solche Feuchtebelastungen treten z. B. unbewusst durch die Nachtabsenkung oder durch offene Türen zu kühleren Räumen besonders an kalten Wintertagen auf.

2.3. Vorkommen in der Luft

Die Konzentration der Sporen ist im Winter verhältnismäßig niedrig, sie steigt dann in Mitteleuropa in den Sommermonaten (September) beachtlich an. Dabei hängt diese einmal von der höheren relativen Luftfeuchte und der Temperatur sowie auch von der Staubmenge in der Raumluft ab, da sich Mikroorganismen an Staubteilchen anhängen. (Bei den Sterilversuchen [1983-85] hatten wir bei Extremfällen Größenbereiche, die weit über die erfassbaren Messwerte reichten (> 106 Teilchen/m3.) Ihre Anzahl steigt besonders dann an, wenn mit Materialien gearbeitet wird, wo viel Staub entsteht, wie in Scheunen, Mühlen, Tierställe, in der Holzverarbeitung uvm. In der freien Luft ist die Lebensdauer von Pilzsporen von der Temperatur, der Luftgeschwindigkeit und der Sonneneinstrahlung abhängig. Farblose Sporen werden rasch durch die UV-Strahlung abgetötet. Daher dominieren pigmentierte Sporen von Alternaria und Cladosporium, Schwärzepilze, die überall auf verrottendes organisches Material wachsen. Alle Mikroorganismen beginnen ihr Leben als einzelne Zelle oder Spore und sind in der natürlichen Umgebungsluft vorhanden. Dabei können jahreszeitlich abhängig Größenordnungen von 1000 bis 10.000 Pilzsporen/m3 Umgebungsluft vorhanden sein. Dem gegenüber ist die Anzahl von Bakterien in der Luft nicht vom Nährstoffangebot, der Feuchtigkeit und Temperatur abhängig. Die Keimzahl in der Luft ist kein Ausdruck von Wachstum und Vermehrung, sie wird vom Anteil der Luftverschmutzung (Staubpartikel) bestimmt. Diese ist wiederum abhängig von den geografischen Bedingungen, Wetter, Klima, Besiedlungsdichte, Jahre- und Tageszeit, Bodenbedeckung und Landschaftsstruktur. Meist bleiben Bakterien in unmittelbarer Nähe ihres Herkunftsortes. [19]

Durch das Belüften des Gebäudes findet zwangsläufig auch ein Verringerung der Konzentration an Mikroorganismen und Schadstoff-Vorkommnissen statt. In der Regel sollte eine Verdünnung erfolgen. Ist die Konzentration in unmittelbare Nähe des Gebäudes oder an der Außenseite höher, so werden lebende oder tote Pilzteile herein gelüftet, analog betrifft dies auch für Bakterien zu. Empfindliche Bewohner (weiter unter Punkt 5.1.) sollten diesen Aspekt berücksichtigen. Man kann bewusst darauf Einfluss nehmen, dass die Konzentration von Mikroorganismen im Außenbereich den natürlichen Umfang nicht wesentlich überschreitet. Das ist z. B. die Vermeidung von optimalen Lebensbedingungen z. B. für Bakterien, Algen und Pilze. Die Übertragung von pathogenen Bakterien durch die Luft ist zwar möglich, jedoch im Allgemeinen selten. Bakterien benötigen wie bereits genannt Staub oder feinste Wassertröpfchen (Husten oder Niesen) an den sie anhängen und so „transportiert“ werden. Unter den Einfluss des Sonnenlichts werden diese rasch abgetötet. [19]

2.4. Vorkommen in der Innenluft

In Innenräumen sind Schimmelpilze besonderen Umweltbedingungen ausgesetzt. Hier liegt in der Regel eine höhere Staubbelastung vor. Eine Verdünnung durch Luftbewegung wird verhindert, ebenso fehlt die abtötende Wirkung der UV-Strahlung. Die Wärmeschutzverglasung lässt gegenüber der einfachen Verglasung weniger UV-Strahlung durch. Auch vor dem Austausch des Kastenfensters ist dieser Gesichtspunkt zu berücksichtigen. In geschlossenen Räumen dominiert dann xerotolerante Arten, wie z. B. solche der Gattung von Penicillium und Aspergillus, aber auch andere, wie Cladosporium und Mucor usw. [9], [20] Schimmelpilze, die in der Innenraumluft nachgewiesen werden, können aus der Außenluft stammen oder die Quelle befindet sich im Raum selbst. Daher ist bei einer Innenraummessung parallel eine vergleichende Messung in der Außenluft vorzunehmen.

Eine erhöhte Schimmelpilzbelastung im Innenraum ist nicht nur an verschimmelten Tapeten bzw. Gegenständen erkennbar. Meist sind optisch gar keine Merkmale erkennbar. Erhöhte Konzentrationen in der Luft lassen sich dann durch die entsprechenden Nachweisverfahren feststellen. In Einzelfällen aber erst nach dem Auftreten der entsprechenden Krankheitsbilder, wenn die Ursachen ermittelt werden.

3. Ursachen der Entstehung in den Wohnungen

Feuchte Wände, klamme Wohnungen und als Folge Schimmelpilzbildungen hat es schon immer gegeben. Je nach wirtschaftlicher Situation wurden solide oder preiswertere Gebäude gebaut, wo unterschiedliche bauphysikalische Parameter vorliegen. Laut Statistik ist aber festzuhalten, dass es innerhalb der letzten Jahre zunehmend zur sichtbaren Schimmelpilzbildung in Wohnräumen gekommen ist.

Als Beispiele sollen hier folgende Faktoren aufgeführt werden:

1. Die früher verwendeten Baustoffe wie Ton, Lehm oder Holz haben deutlich günstigere bauphysikalische Eigenschaften als die neueren Baustoffe, wie Beton, Polystyrol usw., in Bezug auf Dampfdiffusion und Wasserdampfaufnahmevermögen.

2. Die Wandoberflächen wurden mit Kalk-, Kreide oder Leimfarben versehen, die eine ungehinderte Wasserdampfdiffusion ermöglicht und zusätzlich ein Festigkeits- und Spannungsausgleich bedingen (gleiche Eigenschaften hat auch die Silicatfarbe). Dagegen werden heute bindemittelreiche Dispersionsfarbenanstriche und Tapeten mit hohen Kunststoffanteilen verwendet, die eine Wasserdampfdiffusion bzw. die Adsorption (Eigenschaft der Baustoffe kurzzeitig Feuchtespitzen aufzunehmen) behindern. Einige Anstriche bilden eine Dampfsperre. Es kommt zur Durchfeuchtung zwischen dem Putz und der Beschichtung sowie zur Blasenbildung und zum Abblättern.

3. Bei einer Beheizung mit Öfen wurde gleichzeitig für einen zusätzlichen Luftaustausch gesorgt. Die benötigte Verbrennungsluft bewirkte ein Nachströmen von kühlerer und somit trockener Außenluft durch die Fensterfugen. Bei einer zentralbeheizten Wohnung tritt dieser Effekt nicht auf. Demzufolge führt diese auch zu einer höheren Konzentration an Raumfeuchte.

4. Die Entwicklung des Wohnungsstandards hat sich verändert. So betrug vor 40 Jahren der häusliche Wasserverbrauch nur einen Bruchteil des heutigen. Damit wurde auch nur ein kleinerer Teil der Wasserdampfmenge freigesetzt. So waren Toiletten außerhalb der Wohnung, in den meisten Fällen gab es eine Wasserzapfstelle, es gab keine Waschmaschinen und wo kein Badezimmer vorhanden war, ging man in die öffentlichen Badeanstalten. [21]

5. Dem gegenüber steht eine Verringerung der Familiengröße oder anders, die Wohnfläche und damit das Raumvolumen pro Bewohner sind größer geworden (Zunahme an Singlehaushalten).

6. Durch die ständige Verringerung des zur Verfügung stehenden Haushaltseinkommens sind Sparmaßnahmen erforderlich. Dies drückt sich in kleinere Wohnung (Raumvolumen/Person) und Einsparungen bei der Heizung aus.

7. Sozioökonomische Merkmale, wie z. B. selbst genutztes Wohnungseigentum, beeinflussen die Schadenshäufigkeit, sodass die Anzahl der Feuchteschäden geringer ist. [22]

8. Bei den Fenstern hat eine Entwicklung stattgefunden, die gleich in mehrfacher Hinsicht die Feuchtigkeitsprobleme in den Wohnungen verschärft:

-   An den Einfachverglasungen stellten sich die eindeutig niedrigsten Temperaturen in der gesamten Wandfläche ein. Waren die Scheiben beschlagen, wurde dem Wohnungsnutzer signalisiert, dass gelüftet werden sollte. Heute können selbst innenliegende Wände (z. B. Treppenhauswand vgl. Punkt 7.3.2.) eine niedrigere Oberflächentemperatur haben.

-  Durch den Einbau von Isolierverglasung speziell im Altbaubereich verlagert sich die kältere Temperaturzone an die Wandanschlüsse. Es entstehen so neue Wärmebrücken bzw. vorhandene werden jetzt deutlich. Es kommt zur Tauwasserbildung. (Bilde 3.1. und 3.2.)

-  Gegenüber mehrflügeligen Fenstern ragt der heutige große Fensterflügel zu weit in den Raum. Es wird die Kippstellung zum Lüften bevorzugt, was jedoch feuchtetechnisch ungünstig und zu dem energieverschwendend ist.

 

  Bild 3.1. und 3.2.: Auf den beiden Bildern ist deutlich erkennbar, dass sich jetzt das Tauwasser nicht mehr auf der Glasscheibe, sondern neben dem Fenster am Wandanschluss bildet.

Tauwasser am Wandanschluss
Tauwasser am Wandanschluss

-   Durch die Fugen zwischen Rahmen und Flügel konnte auch bei geschlossenem Fenster kontinuierlich ein Lüftungsausgleich erfolgen. Bei den heutigen Konstruktionen wird dies nahezu vollständig unterbunden. Ein bewusstes Lüftungsverhalten ist nur zu realisieren, wenn ein lüftender Bewohner ständig anwesend ist. Bei einer Berufsausübung ist man unter Umständen 10 oder mehr Std. nicht anwesend, sodass sich die Lüftung auf 1 bis 2 Stoßlüftungen beschränken muss. Aus diesem Grund baut man heute undichte Dichtungen und Lüftungsschlitze in die modernen fugendichten Fenster ein.

9. Durch vorsätzliche und falsche Handlung einiger Mieter werden Schäden verursacht. Eine Außenwandecke ist eine geometrische Wärmebrücke und kein Baumangel. Diese

Gegebenheit muss akzeptiert werden und es kann z. B. hier kein großer Schrank oder andere Einrichtungsgegenstände aufgestellt werden, sodass die Temperierung der Außenwand unterbrochen wird. Ebenso ist in einer Wohnung nicht waschmaschinenweise die Wäsche zu trocknen.

10. Durch Eigentümer sind trockene, für Wohnzwecke geeignete Räume zur Verfügung zu stellen. Hier sollen nur beispielhaft aufgezählt werden, Baufeuchtigkeit, Feuchtigkeit nach größerem Wasserschaden, kaputte Dachentwässerung, aufsteigende Feuchtigkeit, fehlende ausreichende Lüftungs- und Heizungsmöglichkeiten usw.

11. Durch die ständig steigenden Energiepreise werden die Heizungskörper in einigen Räumen abgestellt. Die indirekte Heizung der Räume erfolgt über offene Zimmertüren. Wärmere Luft strömt an die kühlen Außenwände (meist über der Sockelleiste befindet sich die kälteste Fläche) und die Feuchtigkeit taut aus. Liegen unterschiedliche Raumtemperaturen in einer Wohnung vor, so sind die Türen geschlossen zu halten. In den kühleren Räumen ist an kalten Wintertagen die Heizung wenigsten zeitweise auf einer niedrigen Stufe zu betreiben.

12. Es werden heute zusätzlich Räume zu Wohnzwecken oder als Büro genutzt, die bisher die Funktion einer Abstellkammer, Keller oder als Trockenboden hatten. Eine Funktionsänderung gerade bei vielen älteren Gebäuden war konstruktiv nicht vorgesehen. Wohnräume stellen wesentlich höher Anforderungen an das Raumklima als Nebenräume. Diese Kriterien müssen bei der Planung und Ausführung berücksichtigt werden.

4. Schimmelpilze in Innenräume

Die Verbreitung kleiner Partikel in Innenräume wird durch die Bewegung der Luft bestimmt. Bereits ohne zusätzliche Lüftung reicht die thermische Konvektion aus, eine Zirkulation der Luft in einem Raum zu bewirken. Dies führt zu einer gleichmäßigen Verteilung der Pilzsporen, auch zwischen verschiedenen Räumen und Stockwerken. So kann ein Gramm Hausstaub bis zu 3,2 Millionen lebende Pilzsporen enthalten. So dominieren in der Außenluft Cladosporium-Arten und als typische "Raumpilze" kommen die Arten der Gattung Aspergillus und Penicillium vor, die auf Lebensmittel, feuchtem Leder, Papier, Baumwolle und Wolle wachsen. Daneben sind auch Alternaria, Aureobasidium, Fusarium und Wallemia sebi nachweisbar. (Beispiele Bild 4.1. u. 4.2.)

Bild 4.1. u. 4.2.: Penicillium-Arten für grünliche und Fusarium roseum für die rötlichen Flecken. Links hinter einer Holzverkleidung (Wärmebrücke und fehlende Hinterlüftung) und rechts auf einer Tapete nach einem Wasserleitungsschaden im Raum und fehlende Lüftung. Diese rötlichen Flecken wurden auch schon mit dem Vorhandensein vom Echten Hausschwamm (Serpula lacrimans) vorgefunden. So wurde statt einer Schwammsanierung eine Schimmelpilzbekämpfung (irgendwelche Gifte) durchgeführt.

Schwammsanierung Schwammsanierung

Küchen: In Kühlschränken, an Brotschneidemaschinen, auf verschimmeltem Brot sowie über Mülleimer ist Penicillium roqueforti zu finden. Rosa, Rosaroter oder Roter Brotschimmel ist die Bezeichnung für Neurospora sitophila, die mit unter auch für andere Arten (Neurospora crassa, Neurospora tetrasperma) benutzt wird und auf die Myzelfarbe und das oft besiedelte Brot Bezug nimmt (Brotpilz, Bäckereipilz). [1] (Weitere Ausführungen zu Lebensmittel in den anderen Punkten.)

Toiletten und Bäder: Bei Temperaturen über 24 °C können in der Raumluft über den Vorlegern vor Toilettenschüsseln Aspergillus flavus und Aspergillus parasiticus auftreten.

Wohnzimmer: Das Klopfen der Bodenbeläge führt zu einer starken Erhöhung der Keimzahlen. So wurden in Belgien in 130 Wohnzimmer überwiegend Aspergillus vericolor und Cladosporium sphaerospermum gefunden.

Schlafzimmer: Der Matratzenstaub enthält ziemlich einheitlich zusammengesetzte xerophile (Trockenheit liebend) Schimmelpilzflora: es überwiegen Eurotium (Aspergillus repens und Aspergillus penicilloides). In der Schlafzimmerluft tritt die höchste Keimzahl im November und Dezember bedingt durch die Heizung auf. Der Matratzenstaub erreicht das Maximum im Juli. Dies beruht auf die erhöhte relative Luftfeuchtigkeit (70-80%). Ebenso führt das Bettenmachen stets zu einem deutlichen Anstieg der Sporenzahl in der Luft.

Schwimmbäder und Saunen: Die Schimmelpilze sind gleichmäßig auf Umkleidekabinen, Schwimmbereich, Dusche und WCs verteilt. Die Fußböden sind am stärksten befallen. Im Marburg wurden besonders häufig die Vertreter der Dematiceae (Fungi imperfecti mit dunklen Sporen und/oder Hypen) festgestellt.

Schulräume: Studien an US-amerikanischen Schulen ergaben Luftkeimgehalte im Bereich 100-15.000 Sporen/m3. Dabei waren am häufigsten die Vertreter der Gattung Cladosporium anwesend.

Krankenhäuser: Sporen der Außenluft gelangen regelmäßig in Krankenhäuser und können dort zu einem ausgeprägten Schimmelwachstum führen. (So fand man in einem Behandlungsraum in den USA thermotolerante Penicillin.)

Biotonnen sind Innenräume besonderer Art, die vor den keimhemmenden UV-Strahlen geschützt sind. Beim Umgang mit Biomüll gelangen zwangsläufig Schimmelsporen in die umgebende Luft und von dort aus durch Einatmen auch in den menschlichen Körper. So kann Aspergillus fumigatus für Menschen mit verminderter Immunabwehr als Folge einer chronischen Grunderkrankung sehr gefährlich werden und zur tödlich verlaufenden invasive Aspergillose führen. Daher sollten abwehrgeschwächte Personen den Umgang und den Kontakt mit Bioabfall meiden. Kleine portionsweise Verpackung in Zeitungspapier sowie eine Reinigung der Tonne mit Essigwasser und das Aufstellen in einem schattigen Ort verringern deutlich den Sporenanteil. Die Leerung sollte 1 Woche nicht überschreiten. [20]

Jeder kennt verschimmeltes Brot und weiß, wie schnell dieses gerade im Sommer und vor allem an schwülwarmen verschimmeln kann. Lebensmittel und gerade Teigwaren stellen geradezu eine optimale Nahrungsgrundlage dar. Daher werden Rezepturen zugegeben, die eine gewisse Haltbarkeit ermöglichen. Ich musste jetzt zweimal feststellen, dass die Brötchen und das Brot bereits nach 4 bzw. 5 Tage verschimmelt waren.3 Während dieser Zeit lag die Temperatur in der Küche zw. 23 bis 25 °C und die rel. Luftfeuchte lag zwischen 40 bis 63%. Die Luftfeuchten im Gebäude lagen weit unterhalb der Wachstumsgrenze, wie sie im Isoplethensysteme im Bild 2.1. oder 2.2. dargestellt wird, wo eine Schimmelpilzbildung (theoretisch) erfolgen kann. Liegen bestimmte optimale Wachstumsbedingungen für Mikroorganismen vor, so wachsen diese auch bei einer relativen Luftfeuchte < 70%. Die Ursache dürfte darin begründbar sein, dass nicht alle Einflussfaktoren und ihre gegenseitige Wechselbeziehungen hinreichend bekannt sind. Wenn bestimmte Grenzbereiche bereits erreicht wurden, so kann z. B. der zusätzliche kleine Blumentopf den optisch sichtbaren Schimmelbefall bewirken. Die Ursache ist nun nicht der kleine Blumentopf, sondern die Summe aus den vielen einzelnen Einflussfaktoren.

Das ist eigentlich der Grund, warum in 9 von 10 gleichen Wohnungen kein Schimmelpilzbefall sichtbar ist. Auch wenn in der zehnten Wohnung 1 m2 Wandfläche verschimmelt ist, kann insgesamt die Konzentration der Pilzteile geringer sein, als in den übrigen 9 Wohnungen, wo optisch nichts sichtbar ist.

Das Argument, wenn sichtbar Schimmelpilze in der Wohnung vorhanden sind, „es wird zu wenig oder falsch gelüftet“, sollte wirklich nur unter Vorbehalt verwendet werden.

Es gibt natürlich auch Ausnahmen, wo man annehmen kann, der Lebensinhalt des Nutzers besteht geradezu darin, große Mengen an Mikroorganismen in der Wohnung zu züchten.

5. Pilze als Erreger von Krankheiten bei Menschen und Tiere
5.1. Gesundheitliche Auswirkungen

Krankheiten, hervorgerufen durch Pilze, sind bei den Pflanzen gänzlich anders als bei den Menschen und höheren tierischen Organismus. Aber auch hierbei ergeben sich dennoch manche Übereinstimmungen, welcher durch die parasitäre heterotrophe Ernährungsweise hervorgerufen wird.

Je nach Art des Schadenbildes kann unterschieden werden:

                      Mykose

                      Mykotoxikose

                      Mycetismus

                      Allergose

Im feuchten (unter Umständen) mit Schimmelpilz befallenen Gebäude werden Sick-building-Symptomatiken wie Ausschläge, Juckreiz, Nasenbluten, Husten und Kopfschmerzen [2] ebenso werden Magen-Darm-Probleme und ZNS-Symptomatiken (Schwindel, Übelkeit, Konzentrationsschwächen, Müdigkeit) geschildert.

Die gesundheitlichen Auswirkungen werden hier kurz zusammengefasst und in den Nachfolgepunkten ausführlicher erläutert.

- Allergene Wirkung

Der Dosis-Wirkungszusammenhang ist in diesem Fall sehr komplex. Er hängt u. a. von der individuellen Prädisposition (empfänglich für eine Krankheit) sowie vom allergenen Potenzial der Schimmelpilzsporen ab. Bei Sensibilisierungen richtet sich das Auftreten allergischer Reaktionen nach dem Grad der Sensibilisierung, der Membranfunktion von Haut und Schleimhäuten und der Allergendosis pro Fläche. Ca. 5% der Bevölkerung der BRD sind sensibel gegen Schimmelpilze.

-  Toxische Wirkung

Die Stoffwechselprodukte von Schimmelpilzen (z. B. Mykotoxine), sowie die Zellwandbestandteile (Glukane) wirken toxisch. Als immuntoxische Wirkung ist auch die Freisetzung von Interleukinen und sonstigen Entzündungsmediatoren in Haut und Schleimhäuten bei Schimmelpilzeinwirkungen zu sehen. Ausgelöst durch Innenraumbelastungen ist allerdings kaum mit einer solchen Wirkung zu rechnen.

- Infektiöse Wirkung

Die infektiöse Wirkung spielt vor allem bei immungeschwächten Menschen eine Rolle. Ausgelöst durch Innenraumbelastungen ist allerdings kaum mit einer solchen Wirkung zu rechnen. [23]

- Geruchsbelästigung

Sie beeinflusst beträchtlich die Lebensqualität. Sie kann aber auch von Bakterien oder durch Baustoffe (Lösungsmittel) verursacht werden.

In der Anlage 6 werden die klinisch relevanten Schimmelpilze und die verursachten Erkrankungen zusammengefasst.

Auch wenn sich in den letzen Jahren typische Beschwerdebilder herauskristallisiert haben, sind die Kenntnisse über die genaue Pathogenese von Wirkungen der Schimmelpilze auf den Menschen zurzeit noch lückenhaft, so dass wissenschaftlich abgesicherte Aussagen hierzu nur sehr eingeschränkt möglich sind. Der Zusammenhang von Dosis und Wirkung zwischen Messungen von lebenden Pilzen in der Raumluft und gesundheitlichen Beschwerden ist nur sehr schwer nachzuweisen, da auch abgestorbene Schimmelpilze und von ihnen freigesetzte Stoffe Wirkungen haben. [24]

Es gibt aber auch eine Vielzahl von Schimmelpilzen, die bewusst genutzt werden. So führte die Entdeckung von dem schottischen Mikrobiologen Alexander Flemming 1928 zu den Antibiotika Penizillin, welches durch Penicillium notatum und Penicillium chrysogenum produziert wird. Bei der Lebensmittelproduktion wird das auffällige flavour mehrere Käse, wie Roquefort, dänisch blau, Camembert, und Brie durch den Reifeprozess in Anwesenheit von Schimmelpilze (Edelschimmel), wie der Gattung Penicillium, erzielt. Zu nennen sind auch die Hefepilze die zur Alkoholerzeugung genutzt werden, z. B. die Weinhefe (Saccharomyces ellipsoideus) und die Bierhefe (Saccharomyces cerevisiae). Weinhefe führt die im Most enthaltene Glucose in Alkohol über, während die Bierhefe auf die Vergärung der Maltose spezialisiert ist. [25], [26] Auch im Sauerteig oder Brotteig verwandeln zugesetzt Hefepilze den Zucker in Alkohol, der während des Backprozesses verdampft und die Kohlensäurebläschen den Teig auflockern. An der Umwandlung frischer Milch in gegorene Milch, vor allem in der Form von Joghurt, sind maßgeblich Hefepilze beteiligt. Der Pilz, unter den Namen Mutterkorn bekannt, ist ein Parasit auf Getreide, speziell auf Roggen, der eine sehr schwere Erkrankung (Kriebelkrankheit auch Ergotismus) hervorruft. Die krampferzeugende Wirkung beruht in erster Linie dem Alkaloid Ergotoxin. Es findet Anwendung in der Frauenheilkunde und Geburtshilfe. Das Mutterkorn gehört zu den ältesten Heilpflanzen, dass bereits chinesischen Ärzte der Frühzeit kannten. [26]

Bild 5.1.1.: Mutterkorn, ein Parasit auf Getreide [27]

Mutterkorn

5.2. Vorkommen auf der menschlichen Haut

Auf der gesunden Haut, auf Schleimhäuten und in den Organsystemen befinden sich stets ubiquitäre (überall vorkommend) Vertreter der Gattung Aspergillus, Penicillium und der Familie der Mucoraceen (Absidia, Mucor, Rhizopus) ohne pathogen zu sein. Wird jedoch die Immunabwehr infolge von Infektionen oder chronischen Erkrankungen vermindert, so können sich diese Pilze bevorzugt im Bronchopneumonalsystem ausbreiten und Mykosen (direkter Kontakt mit Pilzen entstehend) hervorrufen.

Neben den o. g. Erkrankungsformen ist auch eine Vielzahl von Vergiftungserkrankungen bekannt, die durch Giftstoffe (Mykotoxine) hervorgerufen werden, die gewisse Schimmelpilze in ihrem Stoffwechsel produzieren. Diese Krankheitsform fasst man unter dem Begriff Mykotoxikosen zusammen.

Eine besondere ökologische Nische für Schimmelpilze sind die Fingernägel. In einer indischen Studie wird aufgeführt, dass im Fingernagelschmutz 61 Stämme von Aspergillus flavus isoliert wurden. Ein großer Teil von ihnen produziert Aflatoxine B14 und B2 (lebensschädigend und krebserregend). [Zu den Aflatoxikosen gehören, primärer Leberkrebs, andere Krebsformen, Hepatitis, Reye-Syndrom und Knashiorkor]. [20] Aflatoxine kommen auch bei Hasel- und Paranüssen vor, die häufig befallen sind. Den Nüssen kann man es nicht ansehen und sollte daher bitter schmeckende Kerne ausspucken. Kinder sollten daher wenig Paranüsse essen. Auf den Verzehr von Pistazien aus dem Iran sollte man ganz verzichten (Bundesinstitut für gesundheitlichen Verbraucherschutz). [28]

 5.1.: Schimmelbefall einer Nuss [29]

Schimmelbefall einer Nuss

5.3. Mykosen

5.3.1. Einleitende Bemerkungen

In geschlossenen Räumen werden fakultativ-pathologene Schimmelpilze überwiegend durch die Luft verbreitet. Diese Pilze können über drei Wege in den menschlichen Körper gelangen:

Akzidentelle Exposition: Aufnahme von pilzlichem Material infolge bautechnischer Mängel (Belüftung mit sporenhaltiger Luft [Lüftungsanlagen], Feuchtigkeit in Wohnräumen) sowie über Lebensmittel, Müll und Schmutz.

Unauffällige konstante Exposition: Diese geht aus von bestimmten Elementen der häuslichen Umwelt, wie von Zimmerpflanzenerde oder Futter für Haustiere. Auch der Mülleimer oder falsch gelagerte Lebensmittel sollen hier genannt werden.

Berufliche Exposition: Ein Einatmen von Konidien und Sporen ist in Bereichen gegeben, wo viel Staub vorliegt. Getreide, Heu, Stroh, Verarbeitung von Nüssen, Leder und Holz, Ölmühlen, Restaurierung von Archivalien, u. a.)

Das Problem Mykotoxine besteht darin, dass diese Moleküle bemerkenswert stabil sind. Sie überstehen hohe Temperaturen und gewisse industrielle Verfahren. Kochen bietet keinerlei Schutz. Auch wenn der betreffende Pilz abgetötet wurde, kann das Gift noch vorhanden sein. Vorbeugende Maßnahmen können nur über die gesamte Lebensmittelkette, also auch auf den vorgelagerten Stufen, ausgehen. Es werden auch andere Wege der Vorbeugung geprüft. So wirken gewisse antioxydierende Substanzen, insbesondere die essenziellen Öle, die Bildung von Mykotoxinen entgegen. Es wird auch die „biologische Bekämpfung“ untersucht, wo man Kulturen bewusst zugibt, die eine spätere Einnistung eines gefährlichen Konkurrenten verhindern könnte und so die Toxinmenge um 60 bis 70% senkt. Mehr leisten auch die chemischen Fungizide nicht. [29] Wissenschaftler der Universität Bonn und des International Institute of Tropical Agriculture in Ibadan (IITA), Nigeria, wollen den hochgiftigen Schimmelpilz Aspergillus flavus durch "impfen" der Felder mit einer Aspergillus-Variante bekämpfen, die kein Toxin produzieren kann. Unterstützt werden sie dabei von Forschern aus dem US-Bundesstaat Arizona, die mit dieser Methode die Toxin-Belastung von Baumwolle bereits um 98 Prozent reduzieren konnten. [149]

Natürlich ist auch am Ende der Lebensmittelkette, also im Haushalt, ein entsprechender Umgang erforderlich, wie Lagerung, Haltbarkeitsdatum usw. Die Berichterstattung zur Lebensmittelüberwachung 2003 nennt 415.903 untersucht Proben, hiervon entfallen 386.044 Proben auf Lebensmittel, wovon 16,3 % mikrobiologische verunreinigt waren. [30]

5.3.2. Aspergillosen

Einige Aspergillus-Arten besiedeln vor allem das bronchopulmonale Organsystem und können dort Pilzkolonien bilden. Im Extremfall können klumpenförmige Mycelansammlungen, Aspergillome, entstehen.

Befallene Körperteile sind vor allem die Lunge, aber auch Zentralnervensystem, das Herz, die Leber, die Nieren und der Verdauungstrakt. Über 90% der Aspergillosen sind auf Aspergillus fumigatus zurückzuführen. Er hat mit Abstand die stärksten pathogenen Potenzen, die vermutlich auf die Ausschüttung von Proteinasen und Ribonukleotoxin beruht. Sein Wachstumsoptimum liegt bei 37 bis 43°C. Häufig ist der Pilz in Substanzen zu finden, in denen es zu einer Selbsterhitzung kommen kann, wie Heu, Kompost, Torf, Blumenerde und Müll. Das betrifft auch die Topferde von Zimmerpflanzen besonders die über einem Heizkörper.

Aspergillus niger scheint seltener an der Entstehung von Aspergillose beteiligt zu sein. [20] Dieser Pilz findet z. B. bei der technischen Zitronensäureherstellung Anwendung. [31]

Bild 5.3.1. : Bereits nach einer Woche ist ein Prüfkörper  mit schwarzem Pilzrasen vom Aspergillus niger überzogen [32]

Prüfkörper mit Aspergillus niger

Bild 5.3.2. : Der Fruchtkörper als filziger, flächiger Belag [32]

Fruchtkörper als filziger, flächiger Belag

5.3.3. Penicilliosen und Phykomykosen

Penicillium-Arten treten selten als Krankheitserreger auf. Einige Schimmelpilzarten der Familie der Mucoraceen können bei dem Menschen insbesondere die Blutgefäße der Lunge, Rachen oder Magen-Darm-Trakt befallen.

5.4. Mykogene Allergien

5.4.1. Allgemeines zur Allergie

Ca. 20% aller Menschen sind empfindlich gegenüber Allergenen. Die wichtigste Infektionsquelle ist die Innenraumluft mit dem Hausstaub. Daneben können auch Pilzkolonien auch an feuchten Wänden, Tapeten, Textilien, Polstermöbeln, Matratzen und Klimaanlagen allergieauslösende Sporen in die Luft abgeben. Niemand kann sich vor einem Kontakt mit allergenen Schimmelsporen schützen.

Besteht eine Schimmelpilzallergie, so wird empfohlen (Kersten 1985):

  - bei starkem Sporenflug kein Aufenthalt im Freien,

  - keine Ernte-, Garten- und sonstige landwirtschaftliche Arbeiten,

  - Beachtung spezieller Hygienemaßnahmen bei der Zubereitung von Nahrungsmitteln.

Allergene sind nicht nur an den Schimmelpilz oder seine Sporen gebunden, sondern werden auch an den umgebenden Staub abgegeben. Schimmelpilze, die zahlreiche Sporen an die Raumluft abgeben oder in hohen Konzentrationen in der Umwelt auftreten, wie z. B. die phytopathogenen (pflanzenfressend) Pilze im Sommer, verursachen häufiger Allergien. [4] Für Allergien können aber auch Fein- bis Ultrastäube verantwortlich sein.

5.4.2. Asthma bronchiale

Etwa 10% der allergischen Asthmatiker sind gegen Schimmelpilz sensibilisiert. Im Frühjahr und Sommer ist die Sporenkonzentration am größten, daher sind gerade in dieser Zeit die meisten Asthmaanfälle.

5.4.3. Allergische Alveolitis

betrifft in allgemeinen die mittleren und oberen Atemorgane sowie das Lungenparenchym und ist durch periodische Schübe von Frösteln, Fieber, Husten und Kurzatmigkeit gekennzeichnet. Hierzu gehören die Käsewäscher-Krankheit, Paprikaspalter-Lunge und die Farmerlunge.

5.4.4. Allergische bronchopulmonale Aspergillose

wird durch Aspergillus fumigatus ausgelöst. Nach Inhalation von Aspergillus-Conidien (Umgang mit verschimmeltem Heu, Arbeit im Bergwerkstollen, wo das Grubenholz stark mit Pilzen befallen ist oder mit Aspergillus besiedelte Zimmerpflanzen im Krankenzimmer) kommt es gelegentlich zur intrabronchialen Pilzbesiedlung und damit zur allergischen bronchopulmonalen Aspergillose. [33]

5.4.5. Organisches Staubsynodrom

entsteht nach Inhalieren hoher Konzentrationen von organischen Substanzen z. B. Heu oder Silage etwa nach 4-5 Stunden und wird durch Kopf- und Muskelschmerzen, Unwohlsein, Fieber und Leukocytose gekennzeichnet.

5.4.6. Andere Formen

sind vorwiegend berufsbedingt, wie die Malzarbeiter-Krankheit, Bäcker-Asthma, Saunabesucherlunge, Getreidefieber und Holzarbeiter-Erkrankung.

5.5. Mykotoxikosen

Gefährliche Mykotoxine können durch bestimmte Pilze auf Getreide gebildet werden. Diese Toxine sind gegenüber einem Kochprozess und auch gegenüber Magensäure widerstandsfähig. So nimmt eine sehr große Zahl von Menschen ihr ganzes Leben lang diese Giftstoffe auf. Dieses Problem ist nicht erst neu, sondern es scheint bereits vor Jahrtausenden aktuell gewesen zu sein. Im 3. Buch Moses (vor ca. 2200 Jahren geschrieben) (14. Kapitel,

Vers 35-48) wird beschrieben, wie bei Anwesenheit von grünen oder rötlichen Grüblein an der Hauswand vorzugehen ist. Wahrscheinlich handelt es sich hier um Schimmelpilzkulturen an der feuchten Wand. Penicillium-Arten für grünliche und Fusarium roseum für die rötlichen Flecken. Schoental (1984) nimmt an, dass die zehnte Plage im alten Ägypten zur Zeit Moses- der Tod aller Erstgeborenen (2. Moses 11. Kapitel, Vers 5) - auf den Verzehr von verschimmelten Lebensmitteln zurückzuführen ist, die durch die Plagen (Regen, Hagel, Finsternis) verdorben worden waren. Gerade die Erstgeborenen Kinder erhielten die meiste Nahrung und waren damit einem erhöhten Mykotoxin-Risiko ausgesetzt. Auch unter besonders trockenen Bedingungen können Getreidekörner durch bestimmte Spezies von Aspergillus, Penicillium und Eurotium befallen werden. [25]

Eine Reihe von Mykotoxine sind in der Lage, die angeborene und erworbene Widerstandskraft gegen Infektionskrankheitserreger herabzusetzen. Dies ist gekennzeichnet durch verminderte Aktivität der T- und B-Lymphozyten sowie durch unterdrückte Bildung von Immunglobulinen und Antikörper. [20]

Bisher konnten Mykotoxine nicht mit standardisierten Verfahren in der Luft nachgewiesen werden. Es gibt nur wenige Untersuchungen zur Wirkung luftgetragener Mykotoxine auf den Menschen, [34] damit kann keine Aussage zur Bedeutung in der Innenraumluft getroffen werden. Zur Entdeckung einer Verseuchung, z. B. für die Lebensmittelhersteller oder Gesundheitsbehörden hat das Mycotoxin Prevention Cluster verschiedene spezifische Instrumententypen entwickelt: DNS-Arrays, PCR in Echtzeit, Elisa-Test, lateral flow devices usw. Einige dieser Techniken reagieren höchst sensibel auf Konzentrationen von 0,02 ppm (parts per million). Andere weniger genauere Schnelltest sind kostengünstiger und für den Einsatz am Ort vorgesehen. Bisher sind nur wenige Personen und Labors fähig entsprechende Kontrollen durchzuführen. [29]

5.6. Mycetismus

Ist ebenfalls eine Vergiftung durch Pilze. Hier werden Pilztoxine nicht unbewusst aufgenommen, wenn sich in der Pilzmahlzeit giftige Fruchtkörper befinden. Im Mitteleuropa sind ca. 20 Arten infolge ihres Giftgehaltes als besonders gefährlich anzusehen. Der gefährlichste Giftpilz unserer Wälder ist der Grüne Knollenblätterpilz, Amanita phalloides. Ebenso tödlich giftig ist der Weiße Knollenblätterpilz, Amanita verna.

5.7. Allergose

Einige Pilze enthalten Substanzen, die im menschlichen und tierischen Körper eine Sensibilisierung mit dem Erscheinungsbild einer Allergie hervorrufen. Auf den Unterschied zur Tiefen Mykose soll hier nicht eingegangen werden. Als Allergene können aber auch inhalierte Sporen kultivierter Plenrotus ostreatus (Austernseitlinge) oder des holzzerstörenden Serpula lacrimans (Echter Hausschwamm) sein und zu Erkrankung der oberen Luftwege führen. [9]

Bild 5.7.: Fruchtkörper und Sporen vom Echten Hausschwamm [35]

5.8. Toxine

Toxine ist die Bezeichnung für alle Stoffwechselprodukte von Bakterien, Tieren oder Pflanzen, die eine starke Giftwirkung auf den Organismus von Säugetieren und besonders den des Menschen ausüben. Die größte Gefahr geht über die Nahrungsaufnahme aus. Bei stark belasteten Räumen erfolgt die Aufnahme über die Atmung oder auch in Einzelfällen durch den Kontakt. In der Anlage 2 sind ausgewählte Toxine von Schimmelpilzen aufgeführt.

Schimmelpilze können ebenso wie Zerfallsprodukte aus ihrer Zellwand (Glukane) auf Haut und Schleimhäute durch Freisetzung von Entzündungsmediatoren aus Epithelzellen und Makrophagen toxische Wirkung haben. [36] Gerade im Bereich der toxischen Effekte bewegt man sich noch in einer wissenschaftlichen Grauzone. Die genauen Ursachen der toxischen - irritativen Wirkung sind im Einzelnen nicht bekannt. Möglicherweise handelt es sich um additive Wirkungen einer Vielzahl von Einzelkomponenten. [34]

5.9. Besonders gefährdete Personengruppe

- Es sind bevorzugt Personen betroffen, die einer erhöhte Allergieneigung, häufig auf Basis einer familiären Disposition, unterliegen. Menschen mit schon manifestiertem Asthma oder Heuschnupfen sind auch hinsichtlich Schimmelpilzallergien stärker gefährdet.

- Bei Typ III-Allergien5 sind Risikofaktoren weniger bekannt. Untersuchungen weisen darauf hin, dass sie bei Nichtrauchern häufiger auftreten als bei Rauchern.

- Menschen mit massiver lokaler oder allgemeiner Abwehrschwäche sind gegenüber Infektionen stärker gefährdet.

- Gerüche können zur erheblichen Belästigung führen, ohne dass eine konkrete Gefährdung vorliegt. [37]

Wegen der adversen Effekte von Schimmelpilzen sollte eine Minimierung der Exposition angestrebt werden. Besonders wichtig ist dies bei Personen mit bestehender Schimmelpilzerkrankung und bei Risikogruppen. Auch aus Vorsorgegründen ist die Exposition im Wohn- und Arbeitsbereich niedrig zu halten.

5.10. Problematische Schimmelpilze

- In Bezug von Allergien sind besonders Schimmelpilze mit ausgeprägter Sporenbildung problematisch. Es ist zu beachten, dass auch Allergene an den Staub abgegeben und bei Zerfall der Schimmelpilze frei werden.

- Beim Auftreten von Infektionen ist die Bedeutung des Aspergillus fumigatus als wichtigster Mykoseerreger am größten. Weiterhin gehören noch die eingestuften Schimmelpilze der Risikogruppe 2 und 3 nach TRBA 460 (Anlage 6) dazu.

- Mykotoxinbildner sollten als problematisch angesehen werden. Allerdings werden nicht immer Mykotoxine gebildet und meist sind hohe Keimzahlen erforderlich. Ausgenommen bei Stachybotrys chatarum können bereits bei geringen Sporenbelastungen in der Raumluft Toxinwirkungen (Satratoxin) auftreten. Diese sind daher als problematisch einzustufen.

- Für Stachybotrys chatarum (Satratoxin) sowie Aspergillus fumigatus (Fumagillin, Fumigatin u. a.), Aspergillus flavus, Aspergillus parasiticus und Aspergillus nomius (Aflatoxin B1, B2, G1, Asperfuran u. a.) können nur deutlich geringe Expositionen toleriert werden. [37], [38]

6.Schimmelpilze als Materialzerstörer
6.1. Schimmelpilze im Ökosystem

Schimmelpilze haben im Kreislauf der Ökosysteme eine bedeutende Rolle. Ihr natürliches generelles Vorkommen in Wald- und Ackerböden lässt die Universalität ihrer Fähigkeiten erahnen, jede von Pflanzen und Tieren gebildete Substanz abzubauen und so ihre Bestandteile dem Kreislauf des Ökosystems wieder zuzuführen. Vom Standpunkt des Menschen werden zwei Richtungen vertreten:

Biodegradation - der gewünschte Abbau z. B. Kompostieren, Erzeugung von bestimmten Gütern,

Biodeterioration - die unerwünschte Veränderung der Eigenschaft eines Materials, sodass das Aussehen verändert oder eine Nutzung nicht mehr möglich ist.

6.2. Materialzerstörung

Bei einer chemischen Veränderung bis hin zum Abbau benutzt der Pilz das Material als Nährsubstrat. So kann z. B. Zellulose über die Cellobiose durch Endo- und Exo-1,4 b-Glucanasen und schließlich b-Glucosidase bis zur Glucose gespalten werden (Hemicellulosen durch entsprechende Enzyme zu Pentosen, Hexosen und Uronsäuren). Ebenso kann der Handelswert eines Produktes herabgesetzt werden, in dem Ausscheidungsprodukte das Aussehen verändern und als Verfärbungen des Holzes, Papier, in Textilien, Anstriche u. a. zu erkennen ist. Die physikalische Art wird dadurch gekennzeichnet, dass sich z. B. dichtes Pilzgeflecht im Werkmaterial ausbreitet und in Elektrogeräten die Isolierung überbrückt und so Kurzschluss verursacht.

Eine ganze Reihe von Schimmelpilzen der Gattung Alternaria, Aspergillus, Chaetomium, Myrothecium, Aureobasidium, Trichoderma u. a. vermögen Zellulose in Pflanzenfasern jeder Art abzubauen. So wird auch Holz direkt angegriffen, allerdings nicht die Ligninkomponente.

6.3. Holz - Moderfäule und Holz verfärbende Pilze

Die auffällige Verfärbung (Vergrauung) und Verlust an Gewicht sowie Festigkeit von bis 98% zeigen die Tätigkeit von Ascomyceten und Fungi imperfecti an. Dabei wird lediglich die Oberfläche, nicht tiefer als 1 mm, geschädigt. In Risse kann sich Regenwasser ansammeln und z. B. sich unter Farbschichten oder Lack ausbreiten und so die Gefahr bzw. Ausbreitung der Schimmelpilze begünstigen. Das so vorgeschädigte Holz begünstigt einen Befall durch holzzerstörende Pilze (Basidiomyceten). Auch die Spanplatten werden je Klassifizierung nach entsprechender Feuchtigkeitseinwirkung befallen. (Die unlängst zu lesende Behauptung eines Baustoffmarktes, dass V 100 Spanverlegeplatten in Feuchträume einsetzbar sind, kann nur als falsch eingestuft werden.) Sie dürfen maximal mit einer Holzfeuchte von u = 18% belastet werden. Für Holzfaserplatten beträgt der Höchstwert max. u = 12%. [39] Auch frisch mit, z. B. fluoridhaltiges, Holzschutzmittel imprägniertes Bauholz (Bild 6.3.1.) sowie durchfeuchtetes Holz (Bild 6.3.2.) wird an der Oberfläche durch Schimmelpilze befallen, wenn diese unsachgemäß oder unter Luftabschluss (Folie) gelagert bzw. verbaut werden. Die Holzfeuchte liegt oberhalb der Fasersättigung und das Optimum liegt bei einem pH-Wert von 4,5-6,5. Das Holz verfärbt sich grau-bläulich oder schwarz. Das Myzel ist meist grün bis blaugrün (z. B. von Penicillium spp. oder Trichoderma viride) oder schwarz (Aspergillus niger). [40]

Bild 6.3.1.: Schimmelpilzmyzel an einem frischen Sparren mit Holzschutzmittel und Trichoderma viride [41]

Schimmelpilzmyzel an einem frischen Sparren

Bild 6.3.2.: Durchfeuchtete Dachlatte vor dem Einbau (u. a. mit verschiedenen Schimmelpilzarten bewachsen [41]

Durchfeuchtete Dachlatte  mit verschiedenen Schimmelpilzarten

Ein Schimmelpilzwachstum auf Holz ist nur sehr schwer zu sanieren und das Holz muss meist entsorgt werden. [42] Eine Bekämpfung erfolgt durch eine Austrocknung. [40] Da der Befall in der Regel nicht tiefer als 0,5 mm reicht, kann dieser durch Abschleifen der Oberfläche beseitigt werden. Da auch totes Pilzmaterial (Sporen und Myzel) zur gesundheitlichen Gefährdung führen, ist eine Atemschutzmaske zu tragen und eine Staubverteilung zu vermeiden. Im Bild 6.3.3. ist der komplette Fehlboden einer Holzbalkendecke nach einem Wasserleitungsschaden intensiv vorwiegend durch Penicillium spp. oder Trichoderma viride befallen. Bei der Sanierung wurden die Schüttung und alle Holzteile (Fehlbodenbretter, Leisten und Dielung) bis auf die gesäuberten Deckenbalken ausgebaut und entsorgt. Die verbliebenen Holzbalken wurden vorbeugend mit einem amtlich zugelassenen pilzwidrigen Holzschutzmittel vom DIBt6 imprägniert.

Bild 6.3.3.: Starker grüner Schimmelpilzbefall an einer Sparschalung im Fehlboden einer Holzbalkendecke nach einem Leitungswasserschaden

Starker grüner Schimmelpilzbefall

Holzwerkstoffe, wie Flachpressplatten oder Holzfaserplatten sind poröse Baustoffe. Hier erfolgt ein Bewuchs nicht nur an der Oberfläche, daher ist in dem meisten Fällen ein Austausch erforderlich. (Weitere Ausführungen im Punkt 8.5.). Im Bild 6.3.4. wird ein Holzfußboden neben einem Bad gezeigt. Durch einen Wasserleitungsschaden in einer unbewohnten Wohnung konnte Wasser zwischen dem dicht schließenden Fußbodenbelag (PVC o. ä.) und der Spanverlegeplatten und Dielung gelangen. Unter dem Belag konnte sich sehr vieles schwarzes Schimmelpilzmyzel bilden. Daneben wuchs auch der Echte Hausschwamm, der den Würfelbruch der Dielung und die vollständige Zersetzung der Spanplatte verursachte. Zusätzlich wirke hier auch die Feuchtigkeit aus dem Kellergewölbe, welche durch den dicht schließenden Belag nicht nach oben entweichen konnte.

Bild 6.3.4.: Zerstörung einer Spanverlegeplatte und Dielung durch den Echten Hausschwamm und Schimmelpilze.

Zerstörung einer Spanverlegeplatte

Ähnliche Schimmelpilz-Probleme werden in einem Fallbeispiel eines eingeschossigen Stahl-Glas-Gebäudes (Autohaus) beschrieben, wo Bodenfeuchtigkeit wegen mangelhafter dampfdichter horizontaler Sperrung in den Fußbodenaufbau (Spanverlegeplatte, Verbundplatte mit Spanplatte und Fermacell-Dämmung sowie Parkett) gelangen konnte. Zusätzlich wirkten auch noch Wärmebrücken mit Tauwasserbildung an den Stahlträgern. Die Spanverlegeplatten waren vollständig durchfeuchtet und konnten nicht mehr verwendet werden. [143]

 

Einer der gefährlichsten Parasiten ist Graphium ulmi, der das Ulmensterben verursacht und im Splint des heimischen Laubholzbaums lebt. Diese wird nach und nach vollständig zerstört. Er wird durch den Ulmsplintholzkäfer der Gattung Scolytus übertragen und entwickelt sich in den ausgedehnten Fraßgängen. Ceratocystis piceae siedelt sich auf gefällten Nadelbäumen an und färbt deren Holz graugrün. [8]

 

Eine der bekanntesten optischen Schäden an Holzteilen, wie Fensterrahmen, Türen, Balkone usw. ist die Bläue. Im Bild 6.3.5. wird die punktuelle Verfärbung an der Oberfläche eines mit Lasur behandelten Brettschichtträgers durch Aureobasidium pullulans [43] gezeigt. Diese Pilze stellen keine gesundheitliche Gefährdung dar. Sie leben im Inneren der Holzzellen und verbautes Holz kann daher bedenkenlos verwertet werden.

Bild 6.3.5.: Holz verfärbender Bläuepilz

Holzverfärbender Bläuepilz

Hier soll auch noch kurz auf die Moderfäule eingegangen werden. Gegenüber den Holzzerstörungen durch die Basidien (Ständerpilze) geht die Moderfäule immer von der Oberfläche aus und ist meist nur wenige Millimeter tief (Bild 6.3.6. und 6.3.7.) [44] Die Moderfäule wird durch eine hohe Feuchtigkeit an der Holzoberfläche, z. B. die Wetterschenkel am Fenster, begünstigt.

Die Chaetomium-Arten sind starke Zellulosezersetzer. Einige Arten, wie die Chaetomium globosum und Chaetomium cochloides durchwachsen in verbautem oder unverbautem Holz die Sekundärwände der Holzzellen und verursachen die sogenannte Moderfäule. Auch die Gattungen Ascotricha und Lophotrichus gehören hierzu. [45]

Bild 6.3.6.: Bräunlicher bis schwarz verfärbter sehr feiner Würfelbruch

feiner Würfelbruch

Bild 6.3.7.: Moderfäulepilze, anfangs weißlich graues, kurzes, fast krümeliges Oberflächenmyzel

krümeliges Oberflächenmyzel

Im Zuge der Fäulnisbildung am abgestorbenen Holz treten auch Bakterien in Erscheinung. Sie haben aber gegenüber den Pilzen nur eine untergeordnete Rolle.

6.4. Papier

Bei einer hohen Feuchtigkeit können Schimmelpilzschäden an verschieden Papierarten auftreten. Dies wird durch auffällige Verfärbung und ein modrig muffiger Geruch gekennzeichnet. Die grauschwarze Verfärbung auf Tapeten (Beispiel Bild 6.4.1.) stammen von Alternaria- und Cladosporium-Arten. Die erforderliche Luftfeuchtigkeit liegt bei über 65%. Begünstigt wird dies durch fehlerhafte Lüftung, zu dichte Papierstapel oder wenn diese in Folien gelagert werden. Ebenso abhängig ist dies von der Zusammensetzung des Papiers durch Zusätze von eiweiß- und stärkehaltigen Leimsubstanzen.

Bild 6.4.1.: Verschiedene Schimmelpilzarten an  Tapeten im Wohnbereich [41]

Verschiedene Schimmelpilzarten

Bild 6.4.2.: Zersetzung der Raufasertapete über den Fußboden an der Außenwand

Zersetzung der Raufasertapete

Im Bild 6.4.2. ist die Zerstörung der Tapete an der Außenwand über dem Fußboden erkennbar. Hier bildete sich Kondenswasser, was auch noch durch Baufeuchte nach der Sanierung begünstigt wurde. In dem Fall wurde der Raum im Winter durch die wärmere Raumluft eines anderen Zimmers beheizt. In der Anlage 4 ist sehr deutlich zu erkennen, wenn die Temperatur der Luft sinkt, so steigt die relative Luftfeuchte. Grundsätzlich ist jeder Raum eigenständig zu beheizen und wenn es nur zur Regulierung der Raumtemperatur dient.

 Im Bild 6.4.3. wird ein Stück einer Raufasertapete gezeigt. Bei dem bräunlichen Fleck handelt es sich nicht um Schimmelpilze, sondern um einen kleinen Notfruchtkörper vom Echten Hausschwamm. Auf der Rückseite bzw. auf dem Putz ist ein Punkt, von diesem verzweigt sich deutlich sichtbar helles Myzel gleichmäßig in alle Richtung und bildet so etwa einen Kreis. Erst bei größerem Myzel treten andere Merkmale deutlicher auf. Schimmelpilze dagegen haben nicht so ein ausgeprägtes Myzel.

Bild 6.4.3.: Notfruchtkörper von Echten Hausschwamm auf ein Stück Raufasertapete [46]

Notfruchtkörper von Echten Hausschwamm

6.5. Textilien

Textilien aus Pflanzenfasern (Baumwolle, Leinfaser, Hanf, Jute usw.) unterliegen bei entsprechender Feuchtigkeit besonders unter Zusatz organischer Appreturen und Farben einer Zersetzung, welche sich in Verfärbungen und Verlust der Reißfestigkeit äußert. Hier sind dann vor allem Schäden durch Chaetomium globosum, Myrothercium verrucaria, Stachybotrys atra und Trichoderma viride gefürchtete. Schädigungen treten bei Materialien auf, die ständig Niederschlag ausgesetzt werden, wie Markisen, Taue, Seile, Kleidungsstücke oder die in feuchtem Zustand verpackt werden, wie Zelte, Feuerwehrschläuche und Sandsäcke.

Daher werden diese Textilien antimikrobiell ausgerüstet, das sind chemische Verbindungen, die ein Pilzbewuchs verzögern bzw. verhindern.

Bodenbeläge deren Unterseite aus Jute besteht, kann von Pilzen bewachsen werden, was sich in auffälligen Verfärbungen und muffigen Geruch äußert. Es treten auch bakterielle Schadwirkungen an pflanzlichen und tierischen Fasern (Baumwolle, Flachs, Hanf, Jute, Wolle und Seide) sowie an deren Produkte auf, die als Stockflecken oder Verfärbungen sichtbar werden. Hier sind vor allem Zellulose abbauende Bakterien, die die Fasern schädigen, und Eiweißzersetzer beteiligt. [19]

6.6. Wolle

Wolle besteht aus schwefelhaltigen Keratinen und kann durch Schimmelpilze, die proteolytische Enzyme ausscheiden, angegriffen werden, wenn die Materialfeuchtigkeit wenigstens 20% bis 30% beträgt, was eine Luftfeuchtigkeit von ca. 95% bedarf. Das Pilzwachstum wird zusätzlich durch Fett und Seifenreste begünstigt. Aus Wolle wurden isoliert: Chaetomium globosum, Cladosporium herbarum und Penicillium lilacinum.

Bestimmte Sporen von Bakterien können in der importierten Rohwolle enthalten sein, die bis zur endgültigen Verarbeitung durch viele Hände geht. Die Stäube können zu Erkrankungen, z. B. Milzbrand, führen. [19]

6.7. Leder

Tierische Häute werden als eiweißhaltiges Material schon während ihrer Verarbeitung zu Leder von Mikroorganismen besiedelt. Im Allgemeinen sind die unmittelbaren Schäden, die Schimmelpilze auf Leder hervorrufen, nicht gravierend. So bauen Schimmelpilze natürliche oder während der Verarbeitung aufgetragene Fette ab. Die freigesetzten Fettsäuren bilden an der Oberfläche einen feinen weißen Belag. Bei Leder ist die Verfügbarkeit des Wassers größer als z. B. bei Holz. (Siehe hier unter Punkt 7.4.3. zu aw-Wert) Daher verschimmelt nicht jedes Material bei derselben Luftfeuchtigkeit. Auch Bakterien verursachen Verfärbungen und Stockflecken.

6.8. Kunststoffe, Natur- und Synthesegummi

Es sind nur wenige Schimmelpilzarten in der Lage diese Substanzen abzubauen. Meist ist diese Fähigkeit an den Zusatz von Weichmachern, Emulgatoren usw. in den Produkten in Verbindung mit Feuchtigkeit möglich. Von den Weichmachern sind mehrwertige Alkohole, Ester von Ricinoleinsäure, Klaurinsäure, Stearinsäure und Ölsäure sowie Derivate von Adipin- und Sebacinsäure, besonders geeignete Pilzsubstrate. Das Schimmelwachstum führt dann zu einer Verminderung der Reiß-, Zug- und Biegefestigkeit, der Elastizität und unter Umständen auch der Isolierwirkung der Kunststoffe. In Nassräumen können vollsynthetische Fußbodenbeläge (Polyamid, Polyester) durch Schimmelpilz befallen werden.

Die bei Abbau der Polyurethane mitwirkenden Enzyme sind Proteasen, Urease und Esterasen. Dabei werden folgende Schritte angenommen: Abbau verbleibender freier Isocynatgruppen, Spaltung von Amidgruppen, Aufbrechen der Urethangruppen und Spaltung der Ringe der Isocyanatsäure-Einheiten. Ebenso tritt ein verstärkter Schimmelbefall bei Dichtstoffen (Polysulfid-, Silikon- und Polyurethan-Polymere) auf. Gerade bei Dehnfugen in Schwimmbädern zeigen schon nach wenigen Monaten dunkle Flecken, die auf eingewachsene Pilzmycelien zurückzuführen sind. Im Bild 6.8.1. wird eine Silikonfuge in einer Dusche eines Schwimmbades gezeigt. Voraussetzung für das Pilzwachstum auf Kunststoffen als Dichtungsmasse ist eine Verwertbarkeit der Polymere oder beigefügter Hilfsstoffe, wie etwa Weichmacher, als Kohlenstoffquelle. Im Allgemeinen sind Silokon-Dichtstoffe gegen Pilze und Bakterien in hohem Maße widerstandsfähig.

 Bild 6.8.1.: Silikonfuge in einer Dusche. Hier kann man deutlich den Bewuchs durch Schimmelpilze erkennen

Silikonfuge in einer Dusche

Im folgenden Beispiel, Bild 6.8.2., wird der Schimmelpilzbefall einer Acrylfuge zwischen Kunststofffenster und Fensterbank gezeigt. Dieser Schimmelpilz kann sich hier dann gut entwickeln, wenn die Fenster beschlagen und die Feuchtigkeit in Tropfenform auf die Fensterbank gelangt. Gleiches erfolgt auch, wenn die Fugen zwischen dem Rahmen nicht ausreichend mit dämmendem und fugendichtem Material abgedichtet sind. Hier bildet sich eine Wärmebrücke. Hier soll noch einmal darauf hingewiesen werden, dass diese Dichtungsmassen nicht alle Dehnungen der Fugen ausreichend ausgleichen. Sie sind kein Ersatz der Dichtungsbänder.

Bild 6.8.2.: Acrylfuge zwischen Kunststofffenster 

Acrylfuge zwischen Kunststofffenster

 

Bild 6.8.3.:(Rechts) Hier liegt eine Kondensatbildung und Fensterbank an der Scheibe vor.

Kondensatbildung und Fensterbank

Kunststoffputze und Putzmörtel enthalten bis zu 3% Polyvinylacetat, wodurch die Verarbeitung erleichtert und die Festigkeit und Elastizität des Materials verbessert werden soll. Auf solchen Putzen wachsen Cladosporium herbarum und Stemphylium sp. Polyvinylacetat selbst wird durch den Pilz nicht angegriffen. Im alkalischen Putz wird das Polymer jedoch zu Polyvinylalkohol und Acetat hydrolysiert; die letztere Verbindung dient den Pilzen dann als C-Quelle.

Auch Bakterien sind an der Zerstörung von Naturgrummi beteiligt, wahrscheinlich Mykobakterien und Streptomyceten [19], auch wenn er mit Giftstoffen versetzt wird.

6.9. Farben und Anstriche

Wand- und Deckenanstriche werden bei ausreichender Feuchtigkeit von Schimmelpilze besiedelt, die muffigen Gerüche und Verfärbungen von grau bis schwarz (z. B. durch Alternaria, Aspergillus und Cladosporium) grün (durch Penicillium-Arten) oder rötlich (durch Fusarium roseum) hervorgerufen und die Anstriche zerstören können. Dabei bauen die Enzyme insbesondere die mikrobiell abbaubaren Bindemittel in den Lacken oder Anstrichen ab. So wurde zu Beginn dieses Jahrhunderts zur Herstellung der Tapetenfarbstoffe Arsenverbindung (z. B. Arsenoxid) verwendet. Scopulariopsis brevicaulis und andere setzen daraus die giftigen Verbindungen Trimethylarsin und Kakodyloxid (?) frei, die bei Menschen zu Vergiftungen und Todesfällen führten. Diese Farbstoffe werden nicht mehr verwendet. Für den Feuchtehaushalt von Beschichtungen muss immer der Wasseraufnahmekoeffizient (w-Wert) gemeinsam mit dem Diffusionswiderstand einer Farbbeschichtung (oder der damit gekoppelten Verdunstungsrate) beachtet werden. [47] Diese Werte sind als Laborwerte klar, verändern sich aber in der Praxis je nach dem vorliegenden räumlichen bzw. auch äußeren Klima (Luftzug bzw. Wind, Temperatur, Wärmestrahlung usw.)

6.10. Glas

Schimmelpilze wachsen auf der Schmutzschicht (Fingerabdrücke, Schmiermittel u. a.). Zunächst wird der Durchblick durch Pilzmycel gestört. Dann kommen Verätzungen durch die Ausscheidung von organischen Säuren, wie Zitronen-, Oxal- oder Gluconsäure, hinzu, die durch die Stoffwechseltätigkeit entstehen. Ebenso können Bakterien, vor allem unter tropischen oder marinen Bedingungen an Bedeutung erlangen. [19]

6.11. Mineralische Baustoffe

An der Verwitterung von Gesteinen in Gebäuden und an Denkmälern sind neben den bekannten physikalischen und chemischen Umgebungsfaktoren auch Mikroorganismen beteiligt. Zu den aktivsten Vertretern der Schimmelpilze gehören Arten der Gattung Aspergillus, Cephalosporium, Fusarium, Hormodendrum, Mucor, Penicillium, Spicaria und Trichoderma. Die von diesen Organismen produzierten und ausgeschiedenen Säuren (Oxal-, Zitronen-, Gluconsäure) sind in der Lage, direkt Gesteine anzugreifen oder diese durch Entzug von Kationen (Ca, Fe, Mn) durch Chelatbildung zu zersetzen. Dazu kommen anthropogene Luftverschmutzungen, besonders aliphatische und aromatische Kohlenwasserstoffe, die den Abbau von Gestein beschleunigen. Hier ein Befall auf Trennwände im Dachbereich (Alternaria sp.) (Bild 6.11.1)

Bild 6.11.1.: Schimmelpilzkolonien auf Trennwände [41]

Schimmelpilzkolonien

Verschiedene Bodenbakterien und Pseudomonaden sind zum Abbau unterschiedlicher Kunststoffe fähig. Bildung von Säuren ist oft die Ursache mikrobieller Zerstörung von Bauwerken. Dabei werden Salpetersäure, Schwefelsäure oder schweflige Säure gebildet. [19] Weitere Ausführungen zu Fassadenflächen unter dem Punkt 7.4.5.

6.12. Kohlenwasserstoff

Der mikrobielle Abbau von Kohlenwasserstoff findet immer in wässriger Phase statt. Der Befall ist so auf die Grenzfläche zu Wasser hin beschränkt. So kann z. B. Cladosporium resinae das Kerosin im Flugzeugtank bei Anwesenheit von Wasser (Kondenswasser) auftreten. Die Pilze wachsen dann an der Grenzfläche Wasser/Kerosin und können mit ihrem Mycel Leitungen und Filter verstopfen.

Auf Beschichtungen aus Asphalt und aus Bitumen auf Papier konnten Schimmelpilze gefunden werden.

6.13. Metalle

Durch Ausscheidung von organischen Säuren (vor allem a-Oxoglutar- und Zitronensäure, aber auch Isocitronen- und cis-Aconitsäure) und anderen Stoffwechselprodukten können Schimmelpilze Korrosionsspuren auf der Oberfläche von Aluminium, Kupfer, Eisen und Blei hervorrufen. [9], [20] Schäden durch Bakterien können beträchtliche Ausmaße an eiserne Rohre und anderen Geräten annehmen. Diese werden durch Eisen- und Schwefelbakterien hervorgerufen, das sind Korrosionen, Verstopfungen der Leitungen durch Zellmassen von Sphaerotilus, Denitrifikanten, Desulfurikanten, Pseudomonaden u. a. [19] Ebenso werden einige Bakterien industriell für Erzaufarbeitung z. B. Kupfer, Mangan u. a. eingesetzt. [136] Ein Problem stellen schwermetallbelastete Böden dar. Bisher mussten die kontaminierten Bodenschichten großflächig abgetragen werden. Einer kostengünstigeren Alternative sind Bodenbakterien, die eine Resistenz gegenüber Nickel, Cadmium, Chrom oder Kupfer aufweisen. Es wurden mehrere Stämme gefunden, die die genannten Schwermetalle aus dem Boden aufnehmen und in ihren Zellen speichern können. Damit sind die Schwermetalle in den Mikroorganismen gebunden und können nicht mehr mit dem Sickerwasser in Flüsse und Grundwasser gelangen oder von Pflanzen aufgenommen werden. [140]

6.14. Andere Nahrungsgrundlage

Stellvertretend sollen hier nur ausgewählte Beispiele aufgeführt werden. Neben den bereits erwähnten Nahrungsmitteln werden auch lebende oder abgestorbene Pflanzen befallen. Bei diesem Beispiel (Bild 6.14.1.) wurde der Fruchtkörper des Echten Hausschwamms durch Schimmelpilze befallen.

Bild 6.14.1.: Der Fruchtkörper des Echten Hausschwamms wurde durch Schimmelpilze befallen.

Fruchtkörper des Echten Hausschwamms

Ein bekanntes Problem sind die verschimmelten Nahrungsmittel. In den anderen Gliederungspunkten werden zu diesem speziellen Thema ausgewählte Ausführungen gemacht, da diese zwangsläufig in Gebäuden vorkommen.

Im Bild 6.14.2. wird eine ausgebaute mineralische Sparrendämmung eines Fertigteilhauses einer bekannten deutschen Marke gezeigt. Als Deckenverkleidung diente eine Holzverschalung. Die dunkle Fläche befand sich auf der Innenseite direkt über der Dampfsperre. Deutlich lässt sich der Durchfeuchtungsverlauf in Richtung nach außen erkennen. Die Mineralfasern, speziell der Glasanteil wird nur von spezialisierten Spezis (siehe Pkt. 6.10. Glas) geschädigt, aber es befinden sich in den Dämmstoffen Bindemittel aus Kunstharz, Staub und andere Ablagerungen, die als Nahrungsgrundlage für Schimmelpilze dienen. Auch wenn durch den winddichten Abschluss (Dampfbremse) kaum Spuren in den Innenraum gelangen, sollte so ein Zustand auch wegen der möglichen Bauschäden vermieden werden. [48]

 Bild 6.14.2.: Dunkelfärbung der mineralischen Sparrendämmung

mineralischen Sparrendämmung

In einem Fallbeispiel unter einer abgehängten Holzdecke eines Kindergartens wird der massive Schimmelbefall des Dämmmaterials (Steinwolle) vorwiegend durch Penicillium-Arten beschrieben. Hier war jedoch das Flachdach nicht dicht und nach der Schadensbeseitigung erfolgte keine ausreichende Austrocknung. [49]

Im Bild 6.14.3. wurden Schimmelpilze auf der 180 m2 großen Unterspannbahn (ein spezialbeschichtetes Polypropylen-Spinnvlies, sd-Wert: < 0,1 m) im Dachbereich festgestellt. Der Schimmel (punktuell ca. 1x5 mm/cm2, Cladosporium sp. / Alternaria sp. / Trichoderma sp.) ist komplett im Dach auf der ganzen Bahn und besonders im Traufenbereich verteilt. Die Holzkonstruktion (Sparren) zeigen keinen Befall. In diesem Fall führte die Baufeuchte, die nicht ausreichend über den First abgelüftet wurde, zu diesen Schäden. [50]

 Bild 6.13.3.: Schimmelbefall an der Innenseite einer Unterspannbahn

Schimmelbefall an Unterspannbahn

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