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Dachbegrünungen immer öfters hart am Wind

  • Fachbeitrag von Dr. Gunter Mann, Optigrün international AG

(25.9.2009) Der Klimawandel und die damit verbundenen Änderungen der Winde geht auch an der Dachbegrünung nicht spurlos vorbei. Die Frage nach der "Windsogsicherung" der Dachbegrünung muss nun häufiger gestellt werden. Die notwendige Auflast zur Lagesicherung der Dachabdichtung wird nach der DIN 1055-4 berechnet. Die Dachbegrünung wird in diesen Fällen nur statisch als ein massebringender Körper zur Sicherung der Abdichtung gesehen. Darüber hinaus muss die Begrünung an sich aber auch "verwehsicher" sein, damit sie durch Wind nicht abgetragen (= verweht) werden kann.


Eine Umfrage bei etwa 80 Optigrün-Partnerbetrieben zu Schadensfällen mit "Verwehungen" hat ergeben, dass nicht nur Begrünungsaufbauten auf hohen Gebäuden ab 20 Meter von Winderosionen betroffen sind, sondern durchaus auch viel niedriger liegende Dachflächen. Es können auf allen Höhen Winderosionen stattfinden, vorzugsweise an windexponierten Eck- und Randbereichen, aber auch an aufgehenden Bauteilen und größeren Dachdurchdringungen (z.B. Lüftungsrohre). Dabei können nicht nur das Substrat, sondern sogar die darunter liegenden Schichten wie Filtervlies, Dränage und Schutzlage bis zur Dachabdichtung abgetragen werden. Selbst der Kiesstreifen in den Randbereichen kann, wenn er eine kleinere Körnungsgröße (z.B. 8/16) hat, dabei verfrachtet werden. Meist sind es kleinere Verwehungen, die im Rahmen der Fertigstellungspflege nachgearbeitet werden müssen, dennoch bilden sich verschiedene Gefahrenpotenziale für den Dachunterbau und den Personenverkehr neben dem Gebäude. Jede Erosion ist der Ansatzpunkt weiterer Windangriffe. Letztendlich ist neben einem geeigneten Gründachsystem die Gebäudegeometrie und Exposition ausschlaggebend und diese eventuell wiederum in Verbindung mit Nachbargebäuden und der topografischen Gesamtsituation zu sehen.

Normen und Richtlinien zu Windsog und Verwehsicherheit


Sicherung von Rand- und Eckbereichen (mehr vom Bild)

Die seit 2007 anzuwendende Neufassung der DIN 1055-4 "Windlasten" beinhaltet Berechnungsgrundlagen, um lagesichere Flachdächer berechnen und herzustellen zu können. Einige Punkte der neuen Norm sind auch für Gründächer relevant:

  • Exponierte Gebäude in offenen Geländesituationen: auf diese Situationen nimmt die neue Norm durch Vorgabe in der Bemessung von vier unterschiedlicher Geländeformationen Rücksicht.
  • Einstufung der Außendruckbeiwerte: sie sind von wesentlicher Bedeutung für die Berechnung der Sogkräfte. Gut durchwurzelte Gründächer wirken in ihrer Oberfläche als Ganzes und sind dadurch besonders lagesicher und verwehsicher. Sie können somit mit einer Lasteinzugsfläche von 10 m² bzw. Cpe 10 (nach FLL 2008) angesetzt werden.
  • Berechnungsweise der Windsoglasten und weitere Dachzonen: die unterschiedlichen Anwendungskategorien der Dachzonen wurden im Flachdachbereich von 3 auf 4 Bereiche erhöht (F=Eckbereich, G=Randbereich, H=Innenbereich 1, I=Innenbereich 2). Besonders bei hohen Gebäuden fällt diese Veränderung durch erheblich breitere Eck- und Randbereiche auf.

FLL-Dachbegrünungsrichtlinie (2008)

Im Kapitel 6.8 "Windsogsicherung" wird nicht nur auf die ZVDH/HDB-"Fachregeln für Dächer mit Abdichtung", DIN 1055-4 und 1055-100 verwiesen, sondern auch einige wichtige Hinweise gegeben. U.a. dass insbesondere die First-, Eck- und Randbereiche einer hohen Belastung ausgesetzt sind und deshalb durch entsprechende Maßnahmen (Kiesschüttungen, Plattenbeläge, Rasengittersteine) zu sichern sind. Das gilt besonders bei lose verlegten Dachabdichtungen bzw. Wurzelschutzbahnen.

Dachbegrünungen haben im Vergleich zu Kies und Betonplatten bestimmte Eigenschaften (Rauigkeit der Vegetation, großflächige, wurzelverzahnende Festlegung des gesamten Aufbaus, Winddurchlässigkeit der Vegetationstragschicht), die zu einer Verringerung der notwendigen Auflast angesetzt werden können.

Untersuchungen im Windkanal: Minderungsfaktor ermittelt

Um die Aussagen von DIN und FLL mit konkreten Werten für die Praxis zu hinterlegen, hatte die Optigrün international AG verschiedene Untersuchungen im Windkanal vorgenommen. Dachbegrünungen sind in der Regel winddurchlässig, d.h. es kann zu einem Druckausgleich zwischen Ober- und Unterseite einer Substratschicht kommen. Aufgrund dieser Tatsachen kann bei der Bemessung der Windsoglasten nach DIN 1055 je nach Gründachsystem ein "Minderungsfaktor R" angerechnet werden: Je nachdem wie luftdurchlässig ein Optigrün-Systemaufbau ist, ergeben sich Minderungsfaktoren zwischen 0,4 und 0,6. Beispielsweise wirkt bei einem Minderungsfaktor R=0,5 nur noch die halbe Windlast auf die Substratschicht. Folglich kann der Gründachaufbau mit der Hälfte des sonst erforderlichen Trocken-Gewichtes angesetzt werden.

Bei befestigter Abdichtung und einem nachgewiesenem systemabhängigen Minderungsfaktor der Dachbegrünung kann das Gründachpaket somit erheblich leichter ausgebildet werden und die Befestigung der Abdichtungsebene muss nur noch um den um das Trockengewicht reduzierten Anteil der Begrünung ausgelegt werden.


Beispiel Windsogberechnung

Umsetzung in der Praxis - Objekt Seniorenpflegeheim Bootsmacherstraße in Berlin

Bei diesem Objekt, dessen extensiv begrüntes Dach etwa 20 Meter hoch liegt, kamen noch statische Vorgaben hinzu - das Gewicht der Dachbegrünung sollte 50 kg/m² im wassergesättigten Zustand nicht überschreiten. So wurden durch den Optigrün-Partnerbetrieb Pluta aus Berlin 400 Quadratmeter der Systemlösung "Leichtdach" aufgebracht. Das System an sich mit Schutz- und Speichervlies RMS 900 K, 3 cm Leichtsubstrat Typ L und vorkultivierter Vegetationsmatte ist verwehsicher, jedoch musste für die Eck- und Randbereiche besondere Vorkehrungen getroffen werden. Dies geschah in Form von 8 cm hohen Betonrasengittersteinen, die anfangs auch mit Substrat verfüllt wurden. Das hatte sich nicht an allen Stellen bewährt, so dass nach ersten Winderosionen die Verfüllung mit Kies 16/32 vorgenommen wurde. Nach fachgerechtem Einbau und Pflege waren die Vegetationsmatten schon nach wenigen Wochen eingewurzelt und damit der gesamte Gründachaufbau auch verwehsicher.

Fazit und Lösungsvorschläge damit Dachbegrünungen dauerhaft lage- und verwehsicher sind:

  • Sicherung des Gründachs in der einjährigen Anwuchsphase
  • Vegetationsfreie Ausbildung von Ortgang, Dachrand und First bei geneigten Dächern
  • Kiesstreifen (16/32 mm) in Rand- und Eckbereichen. Extrem exponierte Gebäude erhalten zusätzlich Rasenwaben/Rasengittersteine gegen eine Oberflächenverwehung
  • Je nach Objektlage: vor allem in Randbereichen (G) und Eckbereichen (F) der Begrünung Verwendung von vorkultivierten Vegetationsmatten
  • Randbereiche (G) werden wegen der erhöhten Lastanforderungen meist durch Kiesauflast gesichert. Kiesstreifen, die breiter als einen Meter sind, können auch durch Vegetationsmatten ersetzt werden.
  • In den Innenbereichen H und I reicht es i.d.R., die Oberfläche durch Anspritzverfahren "verwehsicher" auszubilden. Für Gebäude über zehn Meter, in Windzone 3 und 4 und bei exponierten Lagen wird jedoch die Verwendung von Vegetationsmatten angeraten.
  • Einzelfallberechnung unter Berücksichtigung des nachgewiesenen, systemabhängigen Minderungsfaktors R.

Weitere Informationen zur Windsogsicherung auf Gründächern können per E-Mail an Optigrün angefordert werden.

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