Samstag, den 23. Sep 2017

Unterspann- und Unterdeckbahnen Teil 2

Lesen Sie auch »Unterspann- und Unterdeckbahnen Teil 1«

Diffusionsoffene Unterdeck- und Unterspannbahnen sind relativ junge Produkte. Noch vor 20 Jahren konnte man sich ein solches Leistungsspektrum bei Unterdeckungen nicht vorstellen. Extrem diffusionsoffen, reißfest und dazu wasserundurchlässig: Mit diesen Produkten wurden überhaupt erst moderne, kostengünstige und bauphysikalisch sinnvolle Dachsanierungen möglich. Das Hightech-Produkt Unterdeckung muss vielfältigen Anforderungen gerecht werden. Diese Anforderungen unterscheiden sich im europäischen Umfeld zum Teil erheblich.

Die EN 13859 legt fest, nach welchen Normen / Regelungen die Produkte getestet werden müssen. Sie gibt keine zu erzielenden Werte vor. Die Vorgaben sind von Land zu Land anders geregelt. Für Deutschland sind die Anforderungen in den Produktdatenblättern Unterspannbahnen (USB) bzw. Unterdeckbahnen (UDB) des ZDVH (Zentralverband des Deutschen Dachdeckerhandwerks) vom Januar 2010 enthalten.

Hierzulande sind weitgehend nur USB- und UDB-Bahnen der A-Klasse im Einsatz. Mit Ihnen sind, im System mit Klebstoffen, Klebebändern und Nageldichtbändern, vor allem die wichtigen Eigenschaften einer Behelfsdeckung realisierbar. Um diese Klassifizierung zu erreichen, müssen die Bahnen bestimmte Eigenschaften aufweisen.

Reißfestigkeit
Die Reißfestigkeit einer Bahn wird in N/50 mm angegeben. Für diese Prüfung wird ein 100 x 200 mm großes Stück Bahn einmal längst gefaltet, sodass dabei ein zweilagiges, 50 x 200 mm langes Bahnen-Stück entsteht. Dieser Streifen wird in einer speziellen Zugmaschine mit einer definierten Geschwindigkeit bis zum Bruch belastet. Die Reißfestigkeit wird in Längsrichtung (Produktionsrichtung) und quer dazu gemessen und die Werte anschließend gemittelt. Deutschland fordert in Längsrichtung 250 N/50 mm und quer 200 N/50 mm, damit die Klasse UDB-A erreicht wird. Trotz der höheren Anforderungen an Unterspannbahnen (Durchbruchgefahr), wird für Unterspannbahnen USB-A in Längsrichtung nur 200 N/50 mm und quer 150 N/50 mm gefordert. Nach einer künstlichen Alterung müssen die Bahnen noch 65 Prozent ihrer ursprünglichen Festigkeit aufweisen.

Nagelreißfestigkeit
Der gleiche Versuchsaufbau wird auch für die Nagelausreißfestigkeit genutzt. Ein gefalteter Streifen in der Größe 50 x 200 Millimeter wird in einen fiktiven Nagel eingehängt und auf Zug belastet, bis die Bahn reißt. In Deutschland wird keine Nagelreißfestigkeit gefordert.

Grammatur
Die Grammatur, das Gewicht einer Bahn pro Quadratmeter, steht nicht nur für die Dicke des Materials. Sie steht auch für Qualität und zusätzliche Sicherheit. Denn je schwerer ein Material ist, um so reißfester kann es sein und umso mehr Material steht bei der Alterung dem Verfall im Wege. Das schwächste Glied einer Unterspann- oder Unterdeckbahn ist die Funktionsschicht. Der Funktionsfilm ist für die Wasserundurchlässigkeit, Diffusionsoffenheit und auch die Winddichtigkeit verantwortlich. Je dicker die schützende obere Lage einer Bahn ist, umso länger benötigen UV- und Wärmestrahlen, um den bei den meisten Produkten dünnen Funktionsfilm zu schädigen. In einigen Ländern Europas wird deshalb neben der Reißfestigkeit eine Mindestgrammatur gefordert. In Österreich wird beispielsweise für Dachprodukte eine Grammatur von mind. 140 g/m², für hohe Anforderungen sogar 330 g/m² verlangt. In Deutschland gibt es keine solche Anforderung.

Schlagregentest
Die Schlagregenbeanspruchung ist eine schwierige Disziplin bei der Prüfung der Unterspann- und Unterdeckbahnen. Schließlich sind diese Produkte im hohen Maße diffusionsfähig und wasserundurchlässig bzw. wasserführend, aber eben nicht wasserdicht. Deshalb wurde für die Prüfung der Unterdeckungen eigens eine baupraktisch realistische Prüfmethode entwickelt. Der Widerstand gegen Schlagregen wird durch den sogenannten „Schlagregentest Unterspann- und Unterdeckbahnen - TU Berlin" nachgewiesen. Bei diesem Test deckt eine Unterdeckbahn drei unterschiedliche Untergründe ab: freihängend, Schalung, Wärmedämmung. Ein starker Ventilator bläst herabfallenden künstlichen Regen gegen diese senkrecht stehende Versuchsfläche. Der Test gilt als bestanden, wenn – egal welcher Untergrund – nach 30 Minuten nur eine bestimmte, genau vorgegebene Menge Feuchtigkeit auf die Rückseite gelangt.

Alterung und Haltbarkeit
Unterdeckbahnen bestehen fast ausschließlich aus speziell konfektionierten Kunststoffen. Sind diese Bahnen der Sonne ausgesetzt, greift die UV-Strahlung die Bindungen der Polymerketten an. Es entstehen sogenannte Radikale, die mit Sauerstoff reagieren und zum Abbau des Produktes führen. Diese Alterung wird in der Europanorm EN 13859 beschrieben. Die Norm ermittelt die Alterungsbeständigkeit durch UVA-Bestrahlung (336 Std. bei 55 Megajoule) und Wärmelagerung bei 70 °C. Der Zentralverband des Deutschen Dachdeckerhandwerks (ZVDH) fordert eine Prüfung bei 80 °C. Aber selbst diese Anforderungen halten nicht alle Bahnenhersteller für ausreichend. Im Sinne eines besonders hohen Qualitätsanspruches prüft beispielsweise Fiberweb seine Climat Bahnen bei 100 °C. Mit Hilfe sogenannter HALS (Hindered Amine Light Stabilizers) werden die feinen mikroporösen Linopore UV+ Membranen unabhängig von ihrer Dicke und Farbgebung vor Alterung geschützt. In der dampfoffenen Version ermöglicht diese Membrane einen sd-Wert von 0,02 Metern und behält selbst nach dem Alterungstest mit 100 °C noch über 80 Prozent Ihrer Reißfestigkeit und Dehnbarkeit.

Das Alterungsverhalten wirkt sich entscheidend auf die Haltbarkeit und Festigkeit einer Bahn aus und damit auch auf die Zeit, die eine Bahn beispielsweise als Behelfsdeckung dienen kann. Besonders alterungsbeständige Produkte können bis zu acht Wochen als Behelfsdeckung funktionieren. Selbstverständlich könnten diese Produkte auch länger als Behelfsdeckung eingesetzt werden, jedoch geht dies zulasten der Langlebigkeit. Je länger eine Bahn ohne Dacheindeckung der UV-Strahlung ausgesetzt wird, desto kürzer ist anschließend die Lebenserwartung. Der Einsatz alterungshemmender Substanzen (Stabilisatoren) ist teuer. Allein dieser Zusatz kann 10 bis 15 Cent/m² kosten. Dies dürfte ein Grund sein, warum bei der Haltbarkeit seitens der Hersteller stets Zurückhaltung geübt wird.

Brandverhalten
Das Brandverhalten von Unterdeckbahnen hängt im hohen Maße von flammhemmenden Zusätzen ab. Die neue EN 13501 fordert für Unterspann- und Unterdeckbahnen ein Brandverhalten nach Klasse »E«, vergleichbar etwa dem früheren B2. Dieses Brandverhalten kann auf zwei komplett unterschiedlich zu bewertenden Arten erreicht werden, zum einen freihängend (schwierig), zum anderen in Kombination mit einem exakt bestimmten hinterlegten Produkt (einfacher). Exakt bedeutet dabei, dass die Brandprüfung nur gültig ist, wenn die eingesetzten Produkte zu 100 Prozent genau denen in der Prüfung entsprechen. Selbst der Einsatz einer anderen Mineralwolle-Marke als ursprünglich getestet, macht das Prüfzeugnis ungültig. Warum so umständlich? Weil für eine Unterspannbahn mit einer Grammatur von etwa 100 g/m² der Flammschutz zur Erzielung der Brandschutzklasse »E« in freihängender Prüfung allein etwa 6 bis 8 Cent/m² kostet. Bahnen mir dunkler Einfärbung (blau, rot, usw.) neigen durch den zwingenden Einsatz von volumenerhöhenden Füllstoffen (Farbmasterbatches), je nach Art der Farbpigmente, zu einem ungünstigeren Brandverhalten. Aus diesem Grund muss der Anteil des Flammhemmers entsprechend angepasst werden, was zu Mehrkosten von bis zu 12 Cent/m² führen kann. Also versuchen einige Hersteller durch die Prüfung mit einer Hinterlegung, die Bahnen billiger zu produzieren. Zwischenfazit: Dauerhaft hohe Reißfestigkeit, Alterungsbeständigkeit und ein günstiges Brandverhalten sind teure Eigenschaften.

Bei unseren Nachbarn
Wie und vor allem mit welchen Konstruktionen bzw. Bahnengewichten diese Eigenschaften realisiert werden, ist in Deutschland nicht reglementiert. Für flach geneigte Dächer von 14° Dachneigung fordern die Österreicher beispielsweise Bahnen mit einem Flächengewicht von mindestens 330 g/m² und eine Nahtverschweißung mit einer Festigkeit von mindestens 250 N. Der Riss im Belastungsversuch einer solchen Bahn darf nicht in der Verschweißung liegen. Die Schweiz fordert bei vergleichbar flach geneigten Dächern homogen verschweißbare Nähte. Und in Frankreich wird die Reißfestigkeit der Bahnen stets erst nach einer künstlichen Alterung bestimmt und muss anschließend ≥ 200 N/50 mm erreichen.

Sehr hohe Anforderung stellen die nordischen Länder. Die dort vorherrschende UVB-Strahlung gilt als besonders aggressiv. Sie greift die Polymerketten offensichtlich stärker an. Der Alterungstest dauert dort deshalb über 24 Wochen. Zuerst werden die Bahnen einer UVB-Bestrahlung unterzogen und müssen nach dem Test noch 70 Prozent der ursprünglichen Festigkeit aufweisen. Anschließend werden die Produkte bei 70 °C und 90 Prozent relativer Luftfeuchte um dann nochmals 12 Wochen bei 70 °C gealtert. Nach Abschluss des Testmarathons muss eine Bahn noch 50 Prozent der ursprünglichen Reißfestigkeit erreichen. Diese Prüfprozedur führt zu sehr hohen mechanischen Anforderungen. Eine Besonderheit ist der Duchbruchtest der Norweger, u. a. mit einem herabfallenden 60-kg-Sandsack oder einem 250-kg-Durchstanzversuch. Einen solchen Test bestehen Bahnen, die eine Reißfestigkeit nach Alterung von über 500 N/50 mm erreichen. Zum Vergleich: In Deutschland muss eine Bahn nach Alterung noch 146,3 N/50 mm halten. Für diese Märkte hat Climat beispielsweise eine spezielle Bahn entwickelt, die bis zu 700 N/50 mm hält.

Lesen Sie auch »Unterspann- und Unterdeckbahnen Teil 1«

Abbildungen: Fiberweb/Climat bzw. TU-Berlin

 

Fachwissen

Bauinformationen

Bautechnik

Gebäudetechnik

Termine