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Innendämmung bei Holzbalkendecken: Was sagt die WTA

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Fakultät für Bauingenieurwissenschaften
Institut für Hochbau
Fakultät für Architektur
Institut für Bauklimatik
Knauf DämmVision 2013
Perspektive Innendämmung
Innendämmung bei
Holzbalkendecken:
Was sagt die WTA?
Aktueller Forschungsstand
und Bedeutung für die Praxis
Ruisinger, Kautsch, Plagge
TU Graz, TU Dresden
Struktur des Vortrags
1. Einführung
2. Das WTA-”Balkenkopf”-Merkblatt E-8-14
3. Messungen in einem Grazer Testhaus
4. Weitere Aspekte
5. Zusammenfassung
Knauf DämmVision2013
Ruisinger: Innendämmung bei Holzbalkendecken
2
1
Einführung
Innendämmung von Bestandswänden
Bildung von Flüssigwasser („Kondensat“) während der Winter
in diffusionsoffenen Innendämmsystemen

Temperaturverlauf
Wasserdampffluß
0
außen
Knauf DämmVision2013
innen
Ruisinger: Innendämmung bei Holzbalkendecken
3
Einführung
Hygrothermische Situation von Holzbalkenköpfen
bei innen gedämmten Wänden?
außen
Knauf DämmVision2013
innen
Ruisinger: Innendämmung bei Holzbalkendecken
4
2
Problemstellung
Vertragen sich
Innendämmungen
und
Holzbalkendecken?
Knauf DämmVision2013
Ruisinger: Innendämmung bei Holzbalkendecken
5
WTA-Merkblatt E 8-14
WTA*-Merkblatt E 8-14: Balkenköpfe in Außenwänden
Ertüchtigung von Holzbalkendecken nach WTA II (Entwurfsstand 2012)
Bestandsaufnahme:
- Deckenaufbau und Auflagersituation (Freilegen, Endoskopie)
- Bewertung Feuchtebelastung: Schlagregen (DIN 4108-3),
aufsteigende Feuchte, Salze, Kondensat, Nutzung
- Schäden vorhanden?
Schadensursachen:
Schlagregen, Havarie, Regenwasserableitung, Salz, dichte Fassade,
Mauerwerksanker,…
* Wissenschaftlich-Technische Arbeitsgemeinschaft für Bauwerkserhaltung und
Denkmalpflege e.V. (wta.de)
Knauf DämmVision2013
Ruisinger: Innendämmung bei Holzbalkendecken
6
3
WTA-Merkblatt E 8-14
WTA-Merkblatt E 8-14: Balkenköpfe in Außenwänden
Ertüchtigung von Holzbalkendecken nach WTA II (Entwurfsstand 2012)
Bewertung typischer Konstruktionen:
Innendämmung tendenziell kritisch: Kondensat, Austrocknung, …
Kann bei hoher Schlagregenbelastung kein ausreichender
Schlagregenschutz hergestellt werden: geringe Dämmdicke
einsetzen bzw. in Extremfällen auf Innendämmung verzichten!
Hinweise zu Holzschutz und zur konstruktiven Instandsetzung:
- DIN 68800-2: Deckenbalken bei Innendämmung GK 2
- Balken in Auflagertasche ohne Kontakt zum Mauerwerk
- Konvektionshemmende Ausbildung der Auflagertasche
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Ruisinger: Innendämmung bei Holzbalkendecken
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WTA-Merkblatt E 8-14
WTA-Merkblatt E 8-14: Balkenköpfe in Außenwänden
Ertüchtigung von Holzbalkendecken nach WTA II (Entwurfsstand 2012)
Hinweise zu Holzschutz und zur konstruktiven Instands.:
- Durchgehende Dämmebene sinnvoll, aber:
sehr hoher Arbeitsaufwand, beträchtlicher Eingriff
- Bei zu hoher Feuchtebelastung: chem. Holzschutz
- Brandschutz/Schallschutz:
Nicht mit „Raumluft“ (indirekt) umspülter Balkenkopf!
Horizontal
Auswirkung von Wärmedämmmaßnahmen (innen):
- Hygrothermischer Nachweis notwendig
Vertikal
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Ruisinger: Innendämmung bei Holzbalkendecken
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4
Grazer Testhaus
OEKO - ID
Innendämmung bei Bestandsobjekten
Möglichkeiten und Grenzen diffusionsoffener Innendämmsysteme
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Ruisinger: Innendämmung bei Holzbalkendecken
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Grazer Testhaus
Knauf DämmVision2013
Ruisinger: Innendämmung bei Holzbalkendecken
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5
Grazer Testhaus
Testhaus Kindergarten
Schönbrunngasse 30,
Graz
Gedämmte Oberflächen im 1. OG
und Dachgeschoß
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Ruisinger: Innendämmung bei Holzbalkendecken
Grazer Testhaus
Messungen im 1. OG
und DG des
Kindergartens
Schönbrunngasse 30
3.20 m
Messung der Bestandsmaterialien und Dämmsystemkomponenten:
Labor des Instituts für
Bauklimatik (IBK)
der TU Dresden
80mm
Zellulose
120mm Dämmputz
100mm Schilf
80mm Perliteplatte 60mm Holzweichfaserplate
3.80 m
Referenz
balken
(ungedämmt)
Schnitt durch die Decke,
Blick auf gedämmte, nach
Südwesten ausgerichtete Wand
Wärmewiderstand der Innendämmsystem zwischen 1,49 und 1,79 m²·K/W
Knauf DämmVision2013
Ruisinger: Innendämmung bei Holzbalkendecken
12
6
Grazer Testhaus
Messungen im 1. OG
und DG des
Kindergartens
Schönbrunngasse 30
Messpunkte:
Längsund Querschnitt durch
Holzbalkendecken
- Klimate: außen, innen (1. OG & DG)
- Innendämmung
- Luftspalt um Balkenkopf
- Balkenkopf
- Wandoberflächen
Temperatur
Relative Luftfeuchte
Globalstrahlung
Holzfeuchte
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Ruisinger: Innendämmung bei Holzbalkendecken
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Grazer Testhaus
Luftspalt um und Risse in Deckenbalken
Unkontrollierter konvektiver und diffusiver
Feuchte-/Luftstrom durch die Decke in
das Balkenauflager:
Warme und feuchte Raumluft kann
„luftumspülte“ Balkenauflager auffeuchten
„Luftumspülter“ Holzbalken vor Dämmmaßnahme
Knauf DämmVision2013
Ruisinger: Innendämmung bei Holzbalkendecken
14
7
Grazer Testhaus
Luftspalt um und Risse in Deckenbalken
Unkontrollierter konvektiver und diffusiver
Feuchte-/Luftstrom durch die Decke in
das Balkenauflager:
2
,8
,6
Warme und feuchte Raumluft kann
„luftumspülte“ Balkenauflager auffeuchten
,4
,2
„Konvektionshemmdender“ Anschluss der Innendämmung an die
Balken gemäß WTA MB E-8-14:
1
0,8
0,6
- Vorkomprimierte Dichtbänder/
Hanfseile für Luftspalt
- Dichtungsbänder
- (Lehm-)Mörtel/Füller
- Holzdübel
-…
0,4
0,2
0
0
01
02
03
Knauf DämmVision2013
04
05
06
07
08
09
Ruisinger: Innendämmung bei Holzbalkendecken
15
Grazer Testhaus
Luftspalt um und Risse in Deckenbalken
1. & 2. Schritt zur Vermeidung von Konvektion
in Balkenauflager:
- Holzdübel in Risse und
- Putz zum (oberflächlichen) Schließen
des Luftspaltes
Knauf DämmVision2013
3. Schritt: Dichtband im OG
4 . Schritt: Holzleisten zur Befestigung
Ruisinger: Innendämmung bei Holzbalkendecken
16
8
Grazer Testhaus
Outside temperature
Kindergarten OG
Dachgeschoß
Ø - Winter, OG
Ø - Winter, DG
2010
2011
= 22.6°C
= 19.5°C
2011
2012
2012
2013
Relative Luftfeuchte in Räumen und Balkenauflagertaschen
Raumluftfeuchte: Dez 2010-Mär 2011: OG ≈ 20%, DG: 33%
1. OG & DG
Dez 2011-Mär 2012: OG ≈ 34%, DG: 37%
Knauf DämmVision2013
17
Ruisinger: Innendämmung bei Holzbalkendecken
Grazer Testhaus
Lüftung
Knauf DämmVision2013
Ruisinger: Innendämmung bei Holzbalkendecken
vs.
Verdunster
18
9
Grazer Testhaus
Outside temperature
Kindergarten OG
Dachgeschoß
Holzweichfaserplatte
Schilf (abgedichtet)
Schilf (nicht abgedichtet)
Referenzbalken
Relative Luftfeuchte in Räumen und Balkenauflagertaschen
Raumluftfeuchte: Dez 2010-Mär 2011: OG ≈ 20%, DG: 33%
1. OG & DG
Dez 2011-Mär 2012: OG ≈ 34%, DG: 37%
Dez 2012–Mär 2013: OG ≈ 42%, DG: 57%
Knauf DämmVision2013
Ruisinger: Innendämmung bei Holzbalkendecken
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Grazer Testhaus
Outside temperature
Kindergarten OG
Dachgeschoß
Holzweichfaserplatte
Schilf (abgedichtet)
Schilf (nicht abgedichtet)
Referenzbalken
Relative Luftfeuchte in Räumen und Balkenauflagertaschen
Raumluftfeuchte: Dez 2010-Mär 2011: OG ≈ 20%, DG: 33%
1. OG & DG
Dez 2011-Mär 2012: OG ≈ 34%, DG: 37%
Dez 2012–Mär 2013: OG ≈ 42%, DG: 57%
Knauf DämmVision2013
Ruisinger: Innendämmung bei Holzbalkendecken
20
10
Grazer Testhaus
Holzfeuchte an der potentiell „feuchtesten Stelle“
Grenzwert: 20 %HF
Zeiten hoher Feuchte
in der Konstruktion
Zellulose
Perliteplatte
Wärmedämmputz
Holzweichfaserplatte
Schilf (abgedichtet)
Schilf (nicht abgedichtet)
Referenzbalken
Raumluftfeuchte: Dez 2010-Mär 2011: OG ≈ 20%, DG: 33%
1. OG & DG
Dez 2011-Mär 2012: OG ≈ 34%, DG: 37%
Dez 2012–Mär 2013: OG ≈ 42%, DG: 57%
Knauf DämmVision2013
Ruisinger: Innendämmung bei Holzbalkendecken
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Weitere Testhäuser
Weitere Projekte mit Balkenkopfmessungen
Zusammenstellung verschiedener Messprojekte aus der Literatur:
Kehl D, Ruisinger U, Plagge R, Grunewald J: Holzbalkenköpfe bei innen gedämmtem
Mauerwerk - Ursachen der Holzzerstörung und Beurteilung von Holz zerstörenden Pilzen,
Tagungsband 2. Internationaler Innendämmkongress Dresden, TU Dresden, 2013
Knauf DämmVision2013
Ruisinger: Innendämmung bei Holzbalkendecken
22
11
Weitere Aspekte
Balkenzwischenraum dämmen?
Vorteile vollflächiger Dämmung:
- Geringere Wärmeverluste
- Höhere Wandoberflächentemperaturen
(geringere Schimmelgefahr)
- Kontrollierbare Verhältnisse (Luftspalt)
Nachteile vollflächiger Dämmung :
- Niedrigere Temperaturen am
Balkenkopf
höhere Feuchte
- Höherer Aufwand (Deckenöffnung,
Balkenanschlussfugen)
- Langsameres Austrocknen
Knauf DämmVision2013
Ruisinger: Innendämmung bei Holzbalkendecken
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Weitere Aspekte
Balkenzwischenraum dämmen?
Luftschicht
Temperaturausgabe
Holzbalken
Balkenzwischenraum
durchgängig gedämmt
nicht gedämmt
Knauf DämmVision2013
Ruisinger: Innendämmung bei Holzbalkendecken
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12
Weitere Aspekte
Balkenzwischenraum dämmen?
Vergleich einer unsanierten und einer energetisch sanierten Außenwand
Bestandskonstruktion:
- 20 mm Kalkzementputz (= 0.76 W/mK)
- 250 mm Sandstein (= 2.4 W/mK)
- 20 mm Lehmmörtel (= 0.7 W/mK)
- 120 mm Altbauziegel (= 0.78 W/mK)
- 15 mm Kalkputz (= 0.82 W/mK)
Decke:
(von unten
nach oben)
- 50 mm Estrich (= 1,2 W/mK)
- 30 mm Trittschalldämmung (= 0.04 W/mK)
- 25 mm Holz (= 0.13 W/mK)
- 280 mm Luftschicht/Balken (= 1.56/0.13 W/mK)
- 25 mm Gipskarton (= 0.82 W/mK)
Sanierte
Konstruktion:
- 15 mm Ausgleichs-Klebemörtel statt Bestandskalkputz
- 80 mm Dämmmaterial (= 0.045 W/mK)
- 10 mm Kalkputz (= 0.41 W/mK)
Knauf DämmVision2013
Ruisinger: Innendämmung bei Holzbalkendecken
25
Weitere Aspekte
Balkenzwischenraum dämmen?
Ergebnisse der thermischen 3D-Simulationen:
Stationäres Klima:
Tinnen 20°C, Rsi= 0,25 m²K/W
Taußen -5°C, Rse= 0,04 m²K/W
Bestandskonstruktion
ohne Innendämmung
Mitte Stirnholz
0,3°C
Konstruktion mit Innendämmung
Balkenzwischenraum
nicht gedämmt
gedämmt
-2,4°C
-3,5°C
Geringe Unterschiede am Stirnholz
Abwägen: - Welches Dämmsystem, wie dick?
- Zustand Bestandskonstruktion?
-…
Knauf DämmVision2013
Ruisinger: Innendämmung bei Holzbalkendecken
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13
Weitere Aspekte
Schutzmaßnahmen für Holzbalkenköpfe
Schlagregenschutz (DIN 4108-3)
bzw. aufsteigende Feuchte ?
2
- Außenputz ertüchtigen, Anstriche, Neuverfugung (Schutzschicht anbringen)
- Geeignete Hydrophobierung
- Vertikale/horizontale Sperre
- wenn nicht ausreichend herstellbar, gar
nicht bzw. sehr zurückhaltend dämmen
,8
,6
,4
,2
1
Luftspalt um Holzbalkenkopf (DIN 68800)
Sperrschicht unter Holzbalken?
,8
0,8
,6
0,6
- unterbindet kapillaren Kontakt z. Mauerwerk
,4
0,4
Luftspalt mit Dämmstoff ausfüllen?
,2
0,2
0
0
01
02
03
04
05
06
07
08
09
ABER: Wärmebrücke am Auflager!
Knauf DämmVision2013
- nur wenn nicht stark diffusionsbremsend/-sperrend und nicht oder nur
sehr wenig flüssigwasserleitend!
Ruisinger: Innendämmung bei Holzbalkendecken
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Weitere Aspekte
Nachweis von Innendämmungen
Der Wandaufbau mit dem Innendämmsystem muss zwingend (mit
hygrothermischen Berechnungsprogrammen) nachgewiesen werden.
2
,8
,6
,4
Durch den Vergleich verschiedener
Simulationsergebnisse können auch
Rückschlüsse für die Situation am
Balkenkopf getroffen werden
,2
1
0,8
0,6
0,4
0,2
0
0
01
02
03
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04
05
06
07
08
09
Ruisinger: Innendämmung bei Holzbalkendecken
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14
Weitere Aspekte
Nachweis von Innendämmungen
Sanierte
Konstruktion
BestandsKonstruktion
Uunsaniert = 2 W/m²K
20°C / 50%
Ugedämmt = 0,43 W/m²K
20°C / 50%
Temperaturfelder am 15. Januar mit Außenklima Passau (TRY),
(Rotationssymmetrische 3D-Simulationen mit Delphin5)
Knauf DämmVision2013
Ruisinger: Innendämmung bei Holzbalkendecken
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Weitere Aspekte
Nachweis von Innendämmungen
Sanierte
Konstruktion
BestandsKonstruktion
Uunsaniert = 2 W/m²K
20°C / 50%
Ugedämmt = 0,43 W/m²K
20°C / 50%
Felder der relativen Luftfeuchte am 15. Januar mit Außenklima Passau (TRY),
(Rotationssymmetrische 3D-Simulationen mit Delphin5)
Knauf DämmVision2013
Ruisinger: Innendämmung bei Holzbalkendecken
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15
Weitere Aspekte
Vergleich diffusionsoffene und -dichte Innendämmung
Vorteile diffusionsdichter Dämmung:
2
,8
- keine Kondensation von Wasserdampf
aus dem Innenraum
- je nach Dämmsystem preisgünstige
Materialien
,6
,4
,2
Nachteile diffusionsdichter Dämmung :
1
,8
0,8
,6
0,6
,4
0,4
,2
0,2
0
0
01
02
03
04
05
06
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07
08
09
- Schutz vor eindringender Feuchte zwingend
erforderlich (Schlagregen, aufsteigende
Feuchte)
- kein Austrocknungspotential nach innen
- diffusionsdichter, sehr aufwändiger Anschluss
an Wände/Decken/… erforderlich
- geringe Fehlertoleranz
- Raumklima (abh. vom Putzsystem)
Ruisinger: Innendämmung bei Holzbalkendecken
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Weitere Aspekte
Wärmezuführung durch aktive und passive Maßnahmen?
Passive Maßnahmen z.B durch
Wärmeleitbleche oder
unterbrochene Dämmung
2
,8
,6
- kaum positive Auswirkungen
,4
,2
1
Aktive Maßnahmen z.B durch
Heizrohre oder Heizungsbypass?
0,8
0,6
0,4
0,2
0
0
01
02
03
Knauf DämmVision2013
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05
06
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09
- positive Auswirkungen vorhanden,
aber zusätzliche Wärmeverluste
- erwägenswert bei unsicheren
Verhältnissen wie nicht ausreichendem
Schlagregenschutz
Ruisinger: Innendämmung bei Holzbalkendecken
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16
Weitere Aspekte
Weitere „Lösungen“
Teilweiser Ersatz des Balkens
durch ein thermisch
entkoppeltes Stahlschwert
(„Kleine Freiheit 46-52“ EnSan-Abschlussbericht,
PTJ-Jülich, Förderkennz. 0329750S, 2008)
Knauf DämmVision2013
Ruisinger: Innendämmung bei Holzbalkendecken
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Zusammenfassung
Resümee
Bestandsaufnahme und Schadensanalyse sorgfältig durchführen, insbesondere die
Beurteilung der Schlagregenbelastung.
In einem Testhaus trotz Flüssigwasserbildung und hoher Raumluftfeuchte
unproblematische Werte im Holzbalken.
Weitere Messungen aus Testhäusern legen nahe, dass eindringende/aufsteigende
Feuchte entscheidend sind und sorgfältig dimensionierte (Simulation) und
ausgeführte Innendämmung
Das Abdichten von Auflagertaschen (WTA MB E-8-14: „konvektionshemmend“) wird
empfohlen.
Bei ausreichendem Schlagregenschutz und bauphysikalisch funktionierender
Konstruktion ist Mindestwärmeschutz durch Innendämmung unproblematisch.
Ergebnisse weiterer Forschungsprojekte werden folgen!
Knauf DämmVision2013
Ruisinger: Innendämmung bei Holzbalkendecken
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Ulrich Ruisinger
ruisinger@ihb.tugraz.at
ulrich.ruisinger@tu-dresden.de
Knauf DämmVision2013
Institut für Hochbau, TU Graz
Institut für Bauklimatik, TU Dresden
Ruisinger: Innendämmung bei Holzbalkendecken
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