umwelt-online: Leitlinie ETAG Nr. 006 Mechanisch befestigte Dachabdichtungssysteme (2)

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4.4 Nutzungssicherheit

Die in der Richtlinie des Rates 89/106/EWG festgelegte wesentliche Anforderung lautet wie folgt:

Das Bauwerk muss derart entworfen und ausgeführt sein, dass sich bei seiner Nutzung oder seinem Betrieb keine unannehmbaren Unfallgefahren ergeben, wie Verletzungen durch Rutsch-, Sturz- und Aufprallunfälle, Verbrennungen, Stromschläge, Explosionsverletzungen.

Die folgenden Leistungsaspekte sind für mechanisch befestigte Dachabdichtungssysteme zur Erfüllung dieser wesentlichen Anforderung relevant:

Rutschhemmung

Die Oberfläche von mechanisch befestigten Dachabdichtungen darf nicht rutschig sein, weder aufgrund ihrer eigenen Oberflächenbeschaffenheit, noch durch vorhandenes Wasser oder Fett auf der Oberfläche, sodass ein Stürzen infolge Ausrutschen nicht möglich ist und damit keine Gefahr für Personen besteht.

Mechanische Festigkeit und Standsicherheit

Die mechanisch befestigten Dachabdichtungssysteme müssen eine ausreichende Festigkeit aufweisen, um dynamischen Windlasten ohne Versagen des Systems zu widerstehen.

Mögliche Versagensarten:

1. Punktförmige Befestigungen oder Linienbefestigungen
   • Versagen der Befestigungselemente
     • durch Zug
     • durch Querlast
     • durch Biegung
     • durch Druck
   • Abtrennen des Haltetellers vom Schaft des Befestigungselementes
   • Versagen von Schaft oder Befestiger des Befestigungselementes.
2. Verbindung zwischen punktförmiger Befestigung oder Linienbefestigung und tragender Unterkonstruktion
   • Herausziehen des Befestigers
   • Lockern der Verbindung zwischen Befestiger und tragender Unterkonstruktion (Abhebbewegung)
   • Rückdrehen des Befestigers (pulsierende Bewegung).
3. Fügenähte
   • Öffnen der Fügenaht.
4. Dachabdichtungsbahn
   • mechanisches Versagen der Dachabdichtungsbahn im Bereich der Halteteller.

4.5 Schallschutz

Nicht relevant.

4.6 Energieeinsparung und Wärmeschutz

Die in der Richtlinie des Rates 8911061EWG festgelegte wesentliche Anforderung lautet wie folgt:

Das Bauwerk und seine Anlagen und Einrichtungen für Heizung, Kühlung und Lüftung müssen derart entworfen und ausgeführt sein, dass unter Berücksichtigung der klimatischen Gegebenheiten des Standortes der Energieverbrauch bei seiner Nutzung gering gehalten und ein ausreichender Wärmekomfort der Bewohner gewährleistet wird.

Folgende Leistungsaspekte sind für diese wesentliche Anforderung für mechanisch befestigte Dachabdichtungssysteme relevant:

Das gesamte Dach muss mit angemessenen Eigenschaften ausgeführt sein, um

• den Energieverbrauch zu kontrollieren,
• den sich innerhalb des Daches niederschlagenden Wasserdampf infolge von Kältebrücken durch die Metallbefestigungen zu kontrollieren.

Die Wasserdampfdurchlässigkeit ist auch auf Grundlagendokument 3 bezogen und wurde daher bereits behandelt.

4.7 Aspekte der Dauerhaftigkeit, Gebrauchstauglichkeit und Identifizierung

Die in den folgenden Abschnitten berücksichtigten Anforderungen beziehen sich auf die wesentlichen Anforderungen, jedoch nicht auf eine Anforderung im Besonderen. Infolgedessen bedeutet die Nichterfüllung dieser Anforderungen, dass eine oder mehrere der wesentlichen Anforderungen nicht mehr erfüllt sind.

Maßhaltigkeit

Die mechanisch befestigte Dachabdichtung einschließlich des Befestigungssystems muss eine ausreichende Maßhaltigkeit aufweisen, um eine Verringerung der mechanischen oder anderen Eigenschaften zu verhindern.

Beständigkeit gegenüber Beschädigung

Bedachungen müssen eine angemessene Beständigkeit gegenüber Beschädigung durch physikalische oder chemische Einflüsse aufweisen, um eine Verringerung der mechanischen oder anderen Eigenschaften zu verhindern. Diese Einflüsse schließen ein:

Physikalische Einflüsse

Die Lasten können auftreten in Form von:

• zyklischer Bewegung,
• Einfluss hoher/niedriger Temperatur,
• Einfluss von UV-Strahlung,
• Alterung,

abhängig vom verwendeten Werkstoff.

Chemische Einflüsse

Wasser, Kohlendioxid, Sauerstoff (mögliche Korrosion), Natriumchloridlösung (NaCl), gesättigtes Kalkwasser (Ca(OH)₂), Schwefelsäurelösung (H₂SO₄) und andere möglicherweise gefährliche chemische Stoffe, wie z.B. für Bitumendachbahnen in prEN WI 000254041, Anhang C, aufgeführt, die mit der Bedachung in Kontakt kommen können.

5 Nachweisverfahren

5.0 Allgemeines

Kapitel 5 behandelt die Nachweisverfahren zur Bestimmung der verschiedenen Aspekte der Leistung der Produkte in Bezug auf die Anforderungen an die Bauwerke (Berechnungen, Versuche, technisches Wissen, Baustellenerfahrung usw.).

Die jeweiligen wesentlichen Anforderungen (ER), entsprechende Anforderungen an die Produktleistung (siehe Kapitel 4), zu beurteilende Produkteigenschaften und jeweilige Nachweisverfahren sind in Tabelle 2 angegeben.

Es besteht die Möglichkeit, bereits vorliegende Daten entsprechend dem EOTA-Leitpapier über die Bereitstellung von Daten für Beurteilungen zum Zwecke der Erteilung einer ETa zu verwenden. Die Teile der Tabelle 2, die im Fettdruck-Rahmen stehen, geben die Versuche an, die mindestens durchzuführen sind, um eine ETa für einen Bausatz zu erhalten (oder eine Komponente als Teil eines Bausatzes), vorausgesetzt, die Eigenschaften der Dachabdichtungsbahn und Wärmedämmung werden im Rahmen einer CE-Kennzeichnung angegeben, die auf anderen europäischen technischen Spezifikationen basiert (siehe Kapitel 5.2).

Tabelle 2: Produkteigenschaften und entsprechende Nachweisverfahren

*) Aspekte der Dauerhaftigkeit, Gebrauchstauglichkeit und Identifizierung

5.1 System

5.1.1 Mechanische Festigkeit und Standsicherheit (ER 1)

Nicht relevant.

5.1.2 Brandschutz (ER 2)

5.1.2.1 Prüfung des Flugfeuerwiderstandes

Die Prüfung des Flugfeuerwiderstandes einschließlich der Angabe der Ergebnisse (einschließlich möglicher Klassifizierung) erfolgt nach:

Der Prüfbereich hängt vom gewünschten Markt ab.

Sind eingebaute Bausätze durch eine dauerhafte Schutzschicht geschützt, so kann der Flugfeuerwiderstand dadurch sichergestellt werden. Der Nachweis des Flugfeuerwiderstandes kann dann entfallen, vorausgesetzt, die Wirkung der Schutzschicht ist beurteilt und/oder durch Entscheidung der Kommission festgelegt.

5.1.3 Hygiene, Gesundheit und Umweltschutz (ER 3)

5.1.3.1 Abgabe gefährlicher Stoffe

Die Produktspezifikationen (vorzugsweise in Form einer chemisch eindeutigen Formel) sind zu prüfen und, wo die Möglichkeit besteht, dass ein Stoff auf der Liste stehen könnte, auf die in Abschnitt 6.1.3.1 verwiesen wird, sind angemessene Versuche und Beurteilungen durchzuführen.

5.1.4 Nutzungssicherheit (ER 4)

5.1.4.1 Windsogversuch

Konzept der Prüfung am Gesamtsystem und der Prüfung an Komponenten

Versuche am Gesamtsystem

Mindestens eine Kombination von Komponenten wird als Gesamtsystem auf Abheben durch Windsogkräfte geprüft. Die Kombination, die geprüft werden soll, ist in Zusammenarbeit mit dem Antragsteller festzulegen. Die zu prüfende Kombination soll den höchsten charakteristischen Widerstand der in der Zulassung genannten Kombinationen aufweisen. Die charakteristischen Widerstände anderer Kombinationen werden durch Interpolation bestimmt, und zwar entweder auf der Grundlage einer Berechnung (falls möglich) oder Versuchen an Komponenten. Eine Extrapolation aus den Ergebnissen des Versuches am Gesamtsystem auf höhere Werte ist wegen der Ungewissheit der Versagensart nicht möglich. In Abhängigkeit von den von der Zulassungs- und der Prüfstelle gemachten Erfahrungen kann ein Windsogversuch am Gesamtsystem auch am schwächsten System durchgeführt werden, um die untere Interpolationsgrenze zu bestimmen.

Während in jedem Fall immer zumindest ein Windsogversuch am Gesamtsystem durchzuführen ist, kann der Antragsteller auch zusätzliche Windsogversuche am Gesamtsystem mit anderen Kombinationen durchführen lassen.

Versuche an Komponenten Zweck der Versuche:

• Grundlage für die Interpolation
• Reduzierung der Zahl der Prüfungen am Gesamtsystem. Voraussetzungen (Grenzen) für die An-/Verwendung der Versuche:

Um die Versuchsergebnisse zur Berechnung eines k-Wertes kleiner als 1 verwenden zu können, muss die Versagensart beim Versuch an Komponenten die gleiche sein wie beim Windsogversuch am Gesamtsystem.

Außerdem kann nur ein Komponententyp geändert werden. Zusätzliche Einschränkungen für die Anwendung von Versuchen an Komponenten sind von der Prüf- und der Zulassungsstelle auf der Grundlage ihrer Erfahrungen gemeinsam festzulegen. Vorgehensweise bei der Verwendung von Ergebnissen von Versuchen an Komponenten:

Auf der Grundlage des im Windsogversuch am Gesamtsystem ermittelten charakteristischen Widerstandes des Bausatzes kann der charakteristische Widerstand anderer Kombinationen nach folgender Gleichung berechnet werden:

wobei

Der Faktor k darf nie kleiner als 0,5 oder größer als 1,0 sein. Ist der k-Wert kleiner als 0,5, dürfen die Ergebnisse der Versuche an Komponenten nicht angewandt werden, und ein neuer Versuch am Gesamtsystem ist erforderlich.

Bestimmung des k-Wertes:

Das Ermittlungsverfahren basiert auf den Produkteigenschaften jeder Komponente, die entweder aus Versuchen abgeleitet oder aus den Begleitinformationen zum CE-gekennzeichneten Produkt erhalten wurden.

Der k-Wert hängt vom Verhältnis zwischen den Eigenschaften der ursprünglichen Komponente und der neuen Komponente ab und wird anhand der im Anhang C angegebenen Gleichungen ermittelt.

Es gibt drei Möglichkeiten für Änderungen, die durch Versuche an Komponenten abgedeckt werden können: Änderungen beim Befestigungselement, Änderungen bei der Dachabdichtungsbahn und Änderungen bei der Art der Fügenahtausführung. Tabelle 3 gibt einen Überblick über mögliche Änderungen sowie darüber, wann Versuche an Komponenten zulässig sind und welche Versuche durchgeführt werden sollten.

Anhang C zeigt, wie die drei Möglichkeiten mit der Versagensart und der Art der Versuche an Komponenten zusammenhängen.

Tabelle 3: Überblick über Versuche an Komponenten

Wenn eine neue Holz- oder Stahlunterkonstruktion dicker und/oder stärker ist oder eine neue Betonunterkonstruktion eine höhere Druckfestigkeit und Dichte aufweist als die beim Versuch am Gesamtsystem verwendete, so ist kein neuer Versuch erforderlich. Der heim Versuch am Gesamtsystem ermittelte Wert gilt auch für die neuen Unterkonstruktionen.

Beschreibung der Versuche an Komponenten:

Windsogversuch am Gesamtsystem

Allgemeines

Der Versuch wird am Gesamtsystem, d. h. an der tragenden Unterkonstruktion, der Wärmedämmung (falls Teil des Systems) und der mechanisch befestigten Dachabdichtungsbahn durchgeführt. Auch wenn eine Dampfsperrschicht Teil des Systems ist, wird der Versuch ohne die Dampfsperrschicht durchgeführt, da diese die Versagenslasten auf positive Weise beeinflussen kann und der Versuch für den ungünstigsten Fall durchgeführt werden sollte. Die Versuchsergebnisse sind auch dann verwendbar, wenn die Dampfsperrschicht Bestandteil des Systems ist.

Bei Systemen mit einer Dicke der Mineralwolledämmung von 0 mm < t< 350 mm muss die Dicke des beim Versuch verwendeten Wärmedämmstoffs 100 mm betragen, wenn dieser nicht Teil des Bausatzes ist. Der beim Versuch zu verwendende Wärmedämmstoff ist vom Antragsteller festzulegen und in der ETa anzugeben. Die nach EN 826 ermittelte Druckfestigkeit (bei einer Stauchung von 10 %) muss mindestens 0,06 N/mm² betragen (die Anforderung gilt für homogene Werkstoffe und für die obere Schicht von mehrschichtigen oder Verbund-Produkten). Der nach EN 12430 ermittelte Widerstand gegenüber Punktlasten muss mindestens 500 N (bei einer Verformung von 5 mm) betragen.

Prüfeinrichtung

Die Prüfeinrichtung besteht aus einer Druckkammer von ausreichender Länge und Breite, um die Abmessungen des Prüfkörpers aufzunehmen, und einer solchen Höhe, dass der aufgebrachte Druck gleichmäßig verteilt und nicht ggf. durch Verformungen des Prüfkörpers nachteilig beeinflusst wird.

Versuche können an Systemen verschiedener Abmessungen durchgeführt werden.

Ein Prüfsystem mit Standardabmessungen ist vorzuziehen:

(α x a + 200 mm) x (β x b + 200 mm)

bestehend aus (α + 1) Reihen und (β + 1) Befestigungselementen mit

und bestehend aus mind. 3 Reihen von 5 Befestigungselementen

(2 x a + 200 mm) x (4 x b + 200 mm)

oder bestehend aus mind. 4 Reihen von 4 Befestigungselementen

(3 x a + 200 mm) x (3 x b + 200 mm)

Bild 2: Definition der Abmessungen

Die Druckkammer ist mit einem oder mehreren Fenstern ausgestattet, sodass das Prüfsystem während des Versuchs beobachtet werden kann.

Die Druckkammer muss einem Sog von 10 kPa Widerstand leisten können. Es muss möglich sein, eine luftdichte Abdichtung zwischen Prüfsystem und Druckkammer herzustellen.

Ventilator, Kontrollgerät und Datenerfassungseinrichtung sind an die Druckkammer angeschlossen, um dynamische Druckzyklen zu erreichen, jeweils mit einer proportionalen Folge von Lasten entsprechend Bild 3 und einer Genauigkeit der Lasten von ± 10 % bei Lasten über 2000 Pa.

Die Unterkonstruktion des Versuchsaufbaus hängt vom Befestigungselementtyp und den Wünschen des Antragstellers ab. Legt der Antragsteller keine bestimmte Unterkonstruktion fest, so sollte Folgende verwendet werden, je nachdem, ob das Befestigungselement für Beton, Holz oder Stahl bestimmt ist:

• Beton sollte im Allgemeinen Normalbeton der Festigkeitsklasse C25 gemäß ENV 206:1990-03 mit einer Dicke von mindestens 100 mm sein. Gibt es eine Reihe von Betonfestigkeiten, so sollte die ungünstigste für den Versuch gewählt und der beim Windsogversuch ermittelte Wert für andere Betonarten verwendet werden.
• Sperrholz sollte der Sorte 2 oder 3 gemäß EN 636 mit einer Nenndicke von 19 mm entsprechen, es sei denn, der Antragsteller verlangt etwas anderes.
• Stahltrapezprofile sollten verzinkt und mind. 0,70 mm dick sein, die Stahlsorte sollte mind. S280 gemäß EN 10147 entsprechen, und der beim Windsogversuch ermittelte Wert kann für alle Stahltrapezprofile mit größerer Blechdicke und/oder Festigkeit verwendet werden.

Wünscht der Antragsteller, dass der Versuch mit einer anderen, speziellen Unterkonstruktion (z.B. Schalung aus Vollholz, Platten aus Holzwerkstoffen, Poren- oder anderem Leichtbeton) durchgeführt wird, so ist diese beim Versuch zu verwenden. Der beim Windsogversuch ermittelte Wert kann für andere Unterkonstruktionen desselben Typs gelten, wenn diese einen höheren Ausreißwiderstand zur Folge haben.

Bild 3: Lastzyklen

Prüfsystem

Das Prüfsystem ist ein Modell einer Dachkonstruktion einschließlich eines mechanisch befestigten Dachabdichtungssystems. Ist der Wärmedämmstoff Bestandteil des Systems, so ist der Bausatz im Detail möglichst genau zu beschreiben, wobei Angaben über die Druckfestigkeit, Dichte und andere Eigenschaften zu machen sind.

Die Dachabdichtungsbahnen sind symmetrisch anzuordnen und, unabhängig von der Breite der Dachabdichtungsbahnen, sind drei Reihen von Befestigungselementen vorzusehen, wobei die mittlere Reihe durch die Mitte des Prüfsystems laufen muss. Das Prüfsystem muss nach den Einbauanweisungen des Herstellers eingebaut werden.

Die Anzahl der Prüfkörper beträgt 1.

Der Prüfkörper ist mindestens 16 Stunden lang bei 23 °C ± 5 °Czu konditionieren.

Versuchsverfahren

Der Versuch ist bei 23 °C ± 5 °C durchzuführen.

Das Prüfsystem ist symmetrisch in der Druckkammer zu befestigen. Die Dachabdichtungsbahn muss luftdicht zwischen den Rändern der Druckkammer und der Stützkonstruktion festgeklemmt sein, so dass eine luftdichte Abdichtung über die gesamte Länge der Kanten gewährleistet ist. Bei Systemen mit Linienbefestigungen kann der Rand mit einer Dehnungsschlaufe in der Dachabdichtungsbahn gebildet werden.

Ventilator, Kontroll- und Datenerfassungseinrichtung sind zu verwenden, um die in Bild 3 dargestellten dynamischen Lastzyklen auf das Prüfsystem aufzubringen und zu kontrollieren.

Die Spitzenlasten jedes Zyklus in Bild 3 sind in Tabelle 4 aufgelistet:

Tabelle 4: Spitzenlasten jedes Zyklus (Δ W_100%)

Die aufgebrachte Last muß mit dem in Bild 4 dargestellten Zeit-/Druck-Diagramm übereinstimmen.

Die Zeittoleranz beträgt ± 0,1 sec. Nachdem mit der Belastung begonnen wurde, müssen innerhalb von 0,7 bis 0,1 sec. 90% der Spitzenlast erreicht sein.

Bild 4: Zeit-/Druck-Diagramm

Das Verhalten des Prüfsystems ist wahrend jedes Zyklus zu beobachten; die Laststufe, die Zahl der Zyklen sowie die Versagensart, bei denen das System versagt, sind aufzuzeichnen.

Der Versuch wird mit zunehmenden Lasten (in Stufen von 100 N, wie in Tabelle 4 angegeben) bis zum Versagen des Systems oder bis zum Erreichen der Grenze der Versuchseinrichtung durchgeführt. Die pro Befestigungselement ermittelten Versuchslasten sind rechnerische Lasten, abgeleitet durch Multiplikation des Einflussbereichs A_i(siehe Bild 2) des betrachteten Befestigungselementes mit der Differenz zwischen Raumdruck P_Halleund Unterdruck in der Druckkammer P_Kammer:

W_Versuch = P_W x A_i = (P_Halle- P_Kammer) x A_i

Es muss sichergestellt sein, dass bei jeder Lastaufbringung der Druck tatsächlich die Dachabdichtungsbahn beansprucht. Der Druck unter der Dachabdichtungsbahn und der Druck im Prüfraum werden überwacht, und wenn die Abweichung mehr als 10 % beträgt, ist die Unterkonstruktion zusätzlich mit Löchern zu versehen, um die Dachabdichtungsbahn voll zu beanspruchen.

Die Versuchslast W_Versuch in N wird nach der folgenden Formel in kPa umgewandelt:

(Last in N/1000) x Anzahl der Befestigungselemente pro m²

Um die korrigierte Last W_korr eines Befestigungselementes zu erhalten, wird die Versuchslast W_Versuch durch die Faktoren C_a und C_d, wie unten angegeben, reduziert. Die Werte von C_aund C_d werden in Abhängigkeit vom gewählten Prüfsystem ausgewählt.

W_korr= W_Versuch x C_a x C_d

Bild 5: Bestimmung des Faktors C_a

Auf Unterkonstruktionen, bei denen die Befestigungselemente durch die Unterkonstruktion hindurchgehen, kann der Korrekturfaktor C_aauch durch Verwendung einer Kraftmessdose während des Versuchs erhalten werden. Um einen repräsentativen Versuch durchzuführen, ist es wichtig, dass das Befestigungsmuster regelmäßig ist. Der Halteteller und der obere Teil des Befestigungselementes sollten repräsentativ für das zu beurteilende Befestigungssystem sein. Der untere Teil des Befestigungselementes wird durch ein Loch in der Unterkonstruktion mit der Kraftmessdose verbunden. Beim Einbau des Befestigungselementes sollte der Halteteller mit einer Kraft von 220 N ± 10 % auf das System gedrückt werden.

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