Verhalten von extrudierten Polystyrolplatten Roofmate-des Herstellers DOW Europe GmbH, Horgen. (Fotobreite cm Pos.

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1 Untersuchungsbericht Verhalten von extrudierten Polystyrolplatten Roofmate-des Herstellers DOW Europe GmbH, Horgen Bei Dächern ohne Gefälle, mit extensiver Begrünung (Fotobreite cm Pos. horizontal 0 cm) Urs Spuler Baugutachten Gebäudehülle Winterthurerstrasse Seuzach Tel Fax spuler@baugutachten.ch

2 Inhaltsübersicht 1. Auftrag 3 2. MFH Im Roggebode 3d, Baden (Proben 1 und 2) 5 3. MFH Im Roggebode 3a, Baden (Proben 3 und 4) 8 4. Einkaufszentrum Regensdorf, Dach über Mall (Proben 5 und 6) Einkaufszentrum Regensdorf, Dach über Migros (Proben 7 und 8) Auswertung der Proben Erkenntnisse für Umkehrdächer ohne Gefälle Anhänge: 3 Dachaufsichtspläne 4 Prüfberichte EMPA bis 4 Dieses Gutachten umfasst ohne Anhänge 21 Seiten. Der Experte Urs Spuler Experte Gebäudehülle BVQI Winterthurerstrasse Seuzach BUREAU VERITAS QUALITY INTERNATIONAL Untersuchung XPS-Dämmplatten bei begrünten Dächern ohne Gefälle Seite 2

3 1. Auftrag Auftrag Untersuchen des Langzeitverhaltens von extrudierten Polystyrolplatten bei Dächern ohne Gefälle. Untersuchung an drei verschiedenen Gebäuden mit drei unterschiedlichen DOW-XPS Dämmplatten. Festhalten der Gefällsverhältnisse und der Dachaufbauten, bestimmen der Entnahmeorte für die Plattenproben und Auswerten der Resultate der Prüfberichte der EMPA. Auftraggeber Dow Europe GmbH, Bachtobelstrasse 3, CH-8810 Horgen, Frau Marianne Schröders- Krauss. Probeentnahmen Die Probeentnahme erfolgte nach dem Vermessen des Dachniveaus durch die Firma BauAbdichtungs AG, Urdorf, an vom Experten bezeichneten Stellen: Dach 1, 20. Juli 2010: MFH, Roggenboden 3d, CH-5400 Baden Baujahr 2004, Dämmung Roofmate SL-X 140 mm Probe Nr. 1: Tiefstelle im Dach Probe Nr. 2: Hochstelle im Dach Dach 2, 20. Juli 2010: MFH Roggenboden 3a, CH-5400 Baden Baujahr 2004, Dämmung Roofmate SL-A 140 mm Probe Nr. 3: Tiefstelle im Dach Probe Nr. 4: Hochstelle im Dach Dach 3, 22. Juli 2010: Einkaufszentrum Regensdorf, CH-8105 Regensdorf Baujahr 1999, Roofmate SL 120 mm Probe Nr. 5: Hochstelle im Dach über Mall Probe Nr. 6: Tiefstelle im Dach über Mall Untersuchung XPS-Dämmplatten bei begrünten Dächern ohne Gefälle Seite 3

4 Dach 4, 22. Juli 2010 Einkaufszentrum Regensdorf, CH-8105 Regensdorf Baujahr 1999, Roofmate SL 120 Probe Nr. 7: Leicht höhere Stelle im Dach über Migros Probe Nr. 8: Tiefstelle im Dach über Migros Pro Dachfläche wurden immer 2 Probenentnahmen so angeordnet, dass jeweils eine aus einem Tiefbereich und eine aus einem Hochbereich entnommen werden konnten. So soll ein direkter Vergleich zwischen stärkerer und schwächerer feuchtebelasteter Platten möglich sein. Untersuchung XPS-Dämmplatten bei begrünten Dächern ohne Gefälle Seite 4

5 2. MFH Im Roggebode 3d, Baden (Proben 1 und 2) 2.1 Beschrieb und Dachaufbau Das Dach ist als extensiv begrüntes Umkehrdach auf einer Betondecke erstellt. Die mittels Baulaser auf OK Roofmate ermittelten Niveaus (siehe Dachaufsicht im Anhang) zeigen, dass vom Dachrand zu den Dachwassereinläufen praktisch kein Gefälle vorhanden ist. Die Höhendifferenz Dachrand zu Dachwassereinlauf beträgt im Bereich der Probeentnahme zwischen 2 mm und 22 mm. Zwischen den äusseren und dachmittigen Dachwassereinläufen befinden sich jeweils zwei Senken. Die Probe 1 wurde in einer solchen Senke entnommen, die Probe 2 als Vergleichswert an einer höheren Stelle beim Dachrand (siehe Dachaufsicht im Anhang). Die letzte Regenperiode vor der Probeentnahme war zwischen 10. und 17. Juli. Bei der am nächsten gelegenen Messstation Oberehrendingen wurde in dieser Periode 21.7 mm Niederschlag gemessen. Somit waren zwei Tage vor der Probeentnahme niederschlagsfrei. Die Begrünung auf diesem Dach weist einen schwachen Bewuchs auf. Dachaufbau: Betondecke Bituminöse Abdichtung, zweilagig, EGV3 und EP4 Roofmate SL-A 140 mm Dachvlies Typ 2, Polypropylen 140 g/m 2 Drainageschicht, Rundkies 8/16 mm, Schichtdicke ca. 30 mm Filtervlies, Polyester, ca. 250 g/m 2 Dachsubstrat, Lavaschrot, Schichtdicke ca. 60 mm Bewuchs spärlich, meist Sedumarten Erstellungsjahr Untersuchung XPS-Dämmplatten bei begrünten Dächern ohne Gefälle Seite 5

6 2.2 Probeentnahmen Probe 1: An Tiefstelle in Senke zwischen den Dachwassereinläufen. Filtervlies zwischen Substrat und Kies-Drainage feucht, Oberfläche der Roofmate-Platte leicht feucht. Unter der Roofmate-Platte liegt zwischen 6-8 mm Wasser. Detailaufnahme Wasserstand. Untersuchung XPS-Dämmplatten bei begrünten Dächern ohne Gefälle Seite 6

7 Probe 2: An Hochstelle beim Dachrand. Filtervlies zwischen Substrat und Kies-Drainage leicht feucht. Oberfläche der Roofmate-Platte fast trocken. Unter der Roofmate-Platte hat es einen Wasserfilm, der die Unebenheiten der Abdichtung auffüllt. Untersuchung XPS-Dämmplatten bei begrünten Dächern ohne Gefälle Seite 7

8 3. MFH Im Roggebode 3a, Baden (Proben 3 und 4) 3.1 Beschrieb und Dachaufbau Das Dach ist als extensiv begrüntes Umkehrdach auf einer Betondecke erstellt. Die mittels Baulaser auf OK Roofmate ermittelten Niveaus (siehe Dachaufsicht im Anhang) zeigen, dass vom Dachrand zu den Dachwassereinläufen praktisch kein Gefälle vorhanden ist. Die Höhendifferenz Dachrand zu Dachwassereinlauf beträgt im Bereich der Probeentnahme zwischen 2 mm und 22 mm. Zwischen den äusseren und dachmittigen Dachwassereinläufen befinden sich jeweils zwei Senken. Die Probe 1 wurde in einer solchen Senke entnommen, die Probe 2 als Vergleichswert an einer höheren Stelle beim Dachrand (siehe Dachaufsicht im Anhang). Die letzte Regenperiode vor der Probeentnahme war zwischen 10. und 17. Juli. Bei der am nächsten gelegenen Messstation Oberehrendingen wurde in dieser Periode 21.7 mm Niederschlag gemessen. Somit waren zwei Tage vor der Probeentnahme niederschlagsfrei. Die Begrünung auf diesem Dach weist einen schwachen Bewuchs auf. Dachaufbau: Betondecke Bituminöse Abdichtung, zweilagig, EGV3 und EP4 Roofmate SL-X 140 mm Dachvlies Typ 2, Polypropylen 140 g/m 2 Drainageschicht, Rundkies 8/16 mm, Schichtdicke ca. 30 mm Filtervlies, Polyester, ca. 250 g/m 2 Dachsubstrat, Lavaschrot, Schichtdicke ca. 60 mm Bewuchs spärlich, meist Sedumarten Erstellungsjahr 2004 Untersuchung XPS-Dämmplatten bei begrünten Dächern ohne Gefälle Seite 8

9 3.2 Probeentnahmen Probe 3: An Tiefstelle in Senke zwischen den Dachwassereinläufen. Filtervlies zwischen Substrat und Kies-Drainage feucht, Oberfläche der Roofmate-Platte leicht feucht. Unter der Roofmate-Platte liegt zwischen 1-8 mm Wasser. Detailaufnahme Wasserstand. Untersuchung XPS-Dämmplatten bei begrünten Dächern ohne Gefälle Seite 9

10 Probe 4: An Hochstelle beim Dachrand. Filtervlies zwischen Substrat und Kies-Drainage leicht feucht. Oberfläche der Roofmate-Platte fast trocken. Unter der Roofmate-Platte hat es einen Wasserfilm, der die Unebenheiten der Abdichtung auffüllt. Untersuchung XPS-Dämmplatten bei begrünten Dächern ohne Gefälle Seite 10

11 4. Einkaufszentrum Regensdorf, Dach über Mall (Proben 5 und 6) 4.1 Beschrieb und Dachaufbau Das Dach ist als extensiv begrüntes Umkehrdach auf einer Betondecke erstellt. Die mittels Baulaser auf OK Roofmate ermittelten Niveaus (siehe Dachaufsicht im Anhang) zeigen, dass praktisch kein Gefälle vorhanden ist. Die Höhendifferenz von Hochpunkte zu Dachwassereinlauf beträgt im Bereich der Probeentnahme 16 mm. Zwischen den Dachwassereinläufen befindet sich eine Senke. Die Probe 5 wurde in einer solchen Senke entnommen, die Probe 6 als Vergleichswert an einer höheren Stelle gegen zum Technikaufbau hin(siehe Dachaufsicht im Anhang). Die letzte Regenperiode vor der Probeentnahme war zwischen 10. und 17. Juli. Bei den beiden am nächsten gelegenen Messstationen wurde in dieser Periode folgender Niederschlag gemessen: Otelfingen 29.7 mm Zürich Affoltern 72.9 mm Somit waren vier Tage vor der Probeentnahme niederschlagsfrei. Die Begrünung auf diesem Dachbereich weist einen guten Bewuchs auf. Dachaufbau: Betondecke Bituminöse Abdichtung, zweilagig, EV3 und EP4 Roofmate SL 120 mm Dachvlies Typ 2, Polypropylen 140 g/m 2 Dachsubstrat, Sand-Kiesgemisch mit wenig organischem Anteil, Schichtdicke ca. 80 mm Bewuchs, Sedumarten und Moos Erstellungsjahr 1999 Untersuchung XPS-Dämmplatten bei begrünten Dächern ohne Gefälle Seite 11

12 4.2 Probeentnahmen Probe 5: An Hochstelle zwischen den Dachwassereinläufen, gegen den Technikaufbau hin. Substrat, Dachvlies und Oberfläche der Roofmate-Platte sind annähernd trocken. Die Poren des Dachvlieses sind von feinem Sandanteil gefüllt. Unter der Roofmate-Platte ist die Abdichtung feucht. Untersuchung XPS-Dämmplatten bei begrünten Dächern ohne Gefälle Seite 12

13 Probe 6: An Tiefstelle zwischen den Dachwassereinläufen, gegen das grosse Oblicht hin. Substrat, Dachvlies und Oberfläche der Roofmate-Platte sind annähernd trocken. Die Poren des Dachvlieses sind von feinem Sandanteil gefüllt. Unter der Roofmate-Platte liegt ca. 15 mm Wasser. Untersuchung XPS-Dämmplatten bei begrünten Dächern ohne Gefälle Seite 13

14 5. Einkaufszentrum Regensdorf, Dach über Migros (Proben 7 und 8) 5.1 Beschrieb und Dachaufbau Das Dach ist als extensiv begrüntes Umkehrdach auf einer Betondecke erstellt. Die mittels Baulaser auf OK Roofmate ermittelten Niveaus (siehe Dachaufsicht im Anhang) zeigen, dass praktisch kein Gefälle vorhanden ist. Die Höhendifferenz von Hochpunkte zu Dachwassereinlauf beträgt im Bereich der Probeentnahme 17 mm. Zwischen den Dachwassereinläufen befindet sich eine Senke. Die Probe 5 wurde in einer solchen Senke entnommen, die Probe 6 als Vergleichswert an einer höheren Stelle gegen zum Technikaufbau hin(siehe Dachaufsicht im Anhang). Die letzte Regenperiode vor der Probeentnahme war zwischen 10. und 17. Juli. Bei den beiden am nächsten gelegenen Messstationen wurde in dieser Periode folgender Niederschlag gemessen: Otelfingen 29.7 mm Zürich Affoltern 72.9 mm Somit waren vier Tage vor der Probeentnahme niederschlagsfrei. Die Begrünung auf diesem Dachbereich weist einen kräftigen, durchgehenden Bewuchs auf. Dachaufbau: Betondecke Bituminöse Abdichtung, zweilagig, EV3 und EP4 Roofmate SL 120 mm Dachvlies Typ 2, Polypropylen 140 g/m 2 Dachsubstrat, Sand-Kiesgemisch mit wenig organischem Anteil, Schichtdicke ca. 100 mm Bewuchs, Sedumarten und wenig Moos Erstellungsjahr 1999 Die Dachfläche weist relativ wenige, weit auseinanderliegende Dachwassereinläufe auf. Untersuchung XPS-Dämmplatten bei begrünten Dächern ohne Gefälle Seite 14

15 5.2 Probeentnahmen Probe 7: An Hochstelle südlich des Dachwassereinlaufes, gegen den Technikaufbau hin. Substrat, Dachvlies und Oberfläche der Roofmate-Platte leicht feucht sind annähernd trocken. Die oberseitigen Poren des Dachvlieses sind von feinem Sandanteil gefüllt. Unter der Roofmate-Platte ist die Abdichtung feucht, in tiefstellen liegt wenig Wasser. Untersuchung XPS-Dämmplatten bei begrünten Dächern ohne Gefälle Seite 15

16 Probe 8: An Tiefstelle zwischen den Dachwassereinläufen, gegen das grosse Oblicht hin. Substrat, Dachvlies und Oberfläche der Roofmate-Platte sind annähernd trocken. Die Poren des Dachvlieses sind von feinem Sandanteil gefüllt. Unter der Roofmate-Platte ist die Abdichtung nass, in den Vertiefungen liegt Wasser. Untersuchung XPS-Dämmplatten bei begrünten Dächern ohne Gefälle Seite 16

17 6. Auswertung der Proben 6.1 Messwerte der Probekörper Die entnommenen Roofmate-Platten wurden unmittelbar nach der Entnahme in Plastikfolie an das Prüflabor der EMPA, Überlandstrasse 129, CH-8600 Dübendorf geliefert. Die einzelnen Messergebnisse sind in folgenden drei Prüfberichten detailliert enthalten: Prüfbericht Nr (MFH Im Roggebode 3d, Baden, Proben 1 + 2) Prüfbericht Nr (MFH Im Roggebode 3a, Baden, Proben 3 + 4) Prüfbericht Nr (Einkaufszentrum Regensdorf, Proben 5 +6) Prüfbericht Nr (Einkaufszentrum Regensdorf, Proben 7 + 8) (Prüfberichte im Anhang) Zusammenfassend sind bei den entnommenen Probeplatten folgende Werte gemessen worden: Probe Nr. Roofmate- Typ Wärmeleitfähigkeit bei Anlieferung Wärmeleitfähigkeit nach Trocknung Feuchtegehalt (ganze Platte) Entnahmeort W/mK W/mK Vol-% 1 SL-A 140 mm Tief 2 SL-A 140 mm Hoch 3 SL-X 140 mm Tief 4 SL-X 140 mm Hoch 5 SL 120 mm Hoch 6 SL 120 mm Tief 7 SL 120 mm Hoch 8 SL 120 mm Tief Untersuchung XPS-Dämmplatten bei begrünten Dächern ohne Gefälle Seite 17

18 6.2 Bewertung der Dämm- und Feuchtigkeitswerte Pro be Nr. Roofmate- Typ Wärmeleitfähigkeit bei Anlieferung W/mK Wärmeleitfähigkeit nach Trocknung W/mK Zunahme der Leitfähigkeit W/mK Wärmeleitfähigkeit Herstellerangabe W/mK (Baujahr) 1) Entnahmeort 1 SL-A 140 mm Tief 2 SL-A 140 mm Hoch 3 SL-X 140 mm Tief 4 SL-X 140 mm Hoch 5 SL 120 mm Hoch 6 SL 120 mm Tief 7 SL 120 mm Hoch 8 SL 120 mm Tief 1) Angaben aus dem Archiv des Experten (Firmendokumentationen der Wancor AG, jetzt ZZ Wancor) Dächer Im Roggebode 3a und 3d, Baden Erstellungsjahr 2004 Die Proben 1-4 weisen nur geringe Feuchtegehalte und Veränderungen der Wärmeleitfähigkeit auf. Die gemessenen Werte der Wärmeleitfähigkeit sind auch im feuchten Zustand innerhalb der damals vom Hersteller angegebenen Mindestwerte. Es fällt auf, dass zwischen den Proben 1+2 sowie 3+4 ein Unterschied in der Zunahme der Wärmeleitfähigkeit vorhanden ist, obwohl die Feuchtegehalte der Platten annähernd gleich sind. Sowohl bezüglich Schichtaufbau wie auch bei den gemessenen Niveaus der Dächer sind die beiden Dächer Im Roggebode 3a und 3d absolut vergleichbar. Der Grund für das unterschiedliche Verhalten könnte in den unterschiedlichen Herstellungsverfahren der beiden Platten-Typen Roofmate SL-A und SL-X liegen. Der Feuchtegehalt der dauernd im Wasser liegenden Roofmate-Platten ist rund doppelt so gross wie derjenige der Referenzplatten, welche an einem Hochpunkt entnommen wurden. Auf die Zunahme der Wärmeleitfähigkeit hat dies jedoch keinen messbaren Unterschied. Die Differenz der Zunahme der Leitfähigkeit beider Proben von jeweils nur W/mK ist wesentlich kleiner als die angegebene Messunsicherheit der EMPA von 2%. Die Messungen der Proben aus den Dächern Im Roggebode 3a+3d, Baden, zeigen eindeutig, dass beim gewählten Dachaufbau mit Drainageschicht innerhalb der 6 Jahre Nutzungsdauer keinerlei die Funktion beeinträchtigende Veränderungen eintraten. Untersuchung XPS-Dämmplatten bei begrünten Dächern ohne Gefälle Seite 18

19 6.2.2Dächer des Einkaufszentrum Regensdorf Erstellungsjahr 1999 Mit Ausnahme der Probe 5 weisen die Proben 6-8 grössere Veränderungen der Wärmeleitfähigkeit auf. Trotzdem liegen diese Werte noch deutlich unter den damaligen Angaben des Herstellers, durchschnittlich W/mK besser. Worauf das unterschiedliche Verhalten zurückzuführen ist, kann nicht genau bestimmt werden. Gegenüber den Dächern in Baden weisen die Dächer auf dem Einkaufszentrum 2 wesentliche Unterschiede auf: 1. Der Schichtaufbau in Baden weist oberhalb der Roofmate-Platten über dem Dachvlies eine Drainageschicht aus Rundkies auf. Diese verhindert eine Wassersättigung der Schicht direkt über der Roofmate-Platte. Beim Einkaufszentrum liegt die Substratschicht direkt auf dem Dachvlies auf. Bei nasser Witterung liegt somit eine durchnässte Substratschicht über den Roofmate-Platten. 2. Die Rohdichte der Roofmate-Platten auf dem Einkaufszentrum liegt zwischen 32.4 und 34.6 kg/m 3. Diejenige in Baden liegt durchwegs höher, bei SL-A zwischen kg/m 3 und bei SL-X zwischen kg/m 3. Beide Faktoren haben einen Einfluss auf die Feuchteaufnahme der Roofmate-Platten. Persönlich schätze ich den Einfluss der Drainageschicht grösser ein. Ohne eine solche drainierende Schicht wird das Diffusionsverhalten des Dachaufbaus reduziert. Ein dabei wesentlicher Faktor dürfte der Umstand sein, dass in Regensdorf die Poren des Dachvlieses über den Roofmate-Platten grossteils mit feinem Staubanteil verschlossen sind. Bei Nässe bildet sich so innerhalb des sonst wasserbrechenden Polypropylenvlieses eine durchgehende Feuchtigkeitsschicht. Zusammen mit dem dann nassen Substrat verringert sich das Diffusionsverhalten. Die Messungen der Proben aus den Dächern des Einkaufszentrums Regensdorf zeigen, dass beim Dachaufbau ohne Drainageschicht eine grössere Feuchteaufnahme der Platten eintritt. Innerhalb der 11 Jahre Nutzungsdauer weisen die Roofmate- Platten jedoch immer noch um W/m2K kleinere Werte für die Wärmeleitfähigkeit auf, als die damaligen Angaben des Hersteller vorgaben. Somit ist auch auf diesen Dächern der Wärmeschutz immer noch uneingeschränkt. Untersuchung XPS-Dämmplatten bei begrünten Dächern ohne Gefälle Seite 19

20 7. Erkenntnisse für Umkehrdächer ohne Gefälle Bei der Untersuchung wurden bewusst begrünte Dächer ausgewählt. Die mit diesen Dachaufbauten gemachten Erkenntnisse lassen sich direkt auch auf Umkehrdächer mit Kiesschutzschicht anwenden, da begrünte Dächer bezüglich Feuchtehaushalts eine Erschwernis darstellen. Auf allen Dächern konnten Proben an Stellen entnommen werden, bei welchen die Roofmate-Platten in einer dauernden Wasserschicht von mindestens 10 mm lagen. Ist die Überdeckung mit der Nutzschicht auch in Niederschlagsperioden diffusionsoffen, so findet keine übermässige Feuchteaufnahme statt, auch wenn die Roofmate-Platten dauernd im Wasser liegen. Aus dieser Erkenntnis lässt sich jedoch nicht direkt ableiten, dass dies auch noch so funktioniert, wenn die Wasserschichten grösser werden. Die Unterschiede bezüglich der verschiedenen Generationen von Roofmate-Platten, von SL über SL-X zu den heute verwendeten, CO 2 - geschäumten SL-A zeigen, dass diesbezüglich kein spürbarer Zusammenhang mit der Feuchteaufnahme besteht. Die bei dieser Untersuchung gemachten Feststellungen decken sich mit den Erfahrungswerten, welche zu den neuen Bestimmungen in der Norm SIA 271 Abdichtungen von Hochbauten, Ausgabe 2007 geführt haben. Diesbezüglich sind darin folgende 2 Forderungen enthalten: Ziffer : Trennschichten über Dämmschichten nassseitig der Abdichtung: Unter Begrünungen muss die Trennschicht zusätzlich eine drainierende Wirkung haben, oder es muss eine zusätzliche, drainierende Schicht eingebaut werden. Bei den Dächern der MFH Im Roggebode 3a + 3d, CH-5400 Baden weist der Schichtaufbau diese Drainage auf. Bei den Dächern des Einkaufszentrum, CH-8105 Regensdorf fehlt eine solche Drainage, die Roofmate-Platten nahmen mehr Feuchtigkeit auf. Ziffer 5.1.2: Bei Dächern mit der Wärmedämmung über der Abdichtung ist im Gebrauchszustand ein Gegengefälle nicht zulässig. Untersuchung XPS-Dämmplatten bei begrünten Dächern ohne Gefälle Seite 20

21 Dächer die diese Forderung erfüllen werden zumindest örtlich kleinere Wasserlachen aufweisen (z.b. hinter Stössen der Bitumenbahnen oder infolge Masstoleranzen der Betonoberfläche). Die Untersuchung belegt, dass dies zu keinen erhöhten Feuchtewerten und zu keiner relevanten Verschlechterung der Wärmedämmeigenschaften führt. Unter Einhaltung der Norm SIA 271 Abdichtungen von Hochbauten können Umkehrdächer ohne Gefälle einwandfrei erstellt werden. Seuzach, den 24. Januar 2011 Untersuchung XPS-Dämmplatten bei begrünten Dächern ohne Gefälle Seite 21

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24 Überreicht durch: Untersuchung XPS-Dämmplatten bei begrünten Dächern ohne Gefälle Seite 24