In Fachkreisen läuft die Diskussion um das Für und Wider des doppelt abgedichteten Flachdachs – mit und ohne Luftschicht – seit gefühlt ewigen Zeiten. Die mangelnde Leistungsfähigkeit der Belüftung fiel bereits in den sechziger Jahren auf. Belüftete Flachdächer (Abb. 1) seien „keineswegs als narrensicher anzusehen“, hieß es [1][2], und „vielmehr ist gerade bei Zweischalendächern jede Vorsicht geboten.“ Dem waagerecht verlaufenden Luftraum fehlt der Auftrieb und die Durchströmung funktionierte nicht verlässlich, wie das Flachdachhandbuch 1961 und spätere Veröffentlichungen aus dem Bundesbauministerium und von schwedischer Bauforschung immer wieder zeigten [3].
Die Lehre damals: Belüftete Flachdachkonstruktionen benötigen raumseitig eine „Dampfbremse“, heute als „diffusionshemmende Schicht“ bezeichnet – die DIN 4108 definierte ihren Sd-Wert mit < 100 Metern. Zur Frage der Wasserdampfdiffusion kam in den 1990er Jahren die Debatte um den luftdichten Dachaufbau hinzu. Sie führte, an die neuen Energiesparstandards des Niedrigenergie- und Passivhauses im Neubau gekoppelt, zu vollumfänglich gedämmten, doppelt abgedichteten hölzernen Flachdächern ohne Belüftung, die mal mit und meist ohne nachgewiesener „Trocknungsreserve“ angegangen wurden. Nach wie vor verblieb die Dämmung zwischen den Deckenbalken und trug somit ihren Teil dazu bei, dass die obere Dachhälfte in der Heizperiode auskühlte, was in der hiesigen Diskussion erst spät einen Stellenwert bekam (Abb. 2).
Für den schwedischen Bauforschungsrat hingegen war schon 1987 klar: „Die Anwendung einer Außendämmung auf Dächern mit geringer Neigung verbessert die Dämmleistung des Daches und behebt auch die häufigsten Feuchtigkeitsprobleme, die bei solchen Dächern auftreten.“ [4]
Derweil rissen die Schadensfälle bei neuen Flachdächern in Holzbauweise hierzulande nicht ab und hielten die Diskussionen am Laufen. Auf der Suche nach zielführenden Antworten kam man auf die schwedische Lösung zurück. Auf den Aachener Bausachverständigentagen wurde 2016 die äußere Wärmedämmung auf dem Dach als Feuchteschäden verhindernde Maßnahme postuliert [5,6,7]: „Die obere Dämmschicht ist so zu dimensionieren, dass die darunter liegende Holzschalung ausreichend warm und damit trocken bleibt.“
Ein Flachdach außenseitig zu dämmen, ist nicht nur bei Neubauten sinnvoll, sondern hat auch für belüftete Flachdächer im Altbau Vorteile (Abb. 3). Mit einer derartigen Modernisierung lässt sich nicht nur der Wärmeschutz verbessern, sondern auch die Behaglichkeit im Raum steigern und erheblich Heizenergie und CO₂ einsparen.
Für eine optimale Bauqualität ist der Umgang mit dem Belüftungsraum im Altbau-Flachdach entscheidend: Bleibt er erhalten, verbessert sich der Wärmeschutz nur geringfügig, und die Anforderungen des Gebäudeenergiegesetzes bleiben unerfüllt. Weitaus effektiver ist es, die in dieser belüfteten Konstruktion steckenden Risiken zu beseitigen. Basierend auf dem Wissen über die Schwächen dieses Aufbaus kristallisierte sich eine Methode heraus, die durch die Umwandlung des Kaltdaches in ein Kombidach den Zielen einer optimalen Modernisierung gerecht wird.
Vom kritischen Kaltdach zum komfortablen Kombidach
Das optimale Vorgehen wäre, eine Dämmung auf der alten Dachhaut mit dem Ausflocken des Belüftungsraumes zu kombinieren. Das so entstandene Kombidach hält in der Heizperiode das gesamte Bauteil warm (Abb. 4). Da warme Wasserdampfmoleküle nicht kondensieren (Dipolwirkung), kann keine holzschädigende Feuchte mehr entstehen. Mit einem nun möglichen U-Wert von 0,1 W/(m²K) ist sowohl das Optimum des Wärmeschutzes als auch der Behaglichkeit erreichbar. Das Gebäudeenergiegesetz wird eingehalten und Fördermittel können ab 0,14 W/(m²K) beantragt werden. Die Vorteile des Kombidaches kurz zusammengefasst:
- Die gesamte Dachkonstruktion bleibt erhalten, das spart Baumaterial, Bauaufwand und Baukosten.
- Die aufgelegte Dämmung schützt die Dachhaut vor der Witterung, ihre Lebensdauer verlängert sich.
- Feuchterisiken werden beseitigt, der Dachaufbau bleibt in der Heizperiode warm und trocken.
- Die Konstruktion ermöglicht einen hohen Wärmeschutz, die Heizkosten sinken.
- Sommerhitze unterm Dach wird deutlich vermindert und die Wohnbehaglichkeit in der Heizperiode ist optimal.
- Der Aufwand amortisiert sich in wenigen Jahren durch Energieeinsparung und sinkende Emissionen aus der Gebäudeheizung: bei den Kosten, dem Herstellungsenergie- und dem CO₂-Aufwand.
- Das Haus bleibt während des Umbaus bewohnbar.
- Die Qualität des neuen Dachs entspricht dem Gebäudeenergiegesetz und ist nach BEG förderfähig.
Aufbau und Vorteile im Detail
Die bestehende und schadensfreie Dachkonstruktion wird beim Kombidach komplett erhalten. Dazu gehören die Dachhaut, die darunter liegende Holzschalung, die Dachbalken, die dazwischen liegende alte Wärmedämmung sowie die Deckenbekleidung einschließlich der „diffusionshemmenden Schicht“ unter den Balken. So reduzieren sich die Umbaukosten und der Bedarf an neuen Baustoffen, zudem geht die in der Bestandskonstruktion enthaltene graue Energie nicht verloren und es fällt nur wenig Bauschutt an.
Da die äußere Dämmschicht auf und nicht unter der Dachhaut verlegt wird (Umkehrdach) schützt sie die bestehende Abdichtung vor Witterungseinflüssen und eliminiert deren Auskühlung in der Heizperiode. Als wasserabweisender Dämmstoff (Kennzeichnung: DUK) eignen sich extrudierte Polystyrol-Dämmstoffe (XPS) mit guten Wärmeleitfähigkeitswerten ab 0,033 W/(mK) (Abb. 5).
Ein zeitweiliges Unterlaufen der lose aufgelegten oder punktuell verklebten Dämmplatten mit Regenwasser bleibt zwar schadensfrei, dennoch ist es empfehlenswert, auf den Dämmplatten ein diffusionsoffenes Kunststofffaservlies zu verlegen, um stets die maximale Dämmwirkung zu gewährleisten.
Das Beschweren der Dämmplatten, zum Beispiel mit Kies, einem Gründach oder Platten, verhindert ein Abheben der Platten bei Windsog und schützt im Brandfall vor Funkenflug. Natürlich ist vor einer Sanierung die Tragfähigkeit der Deckenbalken unter Einbeziehung der Schneelast zu prüfen – bei üblichen Balkenquerschnitten bestehen indes meist genügend Reserven. Die Dachentwässerung erfolgt über die bestehenden Abläufe, sofern deren Funktionalität und die Dichtheit der Anschlüsse noch einwandfrei gegeben sind. Gleiches gilt für die vorhandene Dachhaut, die im Bedarfsfall neu abzudichten wäre – optional kann auch eine zusätzliche neue Bitumen- oder Kunststoffbahn verlegt werden.
Einblasdämmung in den Belüftungsraum
Die Einblasdämmung in den Belüftungsraum schafft zusammen mit dem Umkehrdach den erforderlichen optimalen Wärmeschutz, die eventuell vorhandene Dämmung bleibt erhalten. In den Belüftungsraum wird vom Dachrand her flockiges Dämmmaterial aus Zellulose, Stein- oder Glaswolle mit Wärmeleitzahlen zwischen 0,035 und 0,039 W/(mK) eingeblasen.
Diese homogene Dämmschicht verschließt auch Luftleckagen und verhindert die Durchströmung der alten Dämmschicht mit feuchtwarmer Raumluft durch kleinere Fugen oder Ritzen in der „Dampfbremse“ [8]. Luft strömt nur ein, wenn sie durch gegenüberliegende Undichtheiten wieder ausströmen kann. Die Dämmflocken, die dichte Dachhaut und die Abdichtung der Belüftungsöffnungen am Dachrand unterbinden dies.
Die Kondensation von Wasserdampf im Einblasdämmstoff scheitert am Wärmeschutz des Umkehrdachs. Auch bei minus fünf Grad Celsius Außentemperatur herrschen im gedämmten Belüftungsraum Temperaturen um 15 Grad Celsius, sodass kein Kondensat entsteht. Der beauftragte Fachbetrieb für Einblasdämmung muss vor der Ausführung die Holzfeuchte der Dachbalken auf Werte unter 15 Masseprozent prüfen.
Bei Gebäuden bis zu zwei Stockwerken ist keine Gerüststellung erforderlich. Die Arbeiten werden entweder vom Dachdeckerbetrieb zusammen mit dem Umkehrdach oder durch einen Fachbetrieb für Einblasdämmung ausgeführt. In vielen Fällen muss die Bekleidung des Dachrandes erneuert beziehungsweise an die Höhe der zusätzlich aufgelegten Dämmung angepasst werden.
Im Zweifelsfall ist die Luftdichtheit der innenseitigen Dampfbremse – insbesondere an den Durchdringungen anderer Bauteile oder an Rohrdurchführungen durch das Dach (Ventilator Bad/Toilette, innenliegende Entwässerung) – zu überprüfen und nötigenfalls auszubessern.
Der Feuchtehaushalt des Kombidaches
Der Feuchtehaushalt des Kombidaches verändert sich durch die äußere Wärmedämmung und das Unterbinden von Luftströmungen in der Dachkonstruktion zum Positiven – das Dach bleibt warm und trocken. Die Wasserdampfmoleküle in der Luft bleiben energiegeladen und damit dampfförmig und kondensieren nicht mehr an den Holzbauteilen. Die Tabelle in Abb. 6 zeigt die feuchtetechnischen Verhältnisse verschiedener nach DIN 4108-3 berechneter Varianten. In allen Varianten ist der Belüftungsraum mit Dämmstoff gefüllt, variiert werden diffusionshemmende Schicht und Umkehrdach.
Flachdach ohne diffusionshemmende Schicht, mit und ohne Umkehrdach
In Variante 3 und 6 kann ohne raumseitige Dampfbremse viel Luftfeuchte in das Dach diffundieren. Bei Variante 3 ohne Umkehrdach verschlimmert die oberseitige Auskühlung in der kalten Jahreszeit die Situation – es entsteht bis zu 3.300 Gramm Tauwasser pro Quadratmeter und Tauperiode sowie eine Holzauffeuchtung um 24,2 Masseprozent, was die zulässigen 500 Gramm und fünf Masseprozent deutlich überschreitet.
In Variante 6 verhindert das Umkehrdach mit 20 Zentimeter Dämmung diese massive Auffeuchtung, obwohl innenseitig keine diffusionshemmende Schicht vorhanden ist. Im warmen Dach bleibt die rechnerische Tauwassermenge mit nur 260 Gramm um 48 Prozent unter der zulässigen Menge. Zudem liegt die Trocknungsdauer bei nur 13 Tagen und eine Auffeuchtung der Konstruktionshölzer ist mit 1,9 Masseprozent gering. Fugen und Ritzen in der diffusionshemmenden Schicht führen also bei einer warmen Dachkonstruktion nicht zu einem schädlichen Tauwasserausfall.
Flachdach mit diffusionshemmender Schicht ohne Umkehrdach
In der Regel weisen belüftete Flachdächer innenseitig jedoch eine diffusionshemmende Schicht auf, deren Einfluss in den Varianten 1 und 2 ohne Umkehrdach berechnet wurde. Wieder ist der Belüftungsraum mit Einblasdämmung verfüllt, jedoch kein Umkehrdach eingebaut. Beide Varianten weisen wegen des kleineren Diffusionsstroms nur geringe Tauwassermengen um 37 Gramm pro Quadratmeter und Tauperiode auf. Jedoch sind die Trocknungszeiten mit über 100 Tagen sehr lang, was ein gewisses Schadensrisiko bedeutet.
Das Kombidach
Die Varianten 4 und 5 entsprechen dem oben beschriebenen Kombidach mit diffusionshemmender Schicht, Einblasdämmung und Umkehrdach in zwei unterschiedlichen Dämmdicken (14 und 20 Zentimeter). In beiden Fällen werden die Anforderungen der DIN 4108 eingehalten, das Dach bleibt trocken. Die minimal entstehende Feuchte von elf beziehungsweise 3,5 Gramm pro Quadratmeter trocknet schnell ab und liegt 98 beziehungsweise 99 Prozent unter den zulässigen Grenzwerten für Tauwasser und Holzauffeuchtung. Das Dach bleibt in seinem Konstruktionsholzbereich warm und trocken.
Das Kriterium der „Trocknungsreserve“ nach DIN 68800 passt nicht für Umkehrdächer im Altbau. Risiken einer zu hohen Holzfeuchte oder mangelnde Austrocknung durch Verschattung sowie die höhere Feuchtebelastung auf Nordseiten von Steildächern existieren nicht. Auch im Holzbau sieht man das Umkehrdach zunehmend als feuchtetechnisch beste Lösung für Flachdächer.
Behaglichkeit im Winter und im Sommer
Im Winter stellten sich im unsanierten, belüfteten Flachdach bei 20 Grad Raum- und minus fünf Grad Außenlufttemperatur eine raumseitige Oberflächentemperatur von nur 15 Grad ein. Die aufgelegte Dämmung hebt das Temperaturniveau auf 18,9 Grad, was deutlich näher an der menschlichen Hautoberflächentemperatur liegt und somit als behaglich empfunden wird. Im Sommer hingegen bleibt beim Kombidach die raumseitige Temperatur der Dachinnenbekleidung konstant unter 25 Grad, unabhängig von den Außentemperaturen und der Solarstrahlung.
Dreifacher Vorteil durch Klimaschutz
Das Kombidach verbindet einen dreifachen Vorteil beim Klimaschutz mit direktem Nutzen für Hausbesitzer:
- Vorteil 1: Die ökologische Lebenszyklusbilanz ist positiv. Bei Ausgangs-U-Werten des vorhandenen Daches zwischen 1,2 bis 0,3 W/(m²K) wird eine Amortisation der Herstellungsenergie der Dämmstoffe innerhalb von 1,4 bis 6,4 Jahren und beim CO₂ von 2,0 bis 6,4 Jahren erzielt. Bei besserem Ausgangs-U-Wert ist die Einsparung zwar geringer, aber es sind auch nur geringere Dämmdicken erforderlich, um den U-Wert von 0,1 W/(m²K) zu erzielen.
- Vorteil 2: Bauteilerhaltung geht vor Neubau und ist in der Regel kostengünstiger. Außerdem fällt die graue Herstellungsenergie beim Kombidach viel geringer aus. Das Vermeiden von Abriss und Neubau addiert sich als ökologische Gutschrift zur Amortisation des Herstellungsaufwandes infolge der Heizenergieeinsparung.
- Vorteil 3: Der Dachaufbau schöpft mit einem U-Wert von 0,1 W/(m²K) das Energiesparpotenzial des Daches völlig aus und eröffnet Chancen für erneuerbare Energien in der Gebäudeheizung. Sind auch alle anderen Bestandteile der Gebäudehülle auf dem Dämmniveau des Kombidaches, ist ein Strom- oder Pufferspeicher verzichtbar, da das Haus auch einige Tage ohne Heizung warm bleibt. So lassen sich Hochpreisphasen bei den künftigen zeitvariablen Stromtarifen überbrücken. Die Dämmung verkürzt die Heizperiode zudem auf unter 100 Tage pro Jahr und ermöglicht ein kleineres Wärmepumpenaggregat.
Wirtschaftlichkeit im Einzelfall
Die Wirtschaftlichkeit wird auf Basis des konkreten Heizenergieverbrauches im jeweiligen Fall von einem Energieberater ermittelt. Bei jährlichen Heizenergieeinsparungen zwischen 30 und 100 Kilowattstunden pro Quadratmeter lässt sich ein Kapitalrückfluss für den Aufwand der Dämmung erzielen, den eine Studie mit sechs bis 13 Jahren beziffert [10]. Das Dach ist mit U-Werten um 0,1 bis 0,14 W/(m²K) förderfähig. Die gesamten förderbaren Kosten werden durch einen staatlichen Zuschuss für Einzelmaßnahmen (Bafa) um 25 Prozent reduziert.
Somit bietet das Kombidach aus Einblasdämmung und XPS-Umkehrdach ein starkes Team, das den Wert alter Dächer erhöht und als Garant für Feuchtesicherheit steht – getreu dem Prinzip „warm und trocken“. Mit einem U-Wert um 0,1 (W/m²K) wird das physikalische Optimum bei der Dämmung erreicht, die ökologische Qualität des Daches belegen die Heizenergieeinsparung und der Erhalt bestehender Komponenten des Altdaches. Bei der ganzjährig hohen Behaglichkeit sticht der hochwertige sommerliche Hitzeschutz hervor. Das Kombidach verfügt mit diesen Qualitätsmerkmalen über eine lange Lebensdauer.
Literatur
[1] Karl Moritz, Flachdachhandbuch: Flache und flachgeneigte Dächer, Bauverlag Wiesbaden/Berlin, 1964
[2] Karl Seiffert, Richtig belüftete Flachdächer ohne Feuchteprobleme, Wiesbaden 1973
[3] BMBau (Hrsg.), Praxisinformation Energieeinsparung, Bonn, 1983
[4] “Can roof spaces and roofs be insulated without causing condensation problems?” in: Swedish Council for Building Research, Energy Answer ’87, Stockholm 1988
[5] M. Mohrmann, Sachverständiger für Schäden an Holzkonstruktionen, Flachgeneigte Flachdächer nach aktuellen Normen, in: Aachener Bausachverständigentage 2016, Wiesbaden 2016
[6] Robert Borsch-Laaks, Durchströmung von Dämmschichten, in: euz, 8. Effizienz-Tagung Bauen + Modernisieren, Hannover 2016
[7] Markus Zumoberhaus: Sind Schweizer Holzdächer anders? Erfahrungen mit der feuchtetechnischen Dimensionierung unbelüfteter Flachdächer, in: Holzbau Quadriga 1/2011, Kastner Medien GmbH, Wolznach, und Tagungsband des 2. Internationalen Holz (Bau) Physik- Kongresses, Leipzig 2011 (holzbauphysik-kongress.eu), S. 95 ff
[8] Prof. Matthias Zöller, Unbelüftete Flachdächer aus Holz, Risiken und Nebenwirkungen, in euz, 8. Effizienztagung Bauen + Modernisieren, Hannover 2016
[9] Bayerische Landesanstalt für Umwelt, Augsburg Emissionsfaktoren für Energieträger, fortlaufend aktualisierte Excel-Datei April 2021
[10] Forschungsinstitut für Wärmeschutz FIW, Wirtschaftlichkeit von Wärmedämmmaßnahmen, München 2015
Bild: RKW, k-Werte alter Bauteile, Eschborn 1983
Bild: aus [3]
Bild: Sven-Erik Tornow, Köln
Bild: Claudia Siegele
Bild: Austrotherm, Stephan Falk
Bild: Werner Eicke-Hennig
Quelle für Ökobilanzdaten: Ökobaudat
Bild: Claudia Siegele
Bild: Claudia Siegele
Bild: Werner Eicke-Hennig
Kurz und knackig
Belüftete Flachdächer weisen häufig Feuchteprobleme und energetische Schwächen auf. Abhilfe schafft die Sanierung zum Kombidach: Dabei werden der Belüftungsraum mit Einblasdämmung verfüllt und zusätzlich eine XPS-Umkehrdämmung aufgebracht. So bleibt der gesamte Dachaufbau warm und trocken, Feuchteschäden werden verhindert und U-Werte bis 0,1 W/(m²K) sind erreichbar. Bestehende Bauteile können erhalten bleiben, was Ressourcen und Bauaufwand spart. Die Lösung ist förderfähig, wirtschaftlich und bietet eine dauerhaft effiziente, technisch sichere Modernisierung von Flachdächern.
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