Extensiv begrünte Dächer im Vergleich zu konventionellen Flachdächern

Inhaltsverzeichnis

  A Einleitung  3

  B Betrachtung und Vergleich konventioneller und extensiv begrünter  

  Flachdächer  6

  I Historischer Rückblick  6

1  Das Flachdach  6

2  Rückblick auf die Entwicklung von Dachabdichtungen  9

  II Technische Angaben zum Aufbau der zu untersuchenden Dachkon  

  struktionen  11

1  Arten Aufgaben und Materialien der Bauteilschichten  11

1.1  Tragende Flachdachkonstruktion  11

1.2  Trennschichten Ausgleichsschichten  13

1.3  Dampfsperre Dampfbremse  16

1.4  Wärmedämmung  19

1.5  Abdichtung  23

1.6  Oberflächenschutz  29

1.7  Wurzelschutz  31

2  Das Umkehrdach  34

2.1  Aufbau  36

2.2  Funktion  38

3  Die zu untersuchenden Dachkonstruktionen  39

3.1  Das konventionelle ungenutzte und unbegrünte Flachdach mit  

  bituminöser Abdichtung  40

3.2  Das extensiv begrünte Flachdach  42

3.2.1  Extensive Bepflanzung im Mehrschichtenaufbau Vegetationssubstrate  48

3.2.2  Extensive Bepflanzung mittels Vegetationsmatten  54

3.2.3  Extensive Bepflanzung mit System Floratherm ZinCo-DUO Dach  57

  III Vergleich des konventionellen und extensiv begrünten Flachdaches  59

1  Städtebauliche und gesellschaftliche Anforderungen an das Bauen  59

1.1  Rechtsvorschriften  59

1.2  Auswirkungen des Bauens auf den Menschen  61

1.3  Zwischenfazit  63

2  Eine Bewertung der Konstruktionen unter dem Aspekt Dauerhaftigkeit  64

3  Die bauphysikalischen und mechanischen Beanspruchungen  

  Anforderungen an die zu untersuchenden Konstruktionen  66

3.1  Anforderungen der Energieeinsparverordnung (EnEV)  66

3.2  Wärmeschutz Tauwasserschutz Verhalten bei Wassereinwirkung  67

3.2.1  Grundlagen des Tauwassernachweises  68

3.2.2  Tauwassernachweis nach Glaser  69

3.2.3  Bewertung der Konstruktionen  72

3.3  Brandschutz  73

3.4  Die mechanische Beanspruchung Windsog  74

3.4.1  Berechnung der Windsoglasten  75

3.4.2  Lagesicherheit auf dem bituminös abgedichteten Flachdach  76

  1  

3.4.3  Lagesicherheit der extensiven Dachbegrünung  77

4  Eine ökologische Bewertung der Dachkonstruktionen  78

4.1  Herstellung  79

4.2  Eigenschaften auf dem Dach  84

4.3  Rückbau und Entsorgung  87

4.4  Zwischenfazit  88

  C Fazit  89

  Quellenverzeichnis  92

  Literatur  92

  Normen (Deutsches Institut für Normung)  96

  Bauaufsichtliche Zulassungen  97

  Gesetze  97

  Zeitschriften  98

  Internet  100

  Produktkataloge  102

  Abbildungen  103

Tabellen   103

  Grafiken  104

  Anlagen  104

  2  

A Einleitung

Das Umweltbundesamt zieht im Jahr 2003, zehn Jahre nach der Konferenz der Verein- ten Nationen für Umwelt und Entwicklung in Rio de Janeiro, u. a. folgendes Resümee: Die Zielsetzung für das Handlungsfeld „Minderung der Flächeninanspruchnahme für Siedlungen und Verkehr“, 1 innerhalb der deutschen Nachhaltigkeitsstrategie, wurde nicht erreicht. 2 Stattdessen erreichte im Jahr 2002 die täglich hinzukommende Flächenversie- gelung, trotz konjunktureller Rückgänge im Bausektor, 105 ha/Tag. 3 Es ist davon auszugehen, dass auch heute und in Zukunft große Mengen Grünflächen durch bauliche Veränderungen verloren gehen. Hinsichtlich des Wunsches nach Erhalt dieser Flächen bedarf die Bebauung innerhalb der Städte und auf dem Land einer kriti- schen Betrachtung.

Dass mit entsprechenden baulichen Mitteln schonend mit der Natur umgegangen wer- den kann, zeigen die verschiedenen Formen der Bauwerksbegrünung. Ein inzwischen bewährtes Konzept stellt die Dachbegrünung dar. Durch die intensive oder extensive Begrünung flacher und geneigter Dachflächen entstehen natürliche Inseln in Bereichen des Bauwerks.

Welchen Beitrag die extensive Begrünung auf flachen und ungenutzten Dächern zur Flä- chenentsiegelung leistet, was sie dabei für Anforderungen an das Bauwerk stellt und welchen Nutzen der Mensch aus ihr zieht, soll in dieser Arbeit anhand eines Vergleiches mit dem konventionellen, unbegrünten und ungenutzten Flachdach aufgezeigt werden. Die Flachdachbegrünung in extensiver Form ist – unabhängig von ihren Variationsmög- lichkeiten – die auf das Tragwerk am geringsten einwirkende Naturalisierung des Da- ches. Sie beschreibt eine Begrünung mittels trockenheitsverträglicher und zeitweise Ver- nässung ertragender, niedrig bleibender Pflanzen, die regenerationsfähig sein müssen und einen geringen Pflegeaufwand erfordern. Ihr dünnschichtiger Aufbau ist besonders gut auf horizontalen und flachgeneigten Flächen zu realisieren und erzeugt nur geringe zusätzliche Flächenbelastungen.

Welche Auswirkungen die beiden ausgewählten Dachoberflächenkonstruktionen jeweils auf die Trias „Mensch, Bauwerk, Natur“ haben, wird im Folgenden anhand der Gesichts- punkte Dauerhaftigkeit, Bauphysik sowie Ökologie dargestellt:

Unter I sind in Kapitel 1 zunächst divergierende Definitionen auf eine gemeinsame Grundlage zu bringen. Es soll eine klar umrissene Begriffsbestimmung der Dachkon- struktion Flachdach vorgenommen werden. Hierauf aufbauend ist das flache Dach der

1 Penn-Bressel et al 2003, Vorwort S. 3

2 Vgl. Penn-Bressel et al 2003, Vorwort S. 3

3 Vgl. Penn-Bressel et al 2003, Vorwort S. 3

3

Gegenwart in den historischen Kontext einzubetten. Die geschichtliche Entwicklung des Flachdachs soll die technischen Ursprünge und Möglichkeiten in den einzelnen Epochen darstellen und einen Eindruck vermitteln, wie der Mensch den obersten Gebäudeab- schluss jeweils gestaltet hat. Flache Dachkonstruktionen stellen hohe Anforderungen an die Ausführung ihres Schichtenaufbaus. Ein historischer Rückblick auf die Abdichtungs- technik vergangener Jahrhunderte und Jahrzehnte in Kapitel 2 soll helfen, die Abdich- tungsproblematik flacher Dachformen zu verstehen und zeigen, wie der heutige Stand der Technik in die geschichtlichen Entwicklungen eingebettet ist.

Unter II wird der Aufbau des konventionellen und extensiv begrünten Flachdaches dar- gestellt. Wie komplex die gesamte Flachdachkonstruktion, einschließlich Dachabdich- tung und vorbereitender Schutzlage zum Aufbringen einer Dachbegrünung ist, kann an- hand der Darstellung der einzelnen Schichten des Regeldachaufbaus abgelesen wer- den. In Kapitel 1 werden die zum Einsatz kommenden Werkstoffe aufgezählt und Anga- ben darüber gemacht, wie sie miteinander zu verbinden sind. In Kapitel 2 wird die Hete- rogenität des Flachdachs durch Erläuterungen zum Umkehrdach, im Hinblick auf Funkti- on und Aufbau verdeutlicht. Als Abwandlung der konventionellen Flachdachkonstruktion ist die Darstellung des Umkehrdaches gleichzeitig die Grundlage für die Vorstellung ei- ner extensiven Dachbegrünung mit wärmedämmenden Eigenschaften. Den vorausge- henden Grundlagen nachfolgend, wird in Kapitel 3 die zu betrachtenden Dachoberflä- chenkonstruktionen im Einzelnen vorgestellt und die Extensivbegrünungen in ihrer Viel- fältigkeit zum Ausdruck gebracht. Die Variationsmöglichkeiten können ausschlaggebend dafür sein, ob sich für oder gegen die Naturalisierung des oberen Gebäudeabschlusses entschieden wird.

Unter III wird der Vergleich zwischen konventionellem und extensiv begrüntem Flach- dach vorgenommen. Dem Trias-Bestandteil Mensch, als einem von drei Untersuchungs- schwerpunkten dieser Arbeit, wird in Kapitel 1 durch eine Untersuchung sozialer Auswir- kungen entsprochen. Diese entstehen, wenn Bauwerke das Umfeld des Menschen ver- ändern. Welche städtebaulichen Entwicklungen sich daraus ergeben und wie ihnen der Gesetzgeber gegenübersteht, wird beleuchtet. Im 2. Kapitel werden die beiden Flach- dachvarianten auf ihre Dauerhaftigkeit hin untersucht. Dargestellt wird, ob und wie stark der jeweils unterschiedlich ausgeprägte Oberflächenschutz thermische, biogene und mechanische Belastungen absorbiert und ob sich dies laufzeitverlängernd oder laufzeit- verkürzend auf die Konstruktionen auswirkt. Um die betrachteten Dachkonstruktionen in bauphysikalischer Hinsicht zu bewerten, werden in Kapitel 3, zusammen mit dem unter- schiedlichen Verhalten bei Windsog, anhand des Wärmeschutzes/ Tauwasserschutz und Brandschutz die Wechselwirkungen zwischen Einwirkung und Baukonstruktion offenge-

4

legt. Bzgl. Wärmeschutz stellen die Anforderungen aus der Energieeinsparverordnung den Rahmen für nachstehende Untersuchungen dar. Ausschlaggebend für die dauerhaf- te Gebrauchstauglichkeit der Konstruktionen ist der Nachweis, ob es zu Kondensation im Bauteil kommt. Wie unterschiedlich die einzelnen Konstruktionen in den Punkten Wär- meschutz und Kondensation zu bewerten sind, zeigt jeweils eine exemplarische Berech- nung. Da Brände eine große Gefahr für den gesamten Baukörper darstellen, werden die beiden Dachoberflächenausbildungen hinsichtlich ihres Verhaltens bei Flugfeuer und strahlender Wärme untersucht. Zuletzt stellt die Bewertung in Kapitel 4 ökologische Un- terschiede beider Konstruktionen bzgl. Herstellung, Verhalten auf dem Dach und Entsor- gung dar. Der Vergleich des begrünten Flachdaches mit dem unbegrünten Flachdach prüft, welchen Nutzen jeweils die eine und andere Dachkonstruktion für die Umwelt hat, welche Probleme sich daraus ergeben können und wie es um die jeweiligen Rückbau- und Entsorgungsmöglichkeiten bestellt ist.

Die Zusammenstellung aller Ergebnisse und Aufführung aller Erkenntnisse, aus den Ein- zelkapiteln am Ende dieser Arbeit, ist die Grundlage für die abschließende Bewertung der konventionellen, unbegrünten und ungenutzten Flachdächer im Vergleich zu extensiv begrünten Flachdächern. Ziel der Arbeit ist es, mit den Ergebnissen aus den Einzelbe- wertungen zu einer Zusammenstellung zu gelangen. Diese soll Bauherren und Trag- werksplanern gleichermaßen als Entscheidungshilfe dienen, konventionelle, unbegrünte und ungenutzte Flachdächer sowie extensiv begrünte Flachdächer den menschlichen Bedürfnissen sowie den Erfordernissen des Bauwerks und der Natur entsprechend ein- zusetzen. 4

4 Der Verfasser verzichtet aus Gründen der Übersichtlichkeit auf die weibliche Form.

5

B Betrachtung und Vergleich konventioneller und extensiv begrünter

Flachdächer

I Historischer Rückblick

1 Das Flachdach

Die zwei Silben des Wortes „Flachdach“ setzen sich aus dem Adjektiv „flach“ und dem Substantiv „Dach“ zusammen. Das „Dach“ ist eine Bezeichnung heutiger Zeit für das alt- germanische bzw. althochdeutsche „dah“. Etymologisch wird das Wort „dah“, das auch verwandt ist mit dem niederländischen und schwedischen Wort „dak“ und dem engli- schen Wort „thatch“, der Wortgruppe „decken“ zugerechnet. Zum englischen „thatch“ be- steht eine Verwandtschaft mit dem griechischen „tégos“, welches Dach und Haus zu- gleich bezeichnet und eine sinnbildliche Beziehung von dem deckenden Dach zur Ur- form des schützenden Hauses herstellt. 5 In der Literatur werden die Bezeichnungen „Flachdach“ oder „flaches Dach“ synonym zur Bezeichnung „flach geneigtes Dach“ verwendet, wenn es sich um nicht genutzte oder ex- tensiv begrünte Dachflächen handelt. Diese sind entsprechend DIN 18531 abzudichten und mit einem Mindestgefälle von 2 % (1,1°) auszustatten. Die Fachregel für Dächer mit Abdichtungen (Flachdachrichtlinien) des Deutschen Dachdeckerhandwerks fordert mit Blick auf Flachdächer ebenfalls ein Gefälle ≥ 2 % und weist darauf hin, dass selbst bei

5 % (2,9°) Neigung durch Überlappungen der Werkstoffe mit behindertem Wasserablauf

und vorübergehender Pfützenbildung zu rechnen ist. 6 Der Übersichtlichkeit halber wer- den die genannten Konstruktionen, trotz erforderlichem Mindestgefälle, im weiteren Ver- lauf weiterhin als Flachdächer bezeichnet.

Den erstmaligen Rückschluss auf ebene, flache Dachkonstruktionen lässt die Grabanla- ge des Pharaos Djoser, die ca. 2700 v. Chr. entstandene Nekropole von Sakkara zu. 7 Siedlungen im mediterranen Kulturkreis aus dieser Zeit zeigen archetypische Wohnhaus- und Dachformen. „Ihre Dachflächen waren zu Terrassen ausgebaut, auf denen während der heißen Sommernächte die Familien zu schlafen pflegten.“ 8 Zugelassen haben dies die regionalen klimatischen Bedingungen, unter denen mit dem örtlichen Baustoff auch

5 Vgl. Der große Duden 1963, S. 97

6 Vgl. Flachdachrichtlinien 2001. In: Deutsches Dachdeckerhandwerk 2003, Kap. 3, S. 7 f.

7 Vgl. von Busse et al 2000, S. 9 f.

8 Von Busse et al 2000, S. 10

6

der „Organismus Haus vernünftig auf den Regelkreis seines natürlichen Umfeldes einzu- stellen [.. war].“ 9 Die entstehende europäische Kultur erbte die Baukunst der alten Ägypter. Seit dem be- herrscht das flache Dach, bis zum heutigen Tage, das Bauen in den Mittelmeer- Regionen. Als aufschlussreiche Zeugnisse gelten laut von Busse et al Geschichten, wel- che die Bibel erzählt und die sich bisweilen liebenswert lesen. 10 Als Beispiel führen v. Busse et al eine der zwölf Vorschriften aus dem fünften Buch Mose an:

„Wenn du ein neues Haus baust, so mache ein Geländer ringsum auf deinem Dache, damit du nicht Blutschuld auf dein Haus lädst, wenn jemand herabfällt.“ 11

Solche und andere Zitate belegen das Vorhandensein flacher Dächer und die Nutzung dieser zu früher Zeit.

Überall dort, wo es die klimatischen Bedingungen zuließen, genügten Baumaterialien wie Lehmziegel und Gemische aus Kalk, Lehm und Asche, die unter dem flachen Dach be- findliche Räume vor Sonneneinstrahlung, Wind und Regen schützten. 12 Niederschläge schwemmten immer wieder Teile dieser Materialien aus der Konstruktion heraus, aber entstandene Lücken ließen sich, ohne allzu großen Aufwand, nach Ende des Regengus- ses wieder schließen. Waren Regengüsse regional bedingt sehr begrenzt, beließen es die Bewohner bei dieser Bauweise.

Das Dachtragwerk unter den abdichtenden Materialien bestand aus Holz. Die Archäolo- gen nehmen an, dass sich die Dachaufbauten nicht sonderlich von den noch heute in

13

manchen Regionen Üblichen unterschieden.

Abb. 1, von Busse et al 2000, S. 21

14

9 Ebenda, S. 10

10 Vgl. von Busse et al 2000, S. 9 f.

11 Die Bibel 1999, S. 202 12 Vgl. Schubert 2002, S. 2 13 Von Busse et al 2000, S. 20 14 Ebenda, S. 30

7

Flache Dächer in der Renaissance:

Auch wenn sich der Architekt und Bauherr in der Zeit der Renaissance gern auf die grie- chische und römische Antike besann, wiesen sie dem Schönheitsideal des Daches eher eine untergeordnete Rolle zu. Die Ebenheit galt als bestimmende Maßordnung. Geneigte Dächer versteckten die Architekten hinter wohlproportionierten ebenen Fassaden. Als Beispiel nennen von Busse et al den Palazzo Rucellai in Florenz (1446 – 1451), dessen oberer Gebäudeabschluss aus einem kraftvollen horizontalen Gesims und einem dahin- ter versteckten geneigten Dach besteht. 15

Flache Dächer in der neueren Zeit:

Bevor sich das Flachdach in den 20er Jahren des 20. Jh. „als Syntax und Vokabular der klassischen Moderne […]“ entwickeln sollte, waren bereits beim Übergang zu diesem Jh. erste flache Dächer entstanden. 16 17

Yahara Boat Club:

Es folgten weitere Bauten, deren Merkmale von der zeitgenössischen Geschichtsschrei- bung schließlich als „die Architektur der 20er Jahre“ bezeichnet werden: 18 „Der offene und fließende Grundriß, die kubischen Grundformen der Baukörper, die Horizontalität als Gliederungsprinzip und das Dach als horizontaler Gebäudeabschluß.“ 19

15 Vgl. von Busse et al 2000, S. 11

16 Ebenda, S. 12 f.

17 Von Busse et al 2000, S. 13 18 Ebenda, S. 13 19 Ebenda, S. 13

8

2 Rückblick auf die Entwicklung von Dachabdichtungen

„Mache dir einen Kasten aus Tannenholz und mache Kammern darin und verpiche ihn mit Pech innen und außen.“ 20

Mit diesem Zitat aus dem Alten Testament zeigt Cziesielski, dass Menschen schon im Altertum, also 3000-1000 v. Chr. wussten, Bauwerke abzudichten. Die Abdichtungstech- nik mit industriell hergestellten Abdichtungsmaterialien ist dagegen relativ jung. Den Sündenfall auslassend, 21 beschäftigt sich dieses Kapitel vornehmlich mit der Ab- dichtung von Dächern, die der Bauwerksabdichtung ausdrücklich nicht zuzuordnen ist, so Cziesielski. 22 Bei dieser sind die Abdichtungen grundsätzlich ständig bedeckt und können nur noch schwer oder überhaupt nicht mehr gewartet werden. Im Gegensatz da- zu sind Dachabdichtungen weitgehend freiliegend. Auch wenn sie mit einem Oberflä- chenschutz (Kies, Plattenbelag, Dachbegrünung) bedeckt sind, können sie regelmäßig instand gehalten werden, so Cziesielski. 23 Die Bezeichnung „Pech“ aus dem Bibelzitat lässt auf ein Abdichtungsmaterial schließen, dessen Grundstoff auch heute noch sowohl für die Bauwerksabdichtung als auch für die Dachabdichtung gebraucht wird: Das Erdöl (Rohöl). Wo heute tiefe Bohrungen den im- mer knapper werdenden fossilen Rohstoff zutage fördern müssen, gelangte in vergan- gener Zeit das Erdöl aufgrund geologischer Formationen bis zur Erdoberfläche. Im Erdöl vorhandene flüchtige Bestandteile verflüchtigten sich unter der Sonneneinstrahlung und ließen als Destillationsrückstand ein bitumenähnliches Produkt zurück, welches die Men- schen zur Bauwerksabdichtung heranzogen. 24 Ein vor ca. 4500 Jahren im heutigen Pakistan gebautes öffentliches Bad gilt als eines der ältesten bekannten Bauwerke, die bituminös abgedichtet wurden. „Die Wände des Ba- des bestanden aus zwei durch eine Fuge getrennte Mauerwerksschichten, wobei die Fuge zur Abdichtung mit Bitumen verfüllt worden war“, so Cziesielski. 25 Wiederentdeckt wurde das Abfallprodukt, welches bei der Veredelung des Erdöls anfällt, in der Zeit der Entwicklung neuer Gebäudetypen. Der Eisenskelettbau ermöglichte den Hochhausbau und großflächigen Hallenbau und das Bitumen war dabei eine wichtige konstruktive und ökonomische Voraussetzung. 26 Bis dahin sorgte vorübergehend der Baustoff Teer für die Abdichtung flacher Dächer. Teer wurde im Zuge der Entwicklung der Gasbeleuchtung (im Jahr 1828) entdeckt. Als Abfallprodukt war dieser Stoff erstmalig bei der Herstellung des Leuchtgases durch Ver-

20 Die Bibel 1999, S. 8

21 Der Verfasser 22 Vgl. Cziesielski 2001. In: Lufsky, S. 5 23 Vgl. Cziesielski 2001. In: Lufsky, S. 1 24 Ebenda, S. 5 25 Cziesielski 2001. In: Lufsky, S. 6 26 Vgl. von Busse et al 2000, S. 12

9

koken von Steinkohle entstanden bzw. aufgefallen. Mit Teerdachpappen Dächer abzu- dichten blieb jedoch bis zum Jahr 1890 eher die Seltenheit. Es dominierten zu dieser Zeit die Steildächer mit Dachdeckungen. Auch Tiefgründungen, die eine Bauwerksabdich- tung voraussetzten, wurden selten ausgeführt, so Cziesielski. Erst Ende des 19. Jh. be- gann die serielle Fertigung von Teerdachbahnen mit Einlagen aus Filz und anderen Ge- weben, welche die Festigkeit der Bahnen verbesserten und den neuen Baustoff attrakti- ver machten. 27 Mit ähnlichen Startschwierigkeiten kämpfte das neu entdeckte Bitumen. Zu seiner Ge- winnung und Verarbeitung waren große Mengen Erdöl zu destillieren. Den Großteil der dabei gewonnenen Destillate benötigte aber erst die Auto- und Flugzeugindustrie, die sich um das Jahr 1920 zu entwickeln begann. Die Industrie destillierte zur Gewinnung der Treibstoffe Kerosin und Benzin große Mengen Erdöl, was auch zu vergrößerten Des- tillationsrückständen in Form des unlöslichen Bitumens führte. 28 Noch vor dem Zweiten Weltkrieg zeigte die Entwicklung erster Kunststofffolien auf, dass die alleinige Beherrschung des Abdichtungsmarktes durch Bitumen und Teer nicht von Dauer sein würde. 29 Nach 1945 modifizierten die Entwickler von Dichtungsbahnen Bitumenbahnen mit anor- ganischen Trägerbahnen aus Glasfasern. Mit neuen Verarbeitungstechniken, wie Schweißen und Kleben, waren sie effizienter verarbeitbar. Auch die Eigenschaften von Kunststofffolien wurden in der Nachkriegszeit verbessert. 30

27 Vgl. Cziesielski 2001. In: Lufsky, S. 10

28 Vgl. Cziesielski 2001. In: Lufsky, S. 10 29 Ebenda, S. 10 30 Ebenda, S. 10

10

II Technische Angaben zum Aufbau der zu untersuchenden Dachkonstruktionen

1 Arten, Aufgaben und Materialien der Bauteilschichten

Es folgt die getrennte Beschreibung der einzelnen Bauteilschichten. Dabei sind die in der Überschrift des Kapitels genannten Aspekte „Aufgaben“ und „Materialien“ ausschlagge- bend. Sie zeigen die bauphysikalischen Unterschiede der Bauteile in der Gesamtkon- struktion auf und beschreiben die Materialvielfalt, die dabei möglich ist. Schwierig er- scheint dieses Vorgehen deshalb, weil die Funktionsweise der einzelnen Bauteilschich- ten untereinander in den Hintergrund rückt. Genau diese Funktionstauglichkeit ist aus- schlaggebend für die bauphysikalische Bewertung des Dachaufbaus im Ganzen. Die Materialien und Dimensionen der Bauteile sind aufeinander abgestimmt und erzeugen nur im Zusammenspiel das funktionstüchtige Stahlbetonflachdach (siehe II 1, S. 11). Die Auswahl der Materialien beschränke ich auf jene, die bei den beiden Dachkonstruk- tionen „unbegrüntes Stahlbetonflachdach mit Bitumenabdichtung und leichtem Oberflä- chenschutz“ und „Stahlbetonflachdach mit extensiver Dachbegrünung“ zum Einsatz kom- men.

1.1 Tragende Flachdachkonstruktion

In dieser Arbeit wird als tragende Deckenkonstruktion für den oberen Dachaufbau das massive Flachdach aus Stahlbeton bzw. die Stahlbetondecke angenommen, die heute am häufigsten ausgeführte Deckenkonstruktion. 31 Eine monolithische Stahlbetonplatte ohne Gefälle bildet hierbei die Grundlage des nicht durchlüfteten, einschaligen Flachda- ches. 32

Position der Dachdecke:

31 Vgl. Scheer et al 2004 (1), S. B 29

32 Vgl. von Busse et al 2000, S. 102

11

Wie der Name „Tragende Flachdachkonstruktion“ schon sagt, trägt die Stahlbetondecke den oberen Dachaufbau. Dieses tragende Element einer Deckenkonstruktion wird auch „Rohdecke“ 33 genannt. Der Querschnitt der Deckenplatte ist entsprechend der Geomet- rie des Gebäudes, den regionalen Rahmenbedingungen, dem oberen Dachaufbau und den gültigen Baunormen entsprechend zu dimensionieren.

Zur Geometrie des Gebäudes:

Maßgebend für die Dimensionierung der Stahlbetonplatte ist die Deckenstützweite. Sie

definiert den Abstand der Momentennullpunkte, „die maßgebende Länge [Stützweite l ]

für die Durchbiegung von Bauteilen […]“. 34 Die hier betrachtete Stahlbetonvollplatte stellt den obersten Abschluss des Gebäudes dar und kann sich, weil sie allseitig freidrehbar aufgelagert ist, bei Biegebeanspruchung frei verformen. 35 Damit Längenänderungen der Stahlbetonplatte aufgrund von Temperatureinwirkungen sich nicht auf das übrige Bau- werk auswirken, ist es erforderlich, unter den Deckenauflagern eine Gleitschicht bzw. ein Gleitlager vorzusehen. Die freie Auflagerung der Deckenplatte auf den Wänden hebt de- ren Scheibenwirkung und damit ihre aussteifende Wirkung für die darunter befindlichen Wände auf. 36 Diese werden durch Windlast auf Biegung beansprucht. Deshalb ist unter der Deckenplatte ein Ringbalken vorzusehen, der als in der Wandebene horizontal lie- gendes Bauteil die Biegemomente infolge von rechtwinklig zur Wandebene wirkenden Lasten aufnimmt. 37 Die Biegebeanspruchungen der Deckenplatte sind je nach regionalen Rahmenbedin- gungen und dem oberen Dachaufbau unterschiedlich:

Je nach Art der Baustoffe, Dicke der Deckenplatte, dem Standort des Gebäudes und dem oberen Dachaufbau ergeben sich für die Deckenplatte unterschiedlich große verti- kale Lasten, welche die Konstruktion unterschiedlich stark auf Biegung beanspruchen. Die regional unterschiedlich ausfallenden veränderlichen Lasten resultieren aus Schnee und Wind. Hinzu kommt die veränderliche Personenlast, die ständige Eigenlast und die Auflast, welche sich aus der Gestaltung der Oberdecke, ggf. der Unterdecke und des obersten Dachaufbaus ergibt. Aus diesen Lasten resultieren Biegebeanspruchungen der Deckenplatte, die in deren Querschnitt Druck- und Zugspannungen erzeugen. Das stati- sche System ist also eine horizontal liegende Platte, welche aus vertikalen Lasten her- rührende Kräfte über Biegung (und Schub) zu den Auflagern transportiert. Die Druckkräf- te innerhalb des Biegeträgers nimmt der druckfeste Baustoff Beton auf, die Zugkräfte die zugfeste Stahlbewehrung.

33 Scheer et al 2004 (1), S. B 28

34 Ebenda, S. B 31 35 Vgl. Scheer et al 2004 (1), S. B 31 36 Ebenda, S. B 53 f.

37 Vgl. DIN 1053-1: 1996-11, S. 18 f.

12

Damit die Stahlbetonplatte die Lasten nach beiden Seiten abtragen kann, ist die Beweh-

rung zweiachsig eingelegt. Dies wird i. d. R. mit Bewehrungsmatten realisiert. Decken

≤ ≤

0 , 2 y l l 0 , 2 z l l

mit einem Seitenverhältnis von bzw. können zweiachsig ge-

spannt ausgebildet werden. Im Wohnungsbau werden Stahlbetondecken häufig mit die-

sem Seitenverhältnis ausgeführt. 38

Um die ordnungsgemäße Funktion ausführen zu können und das Erscheinungsbild nicht

zu beeinträchtigen, darf der Durchhang f der Stahlbetonplatte ein bestimmtes Maß

nicht überschreiten. In Abhängigkeit von der Stützweite l gelten für den Durchhang f

unter quasi-ständigen Lasten folgende Grenzen: 39

f ≤

250 l

- allgemein

- in Hinblick auf Trennwände

Der Nachweis über den Grenzzustand der Gebrauchstauglichkeit erfolgt bei Decken des

üblichen Hochbaus aus Normalbeton über die Begrenzung der Biegeschlankheit. Es gel-

ten folgende Grenzen: 40

i d l

- i

- α = 1 (vierseitig gestützte Platte, kleinere Stützweite maßgebend)

- d = Nutzhöhe [mit d in m]

Für Decken aus Leichtbeton gilt es, die Biegeschlankheiten abzumindern mit: 41, 42

15 , 0

η η

−

E E

( ) 2

[mit ρ in kg/m 3 ]

ρ η =

-

E

1.2 Trennschichten/ Ausgleichsschichten

Der Begriff Trennschicht und Ausgleichsschicht wird in der Literatur z. T. synonym ver-

wendet. So bezeichnet Eiserloh die unten genannten Werkstoffe als Ausgleichsschichten

und die DIN 18531-2 dieselben Materialien als Trennschichten.

Woher kommt diese Mehrdeutigkeit?

38 Vgl. Scheer et al 2004 (1), S. F 4 f.

39 Vgl. Schneider 2002, S. 5.97

40 Ebenda, S. 5.97

41 Vgl. Schneider 2002, S. 5.97

42 Ebenda, S. 5.34

13

Die DIN 18531-1 definiert die Trennschicht (hier auch Trennlage genannt) als eine „Schicht oder Lage zur flächigen oder teilflächigen Trennung […] von Bauteilen oder Schichten.“ 43 Ihre Definition zur Ausgleichsschicht lautet: Eine „Schicht, die Rauigkeiten und Unebenheiten […] ausgleichen oder überbrücken kann.“ 44 I. d. S. ist eine Aus- gleichsschicht immer auch eine Trennschicht, da sie bei der Überbrückung von Uneben- heiten gleichzeitig Bauteile voneinander trennt. Umgekehrt jedoch muss eine Trenn- schicht nicht immer auch eine Ausgleichsschicht sein, besonders dann nicht, wenn sie aufgrund ihrer Materialbeschaffenheit nicht ausgleichend wirkt.

Trennschichten und Ausgleichsschichten übernehmen unterschiedliche Aufgaben in der Deckenkonstruktion, was eine getrennte Darstellung notwendig macht.

Die Trennschicht:

Zum Dachaufbau gehört im Wesentlichen die Dampfsperre, die Wärmedämmung, die Abdichtung und der für diese Arbeit wichtige Oberflächenschutz. Sieht man von den wichtigen jedoch dünnschichtigen Trenn- und Ausgleichsschichten, den ebenfalls dünn- schichtigen Elementen Dampfsperre und Dachabdichtung ab, bildet die Wärmedäm- mung im Wesentlichen und der Oberflächenschutz, z. B. in Form der Dachbegrünung, im Weiteren die „Oberdecke“. 45 Zwischen der Roh- und der Oberdecke ist ein vollflächiger Kontakt herzustellen. Dieser vollflächige Kontakt wäre beim direkten Aufbringen der Dampfsperre auf der Deckenplat- te nicht gegeben, weil die Betonoberfläche nach dem Abbinden und nach dem Einbau durch Montage- und Umwelteinflüsse rau und staubig ist.

Der Voranstrich (Tiefengrund) bindet vorab den Betonstaub. Dabei wird der Beton zu- gleich so vorbereitet, dass er sich mit Bitumen bestreichen lässt.

Als Trennschicht (Haftbrücke) dient der auf dem Voranstrich haftende Bitumenanstrich als Grundlage für die Ausgleichsschicht.

Weiterhin übernehmen Trennschichten die wichtige Aufgabe, chemische Unverträglich- keiten zwischen einzelnen Bauteilschichten zu verhindern. Bei direktem Kontakt zweier unterschiedlicher Materialen kann es ohne eine Trennlage zu Weichmacherwanderun- gen kommen, die von der Qualitätsminderung bis zum Versagen der Bauteilschicht füh- ren.

Die Ausgleichsschicht:

43 DIN 18531-1: 2005-11, S. 8

44 Ebenda, S. 6

45 Scheer et al 2004 (1), S. B 28

14

Position Ausgleichsschicht:

Abb. 5, Liesecke 1989, S. 48

Schaefer bezeichnet die Ausgleichsschicht als die „wichtigste Schicht des gesamten Flachdachaufbaus […].“ 46 Sie gleicht örtlich entstehende Dampfdruckunterschiede aus, indem sie aus dem Gebäude anströmender Wasserdampf gleichmäßig auf die Fläche des Daches verteilt. Weiterhin sorgt die lose auf die Trennschicht aufgebrachte Aus- gleichsschicht für den Ausgleich von Unebenheiten, schützt die Folgeschichten vor che- mischen Einwirkungen aus der Unterlage und ermöglicht es Schwind- und Spannungs- risse in der Tragkonstruktion zu überbrücken. 47 Letztere Merkmale der Ausgleichsschicht sehen von Busse et al als die Wesentlichen an. Laut von Busse et al wirkt die Schicht nämlich nur dampfdiffusionsausgleichend, so- lange sie in der Fläche durchströmbar bleibt. Dies wäre jedoch zumindest in Zweifel zu ziehen, wenn nach Fertigstellung des Daches auf ihr ein hohes Gewicht lastet. 48 Die Dampfdruckausgleichsschicht ist unterhalb der Dachabdichtung einzubauen.

Position Dampfdruckausgleichsschicht:

Abb. 6, Liesecke 1989, S. 48

46 Schaefer 1990. In: Bundesbaublatt (BBauBl), Heft 4, S. 208

47 Vgl. Eiserloh 2002, S. 39

48 Vgl. von Busse et al 2000, S. 102

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Sie hat unterhalb der Dachabdichtung die Funktion örtlich entstehende Dampfdruckun- terschiede aufzunehmen und auszugleichen, die Schaefer mit Blick auf die Ausgleichs- schicht in Zweifel zieht.

Als Ausgleichsschichten sind laut Eiserloh allgemein Lochglasvlies-Bitumenbahnen (ein- seitig grob besandet), Bitumen-Dachbahnen, Bitumen-Dachdichtungsbahnen, Rohglas- vliese, Kunststoffvliese (Vliese aus synthetischen Fasern) und Schaumstoffmatten ge- eignet. 49 Wie bereits oben erwähnt, ist ein Zusammenhang zwischen Ausgleichsschicht und Trennschicht gegeben. So zählt die DIN 18531-2 den Großteil dieser Stoffe auch zu den geeigneten Stoffen für Trennschichten. 50 Mit Blick auf die ausgleichende Funktion dieser Stoffe gelten sie für den weiteren Verlauf dieser Arbeit als Stoffe für Ausgleichsschichten.

Zur Verarbeitung:

Für den Einsatz unter bituminösen Dampfsperren sind v. a. Lochglasvlies- Bitumenbahnen geeignet. 51 Bei einem Dachaufbau mit Kunststoffbahnen sollte als Aus- gleichsschicht ein Kunststoffvlies zum Einsatz kommen. 52 Die Übertragung von Schwind- und Spannungsrissen aus der Tragkonstruktion wird vermieden, indem die Verklebung der Dampfbremse oder Dampfsperre (siehe II 1.3, S. 16) mit der Trennschicht nur punktuell erfolgt. Das Heißbitumen von etwa 200°C fließt durch die 3-5 cm großen Löcher der Lochglasvlies-Bitumenbahn auf die Haftbrücke. 53 Für eine nur punktuelle Verklebung mit der Dampfsperre sorgt die Besandung auf der Unterseite der Lochglasvlies-Bitumenbahn.

1.3 Dampfsperre/ Dampfbremse

„Mit der Dampfsperre wird der erste Flachdachblock hermetisch abgeschlossen.“ 54 Mit diesem Satz macht Schaefer auf die Wichtigkeit der „Funktionsgemeinschaft Ausgleichs- schicht + Dampfsperre“ aufmerksam. 55

49 Vgl. Eiserloh 2002, S. 39

50 Vgl. DIN 18531-2: 2005-11, S. 39 51 Vgl. Flachdachrichtlinien 2001. In: Deutsches Dachdeckerhandwerk 2003, Kap. 3, S. 12 52 Vgl. Eiserloh 2002, S. 40 53 Ebenda, S. 40 54 Schaefer 1990. In: BBauBl, Heft 4, S. 208 55 Ebenda, S. 208

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Position Dampfsperre:

Abb. 7, Liesecke 1989, S. 48

Die Dampfsperre verhindert und die Dampfbremse reduziert Wasserdampfdiffusion in den oberen Dachaufbau. Dass die Dampfbremse das Durchdiffundieren von Wasser- dampf in geringen Mengen durch die Konstruktion zulässt, verhindert die dauerhafte Durchfeuchtung der tragenden Stahlbetonplatte. Die Gesundheit der Bewohner dank ei- nes hygienischen Raumklimas ist nämlich auch dann nicht gegeben, wenn der Innen- raum zwar warm ist, eine erhöhte Luftfeuchtigkeit jedoch zu Schimmelpilzbefall an Bau- teiloberflächen führt. Feuchte Bauteiloberflächen sind die Folge starker Temperaturdiffe- renzen, hervorgerufen durch eine nicht vorhandene oder nicht funktionierende Wärme- dämmung. Auch können sie durch nicht saugfähige, an die Innenluft angrenzende Bau- teile hervorgerufen werden.

Zur Wasserdampfdiffusion kommt es aufgrund eines Dampfdruckgefälles zwischen In- nen- und Außenluft und dem in der Natur vorhandenen Bestreben nach Ausgleich. Das Dampfdruckgefälle entsteht in den Wintermonaten durch das Aufheizen der Innenluft, die mehr Feuchtigkeit aufnehmen kann als die kühle Außenluft. Es gilt p i > p e . Die gasförmi- ge Feuchtigkeit verhält sich dabei gemäß einer physikalischen Gesetzmäßigkeit: Sie „wandert“ in Richtung des absolut niedrigen Wasserdampfgehalts aufgrund unterschied- licher Wasserdampfteildrücke, d. h. dorthin, wo es absolut gesehen trockener ist (siehe

III 3.2, S. 38). 56

Ein Durchdiffundieren von Wasserdampf durch die Gesamtkonstruktion ist dann möglich, wenn statt einer diffusionsdichten Dampfsperre eine diffusionshemmende Dampfbremse unterhalb der Wärmedämmung verlegt wurde und ihre diffusionsäquivalente Luftschicht- dicke (s d ) 57 höher ist als die der Abdichtung der darüber befindlichen Schichten. Dann kann eindiffundierte Feuchtigkeit in der Verdunstungsperiode (in den Sommermonaten) durch alle Bauteilschichten durch- bzw. ausdiffundieren.

56 Vgl. Eiserloh 2002, S. 42 f.

57 Definition Diffusionsäquivalente Luftschichtdicke: Jede Bauteilschicht hat einen bestimmten

Wasserdampf-Diffusionsdurchlasswiderstand. Die diffusionsäquivalente Luftschichtdicke gibt die

Dicke einer ruhenden Luftschicht an, deren Durchlasswiderstand dem des Bauteils entspricht.

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Die gebräuchliche Bezeichnung Dampfbremse ist allerdings kein genormter Begriff, son- dern eine nach Eiserloh sogar veraltete Bezeichnung für eine Sperrschicht mit niedrigem Dampfsperrwert. 58 In der DIN 4108-3 gilt sie als „diffusionshemmende Bauteilschicht“ mit einer wasserdampfdiffusionsäquivalenten Luftschichtdicke s d von 0,5 m bis 1500 m. 59 Hierdurch wird ein Ausdiffundieren der in der Deckenplatte eingedrungenen Feuchtigkeit ermöglicht.

Die Bezeichnung Dampfsperre wird in der Literatur oftmals irrtümlich verwendet. Nämlich dann, wenn eigentlich von einer Dampfbremse die Rede ist, d. h. von einem geringen Diffusionsstrom auszugehen ist. Eine Dampfsperre hingegen verhindert den Feuch- testrom durch einen großen Diffusionswiderstand von s d ≥ 1500 m.

Laut Peter sind „Diffusionsdichte Bauteilschichten“ 60 z. B. Bitumenbahnen mit Metall- bandeinlage (Dichtungsbahnen mit Metallbandeinlage), Bitumen-Dachdichtungsbahnen, Bitumen-Schweißbahnen mit Glasvlieseinlage oder Dampfsperrbahnen aus Polyethylen und PVC (Polyvinylchlorid). 61 Vor dem Verlegen einer Bitumendampfsperrbahn ist zu- nächst eine Lochglasvlies-Bitumenbahn (Ausgleichsschicht) aufzubringen, 62 um – wie bereits in II 1.2, S. 13 beschrieben – eine Übertragung von Schwind- und Spannungsris- sen aus der Tragkonstruktion auf die Folgeschichten zu vermeiden.

58 Vgl. Eiserloh 2002, S. 41

59 Vgl. DIN 4108-3: 2001-07, S.5 60 DIN 4108-3: 2001-07, S. 5 61 Vgl. Peter 1990. In: BBauBl, Heft 11, S. 660 62 Vgl. Flachdachrichtlinien 2001. In: Deutsches Dachdeckerhandwerk 2003, Kap. 3, S. 12

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1.4 Wärmedämmung

Beim massiven Flachdach aus Stahlbeton ist, nach dem hermetisch abgeschlossenen ersten Flachdachblock, die Wärmedämmung eine weitere wichtige und entscheidende Funktionsschicht.

Position der Wärmedämmung:

Abb. 8, Liesecke 1989, S. 48

Der Wärmeschutz hat laut DIN 4108-3 dabei nicht nur die Baukonstruktion vor „klimabe- dingten Feuchte-Einwirkungen und deren Folgeschäden […]“ zu schützen, sondern dar- über hinaus eine „Bedeutung für die Gesundheit der Bewohner durch ein hygienisches Raumklima, einen geringen Energieverbrauch bei Heizung und Kühlung [und] die Herstellungs- und Bewirtschaftungskosten.“ 63 „Außerdem können Wärmedämmschichten als konstruktive Maßnahme zur Gefälledämmung genutzt werden.“ 64 Damit bildet die Wärmedämmschicht zwar ein multifunktionales, jedoch auch empfindliches, genau zu bemessendes und nach diversen Kriterien auszuwählendes Bauteil der oberen Dach- konstruktion.

„Das Schaffen eines gewünschten Gefälles bereits mit […] der tragenden Decke hat [zwar] den Vorteil, mit konstanter Dämmstoffdicke operieren und der Dachhaut – bei gleichmäßiger Steifigkeit ihrer Bettung – dieses Gefälle ohne besondere Zusatzmaß- nahmen weiter geben zu können. Da das Herstellen fallender Betonoberflächen jedoch oft nicht einwandfrei oder nur mit unwirtschaftlichem Aufwand sicher gelingt […]“, ist da- von abzusehen. 65 Eine Alternative zur Gefälledämmung und zur leicht geneigten Trägerdecke ist ein zu- sätzlich zu den genannten Funktionsschichten aufgebrachter Gefälleestrich. Der im Ge- fälle abgezogene Estrich darf an der dünnsten Stelle 4 cm nicht unterschreiten. 66

63 DIN 4108-2: 2003-07, S. 3

64 DIN 18531-3: 2005-11, S. 8

65 Von Busse et al 2000, S. 102

66 Vgl. von Busse et al 2000, S. 102

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Zur Funktion: Die wärmedämmende Wirkung lässt sich durch die Isolierung von Luftschichten erzielen. Die eingeschlossenen und ruhenden Luftzonen im Werkstoff der Wärmedämmung mini- mieren den Wärmestrom vom warmen zum kalten Bauteil. Sie erzeugen einen Wärme- durchlasswiderstand R (67) . Der Widerstand ist umso höher, je weniger Wärme durch Wärmeleitung sowohl im Zellgas (Luft) als auch durch die Zellwände transportiert wird. Cziesielski weist darauf hin, dass ein weiterer Wärmetransport zwischen den Zellwänden durch Strahlung stattfindet. 68 Füllen sich die ruhenden Luftpolster im Innern des Werk- stoffes jedoch mit Wasser bzw. werden die Zellwände der Wärmedämmung feucht, ist die wärmedämmende Wirkung des gesamten Elements stark eingeschränkt. Der Wär- medurchgangskoeffizient U (69) des Bauteils steigt.

Die Wärmedämmung ist daher auf jeden Fall vor Feuchtigkeit zu schützen. Bei Decken sowohl hervorgerufen durch Wassereinbruch von oben als auch durch unkontrolliert ein- diffundierenden Wasserdampf von unten. Das gilt auch für den Dämmstoff Schaumglas, bei dem Wasser zwar kaum eindringen kann, bei Frostgefahr jedoch mit Schäden zu rechnen ist (siehe Unterpunkt d, Verhalten bei Kontakt mit Wasser und anderen Materia- lien).

Zu den Werkstoffen:

Die zur Wärmedämmung eingesetzten Werkstoffe sind vielfältig. Unterschieden werden die Materialien, abgesehen von der Herstellung bzw. ihrem chemischen Aufbau,

a) nach ihrer Wärmeleitfähigkeit,

b) nach der Formbeständigkeit,

c) nach der Temperaturbeständigkeit,

d) nach ihrem Verhalten beim Kontakt mit Wasser und anderen Materialien und

e) nach der mechanischen Belastbarkeit (Druckbelastungen).

Ein weiteres Unterscheidungsmerkmal sind die Baustoffklassen. Sie beziehen sich auf die Brennbarkeit des Materials (mehr dazu in III 3.3, S. 72).

Zu a) Wärmeleitfähigkeit

Zu den einsetzbaren Schaumkunststoffen zählen Polyurethan-Hartschaum (PUR) nach

DIN EN 13165, Expandierter Polystyrolschaum (EPS) nach DIN EN 13163 und Extru-

dierter Polystyrolschaum (XPS) nach DIN EN 13164. Ihre Wärmeleitfähigkeit λ ist nur

67 EN ISO 6946: 1996-11, S. 6

68 Vgl. Cziesielski 1997. In: Adriaans et al, S. 120 f.

69 EN ISO 6946 : 1996-11, S. 13

70 Vgl. DIN V 4108-4: 2002-02, S. 21

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[W/mK] ≤ 0,066). 71 Faserdämmstoffe, wie z. B. Mineralfaser, erreichen hinsichtlich ihrer

Wärmeleitfähigkeit annährend die Werte der Schaumkunststoffe (0,036 ≤ λ [W/mK] ≤

0,060). 72

Zu b) Formbeständigkeit

Bzgl. der Formbeständigkeit ist darauf zu achten, dass Schaumkunststoffe vor dem Ein- bau abgelagert sein müssen, da sie nach der Herstellung einer gewissen Schrumpfung unterliegen. Um Spannungen und daraus resultierende Beschädigungen aufgrund pro- duktionsbedingter und temperaturbedingter Längenänderungen zu vermeiden, müssen weiterhin scharfkantige Dämmplatten vollflächig von der Dachabdichtung getrennt wer- den. Beim verklebten Schichtenaufbau ist laut Eiserloh ein weiteres Verarbeitungskriteri- um der Einsatz vorzugsweise kleinformatiger Dämmplatten. Deren temperaturbedingte Längenänderungen fallen insgesamt geringer aus, so Eiserloh. 73

Zu c) Temperaturbeständigkeit

Die mit der temperaturbedingten Längenänderung nicht zu verwechselnde Temperatur- beständigkeit ist ein weiteres Kriterium bei der Auswahl des Dämmmaterials. Bei der Verarbeitung einer Bitumenbahn oberhalb des Dämmstoffes ist dieser kurzzeitig einer sehr hohen Temperatur ausgesetzt. Polystyrolschaum in extrudierter und expandierter Form darf nur dann mit Heißbitumen belegt werden, wenn die Dämmplatten oberseitig kaschiert, d. h. durch eine Schutzschicht vor Hitzeeinwirkung geschützt sind. 74 Alle ande- ren genannten Dämmstoffe lassen sich ohne Probleme mit Heißbitumen verarbeiten.

Zu d) Verhalten beim Kontakt mit Wasser und anderen Materialien

Das Dämmmaterial kann vor und während des Einbaus mit Wasser in Kontakt geraten. Es sind daher alle Dämmstoffe, sowohl beim Transport als auch während der Bauzeit, vor Feuchtigkeit zu schützen. 75 Weiterhin gerät die Dämmung bei Wasserdampfdiffusion durch das Bauteil (einschließlich Tauwasserausfall) 76 mit Wasser in Verbindung. Kon- struktive Mittel sichern die Trocknung des Dämmmaterials, wobei der Tauwasserausfall begrenzt und die darauf folgende Verdampfung durch die Abdichtung nach Außen gesi- chert sein muss (siehe III 3.2, S. 67). Im Falle einer undichten Abdichtung ist bei einer Reparatur oder Sanierung/Modernisierung dafür zu sorgen, dass sowohl die Stahlbeton- platte als auch die feuchte oder gar nasse Dämmung austrocknet. Eine neuerliche Ab-

71 Ebenda, S. 22, 24

72 Ebenda, S. 21 73 Vgl. Eiserloh 2002, S. 101 74 Ebenda, S. 101 75 Ebenda, S. 100 76 Definition Tauwasserausfall: Kondensation von Wasserdampf innerhalb der Deckenkonstrukti- on.

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dichtung reduziert die Möglichkeit der Austrocknung trotz einer gewissen Diffusionsof- fenheit umgehend. Eine dauerhafte oder längere Durchfeuchtung und damit die Gefahr von Schimmelpilzbildung sowie die Reduzierung oder Aufhebung der Dämmwirkung wä- ren die Folge.

Die genannten Materialien reagieren auf den Kontakt mit Feuchtigkeit bzw. Wasser höchst unterschiedlich. Der Dämmstoff Schaumglas nimmt keine Feuchtigkeit auf. 77 Trotz dieser Eigenschaft ist der Kontakt zwischen Schaumglas und Wasser unbedingt zu vermeiden, wenn Frostgefahr besteht. Die DIN 4108-2 fordert in diesem Zusammenhang den Einsatz einer oberseitig aufzubringenden bituminösen, frostbeständigen Deckbe- schichtung. 78 Vermeidbar sind Schäden nur dann, wenn die Dichtigkeit der Abdichtung gegeben ist und kein Tauwasser in der Konstruktion ausfällt. Da Schaumglas praktisch dampfdicht ist, kann in die Dachkonstruktion evtl. eindiffundierte Feuchtigkeit nicht aus- diffundieren. Eine Diffusion durch Fugen zwischen den Dämmplatten reicht nicht aus. Die Herstellung von Schaumglasplatten ist weiterhin nur unter hohem Energieaufwand möglich, was den Einsatz dieses Baustoffes auch kostspieliger macht als die Verwen- dung vollsynthetischer Dämmstoffe.

Hier nicht näher beschriebene, weil im modernen Dachaufbau nicht anzutreffende orga- nische Dämmstoffe, wie Kork-Dämmungen, „saufen“ aufgrund ihrer Saugwirkung laut Ei- serloh bei Wassereinbruch förmlich ab. Werden organische Dämmstoffe bei Sanierungs- arbeiten angetroffen sind sie vollständig abzuräumen, so Eiserloh. 79

Die Verarbeitung von Dämmstoffen innerhalb der Oberdecke bewirkt eine Vergrößerung der Materialvielfalt in der Konstruktion. Bei der Verarbeitung unterschiedlicher Materia- lien muss – wie bereits im Unterkapitel II 1.2, S. 13 beschrieben – auf deren Verträglich- keit untereinander geachtet werden. Um die erwähnten chemischen Veränderungen, z. B. Weichmacherwanderungen, zu verhindern, ist gemäß den Herstellerangaben die Verträglichkeiten genau zu prüfen und ggf. eine Trennlage zwischen Wärmedämmung und Dampfsperre bzw. Wärmedämmung und Dachabdichtung oder anderer Bauteil- schicht vorzusehen.

Zu e) mechanische Belastbarkeit

Die DIN 18531-1 stuft die mechanische Beanspruchung des Schichtenaufbaus als hoch ein, da im Falle der genannten Konstruktionen bei Arbeiten auf der Dachabdichtung von einer Belastung auszugehen ist. 80 Bei Inspektions- und Wartungsarbeitenden resultiert für die Wärmedämmung, als die im Schichtenaufbau unterhalb der Abdichtung (bzw.

77 Eiserloh 2002, S. 99

78 Vgl. DIN 4108: 2003-07, S. 14

79 Vgl. Eiserloh 2002, S. 99

80 Vgl. DIN 18531-1: 2005-11, S. 10

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Dampfdruckausgleichsschicht) liegende Schicht, eine Gefährdung der Oberflächenstruk- tur durch Druckbelastungen aus kurzzeitig einwirkenden Lasten. Diese nicht ständig einwirkenden Lasten wirken bei der Herstellung und bei der Begehung und Reparatur des Dachaufbaus auf die Wärmedämmung ein. Auf geeigneten Schaumkunststoffplatten, Schaumglasplatten und Mineralfaserdämmstoffplatten erzeugen die genannten Lasten bei fachgerechtem und sorgfältigem Umgang keine dauerhaften Eindrücke bzw. Be- schädigungen.

1.5 Abdichtung

Eine Dachabdichtung verhindert, dass Wasser in die Dachkonstruktion und Innenräume eindringt und Schaden verursacht. Laut DIN 18531-1 ist die Dachabdichtung ein „wasse- rundurchlässiges, flächiges Bauteil zum Schutz eines Bauwerkes gegen Niederschlags- wasser.“ 81

Position der Abdichtung:

Abb. 9, Liesecke 1989, S. 48

Eiserloh bezeichnet die Abdichtungsschicht auch als „Dachhaut“ 82 und mit Blick auf die Aufgabenvielfalt und Aufgabenverteilung der Elemente oberhalb und unterhalb der Dachabdichtung und der Abdichtung selber, scheint die Bezeichnung Haut, mit der Haut des Menschen in Verbindung gebracht, folgerichtig zu sein. Ein kurzer Exkurs macht dies deutlich:

Die menschliche Haut besteht neben der äußeren Schutzschicht (Oberhaut) aus der Lederhaut und der Unterhaut und ist oberflächlich mit einem dünnen jedoch wichtigen Schutzfilm, der Glanzschicht – einer fettähnlichen Masse überzogen. Sie ermöglicht dem Körper über viele kleine Poren die Atmung und schützt ihn gleichzeitig vor äuße- ren Reizen; in erster Linie vor Kälte, Hitze und Strahlungen; Druck, Stößen und Rei-

81 DIN 18531-1: 2005-11, S. 6

82 Vgl. Eiserloh 2002, S. 89

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