Flachdach für Fraunhofer-Zentrum für Hochtemperatur-Leichtbau
Wert auf innovative Technik und ein höchstmögliches Sicherheitsniveau gelegt
Bayreuth (ABZ). – Bei der Planung des Fraunhofer-Zentrums für Hochtemperatur-Leichtbau HTL in Bayreuth war Energieeffizienz ein vorrangiges Anliegen. Haustechnisch wurde dieser Anforderung in Kombination mit einem Blockheizkraftwerk, Photovoltaik und einem Erdwärmetauscher umgesetzt. Im HTL-Neubau werden Hochtemperatur-Werkstoffe für die Energie-, Antriebs- und Wärmetechnik sowie Luft- und Raumfahrt entwickelt. Auf einer Nutzfläche von ca. 2600 m² bietet der Standort in Bayreuth-Wolfsbach Platz für ca. 80 Mitarbeiter. Vor dem Hintergrund der Forschungsschwerpunkte war das erklärte Ziel, ein Konzept aufzustellen mit dem das Gebäude energieeffizient und ressourcenschonend betrieben werden kann. So ist die Grundlast für Heizung und Strom im Winter durch ein Blockheizkraftwerk mit integriertem Abgaswärmetauscher gedeckt. Im Sommer hingegen übernimmt Photovoltaik den Betrieb der Kompressionskältemaschine zur Klimatisierung der Laborflächen und zur Kühlung der wissenschaftlichen Geräte. Außerdem erwärmt im Winter und kühlt im Sommer ein 60 m langer Erdwärmetauscher die Außenluft für die Lüftungsanlage. Dieses Technikkonzept übertrifft die Anforderungen des Erneuerbare-Energien-Gesetzes (EEG).
Für die Planung zeichnet Kister Scheithauer Gross Architekten und Stadtplaner GmbH Köln und Leipzig verantwortlich. Vorausgegangen war ein bundesweiter Architektenwettbewerb. Das in der Realisierungsphase die Bauarbeiten so reibungslos liefen, ist das Ergebnis einer klar strukturierten Planung und guter Zusammenarbeit zwischen allen Baubeteiligten. Für die Dach- und Dachdichtungsarbeiten erhielt das ansässige Unternehmen, Holl Flachdachbau GmbH & Co. KG Isolierungen aus Fürth den Zuschlag. Bei dem Hightech-Gebäude wurde insbesondere bei der Auswahl des Flachdachsystems auf innovative Technik mit höchstmöglichem Sicherheitsniveau Wert gelegt.
Die Dampfsperre sollte zusätzlich die Funktion einer Not.- bzw. Behelfsandichtung übernehmen, diesbezüglich liegen punktweise verklebte Dampfsperren im Sicherheitsranking nicht auf Platz eins. Zur Herstellung einer Unterlaufsicherheit müssen Dampfsperren vollflächig mit dem Untergrund verklebt werden, so kann selbst im ,Worse Case' auch im Falle einer Perforation, eine Schadensausbreitung unter dieser Funktionsebene ausgeschlossen werden. Zur baupraktischen Umsetzung wurde eine Elastomerbitumen-Dampfsperrbahn gemäß DIN EN 13970 (ALE G 200 DD besandet) im Gieß- und Einrollverfahren mit Elastomerheißbitumenmasse (EHB) vollflächig verklebt. Die hochelastische Klebemasse ist schwund- und kriechrissüberbrückend, der Verbrauch liegt bei ca. 2,5 kg/m² und kann untergrundabhängig variieren. Im Vergleich zum herkömmlichen, schweißbaren Dampfsperrbahnen aus Bitumen- oder Polymerbitumen ermöglicht das Gieß- und Einrollverfahren einen steuerbaren Massefluss, so können leichte Unebenheiten und raue Betonoberflächen ausgeglichen bzw. egalisiert werden. Diese Verarbeitungstechnik optimiert nicht nur die Funktion der Dampfsperre als Not- und Behelfsabdichtung, zusätzlich werden die Nahtkonturen minimiert, was sich wiederum positiv auf die vollflächige Dämmstoffverlegung auswirkt.
Die Entscheidung fiel zugunsten einer Multipor-Mineraldämmung aus Calciumsilikathydrat, die als Flach- und Gefälleplatten angeboten werden. Mineraldämmplatten sind in die Euroklasse A1 – nicht brennbar – klassifiziert, der Schmelzpunkt liegt über 1000 °C, der Dämmstoff nimmt an einem Brandgeschehen nicht teil, er brennt, glimmt und raucht nicht. Die Gefälledachplanung wurde in enger Abstimmung mit dem Planer objektbezogen erstellt. Diese Serviceleistung wird vom Hersteller angeboten, die Architektenpläne können CAD – gestützt im dwg Dateiformat übernommen und eingelesen werden. So sind selbst komplizierteste Gebäudegeometrien problemlos realisierbar und der Formensprache des Architekten keine Grenzen gesetzt. Auf der Basis dieser präzisen Planung können Gefälledächer wie ein ,Maßanzug' konfektioniert werden.
Der U-Wert bei Gefälledämmungen wird gemäß DIN EN ISO 6946 ermittelt. Zur Umsetzung der energetischen Ziele wurde die Gefälledämmung auf eine mittlere Dicke von 265 mm dimensioniert und damit die U-Wertvorgabe von 0,17 W/(m²K) erfüllt. Durch eine zweilagige Verlegung wurden die Multipor-Dämmplatten nicht nur in Verband, sondern auch im Lagenversatz wärmebrückenfrei verlegt. Die Verklebung der Gefälledämmung auf der Dampfsperre und bei mehrlagiger Verlegung untereinander erfolgt mit Heißbitumen (B 100/25), Verbrauch ca. 4,0–3,5 kg/m² pro Klebeebene. Die Dämmstoffstöße wurden nach Hersteller Verlegevorschrift press gestoßen verlegt und bleiben unverklebt. Das geringe Dämmstoff-Rohgewicht von 110 kg/m³ bringt statische Vorteil mit sich, die nicht nur im Neubau sondern insbesondere bei Dachsanierungen eine entscheidende Rolle spielen können. Die Stauchungsfreiheit ist ein weiterer Qualitätsgewinn, so wird voluminösen Dämmstoffpaketen die Eigendynamik (Stauchung) genommen. Mit einer Nenndruckfestigkeit von 300 kPa und einem Bemessungswert für die Dauerdruckbelastung ?zul.= 12 t/m² (inkl. 2,5-fachen Sicherheitswert) bieten die Mineraldämmplatten hohe Belastungsreserven. Durch die hohe Punktlast von Fp ? 1000 N können selbst Dach-Aggregate wie z. B. vibrierende Klimaanlagen problemlos aufgestellt werden. Zum Schutz der Dachabdichtung sind entsprechende Druckverteilungsmaßnahmen zu berücksichtigen.
Die Verarbeitung der Multipor-Mineraldämmplatten ist denkbar einfach, bauseitiger Zuschnitt erfolgt mit einem handelsüblichen Fuchschwanz. Zum An- oder Nachschleifen vor Ort ist ein spezielles Schleifbrett empfehlenswert, das über den Online-Werkzeugshop (multipor-werkzeugshop.de) zu beziehen ist. Das handliche Plattenformat von 390 mm x 600 mm sorgt für eine einfache und wirtschaftliche Verlegung.
Das bewährte Prinzip der zweilagigen Flachdachabdichtung gehört nach wie vor zu der sichersten Art und Weise, ein Flachdach dauerhaft abzudichten. Die Störanfälligkeit aufgrund von Beschädigungen durch Fremdeinwirkung, Produkt – oder Verarbeitungsfehlern ist auf ein Minium reduziert. Unter dieser Prämisse wurde ein Abdichtungssystem, bestehend aus einer kaltselbstklebenden Elastomerbitumen-Unterlagsbahn gemäß DIN EN 13707 und einer durchwurzelungsfesten Elastomerbitumen-Schweißbahn gemäß DIN EN 13707, DIN EN 13969, als Oberlage, eingesetzt. Die KSP-Unterlagsbahn wird auf Mineraldämmplatten thermisch aktiviert verlegt, in dem während der Verlegung die Bahnunterseite mit weicher Flamme angewärmt wird. Dadurch bauen die Klebeadditive Grip zur Dämmstoffoberfläche auf und verkleben porentief, auch ohne Voranstrich.
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Zur Dichtigkeitsprüfung wurden Flachdächer in der Vergangenheit unter Wasser gesetzt. Derartige Dachflutungen werden heute äußerst kritisch gesehen, da sie gefährlich, aufwändig, ungenau und bei Gefälledächern statisch nicht vertretbar sind. Aus diesen Gründen hat sich der Planer beim Fraunhofer-Zentrum für ein fest installiertes Dichtheitsprüfsystem auf Basis des EFVM – System (Electric Field Vector Mapping) entschieden. Die Montage des auf Stromflussmessung basierenden ProtectSys B Systems erfolgt stationär unterhalb der Abdichtung direkt auf der Gefälledämmung. Dort werden ein elektrisch leitende Edelstahl-Messgitter sowie zwei Kontaktplatten pro Dachfläche installiert. Darauf erfolgt die Verlegung der Flachdachabdichtung. So ist das Messgitter im Dachaufbau integriert und kann über die Kontaktplatten angesteuert werden.
Die Erstmessung sollte unmittelbar nach Fertigstellung der Dachabdichtung erfolgen, spätestens jedoch vor dem aufbringen weiterer Folgeschichten bzw. Dachaufbauten. Während der Messung wird auf die Abdichtung eine Gleichstromspannung gelegt. Zum Messzeitpunkt muss die Oberfläche der Dachabdichtung mit Feuchtigkeit benetzt sein, da im trockenen Zustand kein Strom fließt.
Der Stromfluss orientiert sich prinzipiell in Richtung Defekt, dabei wird der Stromkreislauf über das Edelstahlgitter und die Kontaktplatten geschlossen. Das Dichtigkeitsprüfsystem ermöglicht den Messtechnikern die punktgenaue Ortung aller potenziellen Schadensstellen, unabhängig von deren Größe und Beschaffenheit. Im Zuge der Dachwartung bzw. Inspektion kann das stationäre System zu Dichtigkeitsprüfungen eingesetzt werden. Die Dachoberfläche muss dazu nicht offen liegen, das System erlaubt auch Dichtigkeitsprüfungen unter Kiesauflast, Dachbegrünung und Dachterrassen. Nach der Dichtigkeitsprüfung erhält der Kunde ein Protokoll mit den Messergebnissen, Fotos und exakter Positionierung von eventuellen Leckagen im Grundrissplan. Auf Grundlage dieser Dokumentation und Fehlerauswertung können Reparaturmaßnahmen präzisiert und preiswert ausgeführt werden. Der Bauherr hat sich für innovative, sichere Dachtechnik mit aufeinander abgestimmtem System entschieden und investiert damit in die Zukunft. Das Gesamtkonzept des Gebäudes ist richtungsweisend und höchst effizient. Mit Sicherheit in allen Bereichen.
