Serielle Sanierung
Der Bonus für „serielles Sanieren (261)“ der KFW ist nun in der Bauwelt angekommen.
Auch unser Büro hat sich in der Vergangenheit intensiv mit diesem Thema beschäftigt und einige Bauvorhaben umgesetzt, bei dem die serielle Sanierung angewendet wurde.
Bei der seriellen Sanierung wird ein vormontierter Wärmedämmbausatz an die Fassade befestigt. Durch den hohen Vorfertigungsgrad wird die Montagezeit auf der Baustelle auf ein Minimum reduziert. Es entsteht jedoch ein erheblicher Mehraufwand, der aufgrund der KFW Vorgaben in die Planung und die Modulisierung der Elemente gesteckt werden muss.
Serielles Sanieren wird häufig mit einer Dachsanierung oder einer Aufstockung kombiniert.
Die Grundlage für die Planung ist ein 3D Aufmaß des Gebäudes. Dieses können Objektplaner und Zimmerer verwenden, um die Abbundplanung zu erstellen.
Ein Fassadenbausatz besteht aus einem Gefach aus Ständern mit Rähm und Schwelle. Als Deckung und Putzträger wird eine Holzweichfaserplatte aufgebracht. Die Gefachdämmung besteht aus Zelluloseflocken, die im Einblasverfahren appliziert werden.
Aus statischer Sicht stellt sich die Frage: Wie die Module an der Fassade befestigen? Es gilt, die Eigengewichtslasten und die Windlasten abzutragen.
Hierzu sind zuallererst Untersuchungen am Bestandsgebäude, im Speziellen an der Fassade erforderlich. Zum Einen muss das Außenwandmauerwerk untersucht werden, um zu ermitteln, welches Mauerwerk verbaut wurde. Zum Anderen müssen die Deckenanschlüsse der Zwischendecken an der Traufe und am Sockel untersucht werden.
Wichtig ist, ob die Betondecke bis zur Außenkante des Bestandsmauerwerks gezogen wurde oder ob z.B. ein Mauerstein als Randabschalung verwendet wurde. (Abbildung 1 Detail 1). Dies hat erheblichen Einfluss auf das statische System zum Abtrag der Vertikallasten.
Es stehen nun mehrere Varianten der Lastabtragung zur Verfügung, welche je nach vorliegenden Randbedingungen auch kombiniert werden können.
Beim vorliegenden Bauvorhaben waren die Decken über Kellergeschoss, Erdgeschoss und Obergeschoss 18cm stark und aus Beton. Alle Wände inkl. der Kellerwand waren mit Leichtbetonhohlblocksteinen gemauert.
Die wirtschaftlichste Lösung bestand aus einem tragenden Fußriegel, welcher sämtliche Eigengewichtslasten aus allen Geschossen übernimmt. (Abbildung 1 Detail 2). Die Soglasten aus dem Wind werden über Verankerungen in allen Geschossdecken erreicht. (Abbildung 1 Detail 1 und 3).
Die vormontierten Elemente wurden horizontal auf Deckenebne geteilt.
Um den Fußriegel zu montieren, muss der Mauerstein, welcher als Randabschalung für die Decke über Kellergeschoss verwendet wurde, abgebrochen werden. An dessen Stelle wurde der Fußriegel mit Betonschrauben in die Stirnseite der Stahlbetondecke eingeschraubt.
Auf diesen Fußriegel wurde nun das Fassadenelement aus dem EG aufgestellt und in der Decke über EG erneut verankert.
Sämtliche gewählten Verankerungspunkte wurden in der bestehenden Betondecke eingebracht. Dies hat zum Einen den Vorteil, dass hier je Verankerungspunkt hohe Lasten eingebracht werden können und zum Anderen, dass die Zulassungen der Schrauben auch ein Verankern im Bestandsbeton ermöglichen.
Es wurden auch diverse Möglichkeiten geprüft, ob eine Verankerung im Mauerwerk zielführend ist. Dieser Ansatz bringt jedoch die Schwierigkeit mit sich, dass es kein Verbindungsmittel gibt, welches für Bestandsmauerwerk zugelassen ist.
Es gibt jedoch durch die ETAG 020 die Möglichkeit, Auszugsversuche auf der Baustelle durchzuführen. So kann die Tragfähigkeit der Dübel einem zugelassenen Mauerwerksstein zugewiesen werden und es ergibt sich eine konkrete maximale Last des Verbindungsmittels.
Bei den durchgeführten Versuchen mit Kunststoff-Rahmendübeln WUR 14/110 wurden Bruchlasten mit 8,06kN bis 9,08 KN auf der Baustelle ermittelt.
In der Zulassung ETA11/0309 des WUR 14/110 ist die Tragfähigkeit für einen Hohlblockstein aus Leichtbeton mit einer charakteristischen Last von Fek=1,5kN angegeben.
Es muss jedoch auch noch der Teilsicherheitsbeiwert von 2,5 berücksichtigt werden.
Daraus resultiert eine Bemessungstragfähigkeit von 0,6kN pro Verbindungsmittel.
Verglichen mit der Bruchlast von 8,06kN bleiben noch 7,4% Tragfähigkeit übrig.
Des Weiteren muss berücksichtig werden, dass es sich lediglich um axiale Kräfte handelt. Sollten Kräfte rechtwinklig zur Achse des Dübel eingeleitet werden, ist eine entsprechende Umbemessung erforderlich.
Auf Grund der recht aufwändigen Auszugsversuche und der mit hohen Sicherheitsbeiwerten belegten Bemessungsmethode ist in zumindest in unserem Fall eine wirtschaftliche Verankerungen von Fassaden in Mauerwerkswänden in Frage zu stellen.
Es ist jedoch anzumerken, dass die Auszugsversuche durch die jeweiligen Dübelhersteller erbracht werden können. Diese verfügen über die Gerätschaften und entsprechend ausgebildetes Personal. Unsere bisherigen Erfahrungen zeigen, dass die Firma Adolf Würth GmbH &Co.KG. und die Firma Celo Befestigungssysteme GmbH kostenfrei Auszugsversuche durchführen, wenn die Dübel im Anschluss über sie bezogen werden.
Bei der statischen Bemessung von seriell sanierten Fassaden zeigt sich, dass eine enge Abstimmung zwischen Tragwerksplanung und Abbundplanung essenziell ist. Der Spagat zwischen technischer Machbarkeit, den Möglichkeiten und Kapazitäten der Baufirma und der statischen Bemessung ist nur durch enge Zusammenarbeit möglich.
Sollten Sie einer ähnlichen Herausforderung gegenüber stehen, würden wir uns freuen, Ihnen als kompetenter und erfahrener Partner zur Seite zu stehen.
