Kompaktdach für Hochhäuser
Extreme Wetterphänomene treten immer häufiger auf. Mit den damit verbundenen Herausforderungen muss sich auch die Baubranche verstärkt auseinandersetzen.
Heftige Gewitter, Starkregen und Orkane – extreme Wetterphänomene haben in den vergangenen Jahren zugenommen und werden damit zu den zentralen Herausforderungen im Hochhausbau. Da der Luftwiderstand mit zunehmender Höhe fällt, nimmt die Windgeschwindigkeit bei Sturm besonders in höheren Lagen zu. Somit 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 – müssen so nicht nur die bauaufsichtlichen Auflagen der Muster-Hochhaus-Richtlinie bedacht werden, 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 dem entsprechend 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 die Dachabdichtung bei steigender Windlast somit von innen nach oben weggedrückt werden. 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 kann vollflächig mit Heissbitumen verklebt werden und überzeugt in diesem Kontext durch seine besonderen bauphysikalischen Eigenschaften.
Nachhaltiger Dämmstoff
Schaumglasdämmstoffe der Pittsburgh Corning Schweiz AG werden in einem zweiteiligen Herstellungsprozess gefertigt. Geschmolzenes Glas mit einem Recyclinganteil 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.
Hoher Bau, hohe Anforderungen
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.
Das Foamglas Kompakt- und Gefälledachsystem vereinfacht die Ausführung von normgerechten Flachdächern in allen Höhen – selbst bei aufwendigeren 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.
