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Sanierung von Fachwerkbau und Fachwerkkonstruktionen

Seit Jahrhunderten bestimmen Fachwerkbauten in vielen Gegenden das Bild von Dörfern und Städten. Das älteste bekannte Fachwerkhaus in Deutschland wurde 1276 erbaut und ist damit über 700 Jahre alt. Im Bundesgebiet sind über 2 Millionen Fachwerkhäuser zum großen Teil unter Denkmalschutz gestellt. Als Baustoffe kam vorwiegend Holz und Lehm zum Einsatz. Mit diesen Baustoffen wurden in der vergangenen Zeit auch die Erhaltungsarbeiten ausgeführt.

FachwerkvillaHeutige Anforderungen sollen sowohl den historischen Baustil und die Konstruktion unter den Aspekten der Denkmalpflege mit den heutigen Annehmlichkeiten modernen Wohnens vereinen. Bei den historischen Konstruktionen konnte das Holz immer nach beiden Seiten (inne und außen) abtrocknen. Zum Teil sind die Anschlüsse der Decken auf der Außenwand nicht fugendicht, sodass auch die Lehmstakendecken und andere Deckenkonstruktionen belüftet und so im Feuchtegleichgewicht zur umgebenden Luft standen. Über die lange Standzeit traten so verhältnismäßig wenig Schäden am Gebäude auf. Heutige Anforderungen werden durch den Feuchte-, Wärme-, Schall- und Brandschutz bestimmt. Es werden Bäder, Toiletten, Küchen und ein anderes Heizsystem, statt einer Strahlenheizung eine Konvektionsheizung eingebaut. Vorher war das Gebäude vollständig wasserleitungsfrei. Damit kommen zusätzliche Feuchtigkeitsquellen in Form von Wasserdampf beim Duschen, Kondenswasserbildung an der Wasserleitung sowie am Entlüftungs- und Abwasserleitungsrohr in das Haus. Aber es werden auch viele Holzbalkendecken- und Wandflächen durch Fliesen und Bodenbeläge versiegelt. Damit ändert sich auch das Feuchteverhalten innerhalb des Gebäudes.

Die Sanierung eines Fachwerkes ist sehr kostenaufwendig, da nur ein kleiner Teil durch moderne Technologien durchgeführt aber der überwiegend größte Teil ein hohes handwerkliches Können erfordert. Je nach Zustand liegen diese bei gutem Zustand bei ca. 1300 Euro und bei schlechtem Zustand bei 2600 Euro/m2 WFL.

Historisch wurde für die Ausfachung der Fachwerkkonstruktionen Lehm verwendet. Lehm schrumpft beim Trocknen um 4 bis 6%. Damit entstehen an den Rändern zum Holzfachwerk Fugen von 10 bis 20 mm. Nach dem Trocknungsprozess wurden die Fugen mit Kalk-Lehm-Mörtel mit Tierhaaren geschossen. Zwischen dem Lehmgefach und der Holzkonstruktion sind so immer feine Haarrisse. Über diese kleinen Risse erfolgt ständig ein Feuchteausgleich mit der angrenzenden Luft, sodass kein Feuchtestau in der Wandkonstruktion erfolgt.
Bei Niederschlag quellt der Lehm und schließt die Risse und bildet so ein Feuchteschutz. Bei trockenem Wetter schrumpft der Lehm wieder und die kleinen Fugen fördern die Abtrocknung der Wand. Diese Zusammenhänge sind bei der Sanierung einer Fachwerkkonstruktion zu beachten. [11]

Als Ausfachungsmaterial kommen Wärmelehm auf Basis von Kork, Kieselgur, Ton und Stroh infrage, welcher die innere Wärmedämmung von Fachwerkaußenwänden ohne Dampfsperren bei einer dicke von 5-6 cm ermöglicht. Das Einbringen erfolgt mithilfe einer Schalung, wo der Wärmedämmlehm eingestampft und verdichtet wird oder er wird wie ein Maschinenputz mit einer Putzmaschine einlagig aufgespritzt. [1] (Über deren physikalische Eigenschaften erfolgt weiter unten eine Einschätzung.)
Gasbeton ist ein weiteres Ausfachungsmaterial. Es dient für die innere Wandbegradigung und als Innendämmung. [3, 8] Die Gefache werden aber auch mit mineralischen Leichttonmörtel LTM 81 neu verfüllt [4, 5].
Durch Herrn Dorrmann erfolgte eine Einschätzung, dass zwischen Ausmauerung und Innendämmung vermehr Wasser anfallen kann. Die innen liegende Dämmschicht hat keine Möglichkeit das Wasser aufzunehmen und wieder abzugeben. Es kommt zu einer Durchfeuchtung. Das Wasser kommt sowohl durch Schlagregen und durch Wasserdampf in diesen Zwischenraum. Auch eine Dampfbremse kann bei ordnungsgemäßer Ausführung keine Garantie abgeben. Besser für die Ständerwand ist die Verwendung von Silikatplatte (Klimaplatte). Wobei auch hier eine Dampfwanderung möglich ist. Was hinter der dicht anliegenden Platte und der Holzkonstruktion stattfindet, ist nicht vollständig geklärt. Als eine bessere Möglichkeit für eine nachträgliche Innendämmung hat sich die HWL-Platte bewährt. [2] Dieser Auffassung kann ich mich anschließen und möchte hier noch ergänzen, dass auch die Gipskartonverbundplatten (Gipskarton und Styropor) nicht geeignet sind. Schon allein, dass Holz ab einer Holzfeuchte von ca. 10% (entspricht einer Gleichgewichtsfeuchte zur relativen Luftfeuchte von ca. 55%) durch Holz zerstörende Insekten geschädigt werden, sind alle innen angebrachten Verkleidungen mit mehr oder weniger Problemen behaftet. Das Holz ist verdeckt und kann nicht kontrolliert werden. Tritt dann noch eine Staunässe auf, die nicht kontrolliert werden kann, so können sehr schnell Schäden auftreten. Herr Zimmermann beschreibt einen Schaden, wo sich zwischen Gefache und Holzbalken eine 2 mm breite Fuge bildete und Feuchte über diese wetterbeanspruchte Fassade eindringen konnte. Die innen angebrachten Gipskartonverbundplatten behinderten einen Feuchteausgleich nach innen. Die Holzkonstruktion wurde in der betreffenden Giebelfassade innerhalb von 4 Jahren nach der Sanierung sehr stark durch den Braunen Kellerschwamm geschädigt. [6] Das ist ein Holz zerstörender Pilz, der eine hohe Holzfeuchte benötigt.

Auch Dämmmörtel hat sich nicht bewährt. [2] "Moderne Ausfachungsmaterialien, wie zum Beispiel Leichtbeton und Dämmputz oder eine Kombination aus Mauersteinen und Dämmstoff, können die hier begründeten wärme- und feuchtetechnischen Anforderungen an eine sanierte Fachwerkaußenwand ohne Innendämmung erfüllt werden." [7] (Das ist eine Einschätzung noch nach der WSVO 95.) Bei einer Versuchsdurchführung zum Feuchteverhalten von Fachwerkwänden mit Innendämmungen wurde Folgendes zusammengefasst. "Bei einer Innendämmung kann eine Außenwand durch Tauwasserbildung im Wandquerschnitt gefährdet werden. Neben Feuchteänderungen durch Sorption infolge Wasserdampfdiffusion können bei einer Anforderung von Innendämmungen Feuchteänderungen durch Tauwasserbildung mit anschließender kapillarer Auffeuchtung entstehen." Die höchsten Feuchteänderungen wurden bei der Verwendung von Leichtlehm festgestellt. Hier wurden auch auffällige Feuchteänderungen in Hölzern gemessen. In einigen Holzzonen lag eine Feuchte im Bereich der Fasersättigung vor.[8] Längerfristig sind damit Schäden an der Holzkonstruktion, wie bereits oben genannt, zu erwarten.

Auch wenn die EnEV einen sehr niedrigen U-Wert fordert, mit einem guten Baustoff für die Ausfachung erreicht man einen U-Wert von ca. 0,5 W/m2K, sollte man auf feuchtebelastete (Niederschlag) Außenwänden nicht unbedingt eine Innendämmung anbringen. Die Sanierung der möglichen Schäden ist sehr kostenaufwendig und die muss der Eigentümer in der Regel allein tragen. Die stehen in keinem wirtschaftlichen Verhältnis zur möglichen Energieeinsparung.

SCHREPFER/GESCHEIDLE [12] beschreiben zwei Schadensfälle bei Fachwerkkonstruktionen, wo der neu Putz und Anstrich mit hohem Diffusionswiderstand zu höheren Feuchtegehalten und Pilzbefall und im zweiten Fall der Kalkzementputz das Schwind- und Quellverhalten des Holzes nicht aufnahm und abplatzte. Als Lösung wurde ein Putzaustausch durch ein diffusionsoffenes Kalkputzsystem mit abgestimmtem Anstrich und im zweiten Fall ein Kalkputz mit Leichtzuschlägen vorgeschlagen.

Das Fachwerk wird von oben nach unten verfüllt. (Gewichtsbelastung.)
Früher wurden Dreikantleisten an die Balken genagelt und die eingesetzten Lehme oder Ziegelsteine haben in der Mitte eine Rille beziehungsweise umgekehrt. Damit können die vermauerten Steine nicht herausfallen. Heute werden an die Balken Anschlussanker geschraubt, die sich in der Mörtelfuge befinden. Die Fugen zwischen Ausfachmaterial und Balken werden durch ein dauerelastisches Fugenband verschlossen.

Anschluß der Mauerwerksausfachung an den Stiel mit Dreieckleisten   Anschluß der Mauerwerksausfachung an den Stiel mit Anschlußanker

Beim Verputzen der Fachwerkfelder muss flachbündig gearbeitet werden, die Putzhöhe entspricht etwa die Höhe der Konstruktionshölzer. (Auch hier gibt es sehr unterschiedliche Auffassungen, die von der Aufwölbung bis 3-5 mm innerhalb der Holzoberfläche reichen.) Die Anschlüsse von Putz zum Holz sind mit einem Kellenschnitt zu versehen. Dieser dient dazu, dass keine unkontrollierten Risse im Putz entstehen. Wenn der neu angeworfene Putz angezogen und ausgerieben ist, wird die Kante scharfkantig mit der Kelle geschnitten. Nur wenn die Balkenkanten abgerundet sind, erfolgt auch eine Abrundung der Putzkante, die aber immer mit dem Kellenschnitt endet. Der Putz wird nicht abgefilzt.
Beim Putzaufbau ist besonders darauf zu achten, dass die Putzhärte von innen nach außen abnimmt. Als Unterputz eignet sich
1 RT Trasszement oder HK80,
1 RT Trasskalk und 6 RT Sand 0-6 mm,
für den Oberputz
2 RT Trasskalk und
6 RT Sand 4-6 mm. [2]

Kleines Fachwerkgebäude als KegelbahnBei dieser Kegelbahn hatten wir zur Putzausbesserung auf Ziegelsteine normalen Putz- und Mauermörtel verwendet und zusätzlich etwas scharfen Sand sowie Weißkalk zugemischt. Der Spritzbewurf wurde aus Weißkalk Sand 0-6 mm und Kiessand ca. 4-10 mm hergestellt und angeworfen. Für den Schutz der Putzschicht sollte ein maximaler sd-Wert von 0,1 m eingehalten werden. Dies wird erreicht, durch Fluatieren, Grundierung mit Tiefengrund, zweimaligem Anstrich mit Mineralfarbanstrich und als Deckanstrich eine Silikatfarbe. [2]

Für den Schutz der Holzkonstruktionen ergeben sich je nach Standort (Wetterseite) und Lage unterschiedliche Beanspruchungen. Wichtig bei der Sanierung ist, dass alle durch Insekten und Pilze geschädigten Holzteile fachgerecht nach DIN 68800 Teil 4 und ergänzend nach dem Beuth-Kommentar zur DIN 68800 saniert werden. Der Holzanstrich sollte maximal einen Sd-Wert von 0,5 m haben. Zu empfehlen ist, dass hier ein abgestimmtes System von Schutz, Grundierung und Deckschicht verwendet wird, wie es große renommierte Firmen, wie zum Beispiel Remmers anbieten, zum Einsatz kommen. Hier braucht man nicht lange herumexperimentieren, diese Systeme sind in der Praxis erprobt und sind optimal abgestimmt.

Holzschäden an der Holzkonstruktion eines Balkons durch falsche FarbbeschichtungFür den konstruktiven Schutz sind Tropfnasen vorzusehen, sodass das Wasser von der Fassade abtropfen und sich nirgendwo in Fugen ansammeln kann. Breite Dachüberstände an Ortgängen und Traufen, Fachwerkgiebelwände mit stockwerkweisen Rücksprüngen dienten als Schutz vor Regenbelastungen. Lagen besonders hohe Schlagregenbeanspruchungen vor, so waren diese Außenwände immer durch eine Bekleidung geschützt. Bereits beim Auftreten auch von kleinsten Schäden sind entsprechende Instandhaltungsmaßnahmen einzuleiten, sonst können schnell schwere Folgeschäden entstehen. [10] Das betrifft nicht nur Fachwerke, sondern auch alle anderen freistehende Holzkonstruktion, wie Wintergärten, Balkone usw.

Bei diesem Balkon liegen neben konstruktiven Mängeln auch eine falsche Beschichtung vor. Bereits nach wenigen Jahren waren alle Holzteile durch Braun- und Weißfäule vollständig zerstört.

Darstellung eines zweistöckigen FachwerkbauRechts die Darstellung eines zweistöckigen Fachwerkbaues [11]

1 = Schwelle
2 = Eckpfosten
3 = Pfosten, Stiel
4 = Strebe
5 = Andreaskreuz
6 = Riegel
7 = Sturzriegel
8 = Brüstungsriegel
9 = Rähm
10 = Balken
11 = Saumschwelle

Nachfolgend ein Fachwerkhaus mit der Innenansicht der Holzkonstruktion in Qedlinburg, welches saniert wird.

Fachwerkhaus Innenansicht der Holzkonstruktion bei einem Fachwerkhaus

 

Peter Rauch 5.8.2013

Quellen:
[1] Gänßmantel, Jürgen; Instandsetzen historischer Fachwerkhäuser mit Wärmedämmlehm, bauzeitung Sep./2001 S. 52f
[2] Doormann; J.; Fachwerksanierung im Innenstadtbereich am Beispiel der Hamelner Altstadt, Vortrag 3. Quedlinburger Holzbautagung vom 12.4.1996, S. 10
[3] Homann, Martin; Instandsetzung von Außenwänden mit Porenbeton Teil 2, bauzeitung 52(1998)11, S. 52
[4] Glock, Günter; Fachwerkrestaurierung und Fassadensanierung bauzeitung 51(1997)6, S. 44
[5] Bayosan Fachwerksanierung Fachwerk-Information für Spezialisten Firmenschrift 24/96
[6] Zimmermann, Günter; Schäden an freigelegten Holzfachwerkfassaden, Arconis 1/96 S. 6f
[7] Künzel, H.M.; Feuchtetechnische Anforderungen an Wärmeschutzmaßnahmen bei Fachwerkaußenwänden, SD aus Forum Bauwerks Erhaltung e.V. FBE anlässlich des 2. Intern. Kongress zur Bauwerkserhaltung während der BAUTEC Berlin, 9.-11.2.1994, S. 211
[8] Hertyn, Johann W.; Wärmeschutz und Feuchteverhalten von Fachwerkwänden mit Innendämmungen - Versuch unter zeitgerafften Klimabedingungen , wksb 35/1995 S.17f
[9] Flassenberg, Georg; Ausmauerung von Holzfachwerken mit Porenbeton, Arconis 2/01, S. 9f
[10] Ansorge, Dieter; Schäden an Fachwerkfassaden, arconis 2/01, S. 22f
[11] Friedrich Tabellenbuch, Bau-. und Holz Ferd. Dümmler Verlag 1992, S.5-19
[11] Arnd, Horst; Wärmeschutz und Feuchteschutz in der Praxis, 2. Auf. 2002, Verlag Bauwesen Berlin, S. 299
[12] Schrepfer, Thomas; Gescheidle, Harald; Schäden beim Bauen im Bestand, Bd. 41, 2007, Fraunhofer IRB-Verlag, S. 175

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