Feuchteschutz

Der Feuchteschutz umfasst alle baulichen Maßnahmen, um Konstruktionen vor unzuträglicher Feuchteeinwirkung durch äußere und nutzungsbedingte Einflüsse zu schützen. DIN 4108-3 fordert daher, dass die möglichen Einwirkungen von Tauwasser aus der Raumluft unter winterlichen Bedingungen und die Einwirkungen von Schlagregen auf Baukonstruktionen so begrenzt werden sollen, dass Schäden vermieden werden.

Zwischen den Feuchteschutz, dem Holzschutz und dem Wärmeschutz besteht ein direkter Zusammenhang, da Feuchteschutzmaßnahmen Schäden an der Holzkonstruktion sowie eine Verminderung der Wärmedämmwirkung verursachen.

Luft hat die Fähigkeit, Wasser in gasförmigem Zustand in Form von Wasserdampf aufzunehmen. Durch erhöhte Temperatur kann die Luft größere Feuchtigkeitsmengen speichern. Die absolute Luftfeuchte ist die Menge Wasserdampf (g), die in einem Kubikmeter Luft enthalten ist.

Sättigungsdichte in Abhängigkeit von der Temperatur

Die relative Luftfeuchte ist das Verhältnis der tatsächlich vorhandenen Wasserdampfmenge zur maximal möglichen Aufnahmefähigkeit der Luft. Enthält ein Kubikmeter Luft bei 10°C Lufttemperatur eine Wasserdampfmenge von 9,40g, liegt eine relative Luftfeuchte von 100% vor.

Mit abnehmender Temperatur kann die Luft demzufolge immer weniger Wasserdampf speichern. Die Temperatur bei der die Luft ihren Sättigungsgehalt erreicht hat, wird als Taupunkttemperatur bezeichnet.

Kühlt die Luft unter die Taupunkttemperatur ab, wird Feuchtigkeit ausgeschieden. Diese frei werdende Feuchtigkeit ist Tauwasser.

Die Tauwasserbildung im Inneren von Bauteilen ist zu vermeiden. Um das zu erreichen, sind entsprechend DIN 4108-3 verschiedene Bedingungen einzuhalten. Bei Dach- und Wandkonstruktionen darf z.B eine flächenbezogene Tauwassermasse von insgesamt 1,0 kg/m² nicht überschritten werden, bei Berührungsflächen mit einer kapillar nicht wasseraufnahmefähigen Schicht sogar nur 0,5 kg/m² . Es muss stets gewährleistet werden, dass das Wasser welches während der Tauperiode im Inneren des Bauteils anfällt, während der Verdunstungsperiode wieder an die Umgebung abgegeben wird.

Die Berechnung der Tauwassermasse infolge von Diffusionsvorgängen kann z.B. mit dem Glaserverfahren durchgeführt werden. Die Norm benennt dazu zahlreiche Wand-und Dachkonstruktionen, für die kein Tauwasserrisiko besteht und keine Berechnungen durchzuführen sind.

Konvektionbedingte Tauwasserbildung muss durch luftdichte Konstruktionen vermieden werden, können Bauteile unkontrolliert durchströmt werden, fällt Tauwasser in erheblichen Mengen an und führt damit nahezu unausweichlich zu Schäden innerhalb einer Holzkonstruktion.

Die Wasserdampfdiffusionswiderstandszahl µ eines Baustoffes ist ein dimensionsloser Materialkennwert, der angibt um wie viel dampfdichter ein Bauteil gegenüber einer ruhenden-, gleich dicken Luftschicht gleicher Temperatur ist. Je größer der µ-Wert, umso dampfdichter ist ein Baustoff.

Die wasserdampfdiffusionsäquivalente Luftschichtdicke s_d ergibt sich als Produkt aus der Wasserdampfdiffusionswiderstandszahl µ mit der Schichtdicke d[m].

s_d = µ • d

Dieser Wert sagt aus wie dick eine stehende Luftschicht sein muss, um den gleichen Diffusionswiderstand aufzuweisen und somit gibt er Auskunft über die Dampfdurchlässigkeit einer Baustoffschicht. Je größer der s_d -Wert umso dampfdichter ist eine Baustoffschicht. Für mehrschichtige, ebene Bauteile werden die einzelnen s_d -Werte addiert.

Wasserdampfdiffusion (Diffusion) ist ein Wasserdampftransport durch ein geschlossenes Bauteil z.B. eine Decke oder Wand, aufgrund eines Dampfdruckgefälles zwischen den beiden Bauteilseiten. Dieser Dampfdruckunterschied entsteht aus den unterschiedlichen Temperaturen und relativen Luftfeuchten zwischen innen und außen. Ein Dampfdruckgefälle, liegt im Winter von innen nach außen, im Sommer in umgekehrter Richtung.

Diffusion ist ein langsamer Vorgang mit geringen Wassermengen. Bei einer PE-Folie mit einem sd- Wert von 20 cm und einer Druckdifferenz zwischen innen und außen von 2 Pascal, gelangt 1g Wasser pro Tag und Quadratmeter in die Konstruktion. Der diffusionsoffene Holzrahmenbau ist aufgrund seines Konstruktionsprinzips (innen so diffusionshemmend wie nötig, außen so diffusionsoffen wie möglich) unempfindlich gegenüber den Einflüssen aus Dampfdiffusion.

Wasserdampfkonvektion (Konvektion) ist dagegen der Wasserdampftransport durch ein geschlossenes Bauteil infolge einer Luftströmung. Durch das Dampfdruckgefälle zwischen den beiden Bauteilseiten (Windverhältnisse oder Temperaturunterschiede) strömt die wärmere Raumluft durch Undichtigkeiten der Konstruktion zur kälteren Außenluft, auf diesem Weg kühlt die Luft ab. Die Taupunkttemperatur wird in der Regel innerhalb des Bauteils erreicht, so dass hier Tauwasser anfällt. Zur Verhinderung von Konvektion wird die Gebäudehülle innen Luftdicht und außen winddicht ausgeführt.

Konvektion ist ein schneller Vorgang mit Transport großer Wassermengen. Bei einer Fuge von 1 mm Breite und einer Druckdifferenz zwischen innen und außen von 2 Pascal gelangen 360 g Wasser pro Tag und Quadratmeter in die Konstruktion. Aus diesem Grund ist die Luftdichtheitsebene eine besonders wichtige Funktionsschicht im Holzrahmenbau.

Zur Berechnung der Tauwassermasse wird beim halbgraphischen Glaserverfahren der Dampfdruckverlauf von innen nach außen über die Bauteilschichten hinweg betrachtet und mit dem vom Temperaturverlauf abhängigen Sättigungsdampfdruck verglichen. Im ersten Schritt wird ermittelt, ob und in welcher Schicht der Konstruktion Tauwasser anfällt und es wird die Tauwassermenge m_wt berechnet. Im zweiten Schritt wird die Verdunstungsmenge m_wv ermittelt, die anschliessend in der Tauwasserbilanz der Tauwassermenge gegenübergestellt wird. Ziel der Berechnung ist die Überprüfung , ob das eingetragene Tauwasser in der Verdunstungsperiode wieder austrocknen kann.

Es liegen stationäre Bedingungen zugrunde, d.h., der Feuchtegehalt und das Diffusionsverhalten der Baustoffe werden als konstant angenommen. Das Verfahren beruht auf der Annahme eines deutschen Normklimas mit definierten Temperaturen, Luftfeuchten und Dauern für die Tau- und Verdunstungsperiode.

<font 14px/inherit;;inherit;;inherit>Um eine Tauwasserfreie Konstruktion zu erreichen, sollte als grober Richtwert der innere s_d-Wert zehnmal größer als der äußere s_d-Wert sein.</font>

<font 12px/inherit;;inherit;;inherit>Glaserdiagramm</font>

Eine Modifikation des Glaserverfahrens stellt das Verfahren nach Jenisch dar. Es verwendet statt des Normklimas ein spezifisches Innenklima sowie die örtlichen langjährigen Monatsmittelwerte für Außentemperatur und Feuchte.

Durch Regen und gleichzeitige Windanströmung auf die Fassade entsteht eine Schlagregenbeanspruchung. Das auftreffende Regenwasser kann durch kapillare Saugwirkung der Oberflache in die Wand aufgenommen werden oder infolge des Staudrucks, z.B. über Risse, Spalten, fehlerhafte Abdichtungen, in die Konstruktion eindringen. Der Schlagregenschutz einer Wand kann durch konstruktive Maßnahmen z.B. Außenwandbekleidung, Verblendmauerwerk oder durch Putze bzw. Beschichtungen erzielt werden.

• Beanspruchungsgruppe 1: geringe Schlagregenbeanspruchung
• Beanspruchungsgruppe 2: mittlere Schlagregenbeanspruchung
• Beanspruchungsgruppe 3: starke Schlagregenbeanspruchung

Die Norm enthält Beispiele für die Anwendung von Wandbauarten in Abhängigkeit von der Schlagregenbeanspruchung.

<font 14px/inherit;;inherit;;inherit>Schlagregenbeanspruchung in der BRD</font>

Fassadenbekleidungen im Holzrahmenbau mit hinterlüfteteten Außenwandbekleidungen oder zugelassenen Wärmedämmverbundsystemen dürfen in allen drei Beanspruchungsgruppen zum Einsatz kommen, wohingegen sichtbare Fachwerkwände nur in Beanspruchungsgruppe 1 zugelassen sind, außer die Fassaden sind durch konstruktive Maßnahmen wie z.B große Dachüberstände oder durch lokale Situationen wie z.B. enge Bebauung in Tallagen als geschützt zu werten.

Nicht ganz auszuschließen sind direkte Feuchteeinwirkungen aus Witterungseinflüssen, während der Montage von Holzbauteilen, welche aber weitmöglichst vermieden werden sollten. Feucht gewordene Holzbauteile müssen vor dem Verschließen der Konstruktion und vor dem Aufbringen weiterer Beplankungen unbedingt abtrocknen. Für Gebäude mit konstruktionsbedingt längeren Montagezeiten muss ein definierter Witterungsschutz erstellt werden, der fachgerecht zu errichten und vorzuhalten ist.

Estricharbeiten (Nassestrich) und Putzarbeiten verursachen erhebliche Feuchtebeanspruchung auf die Holzbauteile, diese Einwirkungen müssen besonders in der Bauphase berücksichtigt werden solange ungedämmte Außenbauteile (Wand oder Dachkonstruktionen) vorhanden sind und hohe Luftfeuchtigkeiten auf kalte Bauteiloberflächen treffen. Die Konstruktion sollte daher frühzeitig gedämmt und auf die fachgerechte Ausbildung der luftdichten Ebene geachtet werden.

Im Holzrahmenbau werden grundsätzlich immer trockene Konstruktionshölzer und Holzwerkstoffe verwendet. Eine maximale Holzfeuchte wird durch verschiedene Regelwerke, wie DIN EN 1995-1-1 oder DIN 18334 auf maximale 20% begrenzt. Die vorwiegend eingesetzten Konstruktionsvollhölzer haben eine Lieferfeuchte von 15+ 3 %, Holzwerkstoffe werden mit einer Lieferfeuchte von 9-12% verarbeitet. Die Kontrolle der Holzfeuchte durch den ausführenden Zimmereibetrieb bei Wareneingang und Montage ist unumgänglich. Durch die Materialien erfolgt daher im Regelfall kein Feuchteeintrag in die Konstruktion.