Nichtmetallische Bewehrung für Sandwichfassaden

Sandwichkonstruktionen, bestehend aus zwei Betondeckschichten und einem Dämmkern, werden zunehmend als Fassadenelemente im Büro- und Gewerbebau eingesetzt. Durch die Verwendung von Stahlbeton und der geforderten Betondeckung zum Korrosionsschutz müssen die Betondeckschichten eine Dicke von ca. 80 mm aufweisen. Strengere Vorgaben hinsichtlich der energetischen Qualität von Gebäuden erfordern zudem starke Dämmschichten. Dies wirkt sich jedoch ungünstig auf den Hebelarm zwischen Trag- und Vorsatzschale aus, wodurch es zu einer stärkeren Beanspruchung der Verbundmittel kommt. Abhilfe können dabei zum einen neuartige Dämmstoffe schaffen, die bei gleicher Dämmschichtstärke eine höhere Dämmleistung erbringen oder zum anderen eine Reduzierung der Dicke der Vorsatzschale. Das Ziel der ersten Projektphase ist die Zusammenstellung aktueller Erkenntnisse und Erfahrungen des Konsortiums im Bereich der Betonsandwichfassaden mit schlanken Vorsatzschalen. Der Fokus soll dabei auf der gezielten Ergänzung der Standardausführungen (Stahlbeton und Mineralwolle) mit einer schlanken Textilbetonvorsatzschale liegen. Gemeinsam wird das CBI mit Nesseler und Solidian auf dieses Ziel hinarbeiten.

Neben dem generellen Trend im Bauwesen vorgefertigte Systembauteile zur Errichtung von Gebäuden zu verwenden, gewinnen Sandwichelemente zunehmend an Bedeutung. Eine übergeordnete Rolle spielen dabei Fassadenelemente, die standardmäßig aus zwei Stahlbetondeckschichten und einer dämmenden Kernschicht aus Mineralwolle bestehen. Sandwichfassadenelemente müssen dabei neben dem Lastabtrag (Eigengewicht, Decken- bzw. Dachlasten und Windlasten) auch Anforderungen hinsichtlich der thermischen Isolation des Gebäudes und der architektonischen Gestaltung der Oberflächen genügen. Bei der Verwendung eingelegter Dämmschichten ohne kraftschlüssige Verbindung zu den Deckschichten müssen jedoch Verbundmittel eingebaut werden, um die Verbundtragwirkung zwischen den beiden Deckschichten (Sandwichtragwirkung) zu aktivieren. Üblicherweise betragen die Stärken der Deckschichten zwischen 80 mm (Vorsatzschale) und min. 200 mm (Tragschale) und der Dämmschicht zwischen 60 mm und 250 mm. In Kombination mit einer Stahlbetonvorsatzschale (t≥80 mm) wirken hohe Kräfte auf die Befestigungsmittel zwischen den beiden Deckschichten. Ebenso problematisch ist die Stärke des Gesamtaufbaus von bis zu 500 mm, durch die eine platzsparende Errichtung und eine möglichst große Nutzfläche bei gleichbleibender Gebäudekubatur erschwert wird.

Durch die Verwendung von Textilbeton können die Betondeckschichtdicken erheblich reduziert werden, wodurch sowohl das Eigengewicht als auch der Ressourcenverbrauch verringert wird. In Folge des geringeren Eigengewichts verringert sich ebenfalls die Beanspruchung des Sandwichankers. Je nach Erscheinungsbild der Fassade und gewünschtem Fugenbild können auch großformatige Fassadenelemente erforderlich sein. Größere Elemente neigen jedoch dazu nicht eben zu bleiben und es tritt das sogenannte „Schüsseln“ auf. Dieser Effekt kann durch die Anordnung dünner Vorsatzschalen verstärkt werden. Zudem kann es besonders in dünnen Vorsatzschalen zur Rissbildung durch Schwinden und Zwangsspannungen infolge Temperaturschwankungen kommen. Durch eine geeignete Anordnung der textilen Verbundmittel können diese Effekte vermieden werden.

Dieses Projekt wurde erfolgreich abgeschlossen.