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Kunststoffdachbahnen sind auf dem Flachdach als Flachdachabdichtung u.a. mit der Idee des Industrieleichtdachs verbunden: Trapezbleche mit Wärmedämmung und einlagiger Kunststoffdachbahn bilden einen Dachaufbau mit geringem Gewicht, der große Spannweiten bei vergleichsweise sparsam dimensioniertem Gebäudetragwerk ermöglicht.
Wie der Name Industrieleichtdach schon andeutet, geht es vor allen Dingen um gewerbliche Hallenbauten, bei denen große Dachflächen mit wenig Aufwand abgedichtet werden sollen. Architektur und Gestaltung spielen eine untergeordnete Rolle, was sich aus der Nutzungsart der Gebäude und ihrem städtebaulich meist nicht besonders anspruchsvollen Standort ergibt. Zumal die Dachfläche ohnehin oft nicht einzusehen und/oder mit reichlich Klima-, Lüftungs- und anderer Haustechnik besetzt sind.
Die Besonderheit der Kunststoffdachbahnen liegt aber gerade darin, dass sie neben den eher einfachen Industrieleichtdächern auch das entgegengesetzte Ende der architektonischen Skala bedienen kann: Das aufwändig geschwungene oder gerundete Dach, dessen Flächen sichtbar sind und dessen Figur markanter Bestandteil der Gebäudegestaltung ist. Typische Beispiele sind die Dächer von Stadiontribünen und frei gestaltete Dachschalen in Tonnen-, Bogen, Kuppel- oder auch hyperboloiden Formen.
Den an jeder Stelle anderen Lagebedingungen und Neigungen eines solchen Daches setzen Kunststoffdachbahnen ihre hohe Zugfestigkeit, Bruchdehnung und vor allem Flexibilität entgegen.
Architektonisch überzeugen sie dabei durch eine gute Anpassung auch an unregelmäßige Dachgeometrien und die optisch sehr unauffälligen Befestigungen und Nahtbilder, wodurch die vom Architekten entwickelten Dachformen klar und ungestört hervortreten. Je nach Gebäudecharakter und Rezeptur der gewählten Bahnen ergeben dabei schon die hellen oder dunklen werkstoffeigenen Farben eindrucksvolle Dachansichten, bei Bedarf sind aber auch Sonderfarben möglich.
Materialien und Ausrüstungen
Im breiten Anwendungsfeld vom einfachen Industrieleichtdach bis zum aufwändigen Schalendach kommt es für den Planer darauf an, die für die jeweilige Anwendung optimale Kunststoffdachbahnen auszuwählen. Was nicht immer ganz einfach ist, geht doch der DUD Industrieverband Kunststoff-Dach- und Dichtungsbahnen von über 80 unterschiedlichen Kunststoffbahnen auf dem Markt aus.
Am Anfang stand in den 1950er Jahren der Einsatz von PVC (Polyvinylchlorid) und PIB (Polyisobutylen), die beide bis heute mit weiterentwickelten Rezepturen und Ausstattungen als Dachbahnen angeboten werden. Später kamen beispielsweise ECB und EVA/EVAC als Werkstoffe hinzu, wohinter in ausgeschriebener Form so beeindruckende Namen wie Ethylen-Copolymerisat-Bitumen bzw. Ethylen-Vinylacetat-Copolymer/Terpolymer stehen. Eine jüngere Entwicklung der 80er-Jahre sind FPO/TPO-Bahnen auf der Basis von flexiblen bzw. thermoplastischen Polyolefinen, bei deren Herstellung verschiedene Kunststoffe in der Art einer Legierung miteinander verbunden werden.
Es handelt sich bei den bisher genannten um thermoplastische Abdichtungsbahnen, die auf dem Dach relativ einfach mit Heißluft verschweißt werden können. Dies war bei den elastomeren Abdichtungsbahnen zunächst anders. Sie werden oft auch kurz Kautschukbahnen genannt, typische Vertreter sind beispielsweise EPDM-Bahnen (Ethylen-Propylen-Dien-Terpolymer). Ihre Nähte konnten früher nur im sogenannten Hot-Bonding-Verfahren geschlossen werden, das aber nur für die industrielle Fertigung und nicht für die Baustelle geeignet ist. Inzwischen sind aber auch Kautschukbahnen auf dem Dach mit Heißluft schweißbar, so dass sie sich in der Verarbeitung praktisch nicht mehr von thermoplastischen Abdichtungsbahnen unterscheiden.
Die Qualität und Sorgfalt beim Schließen der Nähte entscheidet maßgeblich über die Dichtheit der Abdichtung. In der Fläche entsteht die wassersperrende Wirkung allein über den Kunststoff im Bahnenquerschnitt, der zwischen 1,2 und 3,0 mm dick sein kann. Zunehmende Dicke erhöht die Lebensdauer der Abdichtung, kann aber Fehler bei der Nahtausführung nicht kompensieren.
Homogene Bahnen ohne Trägereinlagen sind sehr dehnfähig und werden darum vor allem für die Anschlussdetails verwendet.
In den Hauptflächen sorgen Glasvlieseinlagen im Kunststoff für die Dimensionsstabilität, außerdem kann mit Verstärkungen die Festigkeit der Bahn verbessert werden. Möglich sind zudem unterseitige Kaschierungen als Trennlage und Ausgleichsschicht. Je nach Anwendung und Anforderungen sind bei der Materialauswahl außerdem Eigenschaften wie Bitumenverträglichkeit, Diffusionsfähigkeit, Beständigkeit gegen Säuren und andere Chemikalien oder auch die Durchwurzelungsfestigkeit zu beachten.
Genutzte und ungenutzte Dächer künftig in einer Norm
Kunststoffdachbahnen sind nach der europäischen Produktnorm DIN EN 13956 Abdichtungsbahnen – Kunststoff- und Elastomerbahnen für Dachabdichtungen – Definitionen und Eigenschaften geregelt. Allerdings definiert sie nur die für das CE-Zeichen zu deklarierenden Eigenschaften, aber nicht das in Deutschland zutreffende Anforderungsniveau für die jeweilige Eigenschaft. Diese Angaben enthalten sogenannte Anwendungsnormen, im Falle des Flachdaches die DIN SPEC 20000–201 Anwendung von Bauprodukten in Bauwerken – Teil 201: Anwendungsnorm für Abdichtungsbahnen nach Europäischen Produktnormen zur Verwendung in Dachabdichtungen.
Das wichtigste Regelwerk für den Planer ist die Konstruktions-Normenreihe DIN 18531. Sie hieß zunächst: Dachabdichtungen – Abdichtungen für nicht genutzte Dächer. Derzeit liegt jedoch bereits der Norm-Entwurf 2016–06 mit dem neuen Titel: Abdichtung von Dächern sowie von Balkonen, Loggien und Laubengängen vor.
Damit werden künftig nicht genutzte Dächer mit Gründächern, begehbaren Dächern, Terrassen und Loggien/Balkonen in einer gemeinsamen Normenreihe behandelt.
Das ist sinnvoll, weil sich um ähnliche Bausituationen und stets um die Beanspruchung durch Sickerwasser handelt. Lediglich für befahrbare Flächen wie Parkdecks (DIN 18532) sowie für die Beanspruchung durch drückendes Wasser sind andere Regelwerke zu beachten, etwa DIN 18533 Erdberührte Bauteile, DIN 18534 Nassräume oder DIN 18535 Becken und Behälter.
Für abzudichtende Dächer (ohne Parkdecks) trifft also künftig nur noch DIN 18531 zu. Dabei muss es sich nicht zwingend um Flachdächer handeln, weil in besonderen architektonischen Situationen auch Steildächer Abdichtungen erhalten, wenn beispielsweise die Fassadenbekleidung in der Dachschräge fortgesetzt werden soll. Rein quantitativ werden aber die Flachdächer überwiegen.
Der Planer muss die Anwendungskategorie der Abdichtung festlegen, wobei K1 für die Standardausführung steht und K2 für eine höherwertige Ausführung, an die erhöhte Anforderungen gestellt werden, etwa für Dächer mit erschwertem Zugang oder auf Hochhäusern.
Die Norm fordert eine Mindestneigung der Abdichtungsflächen von 2%, die sorgfältig und ohne auch nur punktuelle Unterschreitungen geplant werden sollte. Flachere Neigungen gelten als Sonderkonstruktionen und werden für K2 ausgeschlossen. Ein K1-Dach ist im Falle einer zu geringen Neigung nach K2-Kriterien zu planen.
Neben diesen Anwendungskategorien definiert die Norm Stufen der thermischen und mechanischen Beanspruchung und daraus abgeleitet Eigenschaftsklassen der Bahnen. Kunststoffdachbahnen gehören stets zur höchsten Eigenschaftsklasse E1, was für hohen mechanischen und hohen thermischen Widerstand steht, so dass der Planer hier keine weitere Auswahl treffen muss. Allerdings sind für die Einstufung K1 und K2 bestimmte Mindestdicken der Bahnen zu beachten.
Zur Planung gehört außerdem die Art der Befestigung und Verlegung, klassisch sind dabei die mechanische Befestigung im Nahtbereich oder die lose Verlegung mit Auflast. Zu diesen Klassikern sind in letzter Zeit Techniken wie ein Klettsystem sowie kaltselbstklebende Bahnenunterseiten hinzugekommen. Beide Entwicklungen können die mechanische Befestigung ersetzen und den Arbeitsablauf auf dem Dach beschleunigen.
Entwicklungen
Andere Entwicklungen zielen auf die solarenergetische Nutzung der meist großen, mit Kunststoffdachbahnen abgedichteten Dachflächen. Zunächst machten vor mehr als zehn Jahren vor allem dachintegrierte PV-Systeme von sich reden, bei denen Dünnschichtmodule werkseitig auf die Abdichtungsbahn laminiert wurden. Gemeinsam kommen dann die PV-Module und die Abdichtung in einem Arbeitsgang auf das Dach. Wegen der Turbulenzen auf dem Markt der PV-Modul-Hersteller unter dem Einfluss des Wettbewerbs aus China sind diese Solardachbahnen genannten Lösungen aber wieder aus den Sortimenten genommen worden.
Alternativ können derzeit aufgeständerte Anlagen errichtet werden, die architektonisch zwar nicht ganz so elegant sind, dafür aber mehr Freiheit bei der Auswahl der Module, ihrer Anordnung und Ausrichtung sowie der Befestigung bieten. Die Anlagen müssen – auch unter Windeinwirkung – lagesicher gegen Abheben, Kippen und Verschieben befestigt werden. Traditionelle Verankerungen im tragenden Untergrund durchdringen jedoch die Dachhaut, so dass eine Vielzahl einzeln abzudichtender Details entsteht, was den Aufwand und die Schadensanfälligkeit erhöht. Dies vermeiden Auflastsysteme, bei denen zum Beispiel Wannensysteme mit Betonplatten oder Kies gefüllt werden. Sie verursachen jedoch erhöhte Dachlasten.
Wegen dieser Nachteile können von den Herstellern der Dachbahnen entwickelte Systeme interessant sein, die auf der Bahn selbst befestigt werden, ohne sie jedoch zu durchdringen. Solche Montagesysteme für PV-Module gibt es beispielsweise als Alkorsolar von Renolit, als BauderSolar oder als Solarmount von Sika. Neben den Lösungen für die Stromerzeugung bietet darüber hinaus Polyfin mit dem Energiedach eine Lösung für die solare Wärmegewinnung unter Kunststoffbahnen an.
Unter architektonischem Aspekt werden vor allem die Bahnenoberflächen weiterentwickelt. Die naturfarbenen, je nach Rezeptur hellen oder dunklen Kunststoffbahnen erhielten Ergänzungen durch eingefärbte Abdichtungen, aber auch durch reflektierende oder metallisch wirkende Optiken. Mit speziellen Profilen, die im eingebauten Zustand an die Stehfalze einer Metalldeckung erinnern, können mit Kunststoffbahnen abgedichtete Dachflächen außerdem zielgerichtet strukturiert und gegliedert werden. Komplettiert wird die Dachgestaltung durch technisch und optisch abgestimmte Zubehörsysteme, etwa Dachrandprofile, Entwässerungsysteme, Entlüftungen oder Lichtkuppeln.
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