Dachkonstruktionen: Vorkehrungen zum Schutz vor Feuchtigkeit

Eindringende Feuchtigkeit ist schädlich für jedes Dach. Feuchtigkeit kann auf zweierlei Weise in Dach- und Wandkonstruktionen gelangen: Entweder in sichtbarer Form als flüssiges Wasser oder in unsichtbarer Form als Gas (in Luft gelöster Wasserdampf), das erst unter bestimmten Bedingungen zu Feuchtigkeit werden kann. Der erstgenannte Fall umfasst insbesondere Niederschlags- und Baufeuchtigkeit. Im zweiten Fall dringt gelöster Wasserdampf über Diffusionsvorgänge oder Luftdurchsatz (durch offene Fugen) in die Konstruktion ein. Der weitaus größte und andauernde Feuchtigkeitseintrag resultiert aus dem Luftdurchsatz durch offene Fugen. Dieser kann schon in durchschnittlichen Fällen ein Hundertfaches des Feuchtigkeitseintrages betragen, der über Diffusion zu erwarten wäre.

Die hier andauernd eindringenden und an kälteren Bauteilschichten (Unterseite der Eindeckung) kondensierenden Feuchtigkeitsmenge tropft bei fehlender Hinterlüftung als Kondensat auf Dämmung, Traglattung und Unterdach. Luftdurchsatz durch Fugen bedeutet auch einen erheblichen Energieverlust. Aus diesem Grunde hat die DIN 4108, Wärmeschutz im Hochbau, Teil 7 'Luftdichtheit von Bauteilen', auch die Forderung nach Fugendichtheit ausdrücklich erhoben.

Dachkonstruktionen

Die Wärme- und Feuchteschutz-Funktion des gesamten Dachraumes ist in komprimierter Form in der Dachkonstruktion untergebracht. Nach Anordnung der Belüftungsschicht unterscheidet man belüftete und unbelüftete Dächer. Bei einem belüfteten Dach (Kaltdach) findet sich diese von außen durchströmte Schicht direkt über der Wärmedämmung - beispielsweise beim Ziegeldach der Normalfall. Unbelüftete Dächer (Warmdach) besitzen direkt über der Wärmedämmung keine Belüftungsschicht.

1. Belüftete Konstruktionen (Kaltdach)

Sofern ein Feuchtigkeitseintrag nicht ausgeschlossen werden kann, muss dieser durch eine mit der Außenluft verbundene Luftschicht abgeführt werden.

Aus den genannten Beschreibungen folgt die Notwendigkeit der:

Verarbeitung weitgehend trockener Baustoffe
Abdeckung offener Bauteile bei Niederschlägen bzw. Niederschlagsgefahr (z.B. Baustellenruhe)
Verwendung dampfbremsender Baustoffe auf der raumzugewandten Seite der Wärmedämmschicht
Gewährleistung fugendichter Verarbeitung der Wärmedämmschicht selbst sowie der von dort aus raumzugewandten Schichten.

1.1 Luftdichtheit

Wie lässt sich die Forderung nach einer luftdicht ausgebildeten Dach- und Wandkonstruktion baupraktisch umsetzen?

Luftdichtheit kann in aller Regel am wirtschaftlichsten und handwerklich sicher mit Folien hergestellt werden. Deren Großflächigkeit reduziert den Anteil dicht herzustellender Überlappungsbereiche. Die horizontalen und vertikalen Überlappungsbereiche sollten eine feste Unterlage haben, um eine fachgerechte Verklebung zu ermöglichen. Hierbei reicht die Sparrenlage in aller Regel nicht aus, da diese lediglich vertikal verlaufenden Fugen als Unterlage dienen kann. Als besonders effektive flache Unterlage hat sich die Verlegung raumseitiger Plattenware bewährt, deren Dicke so bemessen sein muss, um dem Anpressdruck beim Verkleben standhalten zu können. Hinsichtlich des sommerlichen Wärmeschutzes sind allerdings Dicken von 20 bis 25 mm empfehlenswert. Besondere Sorgfalt ist erfahrungsgemäß beim Anarbeiten an Durchbrüche erforderlich.

Unterkonstruktionen aus Trapezprofilen oder anderen profilierten Tragschichten bedürfen ebenfalls zusätzlicher Maßnahmen zur Herstellung einer Luftdichtheit. Dies lässt sich realisieren mit Fugenbänder, mit oberhalb der Trapezprofile verklebten, glasfaserverstärkten Bitumenschweißbahnen mit Alu-Einlagen oder mit kaltselbstklebender Bitumenbahn mit Aluminiumkaschierung. Anschlüsse an benachbarte Bauteile bedürfen einer besonderen, konstruktiven Durcharbeitung.

1.2 Blower-Door-Test

Da das Thema Luftdichtheit auch wärmeschutztechnische Aspekte hat, sind in Schweden sowie in der Schweiz seit geraumer Zeit sogenannte 'Blower-Door-Tests' erforderlich. Diese Tests werden zunehmend auch in Deutschland bei der Abnahme von Bauleistungen im Innenausbau angewendet. In dem zu untersuchenden Gebäude wird bei geöffneten Innentüren sowie geschlossenen Fenstern und Außentüren mittels einer Absaugvorrichtung ein Unterdruck erzeugt. Dieser saugt an den (etwaigen) undichten Stellen (kältere) Außenluft an. Die Unterkühlung dieser Orte kann durch eine Infrarot-Kamera sichtbar gemacht werden. Auf diese Weise lassen sich - idealerweise noch vor Anbringen der Innenbekleidungen - etwaige Fehlstellen beseitigen. Mit dem Blower-Door-Test können Architekt und Bauherr die Qualität der Ausbauarbeiten überwachen.

1.3 Einflussfaktoren der Feuchtigkeitsabfuhr

Wie viel Konstruktionsfeuchte abgeführt wird, hängt im Wesentlichen von zwei Bedingungen im Belüftungsraum ab: der Feuchteaufnahmefähigkeit der Luft sowie der Belüftungsstromgeschwindigkeit.

Die Feuchteaufnahmefähigkeit ihrerseits hängt ab von:

- Eingangsfeuchtegehalt der Außenluft
- Dämmschichtdicke sowie Dicke der Holzschalung und damit die mögliche Erwärmung der durchströmenden Außenluft
- Volumen des Belüftungsraumes (also vor allem Belüftungsraumhöhe).

Die Belüftungsstromgeschwindigkeit und damit die Größenordnung der Feuchteabfuhr hängt ab von:

- Dachneigung als Haupteinflussfaktor für thermischen Auftrieb
- Windangriffsmöglichkeiten, geometrischen Randbedingungen der Luftschicht selbst und der Ein- und Auslassöffnungen (Strömungswiderstände)
- Oberflächenrauigkeiten begrenzender Schichten.

1.4 Be- und Entlüftungsöffnungen

Mit Ausnahme unter 10 Prozent geneigter Dächer, bei denen auf eine Firstentlüftung verzichtet werden kann und die somit nur eine Trauflüftung haben, müssen belüftete Dächer ausreichend dimensionierte Be- und Entlüftungsöffnungen an Traufe und First haben. Die Zuluftöffnungen sollten so tief und die Abluftöffnungen so hoch wie möglich angeordnet werden.

Be- und Entlüftungsöffnungen sollen unter strömungsmechanischen Gesichtspunkten den Belüftungsstrom möglichst wenig umlenken. Bei mehr als drei Umlenkungen ist die Funktionsfähigkeit einer Be- oder Entlüftungsöffnung stark beeinträchtigt. Strömungsmechanisch ungünstig wirken Lochblech-Abdeckungen, die häufig als sogenannte Flugschneebremse oder Vogel- und Kleintierschutz eingesetzt werden. Einzelöffnungen (z.B. sog. Froschmäuler oder Lüftungshauben) sind als Belüftungsöffnungen nur bedingt funktionsfähig, als Entlüftungsöffnungen ausschließlich bei Windsogverhältnissen. Sie sind außerordentlich anfällig für eintreibendes Regenwasser und Flugschnee.

1.5 Belüftung kritischer Bereiche

Die meisten Gebäudedächer Teilflächen, deren Belüftung zu sichern besonders aufwändig ist. Zuallererst sollte geprüft werden, ob - insbesondere bei flacherer Dachneigung - die wärmegedämmte Hüllebene parallel zur Dachfläche verlaufen muss (Traufe-First) oder auch horizontal verlaufen kann (Giebel-Giebel). Ist Letzteres der Fall, kann eine Lösung durch Querlüftung erzielt werden. Häufig jedoch eine Belüftung nur erreicht werden, indem die Unterkonstruktion modifiziert wird. Es muss generell abgewogen werden, ob man im Einzelfall zugunsten der Belüftung des größeren Teils der Dachflächen eine weniger leistungsfähige Belüftung von Teilbereichen hinnimmt, oder das Gesamtprojekt als unbelüftete Konstruktion plant und ausführt. Eine Mischung aus beidem ist möglich, ist aber manchmal aus baupraktischen Gründen nicht sinnvoll.

Klassische Problembereiche sind Unterbrechungen z.B. durch Dachflächenfenster sowie Kehlen, Grate und Dachgaupen; ähnliches trifft zu auf Walm-, Zelt- oder Tonnendächer. Lösungsansätze sind ausreichend große Durchbohrungen, Konterlattungen (mit Folienunterspannung im Nachbarbereich), Ausklinkungen (in Verbindung mit L- oder T-Profilen) sowie Querliftungen, parallel oder rechtwinklig zur Traufe. Ein Feuchteausgleich kann durch die Verwendung einer strukturierten Trennlage ergänzt werden. Diese unterstützt die Feuchteaustrocknung bei Besonnung der Flächen. Bei Gaupen empfiehlt sich oftmals eine Belüftung über den Gaupenortgang unter der Kehle hindurch in das Hauptdach. Die firstseitige Entlüftung von Zeltdächern sollte durch eine kleinere Entlüftungspyramide erfolgen. Häufig wird diese als Glasoberlicht ausgeführt. Die Größe dieser Entlüftung kann nicht pauschal bemessen werden. Alternativ können ebenfalls durchlaufende Gratentlüftungen ausgeführt werden. Für alle vorstehend beschriebenen Lösungsansätze gilt, dass diese im Einzelfall einer genaueren bauphysikalischen Überprüfung unterzogen werden müssen.

2. Unbelüftete Konstruktionen (Warmdach)

Unbelüftete Konstruktionen fehlt eine Feuchteabfuhrmöglichkeit. Daher muss in diesen Fällen jede Art von Feuchtigkeitseintrag ausgeschlossen werden. Dies muss bereits bei der Planung berücksichtigt werden.

Berücksichtigt werden müssen bei der Planung von unbelüfteten Konstruktionen insbesonders:

- Feuchteeintrag, wie etwa Baustoff- und Baustellenfeuchte sowie über Dampfdiffusion und Luftdurchsatz
- Wärmebrücken, z.B. durch Befestigungsmittel
- Verlegung einer geeigneten strukturierten Trennlage

2.1 Feuchteeintrag

Warmdachkonstruktionen müssen besonders vor Feuchteeintrag geschützt werden. Feuchte gelangt in das Dach als Baustoff- sowie Baustellenfeuchte sowie als Dampfdiffusion und Luftdurchsatz. Feuchtigkeit in der Konstruktion birgt die Gefahr der Korrosion an tragenden Bauteilen und/oder der Deckung. Es droht Schimmelbildung. Auch der Wärmedurchgangswiderstand kann erheblich gemindert werden, was sich in erhöhten Energiekosten niederschlägt. Daher müssen die verwendeten Baustoffe trocken sein. Feuchtigkeitsaufnahme- und speicherfähige Baustoffe wie gewachsenes Holz oder Mineralfaserdämmstoffe bedürfen besonderer Aufmerksamkeit bei der (Baustellen-)Lagerung sowie während und nach der Verarbeitung, solange sie der Witterung ausgesetzt sein können.

2.2 Wärmebrücken

Wärmebrücken entstehen an Stellen, wo konstruktiv ein anderes Material verwendet werden musste sowie an Punkten, die eine geringere Wärmedämmung als die umgebende Fläche aufweist, beispielsweise bei Dachsparren, Balkonkragplatten, Fachwerkbalken oder Fenster. Folge ist eine Absenkung der Innenoberflächentemperatur. An Wärmebrücken kommt es daher zu erhöhten Wärmeverlusten. Zudem droht Schimmelbildung. Wärmebrücken lassen sich vermeiden durch den Einsatz von Dämmmaterialien. Bei Sparren etwa, indem Dämmmatten quer dazu verlegt werden.

Bei Metalldächern entstehen Wärmebrücken, wenn die Dämmebene durch temperaturleitende Befestigungsmittel wie Hafte oder Schrauben vollständig durchstoßen und auf diese Weise eine thermische Verbindung zwischen Innen und Außen hergestellt wird. Wärmebrücken können etwa bei Metalldächern ausgeschlossen werden, wenn die Dämmebene nicht durch Befestigungsmittel durchstoßen wird. Dieses gilt auch für die Befestigung von Falzsystemen durch Metallhafte, die direkt auf der Unterkonstruktion befestigt sind und somit die Wärmedämmung durchstoßen.

3. Bewertung und Empfehlung

Eine Bewertung der Vor- und Nachteile von belüfteten und unbelüfteten Konstruktionen kann vernünftigerweise nicht in einer starren und pauschalen Entweder-Oder-Entscheidung enden. Beide Konstruktionsformen haben ihre berechtigte Existenz und Anwendungsbereiche. Die wichtigsten Beurteilungskriterien sind Gestaltung, Kosten und Bauphysik/Baukonstruktion.

Gestaltung

Belüftete Konstruktionen bedürfen bei einer Dachneigung von mehr als 10 Prozent Entlüftungsöffnungen, die optisch erkennbar sind. Deren gestalterische Wirksamkeit wird meistens überschätzt. Andererseits gibt es Architekturansätze, die die Sichtbarkeit funktionell erforderlicher Konstruktionselemente fordern. Ein Fehlschluss ist die Annahme, ein Element sei deshalb nicht erforderlich, weil man es aus optischen Gründen nicht möchte! Bei nicht durchlüfteten Dächern kann durch die fehlende Luftschicht an Konstruktionshöhe gespart werden. Dies drückt sich allerdings nicht notwendigerweise als 'Schlankheit' überstehender Dachränder aus, denn: Um geometrischen bzw. massestrombedingten Wärmebrücken zu vermeiden wird zusätzlicher Dämmaufwand unterhalb der Tragkonstruktion erforderlich.

Kosten

Eine allgemein gültige vergleichende Aussage gestaltet sich außerordentlich schwierig. Aus diesem Grunde kann auf einen objektbezogenen Vergleich entsprechender Angebote nicht verzichtet werden.

Bauphysik/Baukonstruktion

Die Probleme des Feuchteeintrages sind bei beiden Konstruktionen im Grundsatz lösbar. In der jüngeren Vergangenheit ist viel darüber gestritten worden, ob und in welchem Umfang die erforderliche Aufmerksamkeit im Baualltag tatsächlich geleistet werden kann. Dies betrifft ebenso die Flächen wie die Anschlüsse und Durchdringungen und gilt gleichermaßen für belüftete wie unbelüftete Konstruktionen. Die baupraktisch größten Probleme der unbelüfteten Konstruktion sind der Feuchtigkeitseinschluss sowie die Dampfdichtheit der Unterkonstruktion. Die Luftschicht kann jedoch kein Allheilmittel gegen Bausünden sein: Bei groben Ausführungsmängeln wie etwa klaffenden Fugen wird auch sie keine Rettung mehr darstellen können.

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