Bauen mit Holz

Grundlagen im Holzbau – Statik und Bauphysik

Für den Holzbau gelten verschiedene statische und bauphysikalische Grundlagen unabhängig von der Konstruktionsweise. Die Basis bilden die jeweiligen Normen sowie der aktuelle Stand der Technik. Besonders wichtig im Holzbau sind der konstruktive Holzschutz, eine nach außen diffusionsoffene Gebäudehülle und deren Luftdichtigkeit.

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Für die statische Bemessung eines Bauwerks aus Holz werden einschlägige nationale und europäische Normen herangezogen. Die Basis bildet die EN 1995-1-1:2006, „Bemessung und Konstruktion von Holzbauten“. Je nachdem, welche zusätzlichen Holzwerkstoffe – zum Beispiel für die Beplankung – eingesetzt werden, kommen zusätzliche Normen zum Tragen. Wichtige Hinweise bilden auch die bauaufsichtlichen Zulassungen einzelner Produkte. Werden bei der Planung bestimmte Faktoren berücksichtigt, kann der Tragfähigkeitsnachweis mit gängigen Plattenformaten berechnet werden. Dies wiederum verringert die Materialkosten für das Bauwerk:

  • Beplankungsmaterialien sind auf die Raster e=62,5cm oder e=83,3cm abgestimmt.
  • Das Konstruktionsraster des Gebäudes sollte in Abstimmung mit den erhältlichen Plattenformaten festgelegt werden.
  • Plattenstöße von Beplankungen auf Balkenlagen müssen auf dem Balken liegen.
  • Geschosshohe Beplankungen erleichtern den statischen Nachweis.
  • Die Mindestplattendicke errechnet sich aus der Formel Plattendicke = Stützweite in mm/50.
  • Die Plattenmaße werden in der Reihenfolge Hauptachse x Nebenachse in mm angegeben.
  • Bei gerichteten Plattenbaustoffen wie OSB-Platten ist die Richtung der „starken Achse“ zu berücksichtigen. Die Deckschichtstrands sollten quer zur Balkenlage angeordnet sein.

Brandschutz im Holzbau

Dem Brandschutz kommt im Holzbau eine besonders wichtige Bedeutung zu. Holz und Holzwerkstoffe gehören laut EN 13986 der Euroklasse D-s2, d0 an und sind damit normal entflammbar. Die früher gebräuchlichen Baustoffklassen sind mittlerweile durch die Werkstoffklassifizierungen nach EN 13501-1 ersetzt worden. So entspricht die frühere Baustoffklasse B2 (normal entflammbar) jetzt der Euroclass D, bzw. E. Über Feuerschutzmittel wie auch die Materialstärke kann der Brandschutz eines Gebäudes verbessert werden, auch eine Bekleidung mit nichtbrennbaren Materialien wie Gipskarton oder Fermacell verbessert die Eigenschaften. Eine neue Form des Holzbaus, mit dem Feuerwiderstandsklassen bis F90 erreicht werden können, stellen massive Holzbauelemente dar. Mehrschichtig verleimtes Vollholz, das sogenannte Brettsperrholz, wird in vorgefertigten Elementen geliefert, die auf der Baustelle zusammengefügt werden. Die guten Brandschutzeigenschaften werden durch die Stärke des Materials erzeugt. Im Ein- und Zweifamilienhaus müssen tragende Bauteile einen Feuerwiderstand von F 30-B (feuerhemmend) erfüllen. Höhere Feuerwiderstandsklassen sind für Gebäudetrenn- und abschlusswände erforderlich.

Weit häufiger werden nach wie vor Holzwerkstoffe für die Beplankung genutzt. Ohne weitere Brandschutzausrüstung lassen sich die einzelnen Stoffe folgendermaßen einordnen:

  EN Minimaldichte in [kg/m³] Minimaldicke in [mm] Bezeichnung Bezeichnung für Fußböden
Spanplatten EN 312 600 9 D-s2, d0   Dfl-s1
Mitteldichte Faserplatten EN 622-3 600 400 9 D-s2, d0 E, pass Dfl-s1 Efl
Weichfaserplatten EN 622-4 250 9 E, pass Dfl-s1
Mitteldichte Faserplatten (MDF) EN 622-5 600 9 D-s2, d0   Dfl-s1
OSB-Platten EN 300 600 9 D-s2, d0   Dfl-s1

Schallschutz durch Schichten

Der Schallschutz wird im Holzbau durch das Prinzip der Mehrschaligkeit realisiert. Damit dieses Prinzip funktioniert, müssen die einzelnen Schalen wirksam voneinander entkoppelt werden. Bei Unterdecken wird dies über Federschienen realisiert, an denen wiederum die untere Deckenbeplankung befestigt ist. Nicht nur die Decken, auch die Wände müssen entkoppelt werden, um eine Flankenübertragung von Schall über die Wandanschlüsse zu vermeiden. Zusätzlicher Schallschutz wird durch Dämmstoffe in der Holzständerwand erreicht. Einbaufehler wirken sich unmittelbar auf die Schallübertragung aus und können nachträglich oft nur schwer beseitigt werden. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass folgende Faktoren auf den Schallschutz im Holzbau einwirken:

  • Art und Anzahl der Beplankungen sowie deren Befestigungsart
  • Art und Dicke der Hohlraumdämmung
  • Konstruktion des Ständerwerks (durchgehend oder geteilt)
  • Raster des Ständerwerks (je enger das Raster, umso mehr Körperschallbrücken sind vorhanden.)

Hinsichtlich des gewünschten Schallschutzes sollten immer klare Vereinbarung zwischen Bauherrn und Bauunternehmen getroffen und vertraglich festgehalten werden.

Wärmeschutz und Feuchteschutz

Neben den nach EnEV geforderten Wärmedurchgangskoeffizienten spielt die Luftdichtheit im Holzbau eine besondere Rolle. Der Nachweis der Dichtigkeit erfolgt über den Blower-Door-Test, zeigen sich hier Mängel in der Ausführung dann kann der Bauherr Haftungsansprüche gelten machen. Um den winterlichen Wärmeschutz zu gewährleisten, werden zusätzlich zur fachgerechten und luftdichten Ausführung der Außenbauteile aktive und passive solare Wärmegewinne herangezogen. Im Holzbau können die geforderten U-Werte mit vergleichsweise geringen Wandstärken realisiert werden, die Dämmebene befindet sich in erster Linie zwischen den statisch relevanten Bauteilen. Über die äußere Beplankung in Verbindung mit einer Sperrschicht wird die Dichtigkeit der Wand hergestellt. Grundsätzlich gilt: Bei etwa gleichem Platzbedarf sind die Wärmeverluste von massiven Wänden um bis zu 35% höher als bei Holzbauwänden.

Holzschutzmaßnahmen

Die Lebensdauer des Baustoffs Holz kann durch geeignete konstruktive wie chemische Holzschutzmaßnahmen zusätzlich verlängert werden. In der Neufassung der DIN 68800 wird ausdrücklich auf die Vorrangigkeit des konstruktiven Holzschutzes gegenüber chemischen Methoden hingewiesen. In Innenräumen ist chemischer Holzschutz generell nicht erwünscht, Schutz vor Schäden am Holz bietet vor allem eine absolut dichte Ausführung der Gebäudehülle mit allen Anschlüssen sowie ein fachgerechter Wandaufbau, der Tauwasserbildung ausschließt. Folgende konstruktive Maßnahmen sind im Holzbau besonders zu berücksichtigen:

  • Möglichst geschützte Lage und Ausrichtung des Gebäudes und Berücksichtigung der Hauptwetterrichtung
  • Zusätzliche Schutzmaßnahmen auf klimabelasteten Seiten für empfindliche Bauteile wie zum Beispiel Fenster
  • Schutz der Holzbauteile vor direktem Kontakt mit Spritzwasser oder dem Erdboden
  • Vermeidung von Wärmebrücken
  • Einbau von Konstruktionsvollholz, Brettschichtholz oder anderen hochwertigen Hölzern mit einer kontrollierten Einbaufeuchte von +/- 15%
  • Verwendung von bast- und rindenfreien Bauhölzern, um die Einschleppung von Schädlingen zu vermeiden
  • Diffusionsoffene Bauteile mit hoher Verdunstungsfähigkeit verwenden
  • Luftdichtigkeit des Bauwerks sicherstellen
  • Einhaltung der 60-Grad-Regel zum Schutz der Fassade durch die Dachkonstruktion 

Werden Maßnahmen des konstruktiven Holzschutzes konsequent umgesetzt, können Mehrkosten von bis zu 30% entstehen. Die Kosten, die dem Bauherrn durch eine aufwändigere Konstruktion entstehen, lassen sich mit den Vorzügen leicht wie längere Lebensdauer und weitgehende Schadensfreiheit an der Bausubstanz leicht begründen.