4. August 2021
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Kompaktdach für Hochhäuser

Extreme Wetterphänomene treten immer häufiger auf. Mit den damit verbundenen Herausforderungen muss sich auch die Baubranche verstärkt auseinandersetzen. Beim Bau und bei der Sanierung – unter anderem von Hochhäusern – spielt beispielsweise die Windsogsicherheit der Dachkonstruktion seit jeher eine wichtige Rolle. Ihr kommt vor dem Hintergrund zunehmender Starkwetterereignissen, wie Orkanen, eine zunehmende Bedeutung zu. Zugleich müssen die eingesetzten Dämmstoffe der Muster-Hochhaus-Richtlinie (MHHR) entsprechen und somit nichtbrennbar sein. Denn die Wahl der Baustoffe entscheidet maßgeblich über den Sicherheitsfaktor des gesamten Gebäudes. Foamglas kann in diesem Kontext besonders überzeugen. Als Kompaktdach ausgeführt, sorgt die Schaumglas-Dämmung für eine windsogsichere Konstruktion des Flachdaches. Die luftdichte Konstruktion reduziert zugleich Wärmebrücken.

Heftige Gewitter, Starkregen und Orkane – extreme Wetterphänomene haben in den vergangenen Jahren zugenommen und werden damit zu den zentralen Herausforderungen im Hochhausbau. Da der Luftwiderstand mit zunehmender Höhe fällt, nimmt die Windgeschwindigkeit bei Sturm besonders in höheren Lagen zu. Somit steigt – Stockwerk für Stockwerk – auch der auf einem Bauwerk lastende Druck und Windsog. Für den Bau und Betrieb von Hochhäusern – also Gebäuden, bei denen der Fußboden eines Aufenthaltsraumes mehr als 22 Meter über der festgelegten Geländeoberfläche liegt – müssen so nicht nur die bauaufsichtlichen Auflagen der Muster-Hochhaus-Richtlinie bedacht werden, sondern auch die Windsogsicherheit.

Winddynamik im Flachdachbau

Besonders im Bereich des Flachdachs muss die Winddynamik mehrstöckiger Gebäude berücksichtigt werden. Denn: Luft und somit auch Wind besteht aus unzähligen Gasmolekülen. Diese bewegen sich bei Windstille gleichmäßig und ungeordnet im Raum. Auch die innerhalb eines Dachaufbaus eingeschlossene Luft ruht – sowohl in der Dämmung als auch zwischen der Dämmung und Abdichtung. Mit steigendem Windaufkommen nimmt nun aber die Bewegung der über die Dachabdichtung strömenden Gasmoleküle zu. Diese passen sich der Richtung des Windes an und strömen dem entsprechend weniger in die restlichen fünf Richtungen aus. Es stoßen deutlich mehr Luftteilchen von innen gegen die Abdichtung als von oben darauf. Der Druck im Inneren der Konstruktion nimmt zu. Dem Bernoulli-Effekt entsprechend kann die Dachabdichtung bei steigender Windlast somit von innen nach oben weggedrückt werden. Aus diesem Grund sind Flachdächer – besonders im Hochhausbau – komplexe und empfindliche Systeme. Ihre Dämmung und Abdichtung müssen sowohl Umwelteinflüssen als auch thermischen und mechanischen Belastungen standhalten.

Windlast sicher ableiten

Gemäß der „Fachregeln für Dächer mit Abdichtungen“ des deutschen Dachdeckerhandwerks – verkürzt auch als Flachdachrichtlinien bezeichnet – müssen Maßnahmen zur Sicherung des Flachdachaufbaus gegen das Abheben durch Windkräfte ergriffen werden. Die Ermittlung von Windlasten erfolgt dabei anhand der Berechnungsgrundlage für die Standsicherheitsuntersuchung. Unter Berücksichtigung der bauteilspezifischen Sicherheitszuschläge erfolgt anschließend über mechanische Befestigungen oder mit einem mehrschichtigen Dachaufbau die Ableitung der Windlast bis in die Unterkonstruktion. So erhöhen anfällige Flachdachkonstruktionen den Wartungsaufwand des gesamten Hochhausbaus und bergen ein enormes Kosten- und Sicherheitsrisiko. Vor diesem Hintergrund bietet die vollflächige Verklebung der Dachabdichtung eine widerstandsfähige Lösung, um ein windsogsicheres Abdichtungspaket zu erstellen. Während mechanische Befestigungen die entstehende Druckeinwirkung lediglich punktuell ableiten, ermöglicht eine flächige Verklebung der Dämmschicht und Abdichtung die gleichmäßige Verteilung der Windlast über die gesamte Dachfläche. Das langlebige Material Schaumglas kann vollflächig mit Heißbitumen verklebt werden und überzeugt in diesem Kontext durch seine besonderen bauphysikalischen Eigenschaften.

Nachhaltiger Dämmstoff

Schaumglasdämmstoffe von Foamglas werden in einem zweiteiligen Herstellungsprozess gefertigt. Geschmolzenes Glas mit einem Recyclinganteil von ~60 Prozent wird mit weiteren Rohstoffen vermischt, gemahlen und anschließend unter Wärmezufuhr zum nachhaltigen Dämmstoff Foamglas aufgeschäumt. Da bei der Herstellung in dem zähflüssigen Material unzählige kleine Glaszellen entstehen, sind die entstandenen Schaumglas-Platten absolut wasser- und dampfdiffusionsdicht. Die hermetischen Zellen verhindern ein Durchfeuchten der Platten. Durch die Diffusionsdichtheit des Materials entfällt die zusätzliche Montage einer Dampfsperre unterhalb der Dämmschicht. Um Energieverluste zu verringern, ist auch bei Hochhäusern eine Wärmedämmung fester Bestandteil des Flachdachaufbaus. Die hermetische Zellstruktur der Schaumglasplatten von Foamglas speichert Wärme und wirkt sich positiv auf die Energieeffizienz des Gebäudes aus. Die Installation einer zusätzlichen Wärmedämmschicht entfällt.

Luftfrei verklebt

Das Kompaktdachsystem von Foamglas bietet in allen Höhenlagen ein Höchstmaß an Windsog- und Planungssicherheit. Die Flachdachkonstruktion zählt allgemein zu den sogenannten „Warmdächern“. Das Foamglas-System bietet im Vergleich zu klassischen Warmdächern aber zahlreiche Vorteile: Da durch den absolut wasser- und dampfdichten Glasdämmstoff zum Beispiel auf die Verlegung einer Dampfsperre verzichtet werden kann, ermöglicht das System eine hohlraumfreie und somit kompakte Ausführung des gesamten Dämmschichtenaufbaus. Insbesondere Fachplaner und Statiker schätzen das Sicherheitspotenzial des Kompaktdaches. Denn damit können die Einteilung in Eck-, Rand- und Mittenbereich ebenso entfallen, wie die Ermittlung der partiellen Windsogkräfte. Bei nicht rechteckigen Gebäuden ist die diffizile Interpretation der physikalisch wirksamen Gebäudeabmessungen obsolet. Das Kompaktdach erweist sich somit auch dann als sichere windsogtechnische Lösung, wenn aufwendige Grundrisse nicht exakt berechenbar nach aktuellem Stand der Technik sind. Dies gilt auch für besonders windkritische Gebäudetypen wie Türme und Gebäude mit Höhen bis zu 200 Metern.

Die Schaumglas-Dämmplatten werden mit Heißbitumen vollfugig und vollflächig auf einer Tragschicht verklebt. Nach der im Verband erfolgten Verlegung der Platten – beispielsweise auf einer Massivdecke aus Beton – wird auch die Abdichtung oberhalb der Dämmschicht im Heißbitumen-Gieß- oder Schweißverfahren vollflächig verklebt. Eine Gefälledämmung erfolgt mit Hilfe eines individuellem Gefälleplans und den entsprechend gekennzeichneten Gefälleplatten. Die dünnwandigen Glaszellen des Materials erleichtern das Zuschneiden und Nachbearbeiten der Platten. Aufgrund der kompakten Verklebung sind Schadstellen, sollten diese einmal auftreten, eindeutig begrenzt und gut lokalisierbar. Eingedrungenes Wasser kann sich nicht ausbreiten, eine Unterläufigkeit ist ausgeschlossen.

Hoher Bau, hohe Anforderungen

Um einen Brandüberschlag zu vermeiden, dürfen für den Bau und Betrieb von Hochhäusern nur nichtbrennbare Baustoffe eingesetzt werden. Sowohl die Dämmung als auch die Dachabschlüsse müssen einer Brandbeanspruchung durch Flugfeuer und strahlende Wärme ausreichend lang standhalten (sogenannte harte Bedachung). Bei der Wahl der Baumaterialien ist daher nicht nur auf Windsogsicherheit, sondern auch auf Brandsicherheit und Beständigkeit zu achten. Foamglas erfüllt diese Anforderungen allein durch seine Materialbeschaffenheit. Denn die vorgefertigten Schaumglasplatten sind aufgrund ihrer mineralischen Zusammensetzung nicht brennbar und nach EN 13501 als A1-Baustoff klassifiziert. Durch seine geschlossenzellige Glasstruktur ist Schaumglas nicht verrottbar und erweist sich auch bei einer Langzeitbelastung als besonders resistent. Der druckfeste Dämmstoff kann Lasten verformungsfrei aufnehmen und bietet sowohl Insekten als auch Nagetieren und Vögeln keine Basis für Brut- oder Nistplätze. Die Schaumglasplatten von Foamglas sind des Weiteren leicht zu verarbeiten und vielseitig einsetzbar. Kompakt verklebt erweisen sich die anorganischen Schaumglasplatten als unkomplizierte Lösung für gleich mehrere Probleme im Hochhausbau.

Das Kompakt- und Gefälledachsystem von Foamglas vereinfacht die Ausführung von normgerechten Flachdächern in allen Höhen – selbst bei aufwendigeren Grundrissen. Durch den kraftschlüssigen Plattenverbund mit dauerelastischen Fugen und die luft- und winddichte Ausbildung aller Anschlüsse stellt das System aus Schaumglasplatten sicher, dass keine Lufteinschlüsse unter der Dachbahn zum Abschälen der Dachabdichtung beitragen. Während Auflasten, wie Kies- und Plattenbeläge, bei Starkwindereignissen durch Verwehungen eine ernstzunehmende Gefahr für Mensch und Umgebung bilden können, bietet die zweischalige Abdichtung der kompakt verklebten Flachdachkonstruktion ein enormes Sicherheitspotenzial. Die Planung gestaltet sich dabei besonders einfach, denn Foamglas liefert objektbezogene Verlegepläne sowie Stücklisten und steht während der gesamten Planungsphase des Hochhausdaches beratend zur Seite.

Flachgeneigte Hochhausdächer sind sowohl Umwelteinflüssen als auch starken thermischen und mechanischen Belastungen ausgesetzt. Schadhafte Dämmungen und Abdichtungen können eine Gefahr für Mensch und Umgebung bilden und erhöhen den Wartungsaufwand des gesamten Gebäudes. Foto: Roland Halbe

Um das Sicherheitsniveau zu erhöhen, dürfen bei Gebäuden mit einer Höhe von mehr als 22 Metern nur nichtbrennbare Baustoffe eingesetzt werden. Diese Anforderung erfüllt Foamglas als nichtbrennbares Dämmmaterial. Foto: Roland Halbe

Die Schaumglasplatten können auf unterschiedlichen Trägerschichten luftdicht verklebt werden. Durch die besonderen bauphysikalischen Eigenschaften des Foamglas-Systems entfällt das Aufbringen einer Auflast aus Betonplatten oder Kies sowie das zusätzliche Einziehen einer Wärmedämmschicht. Foto: FOAMGLAS

Auf die Verklebung der Platten folgt ein Deckanstrich mit witterungsbeständigem Heißbitumen. Zwei abschließende Lagen UV-beständiger Abdichtung versiegeln den kraftschlüssigen Verbund. Foto: FOAMGLAS

Die leistungsstarken Systemlösungen von Foamglas eigenen sich sowohl für die Sanierung als auch die Neuplanung von Hochhausdächern. Aufgrund seiner besonderen Zellstruktur kann das Material nicht verrotten und bewahrt stets seine ursprüngliche Wärmedämmleistung bei absoluter Dichtheit. Foto: Thomas Robbin

Text und Bilder zum Download: