Bauphysik

Hitzeschutz

Das Behaglichkeitsfeld des Menschen ist hinsichtlich Raumtemperatur, Raumoberflächentemperatur, Luftbewegung und Luftfeuchte sehr begrenzt. Deshalb wird eine Raumtemperatur von weniger als 19 °C in Aufenthaltsräumen bereits als nicht mehr „behaglich“ empfunden. Ebenso eng begrenzt ist das Behaglichkeitstemperaturfeld bei höheren Raumtemperaturen: Bis 23 °C reicht der Bereich „behaglich“, bis 25 °C gelten als „noch behaglich“ und darüber hinaus wird es „unbehaglich warm“. Dies macht deutlich, dass dem Hitzeschutz genauso große Bedeutung zukommt wie dem Wärmeschutz in der Heizperiode. Kennzeichnend für einen guten Hitzeschutz sind bei Baustoffen und insbesondere bei Dämmstoffen die Eigenschaften

  • niedrige Wärmeleitfähigkeit,
  • hohes Raumgewicht und
  • hohe spezifische Wärmekapazität.

Holzfaserdämmstoffe vereinen alle drei Aspekte in optimaler Weise. Für die damit gedämmten Bauteile ergeben sich daraus: 30 28 26 24 22 20 18 16 14 12 1012 unbehaglich kalt Lufttemperatur [°C] Oberflächentemperatur

  • hohe Wärmespeicherkapazitäten, d. h., große Mengen Wärmeenergie werden vom Dämmstoff aufgenommen und gelangen gar nicht erst nach innen;
  • lange Phasenverschiebungen, d. h., tagsüber erreicht die Wärmewelle gar nicht erst die Innenseite des Bauteils;
  • kleine Temperaturamplitudenverhältnisse, d. h., die Wärmewelle wird im Tagesverlauf so stark gedämpft, dass sie an der Innenseite kaum noch messbar ist.

Dies führt wiederum zu deutlich weniger sogenannten „Übertemperaturgradstunden“ in den Aufenthaltsräumen, insbesondere wenn diese im Dachgeschoss liegen. Damit sind die Zeiträumegemeint, in denen die Raumlufttemperatur unbehagliche 26° C oder mehr erreicht.

Wird das Dachgeschoss mit Holzfaserdämmstoffen gedämmt, können im Vergleich zu leichten, mineralischen Dämmstoffen diese Übertemperaturgradstunden um bis zu 40 % gesenkt werden [08].

Luftdichtheit

Holzfaserdämmplatten gelten aufgrund ihrer porösen Plattenstruktur nicht als luftdichte Baustoffe im Sinne von DIN 4108-7 [09].

Auf der Außenseite von Bauteilen – z. B. als Unterdeckplatten bei Dächern und Außenwänden in Holzbauweise – verbessern sie jedoch erheblich die „Winddichtigkeit“ der Gebäudehülle. Hierdurch wird eine Durchströmung des Gefachdämmstoffes durch kalte Luft von außen vermieden, die Dämmleistung des Bauteils bleibt vollumfänglich erhalten.

Schallschutz

Die Grundlagen des baulichen Schallschutzes sind nicht Inhalt dieser Broschüre, sondern werden ausführlich in den Schriften des holzbau handbuches behandelt, z. B. in Reihe 3, Teil 2, Folge 2 „Grundlagen des Schallschutzes“ [10].

Ausschlaggebend für die guten schalldämmenden Eigenschaften von Holzfaserdämmstoffen sind neben einem sehr hohen Raumgewicht vor allem deren poröse Faserstruktur mit hoher schallabsorbierender Wirkung.

Zahlreiche Prüfberichte belegen die hervorragenden bewerteten Schalldämm-Maße bei allen Arten von Bauteilen, für die eine wirksame Luftschalldämmung verlangt wird: Außenwände in Massiv- und Holzbauweise mit Vorhang-oder WDVS-Fassaden bis Rw,P = 56 dB [11], Dächer mit Zwischen- oder Aufsparrendämmungbis Rw,P = 59 dB [12], Holzbalkendecken als Geschossdecken bis Rw,P = 79 dB [13] sowie leichte Raumtrennwände bis Rw,P = 62 dB [14].

Auch bei der Trittschalldämmung werden mit Holzfaser-Trittschalldämmplatten so niedrige bewertete Norm-Trittschallpegel (bis Ln,w,P = 34 dB [13]) bzw. so hohe Trittschallverbesserungsmaße (bis DLw,P = 30 dB [15]) erzielt, dass sowohl Holz- als auch Massivdecken den Eignungsnachweis als „Wohnungstrenndecken“ bei normalen sowie erhöhten Anforderungen erlangt haben. Bauteile mit geprüften Schallschutzwerten sind im Abschnitt 4 dargestellt.

DIN 4109-33 [16] berücksichtigt in ihrer neuen Fassung inzwischen auch Ausführungen mit Holzfaserdämmplatten nach EN 13 171.

Abb. 12 Schallpegel typischer Geräuschquellen/Umgebungen

Brandschutz

Die Grundlagen des baulichen Brandschutzes sind nicht Inhalt dieser Broschüre, sondern werden ausführlich in den Schriften des holzbau handbuches behandelt, z. B. in Reihe 3, Teil 4, Folge 1 „Grundlagen des Brandschutzes“ [17]. Konstruktionsdetails mit Holzfaserdämmstoffen sollen auch in eine künftige Ergänzung zur DIN 4102-4 aufgenommen werden.

Hinsichtlich ihres Brandverhaltens werden Holzfaserdämmstoffe wie gewachsenes Nadelholz als „normalentflammbar“ eingestuft, d. h. in die Baustoffklasse B 2 nach DIN 4102-1 [18] bzw. in die Euroklasse E nach DIN EN 13 501-1 [19].

Im Brandfall tragen sie jedoch nachweislich zum Feuerwiderstand der Bauteile bei, indem sie einerseits den Temperaturdurchgang durch das Bauteil aufgrund ihrer hohen Wärmespeicherkapazität stark verzögern. Andererseits bildet sich wie bei Massivholz eine ausgeprägte Verkohlungsschicht, die den Abbrand des Dämmstoffes hemmt und somit für lange Volumenbeständigkeit im Bauteil sorgt.

Daraus resultieren durch allgemeine bauaufsichtliche Prüfzeugnisse (abP) belegte Feuerwiderstandsklassen für nahezu alle Bauteilarten von F 30-B über F 60-B bis hin zu F 90-A:

Für Dächer mit Aufsparrendämmung liegen abP bis F 60-B vor. Dächer mit Zwischensparrendämmung und Holzbalkendecken können in Kombination mit Unterdecken aus Gipsplatten bis F 90-B nachgewiesen werden. Tragende, raumabschließende Außenwände in Holzbauweise sind in F 30-B, F 60-B und sogar F 90-B realisierbar. Leichte Raumtrennwände erzielen z. B. mit Metallständerwerk und einer Beplankung aus Gipsplatten Feuerwiderstandsklassen bis F 90-AB.

Abb. 13 Holzfaserdämmungen zeigen bei direkter Beflammung kein Schmelzen oder Abtropfen. Die entstehende Verkohlungsschicht bildet eine wirksame Dämmschicht.

Feuchte- und Holzschutz

Die Grundlagen des baulichen Feuchteschutzes und des Holzschutzes sind nicht Inhalt dieser Broschüre.

Die Wasserdampfdiffusionswiderstandszahlen μ von Holzfaserdämmstoffen liegen mit μ-Werten von 3 bis 5 in einem für die diffusionsoffene Bauweise optimalen Bereich. Damit wird der Wasserdampfdurchgang nur geringfügiggepuffert, nicht aber gebremst oder gar abgesperrt. Besonders vorteilhaft ist zudem das für Holz typische, ausgeprägte Sorptions- und Desorptionsverhalten.

So ist eine schadlose Feuchteaufnahme bis 20 Gew.-% möglich, ohne dass der Holzfaserdämmstoff „nass“ wird und dabei nennenswert an Dämmwirkung verliert. In den porösen Holzfasern wird die Feuchtigkeit zwischengespeichert und kann auf dem Diffusions- und Kapillarwege wieder abgegeben werden. Hierzu sind nur organische Fasern imstande.

Abb. 14 Sorptions-/Desorptionsverlauf von Vollholz

Für bestimmte Anwendungen im Feucht- bzw. Außenbereich werden Holzfaserdämmplatten durch hydrophobierende Zusätze vergütet. Damit wird die Wasseraufnahmefähigkeit stark reduziert bis hin zur Wasserundurchlässigkeit der Platten. Typische Anwendungen sind z. B. Holzfaser-Unterdeckplatten, die über den vom Hersteller garantierten Zeitraum der freien Bewitterung standhalten, oder Holzfaserdämmplatten für bauaufsichtlich zugelassene Wärmedämmverbundsysteme, die in Verbindung mit der Putzbeschichtung den Nachweis des „dauerhaften Wetterschutzes“ erbracht haben.

Als Dämperimetrmplatte in Wärmedämmverbundsystemen, als Unterdeckplatte bei geneigten Dächern oder als wasserableitende Schicht hinter Vorhangfassaden (siehe auch Abschnitt 4.4.2) ermöglichen Holzfaserdämmplatten den Verzicht auf chemischen Holzschutz für die tragende Holzkonstruktion bei Dach und Wand und somit die Zuordnung zur GK 0 (Gebrauchsklasse 0) gemäß DIN 68 800-2 [21].

Gleiches gilt für die Verwendung von Holzfaserdämmstoffen als Zwischensparrendämmung in Dächern oder Gefachdämmung in Holztafelwänden und für Bauteile mit außerhalb der Tragkonstruktion liegenden Dämmschichten aus Holzfaserdämmstoffen können grundsätzlich der GK 0 zugeordnet werden. Dies sind z. B. Aufsparrendämmungen oder raumseitige Zusatzdämmschichten bei Außenwänden.

[08]Schlussbericht „Verbesserung des sommerlichen Wärmeverhaltens von Wohngebäuden durch Holzfaserdämmplatten“, Ingenieurbüro Prof. Dr. Gerd Hauser, 2005-04, Verband Holzfaser Dämmstoffe e.V., Wuppertal
[09]DIN 4108-7: 2011-01, Wärmeschutz und Energie-Einsparung in Gebäuden – Teil 7: Luftdichtheit von Gebäuden – Anforderungen, Planungs- und Ausführungsempfehlungen sowie -beispiele
[10]Informationsdienst Holz – Grundlagen des Schallschutzes, holzbau handbuch Reihe 3, Teil 2, Folge 2
[11]PAVATEX GmbH, Prüfbericht LSW-Rosenheim Nr. 980316.T1
[12]PAVATEX GmbH, Prüfbericht LSW-Rosenheim Nr. 971124.T5
[13]PAVATEX SA, Prüfbericht LSW-Rosenheim Nr. 020806.X44-04
[14]GUTEX GmbH & Co. KG, Prüfbericht LSW Rosenheim Nr. 020121.T107
[15]PAVATEX SA, Prüfbericht LSW-Rosenheim Nr. 020806.X44-09
[16]DIN 4109-33:2016-07 Schallschutz im Hochbau – Teil 33: Daten für die rechnerischen Nachweise des Schallschutzes (Bauteilkatalog) – Holz-, Leicht- und Trockenbau
[17]Informationsdienst Holz – Grundlagen des Brandschutzes, holzbau handbuch Reihe 3, Teil 4, Folge 1
[18]DIN 4102-1:1998-05, Brandverhalten von Baustoffen – Begriffe, Anforderungen, Prüfungen
[19]DIN EN 13501-1:2010-01, Klassifizierung von Bauprodukten und Bauarten zu ihrem Brandverhalten – Klassifizierung von Bauprodukten
[20]Holzforschung Austria, Forschungsvorhaben 804949:2003-03
[21]DIN 68800-2:2012-02, Holzschutz: Vorbeugende bauliche Maßnahmen im Hochbau