Airbag für´s Metalldach

15.12.2010 | Veröffentlicht in Ausgabe 08-2010

Hochdiffusionsoffene strukturierte Trennlagen ermöglichen bei fachgerechter Planung und Ausführung, in Verbindung mit raumseitigen luftdichten Schichten, schadenfreie unbelüftete Metalldächer. AUTOR: Joachim Werner

Die Klempnerfachregeln beschreiben hinterlüftete oder nicht hinterlüfteten Konstruktionen als mehrschichtig aufgebaute Systeme. Maßgebliche Forderung ist dabei die fachgerechte Ausführung und eine dauerhafte Funktion, insbesondere in Hinsicht auf das Erfüllen der bauphysikalischen Anforderungen. Eine Vielzahl an Materialien werden dazu kombiniert und erlauben unproblematische Konstruktionen. Hochwertige Metalldachdeckungen, diffusionsoffene und geschlossene Trennlagen, ob mit oder ohne Strukturgelege stehen zur Verfügung. Ebenso ist auch die Auswahl einer systemgerechten Dampfbremse zu treffen, ob feuchtevariabel oder mit festem sd-Wert, wer behält da noch den Überblick? Dieser Teil der Beitragsreihe über strukturierte Trennlagen soll deren bauphysikalische Potenzial in Kombination mit den weiteren Bauteilschichten beleuchten, aber auch Risiken bei falscher Planung oder Ausführung aufzeigen – das Online-Extra bietet umfangreiche Zusatzinformationen.

Randbedingungen

Nicht zu beeinflussende Aspekte sind z.B. flache Dachneigungen, Dachdurchdringungen oder kegelförmig zulaufende Dächer, ebenso wie die immer stärker werdenden Dämmstoffdicken nach EnEV, welche belüftete Dachkonstruktionen nur noch eingeschränkt zulassen. Die Ausführung von nicht belüfteten wärmegedämmten Metalldächern, in Verbindung mit strukturierten Trennlagen, stellt dabei ihre Funktionsfähigkeit seit Mitte der 90iger Jahre zuverlässig unter Beweis. Die Eigenschaften strukturierter Trennlage bilden einen Schutz gegen die Feuchtebelastung von der Dachaußenseite sowie von der Dachinnenseite. Als Montagedeckung schützen sie während der Bauphase gegen Niederschlag und stellen bei Beschädigungen der Dachdeckung eine zusätzliche ableitende Ebene dar. Ebenso zuverlässig wird der Eintritt von Regen- und Schmelzwasser über die Falze sowie Tauwasserbildung infolge von Nachtkondensation vermieden.

Durch ihre diffusionsoffenen Eigenschaften können strukturierte Trennlagen im unbelüfteten Metalldach eingesetzt werden. Bei hoher Anfangsfeuchtigkeit in der Konstruktion oder nach einem möglichen unzulässigen Wassereintritt können strukturierte Trennlagen zur maßgeblichen Entfeuchtung von Dachkonstruktionen beitragen. Dabei ist es nahezu unerheblich, welche Metalldeckung zum Einsatz kommt. Bei sd-Werten ab 0,02 m können pro Tag und m² circa 1300 g an Wasserdampf aus der Dachkonstruktion abgeführt werden (siehe Kasten Übersicht sd-Werte). Der Wasserdampf diffundiert durch die regensichernde strukturierte Trennlage, kondensiert unter der Metalldeckung und wird dort über die Drainageebene abgeführt.

Quantitative Werte wurden in der Untersuchung zum Austrocknungsverhalten von Metalldächern, in Verbindung mit diffusionsoffener strukturierter Trennlage, 160 mm Mineralwolle und raumseitiger 0,2 mm starken PE Dampfbremse durch Professor Dr. Ing. Klaus W. Liersch (1996 Universität Cottbus) durchgeführt. Innerhalb von nur 50 Tagen sank die gemittelte Holzfeuchte bei der diffusionsoffenen strukturierten Trennlage über 40 %, im Vergleich zu einem analogen Aufbau, der statt mit einer diffusionsoffenen strukturierten Trennlage mit einer V13 ausgeführt wurde. Hier sank die gemittelte Holzfeuchte nur um 1 %.

Die Unterkonstruktion

Eingesetzt werden strukturierte Trennlagen bislang nicht nur auf Holzschalung, sondern auch grundsätzlich bei Holzwerkstoffplatten (OSB- oder BFU-Platten). Außerdem werden sie auch bei Auf-Dach-Dämmsystemen sowie anderen großflächigen Unterkonstruktionen wegen der besonderen Anfälligkeit dieser Werkstoffe gegenüber Durchfeuchtung gefordert. Sicherheit einer Trennlage heißt dabei aber auch die Grenzen zu kennen, Sonderkonstruktionen im Regelbereich die Dachneigung von 3° dürfen nicht unterschritten werden, im Traufbereich darf kein Gegengefälle oder Hochpunkt auftreten, hinter dem sich Wasser stauen könnte (z.B. durch nicht sorgfältig eingelassene Rinneneisen usw.).

Luftdichtheitsebene und Materialwahl

Geregelt wird der klimabedingte Feuchteschutz nach DIN 4108, Teil 3. Die Anforderungen an die Luftdichtheit wird dabei gemäß EnEV gefordert, die Ausführung in DIN 4108 T 7 beschrieben und kann nach DIN EN 13829 durch eine BlowerDoor Messung überprüft werden. Allgemein gilt bei Stehfalzdeckungen gemäß Klempnerfachregeln die Forderung nach einer diffusionshemmenden Schicht mit sd-Wert ≥ 100 m, wobei dann ein rechnerischer Nachweis der Konstruktion entfallen kann. Bei einem voll gedämmten Metalldach mit diffusionsgeschlossener Trennlage auf Schalung oder vergleichbarem Untergrund und einer Dampfbremse mit hohem sd-Wert, könnte bei hoher Anfangsfeuchtigkeit oder nach einem möglichen unzulässigen Wassereintritt in die Konstruktion, die Feuchtigkeit weder nach außen noch nach innen austrocknen (Umkehrdiffusion). Alternativ empfehlen die Klempnerfachregeln bei Tragkonstruktionen aus Holz auf der Raumseite eine adaptive diffusionshemmende Schicht einzusetzen, wobei ein rechnerischer Nachweis vom Planer zu erbringen ist. Hierfür ist allerdings eine hygrothermische Simulation notwendig und nicht durch das Glaserverfahren zu beurteilen. Ausreichende Parameter für eine hygrothermische Simulation sind zudem noch nicht hinreichend ermittelt. Ebenso ist zu beachten, dass eine Vielzahl adaptiver diffusionshemmender Dampfbremsen unterschiedliche Angaben in Hinsicht auf das Spektrum des sd-Wertes aufweisen.

Teamplayer

Zuverlässig kann mit der richtigen Auswahl der Dampfbremse, ergänzend zur hochdiffusionsoffenen Trennlage, die Tauwassermenge in einer Konstruktion auf ein zulässiges Maß reduziert und ein hohes Austrocknungspotential zur Rauminnenseite ermöglicht werden. Einschlägige Untersuchungen zeigen, dass eine Dampfbremse im einstelligen Meterbereich ausreichend ist, um die Tauwassermenge der Konstruktion unterhalb der zulässigen Menge zu halten, jedoch auch um erhöhte Austrocknungspotenziale zur Rauminnenseite zu ermöglichen (siehe Fraunhofer Institut; Feuchtesicherheit unbelüfteter Blechdächer Fraunhofer-Institut für Bauphysik 1998 von Hartwig M. Künzel, Theo Großkinsky).

Zwar bringen Dampfbremsen mit höherem sd-Wert weitere geringe Reduzierungen der Tauwassermenge mit sich, jedoch ist das mögliche Rückdiffusionspotenzial sehr gering. Zum Vergleich haben wir Dampfbremswerte mit den realen Dampfdurchgangmengen gegenübergestellt, es ist klar zu erkennen, dass der effektive Dampfdurchgang überproportional mit steigendem sd-Wert abnimmt (siehe Kasten Übersicht sd-Werte).

Entscheidend ist, dass die eingesetzte Dampfbremse eine höhere Austrocknungsmenge als Tauwassermenge zulässt und ein entsprechender Verdunstungsüberschuss verbleibt.

Interessant ist in diesem Zusammenhang: Moderne Dampfbremsen bringen mit ihrem niedrigerem sd-Wert für eine Dachkonstruktion mehr Sicherheit als Dampfbremsen mit höheren sd-Werten.

Planungsleistung und bauliche Gegebenheiten

Hand auf´s Herz: Wer prüft vorab die vorhandene Bausubstanz. Sind die raumseitigen Verkleidungen luftdicht oder lässt sich im Zuge der Ausbauarbeiten eine entsprechende Luftdichtheitsschicht zuverlässig erstellen? Wer kontrolliert und prüft im Alltag mögliche Leckagepfade, die gegenüber Diffusion durch Dampfbremsen ein Vielfaches an Feuchtigkeit in die Konstruktion transportieren, nachdem die Metalldeckung abgeschlossen wurde und Folgegewerke die Wärmedämmung und weitere Innenarbeiten durchgeführt haben? Dabei sind nicht luftdicht angeschlossene Dampfbremsen, offene Löcher durch Elektroarbeiten oder der Einbau von Lüftungsleitungen an der Tagesordnung. Weitere Durchdringungen wie Dachfenster oder Dachgauben sind weitere häufige Fehlstellen in der raumseitigen Luftdichtheitsschicht. Besonders tückisch sind dabei Installationsebenen oder Bereiche, die mit raumseitiger Luft durchströmt werden und im Dachbereich münden. Hohe Feuchtigkeitsmengen in Form von Kondensat können dann die Folge sein. In den meisten Fällen werden zunächst Einregenschäden vermutet – der Nachweis der wahren Ursache ist jedoch zeitaufwändig und teuer, aber zum Glück vermeidbar.

Zu Ihrer Sicherheit sollte eine Bestandsaufnahme der Gebäudeschwachpunkte die Basis für die weitere norm- und regelgerechte Maßnahmenplanung und Baustellenvorbereitung bilden. Eine durchgehende Anbindung der Luftdichtheitsschicht an weiterführende Luftdichtheitsebenen ist erforderlich. Man spricht in diesem Zusammenhang von der so genannten roten Linie, die durchgängig alle beheizten Räume abdecken sollte. Ist zu befürchten, dass eine vorhandene Luftdichtheitsschicht mangelhaft ist oder die Bauplanung eine zuverlässige Luftdichtheit nicht erwarten lässt, sollten Sie Bedenken anmelden.

Blower Door

Zur eigenen Qualitätssicherung aber auch zur Abschlusskontrolle der ausgeführten Arbeiten kann ein „Blower-Door Test“ ggf. in Verbindung mit einer thermografischen Darstellung eines Bauteils mögliche Schwachpunkte aufzeigen. Die rechtzeitige Luftdichtheitsprüfung erspart kostenintensive und nervenaufreibende Rechtsstreitigkeiten. Der Nachweis der Dichtheit des gesamten Gebäudes nach den Anforderungen der EnEV erfolgt nach DIN EN 13 829 (2001-02) mit dem Differenz-Druck-Verfahren, dem international eingeführten „Blower-Door-Verfahren”. Bei einer Druckdifferenz zwischen innen und außen von 50 Pa darf der gemessene Volumenstrom (bezogen auf das beheizte Luftvolumen) bei Gebäuden ohne raumlufttechnische Anlagen 3 h-1 und mit raumlufttechnischen Anlagen 1,5 h -1 nicht überschreiten. Die Dichtheitsprüfung ist zwar nicht ausdrücklich vorgeschrieben, die luftdichte Ausführung der Gebäudehülle ist jedoch anerkannter Stand der Technik und damit vom Bauherren einklagbar. Die Einhaltung der Anforderungen aus DIN 4108-7 an die Gebäudedichtheit wird in der EnEV honoriert, indem ein reduzierter Luftwechsel bei der Berechnung der Lüftungswärmeverluste angesetzt werden kann. Wird diese Reduktion in der Berechnung des Primärenergiebedarfs in Anspruch genommen, fordert die EnEV einen erfolgreichen und qualifizierten Dichtheitsnachweis.

Abgestimmte Systeme

Sowohl für belüftete als auch nicht belüftete Dächer mit Metalldeckungen stehen heute gesicherte Erkenntnisse und baukonstruktive Lösungen zur Verfügung. Die Entscheidung über die Konstruktionsart kann deshalb ausschließlich von den jeweiligen baulichen Gegebenheiten und gestalterischen Absichten her getroffen werden. Es empfiehlt sich Gesamtlösungen von einem Hersteller einzusetzen oder zumindest auf die Planung eines starken Partners zu vertrauen. Die Diffusionswerte der Trennlage und der Unterkonstruktion sollten dabei mit dem Diffusionswert der Dampfbremse abgestimmt sein. Klebe-/Dichtprodukte sowie Anschlussmanschetten müssen mit den Bahnenmaterialien kompatibel und in die Gewährleistung eingebunden sein. Eine korrekte Ausführung ist für beide Systeme Voraussetzung für eine auf Dauer schadenfreie Funktion.

AUTOR: Joachim Werner