Dächer

Das Dach trägt mit seiner Ausbildung als horizontaler oder geneigter Abschluss in besonderer Weise zum Erscheinungsbild eines Gebäudes bei. Als Abschluss der Gebäudehülle muss es zunehmend Extremwetterereignissen wie Hitzeperioden, Starkregen, Sturm und Hagelschlag standhalten.Für eine ganzheitliche Bewertung eines nachhaltigen Dachaufbaus sind baubiologische und materialökologische Kriterien sowie Aspekte des kreislaufgerechten und klimaangepassten Bauens zu betrachten.

Allerdings können Dächer noch viel mehr. Weiterer zusätzlicher Nutzen könnten beispielsweise  Dachterrassen, urban gardening, Gewächshäuser, Retention (mit und ohne Gründach), Mini Windkraftanlagen etc. bei Flachdächern und Solarthermie, Dachgauben etc. bei Schrägdächern sein.

Funktionalitäten, die einen zusätzlichen Mehrwert für die Nachhaltigkeit bieten, sind nachfolgend aufgezählt:

Weitere Funktionalitäten wie:

Dachbegrünung

Dachbegrünungen lassen sich sowohl auf Flachdächern als auch auf geneigten Dächern realisieren.
Pflegeleichte, sich in der Regel selbst erhaltende Extensivbegrünungen bestehen vorwiegend aus Kräutern, Gräsern und Moosen. Intensivbegrünungen weisen eine größere Pflanzenvielfalt wie Stauden, Sträucher und sogar Bäume auf, sind jedoch pflegeintensiver und benötigen einen höheren Substratunterbau. Das höhere Gewicht der Gründachaufbauten muss frühzeitig in die Planung aufgenommen werden.
Schrägdächer werden in der Regel extensiv begrünt und erfordern zusätzliche Maßnahmen wie beispielsweise Rutsch- und Schubsicherungssysteme und je nach Aufbau höhere Substratschichten zur längeren Speicherung des Niederschlagswassers. Eine Ausbildung bis 30° ist ohne größere Probleme möglich. Erfahrene Firmen und Systemanbieter können auch Aufbauten über 45° Dachneigung realisieren.
Bei Leichtdachkonstruktionen in Kombination mit einem Gründach ist der Feuchtetransport durch den Aufbau rechnerisch nachzuweisen und die Bauteilschichten ggf. zu optimieren. Dafür sind dynamische Verfahren sinnvoll.

Sommerlicher Hitzeschutz:

Der Aufbau einer Dachbegrünung kann je nach Systemanbieter variieren. Empfehlenswerte Dämmstoffe und nachhaltige, biozidfreie Abdichtungssysteme sind unter Konstruktion Flachdach beschrieben. 
Biokunststoffe sind ein Alternativmaterial für die Systemkomponenten (Speicherschutzmatte, Dränageelemente und Systemfilter) eines Gründachs.
Sekundärrohstoffe wie z.B. gemahlene Ziegelsteine sind als Substrate für Dachbegrünungen zu empfehlen. Die Substratschicht lässt sich beim Rückbau des Gründaches recyceln und wiederverwenden.
Die erhöhte Masse einer Dachbegrünung führt zu einem verbesserten Hitzeschutz im Sommer (Sommerlicher Hitzeschutz bei Renovierung und Sanierung und Renovierung und nachhaltigen Materialien ) und stellt eine Maßnahme des klimaangepassten Bauen dar.

Mikroklima / Retention:

Durch die Speicherung des Niederschlagswassers im Substrat stärken Gründächer den natürlichen Wasserkreislauf. Die Verdunstungskühlung trägt zudem zur Verbesserung des Mikroklimas und zur Feinstaubbindung bei.
Die Ausbildung eines Retentionsdaches ist auch bei einem Flachdachaufbau mit Gründach möglich. Bei Starkregenereignissen werden größere Wassermengen zwischengespeichert und verzögert abgeleitet. Einer Überlastung der Kanalisation wird dadurch vorgebeugt.

Biodiversität:

In urbanen Räumen bieten Gründächer neue Lebensräume für Pflanzen und Tiere und erhöhen damit die Biodiversität am Standort.
Um heimische Tierarten anzusiedeln, ist es sinnvoll, die Pflanzenauswahl an das regionaltypische Angebot anzupassen."

PV auf Gründach:

Eine Kombination aus Dachbegrünung und Photovoltaikanlage bringt mehrere Vorteile:
Durch die Verdunstungskühlung des Gründachs heizt sich die PV-Anlage im Sommer nicht so stark auf und die Leistung der PV-Module wird gesteigert. Die Unterkonstruktion einer PV-Anlage wird gleichzeitig durch den Substrataufbau beschwert, eine Durchdringung der Abdichtungsebene ist somit nicht mehr notwendig."

Lebensdauer, Wartung/ Instandhaltung:

Die Lebensdauer eines Gründaches beträgt ca. 40 Jahre. Da die Abdichtungsebene durch die Vegetationsschicht witterungs- und UV geschützt ist, können deutlich höhere Nutzungsintervalle erzielt werden.
Extensivbegrünungen sind im Vergleich zu Intensivbegrünungen in der Regel mit geringem Aufwand zu unterhalten. Eine zusätzliche Bewässerung und Pflege ist nicht erforderlich."

Photovoltaikanlagen

"Aufgrund der Rahmenbedingungen, wie der Orientierung des Gebäudes, ist nicht immer die günstigste Position und der optimale Neigungswinkel für Photovoltaikanlagen möglich. Den höchsten Ertrag erzielen nach Süden ausgerichtete Anlagen mit einem Neigungswinkel von 30°.
Eine Ost-West Ausrichtung erzielt zwar etwas geringere Erträge, ermöglicht aber eine gleichmäßigere Stromerzeugung im Tages- und auch Jahresverlauf. Im Hinblick auf eine höhere Eigenstromnutzung kann dies vorteilhaft sein.
Durch das Aufständern der Module bei Flachdächern können die Elemente optimal ausgerichtet werden. 
Um ein homogenes Erscheinungsbild der Dachhaut zu realisieren, können bei Schrägdächern Solardachziegel eine Alternative darstellen. Die Leistung liegt jedoch bei ca. 50 % des Jahresdurchschnitts herkömmlicher PV-Aufdachmodule. 
Eine Verschattung durch umliegende Gebäude und Bäume sowie eine Eigenverschattung der Modulreihen führt zur Senkung der Effizienz und sollte vermieden werden. Die Nutzungszeit von PV-Modulen und Solardachziegeln beträgt ca. 20-25 Jahre.

Dachüberstand

Durch Dachüberstände können Außenwände wirkungsvoll vor der Witterung geschützt werden. Als architektonisches Gestaltungselement können so natürliche Oberflächen aus zum Beispiel Holz, Lehm und Hanfbeton konstruktiv geschützt werden.
Dachüberstände bilden bei hochstehender Sonne im Sommer zugleich wirkungsvolle Verschattungen für transparente Fassadenflächen."


 

 

Beispielprojekte
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LML, Lycée Michel Lucius in Luxemburg-Limpertsberg

LML 3000 (LU)

Dekonstruktion, Wiederverwertung
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Schroeder 2020

Schroeder 2020 (LU)

Umweltimpakt, Kreislaufwirtschaft, Komfort
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Petite Maison

Petite Maison (LU)

Gesunde Baumaterialien, Umweltimpakt, Dekonstruktion
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Commune de Wiltz

Siedlung Op Heidert (LU)

Umweltimpakt, Nachhaltige Gebäudetechnik
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Parkhaus looppark

Parking Automobility Campus in Bissen (LU)

Umweltimpakt, Kreislaufwirtschaft

Das Looppark-Projekt, gelegen in Bissen im “Campus Automotive”, verkörpert eine neue Ära im nachhaltigen und zirkulären Bauen und bietet ein Modell für Flexibilität und architektonische...

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Ganzheitlich betrachten und nachhaltige Entscheidungen treffen

Für eine ganzheitliche Betrachtungsweise sind  die wichtigsten Parameter der Nachhaltigkeit  wie baubiologische und materialökologische Kriterien sowie Aspekte des kreislaufgerechten und klimanangepassten Bauens heranzuziehen.

Wir haben diese Parameter für einige ausgewählte Konstruktionen für Sie beispielhaft zusammengetragen:

Allgemein

Schrägdach

Ein Schrägdach besitzt üblicherweise einen Neigungswinkel von 10° bis 70°.  Abhängig von der gewählten Dacheindeckung kann der Dachaufbau bei sehr flach geneigten Dächern aufwändiger und damit kostenintensiver sein.
Es sind verschiedene Dachformen wie zum Beispiel Satteldach, Pultdach oder Walmdach möglich. Dachstühle bestehen oft aus einem Holztragwerk (Pfetten- oder Sparrendach). 
Je nach Konstruktion und notwendiger Dicke wird die Dämmschicht als Aufsparren-, Zwischensparren- oder Untersparrendämmung ausgeführt. 
Möglich sind auch Massivdachkonstruktionen. Dazu zählen biegesteife Dächer aus Massivholzplatten. Sie sind jedoch weniger flexibel in der Umnutzung und mit einem höheren Ressourcenverbrauch verbunden.

Schrägdach

Flachdach

Ein Dach mit einer Neigung zwischen 2° und 10° wird als Flachdach bezeichnet. Flachdächer werden in Kalt-, Warm- und Umkehrdächer unterschieden. 
Die Unterkonstruktion besteht entweder aus einer massiven Schicht, zum Beispiel aus Stahlbeton oder Porenbetonplatten, oder aus einer leichten Konstruktion, meist aus Holz (Balken mit Deckschicht oder Brettstapeldecke) oder Stahl (Träger und Trapezblech).

Flachdach

Mineralische Aufbauten bieten Vorteile im Schall- und Brandschutz sowie eine größere thermische Speichermasse. Im Hinblick auf die Umnutzung sind sie jedoch wenig flexibel und gehen mit einem erhöhten Ressourcenverbrauch einher. Da auch die spätere Rückbaubarkeit und Wiederverwendbarkeit von mineralischen Massivbauteilen, insbesondere von Beton, eingeschränkt bis unmöglich ist, sollte der Einsatzzweck gut abgewogen werden. Ist der Einsatz von Beton unumgänglich, wird die Verwendung von Rezyklaten und von Bindemitteln mit geringerem CO2 Ausstoß (CEM II / CEM III) empfohlen.
Aufgrund des geringen Gefälles liegt das Hauptaugenmerk auf der Wasserundurchlässigkeit des Aufbaus. Zur optimalen Entwässerung und zur Vermeidung von Pfützenbildung ist ein Gefälle von > 5% ratsam.

Je nach Gebäudetypologie empfiehlt es sich, das Dachtragwerk in der statischen Konzeption so zu planen, dass ergänzende Funktionen wie zum Beispiel Urban Gardening flexibel nachgerüstet werden können.

 

Klimaangepasstes Bauen

Schrägdach

Aufgrund zunehmender Hitzeperioden muss insbesondere bei leichten Holzdachkonstruktionen dem thermischen Komfort besondere Beachtung geschenkt werden: Dämmungen mit erhöhter Rohdichte und einer erhöhten spezifischen Wärmekapazität, wie zum Beispiel einige Holzfaserdämmstoffe, tragen durch eine größere Phasenverschiebung zu einem ausgeglichenen Raumklima bei. Durch die Ausbildung der luftdichten Ebene mit Holzwerkstoffplatten kann auch die Speicherkapazität des Bauteils erhöht werden.
Für den thermischen Komfort müssen neben der Dämmung auch die möglichen Fensterflächen, der Sonnenschutz, die Nachtlüftung sowie die inneren Speichermassen des Gebäudes betrachtet werden. 
Um die Masse und damit die thermische Speicherfähigkeit zu erhöhen, sind Gründächer auch bei geneigten Dächern zu empfehlen.

Flachdach

Aufgrund zunehmender Hitzeperioden muss insbesondere bei leichten Dachkonstruktionen dem thermischen Komfort besondere Beachtung geschenkt werden: Dämmungen mit erhöhter Rohdichte und einer erhöhten spezifischen Wärmekapazität, wie zum Beispiel einige Holzfaserdämmstoffe, tragen durch eine größere Phasenverschiebung zu einem ausgeglichenen Raumklima bei.
Die Begrünung von Dächern ist ebenfalls geeignet, um die Masse und damit die thermische Speicherfähigkeit zu erhöhen.

Zirkuläres Bauen

Schrägdach

Holzkonstruktionen lassen sich in der Regel gut trennen, so dass Balken und Sparren in gutem Zustand wieder- bzw. weiterverwendet werden können. Ist die Dämmung lose verlegt oder geklemmt, ist ein sortenreiner Rückbau leicht möglich. Eine Aufsparrendämmung kann nach dem Ende der Nutzungszeit ebenfalls gut separiert werden. Auch die Dachhaut ist in der Regel gut demontierbar, da die Materialien entweder lose vergelegt (z.B. Ton-Dachziegel) oder verschraubt bzw. vernagelt sind (z.B. Holz- und Schieferdeckung).

Flachdach

Empfehlenswert sind Abdichtungen (z.B. TPO/FPO oder EPDM), die frei von PVC, Weichmachern und Bitumen sind. Solche Kunststoffbahnen sind vollständig recyclebar. Auf Grund der Dauerhaftigkeit ist auch eine Wiederverwendung möglich. Für eine kreislaufgerechte Bauweise werden die Kunststoffbahnen mechanisch befestigt oder unter Auflast lose verlegt.
Bei vollflächig verklebten Bahnen ist dagegen eine aufwändige Entsorgung einzukalkulieren.

Bauökologie

Schrägdach

Einen großen Einfluss auf die Umweltwirkungen eines Schrägdaches hat das Deckungsmaterial. Zu empfehlen sind hier zum Beispiel Holz-, Schiefer- und Faserzementplatten. 
Den größten Anteil an den Umweltwirkungen kann jedoch die Dachdämmung verursachen. Mittlerweile existiert eine Vielzahl an ökologischen und baubiologischen Optionen aus nachwachsenden Rohstoffen wie zum Beispiel Hanf, Flachs, Kork, Zellulose und Holzfasern. Auch Schafwolle eignet sich zur Dämmung einer Schrägdachkonstruktion. Insbesondere schnell nachwachsende Pflanzen wie Hanf weisen geringe Umweltwirkungen auf.
Werden hohe Anforderungen an das Brandverhalten von Dämmstoffen aus nachwachsenden Rohstoffen gestellt, ist auf borfreie Flammschutzmittel zu achten.
Als Ressourcennachweis wird für alle Hölzer ein FSC-, PEFC- oder Holz-von-hier-Zertifikat empfohlen. 

Flachdach

Ein bauökologischer Vorteil von TPO-/FPO- oder EPDM-Dachbahnen zeigt sich beim Aufbau von Gründächern: Kunststoffabdichtungen sind ohne den Einsatz von Bioziden durchwurzelungsfest, ein Auswaschen von Schadstoffen in die Umwelt ist damit ausgeschlossen (Gründach). Durch die einlagige Verlegung weisen Kunststoffbahnen im Vergleich zu anderen Abdichtungsmaterialien einen geringeren Ressourcenverbrauch auf.
Den größten Anteil an den Umweltwirkungen kann jedoch die Dachdämmung verursachen. Dämmstoffe aus nachwachsenden Rohstoffen wie beispielsweise Holzfaser- und Korkdämmplatten stellen ökologische Optionen dar. Mineralschaumplatten oder Schaumglasplatten mit einem hohen Anteil an Recyclingglas sind empfehlenswerte mineralische Alternativen. Schaumglasplatten halten hohen Druckbelastungen stand, sind feuchtebeständig, nicht brennbar und resistent gegen Ungeziefer.         
Als Ressourcennachweis wird für alle Hölzer ein FSC-, PEFC- oder Holz-von-hier-Zertifikat empfohlen.

Baubiologie

Schrägdach

Um in einem ausgebauten Dachraum ein angenehmes Raumklima zu schaffen, empfiehlt sich eine diffusionsoffene Materialwahl. Damit anfallendes Kondensat nach Außen abgeführt werden kann, müssen alle Komponenten genau geplant und optimal aufeinander abgestimmt sein: ein diffusionsoffenes Unterdach, eine hygroskopische Dämmschicht aus zum Beispiel nachwachsenden Rohstoffen sowie eine innenseitig angeordnete dampfbremsende Schicht. Hierfür kommen beispielsweise feuchtevariable Dampfbremsen oder emissionsgeprüfte Holzwerkstoffplatten in Frage. Für die Innenverkleidungen sind ebenfalls gesundheitlich unbedenkliche Baustoffe (Innenwände) zu empfehlen.

Flachdach

Eine baubiologisch empfehlenswerte diffusionsoffene Bauweise ist aufgrund der typischen Flachdachkonstruktion kaum möglich. Das Hauptaugenmerk sollte daher auf einem angenehmen Raumklima - durch Vermeidung eines "Barackenklimas"- liegen:
Dazu müssen Dämmschichten und  Speichermassen, ggf. in Kombination mit einer Dachbegrünung, sorgfältig geplant und bauphysikalisch überprüft werden (klimaangepasstes Bauen / Gründach).
Für alle Innenverkleidungen sind nur gesundheitlich unbedenkliche und raumklimatisch günstige Materialien, zum Beispiel Lehmbauplatten, zu empfehlen (Innenwände).

Lebensdauer

Schrägdach

Die Lebensdauer eines Schrägdaches wird grundsätzlich von der Dachdeckung bestimmt. Eine Schiefer- oder Holzschindeldeckung erreicht zum Beispiel eine durchschnittliche Nutzungsdauer von 50 Jahren. Während für die Tragstruktur aus Holz ebenfalls eine Lebensdauer von mindestens 50 Jahren angesetzt wird, erreicht die Dämmschicht im Mittel eine Lebensdauer von ca. 40 Jahren.
Der Wartungsaufwand ist relativ gering, da sich aufgrund der Dachneigung kein Wasser stauen kann und die verwendeten Dachmaterialien eine hohe Witterungsbeständigkeit aufweisen.

Flachdach

Die Lebensdauer eines Flachdaches hängt grundsätzlich von der kritischen Schichtebene, der Abdichtung ab. Bei sorgfältiger Verarbeitung ist in der Regel eine Lebensdauer von 30-40 Jahren möglich. EPDM- und TPO-/FPO- Dachbahnen sind robuster. Hier sind Nutzzeiten von 50 Jahren möglich.
Der Wartungsaufwand ist im Vergleich zu geneigten Dächern deutlich höher, da sich Wasser und Schmutz ansammeln und gegebenenfalls zu Schäden am Dach führen können. Jährliche Kontrollen werden empfohlen.