Neubau und Instandsetzung von Flachdächern

Für die Planung und Ausführung von Flachdächern sind verschiedene Regelwerke zu beachten. Diese lassen sich grob in folgende Anwendungsbereiche gliedern:

Für die Planung und Ausführung der Abdichtung kann nur die Flachdachrichtlinie (2016) [3] universell eingesetzt werden, denn sie gilt sowohl für nicht genutzte als auch für genutzte Flachdächer. Die DIN 18531 (2010) [1] ist nur für nicht genutzte Dachflächen und Dächer mit extensiver Begrünung anzuwenden, während die DIN 18195 (2011) [2] für genutzte Dachflächen einschließlich intensiv begrünter Flächen sowie für Balkone und Dachterrassen gilt.

Die beiden Normen DIN 18531 (2011) [1] und DIN 18195 (2010) [2] werden durch eine neue Normenreihe ersetzt, in der die Planung und Ausführung der Abdichtung von Bauwerken und Dächern neu strukturiert und umfassend geregelt wird. Die Abdichtung von nicht genutzten und genutzten Dächern wird in dieser Normenreihe zusammenfassend in einer Norm – der DIN 18531 (neu) [4] – geregelt. Für befahrbare Flächen – d. h. für Parkdächer – gilt dann die DIN 18532 [5]. Die DIN 18195 [6] fungiert demnach nur noch als Rahmendokument und enthält keine abdichtungsspezifischen Regeln mehr. Das bedeutet, dass die bisher gehandhabte Trennung der Regeln für die Abdichtung von Dächern – nicht genutzte Dächer nach DIN 18531, genutzte Dächer nach DIN 18195 – nach Erscheinen der Weißdrucke der neuen Normenreihe nicht mehr praktiziert wird.

Tab. 1: Überblick über die Anwendungsbereiche der Regelwerke für die Abdichtung von Flachdächern

Bild 4: Anwendungsbereiche der DIN 18531 (neu) und DIN 18532 (neu) sowie der Flachdachrichtlinie (2016) (Quelle: Schmidt)

Grundlage für die nachfolgenden Beiträge sind die Flachdachrichtlinie (2016) sowie die neuen Normen DIN 18531 (neu), DIN 18532 (neu) und DIN 18195 (neu), wobei hier die Normentwürfe herangezogen werden. Auf die DIN 18531 (2011) und DIN 18195 (2010) wird punktuell eingegangen, dies wird entsprechend gekennzeichnet.

Tab. 2: Wichtige Regelwerke für die Planung und Ausführung von Flachdächern

Flachdächer lassen sich – neben der grundsätzlichen Einteilung aufgrund ihrer Nutzung in nicht genutzte und genutzte Dächer – auch hinsichtlich ihrer Konstruktionsart differenzieren. Dabei wird eine Einteilung in nicht belüftete und belüftete Flachdachkonstruktionen {Flachdach, nicht belüftet} {Flachdach, belüftet} vorgenommen.

Bei nicht belüfteten Dächern befindet sich direkt über der Wärmedämmschicht keine Luftschicht {Luftschicht} (siehe Definition in DIN 4108-3).

Nach DIN 4108-3 gehören zu den nicht belüfteten Dächern allerdings auch solche Konstruktionen, die auf der Außenseite im weiteren Dachaufbau zusätzlich belüftete Luftschichten aufweisen können. Für die Feststellung, ob ein nicht belüftetes Dach vorliegt, ist daher nicht entscheidend, ob im Dachaufbau grundsätzlich keine Luftschichten vorhanden sind, sondern nur, dass sich direkt über der Wärmedämmung keine belüftete Luftschicht befindet.

Nicht belüftete Dächer werden in der Literatur auch als Warmdächer bezeichnet, wobei dieser Begriff heute nicht mehr verwendet wird und veraltet ist. Mit dem Begriff „Warmdach {Warmdach}“ sollte deutlich gemacht werden, dass die durch die Wärmedämmung geschützten Bauteilschichten bei niedrigen Außentemperaturen „warm“ bleiben und nicht stark abkühlen.

Bild 5: Beispielquerschnitt eines nicht belüfteten und nicht genutzten Flachdaches (Quelle: Schmidt)

Bei nicht belüfteten Dächern kann die Lage der Abdichtung im Querschnitt an unterschiedlichen Stellen angeordnet werden. Dabei ergeben sich folgende Bauarten:

Konventionelle nicht belüftete Dächer {Dächer, konventionelle}

Bei der konventionellen Bauweise eines nicht belüfteten Flachdaches ist die Abdichtung direkt auf der Wärmedämmschicht {Wärmedämmschicht} angeordnet. Die einzelnen Bauteilschichten sind flächig miteinander verbunden und bilden ein mehrschichtiges Verbundbauteil, das als einschalige Konstruktion anzusehen ist.

Charakteristisch für ein nicht belüftetes konventionelles Flachdach ist es, dass eine Dampfsperre {Dampfsperre} eingebaut wird. Diese befindet sich unterhalb der Wärmedämmung, d. h., sie ist auf der „warmen“ Seite des Querschnitts angeordnet und soll den Transport von Wasserdampf in die äußeren Bauteilschichten verhindern. Dadurch wird Tauwasserbildung {Tauwasserbildung} in diesen Schichten zuverlässig vermieden bzw. schädliches Tauwasser begrenzt.

Die typische Reihenfolge der wesentlichen Bauteilschichten einer nicht belüfteten Flachdachkonstruktion in konventioneller Bauweise ergibt sich somit wie folgt (von innen nach außen):

Bild 6: Beispielquerschnitt eines einschaligen, nicht belüfteten Flachdaches (Warmdach) (Quelle: Schmidt)

Die Wärmedämmung {Wärmedämmung} eines nicht belüfteten Daches in konventioneller Bauweise muss dem Anwendungstyp DAA nach DIN 4108-10 entsprechen. Der Anwendungstyp DAA beschreibt die Außendämmung eines Daches oder einer Decke, die vor Bewitterung geschützt ist, sowie Dämmungen unter Abdichtungen.

Nicht belüftete Flachdächer in konventioneller Bauweise werden üblicherweise bei Neubauten mit Flachdächern, die an beheizte Räume grenzen, ausgeführt. Beispielhaft seien Wohngebäude, Büro- und Verwaltungsbauten, Hallen (Sport- und Versammlungshallen, Hallen für Gewerbe- und Industriebetriebe, Flughafenterminals usw.) und ähnliche Gebäude genannt. Konventionelle nicht belüftete Dächer eignen sich für nicht genutzte sowie für genutzte Flächen, wobei die Wärmedämmung für die jeweilige Nutzung geeignet sein muss (z. B. ausreichende Druckbelastbarkeit).

Umkehrdächer {Umkehrdächer}

Bei einem Umkehrdach ist die Schichtenfolge im Vergleich zum nicht belüfteten konventionell ausgeführtem Flachdach umgekehrt, d. h., die Dachabdichtung befindet sich unter der Wärmedämmung. Der typische Aufbau ergibt sich somit wie folgt (von innen nach außen):

Bild 7: Beispielquerschnitt eines Umkehrdaches (Quelle: Schmidt)

Das Umkehrdach wurde ursprünglich in den USA entwickelt, nachdem dort in den 1950er-Jahren vermehrt Schäden an konventionellen einschaligen Flachdächern mit Bitumenabdichtungen auftraten [25]. Als Ursache hierfür wurden Beanspruchungen aufgrund zu hoher Temperatureinwirkungen der Dachabdichtung vermutet, was zur Entwicklung des Umkehrdaches führte.

Die Ausführung als Umkehrdach bietet sich bei der Durchführung von energetischen Sanierungsmaßnahmen an, wenn sich auf dem Flachdach eine noch im Wesentlichen intakte Abdichtung befindet und diese als Altabdichtung belassen werden soll. Nach der Vorbehandlung des Untergrundes und dem Ausbessern von Schadstellen, die gegebenenfalls in der Abdichtung vorhanden sind, kann direkt auf die Altabdichtung die Wärmedämmschicht in der erforderlichen Stärke aufgebracht werden. Der Einbau einer weiteren Abdichtungsschicht ist nicht erforderlich.

Sofern die Abdichtung neu eingebaut wird, eignen sich hierfür zwei Lagen Polymerbitumenbahnen.

Das Besondere an einem Umkehrdach ist, dass auf den Einbau einer zusätzlichen Dampfsperre verzichtet werden kann, weil die Abdichtung diese Funktion übernimmt. Prämisse hierfür ist selbstverständlich, dass die vorhandene Abdichtung eine ausreichende wasserdampfdiffusionsäquivalente Luftschichtdicke aufweist (sd-Wert). Dies ist durch einen entsprechenden Nachweis nach DIN 4108-3 zu überprüfen.

Eine weitere Besonderheit stellt die Entwässerung des Daches dar. Sie erfolgt sekundär auf der Ebene der Dachoberfläche und primär auf der Abdichtungsebene. Hierzu sind entsprechend konstruierte Abläufe vorzusehen, die in der Lage sind, Niederschlagswasser von beiden Entwässerungsebenen aufzunehmen.

Umkehrdächer erfordern geeignete Dämmstoffe, die eine ausreichende Druckbelastbarkeit aufweisen müssen und gegenüber Witterungseinflüssen beständig sind. Nach DIN 4108-10 müssen Wärmedämmstoffe für Umkehrdächer dem Anwendungstyp DUK entsprechen (DUK: „Außendämmung des Daches, der Bewitterung ausgesetzt (Umkehrdach)“), siehe Tabelle 3. Als Dämmstoff für Umkehrdächer wird vorwiegend extrudiertes Polystyrol (XPS) nach DIN EN 13164 eingesetzt. Für die Anwendung als Dämmstoff für ein Umkehrdach müssen neben den normativen Anforderungen zusätzlich die Anforderungen der Allgemeinen Bauaufsichtlichen Zulassung erfüllt werden. Die Dämmstoffplatten dürfen nur einlagig mit Stufenfalz und mit Fugenversatz verlegt werden. Eine mehrlagige Ausführung mit stumpf gestoßenen Dämmplatten ist nicht zulässig.

Auf der Oberseite der Dämmschicht ist eine Filterschicht {Filterschicht} (Filtermatte, -vlies) einzubauen. Hiermit soll das Eindringen von Schmutzpartikeln aus der Kiesschicht in die Dämmschicht verhindert werden. Weiterhin ist zu beachten, dass Bauteilschichten, die oberhalb der Wärmedämmung angeordnet werden (wie z. B. die zuvor erwähnte Filterschicht), diffusionsoffen sein müssen.

Ein langfristiges Überstauen der Wärmedämmung mit Niederschlagswasser ist auszuschließen. Die Entwässerung muss daher ausreichend dimensioniert werden. Kurzfristiges Überstauen, z. B. bei Starkregenereignissen, ist dagegen zulässig.

Die Wärmedämmung ist durch eine Auflast gegen Abheben (Windsog {Windsog}) zu sichern. Die erforderliche Auflast ist in Abhängigkeit von den zu erwartenden Windlasten zu bemessen. Wesentliche Einflussparameter auf die Größe der Windlasten sind Bauwerksstandort, Gelände, Gebäudehöhe und -geometrie.

Beim Nachweis des Wärmeschutzes ist zu beachten, dass die Dämmwirkung {Dämmwirkung} eines Umkehrdaches gegenüber einem konventionell gedämmten Dach etwas schlechter ist, da sich der Wärmedurchgang aufgrund von vorhandenem Wasser im Dachaufbau erhöht. Der Wärmedurchgangskoeffizient muss daher bei Umkehrdächern mit einem Korrekturwert erhöht werden.

Die Ausführung als Umkehrdach eignet sich vorzugsweise für schwere Tragkonstruktionen (z. B. Stahlbetondecken).

Gegenüber einem konventionellen nicht belüfteten Dach, bei dem die Abdichtung auf der Wärmedämmung angeordnet ist und sich somit auf der Außenseite des Flachdaches befindet, ergeben sich beim Umkehrdach aufgrund der geschützten Lage der Abdichtung, die sich unter der Dämmschicht befindet, einige Vorteile:

Bild 8: Vergleich der Temperaturprofile eines konventionellen nicht belüfteten Flachdaches und eines Umkehrdaches (Quelle: Schmidt)

Neben der Anwendung bei Sanierungsmaßnahmen von Bestandsdächern können Umkehrdachkonstruktionen selbstverständlich auch bei Neubauten ausgeführt werden. Umkehrdächer sind für nicht genutzte sowie für genutzte Dachflächen (hier bei entsprechender Druckbelastbarkeit und Eignung der Wärmedämmung) geeignet.

Duodächer {Duodächer}

Ein Duodach entsteht, wenn auf den Dachaufbau eines konventionellen nicht belüfteten, aber bereits gedämmten Flachdaches eine weitere Wärmedämmschicht auf der bestehenden Abdichtung angeordnet wird. Als Aufbau ergibt sich folgende Schichtenfolge (von innen nach außen):

Bild 9: Beispielquerschnitt eines Duodaches (Quelle: Schmidt)

Für die oberseitige Wärmedämmung gelten die gleichen Anforderungen wie bei einem Umkehrdach. Die Dämmstoffe müssen dem Anwendungstyp DUK entsprechen, die Dämmschicht ist gegen Abheben zu sichern. Wie beim Umkehrdach erfolgt auch beim Duodach die Entwässerung auf zwei Ebenen.

Bei Duodächern kann sich der Taupunkt – bedingt durch die beiden im Querschnitt vorhandenen Abdichtungsschichten – so ungünstig verschieben, dass mit Tauwasserbildung zu rechnen ist. Aus diesem Grund ist ein rechnerischer Nachweis nach DIN 4108-3 zu führen.

Duodächer werden meistens im Rahmen energetischer Sanierungsmaßnahmen ausgeführt, wenn der bereits bestehende Dachaufbau noch intakt ist und lediglich eine stärkere Wärmedämmschicht eingebaut werden soll. Für Neubauten ist es dagegen nicht sinnvoll, Flachdächer als Duodachkonstruktion auszuführen.

Bei belüfteten Dächern befindet sich direkt über der Wärmedämmung eine belüftete Luftschicht, die mit der Außenluft in Verbindung steht. Belüftete Flachdächer, für die früher der Begriff Kaltdächer {Kaltdach} verwendet wurde, stellen demnach zweischalige Konstruktionen dar, im Gegensatz zu nicht belüfteten Dächern, die grundsätzlich einschalig (als mehrschichtiges Verbundbauteil) ausgeführt werden.

Belüftete Flachdachkonstruktionen werden in der Regel für nicht genutzte Dachflächen vorgesehen. Grundsätzlich ist es aber möglich, auch belüftete Flachdächer zu nutzen. Dies kommt in der Praxis allerdings selten vor. Aus diesem Grund soll die Option eines genutzten belüfteten Flachdaches nachfolgend nicht weiterverfolgt werden.

Der grundsätzliche Aufbau eines belüfteten Flachdaches ergibt sich nach folgendem Schema (von innen nach außen):

Bild 10: Beispielquerschnitt für ein belüftetes Flachdach (Kaltdach) (Quelle: Schmidt)

Die Tragkonstruktion, die Dampfsperre sowie die Wärmedämmung bilden die raumseitige Innenschale. Die Außenschale besteht aus der Dachabdichtung und einer flächigen Unterlage mit zugehöriger Tragkonstruktion, die als Auflage für die Abdichtung dient. Zwischen Innen- und Außenschale befindet sich die Belüftungsebene.

Durch die Belüftungsebene strömt bei entsprechenden Druckverhältnissen (durch Thermik und/oder Winddruck) Außenluft. Diese soll Wasserdampf sowie gegebenenfalls anfallendes Tauwasser und Feuchtigkeit aufnehmen und aus dem Dachquerschnitt abtransportieren. Hierin liegt die ursprüngliche Idee des nicht belüfteten Flachdaches, die vorsieht, schädliche Tauwasserbildung im Bauteil selbst bei einer fehlenden oder unzureichenden Dampfsperre zu verhindern. Voraussetzung hierfür ist die Sicherstellung einer einwandfreien und dauerhaft funktionierenden Belüftung der gesamten Belüftungsebene, die ausreichend dimensionierte Lüftungsöffnungen sowie einen entsprechend ausgelegten Lüftungsquerschnitt erfordert.

In der Praxis ergeben sich jedoch häufig ungünstige Randbedingungen, die in der Folge zu Tauwasser- und Feuchteschäden führen können. Im Einzelnen sind dies:

Bild 11: Problematische Randbedingungen bei belüfteten Flachdächern (Quelle: Schmidt)