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Mansarddach eines Schulgebäudes: Energetisch aufgerüstet

Dachsanierung eines Schulgebäudes in Würzburg
Energetisch aufgerüstet

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800 Schülerinnen lernen im historischen, denkmalgeschützten Hauptgebäude der St.-Ursula-Schule. Nach der energetischen Dachsanierung sollte das Mansarddach U-Werte erreichen, die selbst bei jüngeren Bauwerken als ambitioniert gelten. Dabei durfte weder die alte intakte Bausubstanz noch der äußere Gesamteindruck verändert werden.

Die St.-Ursula-Schule in Würzburg ist eine private, staatlich anerkannte Ersatzschule mit unterschiedlichen Schulformen für Mädchen. Die 1712 als Kloster gegründete Lehranstalt bietet Unterrichtsräume für knapp 1300 Schülerinnen.

Der Hintergrund der hochgesteckten Sanierungsziele liegt auf der Hand: Das historische Hauptgebäude sollte zukunftsfähig sein und wirtschaftlich betrieben werden können. Gleichzeitig sollte die Sicherheit mit einem zeitgemäßen passiven Brandschutz gewährleistet sein, um den Schulbetrieb auch langfristig fortführen zu können. Eine Herausforderung auf dem Weg: Die zahlreichen Gauben auf dem Mansarddach erschwerten sowohl die Dämmung zwischen den Sparren von innen als auch die Dämmung von außen.
Mansarddach: Lösung für die Neubedachung
Die Würzburger Planer entschieden sich deshalb zusammen mit dem für die Sanierung zuständigen Unternehmen Genheimer Bedachungen Würzburg für eine Lösung, die bei dem alten Gebäude einen U-Wert von 0,156 W/(m² K) möglich machen sollte. Kombinierte Dämmschichten – zwischen und auf den Sparren – sorgen für sehr gute Dämmwerte und dank einer Materialmischung aus Stein- und Glaswolle für guten Brand- und sommerlichen Wärmeschutz.
So wurde beispielsweise eine Amplitudendämpfung von 7,5 erreicht. „Temperaturschwankungen an den äußeren Oberflächen von 19 °C werden so stark abgedämpft, dass die Oberflächentemperatur im Inneren nur um rund 2,5 °C erhöht wird. Gleichzeitig tut sich die Wärme schwer, durch das Bauteil zu dringen. Die Phasenverschiebung liegt bei etwa neun Stunden. Wenn die Tageshöchsttemperatur also um 15.00 Uhr erreicht wird, dringt die Wärme erst nach Mitternacht bis zum Innenraum durch. Werte, die mit leichten Schäumen als Aufsparrendämmung nicht erreicht werden, weil die speicherwirksame Masse fehlt“, erläutert Torsten Blume, Regionalleiter Technik Süd bei Knauf Insulation.
Feuchteschutz plan gelöst
Das Besondere der eingesetzten Lösung ist jedoch nicht allein die gute Dämmleistung, sondern auch die Lage der Dampfbremse und die damit verbundene Arbeitserleichterung.
„Wir suchten nach einer Lösung, die bei einem komplexen und großen Dach wirtschaftlich umgesetzt werden kann, ohne Kompromisse bei der Funktion eingehen zu müssen“, berichtet Matthias Schulz vom Architekturbüro Hentzschel + Schulz.
„Schon nach den ersten Gesprächen mit den Beratern von Knauf Insulation stand fest, dass deren Ansatz bei der Dachsanierung genau die richtige Lösung für dieses besondere Gebäude ist.“
Anders als bei der üblichen Verarbeitungsmethode der Dämmung zwischen und auf den Sparren, bei der die Dampfbremse wannenförmig in die Gefache eingelegt wird, liegt die Dampfbremse mit einem sd-Wert von 2 m am Dach der St.-Ursula-Schule zwischen den Dämmschichten. Dies widerspricht zwar der 20%-Regel der DIN 4108, Teil 3, die die Umsetzung von Dachaufbauten ohne rechnerischen Nachweis nur erlaubt, wenn maximal ein Fünftel des Wärmedurchlasswiderstandes der Gesamtkonstruktion raumseitig vor der Dampfsperrbahn liegen. Jedoch wird vom Anbieter Knauf Insulation ein Nachweis zur Umsetzbarkeit mit Gutachten des Zentrums für Umweltbewusstes Bauen e. V. an der Universität Kassel geführt.
Das Feuchteverhalten der Konstruktion wurde dort durch mehrdimensionale hygrothermische Simulationsrechnungen überprüft. Voraussetzung für den Systemaufbau ist, dass die raumseitige Beplankung ausreichend dicht ist. Dies ist beispielsweise der Fall, wenn eine sorgfältig verputzte Beplankung aus Gips-Bauplatten vorhanden ist.
Der Feuchtenachweis des Systems, das unter dem Namen KombiPlan-Dämmsystem angeboten wird, kann aufgrund seines Aufbaus nicht klassisch nach dem Glaser-Verfahren geführt werden. Objektbezogene Beurteilungen werden bei Bedarf von Knauf Insulation erstellt.
Da die plane Verlegung der Dampfbremse deutlich schneller erledigt werden kann, als eine wannenförmige Ausführung, spart diese Lösung Zeit. Vor allem jedoch werden kritische Anschlüsse in Ecken und Winkeln verhindert und Leckagen, hervorgerufen durch herausragende Schrauben und Nägel, vermieden. „Für uns Verarbeiter macht es natürlich einen riesigen Unterschied, ob wir die Dampfbremse in die Gefache einlegen und Überlappungen dort verkleben müssen oder ob wir wie hier einfach lange Bahnen gerade über die Sparren ziehen können“, so Martin Beck von Genheimer Bedachungen. „Wir sparen so nicht nur Arbeitszeit, sondern sind am Ende auch sicher, dass das Dach dauerhaft luftdicht bleibt.“
Zügige Verarbeitung
Bei der St.-Ursula-Schule wurden die alten Biberschwanzziegel auf dem Mansarddach abschnittsweise abgedeckt sowie die Innenbeplankung und der alte Dämmstoff entfernt. Im Anschluss konnte die Dampfbremse LDS 2 Silk plan verlegt und luftdicht mit speziellen Klebebändern und Dichtklebern für den Außenbereich aus dem Knauf Insulation Luftdicht-Dämmsystem LDS verklebt werden – was üblicherweise nicht der erste Schritt bei der Dachsanierung von außen wäre. 100 mm dicke Schrägdach-Dämmplatten SDP-035-UD-GF aus Steinwolle mit einer aufkaschierten Unterdeckbahn bilden die Aufsparrendämmung, nach deren Verlegung neue Ziegel im Stil der alten Eindeckung das Dach bedecken. Da die Zwischensparren-Dämmung erst später raumseitig eingebracht wurde, konnte die Dachfläche auf diese Weise zügig saniert und nach jedem Abschnitt schnell wieder wetterfest gemacht werden.
Nach der Eindeckung des Dachs setzten die Trockenbauer von innen die 140 mm dicke Zwischensparren-Dämmung aus Glaswolle ein und beplankten die Wand mit 12,5 mm Knauf Bauplatten. Der eingesetzte Glaswolle-Dämmstoff mit einem formaldehydfreien Bindemittel trägt den Blauen Engel, weil er besonders emissionsarm ist. Eine Belastung der Innenraumluft im Schulgebäude wird auf diese Weise verhindert.
So entstand ein Aufbau, der bei der mehr als 2000 m2 großen Dachfläche abschnittsweise umgesetzt werden konnte und der die EnEV Anforderung für den Mindestwärmeschutz von 0,24 W/(m² K) mit einem U-Wert von 0,156 W/(m² K) um 35% unterbietet.
Kombiniertes Dämmsystem
Planung:
Architekturbüro Hentzschel + Schulz, Würzburg

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