Luftdurchlässigkeit Von Osb-platten

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Wärmeschutz – 48 – 5/2015 Luftdurchlässigkeit von OSB-Platten Viel Wirbel oder ein echtes Problem?! In letzter Zeit haben sich Kommentare gehäuft, dass OSBPlatten nicht luftdicht sind. Es werden Messungen zitiert, die belegen, dass die Luftdurchlässigkeit von OSB-Platten sehr unterschiedlich sein kann. Es wird plötzlich in Frage gestellt, ob OSB-Platten als luftdichte Ebene geeignet sind und ob es auf Grund der Undichtheit zu Feuchteschäden kommt. Solche Aussagen verunsichern Planer und Ausführende gleichermaßen. Der Artikel soll dazu beitragen, etwas Struktur in die Diskussion zu bringen. Fangen wir vorne an Die Anforderungen an die Luftdichtheit eines Gebäudes sind im Wesentlichen aus energetischen Gründen abgeleitet worden (u.a. [Zeller et.al. 1995]). Es geht um die Reduzierung der Wärmeverluste und das Funktionieren der Lüftungsanlage. Daher sind die Anforderungen auch in der Energieeinsparverordnung verankert. Ausführliche Erläuterungen dazu finden sich in Heft 4/2011 (Anforderungen an die Luftdichtheit) und 6/2014 (condetti BASICS zur Luftdichtheit). Die Qualität der Luftdichtheit eines Gebäudes wird mittels BlowerDoor- Prüfung über die Luftwechselrate (n50) (Begriffe siehe Infokasten) bewertet. Der Leckagestrom (V50) setzt sich aus den Undichtheiten in der Fläche, den Bauteilfugen, den Rissen etc. zusammen. In der Regel wird davon ausge- q50-Wert [m3/(h m2)] Autor: Daniel Kehl, Büro für Holzbau und Bauphysik, Leipzig Abb. 1: Gemessene Luftdurchlässigkeiten (q50) von OSB-Platten [PHI 2014]. Der anzustrebende Zielwert (q50, Ziel ” 0,1 m³/m²h) dient als Richtgröße für Gebäude mit Lüftungsanlagen und stammt aus [Zeller et.al. 1995] INFOKASTEN Da es immer wieder Unklarheiten über die Begrifflichkeiten gibt und diese teils unterschiedlich genutzt werden, werden sie in diesem Beitrag wie folgt verwendet: Leckagestrom (V50): Bei der Luftdichtheitsmessung eines Gebäudes wird mittels Gebläse ein Über- und Unterdruck im Gebäude erzeugt. Der Volumenstrom (m3), der dabei durch die Fläche, Fugen, Risse etc. pro Stunde (h) strömt, wird als Leckagestrom bezeichnet. Dieser hängt von der Druckdifferenz ab, bei der gemessen wird. Oftmals wird der Leckagestrom bei einer Druckdifferenz von 50 Pascal (V50) in m³/h angegeben. Luftdurchlässigkeit (q50): Die Luftdurchlässigkeit einer Schicht oder eines Bauteils beschreibt, wie viel m³ Luft durch 1 m2 Fläche und pro Stunde h bei einer bestimmten Druckdifferenz strömt. Die Luftdurchlässigkeit bezieht sich in der Regel auf eine Druckdifferenz von 50 Pa. Die Einheit von q50 ist m³/(m²·h). Bei einem Gebäude bezieht sich die Luftdurchlässigkeit auf die Gebäudehüllfläche; ist also eine Qualitätsanforderung an die Hülle. Luftwechselrate (n50): Bezieht man den Leckagestrom (V50 in m³/h) auf das Gebäudevolumen (Innenmaß) (m3) erhält man die Luftwechselrate (m3/(h·m3) oder eben 1/h). Sie drückt aus, wie oft das Luftvolumen des Gebäudes bei 50 Pa Druckunterschied innerhalb von einer Stunde ausgetauscht wird. Sie darf aber nicht mit der Luftwechselrate bei der Energiebilanzierung verwechselt werden. Luftdichtheit: Die Luftdichtheit eines Gebäudes beschreibt qualitativ, was die anderen Begriffe technisch quantifizieren. gangen, dass die Materialien in der Fläche weitestgehend luftundurchlässig sind. Damit dies so ist, sollte deren Luftdurchlässigkeit (q50) möglichst gering sein. Wärmeschutz 5/2015 Zielwert nicht gleich Grenzwert Bereits von den Pionieren der Luftdichtheit in Deutschland, zu denen auch der Stammautor dieser Zeitschrift Robert Borsch-Laaks zählt, wurde bereits vor 20 Jahren ein Zielwert für die Luftdurchlässigkeit in der Fläche beschrieben: „Da in diesem Wert (Anm. d. Autors: q50 = 1 m3/ m2h) auch Nebenwege durch Anschlußfugen etc. enthalten sind, sollte die Anforderung an Materialdichtigkeit um eine Größenordnung niedriger liegen, also kleiner 0,1 m³/ (m²h).“ [Zeller et.al. 1995] Diese physikalische Grobabschätzung ist ein angestrebtes Ziel und kein Grenzwert. Was eine Überschreitung dieses Richtwertes bedeutet, lässt sich mit bewährten Methoden kalkulieren. Die Wissenschaft hat festgestellt … Heute ist es im handwerklichen Holzrahmenbau üblich, dass die innere aussteifenende Beplankung der Bauteile aus OSB-Platten besteht. Diese übernimmt neben der statischen Funktion auch bauphysikalische Aufgaben, d.h. sie dient als Dampfbremse und meist auch als luftdichte Ebene. Nun wurde im Rahmen eines Forschungsprojektes vom Passivhaus-Institut die Luftdurchlässigkeit von OSB-Platten gemessen [PHI 2014] und festgestellt, dass deren Luftdurchlässigkeit große Unterschiede aufweist. Hintergrund für die Messungen des PHI war, dass bei Luftdichtheitsmessungen an Gebäuden, die keine offensichtlichen Leckagen mehr aufwiesen, Luftwechselraten von annährend 0,6 h-1 gemessen wurden. Dies ist für erfolgsverwöhnte Holzbauer, die normalerweise n50-Werte unter 0,4 h-1 erreichen, ein enttäuschendes Ergebnis! Als Ursache wurde eine gewisse Luftdurchlässigkeit der OSBPlatten ausgemacht. Beim Passivhaus-Institut wurden daher die Luftdurch- lässigkeiten der OSB-Platten verschiedener Hersteller und Dicken gemessen. (siehe Abbildung 1). Auswirkungen auf die Gesamtdichtheit Nun sieht es an dieser Stelle zunächst erschreckend aus, weil der Zielwert von nahezu allen Proben und bei einigen um das Mehrfache überschritten wird. Um zu verdeutlichen, was dies für eine Auswirkung auf die Gesamtdichtheit eines Gebäudes hat, wurde die Veränderung für ein Beispielgebäude berechnet. Das gewählte Einfamilienhaus hat ein Innenvolumen von 454 m³ und eine Hüllfläche von 364 m². Dies ergibt ein A/V-Verhältnis von knapp über 0.8. Geht man von einer üblichen Betonbodenplatte, einem Dach mit Dampfbremse und 20 % Fensterflächenanteil aus, ist 45 % der Hüllfläche mit OSB-Platte beplankt (161 m²). Bei einer hohen Luftdurchlässigkeit der OSB von q50 = 0,5 m³/m²h ergibt sich für das Beispielhaus eine Luftwechselrate von n50 = 0,18 h-1. Um die Anforderung an ein Passivhaus (n50 ” 0,6 h-1) zu erreichen, geht folglich 30 % des Leckagestroms über die Platten weg (siehe Tabelle 1). Wenn man bedenkt, dass alle Fensterfugen, Anschlüsse etc. auch noch zur Undichtheit beitragen, muss alles schon sehr gut passen, damit die Anforderung erfüllt wird. Kommen andere Platten mit geringeren Luftdurchlässigkeiten zum Einsatz bspw. q50 = 0,3 m3/m3h (ergibt n50 von 0,11 h-1) und baut man nicht nach Passivhaus- sondern nach KfW 55 Standard (Anforderung: n50 ” 1,5 h-1) dann ist der Anteil an der gesamten Luftdurchlässigkeit nur noch 7 %. Auch die absolute Größe sollte man nicht aus dem Auge verlieren. Eine Änderung des n50-Wertes um 0,10 h-1 erhöht den unkontrollierten Luftaustausch durch In- und Exfiltration (ninf) um nur 0,007 h-1 (mittlere WISA -SPRUCE Verbindliche Höchstleistung ® Feinjährige nordische Fichte aus nachhaltig bewirtschafteten Wäldern verleiht WISA-Spruce seine ausgezeichneten statischen Materialkennwerte und Dimensionsstabilität. 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Anforderung an die Luftdurchlässigkeit der Gebäudehülle der OSB-Platte q50 in [m3/m2h] Luftdurchlässigkeit Einfluss der OSB auf n50 Passivhaus Institut n50 < 0,6 h-1 DIN 4108-7 Empfehlung n50 < 1,0 h-1 n50 < 1,5 h EnEV -1 n50 < 1,0 h-1 0,5 0,18 30% 18% 12% 6% 0,3 0,11 18% 11% 17% 4% 0,1 0,04 16% 14% 12% 1% Die Werte beziehen sich auf ein Gebäude: Hüllfläche 364 m2 (OSB: 161 m2) / 454 m3 Volumen (innen) / 145 m3 Wohnfläche Der Einfluss des Anteils auf die Luftwechselrate der Gebäudehülle ist: hoch mittel niedrig Infokasten II Die DIN EN 832: 2003 ermöglicht eine Abschätzung des Energiebedarfs auf Grundlage der geprüften Luftdurchlässigkeit n50. Dieser hängt zusätzlich von der sogenannten Abschirmklasse und der Anzahl der windexponierten Fassaden ab. Der Wert der Abschirmklasse schwankt zwischen 0,01 (besonders windgeschützte Lage und eine windexponierte Fassade) und 0,1 (ohne Windabschirmung und mehrere windexponierte Fassaden). Bei üblicher umgebender Bebauung und mehreren windexponierten Fassaden beträgt der Abschirmkoeffizient e = 0,07. Um nun den zusätzlichen Energiebedarf in kWh zu ermitteln, kann man folgende Berechnung durchführen: QV = n50 · e · V · 0,34 · 84 QV = Lüftungswärmeverlust [kWh] n50 = Luftdruchlässigkeit bei 50 Pa Druckdifferenz [1/h] e = Abschirmkoeffizient aus EN 832 [-] V = Gebäudevolumen [m3] 0,34 = wirksame Wärmespeicherfähigkeit der Luft [Wh/(m³K)] 84 = Heizgradtagzahl [kKh] Abschirmklasse nach EN 832:2003). Dies entspricht (bezogen auf das Beispielgebäude) einem zusätzlichen Lüftungswärmeverlust von ganzen 90 kWh pro Jahr (= 9 l Heizöl pro Jahr) bzw. 0,6 kWh pro m2 Wohnfläche. Wer nun glaubt, sich bei Verwendung besserer Platten bei den Anschlüssen nicht mehr so viel Mühe geben zu müssen, kann allerdings schnell Schiffbruch erleiden. Es bleibt dabei: Die Luftdichtheit ist zu planen und ordentlich auszuführen. Die Berechnungen sollen nur darlegen, dass man bei besseren Plattenqualitäten das Ziel einer guten Gebäudedichtheit einfacher erreichen kann, aber auch, dass bei der Überschreitung des Zielwertes der Luftdurchlässigkeit der OSBPlatte nicht gleich „die Welt untergeht“. Dies bestätigt auch die Holzbaupraxis. Gute Holzrahmenbaubetriebe, die ein klares Luftdichtheitskonzept auf Basis der inneren OSBBeplankung planen und umsetzen, haben keine Probleme mit den Luftdichtheitsgrenzwerten des PHI. Feuchteprobleme durch „undichtere“ OSB-Platten? Im Zusammenhang mit den unterschiedlichen Plattenqualitäten wird plötzlich das Thema Dampfbremse und Feuchte angeschnitten und man gewinnt den Eindruck, dass „undichte“ Platten ein Feuchteproblem verursachen könnten [Schäfer 2015]. Da der Autor konfus alle Themen durcheinanderwirft und plötzlich Folien erwähnt, könnte man denken, dass man besser damit bauen sollte. Eine Folie würde auch die zusätzliche Feuchtemenge verhindern, die durch die OSB-Platten strömt. Die zusätzliche Feuchtemenge, die je nach Luftdurchlässigkeit der OSB-Platte konvektiv transportiert wird, hängt vom thermischen Auftrieb ab und damit von der Druckdifferenz, die sich entsprechend der Höhe des zusammenhängenden Luftverbundes einstellt. Unter ungünstigsten Randbedingungen (OSB im Dach, Auftrieb über vier Geschosse) macht der konvektive Dampfeintrag in einem ganzen Jahr gerade mal 65 g/m2 aus (siehe Tabelle 2). Dies ist ein verschwindender Bruchteil im Vergleich zu dem, was eine diffusionsoffene Konstruktion (sde ” 0,3 m und sdi • 2 m) an jährlicher Trocknungsreserve (> 2000 g/m²) zu bieten hat. Einblasdämmstoff Zellulose hilft Die bisherigen Betrachtungen sind davon ausgegangen, dass die OSB-Platte die alleinige luftdichte Ebene ausmacht. In der Fläche besteht aber natürlich die Holzbauwand aus mehreren Schichten, die zur Luftdichtheit der Hülle beitragen. Daher sind die Berechnungen aus Tabelle 1 eher theoretischer Natur. So zeigt sich aus Messungen des Forschungsinstituts für Wärmeschutz (FIW München), dass ein Holzbauelement in der Anzeige Anzeige Lohnabbund und Massiv-Holz-Mauer aus Sachsen Tief stapeln - hoch laden! Tele-Sattel und Wechselsystem Typ X-SW Abbundzentrum Dahlen GmbH & Co. KG - Massiv Gewerbestrasse 3 04774 Dahlen Tel.: +49 (0) 34361 - 532 52 Fax: +49 (0) 34361 - 532 53 - Ökologisch, ohne Leim - Gesund und behaglich - Schnell - Direkt vom Hersteller - Freies Bauen Informationen unter +49 9234 9914-0 oder www.auwaerter.com Internet: www.abbund-dahlen.de; E-Mail: [email protected] 5/2015 – 51 – Wärmeschutz Tabelle 2: Jährliche Feuchtemenge (g/m²), die durch eine OSB-Platte in die Konstruktion strömen kann. Randbedingungen: Dach – 40° – Nord – Holzkirchen der OSB-Platte q50 in [m3/m2h] Luftdurchlässigkeit Höhe 6m 12 m 0,5 32 65 0,3 19 39 0,1 17 13 Fläche dichter wird, wenn statt der Mineralfaser eine Zellulosedämmung eingeblasen wird [FIW 2011]. In der Laborprüfung verbesserte sich der q50-Wert von 0,25 m3/m2h auf 0,14 m3/m²h. Damit sinkt der Anteil der Wände an der zulässigen Gesamtdurchlässigkeit (bezogen auf die Dichtheitsanforderungen des PHI) bei dem Beispielgebäude von 15 % auf 8 %. Das Prinzip bleibt: Die OSBPlatte ist die luftdichtende Ebene, deren restliche Luftdurchlässigkeit durch andere Baustoffschichten weiter minimiert wird. Konstruktiver Aspekt Neben der bisher geführten Diskussion soll folgender Hinweis nicht fehlen: Die OSBPlatte hat sich als sehr guter Untergrund für Verklebungen bewährt. Klebebänder können ordentlich angedrückt werden und gewährleisten so eine dauerhafte Luftdichtheit an den Anschlüssen. Bei Verklebungen von Dampfbremsfolien ist dies nicht immer ganz so einfach. Klebebandabrisse, z.B. durch die Schälkräfte bei mechanisch nicht gesicherten Überlappungen, sind ein großes Risiko – auch feuchtetechnisch, vgl. Heft 02-2005 (Haltbarkeit von Verklebungen). Fazit Die OSB-Platte kann heute, wie schon immer, als luftdichte Ebene eingesetzt werden. Wie das Beispiel zeigt, beträgt ihr Anteil an der Luftwechselrate n50 bei normalen Anforderungen an die Luftdichtheit (1,5 und 3,0 h-1) maximal 12 % der Gesamtundichtheit. D.h. für 88 % der Undicht- heiten sind alle Anschlüsse, Fenster, Risse etc. verantwortlich. Da die Anforderungen an das energiesparende Bauen und an die Luftdichtheit in Zukunft steigen werden und die heute gebauten Häuser noch mehrere Generationen stehen, sollte man sich an den erhöhten Anforderungen (n50 = 1,0 und 0,6 h-1) orientieren. Dass der Holzbau dies kann, ist eindrucksvoll in der Projektdatenbank des Passivhaus-Instituts zu sehen [PHI 2015]. Wer hohe Anforderungen erfüllen möchte oder muss, sollte dennoch auf die Plattenqualität achten. Einige Hersteller haben auf die Thematik reagiert und die Luftdurchlässigkeit ihrer Platten messen lassen. Sie bietet Passivhausplanern eine größere Sicherheit. Man sollte aber nicht auf Grund des Themas in Panik verfallen und seine älteren Projekte in Zweifel ziehen. Denn eines ist sicher: Die Luftdurchlässigkeit eingebauten Platten wird sich im Laufe der Zeit nicht vergrößern. 쐽 Literatur [Zeller et.al. 1995] Zeller, J.; Dorschky, S.; Borsch-Laaks, R.; Feist, W.: Luftdichtheit von Gebäuden, erschienen beim Institut Wohnen und Umwelt, Eigenverlag Darmstadt 1995 [FIW 2011] Forschungsinstitut für Wärmeschutz e.V., Prüfbericht D321/11 im Auftrag der Firma Isocell, München, 2011 Die Bässe im Griff! LIGNATUR dämmt mit silence12 tiefe Töne trägt über grosse Spannweiten widersteht Brandeinwirkungen mit Feuerwiderstand REI60 überzeugt das Auge mit sichtbaren Holzoberflächen verwandelt mit Absorbern den Raum in einen Konzertsaal [Peper et.al. 2014] Peper, S.; Bangert, A.; Bastian, Z.; Rupps W.: Einbindung von Holzbalken in die luftdichte Ebene, Forschungsbericht, Eigenverlag, Darmstadt 2014 eignet sich für die MINERGIE-ECO-Bauweise [Schäfer 2915] Schäfer, W.: Dicht oder nicht, Beitrag in der Zeitschrift Bauen mit Holz, Ausgabe 6-2015, Bruder Verlag, Köln, 2015 Interessiert? Rufen Sie uns an: +41 (0)71 535 04 10 [PHI 2015] Datenbank gebauter Passivhäuser, www.passivhausprojekte.de, abgerufen am 10.10.2015 www.lignatur.ch