Flachdächer in Holzbauweise mit Zwischensparrendämmung

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Flachdächer in Holzbauweise mit  Zwischensparrendämmung brauchen sichere und zugelassene Lösungen!

Nicht belüfteten Flachdächern mit Volldämmung  in der Tragebene eilt der Ruf
voraus, dass sie wenig schadenstolerant und damit risikobehaftet sind. Diese
Erfahrung stammt aus einer Zeit, in der jede Dachkonstruktion obriger Bauart
innen wie außen mit dampfsperrenden Bauteilschichten versehen wurde –
getreu dem Motto: »Dicht ist gut – noch dichter ist besser«.
Heute ist es ohne weiteres möglich, bei einer entsprechenden feuchtetechnischen
Bemessung, robuste Bauteile zu planen sowie zu erstellen und es damit
gerade dem Verarbeiter zu ermöglichen sichere Konstruktionen zu bauen.

Warum Flachdach?
Das Flachdach ist nach wie vor eine bei Bauherren und Architekten gleichermaßen
beliebte Bauform. Neben architektonischer Mode, sind Vorteile hinsichtlich Energieeinsparung und Raumausnutzung Kriterien, die für den Bau von Flachdächern sprechen. Die Holzbauweise bietet hier aufgrund des geringen Eigengewichtes,
der schnellen Montage – gerade bei vorgefertigten Elementen – und vieler
weiterer Aspekte große Vorteile. Was den Feuchteschutz (Schutz vor
Feuchtigkeit aus dem Innenraum) anbelangt, sind bei der Holzbauweise
einige Dinge zu beachten, da die Konstruktion materialbedingt empfindlich
auf unvorhergesehene Feuchtigkeitseinträge reagiert.

Welcher Weg ist der Richtige?
Relativ unproblematisch stellen sich Aufbauten mit reiner oder hauptsächlicher
Aufdachdämmung dar. Es besteht jedoch nicht immer die Möglichkeit, die Dämmung größtenteils im Aufdachbereich aufzubringen, beispielsweise bei planerischen oder baurechtlichen Vorgaben. Außerdem entstehen durch die zusätzliche(n)
Bauteilschicht(en) weitere Kosten – und die Bauteildicken nehmen stark
zu. In der Regel wird eine Aufdachdämmung auch erst bauseits montiert,
was also den Vorfertigungsgrad der Bauteile einschränkt. Derzeit werden deshalb viele Flachdächer mit gedämmter Tragebene ausgeführt. Hierbei wird die Tragwerksebene
effizient zu Dämmzwecken genutzt und Wärmedämmstoff sowie Luftdichtung / Dampfbremse entweder schon werksseitig oder bauseits nach der Erstellung der Dachhaut witterungsgeschützt eingebracht.

Flachdächer in Holzbauweise mit Volldämmung sind bauphysikalisch sehr anspruchsvoll: Genormte und zugelassene Lösungen bieten Verarbeitern Sicherheit bei der Ausführung.


Belüftungen funktionieren… manchmal
Ganz allgemein muss Feuchtigkeit, die in die Konstruktion gelangt, auf
mindestens einer Bauteilseite wieder entweichen können. Grundsätzlich
gibt es zwei Möglichkeiten: entweder es wird eine Belüftungsebene oberhalb
der Wärmedämmschicht angeordnet oder die Innenoberfläche wird durch geeignete Dampfbremsen zur Rücktrocknung »aktiviert«. Bei der ersten Variante steht und fällt die Bauteilsicherheit und damit der Schutz vor Tauwasserschäden innerhalb der Flachdachkonstruktion mit der Funktionstüchtigkeit der Belüftungsebene. Durch fehlenden oder nur sehr geringen thermischen Auftrieb, funktioniert die Belüftung von sehr flach geneigten Bauteilen im Wesentlichen nur über Winddruck und -sog sowie über sogenannte Konvektionswalzen (warme Luft kühlt an der kalten Dachschalung ab, fällt wieder nach unten und erzeugt Luftverwirbelungen). Daher sind zur sicheren Belüftung von Flachdächern große Belüftungsquerschnitte mit ausreichend dimensionierten, nicht unterbrochenen und »sich sehenden« Zu- und Abluftöffnungen erforderlich. Oft kommt der Gedanke auf: »Ein bisschen Belüftung kann ja nicht schaden bzw. bringt zusätzliche Sicherheit.« Das ist jedoch ein Trugschluss. Unzureichend belüftete Luftschichten auf der Kaltseite, sollten unbedingt vermieden werden. Wenn die Belüftung die anfallende Feuchtigkeit nicht ausreichend abführt, droht erst recht Tauwasserausfall an der Unterseite der kalten Dachschalung in unberechenbarer Höhe. Eine nicht funktionierende
Belüftung führt zu unsicheren Bauteilen.

Flachdächer brauchen Rücktrocknung
Reflexartig haben Planer und Verarbeiter in der Vergangenheit bei voll-gedämmten Flachdachkonstruktionen für die innere Luftdichtungsebene eine Dampfsperrbahn gewählt. Im Regelfall eine Bahn mit einem sd-Wert von über 100 m. Denn diese ermöglichte
es, nachweisfreie Konstruktionen im Sinne der DIN 4108-3: 07-2001 zu erstellen – den ansonsten geforderten Glasernachweis konnte man sich also sparen.
Dass dieser vermeintlich einfache Griff nicht immer zielführend war,
zeigte sich spätestens dann, wenn Feuchtigkeitsflecken an der Innenbekleidung
auftauchten: Durch die Kombination von innerer Dampfsperre und äußerer Abdichtung kann Feuchtigkeit kaum austrocknen, sodass bei unvorhergesehenen Feuchteeinträgen
in das Bauteil Feuchtigkeitsschäden die Folge waren. Experten sind sich
daher seit vielen Jahren einig, dass derartige Bauteile weder dem »Stand
der Technik« noch den »anerkannten Regeln der Technik« entsprechen. Sie
sollten also besser nicht ausgeführt werden. In der aktuellen Fassung der DIN
4108-3 (11-2014) ist die nachweisfreie Konstruktion mit sd = 100 m innen
nicht mehr enthalten.flachdach-artikel

Sicherheit mit intelligenten Dampfbremsen: Bei Flachdächern in Holzbauweise kann durch Einsatz feuchtevariabler Dampfbremsen die Innenoberfläche zur Rücktrocknung aktiviert werden – auch unvorhergesehen auftretende Feuchtigkeit kann im Sommer wieder nach innen austrocknen.

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Achtung bei belüfteten Flachdachkonstruktionen: Hier steht und fällt der Feuchteschutz mit der Funktion der Lüftung. Dieses Skizze stellt eine typische Situation dar: Durch verwinkelte Lüftungswege ist fraglich, ob ausreichende Luftdurchstömung zur Feuchteabfuhr stattfinden kann.

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Funktionsweise einer feuchtevariablen Dampfbremse: Während des Winters hat die Membran eine geschlossene Molekularstruktur. Damit entsteht ein hoher Diffusionswiderstand und Schutz vor Feuchtigkeit. Im Sommer hingegen öffnet sich die Molekularstruktur – die Bahn ist dann diffusionsoffen und Feuchtigkeit kann wieder nach innen austrocknen.

Robust mehr Sicherheit
Robuste Bauteile bieten Rücktrocknungsmöglichkeiten zumindest in eine Bauteilrichtung. Im Falle von unbelüfteten Flachdächern bietet sich die Innenseite an, da die Außenseite in der Regel mit wasserdichten und stark diffusionshemmenden Bauteilschichten versehen ist. Es ist hinlänglich bekannt, dass Dampfbremsbahnen mit feuchtevariablen Diffusionswiderständen die innere Rücktrocknungsfläche aktivieren und mittels einer rechnerischen Bemessung des Bauteils für sichere Konstruktionen sorgen können. Entscheidend ist dabei die Berücksichtigung von weiteren äußeren Einflüssen, wie zusätzliche Bauteilschichten oberhalb der Abdichtung (z.B. Begrünungen oder Terassenbeläge) oder Verschattungen – erzeugt z.B. durch Gebäudeversprünge. Zusätzliche Überdämmung bietet Sicherheit bei verschärften Bedingungen
Antrieb für die sommerliche Umkehrdiffusion und damit die Rücktrocknung nach innen, ist die Aufheizung der Dachhaut. Starke Verschattungen der Dachhaut, weitere Beläge wie z.B. Bekiesung, Begrünung, Holzroste oder hellen Dachabdichtungen (weiß oder hellgrau), reduzieren die Wärmeaufnahme der Dachhaut und schränken dadurch das
Trocknungsvermögen nach innen ein. Dieses reduzierte Trocknungsvermögen,
kann man durch eine zusätzliche Überdämmung der Dachhaut ausgleichen.
In Abhängigkeit von Dämmstärke und -material im Gefach, Material der Dachschalung sowie der örtlichen Gegebenheiten (Verschattung / Beläge und Klima), wird diese Überdämmung dimensioniert. Die Überdämmung hat den Effekt, dass die kritische Schicht – also die Dachschalung – während der Winterperiode weiter im Warmbereich liegt. Dadurch werden dort geringere Feuchtegehalte erreicht und damit das Risiko von
feuchtebedingten Schäden reduziert. Unterhalb der Überdämmung, sollte eine Dampfsperre (sd-Wert mind. 100) verlegt werden. Da hier in der Regel dampfbremsende Schaumdämmstoffe verwendet werden, könnte es ohne Dampfsperre sein, dass Feuchtigkeit, die im Winter in den Aufdachbereich eindringt, im Sommer nicht wieder rückstandslos austrocknet. Es bestünde die Gefahr, dass sich die Feuchtigkeit dort allmählich „aufschaukelt“. Durch die Dampfsperre als sog. hygrische Trennung wird verhindert, dass Feuchtigkeit überhaupt in die Aufdachdämmung eindringt. In Verbindung mit einer ausreichend dimensionierten zusätzlichen Aufdachdämmung und einer geeigneten feuchtevariablen Dampfbremse, wird für Flachdachaufbauten mit Zwischensparrendämmung maximale Sicherheit vor  Tauwasserschäden erreicht!

Feuchtevariabiliät und Zulassung
Feuchtevariable Dampfbremsen sind seit über 20 Jahren im Einsatz und haben sich bei fachgerechter Planung und Ausführung in vielen Millionen Quadratmeter Dachfläche bewährt. Die aktuell gültige Holzschutznorm DIN 68800-2 ermöglicht es, dass nicht in der Dämmebene belüftete Flachdachkonstruktionen mit Vollsparrendämmung ohne zusätzlichen Holzschutz ausgeführt werden können. Voraussetzung ist, dass auf der
Innenseite eine feuchtevariable Dampfbrems- und Luftdichtungsbahn mit einem bauaufsichtlichen Verwendbarkeitsnachweis eingesetzt wird. Diesen  Verwendbarkeitsnachweis kann ein Produkt erhalten, wenn es nach den
Vorgaben des DIBt (Deutsches Institut für Bautechnik) erfolgreich einer beschleunigten Alterungsprüfung unterzogen wurde und die Diffusionswiderstände bzw. Reißfestigkeit
vor und nach der unabhängigen Prüfung an einem Prüfinstitut nicht wesentlich voneinander abweichen. Mit der Zulassung wird bestätigt, dass die dort beschriebene Dampfbrems- und Luftdichtungsbahn eine ausreichende Alterungsbeständigkeit
aufweist. Die feuchtevariable Schutzfunktion verhindert bei fachgerechter
Herstellung der Luftdichtheit der Konstruktion die Auffeuchtung des Bauteils durch wohnbedingte Feuchtigkeiten über den Nutzungszeitraum des Gebäudes.
Weiterer Vorteil des bauaufsichtlichen Verwendbarkeitsnachweises ist, dass
die Produktqualität und damit das Einhalten der zugelassenen Werte regelmäßig unabhängig von einem Prüfinstitut überprüft wird. Im Ergebnis, führt das zu einer gleichbleibend hohen funktionalen Qualität für ein hohes Sicherheitsniveau von Holzbaukonstruktionen – Ein guter Weg zur robusten Flachdachkonstruktion mit Volldämmung durch aktivieren der inneren  Rücktrocknungsfläche mit einer bauaufsichtlich zugelassenen feuchtevariablen Dampfbrems- und Luftdichtungsbahn.

Die Autoren
michael-foerster
Michael Förster, Diplom-Bauingenieur, leitet die pro clima Anwendungstechnik und ist Mitglied in verschiedenen DIN-Ausschüssen, beispielsweise DIN 4108-7 und DIN 4108-11.

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Stefan Hückstädt, Diplom-Ingenieur (FH) für Holzbau und Ausbau, berät in der pro clima Technik-Hotline Planer und Verarbeiter und hält Vorträge zum Thema Flachdach. Außerdem gibt er sein Wissen weiter bei Seminaren der pro clima Wissenswerkstatt.

Sie erreichen die Kollegen der pro clima Technik unter:

3 Gedanken zu „Flachdächer in Holzbauweise mit Zwischensparrendämmung

  1. Guter Beitrag. Flachdächer sollten jedoch immer eine Belüftung haben. Alternativ wie hier gut beschrieben eine Aufdachdämmung.
    Mit oder ohne bauphisikalischen Nachweis, bieten auch feuchtevariable Dampfbremsen keine 100% Sicheheit. Sie reagieren auf Feuchtigkeit, wie es der Name schon sagt. In welche Richtung sie öffnen hängt von der Luftfeuchtigkeit ab, hier kann die sogenannte “intelligente” Folie nicht unterscheiden.

    • Hallo Herr Meyer.

      Zunächst einmal vielen Dank für Ihr Kommentar.

      Wie im Artikel beschrieben, können Flachdächer in Holzbauweise ausgeführt werden als…

      1. Konstruktion mit reiner oder hauptsächlicher Aufdachdämmung
      2. Belüftetes Flachdach
      3. Vollgedämmtes Warmdach mit geeigneter feuchtevariabler Dampfbremse innen

      Variante 1 (Aufdachdämmung) ist sicherlich hinsichtlich des Tauwasserschutzes die sicherste Lösung, jedoch konstruktiv nicht immer umsetzbar aufgrund der zusätzlichen Aufbauhöhe ineffizient was Raum- bzw. Höhenausnutzung angeht.

      Variante 2 (belüftetes Dach) setzt eine ausreichend dimensionierte und dauerhaft funktionstüchtige Belüftungsebene voraus. Dadurch wird auch bei dieser Bauweise zusätzliche Aufbauhöhe und Aufwand für die Belüftungsebene benötigt. Eine Belüftung in der Tragebene (sog. Kaltdächer), sind im Hinblick auf die Winddichtung der Wärmedämmung übrigens nicht zu empfehlen.
      Der Tauwasserschutz derartiger Konstruktionen steht und fällt mit der Belüftungsebene! Je nach Regelwerk und Bauteil (Dachneigung, Sparrenlänge), sind unter Umständen Belüftungsquerschnittshöhen von bis zu 150 mm erforderlich. Außerdem müssen Zu- und Abluftöffnungen entsprechend dimensioniert und angeordnet sein („sich sehen“).
      Querhölzer (Wechsel) dürfen die Belüftungsebene nicht durchtrennen.
      Weitere Hintergrundinformationen sind auch in einem Sonderdruck der Fachzeitschrift die neue quadriga zu finden:
      https://de.proclima.com/media/downloads/Quadriga_Sonderdruck_Flachdach.pdf

      Variante 3 (Flachdach mit Zwischensparren-Volldämmung und geeigneter feuchtevariabler Dampfbremse innen)
      Bei dieser Konstruktion wird die Aufbauhöhe voll und effizient zu Dämmzwecken genutzt. Fragwürdige Belüftungsebenen sind nicht erforderlich.
      Bei fachgerechter Ausführung, stellt diese Bauweise eine hinsichtlich des Tauwasserschutzes robuste Lösung dar, die sich mittlerweile in der Praxis bewährt hat.
      Fakt ist, dass ein entsprechend konstruierter Flachdachaufbau mit feuchtevariabler Dampfbremse innen, über zusätzliche Trocknungsreserven auch für unvorhergesehenen Feuchteeintrag verfügt.
      Natürlich sind feuchtevariable Dampfbremsen kein Allheilmittel und bieten, wie im Kommentar auch richtig erkannt, keine hundertprozentige Sicherheit vor Bauschäden. Werden viele, grobe Ausführungsfehler begangen (enorme Leckagen in der Luftdichtung, Verwendung von Baumaterialien mit stark erhöhter Materialfeuchte …), kann auch das Rücktrocknungspotenzial feuchtevariabler Dampfbremsen die Unzulänglichkeiten nicht unbegrenzt „ausbügeln“.
      Oft werden dann jedoch die erheblichen Fehler in Planung oder Ausführung den feuchtevariablen Dampfbremsen zu unrecht angelastet.

      Wenn man nun argumentiert, dass Flachdächer mit reiner Aufdachdämmung die sicherste Lösung darstellen und deshalb ausschließlich gebaut werden sollten, dürften man im Prinzip generell keine Flachdächer bauen, da geneigte Dächer eindeutig besseren Schutz vor Wassereintrag von außen bieten. Dennoch werden unzählige Flachdächer ohne Wasserschaden von außen gebaut. …weil den Beteiligten (Planern und Verarbeitern) klar ist, worauf zu achten ist und dass entsprechende Sorgfalt erforderlich ist.

      Zur Funktionsweise feuchtevariabler Dampfbremse
      Derartige Dampfbremsen reagieren, wie im Kommentar richtig erkannt, auf Luftfeuchtigkeit unabhängig von der Diffusionsrichtung. Bei hoher Umgebungsfeuchte an der Dampfbremse, nimmt der Diffusionswiderstand ab. Bei niedriger Umgebungsfeuchte, steigt dieser an.
      Aufgrund der vorherrschenden klimatischem Bedingungen in unserer Region, ist die Raumluftfeuchte während der Winterzeit sehr niedrig (zw. 30 und 50%), wohingegen die Luftfeuchte im Sommer erhöht ist (z.B. auf 70%). Mit diesem Hintergrund, verhält sich eine feuchtevariable Dampfbremse während der Winterzeit stark dampfbremsend und während der Sommerperiode dampfdurchlässig, wodurch Feuchtigkeit nach innen austrocknen kann.
      Entsteht während der Winterperiode eine erhöhte Feuchtebelastung durch Duschen o.ä., erzeugt diese lediglich eine zeitlich begrenzte „Feuchtespitze“ – im Mittel ist die Luftfeuchte dennoch niedrig. Zusätzlich muss erwähnt werden, dass Wasserdampdiffusion ein langsamer Prozess ist.
      Ein Beispiel:
      Winterklima mit +20°C innen und -10°C / 80% rel. LF außen aus.
      Innen eine erhöhte Raumluftfeuchte von 90% , in der Wärmedämmung auf der Rückseite der Dampfbremse 50%, was eine mittlere Umgebungsfeuchte von 70% ergibt. Dann beträgt der sd-Wert der feuchtevariablen Dampfbremse pro clima INTELLO 1,8m. Pro Stunde gelangen dann lediglich 0,8g Wasser pro m² in die Konstruktion ein! Wasserdampfdiffusion über einen kurzen Zeitraum, kann also im Prinzip keinen Schaden alleine verursachen. Deutlich größere Feuchteeinträge werden über Konvektion (Luftströmung durch Leckagen) eingetragen – laut eines Versuchs des Fraunhofer Instituts für Bauphysik über einen Spalt von 1mm Breite über 1m Länge, 800 g Wasser pro Tag!
      Durch eine feuchtevariable Dampfbremse wird also geringster Feuchteeintrag über Wasserdampfdiffusion im Winter erzeugt, der faktisch keine große Rolle spielt, wohingegen während der Sommerperiode ein Austrocknungsvermögen von teilweise über 3000 g pro m² ermöglicht wird.
      Eine ausführliche Beschreibung der Wirkungsweise feuchtevariabler Dampfbremsen, ist unter folgendem Link zu finden:
      http://www.wissenwiki.de/Feuchtevariabilit%C3%A4t

  2. Vielen Dank für die Auflistung der Gründe für ein Flachdach. Ich glaube auch, dass Energieeinsparung und Raumausnutzung auch uns überzeugt haben. Kommende Woche wird unsere Garage ein Blechdach vom Spengler bekommen.

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