Flachheiten

Einstürze

​Immer wieder mal kommt es zu Einstürzen von Flachdächern, oft erst viele Jahre nach deren Errichtung. Die Ursache wird zumeist schnell gefunden:

Regenwasser hat sich auf dem Dach angesammelt und das Tragwerk überbeansprucht.

​Das Gewicht von Wasser und die Gefahr, die davon ausgeht, wenn es zu Ansammlungen kommt, werden oft unterschätzt. Der Bezug zu den anzunehmenden Lasten aus Schnee und andrückenden Wind erlaubt eine einfache Abschätzung. Bis zur Novellierung der Fachnormen um das Jahr 2005 wurde sehr häufig von einer Schneedecke mit einem Flächengewicht von 0,75 kN/qm Dachfläche als alleinige witterungsabhängige Last ausgegangen. Die Dächer aus dieser Zeit sind in der Lage eine Wassersäule von 7,5 cm Höhe sicher zu tragen – alles darüber hinaus zehrt an den Reserven.​​

Die Abbildung mit dem teilweise gefüllten Würfel erläutert den Zusammenhang: Ein Kubikmeter Wasser wiegt eine Tonne, das entspricht einer Kraft von 10 kN. Die aktuellen Lastansätze für das anzunehmende Gewicht aus Schnee liegen vielfach noch darunter.

Dazu kommt noch ein verhältnismäßig kleiner Zuschlag für andrückenden Wind, so dass in etwa das alte Sicherheitsniveau wiederhergestellt wurde … wenn nicht bei einigen baulichen Gegebenheiten Starkwinde die Gefahr von Wasseransammlungen verschärfen würden.

Gefährliche Trends Es sind einige Trends zu beobachten, die zu einer Mehrung von Einstürzen führen werden:

I. Industrie- und Gewerbebauten weisen zunehmend größere Grundflächen auf. Das ist besonders auffällig bei den Lager- und Kommissionierungshallen, die der Zunahme des Einzelhandels über das Internet folgen. Große Flächen lassen sich weniger leicht entwässern, sie bringen mehr Möglichkeiten zu Planungs- und Ausführungsfehlern mit größerem Schadenspotential.

II. Das Gefälle der Dachflächen hat mittlerweile ein Minimum erreicht. Einsinnige Neigungen von 2% (umgerechnet 1.1 … 1.2 Grad) sind der Standard. Das ist einfach nachvollziehbaren wirtschaftlichen Überlegungen geschuldet und indirekt der Industriebaurichtlinie.

III. Die vorgehängte Regenrinne weicht zunehmend einem SUV-Detail des Gewerbebaus, dem Wandüberstand. Das Gebäude erscheint wuchtiger, wenn der Betrachter von einer homogenen, möglichst hohen Wand erschlagen wird. Dafür wird – sicherlich oft unwissentlich, soweit es die Bauherrschaft betrifft – das Sicherheitsplus, dass überflüssiges Wasser über die Rinnen spülen kann, weggegeben. Interessant ist, dass in Süddeutschland – insbesondere im Freistaat Bayern – diese Moden nicht so verbreitet ist wie im Norden der Republik.

IV. Gefühlt und tatsächlich haben die Wassermengen, die aus Wolkenbrüchen in kurzer Zeit niedergehen, zugenommen. Dieses Phänomen wird nunmehr in den einschlägigen Richtlinien berücksichtigt. Die Annahmen für die jeweils anzunehmende Ergiebigkeit beruhen auf meteorologischen Beobachtungen, sprich den bisherigen Erfahrungen, und nehmen die Auswirkungen der bereits beobachtbaren Klimaverschiebung nicht ins Kalkül.

Gefahr

Reelle Gefahr droht aus der Kombination der aufgezählten Trends: Auf ausgedehnten Dachflächen (I), die wegen geringer Neigung (II) den Ablauf verzögern, sammeln sich bei ergiebigen Wolkenbrüchen (IV) vor der aufgehenden Traufwand (III) Wassermassen an, die von den Dacheinläufen nicht mehr aufgenommen werden können. Die Konstruktion wird örtlich überlastet und versagt. Die angesprochenen wirtschaftlichen Interessen und der erhebliche Konkurrenzdruck unter den auf ausgedehnte Gewerbebauten spezialisierten Bauunternehmen lässt kaum auf eine Besserung der Randbedingungen hoffen. Zudem steht zu erwarten, dass sich die Klimaverschiebung nicht abschwächen wird und damit die weitere Mehrung extremer Wetterlagen. Strategien zur Vermeidung von Einstürzen sind von vornherein auf die Beherrschung der Symptome und die Vermeidung weiterer Ursachen beschränkt.

Grobplanung Am Anfang steht die Übersichtsplanung. Hier ist es geboten, die zusammenhängenden Dachflächen in einem vernünftigen Rahmen zu halten. Lange schräge Flächen führen zur Kumulation des ablaufenden Wassers und das System wird zunehmend empfindlicher gegen die nachstehend aufgeführten Störungen. Redundante Systeme sind grundsätzlich robuster. Neben der unabdingbaren und zwingend vorgeschriebenen Notentwässerung – gemeint ist ein System, das den Ablauf des Regenwassers auch dann sicherstellt, wenn die eigentliche Entwässerung versagt – kann mit geringem Aufwand für weitere Redundanz gesorgt werden: Die für die reguläre Entwässerung vorgesehenen Dacheinläufe sind derart anzuordnen, dass überschüssige Wassermassen von benachbarten Dacheinläufen aufgenommen werden können. Die Kapazität benachbarter Überläufe wird entsprechend überdimensioniert. Der rechnerische, hydraulisch-dynamische Nachweis der Entwässerung und der Reserve ist ein Muss.

Die Reserve muss unabhängig vom öffentlichen Kanalnetz funktionieren können. Oder andersherum: Rückstaus im Kanalnetz, wie sie bei Starkregen vorkommen können, dürfen nicht zum Überschwemmen der Dachflächen und zum Einsturz führen. Dachreiter sind mit ihrer langen Seite parallel zum Gefälle anzuordnen; das Gefälle blockierende Breiten von mehr als etwa zwei Metern sind durch eine Abschätzung der hydraulischen Gegebenheiten daraufhin zu untersuchen, ob zusätzliche Einläufe vor den Staukanten erforderlich werden. Grabenrinnen sind immer wirksamer als der Zusammenfluss vor der aufgehenden Wand oder eine Sammlung des Wassers in den Tieflinien der Dachflächenverschneidungen – also den falschen Kehlen. Es bietet sich an, die Grabenrinnen mit einem Gefälle zu den Abläufen hin auszustatten. Die Entwässerung durch echte Kehlen – die Verschneidungslinie zweier rechtwinklig angeordneter Gefällestrecken birgt die Gefahr, dass zu viel Wasser zusammenläuft. Zudem hat die Kehle ein geringeres Gefälle als die eigentlichen Dachflächen. Daher verbietet sich diese Lösung für ausgedehnte Dachteilflächen geringer Neigung. Von der Entwässerung einer Teilfläche auf oder über eine andere kann nur abgeraten werden, da sich die Massen und die Unwägbarkeiten aufaddieren. Vorgehängte Rinnen sind Wandüberständen vorzuziehen. Wo der Geltungswille der Bauherrschaft oder der Gestaltungswille der Architektur eine Rinne nicht dulden kann, kann erwogen werden, zumindest die dem Haupteingang abgewandten Außenkanten mit vorgehängten Rinnen zu versehen.

Alternativ kann der Wandüberstand so klein ausgeführt werden, dass er im Fall der Fälle überspült wird. Überspülen der Außenwand begründet in diesem Zusammenhang keinen Mangel. Bei den die Ergiebigkeit des Bemessungsregens erreichenden Wolkenbrüchen ist es unerheblich, ob noch Wasser über die Außenwände schwappt und das Plus an Sicherheit wiegt ein noch intensiveres Befeuchtungserlebnis auf. Die vielfach formelartig wiederholte Forderung nach einer Anstauhöhe vom zehn Zentimetern und mehr kann in diesem Zusammenhang zugunsten einer vernünftigen Abwägung der Verhältnismäßigkeit aufgegeben werden.

Feinplanung In der Detailplanung ist darauf zu achten, dass das Wasser an jeder Stelle auf direktem und geraden Weg mit Gefälle zum nächstgelegenen Dacheinlauf geführt wird. Jedem Dacheinlauf wird ein Notüberlauf zugeordnet. Es reicht zum Beispiel nicht aus, eine langgestreckte falsche Kehle mit einem oder zwei stirnseitigen Ausschnitten in den Außenwänden im Notfall entwässern zu wollen. Auf dem Weg zum Ausschnitt in der Außenwand sammelt sich zu viel Wasser an.

Wassersäcke sind entweder durch die Begrenzung der Durchbiegung oder – falls erforderlich – durch direkten Nachweis auszuschließen. Staustufen, wie sie sich zum Beispiel aus dem Übergang von Eindeckungen mit Stahltrapezblechen zu denen aus Beton ergeben können, dürfen nicht entstehen. Die Lage der Dacheinläufe ist vorzugsweise in den Tiefpunkten der Durchlaufträger anzuordnen, die unvermeidlich mit den maximalen Biegemomenten der Dacheindeckung zusammenfallen und daher im Standsicherheitsnachweis berücksichtigt werden. Bei der Bemessung der Bauteile ist die Dacheindeckung – das ist in dem meisten der Fälle ein Stahltrapezblech – deutlich schwächer als die Primärkonstruktion – das eigentliche Traggerüst – auszulegen, denn lokale Einstürze sind dem globalen Versagen vorzuziehen.

Ausführung Von entscheidender Bedeutung ist die Ausführung und deren Überwachung.

Eine ungünstige Anordnung der Dacheindichtungsbahnen (Folie oder Bitumen) führt schnell zu Überlappungen, die kleine Staustufen bilden. Dort lagert sich unweigerlich der Staub und Dreck, der sich auf großen Flächen in erheblichen Mengen ansammelt, ab. Abgesehen von der vorzeitigen Alterung der Dachhaut durch die Wurzeln und das Milieu der unfreiwillig entstehenden Dachbegrünung, vergrößert sich die Stauwirkung. Die Ablagerungen tragen zudem zur unplanmäßigen Mehrung der Auflast bei.

Ungünstig ist es, wenn die Dacheinläufe zu hoch eingesetzt werden oder der untere Ring des Laubfangs – ein korbartiges Plastikgitter, das verhindern soll, dass die Fallrohre durch herangewehte Blätter verstopft werden – den Zulauf blockiert. Bei der Herstellung der Einläufe und Notüberläufe ist darauf zu achten, dass diese nicht durch mehrfache Folienlagen zu weit verengt werden. Der Wasserspiegel, der erreicht werden muss, um die hydraulische Wirksamkeit herzustellen sollte so gering wie möglich gehalten werden. Eine unzureichende oder unsachgemäße Befestigung der Dachhaut kann zu Folienschlaufen und Falten führen, die den Ablauf des Wassers erheblich behindern.

Wartung Es hat sich noch nicht bei allen Eignern und Nutzern industrieller Gebäude herumgesprochen, dass auch Immobilien der Wartung und Instandhaltung bedürfen. Selbstverständlich altern Gebäude und dieser Prozess setzt schon vor dem Zeitpunkt der Fertigstellung ein. Sicherlich gehört die Wartung nicht in den Umfang der Gewährleistung und es empfiehlt sich dringend auch für diesen Zeitraum einen Wartungsvertrag abzuschließen.​

Dachflächen sind einer regelmäßigen Inspektion zu unterziehen. Regelmäßig bedeutet mindestens vierteljährlich, auf jeden Fall aber nachdem die Bäume in der Umgebung ihr Laub verloren haben. Angesammelter Schmutz ist zu beseitigen, die Dacheinläufe sind ausnahmslos zu besichtigen, im Zweifel ist ihre Funktion zu prüfen. Laub und anderer Unrat wird entnommen und beseitigt. Pfützen auf der Dachhaut oder Rückstände von abgetrockneten Lachen deuten auf Probleme bei der Dachentwässerung hin. Laufspuren an den Notüberläufen und Noteinläufen müssen als Alarmzeichen verstanden werden: Unverzügliche Abhilfe ist angezeigt. Wo der Fall nicht eindeutig ist, müssen Fachleute hinzugezogen werden. In diesem Zusammenhang wird auf die Änderungen hinsichtlich der Entwässerung hingewiesen, die sich durch die Installation von Solarkollektoren ergeben können. So können zusätzliche Staustufen entstehen oder sich die Tiefpunkte verschieben. Zudem wird die Tragfähigkeitsreserve der Konstruktion bereits gänzlich oder in Teilen durch die Kollektoren aufgezehrt. Zusammenfassung Die Entwässerung ausgedehnter Dachflächen geringer Neigung ist empfindlich gegen eine ganze Reihe möglicher Planungs- und Ausführungsfehler. Die Konsequenzen können bis zum Einsturz der Konstruktion führen.​

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