Sockel quo vadis? Sockelanschluss im Holzhausbau

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1 Sylvia Polleres Dipl. Ing., Holzhausbau Holzforschung Austria Wien, Österreich Sockelanschluss im Holzhausbau 1

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3 Holzbautag Biel 2010 Sockelanschluss im Holzhausbau Die Realisierung schwellenfreier Übergänge zählt unbestritten zu den kritischsten Detaillösungen an Gebäuden - insbesondere im Holzbau. Die architektonischen Vorgaben und die Komfortwünsche der Nutzer, aber auch die veränderte Gesetzeslage hinsichtlich des barrierefreien Bauens fordern neue Ausführungen. Die meisten feuchtebedingten Bauschäden werden nach wie vor durch Eindringen von Regen- oder Grundwasser verursacht. Auch Schmelzwasser und in der Konstruktion befindliches Kondensat in flüssigem und gefrorenem Zustand sind als Schadensursache nicht zu vernachlässigen. In diesem Fall kommt dem konstruktiven Feuchteschutz ein besonderer Stellenwert zu, denn kaum ein anderes Holzbauteil ist schwieriger auszutauschen als eine zerstörte Schwelle. Abbildung 1: Leider ist oft jene Ausführung die Regel Die Holzforschung Austria initiierte im Jahr 2006 das Forschungsprojekt Architektur versus Technik Sockel und Fensteranschluss, welches das Ziel verfolgte, Lösungen für beide Bereiche zu erarbeiten, die sowohl umsetzbar und praxistauglich als auch bautechnisch und bauphysikalisch einwandfrei sind. 3 s. Polleres

4 Um die komplexen Zusammenhänge zwischen Diffusion, Flüssigwasser, konstruktive Ausführung und in letzter Konsequenz Dauerhaftigkeit systematisch untersuchen zu können, gliederte sich das Projekt in folgende Abschnitte: Konstruktion und Objektanalyse, Laboruntersuchungen zum Thema Diffusion, Simulationsberechnungen mit WUFI 2D, Feldversuche an zwei Forschungsgebäuden und schlussendlich die Erarbeitung von Leitdetails. Aufgrund Vorgaben von Gestaltung und auch Barrierefreiheit in vielen Bauvorhaben wird die Schwelle der Außenwände unter das Außenniveau des Geländes bzw. des Terrassenbelages gelegt. Dies erfordert eine zusätzliche Abdichtung gegen Flüssigwasser von außen. Diese Abdichtungsmaßnahmen ändern die dampfdiffusionstechnischen Voraussetzungen, die mittels Laboruntersuchungen und Simulationsberechungen analysiert wurden. Es stellte sich die Frage, ob zusätzliche Maßnahmen auf der Konstruktionsinnenseite nötig sind, um bei einer Außenabdichtung von ca. 50 cm Höhe schädliche Kondensatbildung in der Konstruktion und eine Durchfeuchtung der Fußschwelle zu vermeiden. In umfangreichen Laboruntersuchungen wurde die Frage beantwortet, ob der Diffusionsstrom bei unterschiedlichen innen- und außenseitigen Abdichtungshöhen diffus, linear oder abfallend durch die Außenwandkonstruktion verläuft. Des Weiteren wurde das Rücktrocknungspotential im Sockelbereich untersucht. Die Ergebnisse zeigten, dass unter den gegebenen Randparametern der Diffusionsstrom annähernd linear durch die Außenwandkonstruktion verläuft. Dies bedeutet, dass die innere Dampfbremse- und die Außenabdichtungen gleich hoch ausgeführt werden können, aus Sicherheitsgründen wird jedoch innen eine um ca. 10 cm höhere empfohlen. Sowohl die Ergebnisse der Laborversuche, der Simulationsberechungen und der bisherig durchgeführten Feldversuche zeigten, dass einerseits innen eine ausreichende Dampfdichtheit notwendig ist, andererseits diese nicht zwangsläufig größer sein muss als die äußere. Die durchgeführten Simulationen legen nahe, dass eine OSB-Platte allein aufgrund ihres eher niedrigen sd-wertes von 2-3 m als Dampfbremse nur bedingt geeignet ist, ein unter Erdniveau eingebautes Sockelholz dauerhaft schadfrei zu halten. Alleine aus den Diffusionsvorgängen werden die in Österreich zulässigen 18 Masse- % jährlich über mehrere Monate überschritten. Die Behinderung des sommerlichen Trocknungseffekts durch Umkehrdiffusion bei einer dichteren Dampfbremse (sd = 50 m) wirkt sich in geringerem Maße aus, als das Fehlen dieser Dampfbremse auf die winterliche Auffeuchtung. Bereits innere Dampfbremsen mit ca. 7 m verhindern ein Auffeuchten der Holzkonstruktion, auch wenn als Außenabdichtung sehr dichte Materialien (Hochzug ca. 50 cm; sd-wert 170 m) eingesetzt werden. Dies bedeutet, dass es bei Einbau von trockenem Holz in Folge von Diffusion zu keinem schädlichen Feuchteeintrag kommt. Bei feuchterem Konstruktionsholz (Fußschwellen mit Holzfeuchten von 25 % bis 30 %), musste bei dieser Ausführungsvariante jedoch festgestellt werden, dass nur ein geringes Rücktrocknungspotential besteht. Das heißt, der Austrocknungsprozess geht sehr langsam vor sich. Dies ist einerseits auf die eingesetzten Materialien und andererseits auf die bauphysikalisch relevanten Klimata im Schwellenbereich zurückzuführen. Aufgrund der fehlenden direkten Solarstrahlung kommt es nur zu einem geringen Partialdruckgefälle. Die Austrocknung kann mehrere Jahre dauern, folgerichtig ist daher mit einer Schädigung (z.b. Schimmel- und Fäulnisbildung) zu rechnen. 4

5 Holzbautag Biel 2010 Abbildung 2 stellt den Verlauf der Holzfeuchtigkeit in der Schwelle. bei unterschiedliche Ausgangsfeuchten (15 % bzw. 25 %) und unterschiedlich dampfdichten Folien dar. Hierbei zeigt sich, dass bei diesen Varianten grundsätzlich ein Austrocknungspotential gegeben ist. Über jenen Zeitraum von mehreren Jahren, der benötigt wird, um von 25 auf 18 M.-% Holzfeuchte dauerhaft abzutrocknen, sind Schäden jedoch nicht auszuschließen. Abbildung 2: Holzfeuchteverläufe von trockenen und nassen Schwellen mit unterschiedlichen Abdichtungsvarianten hinsichtlich ihres sd-wertes (Zeitraum 3 Jahre) Das heisst, der Einsatz von trockenem Holz ist gerade in diesem Bereich obligatorisch! Aber ein Feuchteeintrag ist auch während der Produktion, der Montage und/ oder der Nutzung nicht ausgeschlossen. Deshalb sollten Konstruktionen mit ausreichendem Austrocknungspotential ausgeführt werden. Ein solches wurde im Rahmen dieses Forschungsprojektes lediglich bei diffusionsoffeneren Ausführungen (sd-wert von ca. 1,0 2,0 m) nach außen hin festgestellt. Bauphysikalisch stellt die Ausführung mit einer außenseitigen diffusionsoffeneren Abdichtungsfolie (sd-wert 2,0 m) sowie einer mindestens 4 mal dichteren inneren Dampfbremse eine gute Lösung dar, welche auch über ein gutes Austrocknungspotential verfügt. Damit kann auch laut ÖNORM B 3804 auf einen chemischen Holzschutz verzichtet werden. Als diffusionsoffene Abdichtung wurde hierzu in den Versuchshäusern ein hochwertiges mehrlagiges Gewebe mit PET Vlies eingesetzt, welches sich durch seine Dicke und sein relativ hohes Gewicht als sehr strapazierfähig erwies. Das Produkt ist jedoch bis dato nur als Unterdachbahn am Markt erhältlich. Eine Weiterentwicklung durch ein aufgebrachtes Gelege, welches die Folie noch besser vor mechanischen Verletzungen schützen sollte, ist durch die beteiligte Firma angedacht. 5 s. Polleres

6 Abbildung 3: Forschungshäuser an der Holzforschung Austria durchgehende Betonplatte noch ohne unterschiedliche Ausführungen An den zwei Forschungshäusern (Abbildung 3), die am Gelände der Holzforschung Austria errichtet wurden, wurden auch die Ausführungsqualität bzw. die Dauerhaftigkeit der 16 unterschiedlichen Varianten beurteilt. Dabei wurde festgestellt, dass bereits kleine Leckagen der äußeren Abdichtung, bedingt durch Ausführungsmängel und/ oder Alterung, zu Flüssigwassereintrag unter der Schwellenkonstruktion in das Innere des Gebäudes führte. Dies konnte geschehen, da die jeweiligen Wandkonstruktionen so auf der Betonplatte montiert wurden, dass diese unter den Außenwänden durchgehend verlief und auf der Außenseite somit auch die Rohdecke der jeweilig ausgeführten Terrasse darstellte. Aus diesem Grund sollte ein geometrischer Höhenunterschied (Stufe) zwischen Kellerdecke bzw. Fundamentplatte und angrenzendem Erdreich von mindestens 10 cm bzw. angrenzender Terrasse von mindestens 5 cm ausgeführt werden (Abb. 4 a/b). Abbildung 4: Prinzipskizze Anschluss-Erdreich (4 a), Prinzipskizze Anschluss-Terrasse (4 b) 6

7 Holzbautag Biel 2010 Gemäß ÖNORM B 2320:2005 Wohnhäuser aus Holz werden hinsichtlich der Anforderungen an den Feuchtigkeitsschutz der Fußschwelle folgende Forderungen gestellt: Holz darf niemals mit dem Erdreich in Berührung kommen. Wohnhäuser aus Holz sind daher auf geeignete (z.b. gemauerte oder betonierte) Unterbauten zu stellen, sodass unter Berücksichtigung von Geländeform bzw. Lage des Bauplatzes eine Sockelhöhe von mind. 30 cm sichergestellt ist. Dieses Maß darf dann unterschritten werden, wenn besondere technische Vorkehrungen (z.b. wirksame Drainagen, Verblechungen) zum Schutz des Holzes, speziell jedoch für die Schwellkonstruktion getroffen werden. Die Fußschwelle darf nicht unter dem Außenniveau eingebaut werden. Die im Rahmen des Projektes unter Berücksichtigung aller Forschungsergebnisse erarbeiteten Lösungsvorschläge stellen solche besondere technische Vorkehrungen dar und sind in Leitdetails (siehe Abbildung 5) übersichtlich dargestellt. Diese Leitdetails beinhalten auch Lösungsvorschläge, bei welchen die Fußschwellen unter Außenniveau ausgeführt sind. Durch besondere Maßnahmen, die ebenso in den Kommentaren hinzugefügt sind, ist sichergestellt, dass ein rascher Wasserablauf auch unter der Voraussetzung einer laufenden Wartung gewährleistet ist. Abbildung 5: Sockel-Lösungsvorschlag abgesenktes Niveau mit Gitterost Das in Abbildung 5 dargestellte Leitdetail zeigt eine gute barrierefreie Lösungsvariante. Durch das Absenken des Außenniveaus von mind. 100 mm unter die Kellerdeckenoberkante und einer ausreichenden Rollierung entsteht im Bereich der Bauanschlussfuge Außenwand und Keller keine Gefahr durch Stauwasser. Das vorhandene Gelände wird mittels Betonschürze gefasst, auf der ein Winkel befestigt und ein Gitterrost aufgelegt wird. Die Funktion der Wasserabführung muss dauerhaft gewährleistet sein (Wartung 1x jährlich) und der Gitterrost leicht zu demontieren. Die Ausführung des WDVS der Außenwandfassade im Spritzwasserbereich (Sp) ist laut den Verarbeitungsrichtlinien der Systemhersteller auszuführen. Die erarbeiteten Konstruktionslösungen sind unter Bauteilanschlüsse- Sockel als pdf downloadbar. 7 s. Polleres

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