Univ.-Prof. Dr.-Ing. C.-A. Graubner, Dr.-Ing. S. Pohl, V. Förster M.Sc., M. Schmitt M.Sc., B. Koob M.Sc.

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1 Mauerwerk Fit für die Zukunft! Univ.-, Dr.-Ing. S. Pohl, V. Förster M.Sc., M. Schmitt M.Sc., B. Koob M.Sc. 9. Deutscher Mauerwerkskongress 19. und 20. Januar 2016 Darmstadt LCEE Life Cycle Engineering Experts GmbH

2 KOMPASS 1 Mauerwerk eine nachhaltige Bauweise Objektivierte Bewertung der Nachhaltigkeit von Bauwerken 2 Bemessung von Mauerwerk nach Eurocode 6 Einfach und praxisnah 3 Lehrportal Mauerwerk Hilfsmittel für Lehre und Praxis 9. Deutscher Mauerwerkskongress 19. und 20. Januar 2016 Darmstadt 2/24

3 1 Mauerwerk eine nachhaltige Bauweise Objektivierte Bewertung der Nachhaltigkeit von Bauwerken 9. Deutscher Mauerwerkskongress 19. und 20. Januar 2016 Darmstadt 3/24

4 1 Nachhaltigkeitsbewertung von Baukonstruktionen Sind nachhaltige Gebäude auf den ersten Blick erkennbar? Ist ein grünes Gebäude automatisch nachhaltig? 9. Deutscher Mauerwerkskongress 19. und 20. Januar 2016 Darmstadt 4/24

5 1 Nachhaltigkeitsbewertung von Baukonstruktionen Zertifizierungssysteme aggregieren Komponenten eines Gebäudes zu einer gesamthaften Nachhaltigkeitsperformance Beispiel DGNB Bauprodukte bestimmen unmittelbar 18 % der Gesamtbewertung Ökobilanz Umwelt Ressourcen Zielerfüllung [%] Deutscher Mauerwerkskongress 19. und 20. Januar 2016 Darmstadt 5/24

6 1 Nachhaltigkeitsbewertung von Baukonstruktionen Klassische 2-D-Nachfrageentscheidung wird zum Nachfragedreieck EPDs und Nachhaltigkeitsberichte als neue Kommunikationsform CSR-Bericht Poroton-Gruppe EPDs Ziegel perlitegefüllt Quelle: Wienerberger 9. Deutscher Mauerwerkskongress 19. und 20. Januar 2016 Darmstadt 6/24

7 1 Nachhaltigkeitsperformance von Wohngebäuden Studienreihe zur Nachhaltigkeitsperformance exemplarischer Wohngebäude verschiedener Konstruktionsarten und Bauweisen Ganzheitlicher, lebenszyklusumspannender Untersuchungsansatz - Schema Muster-Einfamilienhaus (Passivhaus-Standard) großes Muster-Mehrfamilienhaus kleines Muster-Mehrfamilienhaus (EnEV 2014/16) 9. Deutscher Mauerwerkskongress 19. und 20. Januar 2016 Darmstadt 7/24

8 1 Nachhaltigkeitsperformance von Wohngebäuden Wirkungsindikator Treibhauspotential (GWP) 50 Jahre Wandkonstruktionen Muster-EFH Herstellung Passivhaus-Standard 9. Deutscher Mauerwerkskongress 19. und 20. Januar 2016 Darmstadt 8/24

9 1 Nachhaltigkeitsperformance von Wohngebäuden Gesamtergebnisse Treibhauspotential (GWP) 50 Jahre Muster-EFH Gesamter Lebenszyklus inkl. Wärme Strom Passivhaus-Standard 9. Deutscher Mauerwerkskongress 19. und 20. Januar 2016 Darmstadt 9/24

10 1 Nachhaltigkeitsperformance von Wohngebäuden Gesamtergebnisse Treibhauspotential (GWP) 50 Jahre Muster-MFH Gesamter Lebenszyklus inkl. Wärme Strom EnEV 2014/16 9. Deutscher Mauerwerkskongress 19. und 20. Januar 2016 Darmstadt 10/24

11 1 Nachhaltigkeitsperformance von Wohngebäuden Gesamtergebnisse für Versauerungspotential (AP) 50 Jahre Muster-MFH Gesamter Lebenszyklus inkl. Wärme Strom EnEV 2014/16 9. Deutscher Mauerwerkskongress 19. und 20. Januar 2016 Darmstadt 11/24

12 1 Nachhaltigkeitsperformance von Wohngebäuden Gesamtergebnisse Primärenergieeinsatz (PE ges ) 50 Jahre Muster-MFH Gesamter Lebenszyklus inkl. Wärme Strom EnEV 2014/16 9. Deutscher Mauerwerkskongress 19. und 20. Januar 2016 Darmstadt 12/24

13 1 Nachhaltigkeitsperformance von Wohngebäuden Resümee und Fazit aus Studienreihe Nachhaltigkeit von Mauerwerk Sehr gute ökobilanzielle Lebenszyklusbewertung Einhaltung der höchsten Anforderungen bzgl. Umweltrisiken und Innenraumhygiene Ökologie Technik Hohes Sicherheitsniveau (v.a. Brand) Schallschutztechnische Qualität Rückbau-/Demontagefreundlichkeit, Rezyklierbarkeit (keine thermische Verwertung nötig) Faktische Qualität hinsichtlich Nutzungsflexibilität (Tragreserven, Grundrissgestaltung, etc.) und Wertstabilität (Lebensdauern, Wartungsfreiheit, Widerstandsfähigkeit) im DGNB nicht abbildbar Soziokultur Ideale Voraussetzungen für hohe Bewertung von Komfortaspekten (Thermisch, akustisch, Innenraumhygiene/VOC) Ökonomie 9. Deutscher Mauerwerkskongress 19. und 20. Januar 2016 Darmstadt 13/24

14 2 Bemessung nach Eurocode 6 Einfach und praxisnah 9. Deutscher Mauerwerkskongress 19. und 20. Januar 2016 Darmstadt 14/24

15 2 Gliederung der DIN EN 1996 DIN EN 1996: Bemessung und Konstruktion von Mauerwerksbauten DIN EN : Allgemeine Regeln für bewehrtes und unbewehrtes Mauerwerk (Genaueres Nachweisverfahren) DIN EN : Allgemeine Regeln Tragwerksbemessung im Brandfall DIN EN : Planung, Auswahl der Baustoffe und Ausführung von Mauerwerk Nationale Anhänge (NA) DIN EN : Vereinfachte Berechnungsmethode für unbewehrte Mauerwerksbauten Die parallele Anwendung von DIN EN und DIN EN ist zulässig. Es besteht kein Mischungsverbot! Bauaufsichtliche Einführung des Eurocodes 6 zum DIN 1053 seit bauaufsichtlich zurückgezogen. Quelle: Prof. Winter, München 9. Deutscher Mauerwerkskongress 19. und 20. Januar 2016 Darmstadt 15/24

16 2 Vereinfachte Berechnungsmethode nach DIN EN Traglastfaktor am Wandkopf und -fuß Φ 1 berücksichtigt die Lastexzentrizität bei Endauflagern auf Außenund Innenwänden. lf a Φ 1 = 1,6 0,9 für f k 1,8 N / mm ² 6 t lf a Φ 1 = 1,6 0,9 für f k < 1,8 N / mm ² 5 t Traglastfaktor in Wandhöhenmitte bei Knickgefahr: Φ 2 berücksichtigt die Traglastminderung bei Knickgefahr: a Φ 2 = 0,85 0, 0011 t t Nachweis der vertikalen Tragfähigkeit ( ) max N N = min Φ ; Φ A f Ed Rd 1 2 d h ef 2 Der Nachweis mit dem Vereinfachten Nachweisverfahren ist einfach und zugleich wirtschaftlich! Eine Vielzahl einfacher Bemessungstabellen ist verfügbar. 9. Deutscher Mauerwerkskongress 19. und 20. Januar 2016 Darmstadt 16/24

17 2 Vereinfachte Berechnungsmethode (u. a. für Einsteinmauerwerk HLzA, HLzB, mit NM) Beispiel einer teilaufliegenden Außenwand t = 30 cm ; h = 2,50 m ; l Decke = 5,2 m a/t = 2/3; n Ed = 400 kn/m f k,erf = n Ed / Tafelwert = 400 / 83 = 4,8 N/mm² gew. HLz 12 NM IIa mit f k = 5,0 N/mm² siehe Tagungsband (Graubner et. al. Zeitschrift Mauerwerk Heft ) 9. Deutscher Mauerwerkskongress 19. und 20. Januar 2016 Darmstadt 17/24

18 2 Bemessung von Kellerwänden Ausgangssituation: Das bestehende genauere Nachweisverfahren von DIN 1053 für die Bemessung von Kellerwänden soll im Zuge des Systematic Review von EC 6 entfallen. Nur noch vereinfachtes Nachweisverfahren bleibt bestehen. Dieses Verfahren ist nur für Erddruckbeiwerte 1/3 zulässig Entwicklung eines realitätsnahen Nachweismodells Vorschlag zur Erweiterung des vereinfachten Nachweisverfahren Neuer Bemessungsvorschlag: N Ed,min K ρ b h h 6 t α 2 e e e Vorteile des neuen Vorschlages Biege- und Querkrafttragfähigkeit ist mit diesen Nachweis sichergestellt. Auch Erddruckbeiwerte größer als 1/3 können berücksichtigt werden 9. Deutscher Mauerwerkskongress 19. und 20. Januar 2016 Darmstadt 18/24

19 2 Bemessung von Kellerwänden min N Ed,Kopf in kn/m Typische Kellerwand h = 2,60 m Realitätsnahes Modell t = 24 cm Vorschlag t = 24 cm Realitätsnahes Modell t = 42,5 cm Vorschlag t = 42,5 cm ,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 Höhe der Anschüttung / Wandhöhe (h e /h) siehe Tagungsband (Graubner et. al. Zeitschrift Mauerwerk Heft ) 9. Deutscher Mauerwerkskongress 19. und 20. Januar 2016 Darmstadt 19/24

20 2 Mindestauflast bei überwiegend biegebeanspruchten Wände Vorgehensweise: Entwicklung eines Nachweismodells mit realistischer Beschreibung des Tragverhalten Berücksichtigung: einer ungewollten Lastausmitte von Auswirkungen nach Theorie II. Ordnung Erarbeitung einer einfachen Nachweisgleichung N γ 2 Q cpe,10 qp h h Ed,min, Kopf t ρmw Ergebnisse: 8 ( a h /150) 2 bis Windzone 3 und Wandschlankheit λ 15: Mindestauflast von 5 kn/m am Wandkopf ausreichend Nur bei extrem hohen Windlasten (q p 1,2 kn/m 2 ) und sehr schlanken Wänden mit λ > 15: Größere Auflasten erforderlich. 9. Deutscher Mauerwerkskongress 19. und 20. Januar 2016 Darmstadt 20/24

21 2 Mindestauflast N Ed,min,Kopf in kn/m Vorhandene Auflast am Wandkopf - Deckendicke h De = 20 cm - Lasteinzugsfläche Decke : mind. 1 m (Spannrichtung parallel zur Decke) 5,0 4,0 3,0 DIN EN /NA Nachweisgleichung 2,0 1,0 0,0 0,50 0,60 0,70 0,80 0,90 1,00 1,10 1,20 1,30 1,40 WZ 1 WZ 2 h = 2,75 m γ M = 1,5 γ Q = 1,5 c pe,10 = 0,8 Kalksandstein: t = 0,175 m λ = 15,7 a/t = 1,0 f d = 5,6 MN/m 2 ρ MW = 14 kn/m 3 WZ 3 Ziegel oder Porenbeton: t = 0,365 m λ = 7,5 a/t = 2/3 f d = 3,7 MN/m 2 ρ MW = 5 kn/m 3 WZ 4 q p in kn/m 2 9. Deutscher Mauerwerkskongress 19. und 20. Januar 2016 Darmstadt 21/24

22 3 Lehrportal Mauerwerk Hilfsmittel für Lehre und Praxis 9. Deutscher Mauerwerkskongress 19. und 20. Januar 2016 Darmstadt 22/24

23 3 Lehrportal der DGfM Übersicht der Inhalte GRUNDLAGEN UND BAUSTOFFE FESTIGKEITS- UND VERFORMUNGSEIGENSCHAFTEN EINWIRKUNGEN & SICHERHEITSKONZEPT SCHNITTGRÖSSEN- ERMITTLUNG STABILITÄT Neugestaltetes Lehrportal im Zuge der Überarbeitung auf den Eurocode 6 In 10 Kapiteln alles Wissenswerte zur Bemessung von unbewehrtem Mauerwerk Download im pdf-format oder online lesbar NORMALKRAFTBEMESSUNG NACH DEM VEREINFACHTEN NACHWEISVERFAHREN NORMALKRAFTBEMESSUNG NACH DEM ALLGEMEINEN NACHWEISVERFAHREN Ergänzende, sofort einsetzbare Vorlesungscharts für Lehrende QUERKRAFT- BEMESSUNG BEMESSUNG VON KELLERWÄNDEN NICHTTRAGENDE WÄNDE & SONDERBAUTEILE 9. Deutscher Mauerwerkskongress 19. und 20. Januar 2016 Darmstadt 23/24

24 Mauerwerksbau - Fit für die Zukunft!! Nachhaltigkeit, Bemessung, Lehrportal 9. Deutscher Mauerwerkskongress 19. und 20. Januar 2016 Darmstadt 24/24

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