Holzfaser-Dämmstoffe: Klimaschutz und andere Vorteile

Die oft geforderte „Bauwende“ bedeutet vor allem: Bauen und Dämmen mit Holz. Denn als gewachsener und nachwachsender Rohstoff weist Holz eine positive CO₂-Bilanz auf: Durch Photosynthese binden Bäume im Lauf ihres Lebens große Mengen CO₂, statt große Mengen CO₂ freizusetzen. Und bei einer stofflichen Nutzung ihres Holzes bleibt das gebundene CO₂ für weitere Jahrzehnte gespeichert und der Erdatmosphäre entzogen. In Kombination mit nachhaltiger Forstwirtschaft entzieht Bauen und Dämmen mit Holz der Erdatmosphäre CO₂ – und kann somit den CO₂-Anstieg und damit die Klimaerwärmung kurzfristig bremsen und langfristig umkehren.

Speicherung großer Mengen CO₂

„Mit Holz können wir uns aus der Klimakrise herausbauen“, sagt der renommierte Klimaforscher Hans Joachim Schellnhuber. Denn Bauen und Dämmen mit Holz ist eine effektive und effiziente Klimaschutzmaßnahme. Die CO₂-Vermeidungskosten sind hier deutlich niedriger als die in der Energiewirtschaft für das Umstellen auf regenerative Energieträger. Deshalb fördert z. B. Bayern das Bauen und Dämmen mit Holz im Rahmen seines Förderprogramms „BayFHolz“ mit 50 ct/kg gespeichertes CO₂ und die Stadt München im Rahmen ihres Förderprogramms „Holzwohnungsbau“ mit 1,0 €/kg Bau- und Dämmmaterial aus nachwachsenden Rohstoffen. Die Förderungen sind ungefähr gleich hoch, denn Holz speichert fast das Doppelte seines Eigengewichts an CO₂.

Letzteres klingt wahrscheinlich etwas verwirrend. Deshalb hier eine etwas detailliertere Beschreibung des Sachverhalts: Pflanzen „atmen“ CO₂ ein, zerlegen es, „atmen“ Sauerstoff (O₂) aus und binden den Kohlenstoff (C) in ihre Molekularstruktur ein – was bei Holz ungefähr die Hälfte seines Eigengewichts ausmacht. Durch Verrotten oder Verbrennen würde sich dieser Prozess umkehren: C würde O₂ binden und zu CO₂ werden. Und CO₂ ist fast viermal so schwer wie C, also doppelt so schwer wie Holz. Von einer CO₂-Speicherung des Holzes zu sprechen, ist also nicht ganz korrekt, hat sich aber so eingebürgert.

Im Vergleich zu Vollholz, das über 800 kg/m³ CO₂ speichert, speichern Holzfaser-Dämmstoffe deutlich weniger. Je nach Produkt zwischen 60 und 400 kg. Doch bei den großen Dämmstoff-Volumen, wie sie heute üblich sind, summiert sich das zu einer beträchtlichen Menge.

Das im Dämmstoff gespeicherte CO₂ ist der Erdatmosphäre sofort entzogen – und muss sich nicht erst über einen langen Zeitraum aufsummieren, wie das beim eigentlichen Ziel des Dämmens geschieht: dem Senken des Heizenergiebedarfs und der mit ihm einhergehenden CO₂-Emissionen. Das „sofort“ ist für den Klimaschutz entscheidend, denn das zentrale Problem ist die in der Erdgeschichte beispiellos schnelle Klimaerwärmung. Die Ökosysteme aber brauchen Zeit, um sich anzupassen. Und die Menschheit auch.

Unter den Dämmstoffen aus nachwachsenden Rohstoffen haben Holzfaser-Dämmstoffe den mit Abstand größten Marktanteil. Das liegt zum einen daran, das Holz in Wäldern wächst und seine Nutzung somit keine Konkurrenz um landwirtschaftliche Flächen entfacht, was vor allem bei einer Umstellung auf Bio-Landwirtschaft mit niedrigerer Flächenproduktivität problematisch würde. Zum anderen können zur Herstellung von Holzfaser-Dämmstoffen auch Schadholz und Restholz verwendet werden, das bei der Waldpflege und in Sägewerken in großen Mengen anfällt.

Schutz vor sommerlicher Überhitzung

Neben ihrer CO₂-Speicherung bieten Holzfaser-Dämmstoffe noch einen weiteren großen Vorteil: einen hervorragenden Hitzeschutz. Der wird immer wichtiger, denn die Zahl sommerlicher Hitzetage mit über 30 °C steigt. Von durchschnittlich 4,4 pro Jahr in den 1980er-Jahren auf durchschnittlich 11,1 in den 2010er-Jahren.

Weit verbreitet ist die Meinung, die sog. Wärmeleitfähigkeit λ – der wichtigste Kennwert einer Wärmedämmung – gäbe Aufschluss über den sommerlichen Hitzeschutz: Was im Winter gut dämme, das dämme genauso gut im Sommer, nur in umgekehrter Richtung. Dem ist nicht so. Denn im Winter herrscht ein kontinuierliches Temperaturgefälle von innen nach außen, im Sommer jedoch wechselt es: Tagsüber ist es außen heißer als innen, nachts kühler. Nachts fließt die Wärme nach außen, die Holzfaser kühlt ab und kann dann am nächsten Tag wieder große Wärmemengen „aufsaugen“ und „zwischenspeichern“ – was den Wärmefluss nach innen stark bremst.

Physikalisch ausgedrückt wird dies mit der sog. Temperaturleitfähigkeit, in der neben der Wärmeleitfähigkeit λ auch die spezifische Wärmekapazität und die Rohdichte berücksichtigt sind. Wichtig ist dies vor allem dann, wenn schwere Speichermassen fehlen: in Dachgeschossen – dazu weiter unten noch mehr – und in Vollgeschossen mit Außenwänden aus leichten, nichttragenden Fassadenelementen. Hier genügt das immer wieder empfohlene Verschatten der Fenster nicht, weil sich die Hitze auch durch die Gebäudehülle nach innen vorarbeitet. Vor allem, wenn die Sonne auf sie scheint.

Dämmstoff-Formen und Dämm-Methoden

Holzfaser-Dämmstoffe gibt es in drei Formen: als Einblasdämmung, als flexible Dämmmatte und als robuste Dämmplatte. Mit Einblasdämmungen und Dämmmatten werden Gefache gefüllt, mit Dämmplatten homogene Flächen erzeugt. Dämmplatten gibt es für verschiedene Funktionen optimiert – u. a. auch Putzträger für Wärmedämmverbundsysteme (WDVS).

Für WDVS bringt die hohe Wärmespeicherfähigkeit der Holzfaser-Dämmstoffe zusätzliche Vorteile. Weil sie nachts langsamer auskühlen als andere Dämmstoffe, schlägt sich auf der Putzoberfläche weniger Tauwasser nieder, wodurch Algen und Pilzen eine ihrer zentralen Lebensgrundlagen entzogen wird. Und weil Holzfaser-Dämmplatten beim Klopfen „voll“ und nicht „hohl“ klingen, verwechseln sie Spechte nicht mit morschem Holz, in das sie Löcher hacken möchten.

Prinzipiell gibt es drei Methoden, um mit Holzfaser zu dämmen. Erstens – wie gerade beschrieben – als Putzträgerplatte in einem WDVS. Zweitens als Gefachdämmung zwischen Wandständern, die auf die Außenwand montiert werden – was andere Fassadenoberflächen wie z. B. eine Holzschalung oder Faserzementplatten ermöglicht. Und drittens in vorgefertigten Fassadenelementen, die i. d. R. in Holzrahmenbauweise gefertigt werden und sich zunehmender Beliebtheit erfreuen – sowohl im Neubaubereich bei Schotten- und Skelettkonstruktionen als auch in der seriellen Sanierung, wo sie an die Bestandswand montiert werden.

Brandschutz in Gebäudeklassen 4 und 5

Holzfaser-Dämmstoffe bringen also eine ganze Reihe an Vorteilen: Sie sind aufgrund ihrer CO₂-Speicherung gut für den Klimaschutz, dank ihrer Wärmespeicherfähigkeit gut für den sommerlichen Hitzeschutz sowie für die Qualität von Putzoberflächen in einem WDVS. Zudem sind sie aufgrund ihrer Diffusionsoffenheit und Feuchtespeicherfähigkeit auch gut für den Schutz von Holzkonstruktionen – dazu später mehr. Einen Nachteil haben Holzfaser-Dämmstoffe aber auch: Sie sind brennbar. Das sind allerdings andere Dämmstoffe auch – und das auf eine Art und Weise, die deutlich unangenehmer ist.

„Hartschäume verbrennen extrem schnell, mit sehr starker dunkler Rauchbildung, schmelzen und tropfen brennend ab“, steht z. B. in einer Studie des Fraunhofer-Instituts aus dem Jahr 2020. „Die untersuchten NawaRo-Dämmstoffe brennen zwar auch, jedoch verhältnismäßig langsam, mit geringer Rauchentwicklung und tropfen nicht brennend ab. Das Brandverhalten von NawaRo-Dämmstoffen ist damit insbesondere in der Frühphase eines Brandes deutlich vorteilhafter als das von Hartschäumen und grundsätzlich kalkulierbar.“

Doch trotz des gutmütigen Brandverhaltens müssen natürlich die Brandschutzziele erfüllt werden. Genauer regeln das die Landesbauordnungen. Bei 16 Bundesländern ist das etwas uneinheitlich, doch glücklicherweise orientieren sich diese an der Musterbauordnung. Sie definiert für die Gebäudeklassen 4 und 5 – also im Wohnungsbau für Gebäude ab vier Vollgeschossen –, dass tragende Außenwände in Gebäudeklasse 4 „hochfeuerhemmend“, in Gebäudeklasse 5 „feuerbeständig“ sein müssen, nichttragende Außenwände dagegen nur „feuerhemmend“.

Der bauordnungsrechtliche Begriff „hochfeuerhemmend“ heißt: Feuerwiderstandsklasse „F60 AB“. Die Zahl „60“ steht für die Zahl der Minuten, die ein Bauteil unter den Prüfbedingungen einem Brand mindestens widerstehen muss, „A“ für nichtbrennbare Baustoffe, „B“ für brennbare, „AB“ für eine Mischung aus beiden, wobei die tragenden und aussteifenden Teile nichtbrennbar sein müssen. „Feuerhemmend“ bedeutet dagegen: „F30 B“, also mindestens 30 min Brandwiderstand, ohne dass nichtbrennbare Baustoffe notwendig sind.

Für mehrgeschossige Wohnungsbauten der Gebäudeklasse 4 bedeutet dies: Sind die Außenwände tragend und aus Stahlbeton oder Mauerwerk, so erfüllen diese die Anforderung „F60 AB“ und es kann mit Holzfaser gedämmt werden. Handelt es sich um eine Skelett- oder Schottenkonstruktion aus Beton oder Mauerwerk, an die mitHolzfaser gedämmte Fassadenelemente montiert werden, so ist die Erfüllung der Anforderung „F30 B“ durch ein „allgemeines bauaufsichtliches Prüfzeugnis“ (abP) nachzuweisen. Dieses gibt es bei den Dämmstoff-Herstellern, die i. d. R. den Feuerwiderstand einer Vielzahl unterschiedlicher Ausführungen getestet haben.

Neben „F30 B“ verlangt die Musterbauordnung für nichttragende Außenwände in den Gebäudeklassen 4 und 5 derzeit aber auch, dass deren Oberflächen einschließlich der außerhalb der Gefache liegenden Dämmstoffe und Unterkonstruktionen „schwerentflammbar“ sind. Holzfaser-Dämmstoffe sind aber „normal entflammbar“.

Das hat zur Folge, dass Holzfaser-Dämmplatten als Putzträger in WDVS derzeit in den Gebäudeklasse 4 und 5 nicht so einfach eingesetzt werden können. Möglich ist das nur über einen Abweichungsantrag und Kompensationsmaßnahmen, die in einem Brandschutzkonzept zu benennen und zu beschreiben sind. Bei den Genehmigungsbehörden ist die Thematik inzwischen bekannt und die Dämmstoff-Hersteller unterstützen die Antragsteller beim Argumentieren – durch Verweise auf Ergebnisse wissenschaftlicher Versuche und bereits erfolgte Genehmigungen bei anderen Bauprojekten.

Ohne planerischen und genehmigungstechnischen Mehraufwand sind Holzfaser-Dämmstoffe derzeit in den Gebäudeklassen 4 und 5 in nichttragenden Außenwänden als Gefachdämmung einsetzbar, wenn die Gefache mit „schwerentflammbaren“, nichtbrennbaren Platten – z. B. aus Gipsfaser oder Gipskarton – geschlossen werden. Nichttragende Außenwände können mit vorgefertigten Fassadenelementen realisiert werden.

Lukrative Option: serielle Sanierung

Dämmen mit vorgefertigten Fassadenelementen wird bei energetischen Sanierungen seit Anfang 2023 lukrativ gefördert: im Rahmen der „Bundesförderung für effiziente Gebäude“ (BEG) durch einen zusätzlichen Bonus in Höhe von 15 % der Baukosten, wenn die Sanierung „seriell“ erfolgen. Mit „seriell“ ist der Einsatz vorgefertigter Elemente gemeint.

Damit kommt ein neues Gewerk ins Spiel: der Holzbau. Denn um die Zahl energetischer Sanierungen angesichts ausgelasteter Stuckateurbetriebe deutlich zu erhöhen, braucht es neue Wege und andere Gewerke, die Kapazitäten frei haben.

„Gerade in Anbetracht des sich immer weiter verschärfenden Fachkräftemangels muss die Produktivität steigen“, sagt Martin Koch, Vertriebsleiter für Elementfertigung beim Holzfaser-Dämmstoff- und Holzwerkstoff-Hersteller STEICO. „Um die Komplexität ganzheitlicher Sanierungen zu beherrschen, müssen Gewerke- und Planungsschnittstellen neu geprüft werden.“

Die serielle Sanierung mit Holzrahmenbau-Elementen eröffnet neue Möglichkeiten. Bereits bei der Fertigung im Werk können Fenster, Leitungen und Rohre integriert werden. STEICO ist bei der Elementfertigung ein Vorreiter, hat ein Holzbausystem aus Furnierschichtholz und Stegträgern entwickelt, das die Elemente noch leistungsstärker, dimensions- und formstabiler, leichter und energieeffizienter macht.

Sinnvoll ist die serielle Sanierung vor allem dann, wenn die Elemente in großer Zahl produziert werden können. Denn das reduziert die Arbeitszeit und damit die Kosten. Voraussetzung dafür sind große Gebäude mit rhythmisierten Fassaden aus sich wiederholenden Fenstern, Türen und Balkonen – so wie das im Geschosswohnungsbau seit den 1950er-Jahren üblich ist. Solche Gebäude mit seriell hergestellten Elementen zu sanieren, liegt nahe und passt zu deren Logik.

Mit vorgefertigten Elementen zu sanieren, zeichnet sich durch hohe Präzision und Qualität sowie einen exakt durchgeplanten Bauablauf aus. Die Bauzeiten verkürzen sich – schon in der Fertigung, erst recht auf der Baustelle. Letzteres reduziert die von den Baumaßnahmen ausgehenden Störungen der Bewohner und Nachbarn – und erhöht somit die Akzeptanz der Sanierungsmaßnahmen. Zudem bietet diese Methode die Chance, bislang eher triste Wohnanlagen gestalterisch aufwerten.

Mit dem 15- %-Bonus im Rahmen der BEG sollten Wohnungsunternehmen motiviert werden, beim energetischen Sanieren ihres Gebäudebestands die gewohnte Vorgehensweise zu überdenken und neue Wege einzuschlagen.

Bewohnerfreundliche Dachsanierung

Die strengen Brandschutz-Anforderungen in den Gebäudeklassen 4 und 5 gelten nur für die Außenwand. An Dachflächen stellt der Gesetzgeber gemeinhin keine Anforderungen. Diese mit Holzfaser zu dämmen ist deshalb brandschutztechnisch unproblematisch. Und bauphysikalisch vorteilhaft. Denn Holzfaser-Dämmstoffe sind diffusionsoffen und sorptiv. Sie können viel Feuchte aufnehmen, zwischenspeichern und wieder abgeben – ohne dass sich ihre Dämmfähigkeit dabei spürbar verschlechtert. Das Holz bleibt trocken, weil der Dämmstoff die meiste Feuchte „aufsaugt“. Bei einer energetischen Dachsanierung bringt dies den großen Vorteil, dass sie von außen erfolgen kann, weil innen keine Dampfbremse verlegt werden muss – wenn die innere Dachbekleidung ausreichend diffusionshemmend ist (Abb. 5a – 5c).

„Mineralische Faserdämmstoffe und erdölbasierte Hartschäume können praktisch keinerlei Feuchtigkeit innerhalb des Dämmstoffs puffern, sodass eine geringfügige Erhöhung der Wassermenge innerhalb der Konstruktion bereits zu freiem Wasser an den Oberflächen führt – und somit ein Schimmelwachstum ermöglicht“, stellt ein 2021 veröffentlichter Forschungsbericht des Fraunhofer-Instituts fest. „Natürliche Dämmstoffe können hingegen durch Sorption verhältnismäßig große Mengen Feuchtigkeit zwischenpuffern, ohne dass sich die Materialfeuchte signifikant erhöht – die Konstruktion bleibt trocken.“ Wichtig ist, dass vor Beginn der Sanierungsmaßnahme durch eine Bestandsaufnahme und bauphysikalische Berechnungen sichergestellt ist, dass der Dachaufbau innen genügend diffusionshemmend und außen genügend diffusionsoffen ist. Das ist sehr oft der Fall. Dann kann auf das Verlegen einer Dampfbremsbahn verzichtet werden und das Dachgeschoss während der Sanierungsmaßnahme bewohnt bleiben. Da sich dadurch auch noch die Bauzeit verkürzt, steigt die Akzeptanz der Bewohner für solch eine Sanierungsmaßnahme.

Der Autor

Günther Hartmann
Dipl.-Ing. Architektur und Energieberater Günther Hartmann ist seit 2008 hauptberuflich als Fachjournalist tätig: zunächst bei einer Holzbau-Zeitschrift, anschließend bei einem Holzbau-Verband, seit 2020 beim Holzfaser-Dämmstoff- und Holzwerkstoff-Hersteller STEICO.

www.steico.com