Holzfassade im Fokus

Als lebendiger Baustoff ist Holz in der Außenanwendung einem gewissen Alterungs- bzw. Verwitterungsprozess unterworfen. Die graue Patina einer unbehandelten Holzfassade ist nicht jedes Bauherrn Sache, wenngleich die altersbedingte, natürliche Vergrauung keine Minderung der Gebrauchstauglichkeit darstellt. Oberflächenbehandlungen, die ein Vergrauen verhindern sollen, verursachen in regelmäßigen Intervallen einen gewissen Wartungs- und Instandhaltungsaufwand.

Der kürzlich abgeschlossene Langzeittest der Holzforschung Austria gibt erstmals einen fundierten Einblick in das Abwitterungsverhalten unterschiedlicher Holzarten und Holzwerkstoffe sowie deren Beschichtungen.

Fassade unter Beobachtung

Grundsätzlich eigenen sich alle heimischen Nadelhölzer sowie einige dauerhafte Laubholzarten (Eiche, Robinie, Kastanie) für den Einsatz im Außenbereich. Aufgrund ihrer guten Verfügbarkeit und der guten Festigkeitseigenschaft besitzt die Fichte in Österreich den höchsten Marktanteil unter den Bau- und Konstruktionshölzern. Aufgrund ihrer Inhaltsstoffe kommen im Außenbereich auch immer mehr die Nadelholzarten Kiefer, Lärche und Douglasie zum Einsatz und werden meistens auch ohne Oberflächenbeschichtung eingesetzt.

Mehr als alle anderen Materialien verändert Holz im Laufe der Jahre seine Farbe und Oberflächenstruktur. Nichtoberflächenbehandelte Holzfassaden werden zunächst fleckig, bevor sie eine einheitlich graue Patina bekommen. Um dem Langzeitverhalten unterschiedlicher Holz- und Holzwerkstoffe auf den Grund zu gehen, errichtete die Holzforschung Austria im Rahmen des Forschungsprojekts „Leistungsfähige Holzfassadensysteme“ im Herbst 2004 eine rund 250 Quadratmeter große Musterfassade im Maßstab eins zu eins. Insgesamt 25 Versuchsfelder mit einer Größe von jeweils 2,80 mal 3,50 Metern wurden in Südwestorientierung installiert. Über acht Jahre lang wurde diese Versuchsfassade von den Experten der Holzforschung in regelmäßigen Abständen unter die Lupe genommen.

Untersuchungsergebnisse im Detail

Material:

Im Langzeitversuch wurden die heimischen Hölzer Fichte, Lärche, Douglasie und thermisch modifizierte Fichte in unterschiedlichen Fassadensystemen begutachtet. Nach acht Jahren zeigen sie deutliche Unterschiede im Erscheinungsbild. So sind Lärche und Douglasie entsprechend den Erwartungen besser erhalten als Fichte, wohingegen die thermisch modifizierte Fichte deutlich geringere Verformungen als alle Massivholzbretter aufweist. Die Reliefbildung sowie das Abfasern der obersten Holzschicht sind dahingegen stärker ausgeprägt, wodurch die Oberfläche leichter zu beschädigen ist.

Fassadensysteme:

Zur Anwendung kamen Stülp- und Deckelschalungen sowie Profilbretter und Leistenfassaden. Die Stülpschalung zeigt aufgrund der unterschiedlichen Bewitterung im geschützten, oberen Bereich wesentlich hellere Farbtöne.

An der Deckelschalung zeichnen sich die Deckleisten dunkler ab als die dahinterliegende Schalung.

Bei den Profilbrettern sollte die Nut-Feder-Verbindung mindestens eine Federlänge von acht Millimeter aufweisen, um ein Lösen der Verbindung bei niedriger Holzfeuchte im Sommer zu verhindern.

Die keilgezinkten Bretter – aus praktisch fehlerfreien Brettern mit Jahresringlage Rift/Halbrift – sind in hervorragendem Zustand: Die mit PUR-Kleber versehenen Keilzinken weisen keine offenen Fugen auf, lediglich die Randzinken heben sich vereinzelt ab. „Die leichte Gelbfärbung des Klebstoffs könnte durch die Verwendung von MUF-Harzen vermieden werden“, lautet eine der Empfehlungen der Holzforschung.

Holzwerkstoffe:

Die 19 Millimeter dicken unbeschichteten, dreischichtigen Massivholzplatten
der Qualität SWP3 gemäß ÖNorm EN 13353 (Oberflächenqualität Sortierung AB/B gemäß ÖNorm EN 13017-1) zeigen in allen Holzarten bei vertikaler Decklage stärkere dunkle Einläufe und Verfärbungen an den unteren Plattenkanten. Darüber hinaus wird in dieser Orientierung auch öfter eine Delaminierung zwischen Decklage und Mittellage festgestellt. Bei horizontaler Orientierung liegt ein besseres Erscheinungsbild mit geringerer Delaminierung vor, allerdings ist die Rissbildung etwas höher.

3S-Massivholzplatten aus Lärche und Douglasie zeigen ein etwas besseres Erscheinungsbild als jene aus Fichte. Die Dreischichtplatte aus thermisch modifiziertem Fichtenholz zeigt weder offene Fugen noch Delaminierungen und eine mit allen übrigen Holzarten vergleichbare Vergrauung. Die Oberfläche ist auch hier gegenüber mechanischer Beanspruchung relativ empfindlich.

Beim 15 Millimeter starken, unbeschichteten ­Okoumé-Sperrholz (Verklebungsqualität AW 100, entsprechend den Anforderungen an Sperrholz bei Verwendung im Außenbereich gemäß ÖNorm EN 636) ohne Beschichtung sind bei vertikaler Orientierung die Decklagen massiv von den Platten abgelöst. Diese Schädigung ist bei Platten mit horizontaler Orientierung der Decklage nicht festzustellen. Diese weisen im unteren Spritzwasserbereich zum Teil allerdings ex­treme schwarze Verfärbungen auf. Die beschichteten Okoumé-Sperrhölzer zeigen sowohl mit als auch ohne Wartung ein wesentlich besseres Erscheinungsbild.

Die eingesetzten 19 Millimeter dicken Spanplatten (technische Klasse P2 gemäß ÖNorm EN 312 – Platten für Inneneinrichtung zur Verwendung im Trockenbereich) wurden auf ausdrücklichen Wunsch eines Projektpartners eingebaut und sind trotz anfänglich noch vorhandener Beschichtung extrem stark abgewittert. Späne lassen sich leicht entfernen, die Kanten sind stark aufgequollen und weich. „Der Einsatz von Spanplatten dieses Typs in der Fassade kann aufgrund dieser Ergebnisse nicht empfohlen werden“, lautet die Beurteilung durch die Holzforschung Austria.

Die sowohl mit als auch ohne Beschichtung eingesetzten 15 Millimeter dicken OSB-Platten der Qualität OSB/3 gemäß ÖNorm EN 300 (für den tragenden Einsatz im Feuchtbereich geeignet) zeigen sich in einem überraschend guten Zustand. Die Oberfläche ist gelblich-grau verfärbt, Strands lassen sich kaum abheben, Kanten sind nur leicht gequollen. Die Struktur der Platte ist nicht zerstört, allerdings ist das Erscheinungsbild wenig ansprechend (Schwarzfärbung im Spritzwasserbereich).

Beschichtungen:

Für Beschichtungen eignen sich nur Profilformen mit entsprechender Kantenrundung. Scharfe oder gefaste Kanten weisen ein frühzeitiges Versagen auf. Werkseitige, industrielle Beschichtungen (zirka 80 µm) – egal ob lasierend hellbraun oder deckend weiß – sind nach dem Beobachtungszeitraum in einem deutlich besseren Zustand als jene, die von Hand mit einem Pinsel aufgetragen wurden (zirka 60 µm). Im Zuge des unterschiedlichen Quell- und Schwindverhaltens der Hölzer zeigen die Beschichtungen im Bereich der Keilzinkung erste Risse mit beginnender Unterwanderung des Beschichtungsfilms.

Lasierend hellbraune Beschichtungen zeigen ohne Wartung eine starke Abwitterung mit teilweise nicht mehr vorhandener Beschichtung im Spritzwasserbereich. Bei den Dreischichtplatten ist die Beschichtung auch am Spätholz der Jahresringe abgewittert. Ein Teil der Okoumé-Sperrholzplatten wurde wie empfohlen gewartet, wodurch diese ein wesentlich besseres Erscheinungsbild aufweisen.

Die deckend weißen Beschichtungen erwiesen sich als die hochwertigsten und sind insbesondere bei maschineller Applikation noch vollständig erhalten. Lediglich an den Kanten und im Spritzwasserbereich sind Abwitterungserscheinungen zu erkennen.

Die Öl- und Nanobeschichtungen sind nicht mehr vorhanden, die Oberflächen daher wie unbehandelt zu beurteilen.

Sondermaterialien:

Die WPC-Profile zeigen sich in einem sehr guten Zustand, unbeschichtet zeigen sie eine Weißfärbung mit leicht abkreidender Oberfläche, auch beginnender Schwarzschimmelbefall ist erkennbar. Das dunkel beschichtete WPC-Profil zeigt sich in hervorragendem Zustand, lediglich durch mechanische Beschädigung ist die Beschichtung leicht zerkratzt. Die unteren fünf Zentimeter sind leicht angequollen. Laut den Herstellerangaben sollte alle acht Jahre eine Wartung durchgeführt werden – was auch den Erkenntnissen aus dem Langzeittest entspricht.

Eine Variante der OSB- als auch eine der Spanplatten wurden mit vier Arbeitsgängen mit einer High-Solid-Beschichtung auf PUR-Basis mit einer Schichtdicke von 0,4 Millimeter versehen. Dort wo die Beschichtung nicht verletzt ist, sind sie in einwandfreiem Zustand, wo allerdings Beschädigungen vorliegen, ist der Holzwerkstoff völlig zerstört. „Der Einsatz solcher Beschichtungssysteme kann weiterhin nicht empfohlen werden“, lautet die wissenschaftlichen Beurteilung.

Konstruktion:

Der empfohlene Fugenabstand von mindestens zehn Millimeter hat sich im Langzeitversuch bewährt: Da sich kein Kapillarwasser in den Fugen sammeln kann, zeigen sich in diesem Bereich keine Schäden.

Die stumpfen Stöße bei Profilbrettern wurden in unterschiedlichen Varianten mit und ohne Hirnholzschutz bzw. Oberflächenbeschichtung ausgeführt – bisher zeigen sich hier durchgehend keine Fäulnisschäden. Lediglich Oberflächenbeschichtungen zeigen ausgehend vom Hirnholz verstärkte Abwitterungserscheinungen.

Für die Fassadenbefestigung sind reine Zinkbleche oder gleichwertige Materialien zu empfehlen – sowohl im Hinblick auf die Lebensdauer als auch in Bezug auf eventuelle Verfärbungen.

Autoren des wissenschaftlichen Papers zum Abwitterungsverhalten
Peter Schober und Claudia Koch (Holzforschung Austria)
Redaktion?Tom Cervinka?