Außenwände in BSP erfreuen sich steigender Nachfrage. Neben Dauerhaftigkeit und Stabilität steht diese Bauart für Wohnwert und Nachhaltigkeit in besonderem Maße. Zahlreiche Systeme – insbesondere bei Sichtanwendung – werden ohne raumseitige Folien ausgeführt. Wiederkehrend wird die Frage diskutiert, ob unplanmäßige Fugen oder Querzugrisse in solchen Konstruktionen zu vorzeitigen Feuchteschäden führen können.
Brettsperrholztafeln werden in drei Grundkonfigurationen hergestellt:
- durch Verklebung loser Lamellen in der Dicke
- durch Verklebung zunächst an den Schmalseiten (1-Schicht-Platte) und danach in der Dicke als klebstofffreie Systeme unter Verwendung
- mechanischer Verbindungsmittel
Überwiegend werden die Einzellamellen im Vollquerschnitt rechteckig gehobelt, teils sind Rillen oder Nuten vorhanden. Im Herstellungsprozess erfolgt eine technische Vortrocknung der rohen Lamellen auf circa 10 bis 12% Holzfeuchte. Die Holzausgleichsfeuchte im Bauwerk während der Heizperiode wurde in neueren wissenschaftlichen Untersuchungen (siehe Link) mit etwa 7 bis 8% ermittelt. Im Zuge der Nachtrocknung mit einhergehenden Schwinderscheinungen können innerhalb eines Brettsperrholzblockes daher unplanmäßige Fugen oder Querzugsrisse entstehen.
Der bedeutende Unterschied zwischen Konvektion und Wasserdampfdiffusion
Aus dem klassischen Holztafelbau sind Folien bekannt, die möglichst zur Raumseite angeordnet sind und aus bauphysikalischer Sicht eine Mehrfachfunktion besitzen. Sie dienen in Funktionseinheit der Luftdichtheit, dem Konvektionsschutz und der Begrenzung des Wasserdampfdiffusionsstroms (=Dampf-bremse). Spätestens bei raumseitig sichtbaren Brettsperrholzwänden sind solche Hybridfolien nicht mehr anwendbar. Die stets notwendigen Funktionen Luftdichtheit/Konvektion und Wasserdampfdiffusion verteilen sich bei diesen Systemen auf mehrere Bauteilschichten.
Konvektion – somit unkontrollierter Luft- und Feuchtetransport durch Bauteile hindurch – ist die häufigste Ursache für Feuchteschäden und muss unter allen Umständen vermieden werden. Die Feuchtemengen sind hier im Regelfall um ein Vielfaches höher als bei der Wasserdampfdiffusion. In Abhängigkeit von den klimatischen Randbedingungen können an einzelnen Bauteilfugen täglich mehrere 100 gr Tauwasser ausfallen. Hiermit können vorzeitige Schädigungen von Bauteilen einhergehen.
Brettsperrholzkörper sollten in ihrer großen Bandbreite an Ausführungsvarianten als weitgehend, jedoch nicht vollständig luftdicht betrachtet werden. Eine vollkommene Luftdichtheit ist bei typischen und zulassungskonformen Brettsperrholztafeln nicht erforderlich. Diese Systeme verfügen über zusätzliche Bauteilschichten, wie beispielsweise Holzfaserdämmplatten, Putze oder Schalungsbahnen, die als Schutz gegen Luftzug und Konvektion auch an Fugen und Durchdringungen der Elemente wirken. Aus bauphysikalischer Sicht spielt es keine Rolle, ob solche Schichten im Bauteil außen, mittig oder innen angeordnet werden. Dies mag ein wenig überraschend sein, kann aber vereinfacht mit dem durch ein Schlüsselloch strömenden Luftzug verglichen werden. Wenn das Schlüsselloch auf einer Seite abgedeckt wird, sind der Luftzug und damit der einhergehende mögliche Feuchtetransport unterbunden.
Völlig andere physikalische Verhältnisse liegen bei der Wasserdampfdiffusion vor. Außenbauteile werden bei hinreichend großen Klimaunterschieden von kleinsten Wassermolekülen „durchwandert“. Dieser Diffusionsstrom ist während der Heizperiode stets von innen nach außen gerichtet. Zur Vermeidung von Tauwasser ist daher eine Begrenzung der Wasserdampfdiffusion von der Raumseite erforderlich. Anders als bei Luftdichtheit und Konvektion spielen kleinflächige Fugen, Risse oder Unterbrechungen in Bauteilen hier keine wesentliche Rolle.
Brettsperrholzkonstruktionen sind tauwasserfrei
Das Feuchteschutzverhalten von Bauteilen infolge von Wasserdampfdiffusion kann mit hygrothermischer Simulation nach ÖNORM EN 15026 oder vereinfachend mit dem Glaser-Verfahren ÖNORM B 8110-2 ermittelt werden. Eine wesentliche Kenngröße ist hierbei die (dimensionslose) Wasserdampfdiffusionswiderstandszahl μ, die eine Materialkonstante ist. Nach ÖNORM B 8110-7 und ÖNORM EN 12524 gilt für Konstruktionsholz μ=50. Unter diesen Voraussetzungen ist eine Außenwand aus Brettsperrholz (100mm), Holzfaserdämmung (140mm) und hydrophobierten Holzfaserdämmplatten Nut-Feder (20 mm) tauwasserfrei. Selbst wenn die Dicke der als Dampfbremse wirkenden Brettsperrholzschicht infolge von Fugen oder Querzugrissen rechnerisch auf ein Drittel reduziert werden würde (=33 mm), würde in der Konstruktion noch immer kein Tauwasser entstehen. Ähnliche Ergebnisse ergeben sich bei Systemen mit außenseitigem Wärmedämmverbundsystem.
Massivholz ist eine intelligente und feuchtedynamische Dampfbremse
Ein zusätzlicher, hochwirksamer Sicherheitspuffer beim Feuchteschutz resultiert aus der dynamischen Regulierung des Wasserdampfdiffusionswiderstands von Holz. Je niedriger der Luftfeuchtegehalt, umso höher der Diffusionswiderstand. Die niedrigsten Luftfeuchtewerte in Innenräumen stellen sich während der Heizperiode ein. Dann ist der Wasserdampfstrom von innen nach außen am stärksten ausgeprägt. Zugleich ist der Diffusionswiderstand des (raumseitigen) Holzes am höchsten. Raumseitig gestellte Massivholzplatten sind daher auch ohne zusätzliche Bauteilschichten sehr effiziente und dauerhaft wirksame Dampfbremsen. Dieses sehr günstige Materialverhalten (Diffusionskurve) schützt bereits den lebenden Baum vor schädlichen Feuchteeinwirkungen und bleibt auch im verbauten Zustand erhalten. Bei lagenweise verklebten Bettsperrholzbauteilen wird der Diffusionswiderstand prinzipiell durch die Klebstoffschichten weiter erhöht. Berechnungen und Messungen zeigen allerdings, dass diese nicht signifikant sind.
Im Rahmen eines Feldversuchs im Bundesland Salzburg wurde in Innenräumen während der Winterperioden 2012/2013 und 2013/2014 eine durchschnittliche relative Luftfeuchte von 38 % ermittelt. Die Wasserdampfdiffusionswiderstandszahl μ liegt in diesem Fall bei Fichtenholz bei etwa 160 (anstelle des Normwerts 50). Diese Abweichung um den Faktor 3 ist aus Sicht des Feuchteschutzes für die Baupraxis erheblich.
Schlussfolgerung
Bei systemkonformer Ausführung von Außenwänden in Brettsperrholzbauweise stellen die Holztafeln in Verbindung mit überdeckenden Bauteilschichten zur Außenseite sowohl die Luftdichtheit als auch den Konvektionsschutz sicher. In Bezug auf Wasserdampfdiffusion sind solche Systeme vollkommen unempfindlich. Normkonforme Tauwasserschutznachweise nach Glaser oder mit hygrothermischer Simulation zeigen für typische Brettsperrholzsysteme mit WDVS oder sonstigen Fassadenbekleidungen stets eine tauwasserfreie Konstruktion. Dies gilt auch im Fall unplanmäßiger Fugen oder Querzugrisse. Aufgrund von holz-spezifischen feuchteregulierenden Eigenschaften stellt sich in der Baupraxis ein Wasserdampfdiffusionswiderstand ein, der etwa um den Faktor 3 höher ist als nach Norm. Dies erhöht die Robustheit solcher Kon-struktionen gegenüber Feuchte zusätzlich. Die umfangreichen positiven Erfahrungen aus der Baupraxis sind unter Berücksichtigung dieser Effekte somit auch rechnerisch gut nachvollziehbar. Dermaßen bauwerkschützende chemisch-physikalische Eigenschaften werden etwa bei „feuchteadaptiven Dampfbremsen“ synthetisch nachgestellt und sind nicht zuletzt ein weiterer Beleg für Holz als echten Hightech-Werkstoff.