Die Kunst der Fuge

Fugengestaltung bei Betonfertigteilen

Zur Gestaltung von Fassaden aus Betonfertigteilen bietet die Fuge vielfältige Möglichkeiten – von der originellen Detailplanung über die Ergänzung vorhandener Gebäudestrukturen bis hin zum prägenden Gesamtkonzept.

In den Anfängen der Wandkonstruktionen aus Betonfertigteilen waren Fugen eher gefürchtet: Optisch und bautechnisch ließen sich so manche Elemente buchstäblich nicht recht zusammenfügen. Heute sind die Fugen bei Betonfertigteilen nicht nur Ausdruck der präzisen Herstellung, sondern haben unterschiedliche Aufgaben und Ausführungen. So konnte der kreative Aspekt bei der Konzeption einer vorfabrizierten Betonfassade in den ­Fokus von Planern und Architekten rücken. Dabei ist die Fuge – neben Farbe und Oberflächenbehandlung – zu einem eigenständigen Gestaltungsmerkmal geworden, das den Fassadenentwurf unterstreicht, Akzente setzt oder sogar prägt und dominiert.

Die „Kunst“ der Fuge im Sinne einer nachhaltigen und wirtschaftlichen Architektur kann nur in vollem Umfang zur Entfaltung kommen, wenn auch fachkundig auf der Klaviatur einer Werkstoff- und bauteilgerechten Planung gespielt wird. Schon im Entwurfsstadium sollten daher die Materialeigenschaften des Betons und der Entstehungsprozess eines Fertigteils, sozusagen vom Schaltisch im Werk über den Transport bis zur Montage vor Ort, berücksichtigt werden.

Fugenarten – Konstruktion und Ausführung

Die Ausführung der Fugen nach ihrer konstruktiven Beschaffenheit spiegelt sich in ihrem Erscheinungsbild wider. So lassen sich drei Arten von Fugen unterscheiden: Element­fugen, offene Fugen und Scheinfugen.

Bei den Elementfugen handelt es sich in der Regel um die Fugen zwischen zwei Sandwichelementen mit innenliegender Wärmedämmung. Die Sandwichelemente werden als komplette Bauteile hergestellt und montiert, weshalb diese Fassadenkonstruktion besonders wirtschaftlich ist. Bei den Elementfugen – auch als “echte“ Fugen bezeichnet – handelt es sich also um Fugen, die über den kompletten Bauteilquerschnitt gehen. Daher müssen sowohl die horizontalen als auch die vertikalen Fugen auf allen Seiten eines Elements mit einer Fugenabdichtung verschlossen werden.

Sobald eine Luftzirkulation zwischen dem Betonelement und den dahinter liegenden Wandschichten das Verdunsten der eingedrungenen Feuchtigkeit ermöglicht, können die Fugen offen bleiben. Die einschichtigen bewehrten, mindestens 8 cm dicken Fassadentafeln werden nachträglich zumeist mittels einer Unterkonstruktion aus Edelstahl an der Tragschicht aus Ortbeton oder einem Betonfertigteil befestigt. Die Außenseite der Tragschicht ist meist mit einer Wärmedämmung versehen. Die nachträgliche Montage der vorgehängten Fassadenelemente bedeutet zwar einen höheren Aufwand. Die Fugeneinteilung kann damit allerdings auch unabhängig von der Tragschicht erfolgen.

Über das Prinzip dieser bewährten vorgehängten Fassadenelemente hinaus haben einige Betonfertigteilhersteller in jüngster Zeit Betonfassadenplatten entwickelt, deren Tragfähigkeit statt auf einer Stahleinlage auf der Basis eines Glasfasergewebes beruht. Daher können die Breiten der offenen Fugen zwischen diesen Fassadenplatten wie auch deren Wandstärke geringer dimensioniert werden.

Neben den echten, konstruktiv bedingten Elementfugen gibt es sogenannte Scheinfugen, die rein gestalterische Funktion haben. Sie können sowohl in Sandwich- als auch in vorgehängte Fassadentafeln zusätzlich ein­gebracht werden. Die Vorsatzschale muss dazu eine Mindestdicke von 8 cm haben. Die Scheinfugen können ganz wesentlich die ­Gestaltung und Gliederung des gesamten Fugenbilds einer Fassade beeinflussen.

Fugenbreiten und Fugenabstände

Die Fugen zwischen den Elementen müssen die Herstell- und Montagetoleranzen der Fertigteile ausgleichen. Zudem haben sie die Bewegungen aus Temperatur- und Feuchteveränderungen, die ca. 1 mm/m Wandlänge betragen, aufzufangen. Fugenbreiten von 2 cm haben sich in der Praxis als sinnvoll erwiesen. Der Aufwand, geringere Fugenbreiten mit ebenso befriedigendem Ergebnis zu ­erzielen, muss abgewogen werden.

Als grobe Richtschnur für die maximalen Fugenabstände können bei glatten Flächen 5 bis 6 m angenommen werden. Bei rauen Oberflächen, z. B. bei Waschbeton, sind ­größere Fugenabstände möglich.

Fugenabdichtungen –

Ausführungen, Farben, Besandung

Die Fuge stellt bezüglich der Dichtigkeit der gesamten Wand den schwächsten Punkt der Fassade dar. Daher werden an die Fugenabdichtung in erster Linie hohe bauphysikalische Anforderungen aus den Bereichen Wärme-, Schall-, Feuchte- und Brandschutz (DIN 4108, DIN 4109, DIN 4102) gestellt. Zudem muss sie möglichst witterungsunabhängig ausführbar und dauerhaft ein.

Abgesehen von diesen bautechnischen Aufgaben hat die Fugenabdichtung auch Einfluss auf die Fugengestaltung. Man unterscheidet drei Ausführungen von Fugenabdich­tungen, die jeweils unterschiedlich eingefärbt sein können:
Die elastische Fugenabdichtung gemäß DIN 18540 besteht aus zwei Komponenten, dem Hinterfüllmaterial, z. B. einer vorher eingeschobenen Schaumstoffschnur, und einem darauf aufgetragenen eingefärbten, elastischen Fugendichtstoff. Gestalterisch von Bedeutung ist, dass bestimmte Richtwerte für die Planung der Fugenbreite in Abhängigkeit vom Fugenabstand und für die zulässigen Mindestfugenbreiten am fertiggestellten Bau­werk einzuhalten sind. Die elastische Fuge kann durch eine Besandung in ihrer Erscheinungsstruktur noch gestaltet und so z. B. an die Optik der umgebenden Betonoberflächen angeglichen werden.

Das rein physikalisch wirkende, vorkomprimierte Fugendichtungsband gemäß DIN 18542 aus imprägniertem Polyurethan-Schaum­stoff wird zwischen die Fugenflanken eingezogen, die Vorkomprimierung löst sich nach dem Einbau. Während das Dehnverhalten der Fugenbreite hier ca. 30 bis 50 % der Fugenbreite beträgt, liegt es bei den elastischen Dichtungsmassen bei ca. 25 %. Fugenbänder bzw. -folien gemäß ivd-Merkblatt Nr. 4 aus Polysulfid, Silikon oder auf Elastomer-Basis haften auf den Fugenflanken durch eine Verklebung.

Während diese drei Fugenabdichtungen mit Hilfe von nachträglich eingebrachten Dichtungsmitteln funktionieren, wird bei den konstruktiven Fugen die Dichtigkeit im Wesentlichen durch die Formgebung der Wand-

ränder erreicht. Was die Ausgestaltung der Fuge angeht, so handelt es sich bei den ver­tikalen Fugen ähnlich wie bei den Elementfugen immer um abzudichtende Fugen. Die Horizontalfuge wird als schwellenförmige, offene Fuge ausgeführt.

Fugenkanten – Standardausbildung und mehr

Die Kanten eines Betonfertigteils werden im Fertigteilwerk in der Regel durch das Einlegen von Dreikantleisten gebrochen. Die Herstellung im Negativverfahren wird bei echten Fugen wie bei Scheinfugen angewandt. Es gibt auch eine Stan­dardausführung ohne Dreikantleiste mit leicht abgerundeten Kanten.

Die Ausführung von scharfkantigen Fugen­ausbildungen, also ohne gefaste Kante, ist mit einem höheren Aufwand verbunden und schadensanfälliger als mit Fase, zumindest bei Transport und Montage. Die heutige Präzision der Fertigteilhersteller ist allerdings auch in diesem Punkt hervorragend.

Die dritte Dimension – Ecken und Leibungen

Bei der Eckausbildung von Sandwichelemen­ten schließt der Schenkel der äußeren Betonschale üblicherweise in der Dämmebene ab oder reicht über die Tiefe der gesamten Wand­konstruktion. Vorhangfassaden bieten ähnliche Möglichkeiten. Mit der Ausbildung einer Fuge sollte man es allerdings nicht im Wortsinn auf die Spitze treiben, da die exakte Ausführung einer „Gehrung“ in Beton nur unter wirtschaftlich kaum vertretbaren Bemühun-

gen möglich ist.

Die vertikale Fuge, die etwa nur eine Wand­stärke weit von der Kante eines Gebäudes verläuft, kann zur Gesamtgestaltung herangezogen werden, indem die „Randfuge“ von der Hauptfassade abgewandt geführt oder nach dem Kaffeemühlenprinzip eine Gleichwertigkeit aller Gebäudeseiten unterstrichen wird, wie bei dem Gemeindehaus in Wetter a.d. Ruhr von Schmersahl Biermann Prüßner Architekten, Bad Salzuflen. Über den produktionstechnischen Standard hinaus geht die Erstellung eines längeren Schenkels, der im Fertigteilwerk in einem zweiten Arbeitsgang erstellt werden muss. Transport und Montage haben dann unter verstärkten Schutzvorkehrungen zu erfolgen. Ebenfalls buchstäblich um die Ecke denken bzw. planen heißt es bei Leibungen – nicht nur bei in der Fassade zurückgesetzten Fenstern, sondern auch bei Eingangsbereichen oder Gebäudeeinschnitten, sowie Balkonuntersichten oder anderen vertikalen Versprüngen.

Gliederung der Fassade

Bei der klassischen horizontalen Gliederung wechseln sich Fensterbänder und andere ­offene Bereiche mit geschlossenen Wandflächen ab. Die Nahtstelle von zwei Betonelementen, also die Fuge, verläuft meist in der Achse der tragenden, vielfach auch sichtbaren Konstruktion. So bilden die vertikalen Fugen in Verlängerung von Stützen und möglicherweise Blindelementen in den Fensterbändern einen, wenn auch bewusst untergeordneten Gegenpol zu der waagerechten Ausrichtung einer Bandfassade. Dieser Gestaltungsansatz der horizontalen Gliederung kann bei Fassadenbereichen mit Sonderfunktionen oder anderen Raumfolgen wie bei der Feuer- und Rettungswache in Langenfeld von starkarchitekten, Siegen, mit wenig Aufwand schlüssig fortgeführt werden, indem die dort vorgesehenen Fertigteile die Fugen der Bandfassade in Höhe und Breite aufgreifen.

Ablesbarkeit der inneren Gebäudestruktur

Geschosshohe Betonfertigteile, deren Fugen sich auf der Höhe der Geschossdecken befinden, vermitteln einen nachvollziehbaren Eindruck der Raumhöhen hinter der Fassade. Dieses Prinzip der äußeren Ablesbarkeit von innenliegenden Nutz- und Konstruktionsflächen kann durch die Lage und Anzahl der Fugen vielfach variiert werden.

Nahezu transparent ist die Abfolge von Raumhöhen und tragenden Decken bei der Fassade des Grundbuchamts in Winsen/Luhe von dem Büro ArchitektenRüdiger, Braunschweig. Hier wechseln sich großformatige Fertigteilelemente, die die lichte Raumhöhe nachzeichnen, mit schmalen Fertigteilen ab. Die, wenn auch spielerisch geschossweise versetzt angeordneten, Betonflächen verbinden die Fassade zu einem Ganzen, die horizontalen Fugen betonen die Waagerechte der der tragenden Decken. Die wirtschaftlichste Lösung dieser Vorhangfassade war die Herstellung der raumhohen Fertigteilelemente zusammen mit jeweils einem Schenkel für die Deckenebene.

Ergänzung vorhandener Fugen durch Scheinfugen

Scheinfugen können Strukturen, die durch echte Fugen vorgegeben sind, ergänzen und betonen. Dies ist vielfach bei Fassaden der Fall, die durch Fenster oder andere Öffnungen bereits strukturiert sind und wo eine Fortsetzung dieser Gliederung in anders gestalteten Gebäudebereichen gewünscht wird. Oft ist dann nur die Herstellung eines größeren Fertigteils mit einer oder mehreren Scheinfugen erforderlich. Dies ist wirtschaftlicher als die Produktion, der Transport und die Montage mehrerer kleinerer Fertigteile. Scheinfugen hat z. B. die Fassade des schon erwähnten Grundbuchamtes durch die Herstellung der raumhohen Fassadentafeln mit dem unten angefügten Schenkel: Alle Fugen in der Ebene Unterkante Fenster sind Scheinfugen. Durch den Einsatz derselben Fugenfarbe oder Besandung sind die Scheinfugen von den echten Fugen nicht zu unterscheiden.

Neugliederung

Völlig „ungestaltete“ geschlossene Fassaden­flächen kann der Planer mit Hilfe von Scheinfugen nach Belieben strukturieren. Lediglich mögliche Elementfugen der eigentlichen Fertigteile wird er mit in die Gliederung durch die Scheinfugen einbeziehen.

Führt man diesen Gestaltungsansatz fort, bei der Produktion durch Einlagen auf dem Schaltisch bestimmte Aussparungen im Fertigteil zu erzielen, kann die Scheinfuge über ihre eigentlichen Aufgaben hinaus zu einer gestalterisch völlig freien Form weiterentwickelt werden.

Fugen als prägendes Gestaltungsmittel

Da die eigentliche Fläche der Betonfertig­teilelemente schon quantitativ den weitaus größten Teil einer Fassadenwand ausmacht, kann die Fuge nicht losgelöst von anderen, flächigen Gestaltungsparametern wie Farbe und Oberflächengestaltung betrachtet werden. Erst im Zusammenspiel mit diesen kommt sie zur Geltung.

In wenigen Fällen gehen die Planer einer Fertigteilfassade sogar so weit, das Fugenbild tatsächlich als das entscheidende Ge­staltungsmerkmal einzusetzen. So radikal dieser Gestaltungsansatz im ersten Moment erscheinen mag, so einfach und prägnant sind jedoch diese Fassaden.

Bei der Busstation im französischen Thiais von ECDM Architekten, Paris/F, erfährt der langgestreckte Baukörper durch die vertikalen Fugen eine Gliederung in der Senkrechten. Das Fugenbild ist über die gesamte Fassade absolut konsequent im Wortsinn „durchge­zogen“ worden. Nicht nur Attika und Sockel sowie die Fenster ordnen sich den Fugenachsen unter, sondern diese werden sogar unab­hängig von ganzen Aussparungen aus der Gebäudekubatur rigoros fortgeführt.

Ähnlich radikal ist der Fassadenentwurf für den Erweiterungsbau der Kasseler Walter-Hecker-Schule des ortsansässigen Büros Krahl Architekten BDA. Das Fugenraster der fast 60 m langen Hauptfassade gleicht einem überdimensionalen Mauerwerksverband, wobei die einzelnen Elemente eine minimale Schenkellänge von 5,5 x 1,5 m haben. Die Form der Fenster entspricht einem solchen Element, die Lage der Fenster lässt keinen eindeutigen Rückschluss auf die Anzahl der dahinter liegenden Geschosse zu. Attika und Sockel sind wie die übrigen Fertigteile aus­geführt. Die offenen Fugen mit ihrem Eigenschatten heben sich gegen die hellen anthra­zitfarbenen Betonfertigteile der Vorhangfassade deutlich ab.

Ausblick

Genauso wie Architekten und Planer die „Kunst der Fuge“ an einer Betonfertigteilfassade reizt, genauso ambitioniert plant der Betonfachmann im Fertigteilwerk, die kreativen Ideen – unter Berücksichtigung des gesamten Ausführungsprozesses – zu realisieren. Ein frühzeitiger fachlicher Austausch zwischen Architekten und Hersteller kann daher nicht nur zur kostengünstigen Umsetzung, zu der auch das gemeinsame Entwickeln der Ausführungsdetails gehört, beitragen, sondern auch zum Ausloten gestalterischer Möglichkeiten vom geplanten Fugendetail bis zum Gesamtentwurf der Fertigteile. So kann aus mancher Betonfertigteilfassade, nicht nur in punkto Fuge, auch nachhaltige „Kunst am Bau“ werden.