Luftdurchlässigkeit von OSB-Platten

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
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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
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Wärmeschutz
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Tabelle 1: Anteil verschiedener Luftdurchlässigkeiten von OSB-Platten an der Gesamtluftdichtheit des Gebäudes. Je höher
der Anteil, desto schwieriger wird es, die Anforderungen an die Gesamtluftdichtheit des Gebäudes zu erfüllen.
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
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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
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[Peper et.al. 2014] Peper, S.;
Bangert, A.; Bastian, Z.; Rupps W.:
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eignet sich für die
MINERGIE-ECO-Bauweise
[Schäfer 2915] Schäfer, W.: Dicht
oder nicht, Beitrag in der Zeitschrift
Bauen mit Holz, Ausgabe 6-2015,
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[PHI 2015] Datenbank gebauter
Passivhäuser, www.passivhausprojekte.de, abgerufen am 10.10.2015
www.lignatur.ch

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