Holzschutz hinter Alu

Holz-Aluminium-Fenster weisen in den letzten Jahren beständige Zuwachsraten am Fenstermarkt der DACH-Region (Deutschland, Österreich und Schweiz) auf. Den geschützten Holzfensterkonstruktionen kommt damit eine immer größer werdende Bedeutung für den Einsatz des nachwachsenden Rohstoffes Holz in der Fensterherstellung zu. Neben dem Holz-Alu-Fenster sind noch andere Materialkombinationen wie z. B. Holz-Glas, Holz-Kunststoff und Holz-Holz verfügbar, bei denen der Grundrahmen aus Holz durch eine Schicht aus einem anderen Material vor der direkten Bewitterung geschützt ist.

Die Anforderungen an die Eigenschaften der Beschichtungen auf den Holzrahmen von geschützten Fensterkonstruktionen wurden in den vergangenen Jahren intensiv untersucht und auf Basis dieser Forschungsergebnisse wurden von den Lackherstellern neue Beschichtungssysteme auf den Markt gebracht. Die geltenden ÖNORMEN für Beschichtungen auf maßhaltigen Außenbauteilen aus Holz (ÖNORM C 2350 und ÖNORM B 3803) wurden überarbeitet, um dem neuen Stand der Technik in der Holzfensterbeschichtung in diesem Bereich Rechnung zu tragen.

Versuchsfenster einer gängigen Holz-Aluminium-Fensterkonstruktion sowie von verschiedenen Bauarten von geschützten Holzfensterkonstruktionen wurden Differenzklimabeanspruchungen am Fensterprüfstand ausgesetzt und dabei die Entwicklung der Holzfeuchtigkeit in den Rahmenprofilen aus Holz sowie der Verlauf des Klimas zwischen den Vorsatzschalen und den Holzgrundrahmen gemessen.

Bei diesen Untersuchungen wurde festgestellt, dass die Beschichtungen bei einer extremen Klimabeanspruchung den Feuchtehaushalt des Holzes beeinflussen. Dickschichtige Beschichtungssysteme können bei einem Kondenswasseranfall hinter der Vorsatzschale die Feuchteaufnahme reduzieren. Bei der sehr häufig vorkommenden Diffusion von Feuchtigkeit von innen nach außen können sie jedoch die Feuchteabgabe an der Außenseite vermindern und damit zu einer Feuchteansammlung in den Holzprofilen beitragen. Ein sehr guter Feuchteschutz für geschützte Holzfensterkonstruktionen konnte mit mittelschichtigen Beschichtungssystemen erreicht werden. Beim Auftreten von Kondenswasser innerhalb der Fensterkonstruktion (z. B. Glasfalz) konnte auch mit dickschichtigen Systemen eine Feuchteaufnahme des Holzes nicht vollständig verhindert werden.

Die stationäre Diffusion von Feuchtigkeit durch Holz-Aluminiumfenster wurde mit einem Computerprogramm auf Basis der Finite-Elemente-Methode (WinFeuchte V3.08) berechnet. An einem Modellfenster einer gängigen Holz-Aluminium-Fensterkonstruktion wurde die Wasserdampfdurchlässigkeit der Beschichtung an der Innen- und Außenseite variiert und unter gleichen Randbedingungen der stationäre Wärme- und Feuchtestrom berechnet. Die Berechnungen bestätigten die Ergebnisse der Untersuchungen mit Versuchsfenstern unter Differenzklimabeanspruchung und zeigten einen wesentlichen Einfluss der Beschichtung auf den Feuchtehaushalt der Fensterprofile aus Holz.

Ein sehr ausgeglichener Feuchtehaushalt der Holzprofile wurde mit Beschichtungssystemen mit mittlerer Wasserdampfdurchlässigkeit erreicht. Bei dickschichtigen Beschichtungssystemen zeigte sich eine Feuchteansammlung an der Außenseite und bei dünnschichtigen Systemen bzw. unbehandelten Holzprofilen eine Feuchteansammlung an der Innenseite der Holzquerschnitte. Einen optimalen Feuchtehaushalt ergaben die Berechnungen für Holz/Aluminium-Fenster, die an der Außenseite mit einer durchlässigeren Beschichtung als an der Innenseite beschichtet waren.

Holz-Alu-Fenster in einer Standardkonstruktion wurden mit verschiedenen Beschichtungssystemen versehen, in eine Richtung Südosten orientierte Fassade der Holzforschung Austria eingebaut und in einem Zeitraum von drei Jahren bewittert. Während der Bewitterung wurden die Verläufe der Holzfeuchtigkeiten in den Fensterprofilen sowie der klimatischen Bedingungen zwischen den Vorsatzschalen und den Holzprofilen aufgezeichnet. Es zeigte sich, dass die Feuchtebelastung der Holzrahmen der Versuchsfenster sehr gering war und nur sehr selten und über sehr kurze Zeiträume Kondenswasser zwischen den Aluminiumprofilen und den Holzrahmen aufgetreten ist. Die Holzprofile der Versuchsfenster waren daher sehr gut vor der direkten Bewitterung geschützt und es zeigten sich nur geringe Schwankungen der Holzfeuchtigkeit ohne erkennbaren Einfluss durch die verwendeten Beschichtungssysteme.

Aus diesen Ergebnissen konnte geschlossen werden, dass aufgrund des guten Witterungsschutzes durch die Vorsatzschalen aus Aluminium ein hoher Feuchteschutz durch das Holzbeschichtungssystem bei geschützten Fensterkonstruktionen nicht mehr erforderlich ist. Unter der Voraussetzung einer fachgerechten Konstruktion und des richtigen Einbaus von geschützten Holzfensterkonstruktionen ist der Feuchteschutz durch mittel- und dünnschichtige Beschichtungssysteme daher ausreichend.

Aus den Ergebnissen der durchgeführten Forschungsarbeiten konnte abgeleitet werden, dass die Beschichtung der Holzrahmen von geschützten Holzfensterkonstruktionen mit dünn- und mittelschichtigen Beschichtungssystemen einen ausreichenden physikalischen Schutz bietet. Aufgrund des guten Witterungsschutzes der Oberflächen können auch farblose Beschichtungssysteme angewendet werden. Ein geschlossener Anstrichfilm auf den Oberflächen mit einer Trockenfilmdicke von mindestens 30 bis 40 µm ist zu empfehlen, um eine höhere Beständigkeit zu erreichen und störende Verfärbungen, z. B. bei ablaufendem Kondenswasser, zu vermeiden. Für geschützte Holzfensterkonstruktionen müssen jedoch weiterhin Produkte verwendet werden, die von den Lackherstellern speziell für diese Anwendung entwickelt wurden.

Auf Basis der oben beschriebenen Forschungsergebnisse wurden die ÖNORMEN für Beschichtungen auf maßhaltigen Außenbauteilen aus Holz von einer international besetzten Arbeitsgruppe, die aus den österreichischen Fachnormenausschüssen 050 „Beschichtungsstoffe“ und 081 „Holzschutz“ zusammengesetzt wurde, überarbeitet, um sie an den neuen Stand der Technik anzupassen. Dies umfasst die ÖNORM C 2350 „Beschichtungsstoffe für Beschichtungen auf maßhaltigen Außenbauteilen aus Holz“, welche die Anforderungen an die Beschichtungsprodukte stellt und die dazugehörende Verarbeitungsnorm ÖNORM B 3803 „Holzschutz im Hochbau, Beschichtungen auf maßhaltigen Außenbauteilen aus Holz durch holzverarbeitende Betriebe“. In beiden Normen wurden neue Kapitel über die Anforderungen an Beschichtungen erstellt. Die neuen Normen ermöglichen die Anwendung von farblosen Beschichtungssystemen mit einer Trockenfilmdicke von mindestens 40 µm auf geschützten Holzfensterkonstruktionen. Die Normen wurden am 08.03.2006 von den zuständigen Gremien nach der Einspruchsbehandlung fertig gestellt und zum Druck verabschiedet und treten in diesem Sommer in Kraft.

Durch die kooperativen Forschungs- und Entwicklungsarbeiten von Lackherstellern, Fensterherstellern und der Holzforschung Austria wurde ein neuer Stand der Technik in der Beschichtung von geschützten Holzfensterkonstruktionen geschrieben und in den Anforderungsnormen verankert. Mit den nun erlaubten transparenten Beschichtungssystemen kommt die dekorative Holzstruktur an der Innenseite der Fenster voll zur Geltung. Die Applikation dieser Systeme ist auch im Flutverfahren ohne Spritzauftrag der Endbeschichtung realisierbar und eröffnet damit ein Potenzial zur Reduktion der Herstellungskosten der Fenster. Dadurch kann die Konkurrenzfähigkeit des Holz-Aluminiumfensters und der Anteil des Werkstoffes Holz am österreichischen Fenstermarkt gestärkt werden. ■