Bei der Öffnung der Deckenbekleidung eines Anbaus in Holzbauweise wurde eine massiv durchfeuchtete Dachschalung freigelegt, die bereits von holzzerstörenden Pilzen befallen war. Der Anbau war erst wenige Jahre zuvor fertiggestellt worden. Anlass der Bauteilöffnung waren Feuchteflecken an der Unterseite der Decke. Bei diesem massiven Schadensbild war eine einfache Sanierung nicht mehr möglich.
Geöffnete Dachkonstruktion - Dampfsperre und nasse Zwischensparrendämmung aus Mineralwolle
Das Flachdach war als nicht belüftete Holzkonstruktion ausgeführt. Von innen nach außen bestand es aus einer Dampfsperre, einer Zwischensparrendämmung, einer OSB-Platte als Dachschalung, der Dachabdichtung und einer Kiesschicht als Auflast. Aufbauten dieser Art zählen nach DIN 4108-3 nicht zu den Konstruktionen, die ohne rechnerischen Nachweis als feuchtetechnisch unbedenklich gelten. Ihre Funktionsfähigkeit ist immer objektspezifisch nachzuweisen.
Holzzerstörende Pilze an der OSB-Platte - Folge einer dauerhaft zu hohen Holzfeuchte
Zur Klärung der Schadensursache wurde der bestehende Aufbau mit einer hygrothermischen Simulation (WUFI) untersucht. Anders als das vereinfachte Glaser-Verfahren nach DIN 4108-3, das lediglich stationäre Wasserdampfdiffusion unter festgelegten Normklimabedingungen betrachtet, rechnet die Simulation instationär über mehrere Jahre. Sie erfasst Außenklima, Innenklima und Sonneneinstrahlung, die Feuchtespeicherung der Baustoffe und den konvektiven Feuchteeintrag durch Restundichtigkeiten der luftdichten Ebene. Bewertet werden zwei Kriterien:
Der Gesamtwassergehalt des Bauteils muss sich einpendeln
Die Holzfeuchte der OSB-Schalung darf 18 Massenprozent nicht überschreiten
Oberhalb dieses Werts ist mit einer Verformung der Schalung, sowie dem Wachstum holzzerstörender Pilze zu rechnen.
Einwirkungen beim Flachdach - Eine bauphysikalisch hochkomplexe Konstruktion mit zahlreichen Einflussfaktoren
Das Feuchteverhalten eines nicht belüfteten Flachdachs folgt einem Jahreszyklus. Im Winter besteht ein Dampfdruckgefälle von innen nach außen, Wasserdampf diffundiert aus dem beheizten Raum in die Konstruktion. Weitere Feuchtemengen gelangen durch Konvektion hinein, also mit warmer Raumluft, die über Fehlstellen der Dampfbremse in die Dämmebene strömt. Da die äußere Abdichtung praktisch dampfdicht ist, reichert sich diese Feuchte an der kältesten Stelle an, also in der Dachschalung. Im Sommer kehrt sich das Gefälle um, sofern die Sonne die Dachoberfläche ausreichend erwärmt. Die Feuchte wird dann nach innen getrieben, und das Bauteil kann unter Umständen zum Raum hin austrocknen. Funktionsfähig ist ein solches Dach nur, wenn die sommerliche Rücktrocknung den winterlichen Feuchteeintrag dauerhaft ausgleicht.
WUFI-Simulationsmodell des Bestandsaufbaus - Eine massive Feuchteakkumulation im Bereich der OSB-Schalung ist nachweisbar
Für den untersuchten Aufbau ging diese Bilanz nicht auf. Die Simulation ergab einen kontinuierlichen Anstieg der Holzfeuchte in der Dachschalung über den gesamten Berechnungszeitraum. Ein eingeschwungener Zustand stellte sich nicht ein, der Grenzwert für die OSB-Schalung von 18 Massenprozent wurde dauerhaft überschritten. Der Aufbau war damit auch bei vollständig intakter Abdichtung bauphysikalisch nicht funktionsfähig.
Feuchteverlauf in der Dachschalung - kontinuierlicher Anstieg ohne eingeschwungenen Zustand
Ursächlich für den Schaden waren vor allem drei Eigenschaften der Konstruktion:
Die Dampfsperre (PE-Folie) besaß einen hohen und konstanten Diffusionswiderstand. Nur eine feuchtevariable Dampfbremse hätte eine gewisse Rücktrocknung im Sommer ermöglicht. Das Holz war damit zwischen zwei diffusionsdichten Schichten eingeschlossen, ohne dass ein wirksamer Austrocknungsweg verblieb.
Die Kiesschicht verringerte zusätzlich die Erwärmung der Abdichtung durch Sonneneinstrahlung und damit das sommerliche Dampfdruckgefälle nach innen, das die Rücktrocknung antreibt.
Der Verzicht auf eine Aufdachdämmung sorgte dafür, dass die Schalung auf der kalten Seite der Dämmebene lag, im Bereich der niedrigsten Temperaturen.
Eine einfache Instandsetzung im bestehenden Aufbau schied aufgrund der großen Schäden aus. Dachschalung und Dachabdichtung wurden vollständig zurückgebaut, anschließend wurde auf den Sparren eine neue Holzschalung verlegt. Der neue Aufbau wurde auf Grundlage der Simulationsergebnisse festgelegt.
Neue Holzschalung auf den Sparren - Grundlage für den neuen funktionsfähigen Dachaufbau
Gewählt wurde eine neue Aufdachdämmung oberhalb der Holzschalung. Auf eine Zwischensparrendämmung wurde verzichtet. Sparren und Schalung befinden sich damit vollständig auf der warmen Seite der Konstruktion. Ihre Temperatur bleibt auch im Winter weit oberhalb der Taupunkttemperatur der Raumluft, sodass am Holz kein Tauwasser ausfallen kann. Die Abkühlung erfolgt erst innerhalb der Aufdachdämmung. Die Funktionsfähigkeit des Dachs ist damit nicht mehr auf eine sommerliche Rücktrocknung angewiesen. Ein Aufbau mit Dämmung ausschließlich oberhalb der Tragkonstruktion zählt nach DIN 4108-3 zu den Konstruktionen, die ohne gesonderten Nachweis zulässig sind.
Aufdachdämmung oberhalb der neuen Schalung - Alle Holzbauteile sind vollständig auf der warmen Seite der Konstruktion
Bestehende Holzflachdächer mit Auffälligkeiten oder Schäden sollten immer bauphysikalisch geprüft werden. Vor einer Reparatur ist zu klären, ob eine örtliche Undichtigkeit vorliegt oder der Aufbau selbst bauphysikalisch nicht funktionsfähig ist. Weist das Dach zusätzlich Merkmale wie eine Kiesauflage/Begrünung, Verschattung, eine Dampfbremse ohne feuchtevariable Eigenschaften oder eine fehlende Aufdachdämmung auf, ist der Aufbau grundsätzlich als riskant und schadensträchtig zu bewerten. In einem solchen Fall sollte der Bauteilaufbau unbedingt bauphysikalisch abgeklärt werden. Wer eine neue Konstruktion von Anfang an bauphysikalisch planen lässt ist auf der sicheren Seite und kann spätere Feuchteschäden mit hohen Folgekosten vermeiden.
Durchgeführte Leistungen:
Bauphysikalisches Gutachten
Hygrothermische Simulation (WUFI)