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Unterkonstruktion für vorgehängte Fassaden optimiert

# 20.12.2013

Neuheit aus Ingenieurbüro setzt auf Igelstruktur zur Dämmplattenaufhängung. Innovatives Produkt will durch Wärmebrückenfreiheit, Feuerfestigkeit und geringe Kosten überzeugen

Anforderungen an Fassadestatik steigen

Ein Acht-Millimeter-Festpunkt mit Zugband und Queraussteifung sorgt mit einer asymmetrischen Lagerscheibe für eine Reduzierung der Zusatzzugkraft am Ankerpunkt. Foto: ibh Ein Acht-Millimeter-Festpunkt mit Zugband und Queraussteifung sorgt mit einer asymmetrischen Lagerscheibe für eine Reduzierung der Zusatzzugkraft am Ankerpunkt. Foto: ibh

Die Realisierung energieeffizienter Gebäudehüllen im Neubau- und Sanierungskontext ist verbunden mit dickeren Dämmungen und dem gleichzeitigen Bestreben, die Verluste infolge Wärmebrücken in der Unterkonstruktion (UK) zu minimieren.

Die größeren Vorlagen, oft gekoppelt mit wenig tragfähigen Ankergründen und bzw. oder schweren bzw. großformatigen Bekleidungen, stellen höchste Ansprüche an die Statik und Konstruktion des Fassadensystems.

Durchgehende klassische Aluminiumkonstruktionen haben den erheblichen Nachteil der hohen Wärmeleitfähigkeit, also großer Energieverluste. In der Praxis sind für vorgehängte Fassaden diverse Systeme zu finden, die mit unterschiedlichen Ansätzen versuchen, das Problem zu lösen. Von Bedeutung sind hier folgende Hauptrichtungen:

ealisierung energieeffizienter Gebäudehüllen im Neubau- und Sanierungskontext ist verbunden mit dickeren Dämmungen und dem gleichzeitigen Bestreben, die Verluste infolge Wärmebrücken in der Unterkonstruktion (UK) zu minimieren.

Die größeren Vorlagen, oft gekoppelt mit wenig tragfähigen Ankergründen und bzw. oder schweren bzw. großformatigen Bekleidungen, stellen höchste Ansprüche an die Statik und Konstruktion des Fassadensystems.

Durchgehende klassische Aluminiumkonstruktionen haben den erheblichen Nachteil der hohen Wärmeleitfähigkeit, also großer Energieverluste. In der Praxis sind für vorgehängte Fassaden diverse Systeme zu finden, die mit unterschiedlichen Ansätzen versuchen, das Problem zu lösen. Von Bedeutung sind hier folgende Hauptrichtungen:

  • Kompletter Werkstoffwechsel, z.B. zu Glasfaserkunststoff (GFK-Konsolen) oder feuerverzinkten Stahlelementen
  • Zwischenschalten von Strukturteilen mit geringerer Wärmeleitfähigkeit als Aluminium, z.B. Holzwerkstoffe oder Edelstahl
  • Minimierung von Kontaktflächen innerhalb der Unterkonstruktion, z.B. durch spezielle Formelemente
  • konfektionierte Edelstahl-Stabsysteme mit diversen Systemkomponenten.

Herkömmliche Lösungen mit Vor- und Nachteilen

Die sehr unterschiedlichen Vor- und Nachteile der einzelnen Lösungen werden deutlich, wenn man die verschiedenen relevanten Bereiche der Baupraxis betrachtet. Hier sind insbesondere zu erwähnen:

  • Kosten
  • Entflammbarkeit, Brennbarkeit
  • Verfügbarkeit, Vorhalteaufwand, Lageraufwand
  • Montagefreundlichkeit
  • Statische Leistungsfähigkeit
  • Flexibilität (Vorlage, Lastaufnahme, Ausgleich von Flucht- und Lotabweichungen).

Neue Tragstruktur für energetische Gebäudehüllen

Ist der Soll-Lagerpunkt nicht bohrfähig, hilft ein spezieller Lagerbock. Foto: ibh Ist der Soll-Lagerpunkt nicht bohrfähig, hilft ein spezieller Lagerbock. Foto: ibh

Unter Einbeziehung aller genannten Aspekte und auf der Basis jahrelanger VHF-Tätigkeit, hat das Ingenieurbüro Heller aus Weimar zusammen mit erfahrenen Fassadenbauern ein optimiertes VHF-UK-System entwickelt, basierend auf so genannten Facade Sticks.

Im Gegensatz zur momentorientierten Lastabtragung (klassische Konsolen) sind bei dem normalkraftorientierten System die Ankerkräfte unabhängig von der Vorlage. Es ist lediglich das Stabilitätsverhalten der Sticks näher zu betrachten. Mit modernen Injektionssystemen und Gewindestangen von acht bis 20 Millimetern lässt sich nahezu jeder Ankergrund und jede gewünschte Tragfähigkeit bedienen.

Sehr große Eigenlasten können z.B. mit Doppel-Zugbändern abgetragen werden. Infolge der einzeln wirkenden Sticks sind die geforderten minimalen Ankerabstände (50 ... 250 mm = f(Zulassung)) leicht einzuhalten und eventuelle Tragfähigkeitsreduzierungen, wie bei Dübelgruppen, nicht relevant.

Laut Hersteller eignet sich der Facade Stick als universell einsetzbare Tragstruktur für aktuelle und zukünftige VHF-Anwendungen im Neubau, bei der Sanierung oder speziellen Ertüchtigung von Gebäudehüllen sehr gut. Die energetischen Anforderungen (Passivhausstandard) sind demnach auch mit schweren Bekleidungen und "schlechten" Untergründen statisch realisierbar.

Besondere Effekte verspricht das Produkt insbesondere bei wärmetechnisch oder konstruktiv bedingten großen Vorlagen. Mit der Anwendung von Standardbauteilen und Verbindungen könnten vergleichsweise preiswerte Lösungen im internationalen Fassadenmarkt ausgeführt werden.

Dämmplatten einfach aufspießen

Die aufgespießte Dämmung wird durch L-Halter mit Blindnietmutter und Bohrschrauben einfach und verstellbar montiert. Foto: ibh Die aufgespießte Dämmung wird durch L-Halter mit Blindnietmutter und Bohrschrauben einfach und verstellbar montiert. Foto: ibh

Die Lagerpunkte des modernen Systems bestehen ausschließlich aus "igelartig" aus dem Ankergrund herausragenden A4-Edelstahl-Gewindestangen (F-Sticks). Dämmplatten können dann ohne Schnitt- und Anpassungsaufwand einfach auf die i.d.R. acht, zehn oder zwölf Millimeter langen Gewindestangen "aufgespießt" werden.

Lediglich an den Festpunkten werden schmale Flachblechstreifen als Zugbänder angeordnet. Die gleichen Flachblechstreifen mit lokalen Sicken (effizienter Leichtbau) können als zug- und drucksteife Queraussteifungen bei größeren Vorlagen benutzt werden.

Da 50 Prozent bis 90 Prozent aller Lagerpunkte einer üblichen VHF-Unterkonstruktion so genannte Gleitpunkte sind und damit keine Eigenlasten der Bekleidung tragen, liegt hier ein besonderes Optimierungspotential. Derartige Gleitpunkt-Stränge oder -Punkte können mit wenigen acht oder zehn Millimeter Gewindestangen realisiert werden und dienen nur der Aufnahme der Windsog- und Winddrucklasten.

Dies ist insbesondere anwendbar bei genieteten, liegenden großformatigen Bekleidungen (Faserzement, HPL, Verbundplatten). Die erforderliche Gleitpunktwirkung, um thermische Dehnungen der Tragprofile zu ermöglichen, wird durch das Verformungspotential der biegeweichen Sticks erzeugt. Übliche Langlöcher in den Unterkonstruktion-Systemkomponenten spielen demnach keine Rolle mehr.

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