Holzfassaden nachhaltig schützen

Transkript

1 Holzfassaden nachhaltig schützen Dr. Thomas Volkmer Architektur, Holz und Bau

2 Gliederung und Inhalt Holzfassaden Schützen warum? Der Werkstoff Holz gehört zur Gruppe der organischen Materialien und ist ein Teil des natürlichen Kreislaufes in der Natur und als solches immer durch verschiedenste Abbauprozesse gefährdet. Möglichkeiten des Schutzes! Organisatorischer Holzschutz Natürlicher Holzschutz Baulicher Holzschutz (konzeptionell, konstruktiv) Physikalischer Holzschutz Holzmodifikation Biologischer Holzschutz Chemischer Holzschutz 2

3 Klimatische Einflüsse - Niederschlag mit und ohne Wind und Feuchtigkeit allgemein (Hydrolytischer Abbau) - Temperatur (Luft-/ Oberflächentemperatur, Thermischer Abbau oder Zersetzung) - Sonnenlicht (Globalstrahlung, fotochemischer Abbau) - Wind (Abrasion) - Erdreich - Verunreinigungen in der Luft 3

4 Feuchtigkeit in Form von: - Schlagregen - Spritzwasser - hohe relative Luftfeuchte - Tauwasser/Kondensation Einfluss auf: - Holzfeuchte, Pilzwachstum, mechanischer Abtrag, Auswaschungen 4

5 Sonneneinstrahlung - UV-Strahlung (bzw. Globalstrahlung) - Photochemischer Abbau des Lignins und der Holzinhaltsstoffe - Vergrauung der Bauteile (Farbe der Zellulose + Schmutzpartikel und Mikroorganismen) Einfluss auf: - Oberflächentemperatur - Verfärbung der Oberfläche - Oberflächenstruktur (Rissneigung) 5

6 Bewitterungsverlauf am Beispiel Fichte/Eiche (1 Jahr) 6

7 Bewitterungsverlauf - mikroskopisch, Fichte Reference 6 months 2 months 12 months 7

8 Bewitterungsverlauf am Beispiel Buche (1 Jahr) 8

9 Biologische Einflüsse Mikroorganismen: Pilze (Holzzerstörer, Schimmel und Bläue), Algen, Bakterien (stehen teilweise in Wechselwirkungen zu einander) Insekten (Käfer-Larven, Wespen, Termiten, Ameisen) Meeresschädlinge (Muschel- und Krebstiere) 9

10 Holzverfärbende Pilze Fassade aus Thermoholz nach 8 Jahren, nordexponiert Deutliche Verblauung im unteren Bereich infolge des Spritzwassers 10

11 Holzverfärbende Pilze Verblauung des Holzes im Substrat (Bsp. Kiefernsplintholz Verblauung unter der Beschichtung 11

12 Holzzerstörende Pilze Schindelfassade, Buche beschichtet, starker Pilzbefall Weissfäule hinter einer deckenden Beschichtung (Tanne) 12

13 Physikalischer Holzschutz: Oberflächenbehandlung Aufgaben Anforderungen Verhindern oder Verminderung der (flüssigen) Feuchteaufnahme Verminderung des Quell- und Schwindverhaltens (Rissbildung, Spannungsentwicklung) Abhaltung der UV-Strahlung Vermeidung des Befalls durch Mikroorganismen Wasserdampfdiffusion darf nicht behindert sein Endbeschichtungen müssen dauerhaft sein Gute Haftung (Verwendung von Voranstrichen) Lange Instandsetzungsintervalle Schutz vor mechanischer Abwitterung Möglichkeiten der farblichen Gestaltung Dekorative Wirkung 13

14 Möglichkeiten des Schutzes von Holzfassaden unbehandelt modifiziert vorvergraut druckimprägniert lasierend, deckend, transparent (Substratbeschaffenheit: gehobelt/geschliffen, sägefein/sägeroh, strukturiert) 14

15 Unbehandelte Holzfassaden Farbänderungen bei Haus E*ab Mai. 02 Dez. 02 Jun. 03 Jan. 04 Aug. 04 Feb. 05 Sep. 05 Mrz. 06 Okt. 06 Apr. 07 Nov. 07 Jun. 08 West Unbehandelte Fichtenfassade West exponiert (63 Monate) Farbveränderung ist abgeschlossen 15

16 Beschichtete Holzfassaden: Einfluss der Pigmentierung 16

17 Deckende Beschichtung Farbänderungen bei Haus E*ab Apr. 01 Sep. 02 Jan. 04 Mai. 05 Okt. 06 Feb. 08 Nord Süd Ost Dauerhaftigkeit ist stark abhängig von: Farbe (helle Farben günstiger) Exposition (Ost 64 Monate, Schutz der Oberfläche Farbentwicklung noch nicht abgeschlossen 17

18 Deckende Beschichtung Problematik bei dichten Systemen Wasserdampfdurchlässigkeit Dicke Farbschichten sind in der Regel dichter und behindern das Austrocken Feuchtigkeit staut sich hinter der Beschichtung Farbschicht löst sich ab Haftfestugkeit [N/mm²] Beschichtungssystem 1 (52µm) Beschichtungssystem 2 (101µm) Beschichtungssystem 3 (69µm) Im Normalklima konditioniert Mit Wasser behandelt Mit Dampfdruckgefälle konditioniert Beschichtungssystem 4 (159µm) 18

19 19

20 Lasierende Beschichtung Holzcharakter bleibt erhalten Starkes Nachdunkeln des Holzes unter der Beschichtung Hoher Instandhaltungsaufwand 20

21 Lasierende Beschichtung Begrenzter UV-Schutz Je nach Herstellung begrenzter Feuchteschutz Relativ schneller Abbau der Beschichtung Untergrundvorbehandlung entscheidend für die Dauerhaftigkeit Schleifprozess vor der Beschichtung ist wesentlich 21

22 Oberflächenbeschichtung bei Fenstern Lasur ohne Pigmentierung 22

23 Transparente Beschichtung Abbau des Lignins unter der Beschichtung infolge der Bewitterung (Dawson et al. 2003, Microscopic view of wood and coating interaction and coating performance on wood) 23

24 Transparente Beschichtung nach 5 Monaten Bewitterung Süd 45 Buche, Beschichtung teilweise komplett abgebaut, Substrat stark verblaut Fichte, Holz ist stark unter der Beschcihtung nachgedunkelt, erste Zeichen eines Beschichtungsabbaus erkennbar 24

25 Druckimprägnierte Fassaden Hohe Dauerhaftigkeit, da Substratschutz Verfärbungen in Abhängigkeit der Exposition (Nord, 72 Monate) Einsatz von wasserbasierten Salzen 25

26 Vorvergraute Fassaden - Vergrauungslasuren Speziallasuren Wittern nach einer gewissen Zeit ab Natürliche Vergrauungseffekt des Holzes wird sichtbar Gleichmässiges Erscheinungsbild Verschiede Farbnuancen sind möglich 26

27 Vorvergraute Fassaden - Vergrauungslasuren 27

28 Natürliche vorvergraute Fassaden (Bsp. Nord 63 Monate) Natürlicher Alterungseffekt wird genutzt Farbänderungen bei Haus E*ab Apr. 01 Sep. 02 Jan. 04 Mai. 05 Okt. 06 Feb. 08 Nord Süd Ost 28

29 Fassaden aus modifiziertem Holz Modifikationsvarianten: Thermische Modifizierung Einflussfaktoren: Holzart, Temperatur, Zeit, Druck, Medium Chemische Modifizierung Einflussfaktoren: Holzart, Reaktionsmedium, Prozessparameter 29

30 Verfärbungsverhalten von verschiedenen Holzvarianten nach 18 Monaten Bewitterung (Europäisches FP Wood-Exter) 30

31 Klassifizierung der Beschichtungen nach den Renovationsintervallen 31

32 Neuer Forschungs-/Behandlungsansatz für unbehandelte Fassaden Delignifizierung Reinigung Stabilisierung Schulfassade in Biel südexponiert, 11 Jahre im Gebrauch 32

33 Arbeitsparameter der Reinigung 33

34 Strukturelle Veränderungen auf der Oberfläche 34

35 Ausgewählte Objekte im Rahmen eines BUWAL Projekt Fichtefassade 7 Jahre alt 35

36 Ausgewählte Objekte im Rahmen eines BUWAL Projekt Lärchefassade 16 Jahre alt 36

37 Danke für ihre Aufmerksamkeit 37