Holzbauwände und die Feuchterobustheit

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1 HBZ- Seminar Holzschutz und Bauphysik 28./ Holzbauwände und die Feuchterobustheit Tauwasserschutz und Trocknungsreserven Robert Borsch-Laaks, Sachverständiger für Bauphysik, Aachen

2 Das Glaser- Verfahren Wo ist die Tauwasserebene? R. Borsch-Laaks, SV für Bauphysik, Aachen 3

3 Klimabedingungen und Anforderungen n. DIN 4108 R. Borsch-Laaks, SV für Bauphysik, Aachen 4

4 Die vollständige Diffusionsbilanz Wo ist die Tauwasserebene? Wieviel kommt an, wieviel geht weg? Was ist zulässig? Wieviel kann austrocknen? R. Borsch-Laaks, SV für Bauphysik, Aachen 6

5 Wasserdampftransport: 2 Wege durch Diffusion: berechenbar wenig 1 m² durch Konvektion: unberechenbar viel Quelle: Fraunhoferinstitut für Bauphysik, Stuttgart, 1989 (!) R. Borsch-Laaks, SV für Bauphysik, Aachen 8

6 Die diffusionsoffene Holzbauwand Den Wandquerschnitt im Holzrahmenbau umgedreht Diff.offene HW-Platte Sperrholz OSB o.ä. Installationsebene Quelle: Borsch-Laaks / Pohlmann 1992 (LBS Ökohaus) R. Borsch-Laaks, SV für Bauphysik, Aachen 9

7 Nachweisbefreiung n. DIN :2001 Tauwassernachweis (fast) ohne rechnen. Seit gut 10 Jahren in Kraft. Aber nur noch zum Teil Stand der Technik. Bei s d,i = 2 m beträgt die max. Tauwassermenge nur 210 g/m² (zulässiger Wert i.d.r g/m²) R. Borsch-Laaks, SV für Bauphysik, Aachen 10

8 Die wichtigste Regel Nachweisbefreiung für den Holzschutz: außen diffusionsoffen und moderate Dampfbremse innen. Ab s d,e < 0,15 m tauwasserfrei Innen: Sommerverdunstung trocknet 3/4 des Winterkondensats außen: Der Restfeuchte steht eine 20- bis 60- fach höhere Sommerverdunstung gegenüber R. Borsch-Laaks, SV für Bauphysik, Aachen 12

9 Welche Luftströmungen sind gefährlich? Wärme -Leckage Feuchte -Leckage Direkt durchströmt. Hohe Wärmeverluste. Feuchtetechnisch unkritisch. Langer Strömungspfad auf der kalten Seite. Hohes Feuchterisiko! R. Borsch-Laaks, SV für Bauphysik, Aachen 13

10 Trocknungsreserven schaffen! Konvektion und Diffusion müssen gemeinsam betrachtet werden. Nur ausreichende Trocknungsreserven aus der Diffusionsbilanz können konvektive Befeuchtungen beseitigen bzw. in verträglichen Grenzen halten.! Bei Diffusionsberechnung nach Glaser ist ein Verdunstungsüberschuss von 250 g/m² einzuplanen. (Empfehlung: H.M. Künzel, IBP, Holzkirchen, 1999). R. Borsch-Laaks, SV für Bauphysik, Aachen 14

11 Außen dichter innen noch dichter? Die Formel zur Nachweisbefreiung ( s d,i 6 * s d,a ) bedarf der Ergänzung, wenn Trocknungsreserven berücksichtigt werden sollen. R. Borsch-Laaks, SV für Bauphysik, Aachen 15

12 Alte Regeln haben Anwendungsgrenzen! Außenseitig diffusionsoffene Konstruktionen (s d,a 0,5 m) haben große Reserven. Hohe innere Dampfsperrwerte nach der Formel s d,i 6 * s d,e sind bedenklich. Um mindestens 250 g/m² Reserve zu erzielen, darf der äußere s d - Wert nicht größer als 2,5 m sein. R. Borsch-Laaks, SV für Bauphysik, Aachen 16

13 Trocknungsreserve in der DIN Im Entwurf 2009 einfach und schlicht: Der ausreichende Schutz beidseitig geschlossener Bauteile gegen das Auftreten und Eindringen unzulässiger Feuchte durch Diffusion oder Konvektion ist sicherzustellen. Dazu ist für allseitig geschlossene Bauteile nach DIN oder DIN EN eine zusätzliche rechnerische Trocknungsreserve von 250 g/m² nachzuweisen. R. Borsch-Laaks, SV für Bauphysik, Aachen 17

14 Trocknungsreserve in der Endfassung , Abschnitt Für beidseitig geschlossene Bauteile der Gebäudehülle ist bei der Berechnung mit den Verfahren nach DIN (Glaser-Verfahren) zur Berücksichtigung eines konvektiven Feuchteeintrages und von Anfangsfeuchten eine zusätzliche rechnerische Trocknungsreserve 250 g/(m²a) bei Dächern und 100 g/(m²a) bei Wänden und Decken nachzuweisen. R. Borsch-Laaks, SV für Bauphysik, Aachen 18

15 Jedes Loch eine Feuchtegefahr? Oben: Thermik läßt Raumluft nach außen strömen. Risiko! Bildquelle: Handbuch der Hygiene, Leipzig 1914 Unten: Außenluft strömt ein und erwärmt sich. Feuchtetechnisch unproblematisch! R. Borsch-Laaks, SV für Bauphysik, Aachen 19

16 Bauteilbezogene Bauphysik? Wovon hängt das Risiko der Dampfkonvektion ab? Lage des Bauteils Luftdichtheit des Bauteils Typ des Bauteils? T R,Dach 250 g/m² T R,Decke 100 g/m² Druckneutrale Ebene T R,Wand 100 g/m² : Drei Bauteiltypen zwei Anforderungen R. Borsch-Laaks, SV für Bauphysik, Aachen 20

17 Die Befreiungstabelle in :2012 s d,e = 4 m, wo kommt das vor? OSB- Beplankungen auf HTB- Wänden und Decken Wie groß ist dann die Trocknungsreserve? R. Borsch-Laaks, SV für Bauphysik, Aachen 22

18 Alte Regeln haben Anwendungsgrenzen! Um mindestens 250 g/m² Reserve zu erzielen, darf der äußere s d - Wert nicht größer als 2,5 m sein. Bei einem äußeren s d - Wert von 4 m wird nur noch eine TR von 150 g/m² erreicht. 150 g/m² Eine derartige Reduzierung ist möglich bei nachgewiesener Luftdichtheit (q 50 3 m³/m²h). [Künzel u.a. 2010] R. Borsch-Laaks, SV für Bauphysik, Aachen 23

19 Trocknungsreserve in der Endfassung , Abschnitt Für beidseitig geschlossene Bauteile der Gebäudehülle ist bei der Berechnung mit den Verfahren nach DIN (Glaser-Verfahren) zur Berücksichtigung eines konvektiven Feuchteeintrages und von Anfangsfeuchten eine zusätzliche rechnerische Trocknungsreserve 250 g/(m²a) bei Dächern und 100 g/(m²a) bei Wänden und Decken nachzuweisen. Beim Nachweis mit numerischen Simulationsverfahren nach DIN EN ist der konvektive Feuchteeintrag entsprechend der geplanten Luftdurchlässigkeit mit dem q 50 -Wert nach DIN in Rechnung zu stellen R. Borsch-Laaks, SV für Bauphysik, Aachen 24

20 Zwei Systeme im Wettbewerb: Holzbauwände Holzrahmenbauwände mit innen liegender Aussteifung durch Holzwerkstoffplatten (meist OSB) und diffusionsoffener äußerer Bekleidung (s d < 0,2 m), oft auch als diffusionsoffenes Holzfaser-WDVS ausgeführt. Holztafelbauwände mit außen liegender, aussteifender Beplankung (relativ diffusionsdicht, s d meist > 2 m), mit EPS- WDVS (s d oft > 6 m) und einer inneren Dampfbremse (s d > 20 m). R. Borsch-Laaks, SV für Bauphysik, Aachen 29

21 Trockungsreserven Anhang A Wände g/m² 160 g/m² A.3 Vorhangfassade, diffusionsoffene Bekleidung (s d,e = 0,3 + 0,3 m) A.3 S Vorhangfassade, diffusionshemmende Beplankung (s d,e = 4 m) g/m² A.5 Min.faser WDVS auf Gipsfaserbeplankung, (s d,e = 0,2 + 0,1 m) g/m² A.6 Holzfaser WDVS, direkt auf Ständerwerk, (µ HFD = 5, s d,putz = 0,1 m) R. Borsch-Laaks, SV für Bauphysik, Aachen 30

22 Der Klassiker: WDVS auf HW-Beplankung Trocknungsreserve bei s d,hwp = 4 m, µ EPS = 100 R. Borsch-Laaks, SV für Bauphysik, Aachen 31

23 Dampfbremse immer gut? condetti- Detail Holztafelbauwand mit HWP innen und Gipsfaser außen 100 mm EPS und Vormauerschale Zusätzliche Dampfbremse nötig? Quelle: condetti - Detail, HOLZBAU, Heft R. Borsch-Laaks, SV für Bauphysik, Aachen 33

24 Fazit: Anhang A Wände Diffusionsoffene Holzbauwände haben eine hohe Robustheit gegenüber Dampfkonvektion. Ihre hohen Trocknungsreserven (>> g/m²) können auch helfen erhöhte Anfangsfeuchten zu entschärfen. Holztafelbauwände mit diffusionshemmenden Außenbeplankungen und starken inneren Dampfbremsen erreichen weniger als ein Zehntel des Trockungspotentials. Die Standardwand des industriellen Holzfertigbaus (Hartschaum-WDVS auf Holzwerkstoffbeplankung) unterschreitet sogar die TR-Mindestmenge der Norm (TR 100 g/m²), wenn die Dicke der Außendämmung zu groß wird. R. Borsch-Laaks, SV für Bauphysik, Aachen 34