10.08.2023, 10:00

Sicheres Dach

Hagelschlagverhalten von Dachabdichtungen

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Ausgabe: Allgemeine Bauzeitung 31/2023

Hamburg (ABZ). – Sturm, Jahrhundertregen, Hagelschlag – diese Wetterphänomene treten in den letzten Jahren infolge des Klimawandels nicht nur deutlich häufiger auf, sondern nehmen in ihrer Intensität auch stetig zu. Sie stellen eine besondere Herausforderung für die Gebäudehülle dar.

Dachbaustoffe — Je nach Stärke eines Unwetters werden aus kleinen Hagelkörnern bis zu taubeneigroße Hagelbrocken, die Dellen in Autos und Löcher in Dachfenster schlagen sowie eine nicht ausreichend hagelsichere Dachabdichtung massiv beschädigen können. Foto: Carlisle

Falls es noch möglich ist, die Klimakrise zu stoppen, wird dies Jahre dauern. Klimaangepasstes Bauen zum Schutz von Menschen und Gebäuden hingegen kann kurzfristig realisiert werden, denn bereits heute sind speziell entwickelte Produkte verfügbar. Die wasserdichte Abdichtung von Flachdächern ist dabei besonders wichtig, um ihre Funktionssicherheit auch unter extremen Bedingungen dauerhaft zu gewährleisten.

Ungenutzte oder genutzte Dächer können entweder nach DIN 18531 oder nach der Fachregel für Dachabdichtungen (Flachdachrichtlinie) geplant und ausgeführt werden. Neben konstruktiven Anforderungen sind im gesamten Regelwerk eine Reihe physikalischer und stofflicher Anforderungen enthalten, vornehmlich in DIN SPEC 20000-201. Hierbei ist jedoch anzumerken, dass das Regelwerk nicht alle notwendigen Kriterien abbildet, vornehmlich solche nicht, die im Zusammenhang mit Nachhaltigkeit und Klimawandel stehen.

Bewertung von Dachabdichtungen

Bei der Bewertung von Dachabdichtungen sollte auf ihre mögliche Nutzungsdauer sowie auf ihre Widerstandsfähigkeit gegenüber extremen Wetterereignissen größeres Augenmerk gelegt werden. Derzeit beziehen sich die anwendungstechnischen Parameter in DIN SPEC 20000-201 lediglich auf den frischen Einbauzustand und nicht auf den Nutzungszustand. Natürliche, witterungsbedingte Alterungsprozesse bleiben unberücksichtigt. Gleiche Einbaubedingungen vorausgesetzt, können sich jedoch bestimmte Eigenschaften in Abhängigkeit vom Bahnentyp im Verlauf von Jahren oder Jahrzehnten signifikant ändern und so zu teilweise erheblichen Unterschieden bezüglich der zu erwartenden Nutzungsdauer von Dachabdichtungen führen.

Nicht nur die Häufigkeit und Intensität von Hagelereignissen steigen, sondern auch die Bedeutung eines ausreichenden Schutzes von Dachabdichtungen gegen mögliche Schäden. Während Flachdächer mit zusätzlichem, schweren Oberflächenschutz (Kiesauflast), mit zusätzlicher Begrünung oder Nutzschicht ausreichend gegen Hagelschlag geschützt sind, ist ihre Sicherheit auf frei bewitterten Dachflächen ausnahmslos von der Beschaffenheit ihrer Abdichtung abhängig. Im Versagensfall entstehen nicht selten Schäden von mehreren Hunderttausend Euro auf großflächigen Industriedächern.

Durch kinetische Energie beim Aufprall geprägt

Die Intensität des Hagelschlages wird durch ihre kinetische Energie beim Aufprall auf den Untergrund geprägt. Maßgeblich bestimmende Größen sind vor allem die Größe des Hagelkorns, die vorherrschende Windgeschwindigkeit und eine mögliche, nicht selten schlagartig auftretende Temperaturabnahme während des Ereignisses. Der Nachweis des Hagelschlagwiderstandes erfolgt dabei nach der europäischen Prüfnorm DIN EN 13583. Dabei werden Bauteile und Baustoffe mit einer 40-Millimeter-Polyamidkugel ("künstlicher Hagel") beschossen und die Schädigungsenergie ermittelt. Die geprüften Bauteile können seit 2008 im Schweizer Hagelregister gelistet und bezüglich ihrer Hagelwiderstandsfähigkeit klassifiziert werden.

Die Molekülketten von Elastomeren sind hochgradig miteinander vernetzt. Diese stoffliche Besonderheit bildet die Grundlage für das über mehrere Jahrzehnte auf hohem Niveau nahezu gleichbleibende gummielastische Verhalten. Es muss also nicht erst durch die Zugabe von Weichmachern erzeugt werden. Somit besteht auch nicht die Gefahr, dass nach allmählichem Entweichen von Weichmachern unter Wärmeeinwirkung ein Masseverlust und damit eine Längenänderung der Abdichtungsbahnen durch Materialschrumpf eintreten können.

Zusätzliche Belastungen

Zusätzliche Belastungen für frei bewitterte Dachabdichtungen entstehen vor allem durch hohe mechanische und thermische Einwirkungen. Ein Extremereignis stellt zum Beispiel ein plötzlich auftretender, starker Temperatursturz oder ein Hagelschlag dar. Infolge von Materialschrumpf entstehen spannungsgeladene Dichtungsbahnen. Diese können nach plötzlichem Temperatursturz und eingeschränkter Kälteflexibilität den einwirkenden Kräften oft nicht widerstehen. Eine solche Extremsituation kann verschiedenartige Perforationen hervorrufen. Dieses Phänomen ist unter dem Namen "Shattering" bekannt.

RESITRIX EPDM-Abdichtungsbahnen von Carlisle CM Europe stellen eine spezielle Elastomerbahnenvariante mit einem spezifischen Langzeitverhalten dar. Im Unterschied zu herkömmlichen EPDM-Bahnen sind sie zusätzlich unterseitig mit Polymerbitumen oder selbstklebendem Polymerbitumen beschichtet und haben eine innenliegende Verstärkung aus Glasgelege. Die Gesamtbahnendicke beträgt je nach Typ 2,5 bis 3,1 mm. Ihre Bezeichnung nach DIN SPEC 20000-201 lautet DE/E1 EPDM-BV-V-GG-1,6-PBS/SK.