Leckortung bei Dachabdichtungen: Methoden und Grenzen

Dieser Beitrag gibt einen Überblick über die wichtigsten Methoden zur Prüfung von Dach- und Abdichtungssystemen und zeigt, welche Faktoren bei der Auswahl berücksichtigt werden sollten. Neben den technischen Möglichkeiten der einzelnen Verfahren werden auch ihre Grenzen sowie die Bedeutung einer sorgfältigen visuellen Kontrolle und einer konsequenten Qualitätssicherung betrachtet.

SHB Dach

Undichtigkeiten in Flachdächern und horizontalen Bauwerksabdichtungen können erhebliche Schäden verursachen. Besonders problematisch sind Abdichtungen, die nach ihrer Herstellung durch weitere Schichten überdeckt werden. Dazu gehören beispielsweise Schutz- und Nutzschichten, Dämmungen, Beläge oder Begrünungen. Ist die Abdichtung erst einmal nicht mehr zugänglich, können spätere Reparaturen und die Suche nach der eigentlichen Leckstelle aufwendig und teuer werden.

Aus diesem Grund sollte die Funktionsfähigkeit einer Abdichtung möglichst unmittelbar nach ihrer Herstellung und vor der endgültigen Überdeckung überprüft werden. Dabei stehen verschiedene Prüfverfahren zur Verfügung. Welche Methode geeignet ist, hängt vom Aufbau des Systems, dem Zustand der Abdichtung und dem Ziel der Untersuchung ab.

Wichtig ist: Eine Prüfung ersetzt weder eine sorgfältige Planung noch die Kontrolle der Ausführung während der Bauphase. Sie dient vielmehr dazu, die Funktionsfähigkeit der fertiggestellten Abdichtung zu überprüfen.

Warum die genaue Leckortung schwierig sein kann

Bei einer undichten Abdichtung ist die Stelle, an der Wasser innerhalb des Gebäudes sichtbar wird, nicht zwangsläufig identisch mit der tatsächlichen Beschädigung der Abdichtungsbahn.

Wasser kann sich innerhalb eines Dach- oder Bauwerksaufbaus seitlich ausbreiten. Dadurch kann zwischen der eigentlichen Fehlstelle und der sichtbaren Austrittsstelle ein erheblicher Abstand liegen.

Die klassische Flutprüfung kann beispielsweise zeigen, dass Wasser durch die Abdichtung gelangt. Die genaue Stelle der Beschädigung lässt sich damit jedoch häufig nur schwer bestimmen. Kleine Fehlstellen können außerdem so wenig Wasser durchlassen, dass während der begrenzten Prüfzeit kein sichtbarer Wassereintritt festgestellt wird.

Deshalb wurden neben der Wasserprüfung verschiedene elektronische und physikalische Verfahren entwickelt, mit denen sich Abdichtungen gezielter untersuchen lassen.

Die wichtigsten Prüfverfahren

Zu den in der Fachliteratur und den einschlägigen ASTM-Regelwerken beschriebenen Verfahren gehören insbesondere:

Flutprüfung
Hochspannungs-Elektronische Leckortung (HV-ELD)
Niederspannungs-Elektronische Leckortung (LV-ELD)
Infrarot-Thermografie
elektrische Impedanzmessung

Keines dieser Verfahren ist unter allen Bedingungen für jede Fragestellung gleichermaßen geeignet. In der Praxis kann deshalb eine Kombination verschiedener Prüfmethoden erforderlich sein.

1. Flutprüfung

Bei einer Flutprüfung wird kontrolliert Wasser auf der abzudichtenden Fläche aufgebracht. Ziel ist es, Wasser durch vorhandene Fehlstellen in der Abdichtung gelangen zu lassen und anschließend festzustellen, ob unterhalb der Abdichtung Wasser austritt.

Für horizontale Bauwerksabdichtungen beschreibt ASTM D5957 eine Prüfung, bei der eine definierte Wasserschicht über einen längeren Zeitraum gehalten wird. Der in der Quelle beschriebene Prüfbereich liegt bei etwa 1 bis 4 Zoll Wasserhöhe und einer Prüfzeit von 24 bis 72 Stunden. Die Methode ist für bestimmte horizontale Bauwerksabdichtungen vorgesehen und ausdrücklich nicht als Prüfverfahren für klassische Dachsysteme gedacht.

Während der Prüfung muss der Wasserstand überwacht werden. Werden Undichtigkeiten festgestellt, soll die Prüfung abgebrochen und das Wasser entfernt werden, um mögliche Folgeschäden zu begrenzen.

Grenzen der Flutprüfung

Das wesentliche Problem liegt in der Ortung.

Wird unterhalb der Abdichtung Wasser festgestellt, ist damit zwar ein Hinweis auf eine Undichtigkeit vorhanden. Die genaue Stelle der Beschädigung der Abdichtungsbahn lässt sich daraus jedoch nicht ohne Weiteres bestimmen.

Auch sehr kleine Fehlstellen können unentdeckt bleiben. Durch eine kleine Öffnung kann während der Prüfzeit möglicherweise nicht genügend Wasser in den darunterliegenden Aufbau gelangen, um einen sichtbaren Wasseraustritt zu verursachen.

Die Flutprüfung kann daher eine sinnvolle Methode zum Nachweis von Wasserdurchtritt sein, ist aber für die präzise Lokalisierung kleiner Fehlstellen nur eingeschränkt geeignet.

2. Elektronische Leckortung

Elektronische Leckortungsverfahren, kurz ELD (Electronic Leak Detection), verfolgen einen anderen Ansatz.

Sie nutzen die unterschiedlichen elektrischen Eigenschaften von Abdichtungsmembran und Umgebung.

Die grundlegende Voraussetzung ist eine elektrisch isolierende Abdichtungsmembran, die unmittelbar über einem elektrisch leitfähigen Untergrund liegt.

Eine intakte Membran verhindert den Stromfluss. Befindet sich dagegen eine Beschädigung in der Membran, kann an dieser Stelle ein elektrischer Strompfad entstehen. Das Messsystem erkennt diesen Strompfad und ermöglicht dadurch die Lokalisierung der Fehlstelle.

Grundsätzlich werden zwei Varianten unterschieden:

Niederspannungs-ELD
Hochspannungs-ELD

3. Niederspannungs-ELD

Bei der Niederspannungsprüfung wird ein elektrisches Potenzial zwischen der Abdichtungsoberseite und dem leitfähigen Untergrund aufgebaut.

Ein wesentlicher Bestandteil der Methode ist Wasser auf der Oberfläche der Abdichtung. Dieses Wasser stellt den leitfähigen Weg zwischen den Prüfsonden und einer vorhandenen Fehlstelle her.

Vereinfacht betrachtet entsteht folgender Stromkreis:

Prüfsonde → Wasser auf der Membran → Fehlstelle → leitfähiger Untergrund → Stromquelle

An einer Beschädigung kann der Strom durch die Membran hindurch zum Untergrund fließen. Dadurch lassen sich auch sehr kleine Fehlstellen, beispielsweise Pinholes oder dünne Schwachstellen, lokalisieren.

Eine verbreitete Variante der Niederspannungsprüfung ist das Electric Field Vector Mapping (EFVM).

Voraussetzungen und Einschränkungen der Niederspannungsprüfung

Die Methode stellt besondere Anforderungen an den Prüfaufbau.

Elektrische Isolation des Prüfbereichs

Der untersuchte Bereich muss gegenüber anderen Bereichen und möglichen elektrischen Störquellen ausreichend isoliert sein.

Leitfähige Bauteile, die die Abdichtung durchdringen, können das Messergebnis beeinflussen. Dazu gehören beispielsweise:

Bewehrungsstahl
Hülsen
Rohrleitungen
Leitungen und Installationen
Dachabläufe

Solche Bauteile müssen teilweise vom Prüfbereich elektrisch isoliert werden. Gerade Durchdringungen gehören jedoch gleichzeitig zu den Bereichen, an denen häufig Undichtigkeiten auftreten.

Vertikale Flächen

Da die Methode einen Wasserfilm auf der Abdichtungsoberfläche benötigt, ist die Prüfung vertikaler Flächen schwieriger.

Aufkantungen und vertikale Anschlüsse können deshalb nur eingeschränkt untersucht werden. Auch diese Bereiche gehören zu den typischen Schwachstellen von Abdichtungen.

Wasser kann in den Dachaufbau eindringen

Die notwendige Befeuchtung der Oberfläche bedeutet gleichzeitig, dass Wasser durch bereits vorhandene Fehlstellen in den Dachaufbau gelangen kann.

Dadurch kann die Prüfung selbst zusätzliche Feuchtigkeit in die Konstruktion einbringen.

Reparatur und anschließende Nachprüfung

Viele Reparaturverfahren für Abdichtungsmembranen erfordern trockene Oberflächen. Nach einer Nassprüfung können deshalb Reparatur und Nachprüfung zeitlich getrennt durchgeführt werden müssen.

Dies kann zusätzliche Arbeitsgänge und weitere Anfahrten erforderlich machen.

4. Hochspannungs-ELD

Die Hochspannungs-Elektronische Leckortung basiert auf einem ähnlichen Grundprinzip wie die Niederspannungsmethode, benötigt jedoch keinen Wasserfilm auf der Oberfläche.

Die intakte Abdichtungsmembran wirkt als elektrische Isolation. Eine Fehlstelle ermöglicht dagegen einen elektrischen Durchtritt, der vom Prüfgerät erkannt werden kann.

Dadurch kann die Oberfläche trocken bleiben.

Ein weiterer wesentlicher Unterschied besteht darin, dass der Prüfbereich nicht in gleicher Weise elektrisch isoliert werden muss wie bei der Niederspannungsprüfung. Dadurch können auch Bereiche um Durchdringungen und an vertikalen Übergängen untersucht werden.

Vorteile der Hochspannungsprüfung

Nach den Erfahrungen der in der Quelle beschriebenen Prüfteams bietet die Hochspannungsprüfung gegenüber der Niederspannungsmethode mehrere praktische Vorteile.

Weniger Vorbereitungsaufwand

Da kein kontinuierlicher Wasserfilm hergestellt werden muss, entfallen das Aufbringen des Wassers und die anschließende Reinigung bzw. Trocknung.

Auch die Installation von Rand- oder Isolationsleitungen ist bei der beschriebenen Methode nicht erforderlich.

Geringerer Personalaufwand

Die Prüfung kann von einer einzelnen Person durchgeführt werden.

Prüfung und Reparatur am selben Tag

Gefundene Fehlstellen können markiert und repariert werden. Anschließend kann die reparierte Stelle erneut geprüft werden.

Damit eignet sich die Hochspannungs-ELD besonders für die Qualitätskontrolle neu hergestellter Abdichtungen.

5. Die wichtigste Voraussetzung für beide ELD-Verfahren

Trotz der Unterschiede zwischen Hoch- und Niederspannungsprüfung gibt es eine entscheidende gemeinsame Voraussetzung:

Der Untergrund unmittelbar unterhalb der Abdichtungsmembran muss elektrisch leitfähig sein.

Befinden sich zwischen Membran und leitfähigem Untergrund elektrisch isolierende Schichten, kann der notwendige Stromfluss verhindert werden.

Als Beispiele nennt die Quelle unter anderem:

Wärmedämmungen
Coverboards bzw. Abdeck- und Schutzplatten
andere elektrisch isolierende Materialien

In einem solchen Aufbau kann zwar eine Beschädigung der Abdichtungsmembran vorhanden sein, der elektrische Strom erreicht jedoch nicht den erforderlichen Rückweg.

Die Fehlstelle kann dadurch für die elektronische Prüfung unsichtbar bleiben.

6. Auch die Membran selbst muss elektrisch isolierend sein

Die zweite grundlegende Voraussetzung betrifft die elektrische Eigenschaft der Abdichtungsbahn.

Die Methode funktioniert nur dann zuverlässig, wenn die intakte Membran einen ausreichend hohen elektrischen Widerstand besitzt.

Enthält die Membran selbst leitfähige Materialien oder Zusätze, kann die elektrische Unterscheidung zwischen intakter und beschädigter Membran verloren gehen.

Die Quelle nennt als Beispiel EPDM oder andere Abdichtungen mit leitfähigen Bestandteilen.

Das grundlegende Prinzip lautet daher:

Intakte Membran → hoher elektrischer Widerstand

Beschädigte Membran → lokaler elektrischer Strompfad

Ist dagegen die gesamte Membran leitfähig, kann dieser Unterschied nicht zuverlässig ausgewertet werden.

7. Infrarot-Thermografie

Die Infrarotprüfung arbeitet nicht mit einem elektrischen Stromkreis. Sie nutzt thermische Unterschiede, um feuchte Bereiche innerhalb eines Dachaufbaus zu erkennen.

ASTM C1153 beschreibt die Anwendung der Infrarotbildgebung zur Lokalisierung feuchter Dämmung unter einer Dachabdichtung.

Die Aussagekraft hängt dabei stark von den äußeren Bedingungen ab.

Besonders wichtig sind:

der Temperaturunterschied zwischen Innen- und Außenseite,
die Geschwindigkeit der Temperaturänderung vor der Untersuchung,
die vorherige Sonneneinstrahlung,
die Windgeschwindigkeit.

Ein größerer Temperaturunterschied und stärkere vorherige Sonneneinstrahlung verbessern grundsätzlich die Voraussetzungen für die Erkennung thermischer Auffälligkeiten. Niedrige Windgeschwindigkeiten sind ebenfalls günstiger.

Zusätzliche Schichten auf der Dachfläche können die Untersuchung erschweren. Je höher deren Wärmespeicherfähigkeit und Wärmedämmwirkung ist, desto stärker kann die thermische Erkennung beeinträchtigt werden.

8. Elektrische Impedanzmessung

Die elektrische Impedanzmessung dient ebenfalls nicht in erster Linie der direkten Lokalisierung eines Lochs in der Abdichtungsmembran.

Sie wird eingesetzt, um Feuchtigkeit innerhalb des Dachaufbaus zu erkennen und Bereiche mit unterschiedlichem Feuchtegehalt zu vergleichen.

ASTM D7954 beschreibt hierfür zerstörungsfreie elektrische Impedanzmessungen.

Die untersuchte Abdichtungsmembran muss dabei elektrisch nichtleitend sein und über einer elektrisch nichtleitenden Wärmedämmung liegen.

Leitfähige Materialien in der Membran können die Messergebnisse verfälschen. Gleiches gilt für metallische oder andere leitfähige Materialien an oder in der Nähe der Oberfläche.

9. Warum Feuchtemessverfahren bei neuen Abdichtungen Grenzen haben

Flutprüfung, Infrarot und Impedanz verfolgen grundsätzlich einen indirekten Ansatz:

Sie benötigen eine ausreichende Menge Wasser bzw. Feuchtigkeit innerhalb des Dachaufbaus, damit eine Auffälligkeit erkannt werden kann.

Das führt zu einer wichtigen Einschränkung.

Eine Abdichtungsmembran kann beschädigt sein, obwohl sich unterhalb der Beschädigung noch keine ausreichende Feuchtigkeit befindet.

Das kann beispielsweise passieren, wenn:

seit der Beschädigung noch kein Wasser eingedrungen ist,
die Konstruktion anschließend wieder getrocknet ist,
die Fehlstelle nur sehr wenig Wasser durchlässt.

In diesem Fall kann eine Feuchteuntersuchung unauffällig sein, obwohl die Abdichtung tatsächlich beschädigt ist.

Aus diesem Grund werden Infrarot- und Impedanzmessungen in der Quelle eher als diagnostische Verfahren für bestehende Schäden und weniger als optimale Abnahmeprüfung einer neuen Abdichtung bewertet.

10. Lecksuche bei bestehenden Dächern

Bei einem bereits genutzten Dach ist die Ausgangssituation eine andere.

Hier besteht häufig bereits ein konkreter Verdacht auf eine Undichtigkeit oder ein tatsächlicher Wassereintritt.

ASTM D7053 beschreibt verschiedene Verfahren zur Untersuchung und Bewertung von Ursachen von Wasserleckagen bei flach geneigten Dächern.

Infrarot- und Impedanzmessungen können zunächst dazu verwendet werden, verdächtige bzw. feuchte Bereiche einzugrenzen.

Anschließend können gezielte Wasserprüfungen eingesetzt werden, um einen vermuteten Leckweg nachzustellen.

Unter bestimmten Bedingungen kann anschließend auch eine elektronische Leckortung eingesetzt werden. Die Quelle weist darauf hin, dass ein ursprünglich nichtleitfähiger Untergrund durch vorhandenes Wasser leitfähig werden kann. Dadurch können sich zusätzliche Möglichkeiten für die Ortung ergeben.

Wichtig ist dabei die Unterscheidung:

Die in diesem Zusammenhang beschriebene Vorgehensweise dient der Untersuchung bestehender Leckagen und ist nicht als Qualitäts- bzw. Abnahmeprüfung einer neuen Abdichtung gedacht.

11. Überdeckte Abdichtungen

Viele Abdichtungsmembranen können nicht dauerhaft ungeschützt der UV-Strahlung ausgesetzt werden. Deshalb werden sie nach ihrer Herstellung häufig mit weiteren Materialien überdeckt.

Solche Überdeckungen können beispielsweise bei begrünten Dachflächen, Terrassen oder anderen genutzten Dachflächen vorkommen.

Das Problem: Sobald die Abdichtung überdeckt ist, wird ihre spätere Untersuchung erheblich schwieriger.

Muss die Abdichtungsbahn zur Fehlersuche oder Reparatur freigelegt werden, kann dies einen erheblichen zusätzlichen Aufwand verursachen.

Die Quelle weist deshalb auf die Bedeutung spezieller Vorkehrungen zur Überwachung von Wasser und Feuchtigkeit unterhalb der Abdichtung hin.

Fehlen solche Vorkehrungen, kann bei bestimmten überdeckten Konstruktionen die Entfernung der Überdeckung erforderlich werden, um die Abdichtung überhaupt untersuchen zu können.

12. Welches Verfahren für welchen Zweck?

Die verschiedenen Methoden erfüllen unterschiedliche Aufgaben.

VerfahrenHauptzweckWesentliche VoraussetzungFlutprüfungNachweis von WasserdurchtrittWasser kann kontrolliert aufgebracht werdenLV-ELD / EFVMLokalisierung von FehlstellenWasserfilm und leitfähiger UntergrundHV-ELDLokalisierung von FehlstellenNichtleitende Membran und leitfähiger UntergrundInfrarotAuffinden feuchter BereicheGeeignete thermische BedingungenImpedanzmessungUntersuchung der FeuchteverteilungGeeignete elektrische Eigenschaften des DachaufbausWasserprüfung bei BestandsdächernUntersuchung vermuteter LeckwegeKontrollierte Wasserzufuhr

Die Verfahren sind deshalb nicht ohne Weiteres austauschbar. Eine Methode kann für eine bestimmte Fragestellung sehr gut geeignet sein und für eine andere nur eingeschränkt.

13. Keine Prüfung ersetzt die Qualitätskontrolle während der Ausführung

Ein wichtiger Punkt der Veröffentlichung betrifft die Rolle der Prüfung innerhalb des Bauablaufs.

Eine elektronische oder andere technische Prüfung kann bestätigen, dass eine Abdichtung zum Zeitpunkt der Untersuchung bestimmte Eigenschaften aufweist.

Sie ersetzt jedoch nicht:

eine sorgfältige Planung,
die Prüfung von Details,
Baubesprechungen,
Musterflächen,
Qualitätskontrollen,
Sichtprüfungen während der Ausführung.

Die Autoren empfehlen außerdem, Prüfleistungen unabhängig von den ausführenden Unternehmen und Herstellern durchführen zu lassen, damit die Untersuchung möglichst unabhängig erfolgen kann. In bestimmten Fällen können Herstellerprüfungen Bestandteil von Garantiebedingungen sein; auch dann wird eine qualifizierte unabhängige Prüfung empfohlen.

Fazit

Die Leckortung bei Flachdächern und Bauwerksabdichtungen kann mit verschiedenen Verfahren durchgeführt werden. Keine einzelne Methode ist für sämtliche Situationen gleichermaßen geeignet.

Die Flutprüfung kann Wasserdurchtritt nachweisen, ist aber bei der genauen Lokalisierung kleiner Fehlstellen eingeschränkt.

Die Niederspannungs-ELD ermöglicht eine sehr genaue Lokalisierung und kann auch kleinste Fehlstellen erfassen. Sie benötigt jedoch Wasser auf der Oberfläche und bringt dadurch Einschränkungen bei vertikalen Bereichen, Durchdringungen und der anschließenden Reparatur mit sich.

Die Hochspannungs-ELD benötigt keinen Wasserfilm und ermöglicht dadurch eine schnelle Untersuchung der zugänglichen Abdichtungsfläche. Nach der in der Quelle beschriebenen Erfahrung eignet sie sich bei neuen Abdichtungen mit leitfähigem Untergrund besonders gut für die umfassende Qualitäts- und Abnahmeprüfung.

Infrarot- und elektrische Impedanzmessungen untersuchen dagegen hauptsächlich Feuchtigkeit innerhalb des Dachaufbaus. Sie können bei der Diagnose bestehender Schäden wertvolle Informationen liefern, sind jedoch davon abhängig, dass überhaupt ausreichend Feuchtigkeit vorhanden ist.

Eine entscheidende Voraussetzung für beide elektronischen Leckortungsverfahren ist schließlich der Dachaufbau selbst: Die Abdichtung muss elektrisch isolierend sein und unmittelbar über einem ausreichend leitfähigen Untergrund liegen. Befinden sich elektrisch isolierende Schichten zwischen Membran und Untergrund, kann der für die Messung erforderliche Stromfluss unterbrochen werden.

Die wesentliche Schlussfolgerung lautet daher:

Die Wahl des geeigneten Leckortungsverfahrens muss immer anhand des konkreten Abdichtungsaufbaus, des Untersuchungsziels und der vorhandenen Randbedingungen erfolgen.