Neue Lösungen für die Außenwand

Außenwandkonstruktionen in Trockenbauweise

Egal, ob es sich um mehrgeschossige Bürobauten handelt, um Hotels, Wohnanlagen oder Krankenhäuser – der Bestand an Wohn- und Gewerbebauten, die saniert bzw. revitalisiert werden müssen, stellt Investoren und Planer vor große Herausforderungen. So ist die statische Ertüchtigung dieser Gebäude, sofern überhaupt möglich, nicht selten mit einem enormen Aufwand verbunden. Gleichzeitig fordern wirtschaftliche Aspekte die optimale Ausnutzung der vorhandenen Flächen, während die Gesetzgebung und bautechnische Vorgaben die Erfüllung von energetischen und schalltechnischen Anforderungen voraussetzen. Bei Innenstadtlagen kommt häufig auch der Fakt der zeitlich und örtlich beschränkten Anliefermöglichkeit hinzu, was in der Regel einen hohen logistischen Aufwand nach sich zieht. Auch im Neubau ist eine möglichst hohe Gestaltungsfreiheit gefragt. Darüber hinaus müssen moderne Gebäude höchste energetische und schalltechnische Effizienz aufweisen und sich möglichst ansprechend, kostengünstig und schnell realisieren lassen. Örtliche Herausforderungen, wie innerstädti­sche Lagen oder die eventuell begrenzte Tragfähigkeit herausfordernder Untergründe, müssen erfüllt werden. Nicht zuletzt ist im Zuge des nachhaltigen Umgangs mit unserer Erde grundsätzlich eine ressourcenschonen­de Bauweise gefragt.

Alles zusammen schlägt sich in den Anforderungen an moderne Fassadenkonstruktionen nieder. Moderne Fassadensysteme machen hier den klassischen, massiven Bauweisen Ziegel, Beton und Kalksandstein Kon­kurrenz. Insbesondere Trockenbaulösungen bieten zahlreiche Vorteile. Die leichten Außenwandkonstruktionen bieten sich als Alternative an, die – analog zum Innenausbau – die Anforderungen moderner Architektur an eine schlanke, leichte Konstruktion ebenso gut abdecken wie Ansprüche an die Statik und die Bauphysik.

Moderne Leichtbau-Fassadensysteme

Als zeitgemäße Lösung hat sich beispiels­weise die Knauf Außenwand mit Aquapanel Technologie erwiesen, eine Wandkonstruk­tion in Stahlleichtbauweise auf Basis bewährter Trockenbau-Komponenten wie der zementgebundenen Trägerplatte Aquapanel Cement Board Outdoor. Das Wandsystem ist in drei Varianten erhältlich: als eingestellte (Bild 2) oder vorgestellte (Bild 3) Doppelständerkonstruktion, als Einfachständerkonstruktion plus Wärmedämm-Verbundsystem (Bild 4) sowie als Doppelständerkonstruktion plus Vorhangfassade (Bild 5). Bei allen drei Wandkonstruktionen handelt es sich um nichttragende Außenwände, d. h. die Außenwand trägt die Wind- und ihre Eigenlast in die Primärkonstruktion ab, nicht jedoch Lasten aus darüber liegenden Geschossdecken oder Dachkonstruktionen.

Die Standardlösung für Wohn- und Nichtwohngebäude, z. B. Wohn-, Büro-, Hotelgebäude, Krankenhäuser, Schulen etc. ist eine Doppelständerkonstruktion, die eingestellt oder vorgestellt montiert wird. Sie kommt bei 315 mm Wand­dicke auf ein Eigengewicht von 74,5 kg/m², auf einen Wärmedurchgangskoeffizienten Uw = U0+UWB,Profil = 0,185 W/(m²K) (ungestörte Wand, Metallprofile sind berücksichtigt) sowie auf eine Schalldämmung von

Rw ≤ 73 dB, in Anlehnung an Prüfbericht L 0044-09.15. Alle brandschutztechnisch relevanten Baustoffe für diese Lösung sind aus der Baustoffklasse A nicht brennbar, gemäß DIN EN 13501-1.

Für Sanierungsfälle mit vorhandenen Außenwänden in massiver Bauweise und Wärmedämm-Verbundsystem (WDVS) bietet sich die 267,5 mm dicke Einfachständerwand plus WDVS an. Der U-Wert Uw = U0+UWB,Profil dieser Konstruktion beträgt 0,211 W/(m²K) (ungestörte Wand, Metallprofile sind berücksichtigt). Das Schalldämmmaß ist Rw ≤ 50 dB, in Anlehnung an Prüfbericht AC3-D2-05-XIX. Auch hier entsprechen alle brandschutztechnisch relevanten Baustoffe Baustoffklasse A, nicht brennbar, gem. DIN EN 13501-1.

Für vorgehängte hinterlüftete Fassaden (VHF) optimiert wurde die 72,6 kg/m² leichte Doppelständerkonstruktion plus Vorhangfassade. Bei einer Dicke von 345 mm erreicht sie einen Wärmedurchgangskoeffizienten von

Uw = U0+UWB,Profil = 0,189 W/(m2K) (ungestörte Wand, Metallprofile sind berücksichtigt). Das Schalldämmmaß beträgt Rw ≤ 73 dB, in Anlehnung an Prüfbericht L 0044-09.15. Alle brandschutztechnisch relevanten Baustoffe sind aus der Baustoffklasse A, nicht brennbar, gem. DIN EN 13501-1.

Hohe Gestaltungsvielfalt bei geringem Primärenergieverbrauch

Die verschiedenen Konstruktionsvarianten erlauben die Realisierung von Fassadenoberflächen mit großer Gestaltungsvielfalt. Putzsysteme sind ebenso möglich wie Klinkerriemchen, Keramik, Glas und Metall. Darüber hinaus lassen sich gebogene und gerundete Fassaden herstellen, sodass auch dreidimensional gestaltete Wände möglich sind. Nicht zuletzt geht die geringere Masse der Knauf Außenwand durch EPD zertifizierten Einzelkomponenten mit einer Reduzierung der für die Fassadenkonstruktion notwendigen Primärenergie einher. Niedrigere Transport- und Energiekosten sowie Wassereinsparung bei der Verarbeitung aufgrund der Trockenbauweise tragen zu einer positiven Ökobilanz bei. Hinzu kommt die einfachere Demontage/Entsorgung der LEED-konformen Bauteile der Konstruktion am Ende der Nutzungsdauer. So zeigt die Ökobilanz, dass der CO2-Ausstoß bei der Materialherstellung einer Knauf Außenwand um rund 30 % pro m2 niedriger liegt als bei einer Mauerwerkswand. Genauer gesagt, beträgt die Emission bei Lochziegelmauerwerk mit WDVS und Oberputz 30,4 kg CO2/m2, bei Lochziegelmauerwerk, hochwärmegedämmt mit Oberputz 40,2 kg CO2/m2. Der Wert für eine vergleichbare Knauf Außenwand mit Oberputz liegt bei 21,33 kg CO2/m2.

Nicht brennbar und schalltechnisch überzeugend

Das Brandverhalten der Knauf Außenwand ist in seinen Einzelbauteilen als „nicht brennbar“ einzustufen. Durch den Einsatz ergänzender oder alternativer Oberflächenbekleidungen ist das Brandverhalten den objektbezogenen Anforderungen an den Brandschutz anzupassen. Die Feuerwiderstandsdauer von 30 min erreicht eine „ungestörte Wandkonstruktion“ bspw. durch die Beplankung des inneren Ständerwerks mit 2 x 12,5 mm Knauf Diamant Gipsplatten.

Weil die Außenwand aus Trockenbauelementen auf dem Feder-Masse-System in Bezug auf den Schallschutz basiert, erzielt sie zudem hohe Schalldämmmaße. Die „ungestörte Wand“ der Doppelständerkonstruktion wird bspw.mit einem Schalldämmmaß von Rw = 73 dB nachgewiesen. Durch die Aufnahme dynamischer Lasten ist nicht zuletzt eine hohe Erdbebensicherheit gewährleistet. Außerdem ist die Bauweise reversibel und flexibel. Somit lassen sich auch Rohbautoleranzen kompensieren sowie gegebenenfalls Planungsanpassungen leicht umsetzen.

Außenwandlösungen in Trockenbauweise erzielen als Leichtbaukonstruktionen, bei gleichen Wärmeschutzanforderungen, im Vergleich der jeweiligen Fassadengewichte zwischen verschiedenen Konstruktionsweisen mit 75 kg/m2 die besten Werte, gefolgt von Porenbeton, der bei gleichen Bedingungen 64 % mehr Flächengewicht auf die Waage bringt (122 kg/m2 bei einer Steindicke von 36,5 cm + 2 cm Putz). Darauf folgen mineralfaserverfüllte Lochziegel mit + 211 % Flächen-

gewicht (232 kg/m2 bei einer Steindicke von 36,5 cm + 2 cm Putz), den Abschluss bildet eine Konstruktionsweise aus Kalksandstein mit Wärmedämmverbundsystem mit einem Flächengewicht + 369 % (bei einer Steindicke von 17,5 cm + 2 cm Putz + 18 cm Dämmung).

Frühe Einbindung in Planung optimal

Anforderungen aus statischer und bauphy­sikalischer Sicht an die Gebäudehülle sind auch für die leichte Außenwand zu erbringen. Dies gilt für den objektbezogenen statischen Nachweis ebenso wie für bauphysikalische Nachweise (Wärme-, Brand, und Schallschutz). Hierzu bietet die Industrie Hilfestellungen durch Vorbemessungen sowie Systemempfehlungen an. Um die Vorteile der leichten Außenwand für Gewichtseinsparungen statisch nutzbar zu machen, sollte diese Option im Idealfall bereits in einem frühen Planungsstadium in Betracht gezogen werden – auch deshalb, weil die Leichtbaukonstruktion eine detaillierte Planung der Außenwand erfordert, um alle Nutzungsoptionen zu berücksichtigen. Ein entsprechendes Beratungsangebot ist durch die Industrie gegeben. Einer allgemeinen bauaufsichtlichen Zulassung als System bedarf eine nichttragende Außenwand nicht. Wenn ein Standsicherheitsnachweis sowie energetische, schall- und brandschutztechnischen Nachweise für die leichte Außenwand geführt wurden, sind damit alle baurechtlichen Anforderungen erfüllt.

Fazit

Angesichts der heutigen Anforderungen an die Fassade bezüglich der optimalen Flächenausnutzung, der Gewichtsersparnis, energetischer und schalltechnischer Ansprüche sowie optischer und terminlicher Wunschvorstellun­gen geraten traditionelle Lösungen häufig an die Grenzen ihrer Leistungsfähigkeit. Als Alternative punkten insbesondere speziell für die Nutzung als Außenhaut entwickelte leichte Außenwandkonstruktionen, da sie bezüglich Wirtschaftlichkeit, Nachhaltigkeit und Bauphysik den traditionellen Materialien in mancher Hinsicht überlegen sind. So erweisen sich Außenwandkonstruktionen in Trockenbauweise als leichte, schnell zu errichtende ökologische Konstruktionen, die optimale Schall- und Wärme- sowie Brandschutzqualitäten mit der Möglichkeit einer variantenreichen Fassadenoptik vereinen.

DURCHDRINGUNGEN MIT SYSTEM

Durchdringungen bei Außenwand­konstruktionen in Trockenbauweise:

Wie bei allen Außenwänden muss auch bei Außenwandkonstruktionen in Trockenbauweise die Luftdichtigkeit gewährleistet sein. In einer Außenwand in Metallständerbauweise wird hierfür üblicherweise eine geeignete Folie verlegt. Für Leitungen oder Kabeldurchführungen bieten die Hersteller entsprechende Dichtmanschetten und gedichtete Hohlraumdosen an, mit denen die Luftdichtheit aufrecht erhalten werden kann.