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Der nachfolgend widergegebene Vortrag wurde im September 1998 bei einer Fortbildungsveranstaltung in Lübeck gehalten und ist veröffentlicht in: Biogene Luftschadstoffe in Wohn- und Aufenthaltsräumen. Schriftenreihe des Inst. f. med. Mikrobiologie und Hygiene der Med. Univ. zu Lübeck, Heft 2, 1998


Nachweis und Lokalisierung biogener Belastungen in Innenräumen

Dipl.-Ing. Michael Obeloer, biomess Ingenieurbüro GmbH, Korschenbroich

1  Einleitung

Die Messung mykotisch bedingter flüchtiger organischer Substanzen (MVOC) ermöglicht es,  bei der Beurteilung von Bauschäden und - mit Einschänkungen- bei gesundheitlich relevanten Fragestellungen Aussagen zu erzielen. Anhand von zwei Fallbeispielen soll das Vorgehen eines Ingenieurbüros bei derartigen Aufgabenstellungen exemplarisch dargestellt werden.

2   Untersuchungen in einem Verwaltungsgebäude

In einem Gebäude der Bundesregierung traten bei mehreren Beschäftigten zum Teil schwerwiegende gesundheitliche Beeinträchtigungen auf, die dazu führten das betreffende Gebäude intensiv auf Schadstoffe hin zu untersuchen.

2.1 Symptombeschreibung

Bei Begutachtung durch einen erfahrenen Arzt im Rahmen eines Verfahrens zur Anerkennung der Berufsunfähigkeit wiesen von vier vorgestellten Personen, die alle im vorgenanntem Gebäude beschäftigt waren, drei die nachfolgend beschriebenen Symptome auf:

 

  • Rhinitis und Konjunktivitis schon nach kurzzeitigem Aufenthalt in den Büroräumen

Rötungen  der Gesichtshaut Juckreiz Atemwegsbeschwerden Teilweise langanhaltende Entzündungen der Schleimhäute, die sich auch nach längerem Nicht - Aufenthalt in den Büroräumen weiter fortsetzten.

 

2.2 Messungen auf chemische Schadstoffe

Aufgrund der ausgeprägten Symptomatik wurden von der Hausverwaltung im Rahmen der Fürsorgepflicht umfangreiche Messungen und Gutachten im Vorfeld der gutachterlichen Tätigkeit im Rahmen des berufsgenossenschaftlichen Verfahrens initiiert. Dem Gutachter lagen somit umfangreiche Erkenntnisse hinsichtlich der Belastung mit flüchtigen organischen Verbindungen vor. Umfangreiche Analysen auf Formaldehyd und gängige flüchtige organische Verbindungen konnten als Ursache ausgeschlossen werden, da relevante Konzentrationen bzw. Formaldehydwerte oberhalb des BGA-Richtwertes in keinem der Räume ermittelt wurde. Auch eine massenspektroskopische Untersuchung im Rahmen eines weiteren Gutachtens brachte keine endgültigen Aufschlüsse über eventuell durch Standardanalysen nicht erfaßte und potentiell belastende Substanzen aus Baustoffen  bzw. Emissionen aus Einrichtungsgegenständen, die als gesundheitlich relevant und ursächlich für das ausgeprägte Beschwerdebild gelten konnten.

2.3 Neuansatz im Rahmen des VBG- Gutachtens

Erstaunlich ist, daß der Gutachter des berufsgenossenschaftlichen Verfahrens im Zuge eines Antrages auf Arbeitsunfähigkeit der erste erfahrene Umweltmediziner war, der die Betroffenen intensiv untersuchte. Aufgrund der diagnostizierten Symptomatik und der Ergebnisse einer eingehenden allergologischen Untersuchung u.a. unter Anwendung einer spezifischen inhalativen Provokation mit Ganzkörper- plethysmographischer Registrierung lag der Schluß einer biogenen Belastung und daraus folgender allergischer Reaktionen nahe. Drei von vier vorgestellten Personen reagierten stark positiv auf Schimmelpilze.

Eine Durchsicht der umfangreichen Meß- und Analyseberichte ergab, daß im betroffenen Gebäude Kühldecken und Klimaanlagen installiert sind. Da diese potentielle Quellen biogener Belastungen sein können und aufgrund der aus den Untersuchungen vorliegenden Erkenntnisse wurde eine Ortsbesichtigung unter dem Aspekt einer Ermittlung möglicher biogener Ursachen für notwendig erachtet.

2.4 Ortsbesichtigung

Der Ortstermin wurde gemeinsam von einem Arzt für Umweltmedizin und einem Umweltingenieur durchgeführt , der sowohl auf die Ermittlung von Bauschäden als auch   umweltbedingter biogener Belastungen spezialisiert ist. Die Besichtigung in verschiedenen Räumen, in denen die Betroffenen tätig gewesen waren, ergab, daß neben möglichen biogenen Belastungen aus im erhöhten Maße vorhandenen Zimmerpflanzen auch die Möglichkeit bestand, daß ein Befall der Klimaanlage in einem Konferenzraum bzw. verdeckter Befall hinter abgehängten Kühldecken die Ursache für eine Schimmelpilzbelastung sein konnte.

2.5 Beschreibung der Deckenkonstruktion

In den besichtigten Räumen ist zum Teil eine Kühldeckenkonstruktion eingebaut, deren genauer Aufbau nur über einen Ausschreibungstext ermittelt werden konnte. Die abgehängten Kühldecken (Abhängehöhe 40 - 50 cm unter Stahlbetonrippendecken) sind mit integrierten Kühlraummatten und einem glatten Gipsverputz ausgeführt. Die Gesamtkonstruktion hängt an Noniushängern und ist unterseitig mit Gipsträgerplatten von 9,5 mm Dicke ausgeführt. Die Kühlraummatten sind in den auf die Trägerplatten aufgebrachten raumseitigen Gipsputz eingebracht und einseitig an Vor- und Rücklaufverteiler angeschlossen. Der Belegungsgrad der Deckenflächen mit Kühlmattenrohren betrug mindestens 75%. Ein Taupunktfühler zur Überwachung sich eventuell bildender Kondensate aus der Raumluftfeuchte war in der Ausschreibung nicht zwingend vorgesehen und wurde auch nicht in alle Räume eingebaut. Eine Belastung mit Schimmelpilzen wurde in dem Deckenhohlraum oberhalb der Kühldecke vermutet, da dieser Hohlraum nicht allseitig dampfdicht gegen die Raumseite abgeschlossen war. Dadurch bestand ein Lufteintritt in den oberen Deckenhohlraum mit der Möglichkeit einer Kondenswasserbildung infolge Taupunktunterschreitung an Teilen der Kühldecke bzw. deren Zuleitungen.

2.6 Meßstrategie und Meßergebnisse

Um die Vermutung zu bekräftigen, wurden Sporenkonzentrationsmessungen in den betroffenen Räumen sowie MVOC- Messungen vorgenommen. Dabei ergaben einzelne Sporenmessungen deutlich erhöhte Werte bis zu 630 KBE/m³ mesophiler speciae (Außenluft zum Meßzeitpunkt 125 KBE/m³). In dem mit 630 KBE/m³ belasteten Raum wurde außerdem eine Gesamtkonzentration an MVOC von 583 ng/m³ ermittelt, davon allein 300 ng/m³ 1-Octen-3-Ol. Auch in anderen Räumen, in denen von den Betroffenen Beschwerden geschildert wurden, ergaben die MVOC-Messungen deutlich erhöhte Werte an 1-Octen-3-Ol. Der Wert von 300 ng/m³ wurde dabei ermittelt, indem durch eine Elektroinstallationsöffnung ein Ansaugschlauch in den Deckenhohlraum eingeführt und die Luft oberhalb der Kühldecke angesaugt wurde. Die Kühldecken waren ansonsten nicht durch Revisionsöffnungen zugänglich. Bei einem Belegungsgrad der Decken mit Kühlleitungen von 75% war es auch nicht möglich die Decke anzubohren oder anderweitig zu öffnen.

2.7 Interpretation der Meßergebnisse

Der erhöhte Gehalt an MVOCs insbesondere im Deckenhohlraum oberhalb der Kühldecken deutet auf einen Schimmelpilzbefall hin. Auch die teilweise unter der Kühldecke ermittelten, erhöhten Sporenkonzentrationen bestätigten diese Annahme. Eine orientierend durchgeführte, ergänzende endoskopische Inspektion des Hohlraums oberhalb der Decke etwa in Raummitte ergab aber keine sichtbaren Befallstellen. Vorgeschlagen - aber nicht vom Auftraggeber akzeptiert - wurde eine borreskopische Inspektion des gesamten Deckenhohlraumes und insbesondere der Zuläufe zu den Kühldecken.

Nach Erkenntnislage waren durch die raumseitig angebrachten Kühlschlangen keine Taupunktunterschreitungen im Deckenhohlraum zu befürchten. Da sich aber klare Indikatoren eines Schimmelpilzbefalls im Deckenhohlraum ergaben, müßten diese mit hoher Wahrscheinlichkeit an den Kühldeckenzuläufen (und somit am kältesten Teil des Raumes) zu suchen  gewesen sein.

Im geschilderten Fall erstaunt das Vorgehen der zunächst mit der chemischen Belastungsermittlung beauftragten Institute. Bei insgesamt verursachten Meß- und gutachterlichen Kosten von weit über DM 100.000 wurde versäumt, an den Betroffenen eine umfassende allergologische Untersuchung und ein Biomonitoring vorzunehmen. Desweiteren traten unseres Erachtens nach Fehlinterpretationen hinsichtlich der bei den Betroffenen vorhandenen Symptomen ein, die starke allergische Reaktionen zeigten. Die Möglichkeit des Vorliegens einer biogenen Belastung  wurde somit erst im Rahmen des berufsgenossenschaftlichen Verfahrens durch den Arzt für Umweltmedizin erkannt.

3  Geruchliche Auffälligkeiten in Pavillonbauten

Als ein weiteres Beispiel zur Schadensermittlung mit Hilfe von MVOC-Messungen soll der nachfolgend geschilderte Fall einer Untersuchung von Pavillonbauten dienen.

3.1 Errichtungsgründe

In den 70iger Jahren waren die Folgen des allgemein als Babybooms bezeichneten starken Bevölkerungszuwachses in der Bundesrepublik Deutschland für die Kommunen ein Problem hinsichtlich der Raumbeschaffung in Kindergärten und Schulen. Zum damaligen Zeitpunkt ging man davon aus, daß ein relativ kurzfristiger Bedarf an zusätzlichen Klassen und Unterrichtsräumen geschaffen werden mußte, und daß dieser  in den 80iger und 90iger Jahren nicht mehr vorhanden sein würde. Für diesen als temporär angesehenen Engpaß wurde von den Schulträgern Klassenraum in sogenannten Pavillonbauten geschaffen, die auf eine Lebensdauer von ca. 20 â?? 25 Jahren ausgelegt waren. Durch die Festschreibung niedrigerer Klassenstärken und durch einen zunehmenden Bedarf an Funktionsräumen wurde in den 90iger Jahren weiterhin ein gleichbleibend hohes Raumangebot benötigt . Deshalb sind die sogenannten Pavillonbauten auch noch heute in Gebrauch.

3.2 Geruchsproblematik

Schon Anfang bis Mitte der 80iger Jahre traten in einigen Pavillonbauten zunehmend sich verstärkende Geruchsproblematiken auf. Die Gerüche werden dabei durchgehend als muffig / stechend bezeichnet. Eine umfassende Analytik für derlei auftretende Gerüche fehlte dabei lange. Von wenigen Ausnahmen abgesehen, in denen Chlornaphthalin als Ursache der Gerüche erkannt wurde, konnte das Problem nur in Einzelfällen gelöst werden. Starke Reaktionen und Druck seitens der Lehrer- und Elternschaft  führten im vorliegenden Fall dazu, die Geruchsbelästigung näher zu untersuchen. Seitens der Betroffenen wurde von einem gesundheitlichen Belastungspotential ausgegangen.

3.3 Meßstrategie und Meßergebnisse

Dem Ingenieurbüro biomess liegen mehrere Messungen in geruchlich auffälligen Pavillonbauten vor. Die Vorgehensweise zur Schadensermittlung wurde derart gestaltet, daß Sporenkonzentrationsmessungen und MVOC-Messungen parallel zur Anwendung kamen. Die Sporenkonzentrationsmessungen erfolgten dabei mit Hilfe eines Raumluftsammelgerätes Biotest RCS+ auf hefe- und schimmelpilzselektive Nährböden YM (Fa. Biotest, Dreieich). Die mit dem Gerät ermittelten Keimzahlen werden von uns mit einem Faktor von 1,25 analog der in [1] vorgeschlagenen Weise bewertet.

 

Probenahmeortgezogenes Raumluft- Volumen [Liter]Anzahl der KBE auf dem  NährbodenBebrütungs-bedingungenBewertete Keimzahl nach [1] [KBE/ m³]Bestimmte ArtenUnterrichtsraum15011Mesophil,20°C,5 Tage9282%  Penicillium spp.18% Cladosporium spp.Unterrichtsraum150-0-Thermotol., 37°C, 6 Tage<9Kein WachstumAußenluft15015Mesophil,20°C,5 Tage125 67%  Penicillium spp.33%  Cladosporium spp.Außenluft1503Thermotol., 37°C, 6 Tage2533%  Penicillium spp.33%  Cladosporium spp.33% Aspergillus niger

 

Tabelle 1: Meßergebnisse der Sporenkonzentrationsmessungen

Die gleichzeitig durchgeführten MVOC-Messungen erfolgten durch Adsorption auf Tenax TA (60/80 mesh) Röhrchen , indem ein Luftvolumen von 5 Litern angesaugt wurde. Die Probenahmeröhrchen wurden vom untersuchenden Institut nach einer validierten Methode [2,3] untersucht. Dabei wurden die in Tabelle 2 aufgeführten MVOC- Konzentrationen ermittelt.

Weitere, nicht in der Tabelle 2 aufgeführte MVOC-Verbindungen konnten mit einer Nachweisgrenze von 5 bis 20 ng/m³ nicht nachgewiesen werden.

 

VerbindungenKlassenraumDimensionGezogenes Luftvolumen [Liter]4Liter2-Butanon1500ng/m³2-Heptanon150ng/m³3-Octanon25ng/m³2-Methyl-1-propanol600ng/m³2-Methyl-1-butanol und3-Methyl-1-butanol als Summe75ng/m³3-Octanol25ng/m³1-Octen-3-ol75ng/m³1-Decanol525ng/m³Dimethyldisulfid25ng/m³Dimethylsulfoxid50ng/m³Summe d. nachgew. MVOC3054ng/m³

Tabelle 2: Analyse- Ergebnisse der MVOC- Adsorption

 

3.4 Bewertung der Meßergebnisse

Nach den in [2] geschilderten Bewertungskriterien kann aufgrund der Sporenkonzentrationsmessungen von einem gesundheitlichen Belastungspotential im gemessenen Raum nicht ausgegangen werden.

Die Konzentration der Summe der ermittelten MVOC war nach [5] und im Erfahrungsvergleich mit eigenen Messungen deutlich erhöht. Nach Auswertung der von uns gemessenen MVOC- Konzentrationen gehen wir bei einer Konzentration von mehr als 500 ng/m³ mit hoher Wahrscheinlichkeit von einem verdeckten Schimmelpilzbefall aus. Der MVOC- Geruch ist ab ca. 160 ng/m³ auch wahrnehmbar [5] und im vorliegenden Fall war er zum Meßzeitpunkt stark ausgeprägt und konnte als muffig / stechend charakterisiert werden. Durch die Geruchsbelastung infolge der MVOC ist eine Belästigung argumentierbar.

Um auszuschließen, daß die Geruchsbelastung durch Chlornaphtalin-haltige Holzschutzmittel hervorgerufen worden ist, wurde ergänzend noch eine Untersuchung auf 1- und 2-Monochlornaphtalin durchgeführt. Diese ergab bei einer Raumluft - Konzentration von 0,05 µg/m³ für die Summe der vorgenannten Monochlornaphtaline aber keine Hinweise, daß diese Stoffe für die Geruchsbildung ursächlich waren.

Mit der Ausnahme einiger von uns untersuchten Pavillons, in denen durch Undichtigkeiten der Dachhaut eine Schimmelpilzbildung im Innenraum auftrat und dort auch sichtbar war, ergaben die Untersuchungen in insgesamt acht durch uns untersuchten Pavillonbauten in den meisten Fällen keine auffälligen Sporenkonzentrationen, obwohl muffige Gerüche in den uns zur Untersuchung angetragenen Gebäuden mehr oder weniger stark ausgeprägt waren. Demgegenüber zeigte sich im vorliegenden und anderen Fällen aber ein teilweise stark erhöhter Gehalt an MVOCs. Der Vergleich der Sporenkonzentrations - Messung mit den MVOC - Messungen ließ nunmehr den Schluß zu, daß sich die Gerüche durch eine Schimmelpilzbildung in tieferen Bauschichten bildeten. Um diese weiter zu untersuchen, wurde eine Bauöffnung im vorliegenden Fall durchgeführt.

3.5 Bauöffnung

Nach Betrachtung der Konstruktionsweise der Pavillonbauten lag der Schluß nahe, daß sich bevorzugt im Bodenhohlraum eine Schimmelpilzbildung eingestellt hatte. Bei der Öffnung der Bodengruppe bestätigte sich diese Vermutung. Verantwortlich für die Schimmelpilzbildung war eine nicht dampfdiffusionsdichte Abdichtung der Bodengruppe gegenüber der Außenluft und das dadurch mögliche Eintreten feuchtigkeitshaltiger Luft in die Bodengruppe. Infolge der durch die Spannträger gebildeten Wärmebrücken  entsteht somit die Möglichkeit einer Taupunktunterschreitung an den Spannträgern, wobei die Schimmelpilze in Form der Bodenspanplatte ein besiedlungsfähiges Substrat vorfinden.

Durch einen bauphysikalisch verbesserten Aufbau der Bodengruppe in betroffenen Pavillonbauten ist deshalb eine Sanierung möglich.

3.6 Schlußfolgerungen

Bei wahrnehmbaren Schimmelgerüchen in Pavillonbauten wird von Lehrer- und Elternschaft häufig ein gesundheitliches Belastungspotential vermutet. Davon kann aber nach Erkenntnislage nicht immer ausgegangen werden. Vielmehr bedarf es des meßtechnischen Nachweises. Gesundheitliche Beurteilungen hinsichtlich einer Schimmelpilzbelastung in Innenräumen müssen dabei auch weiterhin durch Sporenkonzentrationsmessungen erfolgen. MVOC - Messungen bieten dem Sachverständigen aber ein Hilfsmittel, um verdeckte Bauschäden ohne Öffnungen der Bausubstanz nachzuweisen. Solange aber der Innenraum nicht mit erhöhten Sporenkonzentrationen belastet ist, muß nach derzeitiger Erkenntnislage ein gesundheitliches Belastungspotential  trotz deutlicher MVOC- Konzentrationen weiter verneint werden.

4  Literatur

[1] Benbough, B.E.; Bennett, A.M.; Parks, S.R.: Determination of the collection efficiency of a microbial Air Sampler. Journal of Applied Bacteriology 1993,74, 170-173.

[2] Sönnichsen, R. und R. Keller: Methodische Grundlagen zur Identifizierung der flüchtigen organischen Stoffwechselprodukte von Schimmelpilzen mittels GC-MSD und Thermodesorption. In: Biogene Luftschadstoffe in Wohn- und Aufenthaltsräumen. Schriftenreihe des Inst. f. med. Mikrobiologie und Hygiene der Med. Univ. zu Lübeck, Heft 1, 1997 S.161-192

[3] Ohgke, H. u. K. Senkpiel: Beurteilung der Schimmelpilzsporenkonzentration in der Innenraumluft und gesundheitliche Auswirkungen; gi- Gesundheits- Ingenieur 113 (1992)

[4] Keller, R. und J. Groh: Nachweis und quantitative Bestimmung von MVOCs in pilzbelasteten und unbelasteten Innenräumen . In: Biogene Luftschadstoffe in Wohn- und Aufenthaltsräumen. Schriftenreihe des Inst. f. med. Mikrobiologie und Hygiene der Med. Univ. zu Lübeck, Heft 1, 1997, S.193- 215

[5] Keller, R., K. Senkpiel, H. Ohgke: Geruch als Indikator für Schimmelpilzbelastung in natürlich belüfteten Inneräumen - Nachweis mit analytischer MVOC - Messung. VDI-Bericht 1373 (1998),155-159

 

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