Technisch und optisch mangelhaft
Verwölbungen in einer Aluminiumfassade

Zusammenfassung

Bei einer hinterlüfteten Außenwandbekleidung aus Aluminiumpaneelen waren insbesondere unterhalb einiger Fenster Schadensbilder in Form von Verwölbungen einzelner Paneele aufgetreten. Die vorgenommene Untersuchung ergab, dass die ­Paneele dort bereichsweise press gestoßen waren. Darüber hinaus bestand bei den Fensterblechen Kontakt zwischen den Bordprofilen, den Lisenen der Fensterlaibungen und den Paneelen der Aluminiumfassade.

Die Verwölbungen sind auf thermisch bedingte Verformungen der Paneele zurückzuführen. Die technische Anforderung einer zwängungsfreien Montage war nicht erfüllt. Trotz Einhaltung sogar der erhöhten Anforderungen an die Ebenheitstoleranzen stellen die Verwölbungen zudem eine nicht hinnehmbare optische Beeinträchtigung dar. Die erforderliche Nacharbeit zur Beseitigung des technischen Mangels sowie der optischen Beeinträchtigung ist mit einem vergleichsweise hohen Aufwand verbunden; sie ist dennoch erforderlich.

Sachverhalt

Ein neu errichtetes Geschäftsgebäude wies eine Aluminiumfassade auf. Insbesondere im Bereich unterhalb von Fenstern wurden noch innerhalb der Gewährleistungsfrist Verwölbungen bzw. Beulen in einzelnen Aluminium-paneelen festgestellt. Nach Ansicht des Eigentümers stellte dies einen technischen Mangel wie auch eine optische Beeinträchtigung dar. Seitens der ausführenden Firma wurde das Vorliegen eines Mangels bzw. einer Beeinträchtigung bestritten.

Zur Klärung des Sachverhaltes sollte im Rahmen einer Begutachtung bewertet werden, auf welche Ursache die Schadensbilder zurückzuführen waren. Darüber hinaus sollte eine Beurteilung erfolgen, inwieweit tatsächlich ein technischer Mangel bzw. eine optische Beeinträchtigung vorlag.

Feststellungen

Die Außenwände des Gebäudes waren aus Stahlbeton errichtet und mit einer kaschierten Mineralfaserdämmung gedämmt. Als hinterlüftete Außenwandbekleidung war auf einer Metall-Unterkonstruktion die Aluminiumfassade montiert. Sie bestand aus vertikal ausgerichteten, aluminuimfarben beschichteten Paneelen mit einer Breite von jeweils 25 cm. Die Befestigung der Paneele auf der Unterkonstruktion war verdeckt mittels Schrauben erfolgt. Dabei war die Verschraubung jeweils nur bei einer Langseite jedes Paneels erfolgt, während die gegenüber liegende Langseite mittels Nut- und Federverbindung gestoßen war.

Insbesondere unterhalb der Fenster wiesen mehrere Paneele geringe Verwölbungen bzw. Beulen auf (Bild 1). Das Schadensbild war im Wesentlichen bei der Südfassade vorhanden, es wurden jedoch vereinzelt auch bei der West- und Ostfassade vergleichbare Schadensbilder festgestellt. Im Bereich der Nordfassade gab es keine Schadensbilder.

Die Verwölbungen wurden aus unterschiedlichen gebrauchsüblichen Positionen – das heißt, aufrecht stehend aus verschiedenen Blickwinkeln und Entfernungen – begutachtet. Sie waren sowohl bei direkter Sonnenbestrahlung wie auch bei diffusem Licht sichtbar, jedoch nicht auffällig (vgl. Bild 1). Eine Messung der Ebenheit ergab, dass die Verwölbungen bereits bei geringen Stichmaßen von weniger als 1 mm sichtbar waren.

Im Flächenbereich der Fassade waren bei den Stößen im Bereich der Nut- und Federverbindungen im Regelfall schmale Schattenfugen vorhanden. Insbesondere in den geschädigten Bereichen wurde festgestellt, dass die Fugen zwischen den Paneelen dort partiell press gestoßen waren. Bild 2 zeigt ein Paneel, bei dem die linke Fuge als Schattenfuge ausgebildet war. Die rechte Fuge war hingegen press gestoßen (Bild 3).

An den Fensterbrüstungen befanden sich Aluminium-Fensterbleche, auf die seitlich Bordprofile aufgesteckt waren. Bei den seitlichen Fensterlaibungen waren Lisenen montiert, die als Vierkantprofil ausge­bildet waren (Bild 4). Die Lisenen waren im hinteren Laibungsbereich bei den Führungsschienen der Rollläden gleitend gelagert (Bild 5). Im vorderen Laibungsbereich waren sie mit den Paneelen der Fassade press gestoßen (Bild 6). Auch an den Bordprofilen der Fensterbleche lagen die Lisenen im vorderen Laibungsbereich unmittelbar an (Bild 7).

Es wurden mehrere geschädigte Bereiche bei Fenstern im Bereich der Süd-, West- und Ostfassade untersucht. Dabei ergaben sich jeweils vergleichbare Feststellungen.

Bewertung

Die Paneele der Aluminiumfassade besaßen

an einer Langseite eine verdeckte Befestigung und an der anderen Seite einen Verbund durch Nut und Feder. Aufgrund der vorhandenen Befestigung ist die Wärmedehnung der Paneele bei den teils press gestoßenen Fugen behindert. Üblicherweise können sich die Paneele bei den Nut-und-Feder-Verbindungen zwangsfrei verformen. Durch den Kontakt ist dies nicht möglich, so dass es infolge der Wärmedehnung zu einer geringen Zwangsbeanspruchung in den Paneelen kommt. Spe­­­ziell bei den Fensterblechen war die Verformung darüber hinaus infolge der direkten Stöße zwischen Bordprofil, Lisene und Paneel zusätzlich behindert. Dies kann letztlich zu den festgestellten Verformungen in Form von Verwölbungen und Beulen in den Paneelen führen.

Die Bewertung, dass eine behinderte Wärmedehnung bzw. eine thermisch bedingte Zwangsbeanspruchung schadensursächlich ist, wird durch die bei den einzelnen Fassaden unterschiedlichen Schadensbilder gestützt. Die intensivsten Schadensbilder wurden bei der Südfassade festgestellt. Bei der thermisch weniger beanspruchten West- und Ostfassade waren nur vereinzelt Schadensbilder vorhanden. Bei der thermisch kaum beanspruchten Nordfassade wurden keine Paneele mit Verwölbungen vorgefunden.

Entsprechend der IFBS-Richtlinie für die„Pla­-
nung und Ausführung von Dach-, Wand- und Deckenkonstruktionen aus Metallprofiltafeln“
[1] sind Zwängungen aus temperaturbedingten Längenänderungen zu berücksichtigen bzw. ist eine zwängungsfreie Montage erforderlich. Die partiell fehlenden Dehnmöglichkeiten der Paneele stellen insofern einen technischen Mangel dar. Dies gilt allgemein für hinterlüftete Außenwandbekleidungen. Auch die DIN
18516-1 [2] enthält die Anforderung, eine zwän­gungsfreie Montage vorzunehmen bzw. thermische Längenänderungen zu berücksichtigen. Allerdings sind die Regelungen der DIN 18516-1 [2] in diesem Fall nicht zugrunde zu legen, da im Anwendungsbereich der Norm „brettformatige“ Elemente mit einer Breite bis zu 30 cm bei ausreichend enger Unterstützung durch die Unterkonstruktion ausgenommen sind.

Der starre Anschluss der Lisenen bei den Bordprofilen der Fensterbleche in Verbindung mit den press gestoßenen Fugen zu den Fassadenpaneelen bewirkt, dass dort keine thermischen Längenänderungen aufgenommen werden können. Die vorhandene Ausführung begünstigt somit Zwängungen, die in der Folge zu den beobachteten Verwölbungen und Beulen in der Fassade führen können. Die Ausführung entsprach hier nicht der Werkplanung, in der eine Schattenfuge zwischen Lisene und Fassadenpaneel vorgesehen war. Insofern liegt neben der technisch mangelhaften Ausführung auch eine Planungsabweichung vor.

Unabhängig von dem technischen Ausführungsmangel und der Planungsabweichung stellen die sichtbaren Verwölbungen der Paneele eine optische Beeinträchtigung dar. Sie waren aus gebrauchsüblichen Positionen sichtbar. Das Gewicht des optischen Erscheinungsbildes der Fassade eines Gebäudes ist als wichtig einzustufen, soweit die Fassade bei den betroffenen Stellen – wie hier – z. B. von Besuchern gesehen werden kann. Nach der zur Beurteilung optischer Unregelmäßigkeiten vielfach zugrunde gelegten Bewertungsmatrix [5] sind die Verwölbungen daher „nicht hinnehmbar“. Insofern wäre auch völlig losgelöst vom technischen Mangel und trotz Einhaltung der Ebenheitsanforderungen gemäß DIN 18202 [4] aus technischer Sicht eine Nacharbeit erforderlich.

Ergänzend sei angemerkt, dass die hier vorhandene aluminiumfarbene Beschichtung (RAL 9006) der Fassadenpaneele bereits bei geringfügigen Neigungsänderungen der Oberflächen zu optischen Unregelmäßigkeiten führt. Dies begründet sich mit den in der Beschichtung eingelagerten Metallicpigmenten, die eine einheitliche Ausrichtung aufweisen [3]. Das heißt, dass selbst sehr geringfügige Verformungen für den Betrachter wahrnehmbar sind. Dies trifft auch dann noch zu, wenn selbst die erhöhten Anforderungen an die Maßtoleranzen [4] eingehalten sind.

Instandsetzung

Zur Mangelbeseitigung ist es erforderlich, die geschädigten Paneele auszubauen und eine ausreichende Verformungsmöglichkeit sicherzustellen. Hierbei stellt sich das Problem, dass aufgrund des Nut- und Federsystems sowie der verdeckten Befestigung der Austausch einzelner Paneele nicht möglich ist. Stattdessen ist es erforderlich – auch wenn nur lokal im Bereich unterhalb der Fenster Schadensbilder vorhanden waren – jeweils ganze Bereiche der Fassade zu überarbeiten.

Der Aufwand zur Mangelbeseitigung ist – verglichen mit den vorliegenden Schadensbildern – vergleichsweise hoch. Dennoch sind die Maßnahmen aus technischer Sicht durchzuführen, da eine zwängungsfreie Montage der Paneele erforderlich ist und die Verwölbungen eine nicht hinnehmbare optische Beeinträchtigung darstellen.

Literatur
[1] IFBS-Industrieverband für Bausysteme im Metall-
leichtbau e.V.: „Richtlinie für die Planung und Aus-
führung von Dach-, Wand- und Deckenkonstrukti-
onen aus Metallprofiltafeln“, Ausgabe 04/2009
[2] DIN 18516-1:2010-06: „Außenwandbekleidungen, hinterlüftet – Anforderungen, Prüfgrundsätze“
[3] Fick, K., Kniese, A., Lubinski, F., Pfeifer, H.: „Schä-
den an Fassaden und Dachdeckungen aus Alu- minium und Stahl“, Reihe „Schadenfreies Bauen“, Fraunhofer IRB-Verlag, 3. Auflage, 2010
[4] DIN 18202:2013-04: „Toleranzen im Hochbau – Bau-
werke“
[5] Oswald, R., Abel, R.: „Hinzunehmende Unregel-
mäßigkeiten bei Gebäuden“, 3. Auflage, Vieweg- Verlag, 2005

Quintessenz

– Bei der Planung und Ausführung hinter-
lüfteter Außenwandbekleidungen sind grundsätzlich temperaturbedingte Län- genänderungen zu berücksichtigen.
– Bei Behinderung der Verformungsmög-
lichkeit von Metallpaneelen kann es zur Bildung von Verwölbungen bzw. Beulen kommen.
– Verwölbungen können selbst bei Ein-
haltung der erhöhten Anforderungen an die Ebenheit sichtbar sein und eine nicht hinnehmbare optische Beeinträch- tigung darstellen.

Schon gewusst?

Mancher Leser wird sich fragen, warum die Aluminiumpaneele mit einer aluminiumfarbenen Beschichtung versehen wurden. Walzblankes Aluminium überzieht sich infolge einer Reaktion mit dem Sauerstoff der Luft mit einer Oxidschicht, die das Metall vor weiterer Oxidation schützt. Aus technisch-funktionaler Sicht ist – im Gegensatz zu dem bei Eisen und Stahl mit Ausnahme wetterfester und nichtrostender Stähle erforderlichen Korrosionsschutz – daher keine Beschichtung der Aluminiumpaneele erforderlich.
Der Grund dafür, dass dennoch eine Beschichtung der Aluminiumpaneele vorgenommen wurde liegt darin, dass die Bildung der Oxidschicht von mehreren Faktoren abhängt. Das Ergebnis ist in dekorativer Hinsicht unter Baustellenbedingungen daher nicht sicher vorhersehbar. Insbesondere kann Feuchtigkeit zwischen gestapelten walzblanken Aluminiumpaneelen zur Bildung der sogenannten Brunnenwasserschwärze führen. Die Aluminiumoberfläche färbt sich dabei aufgrund einer unvollständigen Oxidation partiell dunkel. In technisch-funktionaler Hinsicht ist dies unbedeutend. In dekorativer Hinsicht ist jedoch der Austausch der betroffenen Paneele erforderlich, da die Brunnenwasserschwärze nicht mehr entfernt werden kann.
Vor diesem Hintergrund ist eine Beschichtung des walzblanken Aluminiums zweckmäßig. Jedoch sollten hierzu – entgegen dem beschriebenen Schadensfall – nicht die Farb­töne RAL 9006 (weißaluminium) oder RAL 9007 (graualuminium) verwendet werden. Diesen Farbtönen wird nämlich Aluminiumpulver bzw. Eisenglimmer zugesetzt. Die Ausrichtung der Metallicpigmente führt dazu, dass bereits sehr geringe Neigungsänderungen der Oberfläche – z.B. infolge Verwölbungen – sichtbar sind. Daher sollten die Farbtöne RAL 9006 und RAL 9007 allgemein nicht für dekorative Zwecke eingesetzt werden.

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