Trennlagen, Metallbedachungen und Zubehör

Aus drei Teilen wird ein Ganzes, so lautet der Titel des vorangegangen Artikels in BAUMETALL 6/2008. Vom sinnvollen Einbau dreier wichtiger Systemkomponenten (Trennlage, Hafte und Metalldeckung) und von der damit verbundenen hohen Verantwortung aller am Dach Beschäftigten ist dort die Rede. Bezug nehmend auf diesen Artikel belegen zahlreiche Leserreaktionen, wie wichtig dieses Thema für die Branche ist. Sie zeigen aber auch, dass die Verantwortung zukünftig nicht nur beim Tätigkeitsfeld des Klempners liegt. Vor allem in den Bereichen Planung der Unterkonstruktion und Nutzung der Dachflächen bedarf es eingehender Prüfungen vor und während der Bauausführung. Entsprechend wichtig ist die lückenlose Information der Planer und Vorgewerke durch die Fachbetriebe.

Hochwertige Stehfalzdächer

Ausdrücklich soll an dieser Stelle nochmals auf die lange Tradition des Stehfalzdaches hingewiesen werden. Weltweit prägen heute erfolgreich verlegte Stehfalzflächen das Bild unserer Dachlandschaften. Stehfalzdächer stehen seit Generationen im Ruf, langlebig und weitestgehend wartungsfrei zu sein. Noch heute funktionierende, bis zu 300 Jahre alte kupfer- und bleigedeckte Metalldächer belegen dies ebenso eindrucksvoll, wie die 1897 erstellte Aluminium-Dachhaut auf der Kuppel San Gioacchino in Rom. Die große Verbreitung von metallgedeckten Flächen aus Aluminium, Blei, Edelstahl, Kupfer und Titanzink steht nicht nur für Haltbarkeit und Sicherheit, sondern in besonderem Maße für die Flexibilität, mit der diese Werkstoffe eingesetzt werden. Vergleichsweise selten auftretende Schadensfälle sollten daher unbedingt als Chance verstanden und zur weiteren Optimierung der Metallbedachungstechnik an aktuelle Anforderungen genutzt werden. Bei vielen Schadensfällen spielt der Faktor Mensch eine wesentliche Rolle. Sei es der Geselle, dem aus alten Lagerbeständen „versehentlich“ ungeeignetes Haftmaterial mit auf die Baustelle gegeben wird, ein Zimmermann, der mit zu kurzen Nägeln die Holzschalung befestigt oder aber der unter enormem Preisdruck stehende Unternehmer, der sich genötigt sieht, No-Name-Produkte einzusetzen.

Trennlagen: Am falschen Platz gespart

Heute werden Trennlagen in fast jedem Baumarkt angeboten. Diverse Kunststoffbahnen können sogar bei eBay ersteigert werden. Was fast alle dieser „Funktionsschichten“ mehr oder weniger gut erfüllen, ist die Forderung nach Diffusionsoffenheit. Ob die Diffusionseigenschaft von innen nach außen in Form von Wasserdampf oder in der entgegengesetzten Richtung in Form von Niederschlagsfeuchtigkeit stattfindet, scheint vielen Käufern bei der Kaufentscheidung zunächst einmal nicht so wichtig zu sein. Wichtig ist einzig der Preis. Halt! Vor der Wahl einer entsprechenden Trennlage sollten sich Planer und Ausführende Gedanken über deren Sinn und Zweck machen. Dabei ist die entsprechende Bahn unbedingt auf die jeweilige Bausituation abzustimmen.

Was müssen moderne Trennlagen wirklich leisten?

• Feuchtigkeitsschutz der Unterkonstruktion während der Bauzeit
• Ausgleich von eventuell auftretenden Unebenheiten Wasserablaufebene für eventuell unter der Metalldeckung auftretende Feuchtigkeit/Kondensat
• Schutz der Metallunterseite vor korrosionsauslösenden Substanzen aus der Unterkonstruktion
• Schallschutz und Minimierung von Prasselgeräuschen
• Feuchtigkeitsschutz für Wärmedämmschichten bei direkt auf Wärmedämmung befestigten, unbelüfteten Metalleindeckungen
• Verbesserung der Gleiteigenschaften
• Widerstand gegen Wasserdurchgang
• Winddichtigkeit durch Nahtverklebung
• Standfestigkeit in Anpassung an die hohe Lebenserwartung von Metalldeckungen

Schnell wird klar, welch vielfältige Aufgaben moderne Trennlagen in Abhängigkeit zum entsprechenden Einsatzort erfüllen müssen. Situationsbedingt müssen Faktoren wie Metallart, Dachaufbau, Nahtverklebung, Dachschräge, Winddichtigkeit, Korrosionsschutz vor aggressiven Holzschutzmitteln oder Schaffung einer Drainage- und Wasserablaufebene berücksichtigt werden. Bezüglich der oft genannten Gleiteigenschaften sollte beachtet werden, dass diese nicht einzig durch den bloßen Einsatz strukturierter Trennlagen herbeigeführt werden. Nachhaltig verbessert werden Gleiteigenschaften vor allem durch die optimale Haftabstimmung auf die verwendete Trennlagenstruktur.

Eignung als Notabdichtung

Manch Fachmann wundert sich zurecht über Erfindungen, wie den Dachpappstift mit Gummidichtungsring zur „wasserdichten“ Trennlagenbefestigung. Ohnehin wird jede Trennlage spätestens bei der Befestigung des Metalldaches tausendfach perforiert. Somit macht eine regensichere Befestigung nur dann Sinn, wenn die Trennlage auch als Notabdichtung eingesetzt werden soll und darf. Doch längst nicht alle Trennlagen scheinen den vielfach harten Belastungen während der Bauphase gewachsen zu sein. Ein Kriterium stellt die Nutzung der Dachfläche vor der Fertigstellung dar. Werden dort etwa Baumaterial gelagert oder Holzbauarbeiten vorgenommen, so können Trennlagen und Wirrgelege zerstört oder stark verschmutzt werden. Wichtig sind zudem die mechanische Stabilität bei dauerhafter Begehung, die UV-Beständigkeit sowie die Regen- und Sturmsicherheit. Im Hinblick auf entsprechende Regensicherheit sind Trennlagen zwingend innerhalb der Überlappung verdeckt zu befestigen. Das gilt auch für die Sturmsicherung durch Latten oder Schwartenbretter. Um bei Windeinwirkungen die Gefahr der Vergrößerung von Nagellöchern zu minimieren, sind stabile Bahnen mit hohem Flächengewicht und hoher Reißfestigkeit besser geeignet.

Besonderes Augenmerk verlangen die Herstellerangaben zur UV-Stabilität. Je nach Kunststofftyp können Trennlagen bereits nach nur wenigen Tagen andauernder UV-Belastung irreparabel geschädigt sein.

Ein weiteres Kriterium ist Sicherheit gegen Staunässe, besonders bei drohendem Wintereinbruch. Hier sollte zwingend über geeignete Sondermaßnahmen nachgedacht werden. Alternativ zu den Kunststoffbahnen findet nach wie vor die bituminöse V13 Verwendung. Zumindest die Nageldurchdringungen abertausender Haftbefestiger sind bei dieser Bitumenbahn spätestens nach dem ersten Sommer nahezu wasserdicht verschweißt und auch die mechanische Nutzung der Trennlage ist relativ unproblematisch. Die Forderung nach Dampfdiffusionsoffenheit wird von der V13 jedoch nicht erfüllt.

Lebenserwartung

Bedauerlicherweise fanden in jüngerer Vergangenheit eine Vielzahl an Schadensfällen in der Fachpresse Erwähnung. Hauptsächlich betroffen sind unter Ziegel- und Betonsteinbedachungen eingesetzte, sogenannte Unterspann-/Unterdeckbahnen. Es kann nicht völlig ausgeschlossen werden, dass bei strukturierten Trennlagentypen, die teilweise auf Basis der betroffenen Unterspann-/Unterdeckbahnen hergestellt werden, ähnliche Probleme auftreten. Zwischenzeitlich reagierte der Zentralverband des deutschen Dachdeckerhandwerkes mit einer Änderung der Fachregeln und erhöhte die vorgeschriebene Prüftemperatur für Unterspann-/Unterdeckbahnen von 70 auf 80 °C. Der Vergleich mit zu erwartenden Höchsttemperaturen an Metallbedachungen ist schwierig. Zwar scheinen erste Aussagen die Temperatur-angaben zu bestätigen, doch besteht die Möglichkeit, dass unter dunklen Metallflächen oder unter dicht auf Metallflächen liegenden Solarkollektoren höhere Temperaturen auftreten können.

Unter Berücksichtigung der hohen Lebensdauer von Metalldeckungen sind Fachwerker gefordert, die durchschnittliche Lebenserwartung moderner High-tech-Produkte genau zu hinterfragen. Eine pauschale Antwort ist leider nicht möglich. In Abhängigkeit von Temperatureinfluss und UV-Eintrag fällt die Lebenserwartung sehr unterschiedlich aus. Daher integrieren einige Hersteller ein hohes Maß an Sicherheit durch hochqualitative Stabilisatoren in ausreichender Weise. Neben dieser Maßnahme sorgen auch sogenannte mehrschichtige Systeme durch unterschiedliche übereinander angeordnete Funktions-Membrane für Sicherheit.

Was bedeutet das für den Fachwerker?

In Abhängigkeit von Einsatzort und offener Zeit sollten die am Bau vorherrschende Situation besonders kritisch geprüft und nur entsprechend geeignete Produkte verbaut werden. Um eine Entscheidung treffen zu können, sind Grundkenntnisse zu den Kunststoff- und Trennlageneigenschaften erforderlich. Moderne Trennlagen bestehen aus einer Trägerlage mit oder ohne darüber liegendem Wirrgelege. Das Wirrgelege ist entweder aufgesponnen oder auf der Trägerlage aufkaschiert beziehungsweise punktweise aufgeschweißt.

Die Trägerlage:

besteht meist aus mehreren Schichten. Die bis zu fünflagigen Vlies-Folienkombinationen werden je nach Hersteller aus unterschiedlichen Kunststoffen gefertigt und besitzen folglich unterschiedliche Eigenschaften. Ausgangsstoff sind Polypropylen (PP), Polyamid oder Polyester.

Das Wirrgelege:

weist je nach Hersteller unterschiedliche Eigenschaften auf. Es kann weicher oder härter eingestellt sein und unterscheidet sich in der Schichthöhe. Auch die Dichte und damit verbundene Zirkulationseffekte sind unterschiedlich. Eingesetzt werden vorwiegend die Kunststoffe Polypropylen oder Polymer-Polyamid.

Polypropylen (PP):

ist ein teilkristalliner Thermoplast und gehört zu der Gruppe der Polyolefine. Polypropylen wird durch Polymerisation gewonnen. Da im Gegensatz zu vielen anderen Kunststoffen die Molekülstruktur stark variiert und somit auch die Eigenschaften beeinflusst, existiert eine Vielzahl von PP-Sorten. Mit 0,895 bis 0,92 g/cm³ ist PP der Kunststoff mit der geringsten Dichte. PP besitzt eine höhere Steifigkeit, Härte und Festigkeit als Polyethylen. Bedingt durch die sogenannte Glasübergangstemperatur von 0 bis 10 °C wird PP bei Kälte spröde. Die obere Gebrauchstemperatur liegt bei 100 bis 110 °C. PP kann mit mineralischen Füllstoffen wie Talkum, Kreide oder Glasfasern gefüllt werden. Dadurch wird das Spektrum der mechanischen Eigenschaften (Steifigkeit, Gebrauchstemperatur etc.) deutlich erweitert.

PP ist beständig gegenüber fast allen organischen Lösungsmitteln und Fetten sowie den meisten Säuren und Laugen. Es wird vorwiegend im Maschinen- und Fahrzeugbau, etwa für Innenausstattungen oder PKW-Armaturenbretter verwendet.

Polyamid:

wird üblicherweise als Bezeichnung für synthetische, technisch verwendbare thermoplastische Kunststoffe verwendet und grenzt diese Stoffklasse damit von den chemisch verwandten Proteinen ab. Die meisten technisch bedeutsamen Polyamide sind teilkristalline thermoplastische Polymere und zeichnen sich durch eine hohe Festigkeit, Steifigkeit und Zähigkeit aus. Ferner besitzen sie eine gute Chemikalienbeständigkeit und Verarbeitbarkeit. Viele Eigenschaften der Polyamide werden weitgehend durch die Amidgruppen dominiert, die über Wasserstoffbrückenbindungen miteinander wechselwirken. Eingesetzt wird der Kunststoff beispielsweise zur Herstellung von unzerbrechlichen Haushaltsgegenständen und technischen Teilen, die sehr abriebfest sein müssen. Polyamid wird aufgrund seiner Beständigkeit gegen Schmier- und Kraftstoffe bei Temperaturen bis über 150 °C im Fahrzeugbau für Motoranbauteile wie Ansaugsysteme, Kraftstoffleitungen, Motorabdeckungen eingesetzt. Auch Dübel, Schrauben, Zahnräder, Gehäuse, Gleitlager, Kabelbinder und nicht zuletzt Zahnbürsten-Borsten bestehen aus diesem Kunststoff.

Polyester:

sind Polymere die auch in der Natur vorkommen und etwa seit 1830 bekannt. Das erste synthetische Polyester Glycerinphthalat wurde um 1915 als Imprägnierungsmittel verwendet. Heute bezeichnet man vor allem die große Familie synthetischer Polymere als Polyester. Auch die vielfach verwendeten Polycarbonate und vor allem das Polyethylenterephthalat (PET) gehören zu dieser Gruppe. PET ist eines der wichtigsten thermoplastischen Polyester. Zwar ist Polyester ein relativ hochpreisiger Kunststoff, jedoch erweist er sich aufgrund seiner einzigartigen Struktur sowie seiner bis zu 270°C reichenden oberen Gebrauchstemperatur als idealer Werkstoff. Hitzebeständigkeit sowie die Unempfindlichkeit gegen UV-Einwirkung machen das hochreisfeste, faktisch unverrottbare Material widerstandsfähig gegen nahezu alle Umwelteinflüsse.

Der erste Teil des in BAUMETALL 6/2008 veröffentlichten Artikels „Aus drei Teilen wird ein Ganzes“, veranlasste zahlreiche Leser dazu, ihre Meinung mitzuteilen. Einige Wortmeldungen und Gedanken sind hier wiedergegeben. Zusammenfassend lassen sich die Reaktionen folgender Maßen darstellen:

Holzunterkonstruktionen und hier besonders die Beschaffenheit der Nägel/Befestigungsmittel. Häufig ist von sich lösenden Nägeln oder einfachen glatten Drahtstiften in unzureichender Länge die Rede. Die Folge: Nägel lösen sich und durchdringen die Metalldeckung.

Beschaffenheit der Trennlagen. Speziell bei strukturierten Wirrgelegen gibt es weder aussagekräftige noch genormte Angaben über Druck- und Dauerstandfestigkeit. Zudem wird Aufklärung zur Temperaturbeständigkeit, den Durchnagelungseigenschaften und der UV-Beständigkeit gefordert. Ungenau definiert sind derzeit auch die Forderungen/Angaben zur Lebenserwartung sowie den Garantiezeiten der Trennlagen.

Sind bestehende Dachflächen uneingeschränkt nutzbar, etwa für Solarkollektoren oder Sicherheitssysteme? Gefordert wird eine Definition zur Bemessung der Hafte, unter Berücksichtigung späterer Nutzungsmöglichkeiten der Dachflächen.

Joachim Werner, Klöber GmbH & Co. KG

Für jede Fassadenschraube ist eine bauaufsichtliche Zulassung erforderlich. Zwar werden statische Anforderungen nach DIN 1055 durch Halbzeughersteller und entsprechende Fachregeln gefordert und beschrieben, der Nachweis über die ausreichende Belastbarkeit von namenlosen Haften und Befestigungsmitteln ist durch den Verarbeiter jedoch nur schwerlich zu erbringen. Vor diesem Hintergrund begrüßen wir, dass derzeit auch im Fachverband über die sichere Haftbefestigung auf strukturierten Trennlagen diskutiert wird. Negativerfahrungen liegen Klöber nicht vor. Nach unserer Erfahrung ermöglicht das nicht so leicht komprimierbare Klöber-Gewirk die problemlose Befestigung mit Standardhaften, wobei die Länge des Befestigungsmittels anzupassen ist. Wir verweisen zudem auf geeignete Informationen der Halbzeughersteller und Hafthersteller sowie die entsprechenden Normen und Fachregeln.

Hermann Illgen, Hohenschäftlarn

Fast der ganze Bericht wäre überflüssig, wenn Hosenhaften benützt würden, da diese wesentlich besser mitgehen und somit nicht knarxen und auch immer die richtige Höhe haben.

Alois Schatzer, Hafthersteller, Brixen (Südtirol)

Wie auf beiliegendem Foto erkennbar ist, verfügen unsere Hafte selbstverständlich auch über abgerundete Ecken. Diesen Standard produzieren wir schon seit mehreren Jahren. Unsere Hafte haben eine Ausdehnungsschlitz-Länge von 66 mmund ein verjüngtes Oberteil mit einer Schiebelänge von 42 mm. Bereits ab einer Bestellmenge von 400 Stück ist die Hafthöhe ab 25 mm aufwärts frei wählbar. Das geprägte Unterteil besteht aus 5/10 Inox, das Haftoberteil aus 4/10 Inox. Die vormontierten Hafte sind mittig zentriert und gegen Herausfallen gesichert. Auf Anfrage sind auch Kupfer- und verzinkte Hafte lieferbar.

Rheinzink, Datteln

Die Redaktion BAUMETALL fragte unsere Anwendungstechnik nach der Verwendung von Haften für Stehfalzdeckungen. Rheinzink sieht die Anwendung einer Stehfalzdeckung nicht nur auf die Verwendung eines Haftes aus Edelstahl oder Titanzink reduziert. Sicher sind beide Haftarten grundsätzlich geeignet – aber wie wird die Ausführungsart/Geometrie der Hafte definiert? Unserer Kenntnis nach gibt es in den anerkannten Regeln der Technik keine detaillierte Haft-Definition, bis auf die verlangte Bemessungslast. Ein Stehfalzsystem umfasst nach unserer Auffassung das Bedachungsmaterial, den Befestigungshaft, ein Befestigungsmittel, möglicherweise eine Trennlage mit verschiedenen Funktionen und eine Unterkonstruktion, in der das Befestigungsmittel eingebracht wird. Diese Komponenten müssen aufein-ander abgestimmt sein. Hierbei ist nicht nur das Tragverhalten relevant. Letztlich gilt es den, je nach Gebäudeart, Dachtyp und Geländeart anfallenden Windlasten standzuhalten, als auch ein dauerhaftes und abgestimmtes Komponentensystem zu liefern. Jeder Teil des Systems hat dabei seine statischen Eigenschaften.

Der Haft aus Titanzink wird seit Mitte der 1990er Jahre immer wieder hinterfragt und gehört heute zu den wohl am umfangreichsten geprüften Hafttypen überhaupt. Wir haben den Rheinzink-Haft in seinen definierten Abmessungen neben statischen Auszugsuntersuchungen auch dynamischen Windlastuntersuchungen unterzogen. Es sind Temperaturuntersuchungen von -20 ºC bis +20 ºC vorgenommen sowie Auszugstests mit den unterschiedlichsten Nägeln, Breitkopfstiften, Rillennägeln und Schrauben aus ganz Europa durchgeführt worden. Als Fazit kann gesagt werden, dass der Rheinzink-Haft allen Anforderungen standhält. Darüber hinaus hat er weitere Vorteile: Eventuell hochstehende Ecken an dem Haftunterteil erzeugen kein Durchscheuern der Dachdeckung. Schiebehafte dieser Bauart neigen nicht zur Verursachung von Knackgeräuschen bei thermisch bedingter Bewegung der Schare.

Wir empfehlen heute unseren Kunden, sich die objektspezifischen Windlasten durch den Architekten/Planer geben zu lassen. Diese Windlasten können einfach durch die Bemessungslast des Haftsystems (Haft/Befestigung/Unterkonstruktion) dividiert und so die Haftanzahl/m² ermittelt werden. Bei Rheinzink-Haften beträgt diese Bemessungslast 300 N bei Verwendung eines Breitkopfstiftes in Holzschalung gemäß Fachregeln des Klempnerhandwerks. Bei anderen Hafttypen raten wir aus Gewährleistungsgründen dazu, eine Bestätigung über die Tauglichkeit der entsprechenden Hafte beim jeweiligen Systemanbieter einzuholen.

Peter Strobel Initiative Pro Metalldach und RoofTech-Geschäftsführer

Die Diskussion um die Abstimmung von Untergrund, Trennlage, Hafte und Metall-eindeckung spiegelt die hohe Verantwortung der Klempner wider. Eine weitere Anforderung an das Metalldach wird zukünftig noch stärker berücksichtigt werden müssen – die Dachflächennutzung. Ob Solarkollektoren, Werbetafeln oder Verkehrs- und Fluchtwege, die fachgerechte Montage unterschiedlichster Aufbauten auf Metalldachflächen bedarf einer professionellen Planung und Umsetzung. Dazu benötigen die Fachwerker hochleistungsfähige Systemkomponenten, die leicht und mit entsprechender Sicherheit montiert werden können.

Kollegenforum der Klempnerzukunft

Auch im Forum bei https://www.baumetall.de wird dieses Thema diskutiert. Beispielsweise schreibt Forenmitglied Stefan: „Hallo BAUMETALL, bitte so weitermachen. Ist echt ein toller Beitrag. Wir nehmen bei Zink meistens normale Hafte, bei Alu mit Wirrfaser auf jeden Fall höhere Hafte.“

Nach DIN 50035, Teil 1 wird die Gesamtheit aller im Laufe der Zeit ablaufenden chemischen und physikalischen Vorgänge als Alterung bezeichnet. Die Ursachen werden dabei nach innerer und äußerer Alterung unterschieden. Die physikalische Alterung verändert die Morphologie der Kunststoffe (Kristallisation, Orientierungen, Eigenspannungen) ohne Beeinflussung der chemischen Struktur der Molekülketten. Als chemische Alterung werden Änderungen der chemischen Struktur, wie beispielsweise die Oxidation,die Spaltung der Polymermoleküle unter Bildung niedermolekularer Abbauprodukte oder Vernetzung bezeichnet. Zur Ermittlung thermischer Einsatzgrenzen beziehungsweise Dauergebrauchstemperaturen existieren verschiedene Richtlinien. Überblick verschaffen Informationen zur Werkstofflagerung bei erhöhten Temperaturen gemäß Extrapolation auf Grundlage der Gültigkeit der Arrhenius-Formel. Zur Charakterisierung solcher Langzeitkennwerte stehen beispielsweise am Lehrstuhl für Kunststofftechnik ( https://www.lkt.tf.fau.de/ ) Zeitstandzugprüfanlagen, Kriechprüfstände, Vorspannkraftrelaxationsprüfanlagen sowie ein UV-Bewitterungsgerät zur Verfügung.