Gründach versus Foliendach

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1 13 Im Blickpunkt: Flachdächer in Holzbauweise Gründach versus Foliendach Leistungsvergleich und Maßnahmen zur Verbesserung der hygrischen Sicherheit Im Heft hatten wir anhand von Messergebnissen aufgezeigt, wie negativ sich eine dauerhafte Beschattung auf das feuchtetechnische (hygrische) Verhalten von Foliendächer ohne Auflast auswirken kann. Im vorliegenden Beitrag werden nun Messergebnisse aus zwei besonnten zellulose- und mineralwollegedämmten Gründachaufbauten diskutiert, mit den Messergebnissen der Foliendächer verglichen und eine Möglichkeit aufgezeigt, wie Gründächern in Holzbauweise in hygrischer Hinsicht sicherer ausgeführt werden können. Autoren: Bernd Nusser, Martin Teibinger, Holzforschung Austria, Wien Experimentelle Untersuchungen Die bei Gründächern über der Dachabdichtung angeordnete Substratschicht dämpft den Temperaturanstieg durch Sonneneinstrahlung in vollgedämmten Holzbaugefachen deutlich. Dieser Effekt wird häufig zur Verbesserung des sommerlichen Wärmeschutzes genutzt, jedoch wird die Rücktrocknung von im Gefach vorhandener Feuchtigkeit hierdurch ebenfalls stark verringert, was ggf. zu einer Feuchteakkumulation im Gefach führen kann. Die nachfolgend diskutierten Messdaten wurden im Zuge eines 17- monatigen Freilandversuchs an den Holzforschung Austria (HFA) in Wien gewonnen [Teibinger und Nusser 2010]. Die Aufbauten der untersuchten Gründachelemente können Tab. 1 und die Mess- positionen im Gefach Abb.2 entnommen werden. An beiden Gründachelementen wurde eine Luftdichtheitsprüfung mit Ethanol durchgeführt. Es konnten keine Leckagen festgestellt werden. Konvektive Feuchteeinträge in die Konstruktion während des Untersuchungszeitraums können somit ausgeschlossen werden. Dachoberflächentemperaturen Beim Betrachten der Dachoberflächentemperaturen in Abb. 3 wird deutlich, dass die Gründachtemperatur während des ersten Sommers 2008 deutlich oberhalb der Außenlufttemperatur liegt, im Sommer 2009 ist dies nicht mehr der Fall. Die maßgebende Ursache hierfür ist im Bewuchsgrad des Gründaches zu finden. Im ersten Sommer der Untersuchung 2008 zeigt das Gründach noch einen lückenhaften Bewuchs und eine strahlungsabsorbierende dunkle Oberfläche. Im Sommer 2009 wurde durch den mittlerweile sehr dichten Bewuchs die Erwärmung der Dachfläche verringert. Im Vergleich zum nackten Foliendach zeigt das Gründach im Sommer geringere und im Winter kurzzeitig etwas höhere Dachoberflächentemperaturen. Die Unterschiede im Winter sind jedoch gering. Klimate im Gefach Anhand von Abb. 4 wird ersichtlich, dass die relative Luftfeuchte (r. LF.) in den Gründächern an der äußeren Beplankung der Gefache ganzjährig deutlich über dem Foliendachelement A3 liegt. Element A3 entspricht bis auf das Gründach dem Aufbau von Element A5, hat also ebenfalls Mineralfaserdämmung und eine feuchtevariable Dampfbremse [Nusser et al. 2010]. Die geringen sommerlichen Dachtemperaturen der Gründächer sorgen für eine geringere Rücktrocknung durch Umkehrdiffusion und damit auch im Winter für ein deutlich höheres Niveau der r. LF. als im Foliendach. Während in dem Foliendach bereits Mitte Januar die Feuchteumverteilung von der Gefachaußen- zur Gefachinnenseite beginnt, bleibt die r. LF. in den Gründächern gefachaußenseitig bis April bei etwa 90 %. Auf der Gefachinnenseite stellt sich im Sommer aufgrund der weniger stark ausgeprägten Feuchteumverteilung der Gründächer dort eine deutlich geringere r.lf. ein als bei dem Foliendach. Im Winter liegt die r.lf. in den Gründächern gefachinnenseitig hingegen etwas höher als in dem Foliendach. Sie befinden sich allerdings auf einem unkritischen Niveau unter 40% r.lf. Materialfeuchte Die Materialfeuchten der Beplankung und der Flanken der Sparren liegen in den untersuchten Gründächern vor allem an der Gefachaußenseite zumeist über den Werten des Foliendaches, wie Abb. 5 Abb. 1: Dachansicht der untersuchten Gründächer mit nahezu flächendeckender Bewuchs im zweiten Sommer zeigt. Hierbei erreicht das mit Mineralwolle gedämmte Gründachelement (A5) die höchs ten Materialfeuchten von bis zu 20 M-% in der äußeren Beplankung und am außenseitigen Sparrenrand. Um Rücktrocknungsvorgänge beobachten zu können, wurde am Anfang des Freilandversuchs (April 2008) künstlich eine Auffeuchtungsphase geschaffen. Während dieser wurde das Raumklima im Forschungs haus auf 70 % erhöht, was, wie Abb. 5 zeigt, eine Erhöhung der Materialfeuchte zur Folge hatte. Das sommerliche Abtrocknen der dadurch erhöhten OSB-Feuchte kann in Element A5 erst im September 2008 beobachtet werden. Im Winter 2008/09 steigt die dortige Materialfeuchte wieder auf Werte um 18 M-% an. Das mit Zellulose gedämmte Gründachelement (AW) trocknet nach der

2 Im Blickpunkt: Flachdächer in Holzbauweise 14 Tab.1: Aufbau der untersuchten Gründachelemente. Die Dachneigung beträgt 2 Schicht-Nr. Element AW 1 16 mm MDF 2 Vliesdampfbremse s d = 2,2 m Bezeichnung Element A5 Pro Clima Intello mm KVH-Fichte 4 Zellulose eingeblasen Glaswolle r 1 = (38-65) kg/m 3 r 1 = 14,5 kg/m 5 19 mm OSB/3 6 EPDM Schwarz mech. befestigt 7 1 Herstellerangaben 10 mm Schutzvlies + 70 mm extensive Begrünung Abb. 2: Schematische Darstellung der Messpositionen im Gefach der untersuchten Dachelemente. H1... H5 = Materialfeuchte; F1... F3 = relative Luftfeuchte/ Temperatur; T1... T3 = Temperatur; E = Tracergas Auffeuchtungsphase hingegen wesentlich schneller und deutlicher ab. Im Frühjahr 2009 steigt die Materialfeuchte der OSB in Element AW nur auf Werte um 16 M-% an. Variabel ist nicht immer besser Bemerkenswert ist, dass die erhöhten Feuchten bei gleichem Innen- und Außenklima entstehen, obwohl das MiFa- Element A5 eine feuchtevariable und das Element AW nur eine Dampfbremse mit konstantem aber geringem s d -Wert (2,2 m) enthält. Augenscheinlich kann die variable Dampfbremse ihre trocknungsfördernde Wirkung durch die begrenzte Erwärmung im Gründach nicht zur Geltung bringen. Bei den im Sommer an der Innenseite herrschenden relativen Luftfeuchten von 60 bis 70% r.lf. besitzt die verwendete variable Bahn noch einen s d -Wert von 2 bis 4 m. Im Foliendach hingegen, bei dem zur gleichen Zeit an der gleichen Stelle um 80% r.lf. erreicht werden, sinkt deren s d -Wert unter 1 m. Am außenseitigen Sparrenrand kann in Element A5 ebenfalls nur ein sehr langsames Abtrocknen festgestellt werden, wobei die Holzfeuchte hier im Winter 2008/09 wieder auf Werte um 18 M-% ansteigt und sich anschließend nur langsam absenkt. In Element AW verringert sich die Holzfeuchte am außenseitigen Sparrenrand hingegen schnell und bleibt anhaltend unter den Werten von Element A5. Die Holzfeuchteverläufe in der Sparrenmitte zeigen sich in allen drei betrachteten Dachelementen ähnlich. Am innenseitigen Sparrenrand weist Element AW wieder eine starke Holzfeuchteabsenkung auf, wobei zwischen August 2008 und Januar 2009 auch die Holzfeuchtewerte des Foliendachs A3 unterschritten werden. Fazit Die Freilanduntersuchungen haben gezeigt, dass die Dachhaut der Gründächer nur geringfügig durch die Sonneneinstrahlung erwärmt wird. Aufgrund der dadurch nur gering vorhandenen Umkehrdiffusion kann es im Jahresverlauf zu einer Feuchteakkumulation im Dach kommen. Während den Wintermonaten stellt sich an der Gefachaußenseite deshalb eine lang andauernde, hohe r.lf. ein, welche dort auch zu erhöhten Materialfeuchten führt. Foliendächer ohne Auflast verhalten sich im Vergleich deutlich unkritischer. Im Gegensatz zur Mineralwolle besitzt Zellulose stark sorptive Eigenschaften [Montensen-Hedegaard et al. 2005]. Dies trägt auch dazu bei, dass sich geringere Materialfeuchten in der äußeren Beplankung und an der äußeren Sparrenflanke einstellen können, was auch Untersuchun- Sichere Luftdichtheit: Klebeband PAVATAPE FLEX für luftdichte Anschlüsse Leistungsstark für Wärmedämmverbundsysteme: PAVATEX DIFFUTHERM Effiziente Sanierungslösung: Luftdichtbahn PAVATEX LDB 0.02, PAVATHERM PLUS + Dämmen und Dichten im System Diffusionsoffen dämmen und luftdicht bauen das schaffen die neuen Dämmsysteme von PAVATEX. Sie bringen die luft dichte Gebäude hülle mit nachhaltiger Holzfaser dämmung zusammen.

3 15 Im Blickpunkt: Flachdächer in Holzbauweise Maßgeschneiderte Lösungen für Neubau und Sanierung Abb. 3: Dachoberflächentemperaturen (gleitende Wochenmittelwerte) der Foliendachelemente mit schwarzer EPDM- Dachbahn, des Gründaches und die Außenlufttemperatur gen in [Winter et al. 2009] gezeigt haben. Bei vorhandenen Leckagen in der innenseitigen Luftdichtheitsschicht kann es jedoch auch bei der Zellulose zu einer Auffeuchtung und zu deutlich höheren Materialfeuchten kommen, als jene die hier gemessen wurden [Derome 2005]. Optimierte Variante Die sicherste Art ein Gründach auszuführen ist die Verwendung einer Konstruktion mit Dämmung auf den Sparren und der Beplankung, z.b. gemäß Abb. 6. Hierdurch liegt die gesamte Tragstruktur im warmen Bereich und ist somit vor schädlichem Kondensat geschützt. Leider ist diese Konstruktionsart nicht immer realisierbar, weshalb häufig auf die oben diskutierten zwischen den Sparren gedämmten Konstruktionen zurückgegriffen wird. Eine Mischform dieser beiden Konstruktionsarten stellt das Dach mit Zusatzdämmung entsprechend Abb. 7 dar. Durch die Zusatzdämmung auf der außenseitigen Beplankung erhöht sich die Temperatur im Gefach, wodurch dort die relative Feuchte sinkt. In der Schweiz konnten bisher gute Erfahrungen mit zusatzgedämmten Dächern gemacht werden [Zumoberhaus 2010]. In [SVDW 2007] werden solche Konstruktionen für Dächer mit Auflast empfohlen. Untersuchungen am Fraunhofer Institut für Bauphysik [Zirkelbach und Schafaczek 2011] bestätigen ebenfalls die positive Wirkung einer Zusatzdämmung bei Gründächern. Die Dicke der Zusatzdämmung muss in Abhängigkeit der vorhandenen Randbedingungen bestimmt werden. Eine Beschattung, die Dicke der Substratschicht oder konvektive Feuchteeinträge müssen hierbei ebenso berücksichtigt werden wie die anliegenden Klimate. Zumeist verbessern sich die hygrischen Bedingungen im Gefach mit zunehmender Dicke der Zusatzdämmung. Bei dünnen Zusatzdämmungen kann es aufgrund der weiter reduzierten Rücktrocknung allerdings auch zu einer Erhöhung der Materialfeuchten im Gefach kommen, wie simulationsbasierte Untersuchungen in [Bachinger 2010] und [Roßbach 2007] zeigen. Unter der Zusatzdämmung abdichten Unterhalb der Zusatzdämmung ist eine zusätzliche Ein ungedämmtes Dach über ausgebautem Wohnraum, die Abdichtung der Bauanschlussfuge, die Anbindung von Dampfbremsen an Ziegel und Beton, ein überputzbares Klebeband usw. Sie haben die Anforderung - wir haben die Zellulosedämmung und das Luftdichtheitssystem.

4 Im Blickpunkt: Flachdächer in Holzbauweise 16 Abb. 4: Klimabedingungen in den untersuchten Gründächern (zellulosegedämmt AW, mineralwollegedämmt A5) und des schwarzen Foliendaches A3 (Halbstundenwerte dünn, gleitende Monatsmittelwerte fett) Abb. 5: Temperaturkorrigierte Materialfeuchten in den untersuchten Gründächern AW und A5 sowie im Foliendachelement A3 an ausgewählten Messpositionen (wöchentliche Messwerte und gleitende Monatsmittelwerte) Schicht mit hohem Diffusionswiderstand (s d 100 m) anzuordnen. Hierdurch wird verhindert, dass sich während den Wintermonaten Kondensat an der Dachabdichtung sammelt und sich dieses in den Sommermonaten aufgrund der Feuchteumverteilung schlagartig auf der außenseitigen Beplankung niederschlägt [Zirkelbach und Schafaczek 2011]. Bei stark diffusionshemmenden Materialien als Zusatzdämmung wie z.b. EPS ist dieser Effekt zwar deutlich geringer ausgeprägt als z.b. bei Mineralwolle, allerdings sollte auch hier die zusätzliche dampfbremsende Schicht angeordnet werden, da es in den Stoßfugen der Dämmplatten durchaus zu einem erhöhten Diffusionstransport und einer Kondensatbildung kommen kann. Die Dampfbremse unterhalb der Zusatzdämmung erfüllt außerdem noch eine andere wichtige Funktion. Sie kann als temporärer Witterungsschutz während der Bauphase eingesetzt werden. Wird eine Dachabdichtungsbahn als zusätzliche Dampfbremse verwendet, so kann diese auch beim Verlegen der Zusatzdämmung begangen werden. Ist eine erhöhte mechanische Widerstandsfähigkeit hingegen nicht erforderlich, kann auch eine geeignete PE-Folie (s d 100 m) als Dampfbremsbahn unter der Zusatzdämmung verwendet werden. Aufgrund des so geschaffenen dicht-dicht -Aufbaus oberhalb der außenseitigen Beplankung sollte als Zusatzdämmung kein biogenes Material verwendet werden. Gründächer mit Zwischensparrendämmung bleiben auch trotz Zusatzdämmung empfindliche Systeme und müssen mit bauphysikalischem und fertigungstechnischem Sachverstand geplant und ausgeführt werden. Eine feuchtetechnische Bemessung kann nur durch hygrothermische Simulationsverfahren erfolgen.

5 17 Im Blickpunkt: Flachdächer in Holzbauweise DELTA schützt Werte. Spart Energie. Schafft Komfort. Abb. 6: Aufsparrengedämmte Dachkonstruktion mit Teildämmung im Gefach DELTA - Lösungen für die Holzrahmenbauweise Abb. 7: Dachelement mit Zusatzdämmung auf der außenseitigen Beplankung Literaturverweise [Bachinger 2010]: Bachinger, J.: Feuchteverhalten von Flachdachaufbauten im Holzleichtbau. Insbesondere von nicht hinterlüfteten Flachdächern, deren Dämm- und Trägerebene zwischen Dampfsperre /-bremse und Dachhaut angeordnet ist. Dissertation. TU Wien, Fakultät für Architektur und Raumplanung. [Derome 2005]: Derome, D.: Moisture Accumulation in Cellulose Insulation Caused by Air Leakage in Flat Wood Frame Roofs. In: Journal of Thermal Envelope and Building Science, Jg. 28, H. 3, S [Montensen-Hedegaard et al 2005]: Montensen-Hedegaard, L.; Rode, C.; Peuhkuri, R. H. Full scale tests of moisture buffer capacity of wall materials. In: Royal Institute of Technology (Stockholm, Sweden) (Hg.): The 7th Nordic Building Physics Symposium. June 13-15th, Reykjavík, Iceland [Proceedings]. [Nusser et al 2010]: Nusser, B.; Teibinger, M.; Bednar, T: Messtechnische Analyse flachgeneigter hölzerner Dachkonstruktionen mit Sparrenvolldämmung 3 Teile In: Bauphysik, Jg. 32, H. 3 bis 5 [Roßbach 2007]: Roßbach, S: Feuchteberechnung von Flachdächern in Holzbauweise. Diplomarbeit. Hochschule Biberach. [SVDW 2007]: Schweizer Verband Dach und Wand (Hg.): Feuchteschutz bei Flachdächern in Holzbauweise. Merkblatt FD 2/07. Uzwil, Schweiz.. [Teibinger und Nusser 2010]: Teibinger, M.; Nusser, B.: Ergebnisse experimenteller Untersuchungen an flachgeneigten hölzernen Dachkonstruktionen. Herausgegeben von Holzforschung Austria. Wien. (Forschungsbericht, HFA-Nr.: P412). [Winter et al 2009]: Winter, S.; Fülle, C.; Werther, N.: Experimentelle und numerische Untersuchung des hygrothermischen Verhaltens von flach geneigten Dächern in Holzbauweise mit oberer dampfdichter Abdichtung unter Einsatz ökologischer Bauprodukte zum Erreichen schadensfreier, markt- und zukunftsgerechter Konstruktionen. Leipzig. (Forschungsbericht, DGFH: Z ). [Zirkelbach und Schafaczek 2011]: Zirkelbach, D. und Schafaczek, B. Gründacher im Holzbau. Konstruktionen und Berechnungsverfahren. In Holzforschung Austria (Hg.): Bauphysikforum Wien: Eigenverlag [Tagungsband, HFA-Schriftenreihe, 32], S [Zumoberhaus 2010]: Zumoberhaus, M.: Flachdächer im Holzbau. In: Berner Fachhochschule Architektur Bau und Holz HSB (Hg.): Holzbautag Biel Bauphysik der Gebäudehülle. 6. Mai. Biel [Tagungsband]. P R E M I U M - Q U A L I T Ä T Holz sorgt für ein angenehmes Wohnklima. Die DELTA -Systeme bieten deshalb viele gestalterische Möglichkeiten und gute bauphysikalische Werte von der Bodenplatte über die Fassade bis zum Dach. Professionelle Lösungen, um Wärmeverluste zu vermeiden. Dörken GmbH & Co. KG Herdecke Tel.: /63-0 Fax: / bvf@doerken.de Ein Unternehmen der Dörken-Gruppe

6 Im Blickpunkt: Flachdächer in Holzbauweise 18 Bauphysik für Fortgeschrittene Bemessungsregeln für flach geneigte Dächer Flachdächer sind ein beliebtes Ausdrucksmittel der modernen Architektursprache geworden. Auch Aufstockungen auf Bestandsgebäude erzeugen meistens Staffelgeschosse mit flach geneigten Dächern. Hinzu kommen Terrassen, Loggien, Pultdächer und gewölbte Dachkonstruktionen, denen meist eines gemeinsam ist: Mit einer oberseitigen Beplankung und Abdichtung mit hohem Diffusionssperrwert widersprechen sie der bewährten Holzbaugrundregel der außenseitigen Diffusionsoffenheit. Gleichwohl haben wir in verschiedenen Beiträgen dieser Zeitschrift die Möglichkeiten aufgezeigt, auch solche Holzbaukonstruktionen mit einem Mindestmaß an feuchtetechnischer Robustheit auszustatten. Trotz so mancher dramatischer Schadensfälle über die wir auch in diesem Heft wieder berichten müssen, ist es bei Leibe nicht so, dass die Funktionstüchtigkeit von unbelüfteten Flachdächern in Holzbauweise nicht in einer Weise planbar und nachweisbar wäre, dass sie in der Praxis Bestand hat. Hierfür ist es allerdings notwendig, einige alte Zöpfe der bisherigen Dampfdiffusionsnachweise abzuschneiden und Nachweisregeln für eine fortgeschrittene bauphysikalische Bemessung zu entwickeln. Autor: Robert Borsch-Laaks, Sachverständiger für Bauphysik, Aachen Dampftransport neu bewerten Es gehört mittlerweile zum bauphysikalischen Allgemeinwissen, dass der Wasserdampftransport über Luftströmung (Dampfkonvektion) das größere Befeuchtungsrisiko darstellt als die Dampfwanderung durch geschlossene Materialschichten (Dampfdiffusion). Dies gilt ganz besonders für Holzbauteile, die im oberen Teil des vertikalen Gebäudeschnittes liegen. Dort ist der schleichende Feuchteeintrag durch den winterlichen thermischen Auftrieb infolge der Höhendifferenz am größten (vgl. z.b. Heft , S. 28 ff.). Wenn sich die konvektiven Feuchtebelastungen in den Grenzen der heutigen Anforderungen an die Gebäudedichtheit halten, so haben au- ßenseitig diffusionsoffene Bauweisen in der Regel keine Probleme damit, die Rest - leckagen zu verkraften. Es sei denn, es sind trotz gutem n 50 - Wert gravierende lokale Fehler, z. B. bei Installationsdurchdringungen, Innenwandanschlüssen o. ä. passiert (vgl. die Schadensfälle z. B. in den Heften und ). Die Trocknungsreserven bei diffusionsoffenen Unterspannungen und Unter de - ckungen bewegen sich meist in der Größenordnung von mehreren Tausend Gramm/m 2, wenn man die Ergebnisse von Tau- und der Verdunstungsperiode nach Glaserberechnungen vergleicht (vgl. condetti BASICS, Heft ). Der traditionelle Dichtungsreflex funktioniert nicht mehr Die klassische Reaktion auf äußere Dampfdichtheit in Holzbaukonstruktionen war (und ist leider immer noch) lt. DIN und den Dachdeckerfachregeln der Einsatz von Dampfsperren mit s d -Wer - ten von 100 m und mehr auf der Innenseite. Anscheinend ist der Diffusionswiderstand in den Köpfen derer, die keine Holzbauexperten sind, immens. Bereits seit über 10 Jahren wird sowohl von führenden Bauphysikern als auch von verantwortungsvollen Holzschützern gefordert, dass das Verdunstungspotential der sommerlichen Umkehrdiffusion genutzt werden muss, um Trocknungsreserven für die konvektiven Belastungen zu schaffen, vgl. [Künzel1999]. Infokasten 1 Der Tagungsband Abb. 1.: Der Chic der Moderne. Flachdächer mit Attika eine Herausforderung für die Holzbauphysik. Foto: PSA Pfletscher und Steffan, Architekten, München

7 19 Im Blickpunkt: Flachdächer in Holzbauweise 5 6a 6b Abb. 2: Nachweisfreie Flachdachkonstruktion nach DIN [ ] Bild A Voll gedämmtes, nicht belüftetes Flachdach auf Schalung dauerhaft ohne Verschattung 1 2 Beim diesjährigen AKÖH- Fachkongress Holzschutz und Bauphysik in Leipzig (s. Infokasten 1) haben die Referenten aus Forschung, Planung und Sachverständigenwesen sich deshalb zu einer ungewöhnlichen Maßnahme entschlossen: Um dem immer noch weit verbreiteten Unverstand im Land zu begegnen, formulierten die Referenten im Nachgang zum Kongress ein Konsenspapier mit 7 goldenen Regeln für ein nachweisfreies Flachdach (siehe Infokasten 2 am Ende des Artikels). Dem stellten Sie die eindeutige Aussage voran: Der Einbau von Dampfsperren in außenseitig dampfdichten Holzkonstruktionen entspricht nicht mehr den Regeln der Technik. Beidseitig dampfdichte Holzbauquerschnitte haben minimale bis keine Trocknungsreserven für außerplanmäßige Befeuchtungen (vgl. condetti BASICS, ). 7 goldene Regeln für den Holzschutz Die Diskussion um die Neufassung der Holzschutznorm [DIN ] und hier insbesondere ihrem Teil 2, der den konstruktiven, baulichen Holzschutz behandelt, hat umfängliche Fachdiskussionen ausgelöst. Dabei war besonders umstritten, ob die so beliebten voll gedämmten Flach dächer mit Abdichtung bzw. Blecheindeckung nicht doch unter bestimmten Randbedingungen ohne besonderen feuchtetechnischen Nachweis freigegeben werden können. In der nun endabgestimmten Fassung (vgl. Abb. 2), die im kommenden Jahr als Weißdruck erscheinen wird, werden Randbedingungen gesetzt, die auch in den goldenen Regeln genannt werden: Ausreichendes Gefälle unter Berücksichtung der holzbautypischen Durchbiegung, um Pfützenbildung auf der Abdichtung zu vermeiden. Hohe Strahlungsabsorption der Außenoberfläche als Antriebskraft für die Umkehrdiffusion. Einsatz von geeigneten, feuchtvariablen Dampfbremsen und natürlich der Einbau von trockenen Holzprodukten für Tragwerk und Schalung. Holzschutz genau genommen Die Empfehlungen des Konsenspapiers werden in einigen Punkten allerdings noch deutlicher. Die neue Holzschutz- Norm formuliert in Abschnitt Tauwasser: Eine unzuträgliche Veränderung des Feuchtegehaltes durch Tauwasser aus Wasserdampfdiffusion oder Wasserdampfkonvektion ist zu ver- 1 raumseitige Bekleidung ohne oder mit Lattung oder Beplankung s d 0,5 m 2 feuchtevariable diffusionshemmende Schicht (s d 3 m bei 45 % relative Luftfeuchte und 1,5 m s d 2,5 m bei 70% relative Luftfeuchte) 3 mineralischer Faserdämmstoff nach DIN EN 13162, Holzfaserdämmplatten nach DIN EN oder Dämmstoff, dessen Verwendbarkeit für diesen Anwendungsfall durch einen bauaufsichtlichen Verwendbarkeitsnachweis nachgewiesen ist 4 technisch getrocknetes Holzprodukt (u 15 %) 5 oberseitige Schalung aus trockenem Holz 6 a) dunkle Dachabdichtung (schwarz bzw. Strahlungsabsorption 80 %) 6 b) Metalleindeckung auf strukturierter Trennlage Die Dachneigung muss mindes tens 2 bzw. 3% betragen. Die Dachelemente müssen werksseitig vorgefertigt werden. Installationen sind raumseitig der Luftdichtung zu führen. Feuchtebedingte Längenänderungen der oberseitigen Beplankung sind durch ausreichende Fugenbreiten oder durch Beschränkung der Plattenmaße zu minimieren. Die Verschattungsfreiheit muss baurechtlich auf Dauer sichergestellt sein.

8 Im Blickpunkt: Flachdächer in Holzbauweise 20 hindern Die Bauteile der Gebäudehülle sind gegen Wasserdampfkonvektion luftdicht auszubilden. So richtig diese allgemeinen Sätze sind, so wenig helfen Sie dem Planer oder dem Sachverständigen zu definieren, was noch erlaubt ist. Denn eines ist doch klar, eine hundertprozentige Luftdichtheit gibt es nicht. Konstruktionen müssen deshalb so entwickelt werden, dass sie robust genug sind, um mit Belastungen aus hinzunehmenden Restleckagen klar zu kommen. Deshalb fordern die Experten des Kongresses, dass die Luftdichtheit bei Holzflachdächern generell geprüft wird sowohl zur Feststellung eines quantitativen Wertes der Luftdurchlässigkeit der Gebäudehülle (q 50 -Wert in m 3 /h*m 2 ) als auch mit einer qualitativen Leckageortung, um gravierende Fehler und Risiken in Teilbereichen vor dem endgültigen Schließen der Konstruktion entdecken und nachbessern zu können. Ausdrücklich wird auch darauf verwiesen, dass keine unkontrollierbaren Hohlräume auf der kalten Seite der Dämmschicht existieren dürfen. Wie im Schadensfall immer wieder festzustellen, kann es in diesen unbelüfteten Schichten zu einer Querverteilung von Einbaufeuchte kommen, bei der ganz oder teilweise beschattete Bereiche qua si wie ein Feuchtemagnet wirken (vgl. Heft , S. 13 ff. und der Schadensfall aus diesem Heft). Aus praktischer Erfahrung der Schadensgutachter wird in der 7. Regel explizit gefordert, dass der Feuchtegehalt von Tragwerk und Schalung bzw. Holzwerkstoffbeplankung am Ende des Bauprozesses gemessen und dokumentiert wird. Hierbei geht es vor allen Dingen darum, sicher zu stellen, dass während der Bauphase keine Auffeuchtung erfolgte. Konvektionsschutz im Detail Soweit die strickten Randbedingungen für eine Freigabe von unbelüfteten Flachdächern in Holzbauweise. Nun dürfen Nachweisbefreiungsregelungen nicht wie es oft geschieht in der Hinsicht missverstanden werden, dass andere Varianten grundsätzlich unmöglich wären. Sie bedürfen halt nur eines besonderen Nachweises. Hierfür setzen sowohl die Norm als auch das Konsenspapier der Kongressreferenten klare Randbedingungen. Für den Nachweis mittels Glaserverfahren ist eine jährliche Trocknungsreserve von mindestens 250 g/m 2 nachzuweisen. Es ist durchaus möglich, über eine Reduzierung dieser Anforderung nachzudenken, wenn die Gebäudedichtheit durch eine BlowerDoor- Prüfung nachgewiesen wird. In dieser Richtung laufen die derzeitigen Diskussionen der Tabelle 1: Ein guter Vorschlag: Erforderliche Trocknungsreserve bei der statischen Diffusionsbilanz in Abhängigkeit von der Prüfung der Gebäudedichtheit. Luftdichtheitsprüfung Luftdurchlässigkeit der Gebäudehülle (q 50 -Wert) neuen WTA-Arbeitsgruppe (Feuchtetechnische Bemessung von Holzbaukonstruktionen). Verschiedentlich wurde von Experten vorgeschlagen, hierfür eine Grenze von 150 g/m 2 vorzusehen, wenn die (flächenbezogene) Luftdurchlässigkeit der Gebäudehülle (q 50 - Wert) weniger als 3,0 m 3 /(h*m 2 ) beträgt (vgl. Tab. 1). Diese Kenngröße ist der Quotient aus dem Volumenstrom bei 50 Pascal Druckdifferenz und der inneren Gebäudehüllfläche nach DIN EN Jährliche Trocknungsreserve bei Diffusionsberechnung nach Glaser-Verfahren nein > 5,0 [m³/(h*m²)] 250 [g/m²] ja 3,0 [m³/(h*m²)] 150 [g/m²] Hinweis zur Umrechnung: q 50 = n 50 *(V innen / A Hülle,innen ) Aufgrund der Definition von Hüllflächen und Volumina in DIN EN und EnEV ergibt sich für Einfamilienhäuser (A/V ca. 0,9 1/m]) in etwa eine Zahlenwertgleichheit von n 50 und q 50 -Wert, vgl. Abb.3. 3,50 3,00 2,50 2,00 1,50 1,00 0,50 n50- Wert [1/h] q50 = 3 m³/(h*m²) A/V- Verhältnis [1/m] 0,00 0,50 0,60 0,70 0,80 0,90 Abb. 3: Vergleich der Kennwerte für die volumenbezogene Gebäudedichtheit (n 50 -Wert) und die hüllflächenbezogene Luftdurchlässigkeit (q 50 -Wert) in Abhängigkeit vom A/V-Verhältnis. Lohnabbund und Massiv-Holz-Mauer aus Sachsen Typ X-SW Abbundzentrum Dahlen GmbH & Co. KG - Massiv Gewerbestrasse 3 - Ökologisch, ohne Leim Dahlen - Gesund und behaglich Tel.: +49 (0) Schnell Fax: +49 (0) Direkt vom Hersteller - Freies Bauen Internet: info@abbund-dahlen.de Tele-Sattel und Wechselsystem Teleskopierbar um 4.7 m Autom. Elektro-Hydraulisches Lenksystem Ladungslängen bis ca. 20 m Tiefbett- oder Plattformwechselpritschen Zul. Ges. Gew kg kg Informationen unter oder

9 21 Im Blickpunkt: Flachdächer in Holzbauweise 13829:2001. Der n 50 -Wert, das heute weit verbreitete Maß für die Gebäudedichtheit, ist für die Bewertung nicht geeignet, da er volumenbezogen ist, der konvektive Feuchteeintrag jedoch auf die Hüllfläche einwirkt. Die beiden Größen lassen sich jedoch ineinander umrechnen. Abb. 3 zeigt die erforderlichen n 50 -Werte, um einen Grenzwert von q 50 = 3 m 3 /(h*m 2 ) einzuhalten. Größere Gebäude (kleines A/V) benötigen kleinere n 50 -Werte bei gleicher Luftdurchlässigkeit können diese aber auch leichter erreichen, da sie weniger Hüllfläche relativ zum Volumen aufweisen. Die Grenzen des Glaser-Verfahrens Oft wird beim Standard- Tauwassernachweis nach [DIN ] vergessen, dass dieser gerade für den Flachdachfall auch schon begrenzende Randbedingungen aufweist. Der Ansatz einer erhöhten Oberflächentemperatur für die Trocknungsperiode ist nach [Künzel 1999] nur dann zulässig, wenn Verschattungsfreiheit und hohe Solarabsorption gewährleistet ist. Konsequenterweise fordert die Befreiungsregel der neuen Holzschutznorm (Abb. 2), dass die Verschattungsfreiheit baurechtlich auf Dauer sichergestellt sein muss. Dies fordert die Planer in besonderer Weise heraus. Außerdem werden hier zur Absicherung der Luftdichtheit und der (Holz) Qualität werkseitig vorgefertige Dachelemente und eine Installationsführung unterhalb der Dichtheitsebene verlangt. Damit die variable Dampfbremse optimal ihre Wirkung entfalten kann, wird der s d -Wert der inneren Bekleidung auf 0,5 m begrenzt. Explizit verweist schon die [DIN : 2001] in Abschnitt A.2.1 darauf, dass Dachbegrünungen u. ä. nicht zum Anwendungsbereich der Norm gehören. Sinngemäß ist dies auch auf alle anderen Deckschichten zu übertragen, die die sommerliche Erwärmung reduzieren (Kies, Terrassenbeläge u.ä.). Was ist unmöglich? Doch auch hier gilt wiederum: Für Bauphysiker, die mit genaueren Nachweismethoden arbeiten als die standardisierte Glaserberechnung ist nichts unmöglich. Seit rund 15 Jahren stehen hierfür hygrothermische Simulationsverfahren zur Verfügung und sind seit 2007 in der [DIN EN 15026] genormt. Deshalb empfehlen die Kongressreferenten, wenn eine der genannten sieben Regeln nicht erfüllt werden kann und ein Diffusionsnachweis nach Glaser nicht statthaft ist, dieses Planungswerkzeug zu benutzen. In der Schweiz wird bereits in der [SIA 271] normativ gefordert, dass hygrothermische Simulationen bei voll gedämmten, unbelüfteten Flachdächern durchgeführt werden müssen. Hierzu will die genannte WTA-Arbeitsgruppe bis zum Ende des kommenden Jahres Berechnungs- und Bewertungsregeln erstellen. Deren Grundzüge lassen sich aus den Untersuchungen und Veröffentlichungen der Kongressreferenten, die als Institute und Personen an der Arbeit der WTA-AG beteiligt sind, schon jetzt umreißen und sollen hier zur Diskussion gestellt werden (Näheres siehe Tagungsband zum Kongress, Bezug s. Infokasten 1). Die Kräfte der Sonne Besondere Planungssorgfalt ist den Strahlungseinflüssen zu widmen. D. h., die Verschattungen der Dachflächen durch Gelände, Bebauung oder auch Aufbauten, wie z. B. Sonnenkollektoren, sind mit geeigneten Berechnungstools zu erfassen. Hierzu können EGGER EUROSTRAND OSB 4 TOP PROFESSIONAL FORMALDEHYDFREI VERLEIMT IHR VORSPRUNG IN ÖKOLOGIE UND TECHNIK EGGER EUROSTRAND OSB 4 TOP ist für die Ausbildung von Scheibentragwerken (Dach, Decke, ggf. Wand) mit großen Spannweiten geeignet. Sie ist in 30 mm Stärke mit Nut und Feder in zwei Formaten erhältlich. Brandschutzanforderungen F30-B nach DIN für Decken und Dächer mit sichtbarer Balkenlage können sicher erfüllt werden. Mehr Informationen zum Produkt erhalten Sie über unsere Technik-Hotline: oder im Internet: EGGER Holzwerkstoffe Wismar GmbH & Co. KG Im Haffeld Wismar Deutschland t f info-wis@egger.com

10 Im Blickpunkt: Flachdächer in Holzbauweise 22 Abb. 4: Feuchteverlauf in der Dachschalung bei einem Flachdach in Abhängigkeit von Strahlungsabsorption und Anordnung der Dämmschichten. Randbedingungen: Klima Holzkirchen (außen) normale Feuchtelast (innen). q 50 = 3,0 m 3 /(h*m 2 ), Höhe des Luftverbundes: 7 m. Start: 1.Okt. mit Ausgleichsfeuchte bei 80 % rel.f. Gesamtdämmdicke: 320 mm, MiFa, l= 0,040 W/mK. Aufteilung bei zweilagiger Dämmung: mm. Variable Dampfbremse: Vario KM Duplex. Abschätzungsverfahren, wie Sie von der Holzforschung Austria entwickelt wurden, herangezogen werden, vgl. [Teibinger/ Nusser 2010]. Eine genaue standortspezifische Bemessung der Verschattungseffekte ist mit Hilfe von Meteonorm möglich (Beispiele in Heft , S. 34 ff und , S. 30 ff). Bei Deckschichten (Terrassenbeläge, Begrünungen und Bekiesungen) gilt es verschiedene Ansprüche gegeneinander abzuwägen und dies zu quantifizieren. Die Forschung hat durch Freilanduntersuchungen bei der Analyse der thermischen und hygrischen Prozesse in bewitterten, massiven Deckschichten Fortschritte gemacht (vgl. den Beitrag Bernd Nusser im Blickpunkt dieses Heftes). Aber deren Übersetzung in Berechnungsregeln und Materialdatensätze für die hygrothermische Simulation bedarf noch weiterer Untersuchung. Insbesondere dann, wenn diese Deckschichten unmittelbar auf der Dachabdichtung angeordnet werden, erlauben die gegenwärtigen sehr auf der sicheren Seite liegenden Materialdaten nur unter sehr günstigen Randbedingungen eine positive Bewertung von Gründächern. Zusatzdämmung kann helfen Als wir in dieser Zeitschrift Ende 2004 zum ersten Mal für ein condetti-detail umfangreiche hygrothermische Simulationen mit dem WUFI -Programm des Fraunhofer Instituts für Bauphysik, Holzkirchen, durchführten, schien unsere Bewertung von oberseitigen Dämmungen auf der Abdichtung noch in eine an- dere Richtung zu weisen. Dann, wenn die Abdichtung eher dunkel und unverschattet ist, wird die sommerliche Rückdiffusion dominant gegenüber der winterlichen Tauwasserbildung, will heißen: Zusatzdämmungen oberhalb der Abdichtungen führen vor allem im Sommer zu einer ungünstigeren Feuchtebilanz (vgl. Abb. 4). Dies kehrt sich jedoch um, wenn die Strahlungsgewinne durch Deckschichten oder Verschattungen stark vermindert werden. In diesen Fällen ist es günstiger, einen Teil der Gesamtdämmdicke oberhalb der Schalung und Abdichtung anzuordnen (Daumenwert: 25% der Gesamtdämmdicke). Hierbei können nach den Schweizer Erfahrungen auch Dachbegrünungen als feuchtetechnisch funktionstüchtig nachgewiesen werden und in der Praxis bestehen. Doppelt gedichtet hält besser Jenseits der Rechenkünste der Simulanten gibt es einen weiteren Grund, der unbedingt dafür spricht, Flachdächer so wie in unserem ersten diesbezüglichen condetti-detail von 2004 dargestellt, mit einer Zu- im Abonnement Ja, ich möchte Name, Vorname Straße, Nr. PLZ Telefon Studentenabonnement: Ich abonniere die sechsmal jährlich erscheinende zum Jahresabonnementpreis von 30, inkl. Versandkosten. (Nur für Lernende und Lehrende gegen Vorlage entsprechender Bescheinigungen, und Direktbezug) Wohnort Sichern Sie sich Ihr regelmäßiges Exemplar der mit einem Abonnement. Den Be stellschein haben wir für Sie bereits vorbereitet (siehe unten). Sie können das Formular per Post schicken, uns aber auch gleich ganz einfach faxen. Ihre Adresse und Ihre Unterschrift genügen. abonnieren. Bitte schicken Sie diesen Coupon ausgefüllt an den VERLAG KASTNER. Jahresabonnement: Ich abonniere die sechsmal jährlich erscheinende z zum Jahresabonnementpreis von 60, inkl. Versandkosten. (Auslandsabonnement 65, inkl. Versandkosten) Abbuchungsgenehmigung: Sie stimmen mit Ihrer Unterschrift zu und wir buchen einmal jährlich den Betrag von Ihrem Konto ab. Ganz bequem, ohne vergessene Rechnungen und ärgerliche Mahnungen. Eine Kündigung Ihres Abos ist jederzeit zwei Monate zum Jahresende möglich. Bankleitzahl Kontonummer Bankverbindung Vertrauensgarantie: Dieser Auftrag kann schriftlich beim VERLAG KASTNER, Wolnzach, innerhalb von 10 Tagen nach Eingang dieser Bestellung widerrufen werden. Zur Wahrung der Frist genügt die rechtzeitige Absendung (Poststempel). Verlag Kastner COUPON bitte abschicken an: VERLAG KASTNER Abonnementverwaltung Schloßhof Wolnzach Tel.: / Fax: / Datum Unterschrift Datum 2. Unterschrift

11 23 satzdämmung oberhalb der Schalung zu versehen: Zwei Dämmebenen ermöglichen zwei Abdichtungsebenen. Insbesondere bei vor Ort geschweißten, einlagigen Kunststoffabdichtungen ist das Risiko immens, durch Fehlstellen der Schweißnähte gravierende Fäulnisschäden in der darunter liegenden Beplankung und dem Holztragwerk zu provozieren (s. Schadensfall in diesem Heft). Die Kombination von einer ersten Dichtungsebene unmittelbar auf der Schalung (gleichzeitig Bauzeitabdichtung) und einer bewitterten Abdichtung z. B. auf einer EPS-Gefälledämmung schafft beides: Eine sicher beherrschbare Dampfbilanz und den Schutz vor Holzschädigung durch Eintritt von Flüssigwasser. Literaturverweise [Künzel, H.M. 1999] Künzel, H.M.: Dampfdiffusionsberechnung nach Glaser Quo vadis?, IBP Mitteilungen 355, Fraunhofer Institut für Bauphysik, Stuttgart/Holzkirchen, 1999 [Teibinger/ Nusser 2010] Martin Teibinger und Bernd Nusser: Flachgeneigte Dächer aus Holz - Planungsbroschüre. Hg. Holzforschung Austria, Wien Dez Bester Schutz vor Bauschäden und Schimmel Infokasten 2 Konsens der Referenten des Kongresses Holzschutz und Bauphysik am 10./ in Leipzig zum Thema: Unbelüftete Flachdächer in Holzbauweise Der Einbau von Dampfsperren (s d,i 100 m) in außenseitig dampfdichten Holzkonstruktionen entspricht nicht mehr den Regeln der Technik. Sie unterbinden die sommerliche Umkehrdiffusion, die zur Trocknung des winterlichen Feuchteeintrags aus Dampftransport per Luftströmung (Konvektion) durch unvermeidliche Restleckagen erforderlich ist. 7 goldene Regeln für ein nachweisfreies Flachdach (bei normalem Wohnklima nach EN bzw. WTA Merkblatt 6-2) 1. Es hat ein Gefälle 3% vor bzw. 2% nach Verformung und es 2. ist dunkel (Strahlungsabsorption a 80%), unverschattet und es hat 3. keine Deckschichten (Bekiesung, Gründach, Terrassenbeläge) aber 4. eine feuchtevariable Dampfbremse und 5. keine unkontrollierbaren Hohlräume auf der kalten Seite der Dämmschicht und 6. eine geprüfte Luftdichtheit und es 7. wurden vor dem Schließen des Aufbaus die Holzfeuchten von Tragwerk und Schalung (u 15 ± 3 M-%) bzw. Holzwerkstoffbeplankung (u 12 ± 3 M-%) dokumentiert. Berechnung nach Glaser Ein Nachweis der Diffusionsbilanz nach Glaser-Verfahren ist nur für nicht reflektierende, unverschattete Flachdächer ohne Deckschichten möglich. Hierbei sollte eine Trocknungsreserve von mindestens 250 g/m 2 ermittelt werden. Hinweis: Dieser Nachweis kann nur Dampfbremsen mit konstantem s d -Wert bewerten. Die Regeln 5 7 der obigen Aufzählung sind hierbei ebenfalls zu beachten. Objektspezifische, hygrothermische Simulationen nach EN sind erforderlich, wenn eine der obigen 7 Regeln nicht erfüllt werden kann und ein Diffusionsnachweis nach Glaser nicht statthaft ist. Hierbei sind insbesondere zu berücksichtigen: Verschattungen der Dachflächen durch Geländetopographie, Bebauung, Aufbauten (Sonnenkollektoren o. ä.) Deckschichten oberhalb der Abdichtung mit oder ohne Zusatzdämmung. Konvektiver Dampfeintrag entsprechend der Luftdurchlässigkeit der Gebäudehülle. Die WTA-Arbeitsgruppe Feuchtetechnische Bemessung von Holzbaukonstruktionen wird hierzu Berechnungs- und Bewertungsregeln erstellen. Der Einfluss von Bekiesungen und Gründachsubstraten bei unbelüfteten Flachdächern mit Zwischensparrendämmung ist noch Gegenstand der Forschung. Auf der sicheren Seite liegend sind derzeit Flachdächer mit solchen Deckschichten nur bauphysikalisch nachweisbar, wenn oberseitig der Beplankung eine Zusatzdämmung (z.b. als Gefälledämmung) angeordnet wird. Die Dimensionierung der hierfür erforderlichen Dämmdicken kann nur mittels hygrothermischer Simulation erfolgen. Nachweisfrei sind Konstruktionen mit Deckschichten derzeit nur, wenn mindestens 80% der Dämmdicke oberhalb der Holzkonstruktion angeordnet werden. Richard Adriaans, Herford (D) - Robert Borsch-Laaks, Aachen (D) Claudia Fülle, Leipzig (D) - Daniel Kehl, Biel/Bienne (CH) - Hartwig Künzel und Daniel Zirkelbach, Holzkirchen (D) Martin Mohrmann, Eutin (D) - Oskar Pankratz, Haidershofen (A) Ulrich Ruisinger, Dresden (D) - Daniel Schmidt, Lauterbach (D) Hans Schmidt, Bützfleth (D) Kurt Schwaner, Biberach (D) - Martin Teibinger, Wien (A) - Stefan Winter, München (D), Markus Zumoberhaus, Meggen (CH). Hochleistungs-Dampfbremse... für maximale Sicherheit Feuchtevariabler s d -Wert 0,25 bis >10 m DASATOP Sanierungs-Dampfbremse Optimiert für die Sub-and-Top- Verlegung von außen. Schnell, einfach, sicher! Siehe auch Sanierungs-Studie im neuen WISSEN. Top Sub Treffen Sie uns auf dem Internationalen Holzbauforum in Garmisch-Partenkirchen Dez Fordern Sie kostenfrei an: pro clima WISSEN Der große Leitfaden mit 372 Seiten Bauphysik, Magazin, Systeme, Produkte, Details, Service uvm. Fon: +49 (0) info@proclima.de