Wärme- und Feuchtschutz bei Steildächern von denkmalgeschützten Häusern. Referent: DDM Jürgen Gerbens Prokurist GFW-Dach mbh

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1 Wärme- und Feuchtschutz bei Steildächern von denkmalgeschützten Häusern Referent: DDM Jürgen Gerbens Prokurist GFW-Dach mbh

2 Dachgeschosse im Bestand vor der Sanierung Quelle: gallery.dralsheimer.de

3 Dachgeschosse im Bestand nach der Sanierung Das Dachgeschoss ist als heller und panoramareicher Wohnraum im Gebäude entdeckt worden. Quelle: architektin-bettina-martin.de

4 Schäden an Dachkonstruktionen nach der Sanierung Planungsfehler oder fehlerhafte Ausführungen führen im Bereich der Bauphysik besonders bei Gebäuden im Bestand zu erheblichen Bauschäden. Die Bauteilschichten eines Steildaches sind auf die Eindeckung, die Nutzungsart und die klimatischen Bedingungen abzustimmen. Quelle: fachwerk.de Ein unzulässiger Tauwasserausfall in der Konstruktion führt sehr häufig zu Pilz- und Schimmelbefall. Quelle: kleinlogelbau.de

5 Randbedingungen von denkmalgeschützten Gebäuden Bei denkmalgeschützten Häusern sind viele Schwachstellen vorhanden, die einen Regelaufbau der Steildach-Funktionsschichten beeinträchtigen können. Schwachstellen sind u.a.: historische Eindeckmaterialien mit geringer Regensicherheit keine zusätzlichen Maßnahmen zur Regensicherheit (Unterspannungen, Unterdeckungen) weite Sparrenabstände u.u. geringe statische Lastreserven geringe Sparrenhöhen für Zwischensparrendämmungen Teilbereiche der Gefache mit Steinen ausgemauert bei genutzten Dachgeschossen meist nur eine Mindestwärmedämmung hoher Anteil von konstruktiven Wärmebrücken keine Dampfsperren unterhalb der Dachkonstruktion hoher Anteil an Leckagen, die Konvektionsströme begünstigen Quelle: förderkreis-dachdecker.de

6 Regelaufbau von unbelüfteten Steildachkonstruktionen Funktionsschichten Dacheindeckung Tragelattung Konterlattenebene diffusionsoffene Unterdeckung Wärmedämmung Dampfsperre Innenbekleidung Quelle: Fachregeln ZVDH

7 Regelaufbau von belüfteten Steildachkonstruktionen Funktionsschichten Dacheindeckung Tragelattung Konterlattenebene Diffusionsoffene Unterspannung be-/entlüftete Luftschicht Wärmedämmung Dampfsperre Innenbekleidung Foto: DDH

8 Verlegung von Dampfsperren Die Dampfsperre mindert durch Ihren sd-wert (Sperrwert gegenüber Wasserdampf im Vergleich zu einer Luftschichtdicke) einen Wasserdampfeintritt in die Wärmedämmschicht. Dampfsperren mit einem sd-wert über 100 m gelten bei normaler Gebäudenutzung als ausreichend tauwassersicher. Dampfsperren können als großformatige Folien unterhalb der Sparren oder schlaufenförmig im Gefach verlegt werden. Nähte, Stöße, Anschlüsse und Durchdringungen sind dampfdicht auszubilden. Quelle: energie-fachberater.de Quelle: planet-wolffer.de

9 Tauwasserbildung an und in Bauteilen Innen 20 Grad Celsius 60 % relative Luftfeuchte = 10,37 Gramm / m 3 Luft Grundlagen der Bauphysik Aussen -10 Grad Celsius 80 % relative Luftfeuchte = 1,84 Gramm / m 3 Luft Wasserdampfstrom 9,4g 10,37g = - 0,97g Tauwasser Temperatur an der Scheibe 10 Grad Celsius 100 % Sättigung = 9,4 Gramm / m 3 Luft

10 Tauwasserbildung an und in Bauteilen Grundlagen der Bauphysik Quelle: baumaengel.homepage.eu Kommt ein Bauteil mit einer Oberflächentemperatur < 12 Grad Celsius mit feucht, warmer Luft (20 Grad Celsius 60% rel. Luftfeuchte) zusammen, tritt ein Oberflächenkondensat / Tauwasser auf.

11 Glaserdiagramm zur Berechnung des Tauwasserausfall in Steildachkonstruktionen Quelle:zvplan.de

12 Wärme und Feuchte instationär - Berechnung Tauwasserausfall in Steildachkonstruktionen WUFI ist ein Simulationsprogramm zur Berechnung des gekoppelten Wärme- und Feuchtetransports in Bauteilen. Enob.info

13 Tauwasserausfall in Steildachkonstruktionen Wodurch kann Feuchtigkeit in die Steildachkonstruktion gelangen? Diffusion ist ein Austausch von Gasen oder Flüssigkeiten durch eine Membran. Motor der Diffusion sind unterschiedliche Konzentrationen auf den beiden Seiten der Membran. DIFFUSION Konvektion ist der Feuchtetransport durch Luftströmung, resultierend aus Undichtigkeiten der Gebäudehülle. Dieser wird angetrieben durch Druckunterschiede infolge vorherrschender Windverhältnisse oder durch Temperaturunterschiede. Zur Verhinderung von Konvektion wird die Gebäudehülle luftdicht ausgeführt. Durch Konvektion wird im Vergleich zu Diffusionsvorgängen ein Vielfaches an Feuchtigkeit transportiert. Die konvektiv eingebrachte Feuchtemenge kann leicht das 1000fache der durch Diffusion eingetragenen Menge übersteigen. Leckage Konvektion Quelle: baunetzwissen.de Quelle: wissenwiki.de

14 Verlegung von Dampfsperren Dampfdichte Anschlüsse und Durchdringungen durch Systemlösungen herstellen Quelle: hausnummer17.blogspot.com Quelle: velux.de Durchdringungen durch Dampfsperren sind nach Möglichkeit zu vermeiden. Alle Nähte, Stöße, Einbauteile und Durchdringungen sind dampfdicht anzuschließen. Für die Anschlüsse stehen Folienformteile, Klebebänder, Klebemassen und die Nahtsicherung durch Anpressleisten zur Verfügung.

15 Tauwasserausfall in Steildachkonstruktionen In den meisten Fällen, in denen in Steildachkonstruktionen ein bauphysikalischer Feuchtigkeitsanfall festgestellt wird, sind die Ursachen in unzulässigen Leckageöffnungen der Dampfsperrschicht zu suchen (z.b. nicht verklebte Nahtbereiche, nicht dichte Durchdringungen, unverklebte Anschlüsse ). Tauwasserausfall Wasserdampfstrom Quelle: dachmurks.de Quelle: dachmurks.de

16 Anforderungen an Wärmedämmungen in Steildachkonstruktionen

17 Anforderungen an Wärmedämmungen in Steildachkonstruktionen Auszug ENEV 2009, Anlage 3

18 Anforderungen an Wärmedämmungen in Steildachkonstruktionen Maximale U-Werte lt. EnEV 2009 bei Bauteilverfahren in der Sanierung Steildächer Flachdächer Vorhangfassaden

19 Anforderungen an Wärmedämmungen in Steildachkonstruktionen Umrechnung der U-Werte in Dämmstoffstärken Steildach / Sanierung mit Wärmedämmung / Aufdopplung der Sparren Vorhandene Konstruktion: 88 % Feldanteil / 12 % Balkenanteil - Sparren 7/14 cm - Gipskarton / Innenschale / 12,5 mm - Luftschicht hinter Gipskarton - Dampfsperre sd > 100 m - ca. 80 mm alte Wärmedämmung Sanierungsmaßnahme: - Altdämmung entsorgen (Schutzmaßnahmen ergreifen) - Sparren mit 40 mm starken Hölzern aufdoppeln - einzubringende Dämmstoffstärke 180 mm, WLG Verlegung diff. offene Unterspannbahn berechneter U-Wert = 0,22 W /(m 2 K)

20 Anforderungen an Wärmedämmungen in Steildachkonstruktionen Umrechnung der U-Werte in Dämmstoffstärken Steildach / Sanierung mit Wärmedämmung / Aufdachdämmung Vorhandene Konstruktion: - Sparren 7/14 cm - Holzwolleleichtbauplatten 40 mm verputzt - ausgemauertes Sparrenfeld mit Bimssteinen Sanierungsmaßnahme: - nach Möglichkeit ca. 40 mm Wärmedämmung im Sparrenfeld einbringen - Verlegung einer Dampfsperrbahn - Aufdachdämmelement Hartschaum, mm, WLG Verlegung diff. offene Unterspannbahn berechneter U-Wert = 0,19 0,17 W /(m 2 K)

21 Anforderungen an Wärmedämmungen in Steildachkonstruktionen Begrenzung der Dämmstoffstärken bei der Sanierung Steildach / Flachdach Quelle: ebz-stuttagrt.de

22 Anforderungen an Wärmedämmungen in Steildachkonstruktionen Besonderheit der Berechnung des erforderlichen Wärmeschutzes bei der Inanspruchnahme von KFW-Mittel durch den Bauherren

23 Anforderungen der KFW an Wärmedämmungen in Steildachkonstruktionen Besonderheit der Berechnung des erforderlichen Wärmeschutzes bei der Inanspruchnahme von KFW-Mittel durch den Bauherren

24 Ausnahmen bei Baudenkmälern

25 Wärmebrücken in Steildachkonstruktionen Aufgrund der baulichen Konstruktion finden sich bei Baudenkmälern sehr viele konstruktive Wärmebrücken im Dachbereich. Sparren direkt an Außenwänden Brandwände oder Innenwände bis unter die Dacheindeckung Giebelwände, die höher stehen als die Dachkonstruktion Kamine, die Dachflächen durchstoßen ausgemauerte Steildachgefache Wärmebrücken können zu einem unzulässigen Tauwasseranfall in der Konstruktion oder zu einem Schimmelbefall der Innenwände führen. Quelle:ralfhelling.eu

26 Wärmebrücken in Steildachkonstruktionen Durch den Einsatz von Wärmedämmstoffen an und auf durchdringenden Bauteilen Lassen sich Wärmebrücken vermeiden. vor der Sanierung nach der Sanierung Quelle: baunetzwissen.de

27 Wärmebrücken in Steildachkonstruktionen Neben einem hohen Wärmeabfluss führen Wärmebrücken oft zu Bildung von Oberflächenkondensat auf den Innenoberflächen. Die organischen Bestandteile des Anstriches oder der Bekleidung reagieren auf stets vorhandene Feuchtigkeit mit der Bildung von Schimmelpilzen. Oberflächenkondensat und Schimmelbefall kann aber auch eine Auswirkung falschen Nutzerverhaltens sein z.b. mangelnde Lüftung.

28 Wärmebrücken in Steildachkonstruktionen Maßnahmen zur Eindämmung der Auswirkungen von Wärmebrücken: Brand- und Innenwände kopfseitig mit Wärmedämmung versehen Zwischenräume und Spalte ausschäumen oder mit Zellulosewärmedämmung ausblasen ausgemauerte Gefache mit einem Mindestdämmwert nach DIN versehen Wärmebrücken mit einer zusätzlichen Aufdachdämmung überdämmen kritische Bauteile warm halten, so dass kein Oberflächenkondensat entsteht Quelle: dachmurks.de Quelle: raida-daemmtechnik.de

29 Zusatzmaßnahmen zur Regensicherheit in Steildachkonstruktionen Jede Dacheindeckung besitzt eine unterste Dachneigungsgrenze, die sogenannte Regeldachneigung. Zur Erzielung einer weitgehenden Regensicherheit erfordern viele Deckwerkstoffe zusätzliche Maßnahmen z.b. eine Unterspannbahn Quelle: Fachregeln ZVDH

30 Zusatzmaßnahmen zur Regensicherheit in Steildachkonstruktionen Auszug: Fachregeln für Deckungen mit Dachziegeln und Dachsteinen Quelle: Fachregeln ZVDH

31 Zusatzmaßnahmen zur Regensicherheit in Steildachkonstruktionen Aufgrund des hohen Schutzzieles von Denkmälern müssen besonders bei historischen Deckungen u.u. Zusatzmaßnahmen zur Regensicherheit erfolgen. Insbesondere dann, wenn die Regeldachneigung des Werkstoffes unterschritten wird oder das Dach viele konstruktive Besonderheiten aufweist, die einen Wassereintritt ermöglichen können z.b. Kehlen, Einbauteile, Hohlpfanneneindeckungen. Zusatzmaßnahmen bei Dachziegeln Unterspannungen Unterdeckungen Regensichere Unterdächer Wasserdichte Unterdächer Zusatzmaßnahmen bei Dachschiefer Unterdeckbahn (bituminös o. Kunststoff) Quelle: rathscheck.de Zusatzmaßnahme bei Metalldeckungen Strukturierte Trennlage Unterdeckbahn Quelle: krovmag.ru

32 Zusatzmaßnahmen zur Regensicherheit in Steildachkonstruktionen Zusatzmaßnahmen zur Regensicherheit u.a. bei Dachziegeln Unterspannung Unterdeckung Foto: DDH regensicheres Unterdach Foto: Eternit AG wasserdichtes Unterdach Quelle: kacinrew.de Foto:Bauder GmbH Co KG

33 Zusatzmaßnahmen zur Regensicherheit in Steildachkonstruktionen Merksatz zur Bauphysik: Sperrwert innen hoch und nach Außen abnehmend Unterspann- und Unterdeckbahnen bestehen heute aus diffusionsoffenen Membranen. Sie ermöglichen eine Austrocknung eines winterlichen Tauwasseranfalls. sd-wert < 0,20 m Werden bei Dachkonstruktionen regensichere oder wasserdichte Unterdächer aus Bitumenbahnen eingesetzt, entsteht auf der Außenseite eine Funktionsschicht mit einem sehr hohen Sperrwert (sd-wert Bahn = Stärke im Meter x ). Diese Konstruktionen sind bei nicht dichten Dampfsperren sehr anfällig und neigen zu tauwasserbedingten Konstruktionsschäden

34 Zusatzmaßnahmen zur Regensicherheit in Steildachkonstruktionen Können Zusatzmaßnahmen zur Regensicherheit nachträglich eingebaut werden? Bei einfachen Dachkonstruktionen ohne Kehlen und Durchdringungen ist es u.u. möglich. Jein Bei zusammengesetzten Dachflächen ist die Wasserführung so schwierig, dass von dieser Maßnahme dringend abgeraten werden muss Quelle: bau.net Nein Quelle: doerken.de

35 Schäden in unbelüfteten Spitzböden Unbelüftete Spitzböden werden meistens nicht gedämmt. Durch die Bodenluke gelangt feucht-warme Luft an die Unterseite der Unterspannbahn. Im Winter kondensiert die in der Luft enthaltene Feuchtigkeit und bildet einen Kondensatfilm an der Unterseite der Unterspannbahn. Schimmelpilzbildung und Wasserschäden in der Konstruktion sind die Folgen. Die Spitzböden sind daher zu belüften oder die Unterspannbahnen sind an der First zu öffnen. Quelle: bautagebuch.online-wendt.de Foto: Dipl.Ing. Pils, München

36 Schäden auf Dachböden Viele Unterspannbahnen sind nicht UV-stabil. Der Lichteinfall durch Fenster und Ausstiege beeinträchtigt die langjährige Funktionsfähigkeit. Lichteinflüsse sind nach Möglichkeit zu vermeiden. Auch das Zeitfenster der Freibewitterung ist zu beachten ( ca. 4-6 Wochen max.). Quelle: ddh.de Foto: DDH

37 Zusammenfassung Konstruktionsarten belüftet / unbelüftet auswählen Funktionsschichten von Steildachkonstruktionen sind zur Vermeidung eines unzulässigen Tauwasserausfalls sorgfältig zu planen und auszuführen Dampfsperren und deren Anschlüsse und Durchdringungen dampf- und luftdicht ausführen Wärmedämmschichten nach ENEV oder vorhandenen Verhältnisse bemessen Mindestdämmwert nach DIN (Bauteile über 100 kg = R> 1,2, Bauteile < 100 kg R=1,75 für das Gefach) Konstruktive Wärmebrücken nach Möglichkeit durch Dämmstoffe überdämmen Zusatzmaßnahmen zur Regensicherheit nach Einsatz und Beanspruchung auswählen Unterspannungen im Firstbereich von unbelüfteten Spitzböden öffnen Unterspannungen und Unterdeckungen nicht zu lange der Freibewitterung aussetzen

38 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Besuchen Sie uns einmal unter GFW-Dach mbh ppa. DDM Jürgen Gerbens