Forschungsprojekt - Leichte Vorhangfassaden aus Holz - Konstruktionsgrundlagen für eine definierte Feuchteabfuhr

 


Ausgangssituation

Fassaden als transparente Außenwände müssen neben Gestaltung und Ausführung auch statische und bauphysikalische Anforderungen auf nur wenigen Zentimetern Bautiefe erfüllen. Wirtschaftlichkeit und Energieeinsparung erfordern ständige Weiterentwicklung, ohne dabei Funktion und Lebensdauer der Produkte zu gefährden. Fragen hinsichtlich des Verhaltens bei Feuchtebeanspruchung sind insbesondere bei Fassaden mit tragender Holzgrundkonstruktion zu beantworten.

Zielsetzung

Fassadenkonstruktionen sind hohen thermischen und mechanischen Belastungen ausgesetzt. Die äußere Dichtebene kann bei Schlagregenbelastung einen Wassereintritt in den Glasfalz in der Regel nicht vollständig verhindern. Ziel ist daher, die eindringende Menge so gering wie möglich zu halten, die unvermeidliche Restmenge gezielt nach außen abzuführen und eine rasche Abtrocknung zu ermöglichen. Hierzu sollen Ursachen erkannt und Empfehlungen zur Glasfalzausbildung und erforderlichen Druckausgleichsöffnungen erarbeitet werden. Der Schwerpunkt der vorliegenden Untersuchung liegt auf dem Feuchteverhalten des Glasfalzraumes und auf dem Einfluss der Diffusion auf die Holzfeuchte.

Vorgehensweise

Um den Einfluss unterschiedlicher Pfosten-Riegel-Konstruktionen und Ausführungsdetails auf das Feuchteverhalten zu untersuchen, wurden an der Hochschule Rosenheim Versuche an Testelementen unterschiedlicher Konstruktionen durchgeführt.

System A: (Standardsystem) diffusionsdicht, Al-Grundprofil mit Schraubkanal, Falzraumdämmung, Systemdichtungen

System B: diffusionsdicht: Flächige Glasdichtung raumseitig, offener Falzraum, Holzverschraubung

System C: diffusionsoffen getrennte Glasdichtung raumseitig, offener Falzraum, Holzverschraubung

Zur Absicherung der Ergebnisse wurde außerdem ein größerer Fassadenausschnitt an der Versuchshalle des ift Rosenheim installiert.

Ergebnisse

Mit Hilfe der Testelemente wurde die Auswirkung verschiedener Konstruktionsdetails überprüft. Der Riegelglasfalz wurde künstlich befeuchtet und die Entwicklung von Temperatur und Luftfeuchte im Falzraum bei natürlichem Außenklima kontinuierlich erfasst. Die wesentlichen Ergebnisse sind:
  • Sonneneinstrahlung führt durch Erwärmung sehr schnell zu einem Anstieg des Dampfdrucks.
  • In den Pfosten führt die thermisch induzierte Strömung den Wasserdampf effektiv ab. In den horizontalen Riegeln fehlt dieser Antrieb; Wasserdampf wird wenig effizient abgeführt.
  • Einbauten zur Verbesserung der Wärmedämmung oder zur kontrollierten Wasserführung erhöhen den Dampfdruck im Riegel.
  • Der höchste Dampfdruck entsteht in Riegelmitte. Druckausgleichsöffnungen verringern den Dampfdruck insgesamt und deutlich in einem Bereich von ca. 20 cm um die Öffnung.
  • Die Austrockenzeit hängt von der solaren Einstrahlung ab und liegt im Bereich von Tagen.
  • Die Austrockenzeit wird durch freie Falzräume begünstigt.

Mit Hilfe der Testfassaden wurde das Verhalten der drei Fassadensysteme unter natürlicher Bewitterung praxisnah analog zu den Musterelementen untersucht. Die wesentlichen Ergebnisse sind:
  • Die an den Testelementen erhaltenen Ergebnisse wurden im Grundsatz bestätigt.
  • Der mittlere Dampfdruck im Glasfalz ist in den Sommermonaten im Vergleich zum den Wintermonaten doppelt so groß.
  • Der maximale Dampfdruck (Jan. bis Nov 2007) ist bei den Systemen B und C ähnlich, bei System A doppelt so groß.
  • Die Gesamtfeuchtebelastung (Jan. bis Nov 2007) ist bei den Systemen B und C ähnlich, bei System A um ca. 15 % höher.

Thermisch optimierte Rahmenkonstruktionen verzögern die Austrocknung von eingedrungenem Schlagregen und führen kurzzeitig zu einem deutlich höheren Dampfdruck in den Riegeln. Die Gesamtfeuchtebelastung ist im Vergleich zu einfachen Systemen um ca. 15 % größer. Eine mögliche Gegenmaßnahme sind zusätzliche Öffnungen zum Druckausgleich in den Riegeln.

Die an der Testfassade ermittelte Holzfeuchte der Tragkonstruktion ist durchweg unkritisch. Das teilweise aufgrund theoretischer Überlegungen abgeleitete Risiko der Durchfeuchtung bei diffusionsdichten Systemen konnte nicht bestätigt werden.

Projektinformationen


Projektleiter:
Prof. Dr. Franz Feldmeier (Hochschule Rosenheim)

Projektmitarbeiter:
Dipl.-Ing. (FH) Timo Skora
Dipl.-Ing. Florian Nöske
Dipl.-Ing. Ludger Wallersheim

Projektlaufzeit:
10/2005 bis 03/2008

Förderstellen

Forschungspartner