Die Aufsparrendämmung ist eine Außendämmung und erfüllt somit günstiger die bauphysikalischen Anforderungen. Ist beim Neubau oder nach der kompletten Dacherneuerung ein Dachausbau geplant, so sollte die Möglichkeit der Ausführung einer Außendämmung geprüft werden. Ein großer Teil der im Anschluss aufgeführten Probleme (Wärmebrücken und Feuchtigkeitsbildung) kann so im Vorfeld auf ein Minimum reduziert werden. Hier werden einige konstruktive Varianten vorgestellt, die als Beispiel dienen. Welche Ausführung langzeitlich die bessere ist, kann nicht beantwortet werden. Dies kann sicherlich erst in 50 Jahren beantwortet werden.
Die Steinwolle-Dämmstoffe sind über den gesamten Querschnitt Wasser abweisend. Niederschlag perlt an der Oberfläche ab und im eingebauten Zustand verhindert die Hydrophobierung eine Durchfeuchtung und sichert so das Dämmvermögen. Dagegen verringert sich bei der o. g. Mineralwolle bereits bei einer geringen Durchfeuchtung erheblich die Dämmwirkung (siehe hierzu Punkt 4.2)
Die Innenseite bei dem System mit den Thermopurplatten (Bild 3.1.3) kann mit sichtbaren Sparren hergestellt werden. In dem Fall werden Profilbretter auf die Sparren und auf diese eine Dampfbremse aufgelegt (siehe Bild 3.1.4). An allen Mauerdurchdringungen, wie Maueranschlüsse an dem Ortgang, den Sparrendurchgängen (Traufe, Drempelpfette) und Innenwänden sind winddichte Anschlüsse mit einer Dampfbremse/Windsperre und vorkomprimierte Fugendichtbänder, die an allen Wandanschlüssen mechanisch befestigt werden, herzustellen. Das erfordert eine sorgfältige handwerkliche Arbeit, da fehlerhafte winddichte Anschlüsse nur schlecht zu lokalisieren sind (Ausnahme sehr grobe Mängel.)
Analog kann aber auch unterhalb der Sparren eine Deckenverkleidung aus Gipskartonplatten (Bild 3.1.6) oder Profilbretter (Bild 3.1.5) angebracht werden. Profilbretter sind nicht fugendicht und erfordern auf jedem Fall eine Dampfbremse zwischen Profilbrett und Sparren mit der o. g. Fugenabdichtung.
Sind die Außenwände als Leichtbauwände ausgeführt, so muss die Dampfbremse von der Decke mit der Dampfbremse an der Innenseite der Außenwand fugendicht angeschlossen werden. Der Anschluss wird mit einem systemgerechten Klebeband verklebt und mit einer Anpresslatte mechanisch gesichert.
Wärmeschutz bedeutet in unseren Breiten Dämmung und Speicherung. Deshalb ist der massive Bau gerade die ideale Kombination für einen hervorragenden Wärmeschutz. Die hohe Dämmwirkung von Massivbaustoffen mittels Temperaturamplitudendämpfung und Phasenverschiebung bei einseitiger Temperaturänderung wirkt sich auf das Raumklima günstig aus, da starke Temperaturschwankungen besser ausgeglichen werden (siehe hierzu Auskühlzeit in der Begriffserläuterung). In den nachfolgenden Bildern 3.1.8 und 3.1.9 wird ein Beispiel für eine massive Dachkonstruktion gezeigt.
Das massive Steildach aus Normalbeton, Leichtbeton oder Porenbeton besteht aus vorgefertigten Dachelementen, die je nach Konstruktion parallel zum First oder Traufe montiert werden. Die Weiterleitung der Last erfolgt bei der giebelparallelen Montage über einen Firstträger aus Stahl oder Beton, bei einer traufparallelen Montage direkt auf die Giebel- und Innenwände. Neben dem bereits genannten sommerlichen und winterlichen Wärmeschutz sind Vorteile beim Schall- und Brandschutz sowie die Sicherheit gegen Sturm und die Fugendichtheit zu nennen. Die Montagezeit liegt bei 1-2 Arbeitstage gegenüber 5 Arbeitstagen bei beim konventionellen Holzdach. Die Preise nach Herstellerangaben schwanken je Projekt und liegen beim konventionellen Holzdach zwischen 121 bis 146 Euro/m² und beim M & A Massivdach (Leichtbeton der Firma Liapor) 113 Euro/m² und Leichtbeton-Dach 161 Euro/m² (Preise 2004). [3]
Nicht zu empfehlen ist die Ausführung im Bild 3.1.10. Sicherlich beruht diese Idee, die Dampfbremse in die Mitte des Dachquerschnittes einzubauen, darauf, die Gefahr einer Konvektion zu vermeiden. Bei dieser Konstruktion (Zwischensparrendämmung) handelt es sich um eine Innendämmung. Bei einer Innendämmung muss sich die sperrende Schicht immer auf der Innenseite befinden. Ausführliche Hinweise zur richtigen Anordnung der Dampfbremse werden im Punkt 4.3.4 und Bild 4.3.4.2 genannt. Durch die zusätzliche Dämmung zwischen den Sparren wird aus der Außendämmung eine Innendämmung.
Nachfolgend werden Beispiele (Bilder 3.1.2.1 bis 3.1.2.3) für eine ökologisch orientierte Aufsparrendämmung gezeigt, wobei das Beispiel Bild 3.1.2.3 eine Außendämmung ist. Der Begriff ökologisch ist nur bedingt richtig. Besser ist der Begriff die Verwendung von naturnahen Baustoffen. Zur Resistenz gegenüber von Schädlingen oder zur Verbesserung der Brandschutzeigenschaften werden Chemikalien zu gegeben. Z. B. wird Zellulose aus Altpapier hergestellt, zur Verbesserung der Brandschutzeigenschaften werden Borsalze zugegeben. In dem Altpapier kann Druckerschwärze mit PCB enthalten sein. Werden mittelharte Holzfaserplatte als Dämmung für das Dach verwendet, so unterliegen diese der Taupunktunterschreitung. Der Taupunkt befindet sich in der Platte. Durch die Hydrophobierung der Holzfaserplatte gibt es keine Sorption. Ebenso wie bei der Verwendung von Bitumen wird der Feuchtetransport behindert.
Die in diesem Punkt vorgestellten Konstruktionen haben einen größeren Wärmespeicherwert, was zu einer höheren Auskühlzeit führt. Auf diesem wohnklimatischen Vorteil wird im Punkt 4.2. näher eingegangen.
Bild 3.1.2.2: Diese Konstruktion hat einen Wärmespeicherwert von 93 KJ/m²K, eine Auskühlzeit von 8,52 h und einen U-Wert von 0,27
W/m²K. [25]
Bild 3.1.2.3: Durch die Tonhohlplatten wird ein hoher Wärmespeicherwert von 152 kJ/m²K bei einer Auskühlzeit von 13,6 Std. erreicht. Der U-Wert liegt bei 0,29 W/m²K. Es ist zu beachten, dass hier ein Flächengewicht von 130,4 kg/m² vorliegt. [25] Es handelt sich bei dieser Konstruktion um eine Außendämmung.Bei einigen Mansardendächern, wie hier in der Dahlener Heide (Bild 3.1.2.4) oder auch in Dresden Neustadt wurden zwischen die Sparren flach Ziegelsteine eingesetzt und mit einem Innenputz versehen. Diese Konstruktion ist keine vollwertige Dachdämmung. Aber durch die Masse trägt sie für die Regulierung der Raumtemperatur bei. Es kommt nicht so schnell zur Überhitzung und Abkühlung dieser Dachschräge. Eine Entfernung der Steine sollte möglichst nicht erfolgen. Stattdessen sollte dieser Aufbau durch eine Dämmung ergänzt werden. Bei einer Neueindeckung wäre eine Aufsparrendämmung sinnvoll. Alternativ kann eine zusätzliche Innendämmung angebracht werden. Dies kann eine 6 cm starke Holzfaserplatte oder eine Mineraldämmung mit einer Unterkonstruktion, Dampfbremse und Gipsplatte bzw. Holzverschalung sein. Es bieten sich auch die Gipskarton-Mehrschichtplatten an. Da die Nägel der Sparschalung (innen) die zusätzliche Last der Innendämmung nur in Einzelfällen aufnehmen, sollte eine Holzlattung angebracht werden, welche direkt an den Sparren mit langen Schrauben befestigt wird. Diese dienen dann als Unterkonstruktion für die Befestigung der Platten oder Paneele.
Nachfolgend werden noch zwei ökologische Baubeispiele aus Kapstadt gezeigt. Die Wände bestehen aus lehmverkleideten Strohballen, das Dachtragwerk zeigt traditionelle Zimmermannstechnik und die Dacheindeckung besteht aus Schilf (Bild 3.1.2.5 und 3.1.2.6).
In Norddeutschland findet man noch vereinzelt Häuser mit einer Stroheindeckung (Reetdächer). Historisch waren diese Gebäude über ganz Europa verbreitet. Die dicke Strohschicht biete sowohl im Sommer als auch im Winter einen sehr guten Wärmeschutz und ist eine Aufsparrendämmung. Im nachfolgenden Beispiel erfolgt die Dacheindeckung eines Thermalbades in Koson in Transkarpatien an der Grenze zu Ungarn (Bild 3.1.2.7). Hierbei handelt es sich um eine Außendämmung. Befinden sich im Gebäude die Bäder und Sanitäranlagen (Duschen), so sind Zimmerdecken dampfdicht auszuführen, damit keine feuchtwarme Luft in die Strohschicht eindringen kann.
In Deutschland sind viele der Reetdächer durch einen Weißfäulepilz geschädigt. Diese Pilze benötigen eine hohe Feuchte. Kann bei diesem Gebäude auch noch von innen Feuchte in diesen Schichtaufbau eindringen, so ist eine schnelle Schädigung möglich. Der Einsatz von ökologischen Baustoffen ist sinnvoll. Diese dürfen jedoch nicht einer höheren Feuchte ausgesetzt werden. Oft werden von den Herstellern diese Baustoffe durch Biozide geschützt. Damit wird jedoch kein dauerhafter Schutz erreicht. Lediglich die Schadensfreiheit wird zeitlich etwas verzögert. Das Problem ist eher, dass man sich Gifte in das Haus holt, welche die ökologische Absicht aufheben. Viel wichtiger ist die Einhaltung des konstruktiven Feuchteschutzes. Kann diese nicht an allen Bauteilen erfolgen, so sind dann besser mineralische Baustoffe zu verwenden.
Zum Abschluss noch ein Beispiel, welches sowohl aus ökologisch und mineralischen Baustoffen besteht. Diese konstruktiven Verbesserungen tragen zur Raumklimatisierung durch Wärmespeicherung bei. Viele Jahre hatte man die Innendämmung im Dachboden lediglich aus einer Mineraldämmung und einer Gipsplatte hergestellt. In einzelnen Dachwohnungen entstand im Sommer ein Barackenklima.
Um das Raumklima zu verbessern, wurden „intelligente“ Gipsplatten entwickelt, welche kleine Wachskügelchen beinhalten. Erhöht sich die normale Raumtemperatur, so schmilzt das Wachs. Beim Wechsel des Aggregatzustandes von fest zu flüssig wird Wärme aufgenommen. Damit kann ein Teil der sommerlichen Wärme aus der Raumluft aufgenommen werden und so eine weitere Erwärmung der Raumluft vorübergehend vermieden werden. Mit der Ausnutzung der Enthalpie können so größere Temperaturschwankungen teilweise ausgeglichen werden, die sonst nur durch die Amplitudendämpfung schwerer Konstruktionen möglich sind, wie bei den Konstruktionen in den Bildern 3.1.8 und 3.1.2.1 bis 3.1.2.3.
Bei der vorgestellten Konstruktion (Bild 3.1.2.8) auf der Messe der Firma Knauf 2013 wird unter die Dampfbremse der Dachschräge eine Holzwolleleichtbauplatte montiert. Diese haben den Vorteil, dass sie nicht nur wärmedämmende, sondern auch speichernde Eigenschaften haben und so wärmeregulierend auf das Raumklima wirken. Sie sind aufgrund ihres Bindemittels resistent gegenüber biologischen Schädlingen. Geringer Tauwasseranfall sollte daher kein Problem sein. Solche Holzwolleleichtbauplatten mit Kalkputz wurden früher bereits bei der Verkleidung der Dachschrägen verwendet.
Die Dämmung zwischen den Sparren oder darunter ist physikalisch eine Innendämmung. Zunächst werden die Merkmale der Innendämmung aufgezeigt. Neben der Dämmung zur Dachhaut erfolgt in der Praxis eine zusätzliche Innendämmung an der Giebelwand und im Drempel (Abseitwand), da hier vorwiegend nur massive Wandquerschnitte von 12 bzw. 24 cm vorliegen und nur ungenügend der Wärmeschutz erfüllt wird.
Durch die Innendämmung steigt die Oberflächentemperatur an der Zimmerwand, jedoch kühlt das gedämmte Bauteil hinter der Innendämmung (Außenseite) gerade im Winter bei niedrigerer Außentemperatur stark ab, sodass der Frostpunkt weit in die Konstruktion wandert. Es ist keine Seltenheit, dass sich an der Unterseite der Unterspannbahn eine 2 bis 3 cm dicke Eisschicht bildet. Durch die anzubringende Dampfsperre soll der Dämmstoff (beim Dachgeschossausbau vorwiegend Mineraldämmstoff) vor der Feuchtigkeit aus der Raumluft geschützt werden, da dadurch zusätzlich die Dämmwirkung der Mineralfaserdämmung sehr stark gemindert wird (ca. 1 Feuchtigkeitsaufnahme reduziert die Dämmwirkung auf ca. 50 %). Auf die gesamte Problematik wird im Bild 4.2.3 und dem erläuternden Text ausführlich dargestellt.
Die Mineralfasern können aufgrund ihrer vielen Hohlräume sehr viel Wasser aufnehmen. Durch die Dampfsperre wird jedoch die Sorption (Fähigkeit der Baustoffe, Wasserdampf aufzunehmen und wieder abzugeben) verhindert, und es kann bei Spitzenbelastungen der Raumluftfeuchtigkeit schneller zu Tauwasserbildung kommen, was optisch im Bad nach dem Duschen auf der Spiegeloberfläche deutlich zu erkennen ist. Daher ist auf der Innenseite, also noch vor der Dampfbremse, ein Baustoff anzubringen, der gute Sorptionseigenschaften besitzt. Das ist z. B. Holz (nicht lackiert, eventuell mit Holzbeize, Bienenwachs oder einer Dünnlasur behandelt), Gipskarton- und Fermacellplatten oder diffusionsoffene Putze auf einem geeigneten Putzträger. Die Oberflächenfarbe muss diffusionsoffen sein, wie z. B. Kalk-, Silikat- oder Leimfarben (Kalk- und Silikatfarbe ist für Gipskartonplatten nicht geeignet.)
Neben dem o. g. Problem tritt bei einer Innendämmung immer eine unterschiedliche Temperaturverteilung auf. Bei einer zusätzlich von innen gedämmten massiven Außenwand erhöht sich die innere Oberflächentemperatur je nach Dämmstoffstärke um einige Grad. Die an die Außenwand anliegenden Decken, Innenwände und Fußböden behalten aufgrund ihrer Wärmeleitfähigkeit die niedrigere Oberflächentemperatur. Es entsteht so ein Streifen mit niedriger Oberflächentemperatur ringsherum um die eingesetzte Innendämmung. Mit einem Infrarotbild kann dies sehr deutlich festgestellt werden. Insgesamt erhöht eine Innendämmung unter Berücksichtigung der Problembereich (Bild 3.2.1) die Oberflächentemperatur und verbessert so das Raumklima. Aber die direkt angrenzenden ungedämmten Innenwände, Fußboden und Decke haben eine niedrigere Oberflächentemperatur von einigen Grad. Wenn diese nicht ausreichend durch die Raumluft temperiert werden, dann entsteht an diese schmalen Streifen schnell eine Durchfeuchtung, erkennbar an den Schimmelstreifen. Deshalb sollte bei einer Innendämmung der Außenwand die Dämmung um die Zimmerecke, wie im Bild 3.2.2 rechts gezeigt, geführt werden. Das gilt auch im Dachgeschoss bei einer massiven Zwischenwand oder bei der Giebelwand, wenn lediglich die Dachschräge gedämmt wird.
Allerdings wirkt sich eine zu starke Dämmung wegen der kritischen Randbereiche ungünstig aus. Als Innenwandplatten werden Kalziumsilicat-Platten allerdings sehr teuer, oder die Mehrschichtbauplatten (Gipskartonbauplatte mit 2 cm Styropor) angeboten. Die erstere Innendämmung ist wegen der besseren Feuchtregulierung günstiger. Werden normale wohnklimatische Bedingungen eingehalten, so treten auch bei den Gipskartonverbundplatten keine Schäden auf. Es muss natürlich eine ordnungsgemäße Verarbeitung ohne Fugen erfolgen.
Im Bild 3.2.2 wird der Schnitt einer solchen Innendämmung dargestellt. Diese Situationen gelten auch für die Giebelwände im Dachgeschoß. Bei besonders gefährdeten Bereichen in den Zimmerecken sollte daher die Dämmung um die Kante gezogen werden und in Abhängigkeit der Wärmeleitfähigkeit des Baustoffs der Wände und Decken ca. 50 cm in den Raum angebracht werden. Es werden seit einigen Jahren spezielle Profile für die Ecken angeboten, z. B. aus dem gleichen Material wie die Kalzium-Silikat-Platten.
Die heutigen Baustoffe lassen hier gute gestalterische Möglichkeit zu. Auf die Funktion einer Dampfbremse wird im Punkt 4 eingegangen.
Beim Dachgeschoss bestehen die zu dämmenden Giebelwände oder Drempel meist aus 24er oder auch 12er-Mauerwerk. Hier ist die Dämmung durchgängig als ein System auszuführen. Es darf zwischen den zu dämmenden Bauteilen keine Fuge entstehen. Sie müssen durchgängig aufgebaut werden. Das betrifft sowohl die Dämmung, die Dampfbremse, Unterkonstruktion und Verkleidung. Einer der wesentlichsten Ausführungsfehler ist die stückweise Fertigstellung, der Dachschrägen, Trockenbauwände oder der Dämmung. Im Bild 3.2.3 aus einem älteren Buch für Dachausbau werden diese Ausführungsfehler sehr gezeigt. Um solche Fehler zu vermeiden, sind als erstes alle zu dämmenden Flächen korrekt zu dämmen und als zweites die Dampfbremse fugendicht anzubringen. Erst dann darf die Innenverkleidung montiert werden.
Durch den Aufbau jedes einzelnen Wandelementes, wie Dachschräge, Innendämmung zum Giebel und Drempel, kann die fugendichte Ausführung der Dämmung in der Praxis nur sehr schlecht realisiert werden. Davon abgesehen, dass hier überhaupt keine Dampfbremse eingebaut wird.
Erfolgt eine mangelhafte Verlegung der Dämmung (Bilder 3.2.3. und 3.2.4.) oder die Dampfbremse ist nicht korrekt eingebunden (3.2.6), so kommt es zu einer Durchfeuchtung der Bauteiloberflächen. Grundsätzlich muss an allen Bauteilen eine annähernd gleiche Temperatur an der Innenoberfläche vorliegen. In der Skizze (Bild 3.2.5) werden kritische Bauteilflächen gezeigt, wo bereit aus geometrischen Gründen eine niedrigere Oberflächentemperatur vorliegt.
Im Bild 3.2.6 wird ein Beispiel der mangelhaften Anbindung der Sparrendämmung an einer Giebelwand gezeigt. Das Problem besteht hier zusätzlich in der fehlenden Anbindungsmöglichkeit der Dampfbremse zwischen Dachschräge und Vorsatzwand. Diese Ausführung birgt eine Gefahr der Abkühlung an dem Anschluss der Dachschräge zur Vorsatzwand. Im Punkt 4. wird noch einmal ausführlicher auf die Zusammenhänge eingegangen. Das folgende Wärmebild wurde genau an einem solchen Anschluss, Schräge/Vorwand zur Außenwand aufgenommen (Bild 3.2.7). Es wird deutlich, dass eine durchgängig fugendicht angebrachte Dampfbremse eine mögliche Schadensgefährdung reduziert. Daneben ist aber auch zu beachten, dass gerade bei Leichtbauwänden (Vorsatzwand) zusätzlich eine Wasserdampfdiffusion über Flankenübertragung erfolgt (Bild 3.2.8).
Die Möglichkeit, dass diffundierender Wasserdampf auch über Umwege zu einer Tauebene gelangen kann, ist bei der Planung zu berücksichtigen. In Zusammenwirkung von Baufeuchte und mangelhafter Fugendichtheit können in bestimmten Situationen Feuchteschäden auftreten. Dies ist besonders dann gegeben, wenn die Leichtbautrennwände lediglich aus einer Gipskartonbauplatte bestehen und über den Hohlraum, auch wenn Mineralwolle eingelegt wurde, ein Diffusionsstrom nach außen erfolgt (Bild 3.2.9). Aus brand- und schallschutztechnischen Gründen reichen diese Leichtbauwände bis zur Dachhaut. Die Dampfbremse an der Dachschräge kann dann nur auf die Außenseite der Gipsplatten fugendicht befestigt werden, verhindert jedoch nicht die Flankenübertragung des diffundierenden Wasserdampfes. Bereits aus diesem Grund kommt es bei nicht hinterlüfteten Konstruktionen zu einer langfristigen unkontrollierten Feuchtigkeitszunahme in der Dämmung. Weitere Problembereiche werden in den folgenden Punkten zur fugendichten Verlegung der Dampfbremse dargestellt.
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