Leckageortung on point

INHALTE DES BEITRAGS

Ursachen für Flachdachschäden
Schadensbegutachtung
Leckageortungsverfahren im Überblick
Beispiel für eine komplexe Trocknung
Trocknungsverfahren
Ausblick
Fazit

Die Ergebnisse des Bauwerksicherheitberichts [1] zeigen, dass zu spät erkannte und schwer lokalisierbare Schäden an Dachabdichtungen die Hauptursache für Schäden an Gebäuden und insbesondere Flachdachabdichtungen sehr schadensanfällig sind. Undichtigkeiten und hierdurch eintretendes Regenwasser an Flachdächern können vielfältige Ursachen haben. In der Praxis führen jedoch am häufigsten Planungsfehler, Ausführungsmängel, falsche Materialien sowie schädliche Umwelteinflüsse zu Schäden. Dabei ist zu beachten, dass Flachdächer naturgemäß in besonderem Maße den Einflüssen der Umwelt ausgesetzt sind und damit zu den am meisten beanspruchten Gebäudeteilen eines Bauwerks zählen.

 

Ursachen für Flachdachschäden

Während seines Entstehungsstadiums ist ein Schaden am Flachdach meist kaum erkennbar. Er kann jedoch schwerwiegende Schäden an der Bausubstanz verursachen. Folgende Faktoren wirken sich negativ auf die Dauerhaftigkeit eines Flachdachs aus:

• Feuchtigkeit von außen (als Niederschläge und stehendes Wasser) sowie Feuchtigkeit von innen (Kondensat und Wasserdampf durch Raumnutzung)
• Hagelschlag, Eisbildung und Schneeauflastung
• schädlicher Bewuchs und Schmutzablagerungen
• große Temperaturunterschiede und hohe Temperaturwechsel
• UV-Strahlung
• mechanische Beanspruchung (beispielsweise durch Windbewegungen) und mechanische Belastungen (bei Nutzung der Dachflächen) [2]

Oft werden Schäden an der Flachdachabdichtung erst Jahre später bemerkt. Doch woran liegt das? Die Schäden werden erst dann ersichtlich, wenn Wasser in das Gebäude eintritt oder die Wärmedämmung erschöpft ist, da sich das Dämmmaterial infolge des beständigen Wassereintritts zersetzt hat. Die Folgen sind stark verschlechterte Wärmedämmwerte, Energieverluste bis hin zu Schimmelpilzbefall. Umfangreiche und somit aufwendige Sanierungskonzepte zur Behebung der Schäden sind dabei unumgänglich.

Flachdachschäden können sich in diesen finanziellen Folgen äußern:

• Kosten durch Wasserschäden an Hausrat, Maschinen- und Anlagentechnik sowie Ausstattung und Inventar
• Ertragsausfälle durch Betriebsunterbrechungen
• Miet- und Pachtverluste von Gebäudeeigentümern [3]

Um finanzielle Schäden präventiv zu vermeiden, gewinnen die zahlreichen Methoden zur Leckortung an Relevanz. Bezugnehmend auf die möglichen Fehlerquellen von Flachdachschäden sollten Neubauten einer Dichtheitsprüfung unterzogen werden.

 

Schadensbegutachtung

Bevor ein Flachdach auf Schäden überprüft werden kann, erfolgt zunächst eine detaillierte Begutachtung. Dazu wird eine Bestandsaufnahme durchgeführt, zu der auch die genaue Überprüfung des Dachaufbaus, der vorhandenen Unterkonstruktion, der Dämmmaterialien sowie der Abdichtungsoberlage gehört. Nicht selten fallen bei der Sichtprüfung des Flachdachs bereits erste Mängel auf. Dazu zählen beispielsweise Risse, Falten oder Blasen an der Dachhaut. Insbesondere die Anschlüsse an die Dachdurchdringungen (Lüfter, Dunstrohre, Lichtkuppeln) sollten bei einer Schadensbegutachtung genau überprüft werden. Unter Umständen erfolgt im nächsten Schritt an verschiedenen Stellen eine gezielte Bauteilöffnung, um die genaue Konstruktion des Dachaufbaus zu untersuchen. Dabei sollte herausgefunden werden, ob die Wärmedämmung durchfeuchtet und Feuchtigkeit auf der Dampfsperre nachzuweisen ist. Die Nutzung des Gebäudes darf bei der Begutachtung nicht außer Acht gelassen werden, da die in Innenräumen entstehende Raumluftfeuchte und Raumlufttemperatur ebenfalls den Dachaufbau beeinflussen. Da die Konstruktionen bei Flachdächern sehr unterschiedlich sind, sollte je nach Konstruktion das individuell passende Leckortungsverfahren angewandt werden. Die genaue Ermittlung des Schadenbilds und die Beurteilung des Dachzustands sind dabei hilfreich, um sich anschließend für die passende Vorgehensweise zu entscheiden.

 

Leckageortungsverfahren im Überblick

Kernphysikalisches Feuchtemessverfahren

Häufig erfolgt im weiteren Verlauf zunächst der Einsatz der Troxler Neutronensonde. Dieses Messverfahren verfügt über eine zerstörungsfreie Eindringtiefe von etwa 300 mm durch alle Baustoffe hindurch. Das Messverfahren selbst basiert auf der Reflexion, Streuung und Umwandlung schneller Neutronen in sogenannte thermische Neutronen. Dies geschieht durch Stöße an Wasserstoffatome. Die langsamen, thermischen Neutronen werden gezählt und geben so ein quantitatives Maß für den Feuchtegehalt in einer Konstruktion. Da es sich bei dem angezeigten Messwert um einen dimensionslosen Wert handelt, muss die Auswertung durch einen erfahrenen Messtechniker unter Zuhilfenahme der genauen Zusammensetzung der Dachkonstruktion erfolgen. So kann der Messtechniker mittels des kernphysikalischen Feuchtemessverfahrens ein Messraster auf das Flachdach legen. Über die detektierten feuchten Bereiche werden die Messrasterabstände so lange verkürzt, bis Rückschlüsse auf eine mögliche Leckstelle gezogen werden können. Im Zuge dessen werden zudem die vernässten Bereiche dokumentiert,  sodass das Ergebnis zur Erarbeitung eines Sanierungskonzepts dienen kann. Dank der hohen Messtiefe und klaren Abgrenzung zu tatsächlich vernässten Bereichen liefert die Messung mittels Neutronensonde optimale Ergebnisse, die für die weitere Ortung von Leckagen entscheidend sind.

Rauchgasverfahren

Das Rauchgasverfahren wird in erster Linie bei Bauabnahmen zur Dichtheitsprüfung von Flachdächern eingesetzt. Voraussetzung ist hierbei, dass es sich um ein Foliendach handelt, das über keinerlei Aufbauten, beispielsweise in Form von Begrünung, verfügt. Bei diesem Verfahren wird mittels eines Seitenkanalverdichters zunächst ein Luftpolster unter der Abdichtungsbahn erzeugt. In dieses Luftpolster wird anschließend ein Rauch-Luft-Gemisch eingeblasen. Beispielsweise an undichten Dachgullys, mangelhaften Nähten bzw. Stößen der Dachbahnen oder bei anderen mechanischen Beschädigungen steigt das Rauch-Gas-Gemisch sofort sichtbar auf. Diese Technik ist nur dann einsetzbar, wenn die Abdichtung lose verlegt, sprich nicht mit dem Untergrund verklebt ist.

Elektroimpulsverfahren

Das Elektroimpulsverfahren zählt zu den zerstörfreien Messtechniken zur Leckageortung an Flachdächern. Im Vergleich zum Rauchgasverfahren ist diese Messtechnik auch bei begrünten Flachdächern anwendbar. Bei diesem Verfahren wird eine mögliche Leckage über eine Stromflussmessung geortet. Dabei wird im Randbereich eine Ringleitung über die gesamte zu untersuchende Dachfläche gelegt. Die Ringleitung wird mit dem Minuspol des Impulsgenerators verbunden. Der Pluspol wird an der Schadstelle (Tropfbereich) im Gebäude angeschlossen. Im nächsten Schritt muss die gesamte Dachfläche mit Wasser benetzt werden. Der Impulsgenerator sendet nun einen 40-V-Gleichstromimpuls über die Ringleitung auf die Abdichtungsbahn. Der elektrische Impuls sucht den kürzesten Weg zum Gegenpol. Mittels eines Spezialmessgeräts wird festgestellt, welchen Weg der Strom zur defekten Stelle am Flachdach nimmt. So ist eine punktgenaue Leckortung möglich.

Ein Nachteil ist, dass dieses Verfahren in der Durchführung sehr aufwendig ist, da zunächst die Ringleitung direkt auf der Abdichtung verlegt werden muss. Dies gilt es auch bei begrünten oder bekiesten Flachdächern zu beachten. Ist die zu untersuchende Dachfläche sehr groß, müssen mehrere Prüffelder angelegt werden. Eine weitere Erschwernis ist, dass nur wasserführende Ebenen mittels dieses Verfahrens überprüft werden können. Ist das erstellte Prüffeld (Spannungsfeld) während des Überprüfungszeitraums nicht befeuchtet, muss die Fläche bewässert werden. Bei begrünten Dachflächen ist dies, da nicht einsehbar, nicht einfach zu gewährleisten. Ebenso sind Flachdächer mit Dachneigungen nicht einfach zu bewässern. Des Weiteren können nur Leckagestellen innerhalb der Prüffelder nachgemessen werden. Schäden beispielsweise an einer Attika werden mit dieser Prüfmethode nicht erfasst.

Tracergasverfahren

Das Tracergasverfahren ist das in der Praxis am häufigsten erfolgreich zur Leckortung am Flachdach eingesetzte Messverfahren und ähnelt in seinen Grundsätzen dem Rauchgasverfahren. Diese Technik ermöglicht auch dann die genaue Überprüfung, wenn andere Messtechniken bereits vergeblich eingesetzt wurden. So ist das Tracergasverfahren auch bei hohen Aufbauten noch erfolgreich anwendbar. Durch den Einsatz des Prüfgases können selbst kleinste Leckagen aufgedeckt werden. Beim Einsatz des Tracergasverfahrens wird über wenige Dachöffnungen mit einem Durchmesser von etwa 4 cm ein spezielles Gasgemisch aus Stickstoff und Wasserstoff durch Überdruck unter die Flachdachabdichtung eingeleitet. Dadurch verteilt sich das Gasgemisch im Dach. Tracergas verfügt über eine geringere Dichte als Luft. Folglich diffundiert das  Gasgemisch senkrecht aufwärts. Über die
Leckstelle wandert das Tracergas dann nach oben und wird durch den Gasdetektor aufgespürt. Dabei zeigt der Gasdetektor die Gasmenge sowohl optisch als auch akustisch an. Die Spürsonden am Detektor sind dabei so empfindlich, dass bereits der Austritt geringster Konzentrationen des Tracergases nachgewiesen werden können. So können selbst sehr kleine und schwierig zu ortende Undichtigkeiten punktgenau festgestellt werden. Dabei soll noch angemerkt werden, dass das Tracergas selbst keinerlei Risiko für Gesundheit oder Umwelt birgt.

 

Beispiel für eine komplexe Trocknung

Die Abbildung des Flachdachaufbaus in Bild 4 soll dazu dienen, den im folgenden beschriebenen Schadensfall besser zu verstehen. Die Ausgangssituation ergab, dass am Trapezblech eines neu erbauten Einkaufscenters an zwei Stellen bestimmungswidrig Wasser eintrat (siehe rote Pfeile Bild 5). Daraufhin erfolgte die Leckortung im Bereich der Lüftungsanlage mittels des Tracergasverfahrens. An der Vorderseite der Lüftungsanlage wurden zwei Prüföffnungen im Bereich der Streifenfundamente erstellt (siehe rote Pfeile Bild 6). Es konnte festgestellt werden, dass das Dämmmaterial, bestehend aus Mineralwolle, in beiden Öffnungen trocken war. Ein Gasaustritt konnte an der Vorderseite der Lüftungsanlage nicht gemessen werden. An der Rückseite der Lüftungsanlage wurden drei weitere Prüföffnungen erstellt.

Das Ergebnis zeigte, dass in der dritten Öffnung die aus Porenbeton bestehende Dämmung durchfeuchtet war. Mittels der Tracergasprüfung konnte ein Gasaustritt unterhalb der Lüftungsanlage detektiert werden. Da die schadhaften Stellen von der Bautenschutzmatte überdeckt waren, erfolgte die äußerst schwierige Lecksuche ausschließlich mit Formiergas (Tracergas) bäuchlings unter der Lüftungsanlage.

Die Schadstellen befanden sich neben einem der zahlreichen Streifenfundamente, die für die Lüftungsanlage erstellt wurden. Die Beschädigung der Folienabdichtung resultierte aus den Schalungsnägeln. Um letztendlich alle Schadenstellen aufzufinden, waren insgesamt drei Ortstermine nötig. Die Bautenschutzmatte um die Streifenfundamente musste beseitigt und die Folie eingehend begutachtet werden. Nach vollständiger Mängelbeseitigung war eine Trocknung der Flachdachdämmung erforderlich.

 

Trocknungsverfahren

Ist die Schadenstelle erst einmal geortet und fachgerecht behoben worden, können Folgeschäden oft durch eine spezielle Trocknung im Unterdruck-/Saugverfahren beseitigt werden. Genaue Beschreibungen zum Trocknungsverfahren können dem Beitrag „Sanieren statt demontieren“ in der Ausgabe Juni/Juli 2020 von „der bauschaden“ [4] entnommen werden.

An dieser Stelle sei erwähnt, dass bei der Flachdachtrocknung durch eine komplexe Pumpentechnik der notwendige Luftdurchzug innerhalb der Trapezbleche sowie in den mit Mineralwolle ausgefüllten Zwischenräumen sichergestellt wird. Zusätzlich wird in den meisten Fällen über spezielle Trocknungsstutzen Luft zwischen Sperrholzplatten und Dachhaut eingebracht. Besonders wichtig ist hierbei, dass sämtliche Trocknungsmaßnahmen während des Normalbetriebs stattfinden. Die dafür notwendige Trocknungstechnik wird auf dem Dach installiert. So können kostspielige Betriebsausfälle, wie sie bei aufwendigen Sanierungsmaßnahmen des Flachdachs der Fall wären, vermieden werden.

 

Ausblick

Um Schäden zu vermeiden, wie sie im geschilderten Fall eingetreten sind, wird allgemein
empfohlen, Flachdächer regelmäßig durch Fachfirmen prüfen zu lassen. Meist erfolgt dabei jedoch nur eine optische Begutachtung. Diese Überprüfungen sind aber ungeeignet, um Leckstellen zu erkennen, v. a. auch, da Flachdächer häufig eine sehr große Fläche von bis zu 1.000 m2 einnehmen. Wenn Flachdächer begrünt oder bekiest sind, wird eine optische Prüfung nahezu unmöglich.

Eine Technik zur Minimierung von Folgeschäden durch Flachdachundichtigkeiten sind Leckmeldeanlagen. Häufig werden Schäden am Flachdach erst bemerkt, wenn das Speichervermögen der Wärmedämmung ausgeschöpft ist und Wasser von der Gebäudedecke tropft. Unter Umständen liegt die Ursache dafür bereits Jahre zurück. Schimmelpilz und massive Schäden an der Gebäudesubstanz können die Folge sein. Überwachungssysteme wie Leckmeldeanlagen werden langfristig betrachtet wirtschaftlich interessanter. Diese Monitoringsysteme erlauben eine vollflächige und dauerhafte Überwachung der Flachdachabdichtung. Hauptbestandteil einer solchen Anlage ist eine dünne Lage aus leitfähigem Glasvlies, die unterhalb der Abdichtung verlegt wird. Diese Kontaktlage und eine Gegenelektrode, die sich auf der Oberseite der Abdichtung befindet, werden in einen Stromkreis geschaltet. Kontaktlage und Gegenelektrode sind beim intakten Flachdach somit durch die Abdichtung getrennt und es fließt kein Strom. Kommt es zu einem Schaden durch Eindringen von Feuchtigkeit, erhöht sich an dieser Stelle die Spannung am Glasvlies. Die Schadstelle kann sofort und genau ermittelt werden.

In der Praxis finden Monitoringsysteme derzeit noch wenig Anwendung. Alternativ empfiehlt es sich, das Flachdach regelmäßig anhand von Feuchtemessungen zu überprüfen. So können beispielsweise fixe Messpunkte festgehalten werden, an denen in regelmäßigen Abständen kernphysikalische Messungen mittels Troxler Neutronensonde durchgeführt werden. Durch die hohe Eindringtiefe und Genauigkeit dieses Messverfahrens können Leckstellen frühzeitig erkannt und Folgeschäden minimiert werden.

 

Fazit

Durch die heute zur Verfügung stehenden Messtechniken sind spezialisierte Fachfirmen, wie das Ingenieurbüro Tobias Ritzer, in der Lage, genau und weitgehend zerstörungsfrei zu bestimmen, wo Schäden am Flachdach bestehen und welche Maßnahmen infolgedessen getroffen werden müssen. Je nach Schadensbild und Dachkonstruktion kann auch eine Kombination der vorgestellten Verfahren bei der Leckortung zielführend sein. Aufwendige Komplettsanierungen von Flachdächern können so immer häufiger vermieden werden.