Schalungsziegel in Geschossbauten

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1 Schalungsziegel in ten DIPL.-ING.HANS PETERS,KÖNIGSWINTER Innerhalb enger Baugrenzen in Ballungsgebieten soll möglichst viel verkaufbare Wohnfläche entstehen. Infolgedessen werden Wände immer dünner. Eine 36,5 cm dicke Standard-Außenwand kommt fast nur noch im Einfamilienhaus in Frage. Um den geänderten Marktanforderungen zu genügen, entwickelte die Deutsche Poroton Schalungsziegel. Das Deutsche Institut für Bautechnik erteilte inzwischen die bauaufsichtliche Zulassung (Z ). Schalungsziegel (Abb. 1) haben große Kammern, die nach dem Aufmauern mit Beton verfüllt werden. Neu sind, im Gegensatz zu Füllziegeln, zusätzliche horizontale Kanäle. Da die zusätzlichen Kanäle eine gleichmäßige Betonverteilung gewährleisten, werden Wände in dieser Bauart nach DIN 1045 bemessen. Durch ihr geringes Gewicht lassen sich die großformatigen Ziegel schnell und damit kostengünstig verlegen. Die Wände bieten hohe Tragfähigkeit, hohen Schall- und Brandschutz, große Wärmespeichermassen und zusatzgedämmt Wärmeschutz auf Niedrigenergiehausniveau. Vielfältige Anwendung Schalungsziegel bieten kostengünstige Lösungen bei: einschaligen Außenwänden mit Wärmedämmverbundsystem zweischaligen Außenwänden mit Zusatzdämmung Schallschutzwänden Abb. 1: Großformatige Schalungsziegel mit vertikaler und horizontaler Betonverfüllung tragenden Innenwänden Kellerwänden Für 17,5 cm, 20 cm, 24 cm und 30 cm dicke Wände sind die großformatigen Schalungsziegel leicht und handlich. Sie lassen sich schnell und einfach im Dünnbettmörtel verlegen. Dünnbettmörtel wird durch Tauchen oder mit einer Mörtelwalze aufgetragen. Bei der Verlegung ist darauf zu achten, dass die Füllöffnungen übereinander liegen. Die zusätzlichen seitlichen Ausschnitte verbessern die Querverteilung des Betons und ermöglichen das Einlegen horizontaler Bewehrung, z. B. als Ringanker oder Ringbalken. Da die Ziegelschale statisch nicht als tragend angesetzt wird, dürfen die Wände ohne besonderen Nachweis geschlitzt werden. Wandanschlüsse Wandanschlüsse dürfen in Stumpfstoßtechnik erfolgen. Bei Gebäuden mit mehr als 5 Vollgeschossen ist eine horizontale Anschlussbewehrung erforderlich (Abb. 2). Um Risse zu vermeiden, empfiehlt der Hersteller grundsätzlich, Anker einzulegen. Bewehrte Wände Wände aus Schalungsziegeln dürfen je Horizontalriegel mit zwei Bewehrungsstäben und je Füllkanal mit einem Bewehrungsstab bewehrt werden. Die Bemessung muss entsprechend den Stahlbeton-Regelungen erfolgen. Die Bewehrung vergrößert die Tragfähigkeit bei Kellerwänden (Abb. 3) mit hoher Erdanschüttung oder geringen Auflasten gegenüber Erdbebenbeanspruchungen. Die Rechenwerte der Schubspannungen dürfen 011 nach DIN 1045; , Tabelle 13, nicht überschreiten. Rückverankerung Im Gegensatz zu Geschossdecken neigt die oberste Decke häufig zum Aufschüsseln. Ursache sind 10 Baumarkt 8/2000

2 Abb. 2: Anschluss in Stumpfstoßtechnik mit Ankern Abb. 3: Bewehrung von Kelleraußenwänden Deckenverformungen, denen keine hohen Lasten von oben entgegen wirken. Eine Gegenmaßnahme ist eine Rückverankerung durch Bewehrung der Ecke, die die Funktion von Auflasten übernimmt. In die offenen Kanäle der Schalungsziegelwände lassen sich die Bewehrungseisen einfach und wirtschaftlich einbetonieren (Abb. 4). Kniestock Häufig werden Drempel zur Aufnahme horizontaler Kräfte aus dem Dach betoniert. Wesentlich einfacher und wirtschaftlicher sind gemauerte Drempel aus Schalungsziegeln. Eine Bewehrung der vertikalen Kanäle erhöht die Tragfähigkeit des Mauerwerks (Abb. 5). Leitungen Wände zu schlitzen ist aufwendig und damit teuer. Steigleitungen lassen sich in den senkrechten Füllkanälen kostengünstig verlegen (Abb. 6). Außenwände mit WDVS Tragfähigkeit Außenwände der Wanddicke 24 cm und 17,5 cm aus Schalungsziegeln der Festigkeitsklasse 6, 8, 12 und 20 haben eine hohe Tragfähigkeit. Die zulässigen Druckspannungen regeln die bauaufsichtliche Zulassung (Tabelle 1). Die Bemessung erfolgt nicht nach DIN 1053, sondern nach DIN Wärmedämmung Dünne tragende Außenwände aus Schalungsziegeln benötigen eine Zusatzdämmung. Derzeit am weitesten verbreitet sind Wärmedämmverbundsysteme (WDVS) aus Polystyrol- oder Mineralfaserplatten (Abb. 7). Einige k-werte zeigt Tabelle 2. Feuchteschutz Rechnerisch ist bei einigen Konstruktionen an der Grenzschicht zwischen einer Wärmedämmung aus Hartschaumplatten und der Außenseite der tragenden Wand im Winter Tauwasserbildung möglich. Dem steht die sommerliche Austrocknungsperiode gegenüber. Untersuchungen bestätigen: das Austrocknungspotential im Sommer ist immer deutlich größer als der Tauwasseranfall im Winter. Eine lang- (weiter auf Seite 14) zulässige Druckspannung 0 (MN/m 2 ) bei Steinfestigkeitsklasse ,4 1,8 2,4 Tabelle 1: zulässige Druckspannung von Poroton Schalungsziegeln Baumarkt 8/

3 Abb. 4: Deckenrückverankerung in Schalungsziegelwände einbetoniert Abb. 5: Gemauerter Drempel aus Schalungsziegeln, bewehrt Abb. 6: Durchgehende Füllkanäle können Steigleitungen aufnehmen fristige Kondensat-Anreicherung in der Konstruktion ist ausgeschlossen. Außenwände aus Schalungsziegeln bieten zusätzliche Sicherheit, da das Rechenverfahren nach DIN 4108 den kapillaren Feuchtetransport im Ziegel nicht berücksichtigt. In der Praxis leitet sein Kapillarsystem das Kondensat zur Verdunstung an die Wandoberfläche. WDVS und Schalldämmung Schalltechnisch bilden WDVS eine biegeweiche Vorsatzschale vor der tragenden Wand. Sie können den Lärmschutz der Wand verbessern (+ 4 db) oder verschlechtern ( 5 db). Das akustische Verhalten richtet sich nach Dämm- k-werte [W/m 2 K] bei Dicke der Ziegelwand 1) aus stoff- Schalungsziegeln [cm] dicke [ mm ] 17,5 20,0 24,0 WLG ,55 0,54 0, ,43 0,42 0, ,35 0,35 0, ,30 0,30 0,30 1) innen 1,0 cm Gipsputz Tabelle 2: k-werte einschaliger Ziegelwände aus Poroton Schalungsziegeln mit WDVS Wanddicke flächenbezogene Schalldämm-Maße Schalldämm-Maße in cm Masse 3) (kg/m 2 ) R w Innenwände 3) 4) (db) Außenwände (db) 17, , , ) 2) Ziegelrohdichte mit 1,5 angesetzt; Füllbeton: Rohdichteklasse 2,1; 3) bei Innenwänden erhöht sich die flächenbezogene Masse um das Gewicht der 2. Putzlage 4) nach Eignungsprüfungen Abb. 7: Ziegelwand mit WDVS als Zusatzdämmung Tabelle 3: Rechenwerte für flächenbezogene Massen (kg/m 2 ) und Schalldämmmasse (db) von Wänden aus Schalungsziegeln 1) 2), Einfluß von Dämmsystemen nicht berücksichtigt 14 Baumarkt 8/2000

4 Innenwand d = 175 mm d = 200 mm d = 240 mm Schallschutzwände Im müssen Wohnungstrennwände, Treppenhauswände und Trennwände zwischen gewerblichen und besonders schutzbedürftigen Räumen Schallschutzanforderungen erfüllen. Vor allem bei gemischter Nutzung sind die Anforderungen gegenüber gewerblichen Räumen beträchtlich (Tabelle 5 ). Schalungsziegel erhalten durch die Verfüllung mit Beton ein hohes Flächengewicht und erfüllen übliche Anforderungen ohne Zusatzmaßnahmen. Bei sehr hohen Anforderungen schützen zusätzliche biegewei- Dämmstoffdicke (mm) k-wert (W/m 2 K) 0,32 0,26 0,23 0,32 0,26 0,23 0,32 0,26 0,23 Tabelle 4: k-werte für zweischaliges Verblendmauerwerk mit Kerndämmung (angesetzte Rechenwerte: Wärmeleitfähigkeit der Schalungsziegel R = 0,96 W/mK, Rohdichteklasse der Verblender: 1,6 (kg/dm 3 ) mit R = 0,68 W/mK; eine andere Steinrohdichte der Ziegel hat kaum Einfluss auf den k-wert; Dämmstoff WLG 040; 10 mm Kalkgips-Innenputz R = 0,70 W/mK) der dynamischen Steifigkeit des Dämmstoffes der Masse der inneren Schale der Masse der äußeren Putzschicht. Mineralfaserplatten oder elastifizierte Hartschaumplatten verbessern in der Regel das Schalldämm- Maß. Genaue Angaben enthalten die bauaufsichtlichen Zulassungen des verarbeiteten WDVS. WDVS sind als komplette Systeme bauaufsichtlich zugelassen. Der Einsatz von Einzelkomponenten aus verschiedenen Systemen ist ein Verstoß gegen die Landesbauordnung, weil der Eignungsnachweis fehlt. Längsschalldämmung Wohnungstrennwände und Decken erreichen den berechneten Schallschutz am Bau nur, wenn die Schallübertragung über flankierende Bauteile nicht zu groß ist. Damit dünnere Bauteile eine ausreichende Längsschalldämmung haben, erfordert dies eine entsprechend hohe Rohdichte. Für Außenwände geht man für den Mindestschallschutz von einer flächenbezogenen Masse der Außenwände von ca. 250 kg/ m 2 aus, beim erhöhten Schallschutz sind ca. 330 kg/ m 2 erforderlich. Schalungsziegelwände erreichen diesen Wert ab Wanddicke 17,5 cm (vgl. Tabelle 3). Brandschutz Bauaufsichtliche Anforderungen an den Brandschutz steigen mit der Geschosszahl. Dass Ziegel der Baustoffklasse A nicht brennbar angehören und deshalb im Brandfall keine Rauch- und toxischen Gase abgeben, ist besonders bei mehrgeschossigen Bauteil, Raum R w in db gegen Schallübertragung aus dem fremden Wohn- und Arbeitsbereich Wohnungstrennwände in Geschosshäusern, nach DIN Wohnungstrennwände, Vorschläge für den erhöhten Schallschutz 55 Treppenraumwände in Geschosshäusern, nach DIN zwischen besonders lauten und schutzbedürftigen Räumen Räume mit besonders lauten haustechnischen Anlagen, Schalldruckpegel 75 bis 80 db (A) 57 Räume mit besonders lauten haustechnischen Anlagen, Schalldruckpegel 81 bis 85 db (A) 62 Betriebsräume von Handwerks- und Gewerbebetrieben Schalldruckpegel 75 bis 80 db (A) 57 Betriebsräume von Handwerks- und Gewerbebetrieben Schalldruckpegel 81 bis 85 db (A) 62 Gasträume, maximaler Schalldruckpegel 85 db, nach Uhr in Betrieb 62 Küchenräume in Beherbergungsstätten, Gaststätten, Krankenhäusern 55 Küchenräume wie vor, jedoch nach Uhr in Betrieb 57 Tabelle 5: Erforderliches bewertetes Luftschalldämm-Maß R w Bauwerken ein wesentlicher Sicherheitsfaktor. Ab 20 cm Wanddicke sind Wände aus Schalungsziegeln bei einseitiger Brandbeanspruchung in die Feuerwiderstandsklasse F 90 eingestuft. Bei zweiseitiger Brandbeanspruchung gilt dies für einen Ausnutzungsgrad von 50 %. Einzelheiten sind der bauaufsichtlichen Zulassung zu entnehmen. Zweischalige Außenwände Schalungsziegel eignen sich ebenso als tragende Schale bei zweischaligem Außenmauerwerk. Die Konstruktion kann hinterlüftet, mit einer mindestens 4-cm-Luftschicht, oder als Kerndämmung ausgeführt sein. Bei Kerndämmung ist die Eignung des Dämmstoffes durch eine bauaufsichtliche Zulassung nachzuweisen. Der nach DIN maximal zulässige Schalenabstand von 150 mm bestimmt die Obergrenze der Dämmstoffdicke. Die erreichbaren k-werte zeigt Tabelle 4. Mit Luftschicht ist der k-wert bei gleicher Dämmstoffdicke geringfügig günstiger. Aus Sicherheitsgründen sollte auch bei Kerndämmungen ein Luftspalt von 1 2 cm vorgesehen werden. Baumarkt 8/

5 R w in db Schallschutzwand flankierende Bauteile 52 einschalige Wand m 380 kg/m 2 einschalige, biegesteife Wände und Füllziegel d = 17,5 cm, Beispiele: 1. Ziegelaußenwand d = 24 cm, Rohdichteklasse mindestens 1,2 2. Ziegelaußenwand d = 17,5 cm, Rohdichteklasse mindestens 1,8 53 einschalige Wand m 410 kg/m 2 einschalige, biegesteife Wände und Füllziegel d = 20,0 cm, 55 einschalige Wand m 490 kg/m 2 einschalige, biegesteife Wände und Füllziegel d = 24,0 cm, 57 a) einschalige Wand m 580 kg/m 2 einschalige, biegesteife Wände Beispiel: m 250 kg/m 2 Füllziegel d = 30,0 cm, Massivdecke m = 350 kg/m 2 b) einschalige, biegesteife Wand m 450 kg/m 2 mit biegeweicher Vorsatzschale auf einer Seite Beispiel: Füllziegel d = 24,0 cm, biegeweiche Vorsatzschale auf einer Seite einseitig 10 mm Gipsputz che Vorsatzschalen einzelne Räume mit begrenztem Aufwand gegen Schall. Liegen die Anforderungen über 57 db, sollten die Gebäudeteile durch eine zweischalige Konstruktion vom Keller bis zum Dach getrennt werden. Zweischalige Trennwände unterbinden konsequent die Schallübertragung über flankierende Bauteile. Diese Anforderungen erfüllen Konstruktionen nach Tabelle 6, wenn die flankierenden Bauteile eine ausreichende flächenbezogene Masse haben. Für die zweischaligen Wände gelten die hohen Schalldämmwerte nur für unterkellerte Gebäude. Fehlt die Unterkellerung, ist mit einem um mindestens 4 db schlechteren Schalldämm-Maß zu rechnen. Zusammenfassung Bei ten besteht der Wunsch, im Hinblick auf die Grundstücksausnutzung dünne tragende Wände einzusetzen. Unter Beachtung steigender Wärmeschutzanforderungen macht die Deutsche Poroton Vorschläge zur Anwendung von Schalungsziegeln, die gleichzeitig hohe Wärme-, Schall- und Brandschutzanforderungen erfüllen. Ihre große Masse trägt zusätzlich zur Wärmespeicherung und damit zum angenehmen Raumklima bei. 62 zweischalige Trennwand mit keine Anforderungen in durchgehender Gebäudetrennfuge, horizontaler Richtung je Schale m = 160 kg/m 2 Beispiel: Füllziegel d = 14,5 cm, außen 10 mm Gipsputz 67 zweischalige Trennwand mit keine Anforderungen in durchgehender Gebäudetrennfuge, horizontaler Richtung je Schale m = 250 kg/m 2 Beispiele: Füllziegel d = 17,5 cm, außen 10 mm Gipsputz Tabelle 6: Schallschutzwände aus Ziegeln (Fotos und Zeichnungen: Deutsche Poroton) t 16 Baumarkt 8/2000