Konstruktive Feuchteschutzmaßnahmen

Fassaden, erdberührte Bauteile, Dächer

Die normativ erforderlichen Berechnungen zum Feuchteschutz begreifen diesen zuerst einmal als ein bauphysikalisches Thema. Tatsächlich muss der Feuchteschutz durch konstruktive Maßnahmen am Bauwerk sichergestellt sein. Dies geschieht auf der Grundlage diverser Normen und Richtlinien zu den einzelnen Bauteilen, die dem Wasser ausgesetzt sind. Nachfolgend eine Übersicht zu den unterschiedlichen Bauteilen.

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Anforderungen an Fassaden
Die Grundlage zur Festlegung der Exposition von Fassaden bildet die DIN 4108-2: Wärmeschutz und Energie-Einsparung in Gebäuden - Teil 2: Mindestanforderungen an den Wärmeschutz zum klimabedingten Feuchteschutz, der eine wesentliche Grundlage des Wärmeschutzes bildet. In dieser Norm erfolgt eine Einteilung der Bundesrepublik Deutschland nach Beanspruchungsgruppen, die aus den Jahresniederschlagsmengen resultieren. Mit den Grundlagen der drei möglichen Beanspruchungsgruppen werden die Vorgaben an die Art des Putzes und die Ausführung der Fugenabdichtung an Gebäuden bestimmt.

Für die Art des anzuwendenden Putzes auf Fassaden ist der Wasseraufnahmekoeffizient WW von entscheidender Bedeutung. Putze und Beschichtungen, deren Wasseraufnahmekoeffizient WW ≤ 0,5 kg/(m2∙h0,5) beträgt, sind wasserabweisend und müssen bei den Beanspruchungsgruppen II und III zur Ausführung kommen. Nach der Einteilung der DIN 4108-3 Wärmeschutz und Energie-Einsparung in Gebäuden – Teil 3: Klimabedingter Feuchteschutz, Tabelle 7 sind für alle drei Beanspruchungsgruppen nur Außenwände mit gefügedichter Betonaußenschicht, hinterlüftete Außenfassaden, Wände mit einem Wärmedämmverbundsystem (WDVS) mit bauaufsichtlicher Zulassung, Wärmedämmputze oder Wände in Holzbauart mit einem Wetterschutz nach DIN 68800-2 Holzschutz – Teil 2: Vorbeugende bauliche Maßnahmen im Hochbau zulässig.

Neben den Anforderungen an die Fläche sind besonders die Anschlüsse und Fugen schlagregendicht herzustellen. Hier unterteilt die Norm die Anforderung an horizontale und vertikale Fugen. Für horizontale Fugen formuliert sie Norm, in Abhängigkeit zur Beanspruchungsgruppe, Schwellenhöhen von h ≥ 60 mm bis 100 mm.

Anforderungen an erdberührte Bauteile
Feuchteschutzmaßnahmen von erdberührten Bauteilen werden auf Grundlage der DIN 4095 Baugrund; Dränung zum Schutz baulicher Anlagen; Planung, Bemessung und Ausführung und der DIN 18533: Abdichtung von erdberührten Bauteilen geregelt. DIN 4095 beinhaltet Vorgaben zum Schutz von baulichen Anlagen durch eine Dränung vor den Fundamenten im Erdreich oder unter großen Bodenplatten > 200 m². Die Dimensionierung der Dränung und der zu wählende Schichtaufbau erfolgen unter Berücksichtigung der geologischen Bedingungen, also der Ableitfähigkeit des Erdreiches.

Anforderungen an Dächer
Bei den Dächern muss nach der Art der Konstruktionen unterschieden werden, die auch die Art und Weise der Abdichtung beeinflusst. Grundsätzlich wird unterteilt nach

  • Nicht belüftetes Dach (Warmdach)
  • Belüftetes Dach (Kaltdach)
  • Umkehrdach

Zusätzliche Anforderungen an die Abdichtung resultieren aus der Neigung der Dachfläche und dem Grad der Nutzung von Dachflächen, also, ob die Dachfläche begangen oder befahren werden muss. Hieraus resultieren auch Anforderungen an die Dämmstoffqualitäten, die eingesetzt werden.

Anwendungsklassen bei Dachabdichtungen
Damit gelten u.a. die Normenreihe DIN 18531: Abdichtung von Dächern sowie von Balkonen, Loggien und Laubengängen und die Flachdachrichtlinie. Neben dem energetischen Aspekt und der Sicherung der Konstruktion gegen einen Tauwasserausfall im Inneren ist insbesondere die Ableitung des Regenwassers das entscheidende Qualitätskriterium. Dazu unterscheidet die DIN 18531 Dachabdichtungen die Anwendungsklassen K1 für den Standardfall und K2 für die höherwertige Ausführung. Kommt eine Dachabdichtung nach K2 zur Ausführung kann von einer erhöhten Zuverlässigkeit, einer längeren Nutzungsdauer und ggf. von einem geringeren Wartungsaufwand ausgegangen werden. Eine Ausführung nach K2 kann besonders bei schwer zugänglichen Dächern, Hochhäusern oder Gebäuden mit hochwertigen Nutzungen zur Anwendung kommen.

Werden Dachabdichtungen nach der Kategorie 1 ausgeführt, muss ein Mindestgefälle der Abdichtungsebene von 2% eingehalten werden. Bei Dachabdichtung nach K2 dürfen die Gefälle auch < 2% ausgeführt werden. Vom Planer sollte dies im Anwendungsfall mit dem Bauherren abgestimmt werden. Für die Ausführung kommen Dachabdichtungen aus Bitumen- oder Polymerbitumenbahnen, Kunststoff- und Elastomerbahnen oder Abdichtungen aus flüssigem Kunststoff infrage. Die Verlegung der Bitumen- oder Polymerbitumenbahnen erfolgt im Regelfall der Anwendungskategorien K1 und K2 zweilagig. Dachabdichtungen aus Kunststoff- oder Elastomerbahnen werden dagegen grundsätzlich einlagig ausgeführt.

Anschlusshöhen der Abdichtung an aufgehende Bauteile
Neben der handwerklich erforderlichen Qualität der Ausführung von Nähten und Anschlüssen, sind die einzuhaltenden Anschlusshöhen an aufgehenden Bauteilen unbedingt einzuhalten. Hier muss bei Dachneigungen bis 5° die Dachabdichtung mindestens 15 cm über die Wasser führende Ebene hochgeführt werden. Liegt die Dachneigung über 5°, kann die Anschlusshöhe auf 10 cm reduziert werden. Von diesen Anforderungen der DIN muss jedoch abgewichen werden, wenn es regional zu einer höheren Schnee- oder Niederschlagsbelastung kommen kann. Dann sind die Anschlusshöhen zu erhöhen. Die Anschlusshöhe ist anzupassen, wenn auf der Dachabdichtung Schutzschichten wie z.B. Bekiesungen aufgebracht sind. Als Oberkante gilt dann die Bekiesung, die auf der Wasser führenden Schicht liegt.

Zu den Ansprüchen an die Dachabdichtung und den Anschlüssen an aufgehende Bauteile oder Dacheinbauten muss in der Planungsphase die Lage und Anzahl von Dachabläufen auf die Gebäudegeometrie abgestimmt werden. Dabei gilt als Vorgabe der Flachdachrichtlinien, dass neben der notwendigen Anzahl von Dachabläufen auch immer funktionierende Notabläufe vorhanden sein müssen. Die Auslegung der Dachabläufe erfolgt auf der Grundlage der DIN 12056 Schwerkraftentwässerungsanlagen innerhalb von Gebäuden.

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Es handelt sich um eine der wenigen bauaufsichtlich eingeführten Normen. Deren Vorgaben sind im Zuge der Planung anzuwenden, die Nachweise bereits im Bauantragsverfahren nachzuweisen.

Feuchteschutz durch Luftdichtheit

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Die Grundlage zur Festlegung der Exposition von Fassaden bildet die DIN 4108-2 zum klimabedingten Feuchteschutz, der eine wesentliche Grundlage des Wärmeschutzes bildet.

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Der Feuchteschutz muss durch konstruktive Maßnahmen am Bauwerk sichergestellt sein. Dies geschieht auf Grundlage diverser Normen und Richtlinien zu den einzelnen Bauteilen, die dem Wasser ausgesetzt sind.

Luftfeuchte und Wasserdampfdiffusion

Schimmelpilzbefall in einem Wohnraum an einer dreidimensionalen Außenecke: Der Ausfall von Kondensat auf den kalten Oberflächen bildete die Grundlage für den Pilzbefall

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Warme Luft kann wesentlich mehr Wasser an sich binden als kalte Luft. Im Umkehrschluss muss Luft, die abgekühlt wird, auch immer direkt Wasser freigeben.

Nachweisfreie Konstruktionen des Feuchteschutzes

Beispiel: Außenwände, die als ein- oder zweischaliges Mauerwerk nach DIN 1053-1 erstellt werden, müssen nicht mittels eines rechnerischen Nachweises zum Tauwasserausfall nachgewiesen werden, wenn ein ausreichender Wärmeschutz vorliegt.

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Bei einigen in der DIN 4108-3 beschriebenen Konstruktionen ist kein Nachweis zum Tauwasserausfall notwendig, darunter Wände in Massivbauweise, Holzfachwände, erdberührende Wände und diverse Dachkonstruktionen.

Normativer Rechenweg: Randbedingungen

Die Berechnung im Glaser-Verfahren zur Bewertung eines möglichen Tauwasserausfalls im Bauteil geht von stationären Randbedingungen in der winterlichen Tauperiode von Dezember bis Februar aus.

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Die Grundlagen für Außenwände, die einer Schlagregenbeaufschlagung unterliegen, behandelt die DIN 4108-3: Wärmeschutz und Energie-Einsparung in Gebäuden – Klimabedingter Feuchteschutz.

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Grundsätzlich soll kein Wasser in die Bauwerkskonstruktion eindringen, da hieraus Schäden und Nutzungseinschränkungen resultieren. Es sind daher planerische Vorkehrungen zu treffen.

Schäden durch Tauwasser

Der Ausfall von Tauwasser ist häufig die Folge von bauphysikalischen und konstruktiven Mängeln, aber auch das Nutzerverhalten kann die Grundlage von Tauwasserschäden bilden.

Sd-Wert

Bei mehrschichtigen Bauteilen wird der sd-Wert für das Bauteil schichtenweise ermittelt und addiert.

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Durch den Bezug der tatsächlichen Bauteilstärke m zu der wasserdampfdiffusionsäquivalenten Luftschichtdicke wird der sd-Wert ermittelt.

Stoffeigenschaften und Wasserdampfdiffusionswiderstand

In den Normen zum Wärme- und Feuchteschutz sind im Regelfall zwei µ-Werte für Baustoffe aufgeführt: einer für den feuchten und einer für den trockenen Zustand des Baustoffes.

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Tauwasser auf/in Bauteilen

Unter besonderen winterlichen Bedingungen kommt es bei Fenstern zu einem Tauwasserausfall: Ursache kann unzureichendes Heiz- und Lüftungsverhalten der Bewohner/Nutzer sein oder der umlaufende Glasrandverbund, der eine wärmetechnische Schwachstelle in einer hochgedämmten Glastafel bildet

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Wie lässt sich die bauphysikalische Qualität eines Bauteils bewerten, welche Eigenschaften und Prozesse spielen dabei eine Rolle?

Tauwasser und Glaser-Verfahren

Temperaturverteilung in einer Außenwand mit einer hinterlüfteten Vorsatzschale

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Kernstück des rechnerischen Nachweisverfahrens der DIN 4108-3 zum Feuchteschutz ist das sogenannte Glaser-Verfahren. Ein ganzheitliches feuchtetechnisches Konzept ist dennoch erforderlich.