Bauphysikalische Eigenschaften von Holzhäusern

Der moderne Holzhausbau erfüllt problemlos die gestiegenen bauphysikalischen Anforderungen des Wärme-, Feuchte- und Schallschutzes sowie des Brand- und Holzschutzes. Der Vorteil der Holzbauweise ist der vielschichtige Aufbau von Dach, Decken und Wänden. Durch intelligente Anordnung der Schichten werden die Ausführungen exakt auf die erforderlichen oder gewünschten Anforderungen abgestimmt. Im Folgenden finden Sie die wichtigsten Merkmale unserer Holzhäuser hinsichtlich bauphysikalischer Anforderungen:


Brandschutz

Zweck des Brandschutzes ist neben dem Schutz von Leben und Gesundheit auch der Erhalt von Sachwerten sowie Umweltschutzaspekte. Die dafür getroffenen Brandschutz maßnahmen sollen der Entstehung eines Brandes sowie der Ausbreitung von Feuer und Rauch entgegenwirken und die Rettung von Menschen und Tieren sowie wirksame Löscharbeiten ermöglichen.

Auch hier zeigt sich, dass Holz ein geeigneter Baustoff ist, da es von Natur aus ein sehr günstiges Brandverhalten zeigt: Bei größeren Oberflächen oder einseitigen Brandangriffen entzündet sich Holz nur schlecht und die Temperatur im Kern bleibt sehr lange konstant. Dadurch bleibt die Standfestigkeit einer brennenden Holzkonstruktion sehr lange erhalten.

Die maximale Anforderung an die tragenden Bauteile eines Ein- oder Zweifamilien hauses ist normalerweise F 30-B (feuerhemmend), wobei die tragende Konstruktion aus brennbaren Materialien, also z. B. Holz, bestehen darf. Höhere Brandschutzanforderungen müssen lediglich Gebäudetrenn- oder -abschlusswände erfüllen.

Im Holzbau sorgt die richtige Kombination der Bauteilschichten dafür, dass sowohl die Anforderungen an die Baustoffe (brennbar/nicht brennbar), als auch an den Feuerwiderstand der Bauteile erfüllt werden. Bei den tragenden Wandelementen müssen dafür meist nicht einmal besondere Maßnahmen getroffen werden, da sie wegen ihrer beidseitigen Beplankung mit Gipsbau- und Holzwerkstoffplatten sowie der Hohlraumfüllung aus Dämmmaterial die Brandschutzvorgaben F 30-B ohnehin schon erfüllen.
Anhand zusätzlicher Beplankungen aus Gipskartonfeuerschutz- der Gipsfaserplatten können auch für Gebäudetrennwände sowohl von Ein- und Zweifamilienhäusern aber auch von mehrgeschossigen Gebäuden problemlos ausreichende Feuerwiderstände erreicht werden.
Sichtbar eingesetzte Holzbauteile, die zugleich auch statisch von Bedeutung sind, können durch die Wahl eines größeren Querschnittes die Brandschutzanforderungen erfüllen.

Begriffsklärung Brandschutz
Der Brandschutz wird im wesentlichen durch Anforderungen an die Brennbarkeit der verwendeten Baustoffe sowie der Feuerwiderstandsdauer der Bauteile sichergestellt. Für die Brandschutzbewertung eines Gebäudes ist neben der Standfestigkeit auch das Brandverhalten der Gesamtkonstruktion und ihrer Einzelteile entscheidend. Sie wird geregelt durch die DIN 4102 Brandschutz im Holzbau. Die Brennbarkeit ist eine Baustoffeigenschaft. Vollholz und Holzwerkstoffe werden in die Brennbarkeitsklasse B2 (normal entflammbar) eingestuft. Der Feuerwiderstand ist eine Bauteileigenschaft. Er bezeichnet die Zahl der Minuten (z. B. F 30 = Feuerwiderstand 30 Minuten), die das Bauteil unter Vollbrand mindestens tragfähig bleibt.
Zusammenfassung Brandschutz
  • Hohe Standfestigkeit durch brandhemmende Bauweise tragender Teile (mind. F 30-B).
  • Verminderte Gefahr von Hohlraumbränden durch vollgedämmte Konstruktion.
  • Verminderte Brandgasausbreitung durch luftdichte Ausführung der Konstruktion.
  • Überwiegend nicht brennbare Oberflächen der Wände durch kombination mit Brandschutzplatten, wie z. B. zugelassene Gipskartonplatten.
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Wärmeschutz

Warme Luft kann durch Außenwände und Dächer entweichen. Durch einen optimalen Wärmeschutz kann dieser Wärmeverlust minimiert werden. Dadurch sparen Sie Heizkosten und schonen gleichzeitig Umwelt und Energieressourcen. Darüber hinaus ist eine möglichst gute Wärmedämmung äußerst wichtig für Behaglichkeit und Wohnkomfort - und zwar nicht nur während der Wintermonate, sondern auch für den Schutz vor Hitze im Sommer.



Im modernen Holzhausbau werden deshalb hochwertige Dämmstoffe zwischen die Hölzer eingebracht und zusätzlich mit weiteren Dämmmaterialien an den Innen- und Außenseiten der Bauteile ergänzt. So sind die Bauteile hervorragend gedämmt, bleiben aber dennoch schlank und leicht. Ein effektiver Feuchteschutz von innen und außen sorgt zugleich dafür, dass die Dämmung trocken und zugleich leistungsfähig bleibt.
Zur Abdichtung von Fugen, über die ebenfalls Wärme entweichen könnte, stehen speziell für den Holzbau konzipierte Abdichtungsmaterialien zur Verfügung. Die Dichtigkeit des Gebäudes wird nach Fertigstellung durch den so genannten Blower-Door-Test überprüft.

Zusätzlich ist auch der entscheidende Vorteil des Baustoffes Holz zu nennen: Aufgrund seiner niedrigen Wärmeleitfähigkeit ist die Wärmebrückenwirkung von Holzbauteilen ausgesprochen gering. Zudem werden Wärmebrücken beim Holzbau überdämmt (z. B. durch eine zweite Dämmschicht, die innen- oder außenseitig über den Holzständer läuft); so werden Wärmebrücken weitgehend vermieden.

Begriffsklärung Wärmeschutz
Die Wärmeleitfähigkeit ist das Maß für die Dämmeigenschaft des Baustoffes. Je kleiner die Wärmeleitfähigkeit ist, umso besser dämmt der Baustoff. Die Baustoffe werden entsprechend ihrer Wärmeleitfähigkeit in so genannte Wärmeleitgruppen (WLG) eingeteilt. Was für den einzelnen Baustoff die Wärmeleitfähigkeit ist, ist der U-Wert (früher k-Wert) für das gesamte Bauteil.
Als U-Wert bezeichnet man den Wärmedurchgangskoeffizienten, er wird hauptsächlich entsprechend der DIN 4108 Teil 4 angegeben. Je höher die Dämmeigenschaft eines Bauteils ist, desto geringer ist der U-Wert.
Er gibt diejenige Wärmemenge in Watt an, die bei einer Differenz von 1°C zwischen Innen- und Außentemperatur in einer Stunde durch einen Quadratmeter Bauteilfläche entweicht. Auch für diesen Wert gilt: Je kleiner er ist, desto besser ist die Dämmwirkung.
Als Wärmebrücke bezeichnet man Bereiche, über die mehr Wärme entweicht, als über die übrige Bauteilfläche. Man unterscheidet zwischen stoffbedingten Wärmebrücken, die dann entstehen, wenn ein Bauteil, das die Wärme gut leitet, ein Außenbauteil durchdringt (z. B. ein Rolladenkasten), und geometrischen Wärmebrücken, die dann vorliegen, wenn die kalte Außenfläche eines Bauteils größer ist als die Fläche zum beheizten Innenraum (z. B. bei einer Außenecke).
Die Wärmeleitfähigkeit verschiedener Materialien
  • Dämmstoff, WLG 040: 0,040 W/(mK)
  • Nadelholz: 0,130 W/(mk)
  • Normalbeton: 2,100 W/(mK)
  • Stahl: 60,000 W/(mK)
  • Aluminium: 200,000 W/(mK)

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Feuchteschutz

Ein grundlegender Vorteil für die Dämmwirkung beim Holzhausbau ist die trockene Bauweise, durch die nur sehr geringe Mengen an Feuchtigkeit in das Bauwerk eingebracht werden. Und die verschiedenen Funktionsschichten der Wand- und Dachbauteile sorgen dafür, dass die Bauteile dauerhaft trocken bleiben:
Wand- und Dachbauteile werden von außen feuchteabweisend und winddicht ausgeführt, damit keine Feuchtigkeit in die Dämmung gedrückt werden kann. Zudem kann die kalte Außenluft nicht durch den Dämmstoff strömen und ihn dadurch abkühlen. Von der Innenseite her werden die Bauteile so abgedichtet, dass keine feuchte Raumluft in das Bauteil eindringen, dort auskühlen und kondensieren kann.
Durch konstruktive Maßnahmen kann das Haus auch gegen Niederschläge geschützt werden:
Dacheindeckung, angemessene Dachüberstände und eine schlagregendichte Fassade stellen den Wetterschutz sicher. Der ausreichende Tauwasserschutz wird durch die gute Dämmwirkung von Holzhäusern und das daraus resultierende hohe Temperaturniveau auf der Bauteiloberfläche gewährleistet.

Begriffsklärung Feuchteschutz Zu beiden Seiten eines Außenbauteils herrschen normalerweise unterschiedliche Temperaturen. Besonders groß ist dieser Unterschied während der Heizperiode im Winter. Dabei kann die wärmere Raumluft deutlich mehr Wasser binden. Dieser in der Raumluft enthaltene Wasserdampf hat das Bestreben, von der warmen zur kalten Seite, also von innen nach außen zu wandern. Gelangt diese feuchte Luft in das Bauteil, so kühlt sie dort ab und der Wasserdampf kondensiert. Dies kann zu einer erheblichen Durchfeuchtung des Bauteils führen. Wandert der Wasserdampf auf diese Weise durch Baustoffe hindurch, spricht man von Diffusion. Um die Diffusion so weit wie möglich zu verhindern, werden entsprechende Funktionsschichten ("Dampfbremsen") in das Bauteil eingebaut und der Wasserdampf gezielt "gebremst", d. h. gesteuert. In unseren Breiten gilt zum Schutz vor Diffusionsfeuchte folgende Regel: Die Schichten eines Bauteils müssen innen dichter sein als außen, damit mehr Wasserdampf nach außen abgegeben wird als von innen nachkommt. Von Konvektion spricht man, wenn die mit Wasserdampf angereicherte Raumluft die Konstruktion ungehindert durch Öffnungen, wie z. B. Fugen oder Löcher in der Dampfbremse, durchströmen kann. Der Feuchteeintrag durch Konvektion ist um ein Hundert- bis Tausendfaches höher als durch Diffusion. Aus diesem Grund werden nicht nur im Holzhausbau Außenbauteile wie Außenwände und Dächer von innen her luftdicht gemacht.
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Schallschutz

Schallschutz hat für die Wohn- und Lebensqualität eine zunehmende Bedeutung. Sinn von Schallschutzanforderungen ist es, die Bewohner vor unzumutbaren Belästigungen durch Geräusche aus der Umwelt (Immissionsschutz), innerhalb eines Gebäudes (z. B. zwischen verschiedenen Wohn- und Arbeitsbereichen) sowie aus dem Gebäude heraus (Emissionsschutz) zu bewahren.

Ausschlaggebend für Schallschutz ist im modernen Holzhaus nicht die Masse, sondern das Konzept der Bauteile. Anders als der konventionelle Massivbau nutzt der Holzbau vor allem das Prinzip der Mehrschaligkeit für die Erfüllung der Schallschutzanforderungen und spart damit viel Gewicht. Sobald man nämlich Schalen von einander trennt, ist die unmittelbare Schallübertragung unterbrochen. Wichtig ist dabei die Entkoppelung der Schalen untereinander. Dies kann z. B. bei Unterdecken durch so genannte Federschienen geschehen. Wird der Hohlraum zwischen den Schalen mit Dämmstoff gefüllt, leistet man gleichzeitig einen Beitrag zum Wärmeschutz des Gebäudes.
Ohne Mehraufwendungen werden mit den heute üblichen Aufbauten von Dach-, Wand- und Deckenbauteilen die Anforderungen des Schallschutzes erfüllt. Mit nur wenigen Modifikationen (z. B. zusätzliche entkoppelte Schalen) kann mit Häusern in Holzrahmenbauweise auch bei erhöhtem Außenlärmpegel, wie an stark befahrenen Straßen oder im Bereich von Einflugschneisen, ein einwandfreier Schallschutz erzielt werden.

Begriffsklärung Schallschutz Die für den Schallschutz maßgebliche Größe ist der Schallpegel, angegeben in Dezibel (dB). Er ist ein Maßstab dafür, mit welcher Lautstärke der vorhandene Schall wahrgenommen wird. Eine Zu- oder Abnahme des Schallpegels um 3 dB wird vom menschlichen Ohr in der Regel wahrgenommen. erhöht sich der Schallpegel um 10 dB wird dies als Verdoppelung der Lautstärke empfunden.
Beim Schallschutz wird in zwei unterschiedliche Dämmeigenschaften der Bauteile unterschieden: den Luftschallschutz und den Körperschallschutz.
Die Luftschalldämmung gibt an, wie gut das Bauteil den Lärm zwischen der Lärmquelle (z. B. Stimmen, Musik) und dem benachbarten Raum dämmt. Je größer das Schalldämmmaß, umso besser ist die dämpfende Eigenschaft des Bauteils. Körperschall- / Trittschallschutz:
Decken, Wände und Treppen werden z. B. durch Begehen, Haushaltsgeräte (Waschmaschine) oder Aufprallgeräusche zum Schwingen gebracht und geben die Schwingungen an die Luft der benachbarten Räume weiter. Dieser so genannte Körperschall wird hauptsächlich in Form des Trittschalls relevant. Die kennzeichnende Größe hierfür ist der bewertete Norm-Trittschallpegel. Eine Deckenkonstruktion ist umso besser, je kleiner der Trittschallpegel ist.
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Holzschutz

Holz ist langlebig - entscheidende Voraussetzung hierfür sind baulich-konstruktive Maßnahmen, die das Holz vorbeugend vor einem Pilz- oder Insektenbefall sowie einer Schädigung durch Feuchte schützen. Ergänzungen durch chemischen Holzschutz sind nur dort vonnöten, wo die Möglichkeiten der baulichen Maßnahmen ausgeschöpft sind.

Grundsätzlich werden für den Bau Ihres Hauses nur trockenes Holz und trockene Holzwerkstoffe verwendet - das ist die entscheidende Grundlage für Holzschutz. Baulich-konstruktive Schutzmaßnahmen sorgen dafür, dass das Holz auch so trocken bleibt, damit kein Befall durch Holz zerstörende Pilze auftreten kann. Dabei werden folgende Feuchtequellen berücksichtigt:


  • Niederschläge und Spritzwasser
  • nutzungsbedingte Feuchte (kochen, duschen, Atmung)
  • Tauwasser
  • aufsteigende Feuchte aus angrenzenden Bauteilen

Baulich-konstruktive Maßnahmen zum Schutz vor Niederschlägen sind beispielsweise:


  • ausreichender Spritzwasser- und Schlagregenschutz durch angemessene Dachüberstände
  • ein ausreichender Abstand der Holzbauteile zur Geländeoberfläche
  • die Abdeckung von Hirnholzflächen
  • ein schneller Wasserablauf von Bauteiloberflächen
  • die Vermeidung horizontaler ungeschützter Flächen

Der Befall durch Insekten ist beim modernen Holzhausbau eher unwahrscheinlich. Vorbeugend können nicht sichtbare Hölzer insektendicht umkleidet werden. Alternativ reicht bei sichtbaren Bauteilen die Kontrollierbarkeit der Hölzer, durch die ein Insektenbefall im Frühstadium erkannt werden kann.

Im Holzhausbau können fast alle Holzbauteile konstruktiv geschützt werden. Reichen baulich-konstruktive Maßnahmen nicht aus, kann auch durch die Wahl eines anderen einheimischen Holzes mit höherer natürlicher Dauerhaftgkeit der entsprechende Schutz erreicht werden.
Chemische Holzschutzmittel für tragende oder aussteifende Bauteile werden erst dann eingesetzt, wenn baulich-konstruktive Maßnahmen nicht mehr greifen oder kein dauerhafteres Holz verwendet werden kann. Auch in diesem Fall finden nur zugelassene Schutzmittel Anwendung, die mit dem richtigen Verfahren und in der richtigen Menge in die Hölzer eingebracht werden. "Imprägnierte" Hölzer sind baurechtlich keineswegs stets gefordert, im Gegenteil: Holzschutz hat primär konstruktiv zu erfolgen und kann, falls erforderlich, durch vorbeugende chemische Schutzmaßnahmen ergänzt werden.

Beanspruchung des Holzes Gefährdungsklasse gemäß DIN 68800-2 keine chemische Behandlung bei Verwendung von
ausreichender konstruktiver Holzschutz vorhanden 0 Nadelhölzern wie Fichte, Tanne, Lärche
vorübergehende Befeuchtung 2 Farbkernholz von Douglasie, Lärche
Holz ist der Witterung ausgesetzt, kein Erdkontakt 3 Eiche, Robinie
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