Dachkonstruktion für Hochhäuser: Windsogsicherheit im verklebten System

• Extreme Wetterphänomene treten immer häufiger auf, und mit den damit verbundenen Herausforderungen muss sich auch die Baubranche verstärkt auseinandersetzen.
• Beim Bau und bei der Sanierung – unter anderem von Hochhäusern – spielt zum Beispiel die Windsogsicherheit der Dachkonstruktion seit jeher eine wichtige Rolle.
• Schaumglas-Dämmung wie die von Foamglas sorgt hier für eine windsogsichere Konstruktion von Flachdächern.

Der Windsogsicherheit gewinnt vor dem Hintergrund zunehmender Starkwetterereignissen zum Beispiel von Orkanen zunehmend an Bedeutung. Zugleich müssen die eingesetzten Dämmstoffe der Muster-Hochhaus-Richtlinie (MHHR) entsprechen und somit nichtbrennbar sein. Denn die Wahl der Baustoffe entscheidet maßgeblich über den Sicherheitsfaktor des gesamten Gebäudes. Baustoffspezialist Foamglas hält in diesem Kontext Lösungen bereit. Als Kompaktdach ausgeführt, sorgt die Schaumglas-Dämmung für eine windsogsichere Konstruktion des Flachdaches. Die luftdichte Dachkonstruktion reduziert zugleich Wärmebrücken.

Heftige Gewitter, Starkregen und Orkane – extreme Wetterphänomene haben in den vergangenen Jahren zugenommen. Somit werden sie zu den zentralen Herausforderungen im Hochhausbau. Die Windgeschwindigkeit bei Sturm nimmt mit der Höhe zu. Dabei steigt – Stockwerk für Stockwerk – auch der auf einem Bauwerk lastende Druck und Windsog. Für den Bau und Betrieb von Hochhäusern – also Gebäuden, bei denen der Fußboden eines Aufenthaltsraumes mehr als 22 Meter über der festgelegten Geländeoberfläche liegt – gilt es so nicht nur die bauaufsichtlichen Auflagen der Muster-Hochhaus-Richtlinie zu bedenken, sondern auch die Windsogsicherheit.

Winddynamik im Flachdachbau

Besonders im Bereich des Flachdachs muss die Winddynamik mehrstöckiger Gebäude berücksichtigt werden. Denn: Luft und somit auch Wind besteht aus unzähligen Gasmolekülen. Diese bewegen sich bei Windstille gleichmäßig und ungeordnet im Raum. Auch die innerhalb eines Dachaufbaus eingeschlossene Luft ruht – sowohl in der Dämmung als auch zwischen der Dämmung und Abdichtung. Mit steigendem Windaufkommen nimmt nun aber die Bewegung der über die Dachabdichtung strömenden Gasmoleküle zu. Diese passen sich der Richtung des Windes an und strömen dementsprechend weniger in die restlichen fünf Richtungen aus. Es stoßen deutlich mehr Luftteilchen von innen gegen die Abdichtung als von oben darauf. Der Druck im Inneren der Konstruktion nimmt zu. Dem Bernoulli-Effekt entsprechend kann steigende Windlast die Dachabdichtung somit von innen nach oben wegdrücken. Aus diesem Grund sind Flachdächer – besonders im Hochhausbau – komplexe und empfindliche Systeme. Ihre Dämmung und Abdichtung müssen sowohl Umwelteinflüssen als auch thermischen und mechanischen Belastungen standhalten.

Windlast sicher ableiten

Gemäß der „Fachregeln für Dächer mit Abdichtungen“ des deutschen Dachdeckerhandwerks – verkürzt auch als Flachdachrichtlinien bezeichnet – müssen Maßnahmen zur Sicherung des Flachdachaufbaus gegen das Abheben durch Windkräfte ergriffen werden. Die Ermittlung von Windlasten erfolgt dabei anhand der Berechnungsgrundlage für die Standsicherheitsuntersuchung. Unter Berücksichtigung der bauteilspezifischen Sicherheitszuschläge erfolgt anschließend über mechanische Befestigungen oder mit einem mehrschichtigen Dachaufbau die Ableitung der Windlast bis in die Unterkonstruktion. So erhöhen anfällige Flachdachkonstruktionen den Wartungsaufwand des gesamten Hochhausbaus und bergen ein enormes Kosten- und Sicherheitsrisiko. Vor diesem Hintergrund bietet die vollflächige Verklebung der Dachabdichtung eine widerstandsfähige Lösung, um ein windsogsicheres Abdichtungspaket zu erstellen. Während mechanische Befestigungen die entstehende Druckeinwirkung lediglich punktuell ableiten, ermöglicht eine flächige Verklebung der Dämmschicht und Abdichtung die gleichmäßige Verteilung der Windlast über die gesamte Dachfläche. Das langlebige Material Schaumglas lässt sich vollflächig mit Heißbitumen verkleben und überzeugt in diesem Kontext durch seine besonderen bauphysikalischen Eigenschaften.

Nachhaltiger Dämmstoff, hohes Maß an Windsogsicherheit

Schaumglasdämmstoffe von Foamglas entstehen in einem zweiteiligen Herstellungsprozess. Geschmolzenes Glas mit einem Recycling-Anteil von ~60 Prozent wird mit weiteren Rohstoffen vermischt, gemahlen und anschließend unter Wärmezufuhr zum nachhaltigen Dämmstoff Foamglas aufgeschäumt. Da bei der Herstellung in dem zähflüssigen Material unzählige kleine Glaszellen entstehen, sind die entstandenen Schaumglas-Platten absolut wasser- und dampfdiffusionsdicht. Die hermetischen Zellen verhindern ein Durchfeuchten der Platten. Durch die Diffusionsdichtheit des Materials entfällt die zusätzliche Montage einer Dampfsperre unterhalb der Dämmschicht. Um Energieverluste zu verringern, ist auch bei Hochhäusern eine Wärmedämmung fester Bestandteil des Flachdachaufbaus. Die hermetische Zellstruktur der Schaumglasplatten von Foamglas speichert Wärme und wirkt sich positiv auf die Energieeffizienz des Gebäudes aus. Die Installation einer zusätzlichen Wärmedämmschicht entfällt.

Das Kompaktdachsystem von Foamglas bietet in allen Höhenlagen ein Höchstmaß an Planungs- und Windsogsicherheit. Die Flachdachkonstruktion zählt allgemein zu den sogenannten „Warmdächern“. Das Foamglas-System verspricht im Vergleich zu klassischen Warmdächern aber Vorteile. Da man durch den absolut wasser- und dampfdichten Glasdämmstoff zum Beispiel auf die Verlegung einer Dampfsperre verzichten kann, ermöglicht das System eine hohlraumfreie und somit kompakte Ausführung des gesamten Dämmschichtenaufbaus.

Fachplaner und Statiker wissen Sicherheitspotenzial zu schätzen

Besonders Fachplaner und Statiker schätzen das Sicherheitspotenzial des Kompaktdaches. Denn damit können die Einteilung in Eck-, Rand- und Mittenbereich ebenso entfallen wie die Ermittlung der partiellen Windsogkräfte. Bei nicht rechteckigen Gebäuden ist die diffizile Interpretation der physikalisch wirksamen Gebäudeabmessungen obsolet. Das Kompaktdach erweist sich somit auch dann als sichere windsogtechnische Lösung, wenn aufwändige Grundrisse nicht exakt berechenbar nach aktuellem Stand der Technik sind. Dies gilt auch für besonders windkritische Gebäudetypen wie Türme und Gebäude mit Höhen bis zu 200 Metern.

Die Schaumglas-Dämmplatten werden mit Heißbitumen vollfugig und vollflächig auf einer Tragschicht verklebt. Nach der im Verband erfolgten Verlegung der Platten – beispielsweise auf einer Massivdecke aus Beton – wird auch die Abdichtung oberhalb der Dämmschicht im Heißbitumen-Gieß- oder Schweißverfahren vollflächig verklebt. Eine Gefälledämmung erfolgt mit Hilfe eines individuellem Gefälleplans und den entsprechend gekennzeichneten Gefälleplatten. Die dünnwandigen Glaszellen des Materials erleichtern das Zuschneiden und Nachbearbeiten der Platten. Aufgrund der kompakten Verklebung sind Schadstellen, sollten diese einmal auftreten, eindeutig begrenzt und gut lokalisierbar. Eingedrungenes Wasser kann sich nicht ausbreiten, eine Unterläufigkeit ist ausgeschlossen.

Nicht nur Windsogsicherheit, sondern Brandsicherheit und Beständigkeit

Um einen Brandüberschlag zu vermeiden, dürfen für den Bau und Betrieb von Hochhäusern nur nichtbrennbare Baustoffe eingesetzt werden. Sowohl die Dämmung als auch die Dachabschlüsse müssen einer Brandbeanspruchung durch Flugfeuer und strahlende Wärme ausreichend lang standhalten (sogenannte harte Bedachung). Bei der Wahl der Baumaterialien ist daher nicht nur auf Windsogsicherheit, sondern auch auf Brandsicherheit und Beständigkeit zu achten.

Foamglas erfüllt diese Anforderungen allein durch seine Materialbeschaffenheit. Denn die vorgefertigten Schaumglasplatten sind aufgrund ihrer mineralischen Zusammensetzung nicht brennbar und nach EN 13501 als A1-Baustoff klassifiziert. Durch seine geschlossenzellige Glasstruktur ist Schaumglas nicht verrottbar und erweist sich auch bei einer Langzeitbelastung als besonders resistent. Der druckfeste Dämmstoff kann Lasten verformungsfrei aufnehmen und bietet sowohl Insekten als auch Nagetieren und Vögeln keine Basis für Brut- oder Nistplätze. Die Schaumglasplatten von Foamglas sind des Weiteren leicht zu verarbeiten und vielseitig einsetzbar. Kompakt verklebt erweisen sich die anorganischen Schaumglasplatten als unkomplizierte Lösung für gleich mehrere Probleme im Hochhausbau.

Vereinfachte Ausführung normgerechter Flachdächer

Das Kompakt- und Gefälledachsystem von Foamglas vereinfacht die Ausführung von normgerechten Flachdächern in allen Höhen – selbst bei aufwändigeren Grundrissen. Durch den kraftschlüssigen Plattenverbund mit dauerelastischen Fugen und die luft- und winddichte Ausbildung aller Anschlüsse stellt das System aus Schaumglasplatten sicher, dass keine Lufteinschlüsse unter der Dachbahn zum Abschälen der Dachabdichtung beitragen. Während Auflasten, wie Kies- und Plattenbeläge, bei Starkwindereignissen durch Verwehungen eine ernstzunehmende Gefahr für Mensch und Umgebung bilden können, bietet die zweischalige Abdichtung der kompakt verklebten Flachdachkonstruktion ein enormes Sicherheitspotenzial. Die Planung gestaltet sich dabei besonders einfach, denn Foamglas liefert objektbezogene Verlegepläne sowie Stücklisten und steht während der gesamten Planungsphase des Hochhausdachs beratend zur Seite.

Bild oben: Die Schaumglasplatten lassen sich auf unterschiedlichen Trägerschichten luftdicht verkleben. Durch die besonderen bauphysikalischen Eigenschaften des Foamglas-Systems entfällt das Aufbringen einer Auflast aus Betonplatten oder Kies sowie das zusätzliche Einziehen einer Wärmedämmschicht. Foto: Foamglas

Weitere Informationen: https://www.foamglas.com/de-de/

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