Windbelastung
Bei Dachziegeln und -steinen
Um Dächer samt Eindeckung sicher gegen Sturmschäden zu machen,
müssen sie verschiedene Anforderungen erfüllen. In diesem
Zusammenhang ist einerseits die DIN EN 1991-1-4
(2010-12, Eurocode 1: Einwirkungen auf Tragwerke – Teil
1-4: Allgemeine Einwirkungen – Windlasten) relevant,
andererseits werden auch in den Fachregeln des Deutschen
Dachdeckerhandwerks Aussagen über die Art und Anzahl von
Befestigungen des Deckmaterials festgelegt. Grundsätzlich gilt
jedoch, dass Zusatzmaßnahmen erforderlich sind, wenn der Windsog das
Eigengewicht der Dachdeckung überschreitet.
Die Größe der Windbelastung bei Dachziegeln und Dachsteinen wird von vielen unterschiedlichen Parametern beeinflusst:
Lage
Die Lage eines Gebäudes ist dann von Bedeutung, wenn es besonders exponiert liegt, z.B. an einer Steilküste. Der nach oben abgedrängte Wind wird zusätzlich beschleunigt. Die Gefahr bei direkt an Küsten gelegenen Häusern ist höher einzustufen, als bei solchen im Landesinneren. Als Ausnahme gilt hier die Hochgebirgslage.
Gebäudehöhe
Relativ eng verbunden mit der Gebäudelage ist die Gebäudehöhe. Bei niedrig gelegenen Gebäuden wird der Wind durch umliegende Gebäude abgebremst. Überschreiten Gebäude eine Höhe von 30 m, wird eine Einzelfallberechnung gefordert.
Gebäudeart und Dachform
Auch die Gebäudeart und die Dachform hängen stark voneinander ab. In den seltensten Fällen werden Dachziegel oder Dachsteine von einem Sturm herausgeweht. Vielmehr wird meist die Eindeckung durch Windsog belastet. Dieser entsteht immer dann, wenn der Wind an einer Dachkante abgebremst wird und dann verwirbelt. Der Druck bildet dabei eine richtige Walze. Die oberen Luftschichten sind schneller als die unteren. Durch den dadurch entstehenden Unterdruck und dem Bestreben diesen auszugleichen, werden die Dachziegel regelrecht herausgesogen.
Dachneigung
Betrachtet man einen Dachstuhl im Schnitt, wird deutlich, weshalb der Dachneigung eine große Bedeutung beigemessen wird. Sehr vereinfacht kann dabei festgestellt werden, dass je flacher das Dach geneigt ist, desto mehr Gewicht liegt auf der y-Achse. Ab einer Dachneigung von 65° ist grundsätzlich jeder Dachziegel oder Dachstein zu befestigen, Kopfklammern sind nicht zugelassen. (Die y-Achse läuft senkrecht, die x-Achse waagerecht, der Schnittpunkt der beiden Achsen befindet sich im First.)
Art der Eindeckung
Die Art der Eindeckung und die Größe des einzelnen Dachziegels oder Betondachsteins hat ebenfalls Auswirkungen auf die Sturmsicherheit. In der Regel haben kleinere Deckwerkstoffe ein höheres Eigengewicht als großformatige. Die „Angriffsfläche“ für den Windsog ist dabei deutlich geringer als bei den vergleichsweise leichteren großformatigen Werkstoffen.
Gliederung der Dachflächen
Stark gegliederte Dachlandschaften, die etwa Türme, Gauben, Erker oder kleinere Anbauten aufweisen, haben eine Vielzahl von kleineren, vom Wind abgewandte Flächen. Gleichzeitig weisen sie deutlich mehr Eck- und Randbereiche auf. Diese potenziellen Angriffsflächen für den Windsog vergrößern entsprechend das Risiko eines Schadens.
Geschlossene und offene Deckunterlage
Bei Dächern mit geschlossener Deckunterlage entsteht unterhalb der Eindeckung ebenfalls ein Unterdruck, wenn der Windsog oberhalb der Eindeckung versucht, das Eindeckmaterial anzuheben. Dieser – wenn auch im Vergleich geringere - Unterdruck reicht aus, um den rechnerischen Wert des Eigengewichts der Deckung zu erhöhen. Bei offenen Deckunterlagen ist das Potenzial an nachströmender Luft so groß, dass kein verwertbarer Widerstand aufgebaut werden kann.
