Fachwerkfassaden sind „Problemfassaden“

 

Fachwerkfassaden sind „Problemfassaden“

In Deutschland ist Holzfachwerk weit verbreitet
In der gegenwärtigen Zeit findet vielfach eine Rückbesinnung auf die Werte vergangener Jahrzehnte oder Jahrhunderte statt. Allerorts wird geprüft, welche Gebäude einen bedeutenden historischen Wert darstellen und den nachfolgenden Generationen erhalten werden sollen. Der Denkmalschutz ist hierbei sowohl im positiven als auch im negativen Sinne immer wieder in der Diskussion. Da in Deutschland früher Gebäude mit einem Ständerwerk aus Holzfachwerk und entsprechenden Ausfachungen weitverbreitet waren, werden immer wieder solche Gebäude von den Denkmalschutzbehörden als erhaltenswert eingestuft.

Hierbei wird jedoch nicht berücksichtigt, dass solche Fachwerkgebäude bei der heutigen „modernen” Nutzung häufig Anlass für Feuchteprobleme sind. Sowohl an der Holzkonstruktion selbst, als auch am Gefach können bauartbedingt Feuchteschäden auftreten. Diese Feuchteschäden haben in vielen Fällen auch zu Schimmelpilzbildungen an den Innenseiten der Außenwände geführt. Größere Probleme treten dann auf, wenn das Wasser die Holzkonstruktion bereits soweit geschädigt hat, dass sich Holzschädlinge einnisten oder sogar ein Befall durch den Echten Hausschwamm auftritt.
Für die Besitzer dieser Gebäude bedeutet dies, dass sie auf der einen Seite besondere Anforderungen an eine originalgetreue Sanierung erfüllen müssen und auf der anderen Seite müssen die heutigen Kenntnisse der Bauphysik beachtet werden.

Fachwerkfassaden sind „Problemfassaden”, bedingt durch die Kombination verschiedener Werkstoffe, dem Vorhandensein vieler Stoßfugen und der geringen Wanddicke, womit nur eine mäßige Wärmedämmung erzielt werden kann.

Schwind- und Quellverhalten von Holzfachwerken

Das vermutlich größte Problem bei der Sanierung von Holzfachwerken ist die Berücksichtigung des Schwind- und Quellverhaltens des Holzfachwerks. Holz- und Holzwerkstoffe können bei Befeuchtung (Regen, Schnee, Tauwasser, Spritzwasser etc.) Wasser in ihren Zellwänden und Zellhohlräumen einlagern. Während des Trocknungsvorganges wird dieses Wasser wieder abgegeben.

Unterhalb von ca. 30 Massen% Holzfeuchtigkeit wird Wasser in die Zellwände des Holzes bei Feuchtigkeitsaufnahme eingebaut. Dieser Vorgang ist verantwortlich für die Längenänderung des Holzes durch Wasseraufnahme, das Holz quillt. Beim umgekehrten Vorgang, also bei der Austrocknung, wird Wasser aus den Zellwänden wieder abgegeben, das Holz schwindet. Die Längenänderung des Holzes zwischen 0 und 30 Massen% Holzfeuchtigkeit ist linear zur Holzfeuchtigkeit. Oberhalb von 30 Massen% Holzfeuchte finden nur noch geringe Längenänderungen statt.

Aufgrund seines Wuchses sind die hygrischen Längenänderungen des Holzes richtungsabhängig (anisotropes Verhalten). Die Längenänderungen des Holzes finden axial, radial und tangential statt und treten je nach Holzart in unterschiedlichem Ausmaß auf.

 

 

Anforderungen an die zulässige Feuchte von Holzfachwerk
DIN 1052, Holzbauwerke, regelt die im Holzfachwerkbau einzuhaltenden Qualitätskriterien und Anforderungen an die zulässige Feuchtigkeit von Hölzern, die bei Sanierungen eingebaut werden. Als Gleichgewichtsfeuchte des Holzes (mittlere Feuchte des Holzes im fertigen und genutzten Bauwerk nach einer gewissen Zeitspanne) werden hierbei folgende Werte angege-ben:

  • Allseitig geschlossene Bauwerke mit Heizung:      9 ± 3 Massen% Holzfeuchte
  • Allseitig geschlossene Bauwerke ohne Heizung:  12 ± 3 Massen% Holzfeuchte.

Schwind- und Quellfugen bei Holzfachwerk
Wenn bei Sanierungen von Fachwerkhäusern solche Hölzer eingebaut werden, die eine höhere Holzfeuchte als oben angegeben aufwiesen, dann müssen diese Hölzer nach dem Einbau trocknen können und es dürfen hierbei keine für das Bauwerk schädliche Schwindverformungen auftreten. Hierin liegt ein großes Problem bei der Fachwerksanierung. Hölzer, die für den Austausch von geschädigten Fachwerkbauteilen verwendet werden, weisen häufig einen höheren Feuchtegehalt als die entsprechende Gleichgewichtsfeuchte auf. Dies bedeutet, dass die ausgewechselten Holzbauteile im eingebauten Zustand nachschwinden. Somit ergeben sich Fugen zwischen den Gefachen und dem Holzfachwerk. An diesen Fugen kann Wasser eindringen und sowohl die Holzbauteile als auch die Ausfachungswerkstoffe durchfeuchten.

Untersuchungen an Fachwerkgebäuden zeigten, dass offene Schwindfugen zwischen dem Holzfachwerk und der Ausfachung für einen Großteil der Schäden verantwortlich sind. Prinzipiell tritt dieser Vorgang bei jedem Gebäude aus sichtbarem Holzfachwerk und Ausfachungen auf. Üblicherweise liegen diese Schwind- und Quellfugen bei Gebäuden, deren Holzfachwerk eine Feuchte im Bereich der Gleichgewichtsfeuchte aufweist, in der Größenordnung von Bruchteilen von Millimetern. Die Menge an Wasser, die an diesen Spalten eintreten kann, ist infolgedessen gering. Es stellt sich dann im Laufe der Zeit ein Gleichgewichtszustand zwischen eindringendem und austrocknendem Wasser ein.

Bei größeren Spaltbreiten (mehrere Millimeter), wie sie beim Einbau von nicht ausreichend trockenem Holz auftreten können, ist dieser Gleichgewichtszustand gestört. Es kann mehr Wasser eindringen als in den Trockenperioden wieder austrocknet. Hierdurch kann es zu Schäden am Holz oder an der Ausfachung kommen. Außerdem wird aufgrund des höheren Feuchtegehaltes der Ausfachungswerkstoffe, der Wärmedurchgang erhöht, sodass Probleme mit Schimmelpilzbildungen an der Wandinnenseite auftreten können und ein größerer Heizaufwand entsteht.

Schutz der Fassade vor Wasser
Alle Sanierungsmaßnahmen an Holzfachwerken müssen das Ziel verfolgen, einen ausreichenden Schutz der Fassade vor eindringendem Wasser sicherzustellen. Sofern dieses Ziel nicht erreicht wird, sind ständig weitere Instandsetzungsmaßnahmen die Folge. Gleichzeitig müssen jedoch zusätzlich auch folgende bauphysikalische Kriterien beachtet werden:

  • Schutz der Wand vor Tauwasser. Insbesondere wenn ein mehrschaliger Gefachaufbau vorliegt oder eine raumseitige Wärmedämmung eingebaut wird, dann muss durch einen Fachmann, zum Beispiel einem Bauphysiker, rechnerisch überprüft werden, ob im Wandaufbau Tauwasser anfallen kann.
  • Erzielung eines ausreichenden Wärmeschutzes. Hierbei dürfen die Mindestanforderungen an den Wärmeschutz gemäß DIN 4108 nicht unterschritten werden. Außerdem müssen bei Umbauten die Anforderungen der jeweils aktuellen Energieeinsparverordnung eingehalten werden, sofern keine Ausnahmegenehmigung beantragt und erteilt wird. Bei Umbauten muss hierzu von einem Architekt oder Energieberater ein schriftlicher Nachweis über die Einhaltung der Energieeinsparverordnung erbracht werden.
  • Verhinderung von Wärmebrücken.
  • Erzielung eines ausreichenden Schallschutzes.

Instandsetzung von Schwind- und Quellfugen

  • Zur Instandsetzung von Schwind- und Quellfugen sind prinzipiell folgende Arbeitsschritte erforderlich:
  • Aufstellen eines Gerüstes und Verkehrsabsicherung.
  • Vollflächiges Überprüfen der Außenwände auf Schäden am Holz und an den Gefachen vom Gerüst aus. Diese Überprüfung muss von einem Fachmann (Zimmerer, Architekt oder Sachverständiger) durchgeführt werden. Feststellung des Schädigungsgrades des Holzfachwerkes. Das Holzfachwerk muss außerdem von außen und innen auf Schäden durch Pilzbefall, insbesondere Befall durch den Echten Hausschwamm, und tierische Schädlinge untersucht werden. Falls erforderlich, müssen hierbei Holzproben entnommen und im Labor untersucht werden. Je nach Ergebnis kann es notwendig werden, eine Fachfirma für die Bekämpfung von Hausschwamm oder von Holzschädlingen einzuschalten.
  • Je nach Schädigungsgrad ist eine Erneuerung der geschädigten Holzbalken durch einen Zimmerer notwendig. Falls erforderlich muss hierzu ein Statiker eingeschaltet werden.
  • Prüfung der Gefache auf festen Sitz. Erforderlichenfalls zusätzliche Sicherung der Gefache.
  • Entfernung des Putzes auf den Gefachen entlang von Schwindspalten auf einer Breite von ca. 10 cm. Entsorgung des Schuttes.
  • An solchen Stellen, an denen die Ausfachung an den Außenseiten der Außenwände über die Fachwerkhölzer hinaussteht, muss die Ausfachung in entsprechender Dicke durch mechanisches Bearbeiten in den Anschlussbereichen zum Fachwerk entfernt werden (Kanten abschrägen). Durch diese Maßnahme muss ein bündiger Anschluss des neuen Putzes an das Fachwerk sichergestellt werden.
  • Reinigen der Flanken von Schwindspalten und Herstellen einer festen Oberfläche, lose Bestandteile müssen entfernt werden.
  • Füllung der Schwindspaltenbereiche mit einem geeigneten Wärmedämm-Mörtel. Die Füllung muss bündig mit der Kante des abgeschrägten Gefachbereiches abschließen, damit hier der Außenputz am Anschluss zum Fachwerk später ausreichend dick aufgebracht werden kann.
  • Aufbringen eines geeigneten Putzes im Bereich von Schwindspalten sowie in den sonstigen Bereichen, in denen der Putz entfernt worden ist. Der Putz muss bündig mit der Außenkante des Holzes abschließen. Es ist günstig, wenn zur Putzausbesserung der gleiche Putz verwendet wird, der bereits auf den Gefachen vorhanden ist.
  • Klaffende Spalte, das heißt bei einer Spaltbreite größer als ca. 10 mm zwischen einzelnen Hölzern des Holzfachwerks, müssen ausgespänt werden, das heißt mit trockenen, ungehobelten Holzleisten stramm ausgekeilt werden. Spalte kleiner als ca. 10 mm müssen nur dann ausgespänt werden, wenn Wasser in ihnen stehen bleiben kann. Die Ausspänung und die noch offenen Spalte müssen mit einem Anstrich versehen werden.
  • Ein Abdichten offener Spalte mit Fugendichtstoff darf nicht vorgenommen werden, da sich hierdurch Hohlräume in den Anschlussbereichen und hinter dem Fugendichtstoff bilden können, die über Fehlstellen oder Rissbildungen des Fugendichtstoffes bei Regen mit Wasser gefüllt werden. Da dieses Wasser in den Hohlräumen eingeschlossen bleibt und nur sehr langsam wieder heraus diffundieren kann, würde es im Laufe der Zeit zu Schäden an der Holzkonstruktion führen.
  • Aufbringen eines Anstriches auf die erneuerten Putz- und Holzbereiche.
  • Prüfung der Regendichtigkeit der Fensterabschlüsse an die Fassade und gegebenenfalls Nachbesserungen der Anschlüsse.

Von Fugendichtstoffen ist bei Holzfachwerk abzuraten
Früher wurde häufig empfohlen, Schwindspalte zwischen Fachwerk und Gefach mit einem elastischen Fugendichtstoff zu füllen. Hiervon muss jedoch dringend abgeraten werden. Aus vielen Schadensfällen ist bekannt, dass Fugendichtstoffe für diesen Anwendungszweck nicht geeignet sind. Sie verschlechtern sogar die Situation dadurch, dass einmal eingedrungenes Wasser nur noch sehr langsam austrocknen kann und somit Holzschäden Vorschub geleistet wird. Solche Schwindfugen müssen deshalb so wie oben beschrieben ausgebessert werden.

Tipps für den Ersatz geschädigter Fachwerkhölzer

  • Es muss darauf geachtet werden, dass für den Ersatz geschädigter Fachwerkhölzer nur ausreichend trockene Hölzer verwendet werden.
  • Günstig ist es, wenn Altholz aus abgebrochenen Häusern zur Verfügung steht.
  • Falls Bedenken hinsichtlich des Feuchtigkeitsgehaltes bestehen, dann sollte man den Feuchtegehalt messen und beurteilen lassen.

Schwellenhölzer auf Mauerwerk
Bei alten Fachwerkgebäuden wurden häufig die Schwellenhölzer auf Mauerwerk, zum Beispiel dem Kellergeschossmauerwerk, aufgesetzt. Eine Abdichtung zwischen dem Mauerwerk und der Holzschwelle liegt nur in den seltensten Fällen vor. Bei dieser Bauweise kann Feuchtigkeit aus dem Mauerwerk durch kapillare Transportvorgänge in das Holz eindringen und dort zu Schäden führen. Aus diesem Grunde muss hier eine Abdichtungstrennlage eingebaut werden, die zum Beispiel aus Bitumenbahnen bestehen kann.

Sanierung der Ausfachung
Wenn die Ausfachung von Fachwerkfassaden Schäden aufweist, dann muss zuerst geprüft werden, ob die gesamte Ausfachung einzelner oder sogar aller Gefachfelder erneuert werden muss.

Bei einer Ausfachung aus Strohlehm ist es meist ausreichend, nur die losen Bestandteile zu entfernen. Bei einer Sanierung muss dann auf den gleichen Werkstoff, also wieder Strohlehm, zurückgegriffen werden. Nachteilig ist beim Werkstoff Lehm jedoch, dass er wasserlöslich ist. Man muss ihn deshalb vor Wasser schützen. Hierzu kann ein Putz verwendet werden, der an der Außenseite des Gefaches auf einen Putzträger aufgebracht wird. Falls zusätzlich ein Anstrich erfolgen soll, dann darf dieser der Wasserdampfdiffusion keinen hohen Widerstand entgegensetzen. Er sollte also möglichst diffusionsoffen sein.

Sofern das Gefach soweit geschädigt ist, dass eine Reparatur sich nicht mehr lohnt, dann muss der Ausfachungswerkstoff komplett entfernt werden. Anschließend werden in der Mitte der Gefachebene Dreiecksleisten aus Holz an das Fachwerk genagelt (seitlich und unten). Diese Dreiecksleisten dienen der späteren Fixierung des neuen Ausfachungswerkstoffes. Danach werden die Gefache ausgemauert. Hierbei muss darauf geachtet werden, dass das Mauerwerk etwa 2 cm hinter der Außenseite der Fassade zurücksteht, damit der neue Putz bündig mit der äußeren Holzoberfläche abschließen kann. Als Werkstoff für die Ausmauerung haben sich unter anderem folgende Steinarten gut bewährt:

  • Porenbetonsteine
  • Leichtbetonsteine mit porigen Zuschlägen (zum Beispiel aus Bims)
  • Ziegel

Die Ausmauerung der Gefache kann von handwerklich erfahrenen Personen auch gut im „Do-it-yourself-Verfahren” durchgeführt werden.

Bekleidungen
Aufgrund der unvermeidlichen Schwindfugen zwischen Fachwerk und Ausmauerung sind Fachwerkfassaden bei starker Schlagregenbeanspruchung hohen Witterungsbelastungen aus-gesetzt, die zu Schäden führen können und eine regelmäßige Wartung der Fassade erforderlich machen.

An Wetterseiten werden Fachwerkfassaden deshalb häufig durch eine Bekleidung, zum Beispiel einer Holzverschalung, oder durch einen Putz vor Schäden geschützt. Aus diesem Grunde kann es empfehlenswert sein zu prüfen, ob die Wetterseite des Gebäudes mit Putz oder einer Holzverschalung bekleidet werden soll. Gegebenenfalls muss hierzu eine Abstimmung mit der Denkmalschutzbehörde erfolgen, da in diesem Fall das Fachwerk nicht mehr sichtbar ist.

Regelmäßige Wartungsmaßnahmen
Durch Schwind- und Quellbewegungen des Holzes können auch bei sanierten Fachwerkfassaden immer wieder Abrisse des Putzes von der Holzkonstruktion entstehen. Sofern diese dadurch entstandenen Spalte nur in der Größenordnung von Haarrissen liegen, sind sie jedoch unkritisch und können toleriert werden. Durch Schlagregen eindringendes Wasser kann dann während den Trockenperioden wieder nach außen ausdiffundieren.

An Fassaden mit sichtbarem Holzfachwerk muss deshalb zum Schutz gegen Durchfeuchtung eine regelmäßige Überprüfung auf Risse, Spalte oder sonstige Schäden durchgeführt werden. Wenn Schäden erkannt werden, dann müssen diese möglichst kurzfristig ausgebessert werden. Je länger mit den Nachbesserungsarbeiten gewartet wird, desto größer werden die Feuchtigkeitsschäden und desto aufwendiger und teurer sind dann die Maßnahmen.

Tipps für die regelmäßige Untersuchung von Fachwerkfassaden
Fachwerkfassaden müssen in regelmäßigen Abständen (etwa alle 1 bis 2 Jahre) von außen inspiziert werden. Meist reicht hierzu ein Rundgang um das Gebäude aus, bei welchem auf folgende Erscheinungen geachtet wird:

  • Putzabplatzungen
  • Anstrichabplatzungen
  • Risse,
  • Spalten zwischen dem Fachwerk und dem Gefach
  • Sichtbare Holzveränderungen
  • Sonstige Auffälligkeiten
  • Diese Inspektionen können vom Besitzer selbst durchgeführt werden. Höhergelegene Bereiche können gegebenenfalls von einer Leiter aus näher untersucht werden. Sofern Schäden festgestellt werden, müssen so früh wie möglich Instandsetzungsmaßnahmen ergriffen werden.

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