Nach oben ist immer noch Luft? Dachausbau im Kulturdenkmal. Klaus-Jürgen Edelhäuser

Transkript

1 Nach oben ist immer noch Luft? Dachausbau im Kulturdenkmal Materialwahl, Schichtaufbau und Anschlüsse beim Dachausbau Wärme- und Feuchteschutzproblematik Klaus-Jürgen Edelhäuser

2 Ausgangslage Im Gegensatz zum Neubau verfügen historische Dachwerke kaum über ebene und gerade Flächen, in denen eine Dämmung samt der notwendigen luftdichten Ebene eingebaut werden kann. Dafür sind historische Dachwerke aber durchaus als Kunstwerke zu betrachten. Die Dämmung und Verkleidung, die ein Ausbau i.d.r. mit sich bringt, ist also generell kritisch abzuwägen.

3 Diffusion & Konvektion Ausgangslage Wasserdampfwanderung durch / in ein Bauteil

4 Konvektion Ausgangslage Wasserdampfwanderung in ein Bauteil Quelle Abbildung rechts: Dr. Ing. M. Krus, Fraunhofer IBP

5 Ausgangslage Durch Wasserdampf-Konvektion kann es zu einem erheblichen Feuchteeintrag in Konstruktionen kommen. Die Folge sind dann umfangreiche Schadensbilder.

6 Ausgangslage Der Feuchteeintrag in Konstruktionen ist daher grundsätzlich so zu begrenzen, dass es zu keinen Schäden kommt. Bei Holzbauteilen bedeutet dies eine hinreichende Sicherheit bei der rel. Porenluftfeuchte.

7 Der Standard Grundsatz nach DIN : innen diffusionsdicht außen diffusionsoffen Wände und Dächer müssen luftdicht sein, um ein Durchströmen und Mitführen von Raumluftfeuchte, die zu Tauwasserbildung in der Konstruktion führen kann, zu unterbinden. Dies gilt auch für Anschlüsse und Durchdringungen ( ) sowie bei Installationen (z.b. Steckdosen) und Einbauteilen. ( ) Zur Luftdichtheit von Bauteilen im Sinne dieser Norm wird auf DIN verwiesen. DIN : Abschnitt 7 Quelle: DIN :

8 Der Standard Die Vorgaben der DIN richten sich i.d.r. an vereinfachte Nachweisverfahren. Die Hinweise & Regeln zur Ausführung (siehe Folgeseiten) sind aber grundsätzlich auch beim Bauen im Bestand bzw. beim Bauen im Denkmal zu beachten. Quelle: DIN :

9 Luftdichte Konstruktion Quelle: DIN :

10 Luftdichte Konstruktion Planung? Bauüberwachung!

12 Luftdichte Konstruktion Planung? Bauüberwachung!

13 Luftdichte Konstruktion Quelle: DIN : Das Abfahren der luftdichten Ebene auf dem Plan mit einem Stift kann durchaus eine Hilfestellung für die korrekte Planung darstellen. Beim Denkmal kollidiert man hier i.d.r. mit zahlreichen Durchdringungen.

15 Luftdichte Konstruktion Quelle: WTA-Merkblatt 6-10 Ausgabe /D

16 Luftdichte Konstruktion Unterschied zwischen Theorie und Praxis!

18 Luftdichte Konstruktion Um den Umfang von Durchdringungen zu reduzieren, sollte u.u. auch die Planung angepasst werden. Ist ein Dachausbau unumgänglich, können u.u. Kompromisse getroffen werden. Abbildung oben: Die beheizte und luftdichte gedämmte Ebene endet mit dem ersten DG. Hier kann die diffusionshemmende Ebene gerade an der Kehlbalkenlage entlang geführt werden. Die Anzahl der Durchdringungen ist damit erheblich reduziert. Quelle Abb. oben: WTA-Merkblatt 6-10 Ausgabe /D

21 Modernisierungsoptionen Variante 1: Durchdringungen reduzieren. Quelle Abb. oben: WTA-Merkblatt 6-10 Ausgabe /D

22 Modernisierungsoptionen Variante 2: Kein Ausbau oder Haus im Haus Bild: Dr. Bernd Vollmar, BLfD

23 Modernisierungsoptionen Variante 3: Aufsparrendämmung

24 Modernisierungsoptionen Variante 3: Aufsparrendämmung Bei einer Aufsparrendämmung lassen sich die Durchdringungen i.d.r. erheblich reduzieren. Außerdem können ggf. auch interessante architektonische Akzente geschaffen werden.

25 Modernisierungsoptionen Allerdings ist immer zu berücksichtigen, ob die Dachlandschaft auch bei den Details der Anschlüsse nicht nachteilig beeinflusst wird.

26 Modernisierungsoptionen Variante 4:? Dämmung von außen?

27 Modernisierungsoptionen Besondere Problematik im historischen Bestand: Klassische Variante mit Dampfbremse innen nicht umsetzbar (da z.b. nicht zugänglich oder zu viele Durchdringungen oder innen keine Überformung möglich) Aufdachdämmung nur bedingt vertretbar (wegen Erscheinungsbild) Ergo: Zwischensparrendämmung, Einbau von außen? Kombination Zwischensparren- und Aufdachdämmung, Einbau von außen?

28 Modernisierungsoptionen Alternative diffusionsoffene Lösung Alternative schlaufenartige Verlegung der Dampfbremse Wo liegt die diffusionshemmende Ebene? Überdämmung? Wie dick soll die Überdämmung sein? Faustregel(n): 1/3 der gesamten Wärmedämmschicht darf warmseitig der Luftdichtung angeordnet werden.??? (Bei 23cm rund 8cm; bei 17cm rund 6cm) DIN : 20% des Gesamtwärmedurchlasswiderstands ohne rechnerischen Nachweis unterhalb der Dichtungsebene (bei 23cm rund 5cm; bei 17cm rund 3,5cm)

29 Schlaufenförmige Dampfbremse Hygrothermische Simulation Klimastandort: Friedrichshafen Orientierung nach Norden S d,i ca. 0,6m Innenklima mit normaler Feuchtelast (WTA) Annahme Durchströmung q 50 [m 3 /hm 2 ] 3,0 = Luftdichtheitsklasse B n 50 3,0 h -1 Nachweise mit WUFI 2D und WUFI pro

30 Schlaufenförmige Dampfbremse Feuchteentwicklung im Sparren Feuchteadaptive Dampfbremse außen Keine Überdämmung der Balken von außen Oben: Unten: Sparrenhöhe 12 cm Sparrenhöhe 18 cm Keine kritische Feuchteentwicklung! Quelle Diagramm: WTA-Merkblatt E-6-8 Ausgabe /D

31 Schlaufenförmige Dampfbremse Feuchteentwicklung im Sparren 18cm Feuchteadaptive Dampfbremse außen Überdämmung der Balken von außen mit Holz- Weichfaserplatte WLG 040, Sparrenhöhe 18cm Oben: Unten: 2cm Aufdachdämmung 5cm Aufdachdämmung Keine kritische Feuchteentwicklung!

32 Schlaufenförmige Dampfbremse Feuchteentwicklung unter der Aufdachdämmung bei Mineralfaser ZSD Feuchteadaptive Dampfbremse außen Überdämmung der Balken von außen mit Holz- Weichfaserplatte WLG 040, Sparrenhöhe 18cm Oben: Unten: 2cm Aufdachdämmung 5cm Aufdachdämmung Feuchteentwicklung! (aber nicht im Holz des Dachwerks)

33 Schlaufenförmige Dampfbremse Feuchteentwicklung im Sparren 12cm Feuchteadaptive Dampfbremse außen Überdämmung der Balken von außen mit Holz- Weichfaserplatte WLG 040, Sparrenhöhe 12cm Oben: Unten: 2cm Aufdachdämmung 5cm Aufdachdämmung Keine kritische Feuchteentwicklung!

34 Schlaufenförmige Dampfbremse Feuchteentwicklung unter der Aufdachdämmung bei Mineralfaser ZSD Feuchteadaptive Dampfbremse außen Überdämmung der Balken von außen mit Holz- Weichfaserplatte WLG 040, Sparrenhöhe 12cm Oben: Unten: 2cm Aufdachdämmung 5cm Aufdachdämmung Feuchteentwicklung! (Aber nicht im Holz des Dachwerks)

35 Schlaufenförmige Dampfbremse Die Anschlüsse sind sorgfältig zu planen!!! Quelle Abb. oben und rechts unten: WTA-Merkblatt 6-10 Ausgabe /D

36 Zwischenbewertung Schlaufenförmige Dampfbremse Alternative, wenn innen keine Überformung möglich Bei Überdämmung Feuchteentwicklung prüfen Problem: Gefahr der Beschädigung beim Einbau Problem: Gefahr der Leckagen bei Durchdringungen Anschlüsse an der Traufe? Alternativen? Diffusionsoffen? Quelle Abb. oben: WTA-Merkblatt 6-10 Ausgabe /D

37 Diffusionsoffen Hygrothermische Simulation Klimastandort: Friedrichshafen Orientierung nach Norden S d,i ca. 0,6m Innenklima mit normaler Feuchtelast (WTA) Annahme Durchströmung q 50 [m 3 /hm 2 ] 3,0 = Luftdichtheitsklasse B n 50 3,0 h -1 Nachweise mit WUFI 2D und WUFI pro Quelle Abb. Rechts unten: WTA-Merkblatt 6-10 Ausgabe /D

38 Diffusionsoffen Witterungsschutzbahn S d 0,1m auf den Sparren Dämmung: Zwischensparren 18cm Mineralfaser WLG 035 OHNE Unterdeckplatte U-Wert bei 18cm + 0cm: 0,26 (W/m 2 K) Statt Mineralfaser Holzweichfaser oder Cellulose WLG 040 U-Wert bei 18cm + 0cm: 0,28 (W/m 2 K) Keine kritische Feuchteentwicklung! Quelle Diagramm links: WTA-Merkblatt E-6-8 Ausgabe /D

39 Diffusionsoffen Witterungsschutzbahn S d 0,1m auf den Sparren Dämmung: Zwischensparren 12cm Mineralfaser WLG 035 OHNE Unterdeckplatte U-Wert bei 12cm + 0cm: 0,38 (W/m 2 K) Statt Mineralfaser Holzweichfaser oder Cellulose WLG 040 U-Wert bei 12cm + 0cm: 0,41 (W/m 2 K) Keine kritische Feuchteentwicklung! Quelle Diagramm links: WTA-Merkblatt E-6-8 Ausgabe /D

40 Diffusionsoffen Bei geringer Überdämmung kommt es zu einer Erhöhung der rel. Porenluftfeuchte in den kritischen Bereich (unter der Witterungsschutzbahn im Bereich der Dämmung bzw. beim Übergang zum Sparren). Mit zunehmender Überdämmung reduzieren sich die Werte. Witterungsschutzbahn S d 0,1m auf den Sparren Dämmung: Zwischensparren 18cm Mineralfaser WLG 035 Unterdeckplatte 2-5cm Holzweichfaser WLG 040 U-Wert bei 18cm + 2cm: 0,23 (W/m 2 K) oben U-Wert bei 18cm + 5cm: 0,19 (W/m 2 K) unten Statt Mineralfaser Holzweichfaser oder Cellulose WLG 040 U-Wert bei 18cm + 2cm: 0,24 (W/m 2 K) U-Wert bei 18cm + 5cm: 0,20 (W/m 2 K)

41 Diffusionsoffen Bei geringer Überdämmung kommt es zu einer Erhöhung der rel. Porenluftfeuchte in den kritischen Bereich (unter der Witterungsschutzbahn im Bereich der Dämmung bzw. beim Übergang zum Sparren). Mit zunehmender Überdämmung reduzieren sich die Werte. Witterungsschutzbahn S d 0,1m auf den Sparren Dämmung: Zwischensparren 18cm Mineralfaser WLG 035 Unterdeckplatte 2-5cm Holzweichfaser WLG 040 U-Wert bei 18cm + 2cm: 0,23 (W/m 2 K) U-Wert bei 18cm + 5cm: 0,19 (W/m 2 K) Statt Mineralfaser Holzweichfaser oder Cellulose WLG 040 U-Wert bei 18cm + 2cm: 0,24 (W/m 2 K) oben U-Wert bei 18cm + 5cm: 0,20 (W/m 2 K) unten

43 Diffusionsoffen Bei geringer Überdämmung kommt es zu einer Erhöhung der rel. Porenluftfeuchte in den kritischen Bereich (unter der Witterungsschutzbahn im Bereich der Dämmung bzw. beim Übergang zum Sparren). Mit zunehmender Überdämmung reduzieren sich die Werte. Witterungsschutzbahn S d 0,1m auf den Sparren Dämmung: Zwischensparren 12cm Mineralfaser WLG 035 Unterdeckplatte 2-5cm Holzweichfaser WLG 040 U-Wert bei 18cm + 2cm: 0,31 (W/m 2 K) oben U-Wert bei 18cm + 5cm: 0,25 (W/m 2 K) unten Statt Mineralfaser Holzweichfaser oder Cellulose WLG 040 U-Wert bei 18cm + 2cm: 0,33 (W/m 2 K) U-Wert bei 18cm + 5cm: 0,26 (W/m 2 K)

46 Zwischenbewertung Diffusionsoffen Alternative, wenn Überdämmung möglich Eher moderate Zwischensparrendämmung wählen Holz-Weichfaserplatten als Zwischensparrendämmung vorteilhaft Überdämmung ausreichend wählen und nachweisen Rechnerische Nachweise mit hygrothermischer Simulation notwendig! Vorteil: Kaum Durchdringungen der Luftdichtung Anschlüsse an der Traufe?

47 Fazit: Die Modernisierung Schlaufenartige Verlegung auch ohne Überdämmung funktioniert! Zwischensparrendämmung in diffusionsoffener Ausführung funktioniert dann, wenn außenseitig eine Überdämmung stattfindet! Standarddicken sind eher problematisch, Nachweise (hygrothermische Simulation) unerlässlich! Fragestellungen: Gibt es Alternativen zur Dachdämmung? Kann das geplante auch gebaut werden? Jeder Planer sollte die Durchführbarkeit einmal selbst ausprobieren! Wie sieht die Wartungsmöglichkeit aus? Hinweise: Die Planung der luftdichten Gebäudehülle ist von besonderer Bedeutung! Die stichprobenartige Überwachung ist unerlässlich! Mechanische Befestigung von Anschlüssen!

48 Nach oben ist immer noch Luft? Dachausbau im Kulturdenkmal Materialwahl, Schichtaufbau und Anschlüsse beim Dachausbau Wärme- und Feuchteschutzproblematik Klaus-J. Edelhäuser Konopatzki & Edelhäuser Architekten und Beratende Ingenieure GmbH Klingengasse Rothenburg Tel.: Bilder und Grafiken, wenn nicht anders angegeben: Klaus-J. Edelhäuser Quelle der Daten, wenn nicht anders angegeben: Klaus-J. Edelhäuser Eine Verwendung von Text- oder Bildmaterial aus dieser Präsentation, auch auszugsweise, ist nur mit ausdrücklicher schriftlicher Genehmigung des Verfassers gestattet.