DE69531060T2

DE69531060T2 - Struktur und verfahren zum reduzieren des abhebens und abreissens von membrandächern

Info

Publication number: DE69531060T2
Application number: DE69531060T
Authority: DE
Inventors: D. Raymond GODSCHALX
Original assignee: GAF Building Materials Corp; Building Materials Corp of America
Current assignee: GAF Building Materials Corp; Building Materials Corp of America
Priority date: 1994-09-30
Filing date: 1995-09-18
Publication date: 2004-07-08
Anticipated expiration: 2015-09-19
Also published as: CA2197991A1; US5784846A; WO1996010678A1; EP0784725A1; DE69531060D1; EP0784725A4; CA2197991C; ATE242830T1; AU3718995A; EP0784725B1

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung bezieht sich im Allgemeinen auf Membrandächer, die gewöhnlich als Flachdächer oder Dächer mit geringer Neigung bezeichnet werden, und insbesondere auf eine Struktur und ein Verfahren zur Verteilung und Verringerung der Auftriebskräfte über das Dach, die durch die Windgeschwindigkeit verursacht werden, sowie zur Verringerung des Freilegens bzw. der Auswaschung einer beliebigen Aggregatmaterialschicht auf der Membran durch Windkräfte.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Das Flachdach oder Dach mit geringer Neigung ist eine bei Wirtscharts- und Industriegebäuden, Appartement-Komplexen und Reihenhäuser häufig vorkommende Dachart. Obwohl sie als flach bezeichnet werden, weisen diese Dacharten normalerweise eine leichte Neigung oder Steigung auf, um einen Wasserablauf hervorzurufen und diesen zu lenken. Der Kürze wegen wird im Folgenden für diese Art von Dächern der Begriff „Flachdach" verwendet.
Ein Flachdach umfasst zumindest eine Bedachung und eine wasserdichte Membran. Zwischen der Bedachung und der Membran kann eine Isolierungsschicht angebracht sein, was auch häufig der Fall ist.
Es gibt zwei grundlegende Kategorien von Flachdachkonstruktionen. Bei zusammengesetzten Dachsystemen (BUR, built-up roof) sind Filz und Bitumen schichtweise angeordnet, um die wasserdichte Membran auszubilden, und auf der Membran befindet sich eine Schicht Kiesel oder ein Überzug, um diese vor Ultraviolett-Strahlung zu schützen. Bei einlagigen Dachsystemen (SPM, single-ply roofing systems) überdeckt eine einzige Elastomer-Schicht die Bedachung.
Der primäre Zweck jedes Dachs ist es, die Außenatmosphäre vom Inneren des Gebäudes zu trennen, und diese Trennung bei allen Wetterbedingungen, einschließlich zu erwartender extremer Wetterbedingungen, während einer annehmbaren Lebensdauer aufrechtzuerhalten. Diese Anforderung beeinflusst mehrere Gestaltungsfaktoren, die folgende Berücksichtigungen einschließen: (1) externe und interne Temperaturen; (2) externe Feuchtigkeit, Luftfeuchtigkeit, Regen, Schnee, Graupel und Hagel; (3) Windauftrieb der Membran; (4) Schlagbeständigkeit gegen Wetter und andere Einwirkungen, wie fallengelassene Werkzeuge und Begehen; (5) Ästhetik des Dachs; und (6) Einfluss von Sonnenstrahlen und Ultraviolett-Strahlen.
Einer der entscheidenderen Gestaltungsfaktoren bei Flachdächern ist die Fähigkeit, Auftriebskräften standzuhalten, die durch über die Dachfläche blasenden Wind verursacht werden. Das Dach ist ein Hauptbestandteil des Oberflächenbereichs einer Gebäudestruktur und kann bis zu 40% der Oberfläche ausmachen. Wind entlang des Dachs führt zu Auftriebskräften auf der Dachfläche, die ein Lösen oder Aufblähen der Membran, ein Verstreuen des Ballast oder in extremen Situationen sogar katastrophale Dachschäden verursachen können. Daher schließen Flachdachentwürfe normalerweise ein oder mehrere Merkmale ein, um Windauftriebskräften entgegen zu wirken, wie unten beschrieben wird.
Bei einlagigen Dächern ist eines der am häufigsten gegen Auftriebskräfte eingesetzten Verfahren die Verwendung von Steinen als Ballast. Die wasserdichte Membran ist vollständig mit einer einheitlichen Schicht aus Steinaggregatmaterial (üblicherweise #4 Flussgestein oder Äquivalentem, Durchmesser 3/4'' bis 2 1/2'') bedeckt, wobei die Schichttiefe ausreicht, um einen Belastungsdruck von etwa 10 Pfund pro Quadratfuß zu erzeugen. Das erhebliche Gewicht dieses Aggregatmaterials stellt eine zusätzliche Last auf das Dach dar, weshalb Stützstrukturen in die Gestaltung des Gebäudes miteinbezogen werden müssen.
Ein Hauptproblem bei der Verwendung von Steinballast besteht jedoch darin, dass starker Wind oft zu einer Positionsveränderung bei den Ballaststeinen führt, wodurch in manchen Bereichen Anhäufungen entstehen und in anderen Bereichen die Membran freigelegt wird. Dieses Phänomen wird als Freilegen bzw. Auswaschung bezeichnet. Wenn durch das Wandern des Aggregatmaterials Bereiche von Ballast befreit werden, kann sich die freigelegte Membran durch den aerodynamischen Auftrieb des Winds nach oben blähen, was wiederum das Wandern des Ballasts beschleunigt. Die freigelegte Membran ist deshalb auch vermehrt UV-Strahlen ausgesetzt.
Ein weiteres Mittel, um Auftriebskräften bei einlagigen Dachsystemen entgegen zu wirken, umfasst ein mechanisches Befestigen der wasserdichten Membran sowie beliebiger darunterliegender Isolierung auf der Bedachung mittels Fixiermitteln, die die Membran verankern und die Auftriebsbelastung auf die Bedachung übertragen. Bei den meisten Wirtschafts- und Industriegebäuden ist die Bedachung aus Wellblech mit einer Dicke von 0,85 mm bis 1,3 mm (18 bis 22 Gauge) hergestellt. Decken können ebenso aus Holz, Beton, Gips und anderen geeigneten Materialien bestehen. Die Fixiermittel nehmen laterale sowie vertikale Lasten, einschließlich des Auftriebs auf die Membran, die Schwinglasten der sich aufblähenden Membran und das Flattern der Bedachung auf, was im Laufe der Zeit dazu führen kann, dass sich die Fixiermittel lockern und schließlich gänzlich lösen und die Membran ungeschützt lassen. Ein gelöstes Fixiermittel kann die wasserabdichtende Membran durchbohren, und das Aufblähen der Membran kann die auf die Membrannähte wirkenden Kräfte erhöhen, wodurch ein Versagen der Nähte verursacht wird.
Ein andere Alternative ist es, die wasserabdichtende Membran vollständig auf die Deckfläche einer Subkomponentenschicht zu kleben, die wiederum mechanisch auf der Bedachung befestigt ist. Die Klebeverbindung zwischen der wasserabdichtenden Membran und der Deckfläche der Subkomponente ist aufgrund der Windbewegung über der Membran Auftriebskräften ausgesetzt. Die Klebeverbindung zwischen der wasserdichten Membran und der Subkomponenten-Deckfläche ist aufgrund der Expansion und Kontraktion der Membran Scherkräften ausgesetzt. Sowohl das Subkomponentenmaterial als auch die Klebemittel sind normalenrweise Feuchtigkeits- und Kondensations-empfindlich, was im Laufe der Zeit zu einem Versagen der Klebeverbindung führt. Darauffolgendes Versagen der Membran tritt auf, wenn die Schwingung und Aufblähung ein Ablösen der Membran vom Substrat verursacht.
Das aufgebaute Dach muss zudem der Auswirkung von Auftriebskräften entgegenwirken, und zwar insofern, dass die aufgebauten Schichten aus Filz und Bitumen delaminieren und Asphalt-/Filzstücke vom Dach geblasen werden können. Das aufgebaute Dachsystem ist darüber hinaus Auswaschungs- bzw. Freilegungsproblemen ausgesetzt, wenn als oberste Schicht loser Kiesel verwendet wird, um die Membran vor Ultraviolett-Strahlung zu schützen. Der größenmäßig kleinere Kiesel wandert noch leichter als die größeren Ballaststeine, die bei einlagigen Dächern eingesetzt werden.
Folglich besteht immer noch Bedarf an besseren Verfahren und Strukturen, um den Auswirkungen Auftriebskräften oder Auftriebskräften direkt entgegenzuwirken.
Eine Möglichkeit Auftrieb bei Dacharten, bei denen auf der Membran Isolierpaneele angebracht werden, entgegenzuwirken, ist in der US-A-4.583.337 offenbart, die das Befestigen von gewellten Deckelementen lehrt, die entlang der Peripherie des Dachs die Isolierpaneele überdecken. Der Wind, der um die gewellten Deckelemente bläst, soll unter den Deckelementen ein Vakuum erzeugen, so dass die Druckdifferenz die Deckelemente nach unten gegen die Isolierung drückt, um dem auf die Isolierung wirkenden Auftrieb entgegenzuwirken und somit die Isolierung zurückzuhalten.
Die US-A-4.926.596 offenbart eine gelochte Deckschicht, die über die Membran gespannt ist. Die gelochte Deckschicht ist an der Peripherie des Daches befestigt und lässt Wind durch die Membran durchtreten. Die Deckschicht verhindert physikalisch ein Aufblähen der Membran.
Beide Verfahren wirken dem Auftrieb entgegen, indem eine entgegengesetzte Kraft auf die Membran erzeugt wird, und sind dadurch in Konzept und Ansatz den älteren Verfahren, die Ballast, mechanische Fixiermittel und Klebemittel verwenden, ähnlich. Es ist ein Ziel dieser Erfindung, dem Auftrieb auf eine andere Weise entgegenzuwirken, bei der die Auftriebskraft selbst verringert wird und die Auftriebskraft über die Dachfläche einheitlicher verteilt wird.
Zusätzlich zur Effizienz beim Verringern und gleichmäßigen Verteilen von Auftriebskräften, besteht ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung darin, dass sie alleine oder in Verbindung mit anderen Methoden zum Bekämpfen von Auftrieb, wie Ballast, befestigte oder angeklebte Membran und zusammengesetzte Dächer verwendet werden kann und diese anderen Verfahren zudem noch wirksamer macht, als sie bei alleiniger Verwendung wären. So ermöglicht z. B. die Eliminierung der Freilegung bzw. Auswaschung die Verwendung eines größenmäßig kleineren Aggregatmaterials als Ballast, und die Verringerung der Auftriebskraft das Heranziehen einer geringeren Gesamtmenge an Ballast. Die Verringerung und gleichmäßigere Verteilung der Auftriebskräfte reduziert die Häufigkeit und Wahrscheinlichkeit eines Versagens des Fixiermittels oder der Klebeverbindung sowie der Delaminierung von zusammengesetzten Dächern. Des Weiteren stellt die Erfindung selbst eine elastische Deckschicht für das Dach bereit, wodurch dieses vor physischer Beschädigung geschützt und die auf die Membran auftreffende Ultraviolett-Strahlung reduziert wird.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Dachstruktur für und ein Verfahren zur Verringerung und Verteilung von Auftriebskräften, die durch über das Dach blasenden Wind verursacht werden, sowie zum In-Position-Halten des Ballast, an den Stellen an denen er vorhanden ist. Die Dachstruktur schließt eine wasserdichte Membran ein, die eine Bedachung überdeckt, und ist durch eine luftdurchlässige und elastische Matte gekennzeichnet, die über der Membran angeordnet ist. Die Matte weist ein unregelmäßig gefaltetes Netz in einer Größe auf, die die laminare Strömung des Windes, der über die Membran bläst, zerstört, die Windgeschwindigkeit direkt über der Membran senkt und entschärft und einen Druckausgleich innerhalb der Matte ermöglicht, so dass die Matte nicht von der Membran angehoben wird.
Ein Ziel, Merkmal und Vorteil der den Ballast überdeckenden luftdurchlässigen und elastischen Matte liegt darin, dass sie, wenn vorgesehen, das Freilegen bzw. Auswaschen des Ballast verhindert.
Ein weiteres Ziel, Merkmal und Vorteil der luftdurchlässigen elastischen Matte, die in einem Gittermuster aufgebracht ist, besteht darin, dass sie, wenn vorgesehen, den Ballast im zugehörigen Ballastgitter hält.
In einer bevorzugten Ausführungsform überdeckt die wasserdichte Membran eine Bedachung und ist an der Peripherie des Dachs befestigt. Eine Ballastschicht überdeckt die Membran, wobei der Ballast abschnittsweise beseitigt ist, um die luftdurchlässige und elastische Matte mittels eines Klebemittels zu befestigen. Die Matte verringert den auf die Membran wirkenden Auftrieb.
In der bevorzugten Ausführungsform ist die Matte aus ungeordneten Kunstfasern gebildet, die zu einem Netz angeordnet sind und an ihren Schnittpunkten miteinander verbunden sind, um eine relativ feste Matte auszubilden, die einen deutlichen porösen Bereich zwischen den ungeordneten Fasern aufweist, um den Wind über der Membran zu brechen und zu verteilen.
Weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden für Fachleute auf dem Gebiet offensichtlicher, wenn die Beschaffenheit der Erfindung durch die begleitenden Abbildungen und die detaillierte Beschreibung besser verständlich wird.
KURZBESCHREIBUNG DER ABBILDUNGEN
Um die Erfindung zu veranschaulichen zeigen die Abbildungen eine Ausführungsform, die derzeit bevorzugt ist. Die Erfindung soll jedoch nicht bzw. ist nicht auf die dargestellte genaue Anordnung und Mittel beschränkt. Der Schutzumfang der Erfindung ist durch die am Ende dieser Beschreibung zu findenden Ansprüche bestimmt.
1 ist eine Querschnittsansicht eines einlagigen mit Steinballast versehenen Dachs gemäß der Erfindung;
2 ist eine Draufsicht auf das Dach aus 1, wobei Abschnitte der Matte herausgebrochen sind;
3 ist eine graphische Darstellung der externen Druckverteilung über einer Ecke eines Flachdachs, das die Erfindung nicht beinhaltet;
4 ist eine schematische Darstellung eines Kleinmodells eines Dachs für Windkanalversuche, wobei die Stellen der Drucksensoren gekennzeichnet sind;
5A und 5B sind graphische Darstellungen des mittleren Druckkoeffizienten über das Dachmodell aus 4, wobei die 5B die Erfindung einschließt und die 5A nicht, und die Darstellung durch Datenglättung der Ergebnisse der Drucksensoren im Windkanalversuch erstellt wurde;
6A und 6B sind graphische Darstellungen des minimalen Druckkoeffizienten über das Dachmodell aus 4, wobei die 6B die Erfindung einschließt und die 6A nicht, und die Darstellung durch Datenglättung der Ausgabewerte der Drucksensoren im Windkanalversuch erstellt wurde;
7A und 7B sind graphische Darstellungen des quadratischen Mittelwerts des Druckkoeffizienten des Dachmodells aus 4, wobei die 7B die Erfindung einschließt und die 7A nicht, und die Darstellung durch Datenglättung der Ausgabewerte der Drucksensoren im Windkanalversuch erstellt wurde;
8 ist eine Querschnittsansicht eines Dachs einer alternativen Ausführungsform eines mechanisch befestigten einlagigen Dachs;
9 ist eine Querschnittsansicht eines Dachs einer alternativen Ausführungsform eines zusammengesetzten Dachsystems; und
10 ist eine Querschnittsansicht eines Dachs einer alternativen Ausführungsform eines Dachsystems, das als „auf dem Kopf stehendes" Dach bezeichnet wird.
Wenn in der folgenden Beschreibung auf die Abbildungen verwiesen wird, werden gleiche Bezugszeichen für gleiche Elemente verwendet, und Gegenstücke solcher Elemente mit Apostrophen (' und '') bezeichnet.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
1 veranschaulicht eine Ausführungsform einer Dachstruktur 10 gemäß der Erfindung. Die Struktur beinhaltet eine Bedachung 12 und eine Isolierungsschicht 14, die auf der Bedachung aufliegt und diese überdeckt. In einer bevorzugten Ausführungsform weist das Dach eine einlagige wasserdichte Membran 16 auf, die an der Peripherie 18 der Bedachung in der Nähe der Dachbrüstung 20 mittels herkömmlicher Verfahren befestigt ist. Die einlagige Membran ist nur an der Dachperipherie befestigt und überdeckt einfach die Isolierung. Die einlagige Membran 16 ist in Schichten ausgebildet, die durch Hitzevorschweißen, Lösungsschweißen oder Klebemittel miteinander verbunden sind, um eine so große Schicht auszubilden, dass das gesamte Dach damit bedeckt werden kann.
Die einlagige Membran 16 überlagernd liegt eine Schicht aus Schotteraggregatmaterial 22, das als Ballast verwendet wird. Die Größe des Aggregatmaterials 22 beträgt 3/8 eines Inch-Nenndurchmessers des Schotters. Dies ist deutlich feiner als das Steinaggregatmaterial bisher bekannter geschotterter einlagiger Dächer, für die #4 Flussgestein (2'' bis 2½'' Durchmesser) erforderlich ist. Die Rate der Aufbringung pro Square ist geringer als die bei herkömmlichen Konstruktionen typischen 10 Pfund pro Square (ein Square entspricht 100 Quadratfuß, ein bei Bedachungen bekannter Begriff).
Eine luftdurchlässige und elastische Matte 24 überdeckt das Aggregatmaterial 22. Die bevorzugte Matte besteht aus einer luftdurchlässigen und elastischen Vlies-Matte aus synthetischen Fasern (üblicherweise Nylon, PVC oder Polyester), die offen und vermischt sind, und durch einen Luftstrom ungeordnet zu einer Warenbahn ausgerichtet werden. Die Warenbahn wird mit Bindemitteln aus Phenolen und Latices auf Wasser-Basis behandelt. Die behandelte Warenbahn wird dann im Ofen gehärtet, um die Fasern zu einer relativ festen Matte zu formen, die deutliche poröse Bereiche zwischen den ungeordneten Fasern aufweist. (Die für die Herstellung dieses Materials verwendete Vorrichtung wird manchmal als „Rando-Webber" bezeichnet).
Die US-A-5.167.579 beschreibt eine luftdurchlässige und elastische Matte, die in Zusammenhang mit einer Firstbelüftungsöffnung bei einem geneigten Dach verwendet wird. Die weitere darin zu findende Beschreibung des Mattenmaterials ist hierin mit Verweis eingeschlossen, falls eine weitere Beschreibung gesucht wird.
In einer bevorzugten Ausführungsform hat das Mattenmaterial eine Dicke von 3/8 Inch und ist in Rollen mit 78 Inch Breite und 60 Yard Länge erhältlich. Das Material wiegt 11,11 Pfund pro Square (1,8 Unzen/Quadratfuß) und hat 65% offene Fläche.
Das Aggregatmaterial kann in einer ebenen Deckschicht über das Dach gelegt werden, und nachdem ein Streifen- oder Gittermuster ausgeschaufelt und die offenen Gitterlinien saubergefegt worden sind, wird die luftdurchlässige und elastische Matte 24 über das Aggregatmaterial gelegt und an den offenen Gitterlinien mittels eines Klebemittels an der Membran befestigt, wie in 2 dargestellt ist, wo ein 3 Inch breiter Streifen-Klebebereich 28 strichliert angedeutet ist. Die Matte 24 ist an der Membran 16 befestigt, um zu verhindern, dass die Matte 24 über das Dach 10 geschoben wird. Für die Befestigung der Matte 24 an der Membran 16 können ein Klebemittel 26, wie COBRA^® Venom von GAF Building Materials Corp, oder ein Neoprenkleber oder ein Klebeband verwendet werden. Im Klebemittel sind kleine Lücken angeordnet, um ein richtiges Ablaufen von Wasser zu ermöglichen.
Die Matte 24 hält das Ballastaggregatmaterial 22 im Gittermuster, und verhindert somit das Phänomen der Freilegung bzw. Auswaschung, zu der es ansonsten bei so feinem Aggregatmaterial kommen würde. Wie untenstehend erläutert wird, senkt die Matte zudem die Windgeschwindigkeit über den Ballast 22.
THEORETISCHER HINTERGRUND VON WINDAUFTRIEB
Beim Entwerfen eines Dachs muss die Druckdifferenz auf der Membran bestimmt werden. Dabei muss jedoch nicht nur die normale Grundwindgeschwindigkeit, sondern auch Winde in Zusammenhang mit Wirbelstürmen, Gewittern und Föhn berücksichtigt werden. Aus diesem Grund werden Tabellen, Diagramme und Gleichungen benötigt, um die maximale Auftriebskraft auf die Membran berechnen zu können. Eine der Variablen, die ermittelt werden muss, ist die Grundwindgeschwindigkeit (V₀). Die Geschwindigkeit des Winds verändert sich ständig. Daher ist die Grundwindgeschwindigkeit (V₀) die mittlere Windgeschwindigkeit über die Zeit.
Die Geschwindigkeit des Winds an der Dachoberkante (V_R) wird als Funktion der Grundwindgeschwindigkeit (V₀), der Höhe, auf welcher sich das Dach über dem Boden befindet (die Grundwindgeschwindigkeit (V₀) wird üblicherweise in einer Höhe von 32,8 Fuß (10 m) gemessen) und der Beschaffenheit des sich in der Umgebung befindenden Geländes berechnet. Es gibt zahlreiche Theorien darüber, wie die Windgeschwindigkeit auf der Dachfläche (V_R) zu bestimmen ist, einschließlich Verfahren aus dem Uniform Building Code, ANSI-Standards, Factory Mutual Standards und Standard Building Code. Diese Theorien führen zu unterschiedlichen Ergebnissen, die ihnen zugrundeliegende Gleichung ist jedoch dieselbe und lautet V_R= AV₀ ^mHⁿ. Die Konstante „A" und der Exponent „n" sind Funktionen der Bodenrauheit. Der Exponent „m" ist eine Leistungskonstante und liegt typischerweise bei etwa 1,0. H steht für die Gebäudehöhe.
Üblicherweise ist die Windgeschwindigkeit auf der Dachoberfläche (V_S) größer als die Windgeschwindigkeit an der Dachfläche (V_R). Die Windgeschwindigkeit auf der Dachfläche ist durch die oben beschriebene lokale Windgeschwindigkeit bestimmt. Die Windgeschwindigkeit an der Dachfläche (V_R) ist die Geschwindigkeit des Windes auf der Höhe des Dachs und schließt keine Veränderung der Windgeschwindigkeit aufgrund des Zusammenwirkens mit dem Dach ein.
Mittels Bernoullis Gleichung PR/γ + V2 R/2g = PS/γ + V2 S/2gworin P_R das Luftdruckniveau an der Dachfläche und P_S der Luftdruck auf der Dachoberfläche ist, wird die Gleichung umgeformt, um einen dimensionslosen Druckkoeffizienten zu erhalten: CP = Δ(2g)/γV2R
Daher führt das Einsetzen von C_P in die Gleichung zu V_S = V_R(1 – C_P)^0,5. Genau diese Druckdifferenz übt eine Kraft auf die Membran aus, die ein Hochheben der Membran verursacht. Da das Windvolumen, das über das Dach strömen muss, einen Teil des Windes einschließt, der ansonsten durch den Raum geströmt wäre, den jetzt das Gebäude einnimmt, muss die Geschwindigkeit über das Dach (V_S) größer sein als die Windgeschwindigkeit an der Dachoberkante (V_R). C_P muss daher negativ sein.
Es ist allgemein anerkannt, dass der maximale Koeffizient von C_P dann auftritt, wenn der Wind in einem Winkel von 45° in Bezug auf das Dach, wie in 3 gezeigt wird, auftrifft. Der maximale Druckkoeffizient beträgt etwa –3 bis –3,3 für ein Dach ohne Brüstung.
Brüstungen verringern den maximalen Druckkoeffizienten (z. B. Maximum 2,5). Während der Druckkoeffizient gesenkt wird, vergrößert sich der Bereich, der von dem neuen Maximaldruck beeinflusst wird. Die auf die Membran wirkende Kraft könnte für ein Dach mit Brüstungen eigentlich höher sein. Faktoren, die bei der Bestimmung der Kraft mitspielen, sind die Höhe der Brüstungen und der Oberflächenbereich des Dachs.
Kritische Druckpunkte auf einem Membrandach
Bevor die auf die Membran 16 wirkende Druckdifferenz bestimmt werden kann, müssen die typischen Drücke in vier Bereichen ermittelt werden. Die zu identifizierenden Drücke sind der externe Druck (P_R), der mit der Windgeschwindigkeit an der Dachoberkante (V_R) zusammenhängt, der Druck im Inneren der Gebäudestruktur 10 (P_I), die sich unter der Membran befindet, der Dachoberflächendruck (P_S), der mit der Windgeschwindigkeit an der Dachoberfläche (V_S) zusammenhängt, und der auf die Membran ausgeübte Druck (P_M). Der auf die Membran ausgeübte Druck (P_M) würde dem Dachoberflächendruck (P_S) entsprechen, wenn die Membran keine dazwischenliegende Schicht wie Ballast 22 oder die luftdurchlässige und elastische Matte 24 aufwies.
Der Druck auf das Innere der Struktur 10 (P_I) würde dem Druck auf Dachoberkantenhöhe (P_R) entsprechen, wenn die Struktur gänzlich offen wäre. In diesem Fall wäre der Druckunterschied gleich Null. Die Strukturen 10 sind jedoch nicht gänzlich offen und sind eher einem abzuglosen Fall ähnlich. In dieser Situation entsprechen die internen Drücke (P_I) dem fließbaren Luftdruck auf der Dachoberkante (P_R), wenn kein Wind geht oder bevor der Wind zu blasen beginnt. Der interne Druck kann zudem durch das Klima- und Airconditionsystem im Gebäude beeinflusst werden. Ein Klimasystem übt üblicherweise einen positiven Druck auf die Struktur aus, was zu einer größeren Druckdifferenz führt. Wenn die Bedachung 12 abgedichtet wäre, sodass keine Luft durchtreten könnte, könnte unter der Membran 16 ein Vakuum aufgebaut werden. Dieses Vakuum würde den Auftrieb verkleinern. Aufgrund von normalen Rissen und Öffnungen in der Bedachung kann jedoch angenommen werden, dass der Druck unter der Membran 16 gleich dem Druck im Inneren des Gebäudes (P_I) ist.
Beim Vergleichen des Drucks auf der Dachoberfläche (P_S) mit dem auf die Membranoberseite wirkenden Druck (P_M) kann Bernoullis Gleichung herangezogen werden. Wie vorhergehend angedeutet, ist die Windgeschwindigkeit auf der Dachoberfläche (Vs) größer als die Windgeschwindigkeit an der Membran. Daher kann das Verhältnis wie folgt beschrieben werden: VS = kVM worin K eine Konstante ist, die weniger als 1 beträgt. Aus diesem Grund entspricht der Druck der Membran der Gleichung PM = PS + V2 R(1 – CP)(1 – K2)γ/2g
Bei Feldversuchen wurde ermittelt, dass die Konstante für die luftdurchlässige und elastische Matte 24 etwa 0,1 beträgt. Die luftdurchlässige und elastische Matte verringert die Geschwindigkeit des Windes der über die Membran 16 strömt auf ein Zehntel der Windgeschwindigkeit auf der Dachoberkante (Vs).
Theorie warum eine luftdurchlässige und elastische Matte erfolgreich ist
Obwohl keine theoretische Grundlage herangezogen werden kann, wird geglaubt, dass die luftdurchlässige und elastische Matte erfolgreich den Auftrieb der Membran verringert, da: 1) die Matte die Windgeschwindigkeit über der Membran verringert, 2) die Matte porös ist, so dass jegliche durch den Wind erzeugten lateralen Kräfte durch den statischen Reibungskoeffizienten zwischen Matte und Dach kompensiert werden, 3) die Oberfläche der Matte Turbulenzen über dem Dach erzeugt, wodurch der Auftrieb gebrochen wird, und 4) die Matte bei Vorhandensein von Ballast die Freilegung bzw. Auswaschung von Ballast begrenzt.
Verringerung der Windgeschwindigkeit über der Membran
Damit der Wind über die Membran strömen kann, muss er die Matte durchdringen. Die Matte besteht aus synthetischen Fasern, die ungeordnet zu einer Materialbahn ausgerichtet sind, die einen signifikanten porösen Bereich aufweisen, um den Wind durch die Matte strömen zu lassen. Der Wind ist jedoch, wenn er an den Fasern vorbeiströmt, Grenzschichteffekten ausgesetzt, die dazu führen, dass die mit den Fasern in Eingriff gelangende Strömung gleich null ist. Die Fasern liegen ausreichend eng beieinander (35% der Matte sind Fasern), dass beim Durchströmen des Windes durch die Matte die Geschwindigkeit des durch die Matte strömenden Windes stark verringert wird.
Durch die Reduzierung der auf die Dachoberfläche wirkenden Windauftriebskräfte verringert die Matte die Last, die für die Auftriebskräfte auf die Gebäudestrukturkomponenten notwendig ist, und senkt somit auch die Baukosten.
Kein auf die Matte wirkender Auftrieb
Wie oben angedeutet wird der Auftrieb der Membran durch die Druckveränderung (Δp) über der Membran verursacht, die daraus resultiert, dass die Geschwindigkeit unter der Membran im Wesentlichen gleich null ist. Bei der Matte, die einen deutlichen porösen Bereich zwischen den Fasern aufweist, herrscht unter und über der Matte im Wesentlichen derselbe Druck. Windstöße treten nicht konstant auf, wodurch die Matte die Druckdifferenz über die Zeit verteilen kann, wenn sich die Geschwindigkeit des Windes null nähert.
Turbulenz
Die Matte besitzt eine poröse Oberfläche, und Wind, der durch sowie über die Matte bläst, erzeugt Turbulenz. Die laminare Strömung des Winds wird in eine turbulente Strömung umgewandelt. Während die laminare Strömung eine primäre vektorielle Richtung aufweist, die die Energie des Windes dazu umwandelt, den Druck zu verringern und Auftrieb zu erzeugen, hat die turbulente Strömung Windvektoren in 4π Steradiant. Der sich daraus ergebende Durchschnitt sämtlicher Vektoren ist eine Nettogeschwindigkeit in jede gegebene Richtung, die geringer ist, als die in der laminaren Strömung gefundene Geschwindigkeit.
Einschränken der Auswaschung bzw. der Freilegung
Bei herkömmlichen geschotterten einlagigen Dächern erfasst die Windgeschwindigkeit auf der Dachoberfläche den Ballast primär auf einer Oberfläche. Der Wind übt eine Kraft auf den Ballast aus, die diesen in eine windseitige Richtung drückt. Die auf dem Ballast liegende Matte verringert die Windgeschwindigkeit auf den Ballast, die der Windgeschwindigkeit auf der Dachoberflächen (V_S) entspricht. Zusätzlich dazu übt die Matte eine nach unten gerichtete Kraft auf dem Ballast aus, wodurch eine größere Kraft (Gewicht) erzeugt wird, die vom Wind bewegt werden muss. Der Kontakt der Matte mit dem Ballast erhöht zudem den statischen Oberflächenreibungskoeffizienten sowie die kritische Geschwindigkeit. Darüber hinaus definiert die an der Membran befestigte Matte Gitter, die Ballast enthalten. Daher kann die Größe des Ballasts reduziert werden, ohne dass eine Auswaschung bzw. Freilegung des Ballasts zu befürchten ist.
Windkanalversuch
Ein Windkanalversuch wurde durchgeführt, um den Druckkoeffizienten (C_P) auf der Membran zu messen, und dieser wurde mit dem auf die Oberseite der Membran wirkenden Druck (P_m) in Beziehung gesetzt. Das Modell des Gebäudes hatte einen Dachbereich von 30 cm × 30 cm. Dreiundzwanzig Druckanschlüsse wurden auf dem Modelldach angeordnet, um den Druck an verschiedenen über die Membran verteilten Stellen zu bestimmen. 4 ist eine schematische Darstellung des Kleinmodells eines Dachs, das im Windkanal getestet wurde, wobei die Druckanschlüsse, Drucksensoren gekennzeichnet sind.
Tests wurden durchgeführt, bei denen die Windströmung sowohl normal als auch diagonal zu einer der Wände des Dachs war, so dass der Wind in einem Winkel von 45° in Bezug auf das Dach, wie in 4 dargestellt, auftraf. Zudem wurde das Dach unter einer gleichmäßigen sowie einer turbulenten Windströmung getestet. Obwohl die Versuche mit nicht grenzschichtigem Wind durchgeführt wurden und deshalb die Absolutwerte der Druckkoeffizienten nicht vollständig extrapoliert werden konnten, haben die Windkanalversuche deutlich den Vorteil der luftdurchlässigen und elastischen Matte 34 gezeigt.
Die Daten für die Worst-Case-Situation bei Auftrieb sowie Auswaschung bzw. Freilegung (d. h. gleichmäßige Strömung, die in einer diagonalen Richtung auftrifft) sind in der folgenden Tabelle angeführt. Beim Analysieren der Daten wurden zwei Auswirkungsbereiche ermittelt. Die ungefähre Abgrenzung der zwei Zonen ist in 4 dargestellt.
Die 5A, 5B, 6A, 6B, 7A und 7B sind graphische Darstellungen der interpolierten sowie extrapolierten Daten.
Die 5A zeigt den Mittelwert des Druckkoeffizienten der Membran ohne luftdurchlässige und elastische Matte. 5B zeigt den Mittelwert des Druckkoeffizienten (Cp) auf der Oberseite der Membran mit einer auf der Oberseite der Membran angebrachten luftdurchlässigen und elastischen Matte. Die Daten sind aus den Daten der obigen Tabelle interpoliert sowie extrapoliert worden. Der Mittelwert des Druckkoeffizienten (Cp) hängt mit der Durchschnittslast zusammen. Der Druckkoeffizient (Cp) nahm in der Zone I von –3,50 auf im Allgemeinen etwa –1,10 ab. In Zone II stieg er von etwa –0,70 auf im Allgemeinen etwa –1,05. Der Anmelder glaubt, dass der Anstieg in Zone II auf die Testparameter zurückzuführen war, und bei der eigentlichen Verwendung nicht existieren würde.
6A zeigt den minimalen Druckkoeffizienten ohne luftdurchlässige und elastische Matte. 6B zeigt den minimalen Druckkoeffizienten mit luftdurchlässiger und elastischer Matte. Der Minimalwert des Druckkoeffizienten hängt mit dem maximalen Auftrieb zusammen. Ohne luftdurchlässige und elastische Matte waren Abschnitte der Dachmembran Auftriebskräften verknüpft mit einem Cp von –4,20 (siehe Anschluss 21) ausgesetzt. Während die Membran ohne Matte einen minimalen Maximalauftrieb verknüpft mit einem Cp von –0,70 (siehe Anschlüsse 5, 6, 9) aufwies, war der minimale Maximalauftrieb bei der Membran mit überdeckender luftdurchlässiger und elastischer Matte mit eine Druckkoeffizienten von etwa –1,10 (siehe Anschlüsse 5, 6, 7, 11, 15) verbunden. Die Matte führte also dazu, dass gewisse Bereiche einen größeren Maximalauftrieb erfuhren. Der Maximalauftrieb, den jeder Bereich der Membran mit Matte unterzogen war, war jedoch mit einem Druckkoeffizienten (Cp) von –1,25 verknüpft. Während also die Maximallast in gewissen Bereichen anstieg, nahm die Maximallast für beliebige Dachabschnitte drastisch ab.
Die 7A und 7B veranschaulichen das quadratische Mittel (RMS) des Druckkoeffizienten, das als mit der durch den Wind auf die Dachmembran übertragenen Energie in Zusammenhang stehend betrachtet werden könnte. Die 6A zeigt das RMS des Druckkoeffizienten der Membran ohne Matte und variiert von 0,1 bis 0,348. Die gesamte Membran, die von der Matte überdeckt ist, weist jedoch ein RMS des Druckkoeffizienten von etwa 0,025 auf.
Der Windkanal bestätigt also, dass die luftdurchlässige und elastische Matte den auf die Membran wirkenden Maximalauftrieb verringert und zudem eine einheitlichere Verteilung des Auftriebs auf dem Dach erzeugt. Der einheitlichere Auftrieb auf dem Dach führt zu einer geringeren Belastung der Membran, und zwar insofern, dass verschiedene Abschnitte der Membran nicht durch den kontrastierenden, unterschiedlich starken Unterdruck des Winds angehoben werden.
Weitere Vorteile der Erfindung
Die luftdurchlässige Matte besitzt zusätzlich zum Schutz vor Windauftrieb und dem Verhindern der Auswaschung bzw. Freilegung des Ballastaggregatmaterials, noch weitere Vorteile. Wie vorhergehend angedeutet, gibt es zwei weitere Gestaltungsfaktoren, die miteinbezogen werden: 1) Schlagbeständigkeit und 2) die Einwirkung von Sonnenstrahlung und Ultraviolett-Strahlung. Darüber hinaus kann die luftdurchlässige und elastische Matte die Gesamtlast auf das Dach verringern und ist leicht zu montieren.
Die Matte ist elastisch und relativ starr. Diese Merkmale resultieren darin, dass die Matte begehbar ist und sich ohne Beschädigung der darunter liegenden Membran rückverformt. Wenn eine Person, die auf dem Dach arbeitet, ein Werkzeug wie einen Schraubenschlüssel oder einen Hammer fallen lässt, wird die darunter liegende Membran nicht beschädigt. Ähnlich kommt es auch bei scharfen Gegenständen wie Messer oder Schraubenzieher zu keinem Kontakt mit der Membran und folglich auch zu keinem Durchlöchern der Membran.
Wetterbedingte Schäden, die bei Flachdächern immer ein Thema gewesen sind, beinhalten vom Wind verblasenen Schutt wie Blech von Ventilatoren und Aircondition-Elementen und Äste, die über das Dach geblasen werden und die Membran durchlöchern. Des Weiteren gibt es bei Membrandächern bei Hagelschlag Bedenken, da die Membran dadurch beschädigt werden kann und die Klebeverbindung zwischen Membran und Substrat geschwächt wird. Bei gewisser starrer Isolierung kann Hagel zudem die unter der Membran liegende Isolierung beschädigen, da die Isolierzellen permanent zusammengedrückt werden. Die Matte schützt die Membran vor beiden angeführten Arten von wetterbedingten Schäden sowie anderen wetterbedingten Schäden.
Wenn die Membran Ultraviolett-Strahlen der Sonne ausgesetzt ist, verschlechtert sich ihre Molekularstruktur. Einer der Hauptzwecke des auf dem aufgebauten Dach aufgebrachten Kies ist es, die Ultraviolett-Strahlen daran zu hindern, dass sie auf die Filze und den Bitumen des zusammengesetzten Dachs auftreffen. Die Matte hat eine ähnliche, jedoch nicht gleich starke Wirkung.
Die Matte kann zudem eingefärbt sein, um Strahlungsvorteile zu schaffen, indem die die Hitzebelastung reduziert wird. Ist das Dach sichtbar, so kann die Matte auch aus ästhetischen Gründen farbig gestaltet sein.
Die Matte bringt zusätzliches Gewicht (Last) auf das Dach auf, was beim Entwerfen des Dachs berücksichtigt werden muss. Wie vorhin angedeutet, kann bei einem einlagigen geschotterten Dach aber die Größe des Aggregatmaterials verkleinert werden. Aus diesem Grund ist die dem Dach zugefügte Gesamtlast mit Matte geringer als bei herkömmlichen geschotterten einlagigen Dächern.
Dadurch, dass die vom Wind erzeugten Kräfte durch den statischen Reibungskoeffizienten kompensiert werden, bläst sich die luftdurchlässige und elastische Matte während dem Aushärten des Klebers nicht auf. Wodurch dem Installateur das Montieren der Matte leicht gemacht wird.
Weitere bevorzugte Ausführungsformen
Eine alternative Ausführungsform eines einlagigen, mechanische befestigten Dachs ist in 8 dargestellt. Die Dachstruktur 10' weist eine Bedachung 12' und eine Isolierungsschicht 14' auf, die die Bedachung 12' überdeckt. Die Dachstruktur 10' hat eine einlagige Membran 16', die die Isolierungsschicht 14' überdeckt. Die Membran 16' ist an der Peripherie 18' in der Nähe einer Brüstung 20' befestigt. Zusätzlich dazu ist die Membran 16' durch eine Vielzahl von Fixiermitteln 30 an bestimmten Punkten an der Bedachung 12' festgemacht, um die Isolierungsschicht 14' und die Membran 16' an der Bedachung 12' zu fixieren. Die Fixiermittel 30 sind an der Unterseite der Membran 16' befestigt. Typischerweise ist das Fixiermittel 30 an einer Verbindungsstelle 30 angeordnet, an der die einlagige Membran 16' durch das Verbinden zweier Schichten ausgebildet wird. Die Schichten sind durch Hitzeschweißen, Lösungsschweißen oder Klebemittel miteinander verbunden, um eine so große Schicht auszubilden, dass das gesamte Dach damit bedeckt werden kann. Das Fixiermittel 30 durchdringt eine darunterliegende Schicht 32 und haftet an einer darüberliegenden Schicht 34. die Schichten 32 und 34 sind an der Verbindungsstelle 36 miteinander verschweißt oder verklebt, so dass das Fixiermittel 30 unter der durchgehenden einlagigen Membran 16' liegt. Die obige Konstruktion ist eine übliche und gut bekannte Konstruktion.
Das Dach 10' der bevorzugten Ausführungsform besitzt ein luftdurchlässiges und elastisches Element 24', das die Membran 16' überdeckt. Das luftdurchlässige und elastische Element 24' ist, ähnlich wie in der ersten Ausführungsform, eine luftdurchlässige und elastische Filz-Matte aus synthetischen Fasern (üblicherweise Nylon, PVC oder Polyester), die offen und vermischt sind, und durch einen Luftstrom ungeordnet zu einer Warenbahn ausgerichtet werden. Die Warenbahn wird mit Bindemitteln aus Phenolen und Latices auf Wasser-Basis behandelt. Die behandelte Warenbahn wird dann im Ofen gehärtet, um die Fasern zu einer relativ festen Matte zu binden, die deutliche poröse Bereiche zwischen den ungeordneten Fasern aufweist. In der bevorzugten Ausführungsform weist die Matte eine Dicke von 3/8 Inch auf. Die Matte 24' ist in Bahnen mit einer Breite von 78 Inch und einer Länge von 20 Yard erhältlich. Die Matte 24' wiegt 11,11–13,89 Pfund pro Square und hat einen Faseranteil von zwischen 35 und 45%.
Die luftdurchlässige und elastische Matte 24' ist am Dach 10' dadurch befestigt, dass um die Peripherie der Matte und entlang der Mittellinie der Länge der Matte 24' ein 3 Inch breiter Streifen eines Klebemittels, Neoprenklebers oder eines anderen vergleichbaren Klebers 26' aufgetragen wird. Die Matte 24 ist an der Membran 16' fixiert, um zu verhindern, dass die Matte 24' über das Dach 10 gedrückt wird.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform, die ein aufgebautes Dach 10'' ohne Brüstung aufweist, ist in 9 dargestellt. Die Dachstruktur 10'' hat eine Bedachung 12''. Die Dachstruktur 10'' besitzt eine Isolierungsschicht 14'' oder eine Vielzahl an Isolierungsschichten. Die Isolierungsschicht 14'' überdeckt die Bedachung 12'' und liegt auf der Bedachung 12'' auf und ist mit mechanischen Fixiermitteln befestigt. Die Dachstruktur 10'' weist eine zusammengesetzte Membran 46'' auf, die Schichten aus Dachpappe mit dazwischenliegendem Bitumen (bituminöser Wagendachbelag) umfasst. Die oberste Bitumenschicht kann eine Schicht Kiesaggregatmaterial 22'' in einem Verhältnis von 200 Pfund auf 60 Pfund Square Asphalt aufnehmen oder auch nicht. Die Dachstruktur 10'' kann zudem 200 Pfund Kies pro Square mit einem Durchmesser von ¼ bis 3/8 Zoll auf der Oberseite aufweisen. Die obige Konstruktion ist eine übliche und gut bekannte Konstruktion.
Das Dach 10'' besitzt eine luftdurchlässige und elastische Matte 24'', die das Aggregatmaterial 22'' oder die Dachmembran 46'' überdeckt. Die luftdurchlässige und elastische Matte 24'' in der bevorzugten Ausführungsform ist eine luftdurchlässige und elastische Filz-Matte aus synthetischen Fasern (üblicherweise Nylon, PVC oder Polyester), die offen und vermischt sind, und durch einen Luftstrom ungeordnet zu einer Warenbahn ausgerichtet werden. Die Warenbahn wird mit Bindemitteln aus Phenolen und Latices auf Wasser-Basis behandelt. Die behandelte Warenbahn wird dann im Ofen gehärtet, um die Fasern zu einer relativ festen Matte zu binden, die deutliche poröse Bereiche zwischen den ungeordneten Fasern aufweist. Die Matte 24'' weist eine Dicke von 3/4 Zoll auf und ist in Bahnen mit einer Breite von 78 Zoll und einer Länge von 34 Yards erhältlich. Die Matte 24'' wiegt 31,25 Pfund pro Square und hat einen offene Fläche von 71,43%.
Die luftdurchlässige und elastische Matte 24'' ist am Dach 10'' auf dieselbe Art wie in der ersten Ausführungsform mittels eines geeigneten Klebers befestigt oder in Position heißgeschwabbelt. Ein alternatives Verfahren dazu ist es, eine Vielzahl von Bodenplatten 48 auf dem Dach 10'' unter der Matte 24'' anzuordnen, und die Matte 24'' an den Bodenplatten 48 zu befestigen.
Die 10 zeigt eine alternative Ausführungsform eines „auf dem Kopf stehenden" Dachs 10''', ein Dach bei dem die Isolierungsschicht über der Membran 16''' angeordnet ist. Die Dachstruktur 10''' besitzt eine Bedachung 12'''. 6 zeigt die aus Beton hergestellte Bedachung 12'''. Die Bedachung 12''' kann auch aus Holz, Wellblech, Gips oder anderen geeigneten Materialien bestehen. Die Dachstruktur 10''' weist eine einlagige Membran 16''' auf, die die Bedachung 12''' überdeckt. Die einlagige Membran 16''' ist an der Peripherie der Bedachung 12''' befestigt (nicht dargestellt). Die einlagige Membran 16''' ist nur an der Peripherie 18 befestigt und überdeckt einfach die Bedachung 12'''. Die einlagige Membran 16''' ist in Schichten ausgebildet. Die Schichten sind durch Hitzeschweißen, Lösungsschweißen oder Klebemittel miteinander verbunden, um, wenn nötig, eine so große Schicht auszubilden, dass das gesamte Dach damit bedeckt werden kann.
Über der Membran 16''' ist eine Isolierungsschicht 14''' oder eine Vielzahl von Isolierungsschichten angeordnet. Die Isolierungsschicht 14''' ist mittels eines haftenden Fixiermittels auf der darunterliegenden Membran 16''' festgemacht. Die obige Konstruktionsweise ist eine übliche und gut bekannte Konstruktion.
Das Dach 10''' weist eine luftdurchlässige und elastische Matte 24''' auf, die die Isolierungsschicht 24''' überdeckt. Die luftdurchlässige und elastische Matte 24''' ist ähnlich der in den anderen Ausführungsformen beschriebenen Matten und ist mittels Neoprenkleber oder eines anderen geeigneten Klebemittels am Dach 10''' und an der Isolierungsschicht 24''' befestigt. Ein alternatives Verfahren besteht darin, eine Vielzahl an Bodenplatten unter der Matte 24'' auf dem Dach 10''' anzuordnen und die Matte 24'' auf den Bodenplatten zu befestigen.
In der vorliegenden Beschreibung sind die Inch/Pfund-Systemeinheiten wie folgt umzurechnen:
1 Inch = 25,4 mm
1 Fuß = 0,3048 m
1 Yard = 0,9144 m
1 Quadratfuß = 0,0929 m²
1 Pfund = 0,4536 kg
1 Pfund pro Quadratfuß = 47,88 Pa

Claims

Verfahren zur Verringerung des auf ein Dach wirkenden Auftriebs, der daraus resultiert, dass ein Wind mit einer Dachflächen-Windgeschwindigkeit über das Dach bläst, wodurch eine Druckdifferenz erzeugt wird, folgende Schritte umfassend: das Bereitstellen eines Dachs (10), das eine Membran (16) aufweist; und das Anbringen einer luftdurchlässigen und elastischen Matte (24), die aus ungeordneten Kunstfasern gebildet ist, die durch ein Bindemittel miteinander verbunden sind, über der Membran (16), wobei die Matte (24) Öffnungen mit einer solchen Größe aufweist, dass die Windgeschwindigkeit über der Membran (16) gegenüber der Dachflächen-Windgeschwindigkeit verringert wird, und wobei die Öffnungen eine solche Größe aufweisen, dass die Matte nicht durch die Druckdifferenz darin hochgehoben wird, wodurch die Auftriebswirkung auf die Membran verringert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, worin die Matte (24) eine Deckfläche zur Turbulenz-Erzeugung aufweist.
Verfahren nach Anspruch 1, worin die Matte (24) den Druckkoeffizienten verringert.
Verfahren nach Anspruch 1, worin die Matte (24) die Auftriebskräfte auf die Membran umverteilt.
Verfahren nach Anspruch 1, worin die Matte (24) als Ballast wirkt.
Verfahren nach Anspruch 1, worin das Dach (10) eine Ballastschicht aufweist, die loses Aggregatmaterial (22) umfasst, und die luftdurchlässige und elastische Matte (24) das Aggregatmaterial überdeckt, so dass die Auswaschung des Aggregatmaterials über das Dach verringert wird.
Verfahren nach Anspruch 6, worin der Schritt des Anbringens einer luftdurchlässigen und elastischen Matte die folgenden Schritte umfasst: das Beseitigen des Aggregatmaterials (22) von der Membran (16) in bestimmten Abschnitten; das Befestigen der luftdurchlässigen Membran an den bestimmten Abschnitten unter Verwendung eines Klebermittels.
Verfahren nach Anspruch 1, 3, 4, 6 oder 7, worin die luftdurchlässige und elastische Matte (24) aus ungeordneten Kunstfasern gebildet wird, die offen und vermischt sind, durch einen Luftstrom ungeordnet zu einer Warenbahn ausgerichtet werden, durch Phenol- und Latexbindemittel verbunden und heißgehärtet werden, um ein unregelmäßiges Netzgewebe zu erzeugen.
Dachstruktur, umfassend: eine Dachdeckung (12), eine Membran (16), Mittel zum Befestigen der Membran (16) an der Dachdecke (12); und eine luftdurchlässige und elastische Matte (24), die aus ungeordneten Kunstfasern besteht und die Membran überdeckt, wobei die Matte Öffnungen mit einer solchen Größe aufweist, dass die Windgeschwindigkeit über der Membran verringert wird, während die Öffnungen eine solche Größe aufweisen, dass die Matte nicht hochgehoben wird, wobei der Fasergehalt der Matte weniger als 45% der Matte ausmacht.
Dachstruktur nach Anspruch 9, worin die Membran (16) eine einlagige Membran ist.
Dachstruktur nach Anspruch 9, worin die Membran (16) ein mehrlagig aufgebautes Dach ist.
Dachstruktur nach Anspruch 10, worin das Mittel zum Befestigen der einlagigen Membran Aggregatmaterial (22) umfasst, das die Membran überdeckt und unter der luftdurchlässigen und elastischen Matte liegt, und zumindest ein Teil des Aggregatmaterials lose zwischen der Membran und der Matte gehalten wird.
Dachstruktur nach Anspruch 9, 10, 11 oder 12, die weiters eine Isolierung zwischen der Dachdecke (12) und der Membran (16) umfasst.
Verfahren zur Verringerung der Auswaschung eines Aggregatmaterials auf einem Dach, folgende Schritte umfassend: das Bereitstellen eines Membrandachs über einer Deckung, wobei das Dach eine lose auf der Membran angeordnete Schicht aus Aggregatmaterial (22) aufweist; das Anbringen einer luftdurchlässigen und elastischen Matte (24) über dem Aggregatmaterial, um die Windgeschwindigkeit über dem Aggregatmaterial zu verringern und eine Kraft auf das Aggregatmaterial auszuüben.
Verfahren nach Anspruch 14, worin die Membran einlagig ist und das Aggregatmaterial (22) ein Ballast ist.
Verfahren nach Anspruch 15, worin die Membran eine mehrlagig aufgebaute Schicht ist und das Aggregatmaterial (22) Kies ist.
Verfahren zur Verringerung der Auswaschung von Aggregatmaterial auf einem Dach, das folgenden Schritte umfassend: das Bereitstellen eines Membrandachs über einer Deckung, wobei das Dach eine Schicht aus Aggregatmaterial (22) aufweist; das Entfernen des Aggregatmaterials (22) von der Membran in einem bestimmten Muster; das Anbringen einer luftdurchlässigen und elastischen Matte (24) über dem Aggregatmaterial am freigemachten bestimmten Muster auf der Membran durch einen Kleber, um die Windgeschwindigkeit über dem Aggregatmaterial zu verringern und das Aggregatmaterial mit dem bestimmten Muster zurückzuhalten.
Verfahren nach Anspruch 17, worin das bestimmten Muster ein Gitter in der Größe der luftdurchlässigen und elastischen Matte (24) ist, wobei eine Mittellinie die Längsrichtung der Matte entlang läuft.
Verfahren nach Anspruch 17 oder 18, worin der Kleber ein Neoprenkleber ist.
Verfahren nach Anspruch 14, worin die luftdurchlässige und elastische Matte (24) einen Fasergehalt von etwa 35 Flächen-% aufweist.