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Dämm- und Fassadensysteme – Außenfassadensysteme in Holzbauweise Vorbemerkung Die Europäische Union sieht im Gebäudesektor ein großes Energieeinsparpotenzial. Dieses soll mit der Umsetzung der Richtlinie über die Gesamtenergieeffizienz von Gebäuden („EUGebäuderichtlinie“) genutzt werden, denn diese schreibt nicht nur thermische Standards für ältere Gebäude vor, sobald größere Umbauten gemacht werden, sondern auch den „FastNull-Energie-Standard“ (“Nearly Zero-Energy“) für den Neubau. Diese Ziele sollen erreicht werden durch eine Kombination aus erhöhter Energieeffizienz und dem Einsatz erneuerbarer Energien. Auch wenn die Umsetzungspläne noch nicht in allen Mitgliedstaaten endgültig festgelegt sind, wird doch für alle die Frage nach der „optimalen Wärmedämmung“ im Sinne von hohem Energieeinsparungspotenzial und Wirtschaftlichkeit eine wesentliche Rolle spielen. Abstract / Zusammenfassung In dieser Lerneinheit wollen wir Ihnen die Möglichkeiten der Außenwandkonstruktionen aus Holz vorstellen. Es werden dabei nicht nur die verschiedenen Aufbauten gezeigt, sondern auch praxisrelevante Hinweise zur Auswahl geeigneter Dämmstoffe und zur Befestigung gegeben. Ein wichtiges Kapitel ist die Darstellung der Qualitätssicherung hinsichtlich Luftdichtheit, Wärmebrückenoptimierung sowie hinsichtlich der Herstellung einzelner Dämmsysteme. 1 Dämm- und Fassadensysteme – Außenfassadensysteme in Holzbauweise Lernziele Schüler und Schülerinnen können nach dieser Lerneinheit: 2 • Unterschiede einzelner Außenwandkonstruktionen aus Holz aufzählen • Außenwandkonstruktionen aus Holz beschreiben • Details zu den Tragkonstruktionen darstellen • Geeignete Dämmstoffe zu den einzelnen Außenwandkonstruktionen auswählen • Den Aufbau verschiedener Außenwandkonstruktionen konzipieren • Planungsaspekte von Holzbau und Massivbau einander gegenüberstellen und deren Vor- und Nachteile argumentieren • Qualitätskriterien bei der Herstellung von Dämmsystemen der einzelnen Außenwandkonstruktionen aus Holz zusammenfassen Dämm- und Fassadensysteme – Außenfassadensysteme in Holzbauweise Inhalt Vorbemerkung .................................................................................................................................... 1 Abstract / Zusammenfassung .............................................................................................................. 1 Lernziele .............................................................................................................................................. 2 1. Varianten der Außenwandkonstruktionen ................................................................................... 4 1.1 Außenwände aus Holzkonstruktionen ................................................................................. 4 1.2 Holzständer-/Holzrahmenbau.............................................................................................. 4 1.2.1 Tragkonstruktion im Holzständer-/Holzrahmenbau......................................................... 4 1.2.2 Dämmstoffe im Holzständer-/Holzrahmenbau ................................................................ 6 1.2.3 Befestigung im Holzständer-/Holzrahmenbau ................................................................. 6 1.2.4 Installationsebene im Holzständer-/ Holzrahmenbau ...................................................... 6 1.2.5 Wetterschutz im Holzständer-/Holzrahmenbau ............................................................... 7 1.2.6 U-Werte im Holzständer-/Holzrahmenbau ...................................................................... 8 1.3 2. Holzmassivbau mit außenliegender Dämmung ................................................................... 9 1.3.1 Tragkonstruktionen im Holzmassivbau.......................................................................... 10 1.3.2 Installationsebene im Holzmassivbau ............................................................................ 10 1.3.3 Dämmstoff im Holzmassivbau ....................................................................................... 10 1.3.4 Befestigung im Holzmassivbau ....................................................................................... 11 1.3.5 Wetterschutz im Holzmassivbau..................................................................................... 11 1.3.6 U-Werte im Holzmassivbau ........................................................................................... 12 Qualitätskriterien bei der Herstellung eines Dämmsystems ....................................................... 15 2.1 Qualitätssicherung bei der Planung ................................................................................... 15 2.2 Qualitätssicherung bei der Bauausführung ........................................................................ 15 2.3 Luftdichtheit...................................................................................................................... 15 2.4 Wärmebrückenminimierung .............................................................................................. 18 2.5 Weitere Qualitätskriterien ................................................................................................. 18 3. Abbildungsverzeichnis ............................................................................................................... 19 4. Impressum ................................................................................................................................. 20 3 Dämm- und Fassadensysteme – Außenfassadensysteme in Holzbauweise 1. Varianten der Außenwandkonstruktionen 1.1 Außenwände aus Holzkonstruktionen Bauen mit Holz ist grundsätzlich in sehr unterschiedlichen Formen möglich. Klassisch ist der Holzständer-/Holzrahmenbau. Ebenso können Skelettbausysteme verwendet werden oder in zunehmendem Maß auch Holzmassivbau. Hinsichtlich der Außenwände werden hier Holzständer-/Holzrahmenbau und Holzmassivbau dargestellt. 1.2 Holzständer-/Holzrahmenbau Holzkonstruktionen als Holzständer-/Holzrahmenbau basieren auf einem Tragsystem aus Holzständern und den verbindenden Querhölzern bzw. Rahmen, die vor allem auf Höhe der jeweiligen Decken eingefügt werden. Abbildung 1: Darstellung einer Holzrahmenbauweise (Quelle: Holzbau Henz GmbH) 1.2.1 Tragkonstruktion im Holzständer-/Holzrahmenbau Die tragenden Konstruktionsteile im Holzständer-/Holzrahmenbau bestehen aus Vollholz oder Holzwerkstoffen. Verwendet werden können Vollholzprofile; diese weisen im Allgemeinen eine Breite von 6 bis 12 cm bei einer Gefachtiefe von 14 bis über 20 cm auf. Bei Verwendung von Brettschichtholz kann eine sehr schlanke Ausführung mit einer Profilbreite von beispielsweise 4 cm erzielt werden. 4 Dämm- und Fassadensysteme – Außenfassadensysteme in Holzbauweise Abbildung 2: Holzrahmenbauweise (Quelle: Holka Genossenschaft) Wenn Holzstegträger aus Holzwerkstoffen verwendet werden, können noch schlankere Profile verwendet werden. Der Vorteil bei Holzwerkstoffen liegt in den geringeren Wärmebrückeneffekten durch das Tragwerk in der Konstruktion aufgrund dieser schlanken Konstruktionshölzer. Dabei muss allerdings beachtet werden, dass die Wärmeleitfähigkeit von Holzwerkstoffen höher sein kann als die von Vollholz. Generell sollte die Konstruktion in einem Rastermaß erstellt werden, das die Verarbeitung der Bekleidung und gegebenenfalls Dämmplatten möglichst einfach mit Standardmaßen ermöglicht. Abbildung 3: Holzstegträger (Quelle: www.dataholz.com, ein Service der Holzforschung Austria) Was ist unter Wärmeleitfähigkeit zu verstehen? Die Wärmeleitfähigkeit beschreibt eine Stoffeigenschaft, und zwar das Vermögen eines Werkstoffes, thermische Energie mittels Wärmeleitung zu transportieren. Je kleiner die Wärmeleitfähigkeit ist, umso besser ist die Dämmwirkung. Die Einheit der Wärmeleitfähigkeit (λ) ist W/mK. 5 Dämm- und Fassadensysteme – Außenfassadensysteme in Holzbauweise 1.2.2 Dämmstoffe im Holzständer-/Holzrahmenbau Es kann jedes Dämmmaterial verwendet werden, das sich für die Einpassung in ein vorgerichtetes Holztragwerk eignet. Besonders sinnvoll sind Matten, die sich bei der Verarbeitung den Maßen des Rastersystems mit geringen Abweichungen anpassen. Noch einfacher kann Einblasdämmung sein, die in die Gefache eingeblasen wird. Abbildung 4: Einblasen von Zellulose in eine Holzständerwand (Quelle: Isocell GmbH) 1.2.3 Befestigung im Holzständer-/Holzrahmenbau Die Dämmung muss so eingepasst werden, dass eine dauerhafte Formbeständigkeit gegeben ist und die Materialien sich nicht in einzelnen Bereichen auf Dauer verdichten und dadurch im oberen Bereich ein Luftraum entsteht. 1.2.4 Installationsebene im Holzständer-/ Holzrahmenbau Es kann sinnvoll sein, auf der Innenseite eine etwa 3 bis 5 cm dicke Installationsebene aufzubringen. Der Vorteil ist, dass Gebäudetechnikleitungen in diesem Bereich verlegt werden können, ohne die luftdichtende Ebene durchdringen zu müssen. Diese liegt im Allgemeinen auf der Innenbeplankung des Haupttragwerks und kann vom Bauablauf her vor der Rohinstallation der Gebäudetechnik erstellt und geprüft werden. Die Dämmung der Installationsebene befindet sich innerhalb der Luftdichtheitsebene. 6 Dämm- und Fassadensysteme – Außenfassadensysteme in Holzbauweise Was ist eine luftdichte Ebene? Die luftdichte Ebene ist eine durchgehende Ebene im Gebäude und befindet sich an der Innenseite der Außenbauteile. Die luftdichte Ebene umschließt das Gebäude ohne Unterbrechung und kann im Schnitt mit einem Stift ohne Unterbrechung eingezeichnet werden (Stiftregel). Umschlossen wird dabei das beheizte Gebäudevolumen. Abbildung 5: Durchgehende Luftdichtheitsebene eines Gebäudes (Quelle: Schulze Darup) Bei Ziegelbauten wird die luftdichte Ebene durch den Innenputz erzielt, im Holzbau erreicht man sie durch Folien, Dampfbremsen oder Dampfsperren. 1.2.5 Wetterschutz im Holzständer-/Holzrahmenbau Die klassische Ausführung des Wetterschutzes bei Holzständer-/Holzrahmenbauweise ist eine Vorhangfassade. Die Wahl des Materials kann völlig frei nach den Gestaltungswünschen der BauherrInnen und ArchitektInnen erfolgen. Alternativ ist es aber auch möglich, ein ergänzendes Wärmedämmverbundsystem außenseitig auf die Beplankung des Tragwerks aufzubringen (siehe Abbildung 2). 7 Dämm- und Fassadensysteme – Außenfassadensysteme in Holzbauweise Abbildung 6: Schemadetail einer Holzständer-/Holzrahmenbau-Außenwand; oben wird das Ständersystem mit Beplankung innen und außen sowie einer Dämmschale mit Putzoberfläche auf der Außenseite dargestellt; unten eine Variante mit einer Installationsebene innen und einer Vorhangschale außen (Quelle: Schulze Darup) Abbildung 7 und 8: Vorfertigung und Montage von Fassadenelementen (Quelle: Augsburger Holzhaus GmbH) 1.2.6 U-Werte im Holzständer-/Holzrahmenbau Mit Holzständerkonstruktionen lassen sich hervorragende U-Werte erreichen. Da die Dämmung über nahezu die gesamte Wanddicke wirksam sein kann, ist das mit relativ günstigen Wanddicken möglich. Wird Vakuumdämmung eingesetzt, können Wände im Passivhaus-Standard mit Konstruktionsdicken von etwa 20 cm erreicht werden. 8 Dämm- und Fassadensysteme – Außenfassadensysteme in Holzbauweise Beispielrechnung Die folgende U-Wert-Berechnung für eine Holzständer-/Holzrahmenwand zeigt einen charakteristischen Passivhaus-Aufbau. Dabei beträgt der Anteil des Holztragwerks im Querschnitt der Konstruktion 8 %. Dabei wird ein U-Wert von 0,126 W/m2K erreicht. Ohne Ansatz des Holzanteils läge der U-Wert bei 0,108 W/m2K, bei einem Ansatz von 15 % Holzanteil ergibt sich ein U-Wert von 0,143 W/m2K. Abbildung 9: U-Wert-Berechnung für eine Holzständer-/Holzrahmenwand; der Anteil des Holztragwerks im Querschnitt der Konstruktion beträgt in diesem Fall 8 % und hat eine hohe Auswirkung auf das Ergebnis – ohne Ansatz des Holzanteils läge der U-Wert bei 0,108 W/m2K, bei einem Ansatz von 15 % Holzanteil ergibt sich ein U-Wert von 0,143 W/m2K. * Hinterlüftung und Bekleidung wurden bei der U-Wert-Berechnung nicht berücksichtigt. 1.3 Holzmassivbau mit außenliegender Dämmung Holzmassivbau arbeitet mit massiven Holzbauelementen im Bereich von Wänden, Dach und Decken. Die großen Vorteile des Holzmassivbaus liegen im günstigen statischen Verhalten bei vergleichsweise schlanken Konstruktionsdicken, den guten Eigenschaften hinsichtlich Schall-, Brand- und sommerlichen Wärmeschutzes sowie der Tatsache, dass mit der Bauweise in nennenswertem Umfang CO2 gespeichert wird und somit die Klimabilanz auf die Dauer des Gebäudeerhalts positiv beeinflusst wird. Hinsichtlich des Wärmeschutzes gelten ähnliche Voraussetzungen wie beim Massivbau mit vorgehängter Fassade oder Wärmedämmverbundsystem. Abbildung 10: Vakuumdämmung auf einer Massivholzwand; die Bekleidung erfolgt mit einer Vorhangschale (Quelle: Variotec, Neumarkt) 9 Dämm- und Fassadensysteme – Außenfassadensysteme in Holzbauweise 1.3.1 Tragkonstruktionen im Holzmassivbau Die statische Konstruktion besteht aus Vollholz. Dabei handelt es sich um Elemente, die aus Brettschichtholz oder Brettsperrholz bestehen. Die Schichten werden entweder verleimt oder mittels Holzdübeln bzw. Metallverbindern mechanisch miteinander verbunden. Durch kreuzweise Anordnung der Lagen kann dem Quellen und Schwinden des Holzes in der Breite entgegengewirkt werden, sodass sehr formstabile Elemente entstehen. Hohe Spannweiten können überbrückt werden mit vergleichsweise geringen Konstruktionshöhen, sodass sich die Bauweise neben dem Neubau auch für die Verstärkung von zu schwachen Deckenkonstruktionen im Zuge von Sanierungen anbietet. Abbildung 11:Verdübelte Brettstapelelemente (Quelle: Bruno Spagolla) 1.3.2 Installationsebene im Holzmassivbau Eine innenliegende Installationsebene würde den Vorteil der an den Raum gekoppelten Masse für den sommerlichen Wärmeschutz deutlich mindern. Insofern sollten für die Gebäudetechnik Lösungen bevorzugt werden, die ohne eine gesonderte Ebene auskommen, wie zum Beispiel Leitungsverzug im Boden oder in der Sockelleiste und Vertikalschlitze innerhalb einer raumseitigen Gipskartonaufdopplung. 1.3.3 Dämmstoff im Holzmassivbau Die Dämmung sollte aus bauphysikalischer Sicht auf der Außenseite der Massivholzkonstruktion angebracht werden. Dabei kommt sowohl ein Wärmedämmverbundsystem als auch eine Vorhangfassade in Betracht. In Abbildung 6 werden mögliche Aufbauten für diese beiden Systeme einander gegenübergestellt. Die U-Wert-Berechnung darunter vergleicht bei einem Ziel-U-Wert von 0,125 W/m2K die Konstruktionen und resultierenden Wanddicken. 10 Dämm- und Fassadensysteme – Außenfassadensysteme in Holzbauweise 1.3.4 Befestigung im Holzmassivbau Ein Wärmedämmverbundsystem wird je nachdem, um welches System es sich handelt, mittels mechanischer Befestigung, mit einem geklebten System oder mit einem Mix aus beidem angebracht; in jedem Fall sind die Verarbeitungsrichtlinien des Herstellers zu beachten. Die Vorhangfassade wird mit Techniken befestigt, die dem jeweiligen System entsprechen. Dabei ist auf eine möglichst gute wärmetechnische Entkopplung zu achten. Das Tragsystem ist bei der U-Wert-Berechnung miteinzubeziehen. Im Rechenbeispiel unten wird dies für ein Vorhangsystem als Holzkonstruktion dargestellt. 1.3.5 Wetterschutz im Holzmassivbau Es kommen die gleichen Systeme wie beim Holzrahmenbau infrage: entweder die Putzvariante auf der Dämmung oder eine Vorhangfassade mit hoher Auswahl an Oberflächenmaterialien nach den Gestaltungswünschen von BauherrIn und ArchitektIn. Abbildung 12: Schemadetail der Außenwand eines Holzmassivbaus; im oberen Bereich wird eine Putzoptik mit Wärmedämmverbundsystem dargestellt, unten eine Lösung mit Vorhangfassade (Quelle: Schulze Darup) 11 Dämm- und Fassadensysteme – Außenfassadensysteme in Holzbauweise 1.3.6 U-Werte im Holzmassivbau Mit Holzmassivbaukonstruktionen lassen sich bei relativ schlanken Wanddicken gute U-Werte erreichen. Beispiele für U-Wert-Berechnungen 1. Wir haben eine Massivholzwand mit Vorhangfassade; Mit dieser Konstruktion (inklusive Hinterlüftung und Bekleidung) wird eine Wanddicke von etwa 45 cm bei einem U-Wert von 0,125 W/m2K erreicht. Es wird von einer Vorhangfassade als Holzkonstruktion ausgegangen. Der Anteil des Holztragwerks in der Vorhangfassade sollte möglichst klein gehalten bzw. die Befestigungen mit wärmebrückenreduzierten Maßnahmen ausgeführt werden. Abbildung 13: U-Wert-Berechnung für eine Massivholzwand mit Vorhangfassade als Holzkonstruktion; der Anteil des Holztragwerks in der Vorhangfassade sollte möglichst klein gehalten werden bzw. die Befestigungen mit wärmebrückenreduzierten Maßnahmen ausgeführt werden. Bei einem Ansatz von 5 % Holzanteil ergibt sich ein U-Wert von 0,125 W/m2K. * Hinterlüftung und Bekleidung wurden bei der U-Wert-Berechnung nicht berücksichtigt. 2. Im Vergleich zu oben wird eine Berechnung für eine Variante des Holzmassivbaus mit Wärmedämmverbundsystem dargestellt, das oft als wirtschaftlichere Variante durchführbar ist. Die Wanddicke liegt bei einem vergleichbaren U-Wert um circa 6 cm niedriger, was insbesondere in innerstädtischen Lagen eine nicht geringe Auswirkung auf die Wirtschaftlichkeit hat, da bei einem charakteristischen Mehrfamilienhaus knapp 2 % mehr Wohnfläche erzielt wird. Abbildung 14: Im Vergleich zur vorherigen U-Wert-Berechnung ist die Ausführung der Holzmassivwand mit Wärmedämmverbundsystem berechnet. Die resultierende Wanddicke ist bei 12 Dämm- und Fassadensysteme – Außenfassadensysteme in Holzbauweise annähernd gleichem U-Wert um einige Zentimeter geringer. 13 Dämm- und Fassadensysteme – Außenfassadensysteme in Holzbauweise Exkurs Im Folgenden werden Planungsaspekte von Holzbau und Massivbau einander gegenübergestellt und deren Vor- und Nachteile verglichen: Holzbau Vorteile: Nachteile: Kohlenstoff-Zwischenlagerung mit günstiger Auswirkung auf die Klimabilanz Schallschutz, Brandschutz Primärenergieinhalt des Gebäudes niedriger als bei den meisten Massivbau-Konstruktionen Freiere Wahl der Dämmstoffe bei den meisten Konstruktionen Hohe architektonische Freiheit bei der Fassadengestaltung Holzschutz Emissionsverhalten von Holzflächen und vor allem Holzwerkstoffen Im Allgemeinen mehr Planungsaufwand Baukosten bei hochwertigen Ausführungen höher Massivbau Vorteile: Nachteile: Kosten Primärenergiebilanz Schallschutz (schwere Baustoffe) Schwierigere Dämmstoffauswahl: Polystyrol und Mineralfasern gängig, nachwachsende oder rein mineralische Dämmstoffe möglich, aber teurer Brandschutz Praktisch keine Emissionen aus mineralischen Bauteilen mit mineralischem Putz und Anstrich Speicherfähigkeit in Bezug auf den sommerlichen Wärmeschutz Nimbus der Wertbeständigkeit Hinsichtlich dieser Vergleichsmatrix muss darauf hingewiesen werden, dass erst die Betrachtung des Gesamtsystems eines Gebäudes wirkliche Beurteilungen zulässt. 14 Dämm- und Fassadensysteme – Außenfassadensysteme in Holzbauweise 2. Qualitätskriterien bei der Herstellung eines Dämmsystems 2.1 Qualitätssicherung bei der Planung Planungen für energieoptimierte Gebäude sollten in einem Planungsteam ausgeführt werden, in dem alle wichtigen Gewerke vertreten sind. Für die Auswahl des Dämmsystems heißt das zum Beispiel, dass die Wünsche der NutzerInnen in Verbindung mit den konstruktiven Anforderungen zu beachten und architektonisch hochwertig umzusetzen sind. Dazu kommen die zahlreichen technischen und baurechtlichen Belange wie zum Beispiel Schall- und Brandschutz und natürlich die energetischen Anforderungen. Zukunftsfähig ist ein Gebäude heute nur, wenn ein hochwertiger Wärmeschutz umgesetzt wird. Dazu gehört nicht nur ein U-Wert ≤ 0,15 W/m2K, sondern auch die Anforderungen an die Luftdichtheit und Wärmebrückenminimierung, die bereits im Entwurf bedacht werden müssen. Je einfacher die Konstruktion geplant ist und je weniger aufwendige Anschlussstellen gegeben sind, desto wirtschaftlicher kann ein Gebäude errichtet werden. Angestrebt werden müssen einfache Systeme, die für die HandwerkerInnen gut umsetzbar sind und in der Nutzung nur ein Minimum an Wartung benötigen. 2.2 Qualitätssicherung bei der Bauausführung Sind in der Entwurfs- und Werkplanung die Entscheidungen in diesem Sinn getroffen worden und in den Ausschreibungsunterlagen entsprechend beschrieben, so ist es Aufgabe der ausführenden Firmen, diese Leistungen möglichst mängelfrei auszuführen. Wichtig dafür ist eine frühzeitige Abstimmung innerhalb des Bauteams über die Details und vor allem die Schnittstellen zwischen den zahlreichen Gewerken. Werden die Aufgaben innerhalb der ausführenden Firmen bereits im Vorfeld detailliert geklärt, erübrigen sich manche Missverständnisse während der Bauphase. Dennoch sind alle Firmen für sich verpflichtet, alle einzelnen ausführenden HandwerkerInnen über ihre Aufgaben zu informieren und ihnen gegebenenfalls innovative Techniken beizubringen. Dazu sollten auch Schulungen von Energieagenturen, Handwerkskammern oder Herstellern genutzt werden. Die Bauleitung seitens des Architekten/der Architektin schließlich muss dafür sorgen, dass die Aufgaben nicht nur kontinuierlich koordiniert werden, sondern auch mängelfrei umgesetzt werden. Dazu dienen die regelmäßigen Baustellenbesuche ebenso wie die Zwischen- und Endabnahmen. 2.3 Luftdichtheit Gebäude im Passivhaus-Standard erfordern einen n50-Wert ≤ 0,6 1/h, der mittels eines Blower-Door-Tests nachgewiesen werden muss. Die luftdichtende Ebene muss bereits in der Vorplanungsphase bedacht und in der Detailplanung präzise umgesetzt werden. 15 Dämm- und Fassadensysteme – Außenfassadensysteme in Holzbauweise Bei Holzständer- und Holzrahmenbau befindet sie sich im Allgemeinen im Bereich der Beplankung oder Dampfbremse auf der Innenseite des Tragsystems. Beim Holzmassivbau befindet sie sich auf der Innenseite der Massivholzschicht. Die luftdichtende Ebene bei Außenwänden aus Massivbaustoffen wird bei allen beschriebenen Konstruktionsweisen durch die Innenputzschicht gebildet. Beim Massivbau erfolgt die Luftdichtung im Allgemeinen durch die Innenputzschicht oder die Spachtelung auf der Innenseite des Außenmauerwerks. Die folgende schematische Abbildung weist in einer Übersicht auf die möglichen Problemstellen für die luftdichtende Ebene hin (Bauteilstöße und -durchbrüche). Dachfläche Dachdurchdringungen Dach/Wand Rollladen Traufe Wand-Dach Fenster/Wand Wandfläche Fensterfugen Türsockel Vorwandinstallation E-Leerrohre Wanddurchbrüche Sockel Durchführungen Abbildung 15: Schnitt eines Passivhauses mit Darstellung der Problembereiche innerhalb der luftdichten Ebene (Quelle: Schulze Darup, PHS 2.1 Folie S. 20, bearbeitet) 16 Dämm- und Fassadensysteme – Außenfassadensysteme in Holzbauweise Abbildung 17: Luftdichter Anschluss Holzwand zur Decke über EG (Quelle: Schulze Darup) Abbildung 16: Luftdichtheitsmessung an der Durchdringung eines Balkens zur Dachfläche (Quelle: Schulze Darup) Abbildung 18: Luftdichtende Ebene im Holzbaubereich (Quelle: Schulze Darup) Ein Video zum luftdichten Bauen: https://www.youtube.com/watch?v=S9-lsaMmqDQ 17 Dämm- und Fassadensysteme – Außenfassadensysteme in Holzbauweise 2.4 Wärmebrückenminimierung Wärmetechnische Schwachstellen gegenüber dem mittleren Wärmedurchgangskoeffizienten eines Außenbauteils bezeichnet man als Wärmebrücke. Dieser Detailanschluss muss hinsichtlich des Wärmeverlustes betrachtet werden. Als Differenzwert ergibt sich der Wärmebrückenverlustkoeffizient (Ψ) in W/mK. Bei allen Konstruktionen wirken sich die geometrischen Wärmebrücken zum Beispiel an Vorsprüngen oder an einer Hauskante aus, ebenso an auskragende Balkonen und Fenstern. Die Einbauwärmebrücken der Fenster müssen bei jeder Konstruktionsweise optimiert werden, indem die Dämmung möglichst weit über den Fensterrahmen gezogen wird. 2.5 Weitere Qualitätskriterien In Abhängigkeit von den einzelnen Konstruktionen gibt es darüber hinaus folgende Aspekte: Holzständer-/Holzrahmenbau: Zunächst muss bei der U-Wert-Berechnung der Holzanteil der Konstruktion gegenüber der Dämmung beachtet werden und in den U-Wert der Fläche einfließen. Darüber hinaus sollten die Wärmebrückeneffekte am Sockel, an den einbindenden Decken, dem Dachanschluss und gegebenenfalls bei der Einbindung von Innenwänden berücksichtigt werden. Holzmassivbau mit außenliegender Dämmung: Liegt die Wärmedämmung außen, so bilden die einbindenden Bauteile im Allgemeinen keine Wärmebrücken. Sockel und Dacheinbindung gehen aufgrund der geometrischen Außenecke meist als negative Wärmebrücke in die bauphysikalischen Berechnungen ein. Problempunkte sind Durchdringungen der Dämmschicht nach außen, zum Beispiel an Punktwärmebrücken für Befestigungen. 18 Dämm- und Fassadensysteme – Außenfassadensysteme in Holzbauweise 3. Abbildungsverzeichnis Abbildung 1: Darstellung einer Holzrahmenbauweise (Quelle: Holzbau Henz GmbH) ......................... 4 Abbildung 2: Holzrahmenbauweise (Quelle: Holka Genossenschaft) ................................................... 5 Abbildung 3: Holzstegträger (Quelle: www.dataholz.com, ein Service der Holzforschung Austria) ...... 5 Abbildung 4: Einblasen von Zellulose in eine Holzständerwand (Quelle: Isocell GmbH) ....................... 6 Abbildung 5: Durchgehende Luftdichtheitsebene eines Gebäudes (Quelle: Schulze Darup) ................ 7 Abbildung 6: Schemadetail einer Holzständer-/Holzrahmenbau-Außenwand; oben wird das Ständersystem mit Beplankung innen und außen sowie einer Dämmschale mit Putzoberfläche auf der Außenseite dargestellt; unten eine Variante mit einer Installationsebene innen und einer Vorhangschale außen (Quelle: Schulze Darup)................. 8 Abbildung 7 und 8: Vorfertigung und Montage von Fassadenelementen (Quelle: Augsburger Holzhaus GmbH)..................................................................................................................... 8 Abbildung 9: U-Wert-Berechnung für eine Holzständer-/Holzrahmenwand; der Anteil des Holztragwerks im Querschnitt der Konstruktion beträgt in diesem Fall 8 % und hat eine hohe Auswirkung auf das Ergebnis – ohne Ansatz des Holzanteils läge der U-Wert bei 0,108 W/m2K, bei einem Ansatz von 15 % Holzanteil ergibt sich ein U-Wert von 0,143 W/m2K. * Hinterlüftung und Bekleidung wurden bei der U-Wert-Berechnung nicht berücksichtigt. .... 9 Abbildung 10: Vakuumdämmung auf einer Massivholzwand; die Bekleidung erfolgt mit einer Vorhangschale (Quelle: Variotec, Neumarkt) .......................................................................... 9 Abbildung 11:Verdübelte Brettstapelelemente (Quelle: Bruno Spagolla) ........................................... 10 Abbildung 12: Schemadetail der Außenwand eines Holzmassivbaus; im oberen Bereich wird eine Putzoptik mit Wärmedämmverbundsystem dargestellt, unten eine Lösung mit Vorhangfassade (Quelle: Schulze Darup) ............................................................................... 11 Abbildung 13: U-Wert-Berechnung für eine Massivholzwand mit Vorhangfassade als Holzkonstruktion; der Anteil des Holztragwerks in der Vorhangfassade sollte möglichst klein gehalten werden bzw. die Befestigungen mit wärmebrückenreduzierten Maßnahmen ausgeführt werden. Bei einem Ansatz von 5 % Holzanteil ergibt sich ein U-Wert von 0,125 W/m2K. * Hinterlüftung und Bekleidung wurden bei der U-Wert-Berechnung nicht berücksichtigt. ...................................................................................................................... 12 Abbildung 14: Im Vergleich zur vorherigen U-Wert-Berechnung ist die Ausführung der Holzmassivwand mit Wärmedämmverbundsystem berechnet. Die resultierende Wanddicke ist bei annähernd gleichem U-Wert um einige Zentimeter geringer. ..................................... 12 Abbildung 15: Wesentliche Aspekte für die Erzielung der Luftdichtheit (Quelle: Benjamin Wimmer, bearbeitet)............................................................................................................................ 16 Abbildung 18: Luftdichtheitsmessung an der Durchdringung eines Balkens zur Dachfläche (Quelle: Schulze Darup) ...................................................................................................................... 17 Abbildung 16: Luftdichter Anschluss Holzwand zur Decke über EG (Quelle: Schulze Darup) ...............17 Abbildung 17: Luftdichtende Ebene im Holzbaubereich (Quelle: Schulze Darup) ................................ 17 19 Dämm- und Fassadensysteme – Außenfassadensysteme in Holzbauweise 4. Impressum Herausgeber und für den Inhalt verantwortlich: GrAT – Gruppe Angepasste Technologie Technische Universität Wien Wiedner Hauptstraße 8-10 1040 Wien Austria T: ++43 1 58801-49523 F: ++43 1 58801-49533 E-Mail: [email protected] Projektleiterin und Ansprechperson: Dr. Katharina Zwiauer E-Mail: katharina.zwiauer(at)grat.at Autor_innen und Fachdidaktische Bearbeitung: Dr. Burkhard Schulze Darup, Dr. Katharina Zwiauer, Magdalena Burghardt, MA Lektorat und Layout: Magdalena Burghardt, MA August 2015 Dieses Lernfeld wurde mit Unterstützung der Europäischen Kommission finanziert. Die Verantwortung für den Inhalt dieser Veröffentlichung trägt allein der Verfasser; die Kommission haftet nicht für die weitere Verwendung der darin enthaltenen Angaben. Die Vorlage für dieses Lernfeld wurde im Rahmen eines Projektes von „Haus der Zukunft“ erstellt. Nutzungsbedingungen Das Lernfeld ist unter folgender Creative-Commons-Lizenz lizensiert: Learning units_e-genius_2015 von GrAT - Center for Appropriate Technology ist lizenziert unter einer Creative Commons Namensnennung - Nicht kommerziell - Keine Bearbeitungen 4.0 International Lizenz. 20 Dämm- und Fassadensysteme – Außenfassadensysteme in Holzbauweise Sie dürfen: • Teilen — das Material in jedwedem Format oder Medium vervielfältigen und weiterverbreiten Der Lizenzgeber kann diese Freiheiten nicht widerrufen, solange Sie sich an die Lizenzbedingungen halten. Unter folgenden Bedingungen: • • • Namensnennung — Sie müssen angemessene Urheber- und Rechteangaben machen, einen Link zur Lizenz beifügen und angeben, ob Änderungen vorgenommen wurden. Diese Angaben dürfen in jeder angemessenen Art und Weise gemacht werden, allerdings nicht so, dass der Eindruck entsteht, der Lizenzgeber unterstütze gerade Sie oder Ihre Nutzung besonders. Nicht kommerziell — Sie dürfen das Material nicht für kommerzielle Zwecke nutzen. Keine Bearbeitungen — Wenn Sie das Material remixen, verändern oder darauf anderweitig direkt aufbauen, dürfen Sie die bearbeitete Fassung des Materials nicht verbreiten. Keine weiteren Einschränkungen — Sie dürfen keine zusätzlichen Klauseln oder technische Verfahren einsetzen, die anderen rechtlich irgendetwas untersagen, was die Lizenz erlaubt. Hinweise zur Namensnennung/Zitierweise: Texte: Autor_innen des Lernfelds, Titel des Lernfelds. Hrsg.: GrAT, www.e-genius.at Bilder: Nennung der Rechteinhaberin/des Rechteinhabers und www.e-genius.at Haftungsausschluss: Sämtliche Inhalte auf der Plattform e-genius wurden sorgfältig geprüft. Dennoch kann keine Garantie für die Richtigkeit, Vollständigkeit, Aktualität und Verfügbarkeit der Inhalte übernommen werden. Der Herausgeber übernimmt keinerlei Haftung für Schäden und Nachteile, die allenfalls aus der Nutzung oder Verwertung der Inhalte entstehen. 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