In den letzten Jahren melden Dachdecker vermehrt Steildachkonstruktionen, bei denen Unterdeckbahnen nach nur wenigen Jahren im Einsatz versagen – obwohl sie das normative Alterungsverfahren der DIN EN 13859-1 bestanden haben. Die Vermutung lag nahe, dass das derzeit gültige normative Verfahren zur Bestimmung der „Dauerhaftigkeit nach künstlicher Alterung“ die tatsächlichen Alterungsbedingungen im Dach nicht komplett abbildet.

Das Entwicklerteam von Dörken ist diesem Problem nun auf den Grund gegangen: Die Experten fanden heraus, dass der bedeutendste und bis dahin völlig unterschätzte Einflussfaktor buchstäblich unter der Deckung liegt: die Luftbewegung in der Konterlattenebene. Dieser auf den ersten Blick harmlose Einflussfaktor kann bei bestimmten Produktqualitäten bereits nach wenigen Jahren zu einem kompletten Verlust der Wasserdichtheit führen. Da die permanente Luftbewegung und die damit verbundene Oxidation bislang nicht ausreichend in dem Verfahren zur künstlichen Alterung berücksichtigt wurde, hat Dörken einen ergänzenden Alterungstest entwickelt. Dieser wird inzwischen auch von einem unabhängigen Prüfinstitut angeboten und ist zu einem festen Bestandteil des EAD für Unterdeckbahnen geworden. Wie das Unternehmen den Ursachen dieses Phänomens auf die Spur gekommen ist und wie das Problem gelöst werden konnte, erklärt Dr. Ronald Flaig, Projektleiter Innovation bei Dörken, im folgenden Interview.

Dr. Ronald Flaig ist Projektleiter Innovation bei Dörken

© Dörken

mikado: Herr Dr. Flaig, Sie und Ihr Team beschäftigen sich schon seit einigen Jahren mit dem Thema Alterungsbeständigkeit von Unterdeckbahnen. Wie sind Sie zu diesem Forschungsschwerpunkt gekommen?

Dr. Ronald Flaig: Unsere Techniker erreichten vor ein paar Jahren vermehrt Anfragen von Handwerkern, die im Rahmen von Dachsanierungen schadhafte Unterdeckbahnen entdeckten. Die Materialien waren augenscheinlich versprödet, in seltenen Fällen sogar richtig zerfleddert. Und das oft schon nach wenigen Jahren im Einsatz.

Wie haben Sie versucht, die Ursache dieses Problems einzukreisen?

Nun, zunächst fragt man sich natürlich, welche Materialqualität da im Einzelfall verbaut wurde. Aber das half nicht weiter, denn es waren fast
ausschließlich nach DIN EN 13859- 1 zertifizierte Bahnen, die das normative Alterungsverfahren bestanden hatten. Als Nächstes haben wir die Verarbeitungsbedingungen hinterfragt: Hat die Bahn längere Zeit ohne Dachdeckung offen gelegen? Doch in zahlreichen nachgewiesenen Fällen war das nicht der Fall. Eine UV-Schädigung als Hauptargument war damit vom Tisch. Die Ursache des Produktversagens musste also woanders, nämlich buchstäblich „unter der Deckung“ liegen.

Wie sind Sie nun vorgegangen?

Wenn normgerechte Bahnen bereits nach wenigen Jahren im Einsatz versagen, dann liegt es nahe, ganz am Anfang zu beginnen und die Norm genauer unter die Lupe zu nehmen. Als die Produktnorm für Unterdeckbahnen erstellt wurde, wusste man noch wenig über das Langzeitalterungsverhalten dieser Bahnen. Die bis heute gültige Version von 2010 berücksichtigt für die künstliche Alterung die verhältnismäßig kurze Phase bis zur Deckung mit einer Simulation der UV-Strahlung (336 Stunden UV-Bestrahlung /55 MJ/m²) und stellt den kompletten Lebenszyklus unter der Deckung durch eine Warmlagerung (90 Tage Lagerung bei 70 °C) nach. An diesem Prüfverfahren hat sich bis heute nichts geändert. Doch es liegt die Vermutung nahe, dass hier die tatsächlichen Abläufe nicht vollumfänglich abgebildet werden. Wir sind dann schnell dahintergekommen, dass ein wesentlicher Schadfaktor unterschätzt wurde: die Luftbewegung in der Konterlattenebene.

Wie sind Sie darauf gekommen?

Wir haben uns Schadensfälle genauer angesehen. Dabei fiel uns auf, dass die Membranen unter den Konterlatten immer funktionstüchtig waren. Genauso war es bei der unteren Lage im Überlappungsbereich. Da haben wir uns natürlich gefragt: Was hat bei diesen beiden Bereichen den Unterschied ausgemacht? Die Vermutung lag nahe, dass es etwas mit der Luftbewegung zu tun haben musste. Denn die Bahn war in diesen beiden Bereichen ja genau davor geschützt.

Wie haben Sie diese Annahme schließlich verifizieren können?

Wir haben bei verschiedenen Dächern in Deutschland die klimatischen Bedingungen in der Konterlattenebene und den Einfluss dieser Bedingungen auf den Alterungsprozess von Unterdeckbahnen genauer untersucht. Neben der Temperatur und der Feuchtigkeit wurde auch die Luftbewegung gemessen und aufgezeichnet. Dabei zeigte sich, dass Sonneneinstrahlung eine Thermik in der Konterlattenebene und damit relative hohe Luftgeschwindigkeiten von bis zu 1 m/s hervorruft. Aber auch an bewölkten Tagen treten vergleichbare Luftgeschwindigkeiten auf. In diesem Fall ist Wind der Auslöser, der zum einen unmittelbar in die Trauföffnung einströmt, zum anderen aber auch den First überströmen und durch seine Sogwirkung ebenfalls den Kamineffekt zwischen Dachdeckung und Unterdeckbahn hervorrufen kann.

Was passiert, wenn die Bahnen diesem Luftstrom ausgesetzt sind?

Die Polymere, aus denen die meisten Bahnenmaterialien bestehen, unterliegen einem mehr oder weniger starken Oxidationsprozess. Oxidationsprozesse kennt man zum Beispiel von der Rostbildung bei Eisen. Auch in einem Kaminofen oxidiert das Brennholz in Abhängigkeit von der Luftzufuhr, die über die Drosselklappe reguliert werden kann, mehr oder weniger schnell. Je mehr Frischluft angeboten wird, desto schneller verläuft der Oxidationsprozess. Dieses einfache Prinzip gilt auch bei Unterdeckbahnen. Aufgrund der niedrigeren Temperaturen ist der Prozess hier nur deutlich langsamer.

Wie hängen Luftbewegung und Alterungsprozess zusammen?

Um das herauszufinden, haben wir verschiedene Unterdeckbahnen einer Warmlagerung bei 70 °C und verschiedenen Luftgeschwindigkeiten unterzogen und über zwei Jahre hinweg die Veränderungen überprüft. Die dynamische Wassersäule ist dabei das entscheidende Prüfkriterium, da die Wasserdichtigkeit die wichtigste Anforderung an Unterdeckbahnen ist. Wenn Kunststoffe altern, verspröden sie und verlieren damit an Dehnbarkeit und Reißkraft. Das bedeutet: Sie sind unter der Wassersäule nicht mehr belastbar und werden undicht.

Wie sehen die Ergebnisse aus?

Wir haben handelsübliche Produkte ausgewählt, die in vorangegangenen Untersuchungen unter Praxisbedingungen bereits nach drei Jahren die Funktion der Wasserdichtheit verloren haben. Unter den Bedingungen der DIN EN 13859-1 mit einer zu vernachlässigenden Luftgeschwindigkeit < 0,05 m/s konnte man die Folgen des fortschreitenden Alterungsprozesses erstmalig nach 70 Wochen erkennen. Das Produkt gab dem Wasserdruck bei immer niedrigeren Wassersäulen nach. Erst nach ungefähr zwei Jahren künstlicher Alterung versagte das Produkt komplett.

Auszug aus mikado 07.2024.