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Algen auf Fassaden

Algen - Alles im „Grünen Bereich"? -

Algenbewuchs tritt seit einigen Jahren vermehrt an Fassaden, Stein- und Betonflächen, Dächern, Glas- und Kunststoffoberflächen, ja sogar an Schildern und Briefkästen auf. Algen sind wie Pilze, Flechten und Bakterien seit vielen Millionen Jahren natürlicher Bestandteil unserer Umwelt. Sie passen sich immer wieder neuen Situationen erfolgreich an. Fassaden können auch rot-braune Verfärbungen durch Algen aufweisen. Zwar sind Algen wegen des Chlorophylls grün (Grünalgen), aber es gibt auch Braun- und Rotalgen. Diese lagern zusätzliche Farbpigmente ein, die dann das Grün des Chlorophylls überlagern. Aber Farbe hin oder her: Das optische Erscheinungsbild wird stets beeinträchtigt.

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Foto: Grünalgen auf einer Häuserfassade

Hauptlebensraum der Algen ist ursprünglich das Wasser. Ohne Wasser könnten Algen nicht existieren. An Fassaden sind Luftalgen anzutreffen, die sich im Laufe der Entwicklung an ein Leben außerhalb des flüssigen Wassers in nur noch „feuchter Umgebung" angepasst haben.
In früheren Jahren war in Industrie- und Ballungsgebieten der Schadstoffgehalt der Luft relativ groß. Aufgrund des hohen Gehalts der Luft an biozidem Schwefeldioxid (SO2) trat Algen- und Pilzbewuchs an Fassaden eher selten auf, da SO2 hemmend auf Algenwachstum wirkte. Durch gesetzliche Auflagen zum Umweltschutz ist die Luftqualität in den letzten Jahren kontinuierlich besser geworden und enthält weniger Schadstoffe für die Algen. Sie wachsen plötzlich explosionsartig.

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Foto: Algen auf einer Fassade

Algenbefall an den Außenputzen hat aber weitere Gründe, z.B. vermehrte Stickoxide in der Luft und höhere Feinstaubbelastung. Es kommt zu Verschmutzungen, besonders in Fassadenbereichen, die nicht beregnet und damit nicht abgereinigt werden. Dies fördert das Algen-Wachstum zusätzlich. Neben dem Rückgang des biozid wirkenden Luftschadstoffes Schwefeldioxid und der Zunahme des wachstumsfördernden Kohlendioxids werden nunmehr auch noch zunehmend weniger Biozide in der Landwirtschaft eingesetzt. In Folge dessen nimmt der Sporengehalt in der Außenluft zu. Gleichzeitig nimmt die Jahresniederschlagsmenge zu und die Jahresdurchschnittstemperaturen steigen. Durch die Bauweise mit immer weniger Dachüberstände und gleichzeitig hoher Wärmedämmung kommt es zu einer stärkeren und längeren Durchfeuchtung und Kondensation der Oberflächen.

Neben den wichtigsten Wachstumsvoraussetzungen für Algen, wie Feuchtigkeit, Licht, Oberflächentemperatur, pH-Wert und Nährstoffangebot sind für Algenbewuchs folgende Faktoren fördernd:

  • rauer, saugfähiger, stark strukturierter Putz/ porenfüllender Anstrich
  • Fassadenausrichtung: westliche Wetterseiten und beschattete Nord-Seiten
  • nächtliche Fassadenunterkühlung, Taupunktunterschreitungen
  • freistehende Gebäude ohne Dachüberstände
  • Anpflanzungen in unmittelbarer Nähe der Fassade
  • starke Luftverunreinigung durch Industriegebiet und Stadtbereiche

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Foto: Grünalgen

Algen betreiben Photosynthese, benötigen Wasser und verbreiten sich über die Luft. Niedrige Oberflächentemperaturen an den Außenflächen der Fassaden begünstigen den Algenbefall. Das an der Fassadenoberfläche herrschende Mikroklima wird durch die materialtechnischen Eigenschaften der verwendeten Beschichtungsstoffe, die Bauweise und die klimatischen Bedingungen bestimmt. Auch die unmittelbare Umgebung eines Gebäudes hat Einfluss: Liegt es in der Stadt, auf dem Land, in der Nähe von Gewässern, Parks oder Wäldern.
Die Veralgung stellt gerade bei kulturhistorisch bedeutsamen Gebäuden und Objekten ein besonderes optisches und letztendlich materialzerstörendes Problem dar. Aber auch gesundheitliche Aspekte sind zu beachten, denn die Zellreste der abgestorbenen Algen werden bevorzugt von Pilzen und Bakterien abgebaut. Auf den gallertartigen Algenbelägen siedeln sich zusätzlich Pilze und Bakterien an. Gerade Pilz- und Bakteriensporen weisen ein hohes allergenes Potential, insbesondere für Asthmatiker, auf, wenngleich dieser Befall weniger kritisch gesehen werden muss als Innenraumbefall.
Algen wachsen auf fast allen Untergründen. Neben hohem Feuchtigkeits- und Nährstoff-Angebot (z.B. durch Stäube) begünstigen Umfeldeinflüsse den Bewuchs. Milde Winter und feucht-warme Sommer fördern das Algenwachstum ebenso wie Wärmedämmungen an Fassaden. Der Wärmeabfluss vom Gebäudeinneren nach außen ist nämlich durch die Wärmedämmung behindert. Die Fassadenflächen kühlen ab. Erhöhte oberflächennahe Luftfeuchten, verstärkter Tauwasserausfall bzw. Kondensation sind die Folge. Trocknen diese feuchten Fassadenflächen dann nicht mehr vollständig ab, fassen Algen Fuß.

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Foto: Rotalgen auf einer Fassade

  • Die Gefahr von Algenbefall lässt sich aber durch konstruktive Maßnahmen alleine schon reduzieren:
  • Ausreichende Dachüberstände vorsehen. Sie reduzieren die Regenbelastung der Fassade und mindern gleichzeitig die nächtliche Auskühlung, d. h. die Wärmeabstrahlung der Fassade des Gebäudes in den Nachthimmel
  • Tropfkanten, Gesimse oder Attiken entlasten die Fassade und führen Wasser ab.
  • Sockelschutz mittels Regenprallstreifen bzw. Spritzwasserschutz vermindern Wassereintrag

Um den Bewuchs mit Algen oder Pilzen zu verzögern, werden Kunstharzputze und Dispersionsfarben für Fassaden meist mit bioziden Wirkstoffen versetzt. Wichtig hierbei ist, dass das Biozid nicht nur die Mikroorganismen an der Oberfläche abtötet, sondern auch im oberflächennahen Bereich. Der Untergrund muss deshalb sauber abgereinigt werden und darf nicht einfach mit einem biozid eingestellten Anstrich überstrichen werden. Dies würde sonst relativ schnell wieder zu einem Neu- oder Wiederbefall führen. Anschließend werden biozide Wirkstoffe (Algizide, Fungizide, Bakterizide etc.) in die Bindemittelmatrix der Beschichtung (Grundierung, Putz, Farbe) eingebunden und über einen möglichst langen Zeitraum an der Oberfläche freigesetzt. Die Wirkstoffe müssen wenigstens etwas wasserlöslich sein, damit sie in kleinsten Mengen an der Oberfläche freigesetzt werden. Somit entsteht ein hauchdünner biozider Film auf der Fassade. Das ablaufende Regenwasser spült diese Wirkstoffe von der Fassadenoberfläche stetig aber wieder ab und die Wirkstoffe gelangen unerwünscht in die Umwelt. Durch den reduzierten Biozidgehalt können sich im Laufe der Zeit aber wieder Algen ansiedeln. Mineralputz oder Silikatfarben dagegen können aufgrund ihrer hohen Alkalität (= hoher pH-Wert) einen „eingebauten" Schutz gegen mikrobiellen Befall bieten. Allerdings baut sich auch hier die Alkalität mit der Zeit ab, so dass dann auch diese Oberflächen für mikrobiellen Bewuchs anfällig werden. Im Gegensatz zu Dispersionsputzen und -farben können mineralische Produkte auch nicht biozid eingestellt werden, da die Alkalität die zugesetzten Biozide zersetzen würde. Kurzfristig sind deshalb mineralische Produkte im Vorteil, mittelfristig nur die organisch gebundenen Produkte mit Biozidzusätzen. Aber auch diese Zusätze werden langfristig abgebaut, so dass der Schutz vor mikrobiellen Befall wiederholt werden muss.

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Foto: Gallertige Grünalgen

Wie lange eine Fassade durch den Einsatz von Bioziden vor mikrobiellem Befall allerdings geschützt wird, kann nicht genau beantwortet werden, da die Dauer der Schutzwirkung einerseits von den klimatischen Bedingungen und der Exposition der Fassade abhängt, andererseits aber auch die biozide Ausrüstung (Breitbandwirkstoff) und die Art der Beschichtung (Schichtdicke, Bindemittel und Zusätze, gestrichen/ ungestrichen) eine nicht unerhebliche Bedeutung besitzen.
Hydrophobe Farben und Putze mit minimaler Wasseraufnahme und hoher Wasserdampfdiffusionsfähigkeit (Siliconharz-haltige Produkte) sind gut geeignet, um den Algen „das Wasser abzugraben".
Noch besser: Super-hydrophobe, mikrostrukturierte "Lotus"-Beschichtungen (Lotus-Effect®-Technologie) halten durch ihre selbstreinigende Eigenschaft (Stäube und Sporen werden abgespült) die nun extrem wasserabweisende Fassade bei Regen sauber und trocken. Das nimmt den Mikroorganismen den Feuchtigkeitsspeicher, die Nahrung und Fortpflanzungsmöglichkeiten und damit die wichtigsten Lebensbedingungen.
Alternative IR-Farben, PCM-Beschichtungen oder Nanobeschichtungen stehen bereits am Markt zur Verfügung, müssen sich aber in der Praxis noch bewähren. Nanobeschichtungen werden entweder mit speziellen Pigmenten angeboten, die eine Zerstörung der Mikroorganismen an der Oberflächen bewirken sollen oder mit nanoskaligem Silber, dessen bakterizide Wirkung bekannt ist. Selbst ätherische Öle, eingekapselt in dem Bindemittelfilm, werden eingesetzt, um als natürliches Biozid das Algen-Wachstum zu verhindern.

Infobox 1:

Zur Biologie der Algen: In der Gruppe der Algen besitzen vor allem die Grünalgen (Chlorophyta) eine besondere Bedeutung. Sie gehören zu den so genannten Eukaryonten, also Organismen mit einem „echten" Zellkern. Die Chlorophyta gehören zu den Chloroplastida. Zusammen mit den algenartigen Vertretern der Charophyta bilden sie die paraphyletische Gruppe der Grünalgen (eine paraphyletische Gruppe ist eine Gruppe von Individuen oder Arten, die zwar alle auf denselben Ursprung zurückgehen, die jedoch nicht alle Nachkommen dieses Ursprungs einschließt).
Bisher wurden über 30 verschiedene Arten dieser Alge isoliert. Besonders auffällig hierbei ist, dass mittlerweile auch Arten an Fassaden nachgewiesen werden, die bis vor einigen Jahren nur aus dem Bodenbereich oder extremen Feuchtbiotopen bekannt waren. Die meisten dieser Algenarten können sehr widerstandsfähige Sporen bilden, die mit dem Wind verbreitet werden. Anschließend muss die Gruppe der Blaualgen (Cyanophyta) genannt werden. Taxonomisch betrachtet gehören diese Algen aufgrund ihres strukturellen Aufbaus zu den Prokaryonten und damit eigentlich zu den Cyanobakterien. Hierbei handelt es sich um photosynthetisch aktive Bakterien, die Sauerstoff produzieren. Aus bisherigen Veröffentlichungen ist bekannt, dass knapp 20 verschiedene Gattungen und Arten an gedämmten Fassaden nachgewiesen werden konnten. Besonders erwähnenswert ist die aerophytische Lebensweise von einem Großteil der Blaualgen. Sie können auf der Fassadenoberfläche relativ lange Zeit überleben, ohne zu keimen und/ oder dass ein Wachstum nachgewiesen wird. Bekannt ist, dass Blaualgen sehr widerstandsfähig und gegen einen Großteil der Biozide resistent sind. Die Probleme an der Fassade werden in Folge dessen zunehmen.

 

Infobox 2:
Welche Pilze kommen auf Fassaden vor? Pilze werden in folgende Abteilungen unterteilt: Schleimpilze (Myxomycota), Algenpilze (Oomycota), Flagellatenpilze (Chytridiomycota) und echte Pilze (Eumycota). Den weitaus größten Anteil der weltweit verbreiteten Pilze macht die letzte Abteilung der Eumycota aus. Zu den wichtigsten Gruppen gehören die Ständerpilze (Basidiomycota), Schlauchpilze (Ascomycota), Jochpilze (Zygomycota) und Imperfekte Pilze (Deuteromycota oder Fungi imperfecti). Diese wiederum besitzen auf der Fassade die mit Abstand größte Bedeutung. So stellt Cladosporium spp. mit 60 bis 70% den höchsten Anteil der bereits erwähnten Aerosole dar. Dieser Schimmelpilz bildet auf den Kolonien massenhaft Konidien, die mit dem Wind sehr leicht verbreitet und durch Luftströmungen über weite Entfernungen transportiert werden können. Bei steigender Temperatur, Licht und Trockenheit werden die Konidien von der Mutterpflanze bevorzugt freigesetzt. In den Sommermonaten Juli bis September liegt die höchste Belastung an Schimmelpilzsporen in der Außenluft vor. Auch wenn der Cladosporium nur einen saisonalen Auftritt in den Sommermonaten hat, so sind seine Sporen zahlenmäßig am stärksten vertreten. Gleichzeitig fallen in diesem Zeitraum die höchsten Niederschlagsmengen an.
Sporen haben sehr unterschiedliche Größe – von 2 bis 150µm (µm = 1/1000mm) im Durchmesser und Herkunft. So bald eine Spore ausreichend lange einer bestimmten Menge an Feuchtigkeit ausgesetzt ist und weitere für das Wachstum notwendige Voraussetzungen vorliegen, kommt es zunächst zur Keimung, anschließend zum Wachstum und abschließend zur Vermehrung bzw. Replikation. Der mikroskopisch kleine, für das Auge anfänglich nicht sichtbare Befall wird durch weitere Zunahme an Sporen später sichtbar und als mikrobieller Befall wahrgenommen. Die Zahl der Sporen kann innerhalb kürzester Zeit enorme Ausmaße annehmen. So können an einem einzigen Fruchtkörper bis zu 100 Sporen pro Stunde und das über mehrere Tage produziert werden. Über den Wind können gut flugfähige Sporen leicht verbreitet werden. Wird ein mittlerer Sporen- und Hyphendurchmesser von nur 5 µm, wie z.B. bei Aspergillus spp. angesetzt, dann passen in einen Würfel von nur 1cm Kantenlänge immerhin ca. 8 Mio. Sporen

 

Schimmelpilze-und-Algen-auf-einer-Hochhausfassade
Foto: Schimmelpilze und Algen auf einer Hochhausfassade

Wir reinigen Ihre Fassade und entfernen dabei Algen und Algenbewuchs:

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