Archiv des Autors: mgoldmann1

Energetisch runde Sache

Veröffentlicht am von
Kommentar
Heiz- und Klimatechnik, Teil V: Der neue Verwaltungsbau der Wagner & Co Solartechnik wird mit einem luftgeführten System und ohne Wärmepumpe nur mit Grundwasser beheizt und gekühlt. Lediglich an sehr kalten Tagen wird eine Pelletsheizung zugeschaltet. / Von Marion Goldmann Der neue Verwaltungsbau der Wagner & Co Solartechnik Dass Bürogebäude als Passivhäuser errichtet werden, ist zwar nicht die Regel, kommt aber schon seit Längerem vor.Dennoch entstehen mit innovativen Konzepten immer wieder interessante Projekte, wie das „Sonnenforum“ im hessischen Cölbe. Hinter dem Büroneubau der Firma Wagner & Co Solartechnik stehen nicht nur ein besonders ambitionierter Bauherr, sondern auch mit dem energetischen Bauen vertraute Architekten. Freitag Hartmann Sinz Architekten aus Berlin hatten 2009 den Wettbewerb gewonnen, weil ihr Konzept überzeugend architektonische Gestaltung mit Energieeffizienz verknüpfte. Christian Hartmann: „Bei diesem Projekt haben wir unsere Erfahrungen mit energiesparenden Bauweisen sehr konsequent umgesetzt.“ Mit dem Ende Juli eröffneten Gebäude entstand ein zweigeschossiger Rundbau mit rund 100 Büroarbeitsplätzen, der ein Atrium als Kommunikations- und Erschließungszone umgibt. Die Organisation der Nutzung auf nur zwei Ebenen mit dem zentralen Atrium ermöglicht eine energetisch günstige kompakte Bauform und schafft kurze Wege. In einem inneren massiven Ring sind Technik- und Nebenräume untergebracht. Gleichzeitig dient er als Speichermasse. Bei der Fassade handelt es sich um eine vorgefertigte Holzelementkonstruktion mit dreifach verglasten Fenstern und eingeblasener Zellulosedämmung. Der Heizwärmebedarf für den Verwaltungsbau mit einer Geschossfläche von rund 2.300 Quadratmetern beträgt 13 kWh/m²a, was lediglich etwa 3.000 Litern Heizöl entspricht. Klimatechnik Der extrem geringe Heizenergiebedarf wird ausschließlich über die Lüftungsanlage inklusive Wärmerückgewinnung gedeckt. Dafür wurde ein innovatives Lüftungskonzept mit luftdurchströmten Deckenelementen (System Kiefer) installiert, das gleichzeitig das Gebäude mit Frischluft versorgt. Die Zuluftkanäle sind in die Betondecken eingegossen und bestehen aus gerippten Aluminiumrohren, die für eine optimale Wärmeübertragung in die Betondecken sorgen. Es wurde also nicht, wie sonst üblich, ein wassergekühltes System verwendet. Darauf hatte der Bauherr Wert gelegt, auch um spätere Schäden, zum Beispiel durch Anbohren von außen, zu vermeiden. Die Frischluft wird mittels direkter thermischer Grundwassernutzung über einen Wasser-Luft-Wärmetauscher im Winter vorgewärmt und im Sommer gekühlt. Dazu wird die Luft zunächst von außen angesaugt und durch einen Kanal im Erdreich bis ins Gebäudeinnere geführt. Sie wird dadurch im Winter um etwa fünf bis sechs Grad Kelvin vorgewärmt und im Sommer um dieses Niveau heruntergekühlt. Im Winter wird die Temperatur zudem mithilfe von Grundwasser über den Wasser-Luft-Wärmetauscher um fünf Grad Kelvin angehoben. Den Rest bis zum Erreichen der Raumtemperatur deckt die Lüftungsanlage über die Wärmerückgewinnung. Im Sommer wird die Außenluft durch die Grundwassernutzung auf Temperaturen von etwa 13 Grad Celsius gekühlt. Dieses Konzept wurde zur Vermeidung einer Wärmepumpe gewählt, die Strom verbraucht. Energie-Konzept: Kühlung der Zuluft und Vorwärmung der Frischluft durch Luft-Wasser-Wärmetauscher mittels thermischer Grundwassernutzung. Kombination von Zulufttemperierung und Bauteilaktivierung durch Luftführung in den Betondecken. Detaillierte Vorhersage Weiterhin hat die runde Form des Gebäudes zu der Entscheidung geführt, keine zentrale, sondern pro Etage vier Lüftungsanlagen zu installieren. Diese segmentweise Unterteilung wurde notwendig, weil jeder Raum in eine andere Himmelsrichtung weist. Entsprechend unterschiedlich sind die raumklimatischen Anforderungen. Zwar benötigt die dezentral organisierte Lüftung eine aufwendigere Steuer- und ­Regeltechnik. Aber die geringen Leitungsquerschnitte der kleineren Anlagen wiegen diesen Nachteil bei Weitem auf. Sie sind nicht nur kostengünstiger, sondern sparen auch Platz. Hartmann: „Aufgrund der thermisch aktivierten Betondecken musste der abgehängte Deckenbereich in den Büroräumen möglichst klein sein.“ Beim energetischen Bauen ist es wichtig, frühzeitig einzuschätzen, wie effizient das anvisierte bau- und anlagentechnische Konzept später tatsächlich ist. Dazu müssen die klimatischen Verhältnisse im Gebäude vorhergesehen werden können, um geplante Maßnahmen rechtzeitig zu optimieren. Beim Sonnenforum wurde dafür durch das Berliner Ingenieurbüro Sick eine aufwendige dynamische Gebäudesimulation durchgeführt, bei der in einem Mehrzonenmodell eine differenzierte Energiebedarfsberechnung für die Heizenergie und den Kühlungsbedarf erstellt wurde. Eine Besonderheit stellt die modelltechnische Abbildung der integrierten Lüftung und Bauteilaktivierung dar. Ein solches System korrekt abzubilden und den Funktionsnachweis zu liefern, ist ohne eine dynamische, gekoppelte Gebäude- und Anlagensimulation nicht möglich. Dynamische Gebäudesimulation: Mithilfe eines Mehrzonenmodells wurde der Energiebedarf für Heizung und Kühlung berechnet; die bau- und anlagentechnischen Komponeten des Gebäudes wurden nach Passivhausstandard optimiert. Als Simulationswerkzeug wurde das Programm TRNSYS 16.1 eingesetzt und für die Klimadaten das Testreferenzjahr Nr. 7 mit Sommerextremwerten ausgewählt. Für das Gebäude-Modell wurde wegen der Symmetrie 1/8-Kreissegment ausgewählt und mit fünf thermischen Zonen modelliert. Es wurde sukzessive immer wieder um 45 Grad gedreht, wodurch die Abhängigkeit von der Orientierung ermittelt und damit auch die Bilanz des Gesamtgebäudes ermöglicht wurde. Die Nutzungs-Randbedingungen hatte der Bauherr geliefert. Sie basieren auf langjährigen Erfahrungen mit dem ersten Passivhaus, das die Firma Wagner bereits 1998 erbaut hat. Nach einigen Optimierungen wiesen die ­Resultate für den Wärme- und Kältebedarf und die Komfortparameter in allen acht Segmenten Passivhausstandard und hohen thermischen Komfort auf. Unter anderem wurden der Dämmstandard der baulichen Hüllflächen ­sowie die Steuerung und Regelung des Sonnenschutzes angepasst. Vor allem aber konnten die Betriebszeiten der Lüftung durch eine niedrigere Temperatur der Zuluft im Sommer und eine höhere Temperatur im Winter ­drastisch reduziert werden. Hartmann: „Bei uns steht die Architektur zwar an vorderer Stelle, die Integration von Gebäudetechnik und energiesparenden Systemen ist aber ebenso faszinierend.“  

Energielabel für Aufzüge

Veröffentlicht am von
1
Mit der VDI-Richtlinie 4707 lassen sich Aufzüge erstmals energetisch bewerten / Von Dieter Roas Viel benutzt: Aufzugsanlage im Flughafen Helsinki-Vantaa. Auch wenn es in Deutschland Pflicht ist, die Energieeffizienz für die Gebäude auszuweisen, so gilt das nicht zwangsläufig für ihre technische Ausrüstung. Zum Beispiel kann eine Aufzugsanlage bis zu sieben Prozent des gesamten Stroms eines Gebäudes verbrauchen. Doch Vorgaben zur Reduzierung des Verbrauchs sind weder in der europäischen Richtlinie für die Gesamtenergieeffizienz von Gebäuden noch in der deutschen Energieeinsparverordnung (EnEV) enthalten. Vor dem Hintergrund der wachsenden Bedeutung ökonomischer, ökologischer und sozialer Nachhaltigkeit hat die Aufzugsindustrie schon vor einiger Zeit freiwillig Position bezogen und gemeinsam mit Prüfinstitutionen und dem Verband Deutscher Ingenieure die Richtlinie VDI 4707 „Energieeffizienz von Aufzügen“ ins Leben gerufen. Erste Aufzugsanlagen sind mittlerweile zertifiziert. Die Richtlinie 4707 bildet derzeit die einzige Grundlage, um den Energiebedarf von Aufzugsanlagen einheitlich zu bestimmen und ein Labelling zu ermöglichen. Aktuelle Zertifizierungen erfolgen nach Blatt 1, „Aufzüge; Energieeffizienz“ (Ausgabe 2009-03). In diesem Blatt ist ein Verfahren festgelegt, nach dem der ganze Aufzug je nach Nutzungskategorie nach seinem Energiebedarf bei Stillstand und Fahrt klassifiziert wird. Ziel des in Erarbeitung befindlichen Blatts 2 ist es, eine solche Klassifizierung auch auf Basis der Energieeffizienz der einzelnen Komponenten zu ermöglichen. Schon mit Blatt 1 erhalten Bauherren und Architekten eine zuverlässige Orientierung, um den Energiebedarf und die Wirtschaftlichkeit der gesamten Anlage einzuschätzen. Aufzugsbetreiber können die Betriebskosten ihrer Anlagen senken und Optimierungspotenziale bei der Instandhaltung ausschöpfen. Ähnlich wie bei Haushaltsgeräten und der Gebäudetechnik werden erstmals Energieeffizienzklassen von A bis G definiert. Zu beachten ist, dass die Klassifizierung nach VDI 4707 nur für den Aufzug im geplanten Nutzungsumfang gilt. Für Architekten bestehen bereits in der Planungsphase Eingriffsmöglichkeiten, um eine energieeffiziente und gleichzeitig passende Aufzugsanlage ins Gebäudekonzept zu integrieren. Schon beim Einholen von Angeboten sollte das Nutzungsprofil des Aufzugs im Vordergrund stehen. Dazu ist durch Angabe von Fahrt- und Stillstandszeiten die Nutzungskategorie zu definieren. Nur so kann die am besten geeignete Anlage hinsichtlich Gebrauchstauglichkeit und Energieeffizienzklasse, einschließlich der Zertifikate, installiert werden. Bestimmung der Energieeffizienz Umgesetzt wird die VDI-Richtlinie, indem die Aufzugsanlage von einer unabhängigen Prüforganisation zertifiziert wird. Die Zertifizierung kann sowohl für neu geplante als auch für bestehende Aufzugsanlagen erfolgen. Die Ermittlung des Energiebedarfs eines Aufzugs erfolgt in drei Schritten:
  • Festlegung der Nutzungskategorie
  • Ermittlung der Stillstandszeiten (Stand-by-Verbrauch)
  • Bestimmung der Fahrtzeiten (Betrieb)
    • Je nach Einsatzsituation der Aufzugsanlage werden die Ergebnisse der drei Prüfschritte unterschiedlich gewertet. Je geringer zum Beispiel eine Aufzugsanlage ausgelastet ist, desto mehr rückt der Energieverbrauch des Stand-by-Modus in den Fokus. Die Ergebnisse aller drei Schritte werden mit den Referenzwerten der VDI-Richtlinie 4707 verglichen und die Aufzugsanlage einer dementsprechenden Energieeffizienzklasse zugewiesen. Einordnung in Nutzungskategorien Je nach Fahrzeit und Fahrzyklen pro Tag wird der Aufzug in eine von fünf Nutzungskategorien von 1 (geringste Nutzung) bis 5 (höchste Nutzung) eingeordnet. Betrachtet werden zudem die durchschnittliche Stillstandszeit in Stunden pro Tag sowie typische Gebäude- und Verwendungsarten. Letztere gliedern sich unter anderem in ein Wohnhaus mit bis zu sechs Wohnungen in Kategorie 1 bis hin zu einem Bürokomplex mit über 100 Metern Höhe und einer durchschnittlichen Fahrzeit von mehr als 4,5 Stunden pro Tag in der Kategorie 5. Die durchschnittliche Fahrzeit in Stunden pro Tag kann dabei beispielsweise aus der Betrachtung der mittleren Fahrtenzahl sowie der mittleren Fahrtdauer ermittelt werden. Ermittlung der Stillstandszeiten Im zweiten Schritt wird der Stillstandsbedarf analysiert. Hierzu werden alle zur Betriebsbereitschaft notwendigen Komponenten aufgezeichnet. Betrachtet werden unter anderem der Energieverbrauch der Fahrkorbbeleuchtung, der Fahrkorbtür (Antrieb) sowie die Belüftung. Der Stillstandsbedarf wird etwa fünf Minuten nach dem Ende der letzten Fahrt durch die Aufsummierung der einzelnen ­Bedarfswerte ermittelt. Die Werte des Stillstandsbedarfs sind in Energiebedarfsklassen gegliedert und reichen von Klasse A (bis 50 Watt Leistung) bis Klasse G (über 1.600 Watt Leistung). Bestimmung der Fahrzeiten Der Fahrtbedarf umfasst den gesamten Energiebedarf der Anlage während des Betriebs. Um ihn zu bestimmen, werden der Energieverbrauch, die Gewichtsverhältnisse sowie die Förderhöhe in die Untersuchung einbezogen. Genaue und vergleichbare Verbrauchsdaten liefert ein festgelegter Testfahrzyklus. Darunter fällt eine Referenzfahrt über die volle Förderhöhe mit leerem Fahrkorb in Auf- und Abwärtsbewegungen inklusive Türbewegungen. Auch in diesem Prüfschritt wird der Energieverbrauch in Energiebedarfsklassen eingeteilt. Beispiel: Ein Aufzug in der Nutzungskategorie 1 mit einem Testfahrt-Energieverbrauch in mWh/(kg*m) von 2,21 oder weniger wird in die beste Energieeffizienzklasse A eingeteilt. Ein Testfahrt-Verbrauch in mWh/(kg*m) von über 57,09 bedeutet in diesem Fall die schlechteste Energieeffizienzklasse G. Energiespar-Potenziale Hohe Energiespar-Potenziale bieten insbesondere die Stillstandsphasen. Dies hängt vor allem damit zusammen, dass die durchschnittliche Stillstandszeit eines Aufzugs rund dreimal höher liegt als die durchschnittliche Fahrzeit. In Wohngebäuden verbrauchen Aufzugsanlagen allein im Ruhezustand rund 70 Prozent des jährlichen Energiebedarfs – vor allem durch Licht und Belüftung. Hohe Einsparungen lassen sich in solchen Fällen durch eine intelligente Aufzugssteuerung, einen vorprogrammierten Stillstandsmodus oder eine effiziente Anlagenbeleuchtung realisieren. Neben dem Einsatz von Energiesparlampen oder LED-Beleuchtungen senkt beispielsweise eine automatisierte Deaktivierung der Beleuchtung den Energieverbrauch: Zu einem festgelegten Zeitpunkt wird nach der letzten Anforderung des Aufzugs die Beleuchtung abgeschaltet und bei der nächsten Anforderung durch einen Fahrgast automatisch wieder angeschaltet. Auf die gleiche Weise lässt sich eine automatische Deaktivierung bei der Belüftung des Fahrkorbs sowie bei der Beleuchtung der Zugänge zum Aufzug einsetzen. In Bürogebäuden sind aufgrund der intensiveren Nutzung die Stillstandszeiten von Aufzügen mit einem Anteil von 40 Prozent im Vergleich zu Wohnhäusern weitaus geringer. Zwar ist ein intelligenter Stillstandsmodus auch hier sinnvoll, doch Maßnahmen zur Energierückgewinnung während des Fahrtbetriebes könnten – insgesamt betrachtet – mehr lohnen. Grundsätzlich sollten sich Energieeffizienz-Überlegungen über den gesamten Lebenszyklus einer Anlage erstrecken: beginnend bei der Planung und Auslegung der Anlage über die Auswahl energieeffizienter Komponenten und deren intelligenter Steuerung bis hin zur Beachtung von Energieeffizienzaspekten bei Installation, Betrieb und Wartung der Anlage. Maßgeschneiderte Modernisierung Bei einer Modernisierung bestehender Aufzugsanlagen reichen die Möglichkeiten zur Steigerung der Energieeffizienz von der Erneuerung oder dem Austausch einzelner Komponenten bis hin zum Austausch der gesamten Aufzugsanlage. Verbesserungspotenziale bieten vor allem die Antriebe, die elektrische Versorgung der Aufzugskomponenten sowie die Beleuchtung und Belüftung. Die Zertifizierung nach VDI 4707 durch unabhängige Prüfstellen gewährleistet, dass an den richtigen Hebeln angesetzt wird. Dadurch lässt sich zum Beispiel auch der Einbau unter- oder überdimensionierter Komponenten vermeiden oder es lassen sich einzelne Bauteile den Besonderheiten der Aufzugsanlage anpassen. Dieter Roas ist Leiter des Geschäftsfeldes FörderTechnik bei der TÜV SÜD Industrie Service GmbH Zertifizierungs-Stelle Der TÜV SÜD hat als einzige unabhängige Prüforganisation an der Gestaltung der VDI 4707 mitgewirkt und verfügt daher über umfassende Kenntnisse der verschiedenen Aufzugstypen und -hersteller. Durch die weltweite Prüfung und Zertifizierung von Aufzügen verfügt die Prüfinstitution über solide Erfahrungen.

    Schlanke Scheiben

    Hervorgehoben

    Veröffentlicht am von
    Kommentar
    Dünngläser könnten bald zu neuen Anwendungen führen, beispielsweise zu leichteren Dreifach-Verglasungen / Von Jutta Albus und Stefan Robanus   Schöne Aussicht: Das Glas Gorilla® von Corning kann für Anwendungen in der Architektur verformt werden Immer strengere Wärmeschutzvorgaben haben dazu geführt, dass zunehmend Dreifach-Isoliergläser verwendet werden. Technologie und Herstellung solcher Glaseinheiten sind mittlerweile ausgereift, ihr hohes Gewicht bleibt aber problematisch. Sie sind schwerer zu bewegen; die Anforderungen an Beschläge und Rahmenprofile sind weit höher. Außerdem werden das filigrane Aussehen und die Transparenz der Fenster- und Fassadenkonstruktionen beeinträchtigt. Neue Dünngläser könnten aufgrund ihres geringeren Gewichts in Verbindung mit einer hohen mechanischen Widerstandsfähigkeit diese Probleme lösen. Als Dünngläser werden in der Regel Gläser mit Stärken unter zwei Millimetern bezeichnet. Je nach Verwendungszweck sowie der Art ihrer Herstellung und Verarbeitung unterscheiden sich die einzelnen Produkte allerdings erheblich hinsichtlich der Zusammensetzung, ihrer spezifischen Eigenschaften sowie der verfügbaren Formaten und Dicken. Dünngläser werden vor allem von der Elektroindustrie zur Herstellung von Displays oder als Objektträger in Laboren erfolgreich eingesetzt. Heute sind zunehmend auch größere Formate verfügbar, weshalb schon seit einiger Zeit mögliche Potenziale für das Bauwesen ausgelotet werden. Übliche Glasarten für Dünngläser sind Borosilikatglas, Aluminiumsilikatglas und das bekannte Basis- beziehungsweise Floatglas. Während Borosilikatglas durch seine Eigenschaften mechanischen, chemischen und thermischen Beanspruchungen gleichermaßen standhält, erweist sich Aluminiumsilikatglas nach dem chemischen Vorspannprozess gegenüber extremen mechanischen Belastungen als vorteilhaft. Die Gläser werden je nach Hersteller und Endprodukt in unterschiedlichen Verfahren produziert. Während das übliche Float-Verfahren zur Herstellung von Flachgläsern meist nur eine Minimaldicke von einem Millimeter zulässt, haben verschiedene Hersteller von Displaygläsern dieses Verfahren mittlerweile so modifiziert, dass heute 0,5 Millimeter starke Gläser mit Abmessungen von 2.000 x 2.000 Millimetern und Dickendifferenzen unter 50 µm möglich sind (Hersteller Schott, Produkt XensationTM, 0,55 bis 2,0 Millimeter stark, Standardformat 1.150 x 850 Millimeter). Das Down-Draw- und das Overflow-Fusion-Verfahren ermöglichen durch den Ziehvorgang generell dünnere Gläser, wobei sich mit Letzterem besonders dünne Gläser mit extrem homogenen und glatten Oberflächen ­herstellen lassen. Im Vergleich zum Float-Verfahren werden hierbei die Glas-oberflächen keinen mechanischen Beanspruchungen ausgesetzt (Hersteller Corning, Glas Gorilla®, 0,5 bis 2,0 Millimeter stark, Standardformat 1.150 x 950 Millimeter). Alle Rohgläser werden nach dem Zuschnitt vorgespannt, wodurch sie ihre extreme Festigkeit und Beständigkeit gegenüber mechanischen und thermischen Beanspruchungen erhalten.(Eine grafische Darstellung der verschiedenen Verfahren finden Sie hier.) Generell wird zwischen thermischem und chemischem Vorspannen unterschieden. Während die sehr dünnen, kleinformatigen Displaygläser oder komplex geformte Scheiben aus der Luft- und Raumfahrt vorwiegend chemisch vorgespannt werden, geschieht dies bei Baugläsern in der Regel durch ein thermisches Verfahren, das eine sehr effiziente Bearbeitung wesentlich größerer Formate zulässt. Scheiben auf Luftkissen Hierfür hat die Maschinen- und Anlagenbranche vor Kurzem ein neues Verfahren vorgestellt, das wirtschaftlich produzierbare Gläser ab einem Millimeter Stärke möglich macht. Es handelt sich dabei um eine Flachbett-Vorspannanlage der Firma Lisec zur Herstellung von Gläsern mit der im Bauwesen üblichen Biegezugfestigkeit. Die Anlage arbeitet auf Basis eines effizienten Hochkonvektions-Luftsystems, das die Scheiben auf beiden Seiten gleichmäßig erwärmt und sie auf Luftkissen transportiert. Dadurch bleiben die Glasflächen während des gesamten Prozesses unberührt, was zu einer hohen optischen Qualität beim Vorspannen ­beidseitig beschichteter oder extrem dünner Gläser führt. Die bei herkömmlichen Vorspannöfen mit Rollentransport entstehenden Verwerfungen der Glasoberfläche, die sogenannten Roller Waves, entstehen hier nicht. Außerdem ­ermöglicht die Flachbettanlage den flexiblen Umgang mit sehr unterschiedlichen Glasformaten und -dicken. Aktuell liegt das maximal verarbeitbare Format bei 5.000 x 1.700 Millimetern. Abspecken um die Hälfte Würde man bei einer Dreifach-Verglasung nur die innere Scheibe der ansonsten vier Millimeter dicken Scheiben durch ein zwei Millimeter dickes Dünnglas ersetzen, ließe sich das Gewicht des Glases insgesamt um fünf Kilogramm pro Quadratmeter reduzieren. Das entspricht 17 Prozent. Würden alle drei Scheiben durch Dünngläser ersetzt, sänke das Gewicht um 15 Kilogramm pro Quadratmeter, also um etwa 50 Prozent. Alle heute geforderten Werte des Wärmeschutzes und des Energie- und Lichtdurchlasses würden erreicht. Dagegen sind das erhöhte Kantenbruchrisiko bei der Verarbeitung und die unzureichenden Schallschutzeigenschaften Aufgaben, die es noch zu lösen gilt. In einem gemeinsamen Forschungsprojekt „Energieeffizientes Mehrscheiben-Isolierglas“ beschäftigen sich das Institut für Fenstertechnik (ift) in Rosenheim und der Bundesverband Flachglas mit den Möglichkeiten, das Gewicht von Mehrscheiben-Isolierglas weiter zu minimieren. Dabei werden verschiedene Glasaufbauten, unter anderem mit Dünngläsern, Folien oder transparenten Kunststoffen, untersucht. Dünngläser bieten hier nicht zuletzt wegen ihrer höheren Belastbarkeit große Vorteile. Die Solarindustrie verwendet bereits heute vorgespanntes Dünnglas, um leichtere Glas-Glas-Module zu erhalten. Diese besitzen eine längere Lebensdauer als herkömmlich mit Folienlaminaten hergestellte Gläser und eine höhere mechanische Steifigkeit. Dank Letzterer kann der Modulrahmen aus Aluminium entfallen, was die Integration in Fassadensysteme vereinfacht. Die vorwiegend für Displaygläser eingesetzten Dünngläser auf Basis von Borosilikat und Aluminiumsilikat sind trotz ihrer vorteilhaften Eigenschaften bislang nur bedingt im Bauwesen vorstellbar. Der aufwendige Herstellungs- und Verarbeitungsprozess, die eingeschränkt verfügbaren Größen und der relativ hohe Preis behindern aktuell eine breitere Anwendung noch. Dagegen steckt im Laminieren von Dünngläsern möglicherweise ein hohes Potenzial. Das Glaslaminat, bestehend aus einem Interlayer und extrem dünnen Glasscheiben, hat die Eigenschaften eines Verbundsicherheitsglases mit extrem geringem Gewicht. Je nach Anwendungsfall werden die Gläser mit gängigen Produkten (PVB, EVA und TPU) als Zwischenschicht laminiert. Dies könnte sich in gewichtssensiblen Anwendungen, wie Seilnetzfassaden oder Überkopfverglasungen, als vorteilhaft erweisen. Durch die fast folienartige Struktur der Gläser sind zudem membranartige Konstruktionen mit anspruchsvollen Geometrien denkbar, deren generell hoher Aufwand bei Biege- und Verarbeitungsprozessen allerdings nur einen Einsatz im Sonderfall rechtfertigt. Dipl.-Ing. Jutta Albus und Dipl.-Ing. Stefan Robanus sind Architekten und akademische Mitarbeiter am Institut für Baukonstruktion der Universität Stuttgart Messe-Sonderschau Über Dünngläser und zahlreiche weitere Innovationen informiert die Sonderschau „glass technology live“ vom 23. bis 26. Oktober auf dem Düsseldorfer Messegelände anlässlich der Messe „glasstec“. Organisator der Ausstellung ist auch in diesem Jahr wieder das Team um Professor Stefan Behling vom Institut für Baukonstruktion der Universität Stuttgart. Unter dem Motto „Integrative Glasfunktionen“ liegt der Fokus unter anderem auf gebäudeintegrierter Photovoltaik, großformatigen warm- und kaltgebogenen Gläsern sowie aktuellen Entwicklungen im konstruktiven Glasbau.

    Dichtheitsprüfungen im Bestand

    Veröffentlicht am von
    Kommentar
    Mit einem vereinfachten Blower-Door-Test lassen sich vor einer Sanierung verdeckte Leckagen auffinden, die oft übersehen werden / Von Isabel Kiefer Leckagen, die im Vorfeld einer Sanierung ermittelt werden bieten eine Basis für eine fundierte Planung. Denn hierbei werden zum Teil Schwachstellen an Bauteilen aufgedeckt, die ursprünglich vielleicht gar nicht in die Sanierung einbezogen werden sollten. Denn häufig werden Schäden in verdeckten Bereichen deutlich. So kann also eine Messung der Dichtheit im Vorfeld wesentlich zur Kosteneinsparung beitragen, denn die Ergebnisse können noch in den Bauablauf integriert werden. Allgemeine Forderungen Wer eine umfassende Sanierung oder eine erhebliche Erweiterung plant ist an die Vorgaben der EnEV beziehungsweise der DIN 4108, Teil 7 gebunden. Wer die Luftdichtheit energetisch ansetzen möchte, ist nach der EnEV § 6 gehalten, die Grenzwerte einzuhalten. Der 0,7fache Luftwechsel bei einer freien Lüftung erfordert keinen Nachweis. Soll ein Luftwechsel von 0,6 angesetzt werden, muss eine Dichtheitsprüfung durchgeführt werden und dabei ist ein n50-Wert von 3,0 zu erzielen. Soll eine ventilatorgestützte Lüftung oder Lüftungsanlage installiert werden ist nach DIN 4108 – auch im Nichtwohnbereich – ein n50-Wert von 1,0 einzuhalten, für den öffentlich rechtlichen Nachweis ist nur ein n50 von 1,5 gefordert. Baubegleitende Messungen Wird im Vorfeld einer Sanierung oder im Rahmen einer baubegleitenden Messung eine Dichtheitsprüfung durchgeführt, ist dabei weniger der n50-Wert interessant, sondern vielmehr Ort und Größe der Leckagen. Deshalb muss sie sich nicht unbedingt am Ablauf der EN 13829 orientieren. Eine vereinfachte Differenzdruck-Messung genügt, zum Beispiel eine Ein-Punkt-Messung bei 50 Pa. Leckagen werden erfasst und bewertet und können im Sanierungsplan berücksichtigt beziehungsweise nachgearbeitet werden. Wird nur ein Teil des Gebäudes geprüft, ist es wichtig die Überströmung aus anderen Gebäudeteilen zu berücksichtigen und klar abzugrenzen. Mit einem derartigen Fahrplan ist dann die Schlussmessung, also die Ermittlung des n50- oder q50-Wertes für den öffentlich rechtlichen Nachweis keine Hürde mehr – vorausgesetzt, die Ausführung der luftdichten Ebene und ihre Anbindung an bestehende Bauteile erfolgt fehlerfrei. Ist die Schlussmessung der Gebäudedichtheit jedoch die einzige Maßnahme zur Umsetzung eines dichten Gebäudes kann hier nur noch das häufig unzureichende Ergebnis festgestellt werden. Messergebnisse bewerten Obwohl Luftdichtheitsmessungen mittlerweile als Instrument der Qualitätssicherung am Bau etabliert sind, kommt es immer wieder zu fehlerhaften Messungen oder Daten werden falsch interpretiert. Werden beispielweise nennenswerte Undichtigkeiten nachgewiesen, ist deren richtige Einordnung wichtig. Dies ist in der Praxis häufig schwierig, denn selbst die DIN EN 13829, die das Ermitteln der Luftdurchlässigkeit von Gebäuden regelt, hält für erfahrene Praktiker manchen Fallstrick bereit. Um beim Messen und der Bewertung mit einheitlichen Qualitätsstandards zu operieren, haben sich schon vor Jahren die Messtechniker und Bauphysiker des Fachverbandes Luftdichtheit im Bauwesen (FLiB ) zusammen getan, um diese zu erarbeiten. Über das FLiB-Zertifikat erlangt der Luftdichtheitsprüfer die Bestätigung, das komplexe Regelwerk und seine Anwendung zu beherrschen. Gleichzeitig wird damit der vollständige und EnEV-konforme Prüfbericht gewährleistet. Wer als Planer oder Bauherr also Wert auf eine sichere Ausführung der Ermittlung der Luftdurchlässigkeit des Gebäudes legt, dem empfiehlt der Verband einen „zertifizierten Prüfer der Gebäude-Luftdichtheit im Sinne der Energieeinsparverordnung” zu beauftragen. Parallel zum zertifizierten Dichtheitsprüfer wurde eine Qualifizierung für Handwerksfirmen aufgebaut. Mit der Zertifizierung „Dichter und Dämmer“ werden Lehrinhalte vermittelt, die das Verständnis und das Know How für dichtes Bauen verstärken. Für die Unabhängigkeit der Lehrgangsinhalte zeichnet der Fachverband gemeinsam mit dem Fraunhofer Institut für Bauphysik und dem Demonstrationszentrum Bau und Energie der Handwerkskammer Münster verantwortlich. Dichtheitskonzept richtig beauftragen Für eine qualitativ hochwertige luftdichte Gebäudehülle genügt es nicht, nur ein Dichtheitskonzept aufzustellen. Die richtige Ausschreibung und Kontrolle ist ebenso wichtig. Zwar verfügen viele Handwerksfirmen über das notwendige Wissen, doch sie können es in der Praxis nur dann einsetzen, wenn es auch in der Ausschreibung konkret angefragt wird. Deshalb muss die Leistungsbeschreibung so formuliert sein, dass die Konstruktion in Bezug auf die Luftdichtheit so detailliert wie möglich aufgeführt ist. Auf dieser Basis erst kann der Handwerker sein Angebot genau und vergleichbar unterbreiten. Nicht vergleichbar sind Angebotssummen, die lediglich nach DIN 4108, Teil 7 „pauschal angeboten“ werden. Auch Zweck und Umfang der Messung müssen im Vorfeld genau definiert werden. Nur so werden Preisvergleiche überhaupt möglich. Vergleichbares gilt für den Dichtheitstest selbst. Beispielsweise kostet eine Luftdichtheitsmessung nach DIN EN 13829 zur Überprüfung der Anforderungen gemäß EnEV für ein 150 Quadratmeter großes Einfamilienhauses durchschnittlich rund 325 Euro zuzüglich Mehrwertsteuer. Lange Anfahrtswege und eine gegebenenfalls über die Messtätigkeit hinausgehende Mitwirkung der Dienstleister bei den Vorbereitungen zur Messung wirken sich Kosten erhöhend aus. Regional sind große Abweichungen möglich. Unter www.flib.de können Planer und Bauleute nach zertifizierten Anbietern von Dichtheitsprüfungen oder dichtem Bauen in ihrer Nähe suchen. Isabel Kiefer ist freiberufliche Baufachjournalistin in Mainz  

    In Bewegung bleiben

    Veröffentlicht am von
    Kommentar
    Das hessische Sozialministerium hat einen Leitfaden für Bewegungsparcours herausgegeben Bewegungsparcours in Hanau: Die Geräte für das Modellprojekt stammen von Playfit. Die Angebote des Herstellers reichen von kraft- und kreislauftrainierenden, beweglichkeitsfördernden, koordinations- und gleichgewichtsstärkenden, auflockernden, entspannenden bis hin zu sinnesanregenden Geräten. Neu ist die Idee sogenannter Seniorenspielplätze nicht. Doch während diese auch als Bewegungsparks oder -parcours bezeichneten Plätze in China seit Jahren das Straßenbild prägen, setzen sie sich hierzulande erst jetzt nach und nach durch. Die wachsende Zahl Älterer zwingt dazu und viele Kommunen greifen das Konzept mittlerweile gern auf. Das hessische Sozialministerium startete im Sommer 2011 sogar ein Modellprojekt und hat als Ergebnis im Mai dieses Jahres einen Leitfaden für Bewegungsparcours herausgegeben. Darin werden Informationen zur richtigen Standortwahl, zum Bau und zur Ausstattung gegeben. Des Weiteren zeigt er potenzielle Finanzierungsmöglichkeiten auf. Für das Modellprojekt wurden in Hanau und Darmstadt Bewegungsparcours für ältere Menschen erprobt. Hierfür arbeiteten der Landessportbund Hessen, die Universität Frankfurt, die Fachhochschulen Darmstadt und Rhein-Main Wiesbaden sowie zwei Unternehmen zusammen. Interessiert hatten vor allem die gesundheitlichen Effekte, die den beteiligten Partnern zufolge überaus positiv ausfielen. Demnach berichteten die Testpersonen von neu gewonnener Bewegungsfähigkeit, größere Sicherheit im Alltag und mehr Lebensfreude durch den Kontakt in der Gruppe. Auch als gesellschaftlicher Treffpunkt wurden die Plätze schnell akzeptiert. In Parks oder Grünanlagen installiert, ist ein Bewegungsparcours als Teil des öffentlichen Raums zudem kostenfrei für die Nutzer. Bei der Ausstattung ist die eingeschränkte Beweglichkeit älterer Menschen zu berücksichtigen. Das Fitnessangebot beinhaltet daher speziell konstruierte Sport- beziehungsweise Trainingsgeräte, beispielsweise zum Beintraining oder zur Gleichgewichtsschulung. Zusätzliche Freizeitangebote wie Bocciabahnen oder Schachfelder können einen solchen Treffpunkt sinnvoll ergänzen. Kindersichere Metallzäune Viel sicherer: Zaun ohne Überstände Mal über einen Zaun klettern und ein fremdes Grundstück entdecken – das machen Kinder und Jugendliche auch heute noch gern. Da helfen „Betreten verboten“-Schilder wenig. Aber schwerer als das Ignorieren von Verboten wiegen Verletzungen, die sich Kinder durch spitze Zaunabschlüsse zuziehen können. Um die Verletzungsgefahr möglichst gering zu halten, wird bei öffentlichen Einrichtungen wie Schulen, Kitas, Sport- und Spielplätzen schon seit Jahren auf Zäune mit sogenannten Überständen verzichtet. Doch was nützt die vorbildliche Ausführung, wenn der Zaun zum benachbarten Privatgelände mit scharfen Spitzen ausgestattet ist. Gerade bei solchen Über-gangsbereichen ist deshalb Vorsicht geboten. Kinder unterscheiden nicht zwischen öffentlich und privat. Die Gütegemeinschaft Metallzauntechnik empfiehlt Architekten deshalb, vor allem bei an Spiel- und Freizeitstätten grenzenden Grundstücken Metallzäune bis 1,60 Meter Höhe ebenfalls nur noch ohne Überstände einzusetzen. Anderenfalls ist der Bauherr auf die Haftungsrisiken im Schadensfall hinzuweisen. Denn nicht nur Gebäude öffentlicher Einrichtungen unterliegen der Verkehrssicherungspflicht, wonach jegliche Gefährdungen zu ­vermeiden sind. Die Pflicht gilt auch für private Eigentümer, Besitzer und Betreiber von Wohn- und Nichtwohngebäuden und von Grund­stücken.

    Suche Anschluss, biete Sicherheit

    Veröffentlicht am von
    Kommentar
    Bauen im Bestand, Teil 5: Energetisch sanierte Gebäude sollten so luftdicht ausgeführt sein wie neue – auch wenn das im Bestand komplizierter ist / Von Torsten Bolender Das Prinzip der luftdichten Gebäudehülle besagt: Die Luftdichtheitsebene ist unterbrechungsfrei über das gesamte Gebäude beziehungsweise den gesamten beheizbaren Gebäudeteil zu führen. Das bedarf schon im Neubau sorgfältiger Planung. Bei einer Sanierung steht der Architekt zusätzlich vor der Aufgabe, Altbausubstanz in die Dichtheitsebene einbinden zu müssen. Im Sanierungsfall ist es besonders wichtig, sich vorab ein klares Bild von der bestehenden Luftdichtheitsebene zu machen. Wo genau liegt sie und ist sie zugänglich? Wie kann gegebenenfalls der Zugang geschaffen werden, damit man die bestehende und die neue Luftdichtheitsebene sauber und dauerhaft miteinander verbinden kann? Ohne diese Bestandsaufnahme kann es leicht zu Fehlern kommen. Zum Beispiel wird oft irrtümlich die alte Innenverkleidung als Luftdichtheitsebene angenommen und die neu verlegte Dampfbremsfolie, die zugleich als Luftdichtung dient, an dieser verklebt. Um bei dieser Ausgangslage eine unterbrechungsfrei luftdichte Gebäudehülle zu erreichen, muss die Dampfbremse jedoch an der Betondecke angeschlossen werden (Beispiel siehe Bilder 1 bis 3). Sie bildet zusammen mit dem verputzten Mauerwerk der Außenwände die Luftdichtheitsebene im Bestand. Bild 1: Ausgangssituation vor der Sanierung. Die blaue Linie markiert die für die Sanierung relevante Luftdichtheitsebene im Bestand. Bild 2: Hier wurde die neue Dampfbremse irrtümlich an eine nicht zur bestehenden Luftdichtheits-ebene gehörende Innenverkleidung angeschlossen. Bild 3: Der richtige luftdichte Anschluss zwischen alter und neuer Luftdichtheitsebene muss durch Verklebung auf der Betondecke erfolgen.   Dauerhafte Anschluss-Verbindungen Üblicherweise wird der Anschluss der neuen Dampfbremsfolie mit der vorhandenen Luftdichtheitsschicht durch Verkleben hergestellt. Ob eine solche Verbindung dauerhaft luftdicht bleibt, hängt wesentlich von der Beschaffenheit des Untergrundes ab. Dieser muss bekanntlich eben, trocken, fett- und staubfrei sein. Putz- untergründe sind daher besonders sorgfältig zu prüfen. Alte Kalk-, Zement- oder Lehmputze mit hohem Sandanteil nehmen zum Beispiel nur geringe Zugkräfte auf. Sie beginnen schon bei der geringsten Belastung, im Bereich der Verklebung abzubröckeln. Hierfür genügt bereits die leichte Bewegung der Dampfbremsbahn, die bei einer Blower-Door-Messung entsteht. Der Untergrund muss deshalb mit einem Primer verfestigt oder neu verputzt werden. Für unebene Untergründe bietet sich ein Glattstrich mit einem Putzmörtel an. Die Verklebung kann aber erst nach Austrocknen erfolgen. Ist noch Restfeuchte vorhanden, ist die Verbindung zusätzlich mit einer Anpresslatte zu sichern. Die Folie lässt sich auch durch Einputzen mit der vorhandenen Luftdichtheitsebene verbinden. Verlegung von außen Auf den Zustand des Untergrundes gilt es auch zu achten, wenn bei einer Dachsanierung die Luftdichtheitsebene von außen durch geschlauftes Verlegen der Dampfbremsbahn über die Sparren hinweg hergestellt werden soll. Wird die alte Dämmung ausgebaut, sind sämtliche Nägel zu entfernen, und durch Einbauen einer dünnen Dämmplatte oder eines Nagelschutzes ist eine glatte, saubere Oberfläche für das Verlegen der Dampfbremse zu schaffen. Diese Maßnahme verhindert Beschädigungen der Luftdichtheitsschicht und damit Leckagen. Gleichzeitig entsteht ein geeigneter Untergrund für das Verkleben der Bahnen. Um einen passgenauen und wärmebrückenfreien Einbau der Zwischensparrendämmung zu ermöglichen, müssen bei diesem Verfahren im Eckbereich zwischen Bekleidung und Sparren unbedingt Anpresslatten montiert werden. Dafür eignen sich zum Beispiel die alten Dachlatten. Sichere Lösung: Durch zusätzliche Anpresslatten kann der Dämmstoff passgenau eingebaut werden. Ideale Ausgangssituation Die oben vorgestellten Überlegungen zur Planung, Vorbereitung und Herstellung von Luftdichtheit in Bestandsgebäuden drehten sich nur um Sanierungen im Dachbereich. Denn luftdichtes Bauen im Bestand stellt vor allem beim Übergang zwischen Mauerwerksbau und Leichtbauweise besondere Ansprüche an Planer und Ausführende. Dagegen gibt es beim luftdichten Einbau von Fenstern oder Steckdosen oder bei der luftdichten Installationsdurchführung keine nennenswerten Unterschiede zwischen Alt- und Neubau. Dennoch lohnt es sich, auch unterhalb des Dachs dem Thema Luftdichtheit erhöhte Aufmerksamkeit zu widmen. So nicht: Auch hinter Vorwandinstallationen müssen Wände lückenlos verputzt werden. Eine gängige Definition für Luftdichtheit besagt, dass die gesamte Gebäudehülle so dicht sein muss wie eine gemauerte, verputzte Wand. Doch stößt man in vielen Bestandsgebäuden auf gar nicht oder nur unvollständig verputzte Wände und Schornsteine. Diese Fehlstellen bedeuten Leckagen in der bestehenden Luftdichtheitsebene und können die Dichtheit des fertig sanierten Gebäudes deutlich mindern — es sei denn, sie wurden rechtzeitig bemerkt und behoben. In vielen Häusern verzichtete man beispielsweise auf das Verputzen des aus Fertigteilen errichteten Schornsteins. Stattdessen erhielt er eine Gipskartonverkleidung. Wird diese im Rahmen einer Sanierung entfernt, ist es einfacher, den Schornstein zu verputzen, als eine neue Verkleidung luftdicht auszuführen. Vielfach unverputzt blieben in der Vergangenheit auch die Mauerwerkskronen. Abgesehen davon, dass dadurch ein ebener Untergrund für den eventuell nötigen Anschluss der neuen Luftdichtheitsebene fehlt, kann dies zu Problemen führen, wenn die betroffenen Mauern aus Hochlochziegeln errichtet wurden: Durch jede Mauerwerksöffnung, wie sie etwa beim Steckdoseneinbau entsteht, kann Luft ungehindert ein- und ausströmen. Daher sollten Mauerwerkskronen stets verputzt werden – auch nachträglich. Da sich der Elektroinstallateur aber nicht darauf verlassen kann, dass dies tatsächlich geschieht, lautet die Vorgabe für ihn: Dosen in sattem Gipsbett einsetzen oder luftdichte Dosen verwenden, um keine Dichtheitsmängel zu riskieren. Viele Fehlstellen im Putz treten erst im Verlauf einer Sanierungsmaßnahme zutage. Umso wichtiger ist es, dass alle am Bau Beteiligten sensibilisiert sind, auf sie zu achten, und entsprechende Informationen beispielsweise an den Bauleiter weitergeben. Als Grundregel gilt: Wo immer Unverputztes zum Vorschein kommt, dieses verputzen (lassen). Dipl.-Ing. Torsten Bolender ist Vorstandsmitglied im Fachverband Luftdichtheit im Bauwesen in Berlin Schritte zu einer luftdichten energetischen ­Gebäudesanierung Planung der Luftdichtheitsebene
    • Durchdringungen und Anschlusslängen auf ein Minimum reduzieren
    • Luftdichtheitsebene im Bestand beschreiben und Verbindungsstellen festlegen
    • Details zeichnen
    • Untergründe prüfen
    • Materialien und Verbindungsarten festlegen
    • Ausführung der Luftdichtheitsebene
    • Verarbeitung überprüfen (zum Beispiel ­Leckageortung mittels Blower-Door-Test)
    Weitere ­Fachinformationen Einen Überblick über die für die Haltbarkeit von Klebeverbindungen wichtigen Rahmenbedingungen gibt die vom Fachverband Luftdichtheit im Bauwesen (FLiB) herausgegebene „Risikomatrix Baustoffe“. PDF-Download unter www.flib.de, Rubrik Publikationen. Teil 7 der DIN 4108 zur Luftdichtheit von Gebäuden gibt erstmals Hinweise, wie in Bestandsbauten auf verschiedenen Untergründen Klebeverbindungen zur Herstellung von Luftdichtheit auszuführen sind. Weitere Details sind von Teil 11 dieser Norm zu erwarten, der sich explizit mit dem Thema Kleben befassen wird. Er wird zurzeit erarbeitet.

    Gegen heiße Geschäfte

    Veröffentlicht am von
    Kommentar
    Beim baulichen Brandschutz kleinerer Läden sind Umsicht und Eigeninitiative gefragt /Von Dietrich Hinz Es brennt immer häufiger in Deutschland, obwohl die Zahl der Regelwerke und Brandschutzauflagen seit Jahren überproportional wächst. Entsprechend sensibel und teilweise überzogen verlangen die Bauordnungsämter und Aufsichtsbehörden die Einhaltung der baurechtlichen Bestimmungen oder ihrer eigenen Vorstellungen. Das trifft auch für kleine Läden mit einer Verkaufsfläche unter 2.000 Quadratmetern zu. Sie unterliegen aufgrund ihrer geringen Größe nicht der Verkaufsstättenverordnung (VkVO), sondern den jeweiligen Landesbauordnungen. Je nach Bundesland ist dann wiederum hinsichtlich der Größe der Verkaufsfläche unterschiedlich geregelt, ob der Laden brandschutztechnisch dem Wohnungs- oder dem Sonderbau zuzuordnen ist. In Bayern liegt die Grenze zum Beispiel bei 800 Quadratmetern. Ist die Verkaufsfläche kleiner, gelten die angepassten Anforderungen der jeweiligen Landesbauordnungen, darüber die höheren für einen Sonderbau. Außerdem ist die Gebäudegröße entscheidend. Auch das ist in den Landesbauordnungen unterschiedlich geregelt. Entsprechend muss der Planer zuerst die Gebäudeklasse ermitteln und das Verkaufssortiment feststellen. Danach ist der Gang zum Bauamt zu empfehlen, um die erforderliche Branddauer festzulegen. Auf dieser Basis wird anschließend bestimmt, welche brandschutztechnischen Anforderungen die einzelnen Bauteile erfüllen müssen. Die Abgleichung mit der Standsicherheit, dem Wärme- und Schallschutz muss folgen. Im Einzelnen ist zu klären:
    • welche Brandschutzanforderungen die einzelnen Bauteile erfüllen müssen,
    • welche Fluchtwege zur Verfügung stehen müssen,
    • wie die Fluchtwege ausgestattet werden müssen,
    • mit welcher Besucherzahl maximal zu rechnen ist,
    • welche Installationsleitungen verkoffert oder mit Brandschutzmanschetten versehen werden müssen,
    • welche Lagerflächen für die Anlieferung und Zwischenlagerung von Verpackungsmaterial wo eingeplant sind,
    • dass Müllräume in der Regel umschließend feuerbeständig abzusichern sind.
    Unterschiedliche Bewertung Wird ein Laden beispielsweise in ein Haus der Gebäudeklasse 1 bis 3 eingebaut, sind häufig von den Vorgaben abweichende einfache brandschutztechnische Lösungen möglich. Um den baulichen Brandschutz zu erfüllen, ist hier lediglich der Gewerberaum zu den Wohnungen hin durch feuerbeständige Bauteile zu trennen.Das kommt wegen der relativ geringen Kosten dem Bauherrn entgegen. Streitpunkt sind oft auch das Sortiment oder scheinbare Details im Ladenbetrieb: Zum Beispiel werden an eine Kfz-Ausstellung ohne Benzin im Tank geringere Anforderungen gestellt als an einen Raum mit betankten Autos. Die Ämter begründen höhere Auflagen häufig auch damit, dass ein späterer Ladenbetreiber leicht entflammbare Farben, Lacke oder Reinigungsmittel anbieten könnte. Daher sei die höchste Brandabsicherung gerade gut genug. In so einem Fall sollte der Planer darauf hinweisen, dass der vorbeugende Brandschutz bei einem Sortimentswechsel neu überprüft werden kann. Planung der Fluchtwege Grundsätzlich müssen alle Nutzungseinheiten über zwei verschiedene Wege evakuierbar sein. Nur im Ausnahmefall reicht ein einzelner Fluchtweg, der dann besonders abzusichern ist. Im Ladenbau ist das aber kaum möglich, denn ein Fluchtweg darf nicht mit Waren oder Verpackungsmaterial zugestellt sein. Deshalb sind der Warentransport, die Lagerung im Laden sowie die Entsorgung von Verpackungsmaterial und Müll bereits bei der Planung hinsichtlich des Brandschutzes zu berücksichtigen. Der erste Fluchtweg wird direkt durch die Eingangstür ins Freie führen oder über das Treppenhaus erfolgen. Der zweite Weg ist an der Seite des Ladens oder nach hinten heraus zu planen und feuerbeständig und rauchdicht auszuführen. Er muss außerdem gegen im Brandfall herabstürzende Bauteile gesichert sein. Auch muss der Weg so breit und hoch sein, dass Brandrauch auf natürliche Weise abziehen kann. Das gestaltet sich bei Bestandsgebäuden manchmal schwierig. Wichtig ist, dies vorher zu prüfen. Kann der Brandrauch nicht abziehen, ist der zweite Fluchtweg als Tunnel beziehungsweise als Verbau herzustellen. Bei Läden mit mehreren Geschossen werden außen installierte Feuerleitern nicht als zweiter Fluchtweg anerkannt, da möglicherweise viele Personen zu retten sind. In der Regel muss sich der Fluchtweg auf dem eigenen Gelände befinden; nur im Ausnahmefall darf er über das Nachbargrundstück geführt werden. Die Breiten des Ganges und der Tore richten sich nach der Zahl der Menschen, die im Brandfall wahrscheinlich anwesend sein könnten. Ferner ist zu beachten, ob unter den Ladenbesuchern Behinderte sein können. Dann müssen die Fluchtwege auch von ihnen reibungslos nutzbar sein. Ausstattung der Fluchtwege Die Wege müssen den Menschen die notwendige Sicherheit zur Flucht geben. Die Feuerwehrleute brauchen die Sicherheit, die Brandbekämpfung über diese Wege durchführen zu können. Dazu sind erforderlich: Keine brennbaren Stoffe innerhalb der Fluchtwege: Je nach Gebäudehöhe und Fluchtweglänge müssen die Baustoffe feuerhemmend bis feuerbeständig sein. Näheres regelt die Bauordnung. In den Fluren dürfen auch keine brennbaren Schaukästen aufgestellt sein und es darf kein Verpackungsmaterial gelagert werden; Leitungen der TGA sind nur mit Verkofferungen erlaubt. Austausch erforderlich: In einem Treppenhaus, das als Fluchtweg dient, sind Holzkästen als Unterverteilung verboten. Der Holzkasten ist durch einen Metallkasten zu ersetzen. Ausreichende Brandwiderstandsdauer, in der Regel 90 Minuten: Wände und Decken müssen zumindest in der Bauart von Brandwänden ausgebildet werden. Sie dürfen also im Brandfall nicht durch herabstürzende Bauteile oder Inventar zerstört werden. Weiterhin müssen sie das Eindringen und Ausbreiten der Flammen verhindern. Bei Sicherheitstreppenhäusern sind Schleusen vorzusehen. Wird der Weg zu lang oder zu brandgefährlich, werden vielfach Sprinkleranlagen eingesetzt. Allerdings durchnässen sie die betroffenen Bauteile und Handelswaren. Die leichten Sprühnebel als alternatives System wirken nur kühlend auf die Räume, weil die Tröpfchen durch die Hitze verdampfen. Diese Version kann zum Einsatz kommen, wenn die Wände der Fluchtwege durch Glasbauarten gebildet werden und statt einer F-Verglasung, die die Hitze abhält, aus Kostengründen nur eine G-Verglasung vorgesehen wird. Fahrlässige Rohrdurchführung: Rohr umwickelt statt mit Manschetten versehen, Deckenverschluss mit geschäumtem Material, jedoch kein Brandschutzschaum, ungeschütztes elektrisches Kabel. Unwirksamer Fluchtweg: Müllcontainer müssen in einem gesonderten F90–Raum stehen, keine Fluchtweg-Kennzeichnung vorhanden, Motorrad und Sperrmüll würden die Flucht stark behindern.Fahrlässige Rohrdurchführung: Rohr umwickelt statt mit Manschetten versehen, Deckenverschluss mit geschäumtem Material, jedoch kein Brandschutzschaum, ungeschütztes elektrisches Kabel. Rauchfreie oder zumindest raucharme Räume: Damit die Menschen fliehen können, darf keine Vergiftung durch Rauchgase drohen. Zudem sieht man im Nebel nichts und verliert die Orientierung. Deshalb müssen die Türen zu den Fluchtwegen rauchdicht (rd) und selbstschließend (ss) sein. Bei Sicherheitstreppenhäusern dient die Schleuse zur Rauchsperre, weshalb sich die beiden Türen nur nacheinander öffnen lassen dürfen. Bei langen Fluren ist im Abstand von 30 Metern eine Zwischentür anzuordnen, die nicht verschließbar, aber rauchdicht ist. In der Praxis stehen diese Türen allerdings meist offen. Lässt sich das betriebsbedingt nicht ändern, helfen Magnethalterungen, die sich im Alarmfall ausschalten und die Türen zufallen lassen. Definitiv die falsche Lösung ist ein Holzkeil zur Offenhaltung der Türen oder das Aushängen der Schließbügel am Türblatt. Maßnahmen zur Entrauchung Der Brandrauch wird in der Regel über Rauch- und Wärmeabzugsanlagen (RWA) abgeführt. Je nach Anforderung sind diese im richtigen Verhältnis zur Grundfläche oder nach den Brandlasten auszulegen. Über die zu erwartende Geschwindigkeit der Brandausbreitung werden heute sogenannte Bemessungsgruppen nach DIN 18232-2 definiert. Auf Grundlage der Bemessungsgruppen lassen sich dann in Abhängigkeit von der Raumhöhe aerodynamische Rauchabzugsflächen ermitteln. Dazu ein Beispiel: Bei einem Ladengeschäft ohne besondere Brandlasten liegt die Brandleistung bei 6.000 kW, was der Bemessungsgruppe 2 (von 5) entspricht. Bei einer Raumhöhe von drei Metern beträgt dann die aerodynamische Rauchabzugsfläche 6,2 Quadratmeter. Hierbei wird eine Rauchschichtdicke unterhalb der Decke von einem halben Meter angenommen. Die verbleibende raucharme Schicht bietet mit 2,5 Metern Höhe genügend Raum zur Flucht. Bei einer Raumhöhe von vier Metern ergibt sich eine aerodynamische Rauchabzugsfläche von nur noch 3,6 Quadratmetern. Deshalb sollte bei Läden die Raumhöhe bei mindestens 3,5 Metern beginnen. Diese aerodynamischen Rauchabzugsflächen sind in jedem durch Zwischentüren trennbaren Flurbereich anzuordnen. Versorgungsleitungen prüfen Weiterhin ist zu klären, welche Installationsleitungen verkoffert oder mit Brandschutzmanschetten versehen werden müssen. Für Wasser- und Elektroinstallationen ist hierbei die Muster-Richtlinie über brandschutztechnische Anforderungen an Leitungen (MLAR) heranzuziehen. Welche Maßnahmen im Einzelnen auszuführen sind, ist in der oben stehenden Grafik dargestellt. Für Lüftungsanlagen, wie sie im Ladenbau und bei hochgedämmten Gebäuden eingebaut werden, gilt die Muster-Lüftungsanlagen-Richtlinie – kurz MLÜAR. So dürfen nach §§ 32 (8) und 33 (5) in Verbindung mit Absatz 4 der Musterbauordnung Leitungsanlagen in
    • notwendigen Treppenräumen,
    • Räumen zwischen notwendigen Treppenräumen und Ausgängen ins Freie,
    • notwendigen Fluren,
    • offenen Gängen vor Gebäudeaußenwänden, die die einzige Verbindung zwischen Aufenthaltsräumen und Treppenräumen herstellen, Brandschutz der Versorgungsleitungen: systematische Darstellung der Brandschutzmanschetten (M = Mörtelverguss, K = Körperschall­trennung)
    nur angeordnet werden, wenn keine brandschutztechnischen Bedenken bestehen. Hierzu werden in den einzelnen Muster-Richtlinien so viele Anforderungen an Leitungen und Manschetten formuliert, das sie in diesem Rahmen nicht ausführlich erläutert werden können. Grundsätzlich aber sollten sich Leitungstrassen möglichst außerhalb von Problemzonen befinden. Dipl.-Ing. (Univ.) Dietrich Hinz ist beratender Ingenieur und Bausachverständiger in Ascha (Bayern) Regelwerke
    • MBO – Musterbauordnung bzw. Landesbauordnungen
    • DIN 4102 – Brandverhalten von Baustoffenund Bauteilen
    • IndBauR – Industriebaurichtlinie
    • MHHR – Musterhochhausrichtlinie
    • MLAR – Musterleitungsanlagenrichtlinie
    • MLÜAR – Musterlüftungsanlagenrichtlinie
    • EC 2 – Planung von Stahlbeton- und Spannbetontragwerken
    • EC 3 – Bemessung und Konstruktion von Stahlbauten
    • EC 4 – Bemessung und Konstruktion von Verbundbauwerken aus Stahl und Beton
    • EC 5 – Bemessung und Konstruktion von Holzbauwerken
    • NAD – diverse nationale Anwendungsdokumente zur Anwendung von EC
    • BMVBW – Brandschutzleitfaden für Gebäude besonderer Art und Nutzung
     

    Dicht-Pflicht

    Hervorgehoben

    Veröffentlicht am von
    Kommentar
    Techniken, Verfahren und Materialien für die Planung einer luftdichten Gebäudehülle / Von Hanns-Christoph Zebe Die Planung und Ausführung der luftdichten Gebäudehülle gehört als Qualitätsmerkmal für den Neubau zu den Eckpfeilern der Konzeption energiesparender Häuser. Über Fugen und Undichtigkeiten kommt es zu Wärmeverlusten und in der Folge zu Tauwasserschäden in der Konstruktion. Zudem können Luftschadstoffe in die Raumluft eindringen und das Wohlbefinden der Bewohner kann durch Zugluft beeinträchtigt werden. Auch verschlechtert sich das Schalldämmmaß eines Bauteils durch Undichtigkeiten. 1. Bild: Das „Stiftkonzept“ nach DIN 4108-7 verdeutlicht die Rolle der Planung und Ausführung der Luftdichtheitsebene von beheizten Räumen. 2. Bild: Abgestimmte Klebebänder und Klebe-Dichtstoffe ermöglichen langfristig funktionierende Anschlüsse der Luftdichtheitsebene. 3. Bild: Die sichere Durchdringung der Luftdichtheits-ebene erfolgt mit abgestimmten Klebebändern und sinnvollen Manschetten. 4. Bild: Die Konterlattung unter der Luftsperre sichert gegen Spannungen aus der Dämmung und dient als Untergrund für die UV-Abdeckung. Mit einem Blower-Door-Test nach DIN EN 13829 „Wärmetechnisches Verhalten von Gebäuden – Bestimmung der Luftdurchlässigkeit von Gebäuden – Differenzdruckverfahren“ kann die Luftdichtheit überprüft werden. Zwingend vorgeschrieben ist der Nachweis zwar nicht. Doch gilt eine luftdichte Ausführung der Gebäudehülle als anerkannter Stand der Technik und ist damit ohne besonderen Hinweis gefordert und als geschuldete Leistung auch vom Bauherrn zivilrechtlich einklagbar. Luftdicht versus winddicht Die Planung einer luftdichten Gebäudehülle beginnt mit der richtigen Einordnung dieser Schicht, denn häufig werden die Begriffe winddicht und luftdicht falsch interpretiert. Dabei hat DIN 4108-7 „Luftdichtheit von Gebäuden – Anforderungen, Planungs- und Ausführungsempfehlungen sowie -beispiele“ klargemacht, dass in der Regel die Luftdichtheitsebene zur Vermeidung jeglicher Konvektion auf der Bauteil-Innenseite angebracht wird. So wird Luftströmung durch Bauteile hindurch aufgrund eines Gesamtdruckgefälles auf der Innenseite von Außenbauteilen verhindert und die Gefahr von Tauwasserschäden in der Konstruktion durch Kondensation im Bauteil sowie Wärmeverluste werden reduziert. Winddichte Sperrschichten sind dagegen eine präventive Maßnahme. Sie werden ohne definierte Anforderung einer Norm meist auf der Außenseite der Wärmedämmung verlegt und verhindern das Einströmen kalter Außenluft in die Konstruktion und den Wiederaustritt an anderer Stelle. So wird die Abfuhr von Wärme vermieden. Auch wenn moderne Dämmstoffe durchströmungssicher sind, kaschiert die winddichte Schicht vor allem eine ungenaue Ausführung der Anschlussbereiche. Konstruktiver Feuchteschutz Neben den Grundanforderungen an eine luftdichte Gebäudehülle sind die elementaren bauphysikalischen Bedingungen für den konstruktiven Feuchteschutz zu beachten. Dem ­Begriff der Diffusion, also dem Transport von ­molekularem, dampfförmigem Wasser durch Bauteile hindurch, ist nach DIN 4108-3 „Anforderungen an den klimabedingten Feuchteschutz“ Rechnung zu tragen. Hier sind die Bauteile entsprechend ihren Diffusionseigenschaften eingeordnet:
    • diffusionsoffene Schicht: Bauteilschicht mit sd < 0,5 m
    • diffusionshemmende Schicht: Bauteilschicht mit 0,5 < sd < 1.500 m
    • diffusionsdichte Schicht: Bauteilschicht mit sd > 1.500 m.
    In der Konsequenz sind die dampfhemmenden oder -sperrenden Eigenschaften einzelner Funktionsschichten einer Konstruktion genau zu bezeichnen und aufeinander abzustimmen. Das gilt für Sanierung wie Neubau. Der Nachweis erfolgt mit einem rechnerischen Tauwassernachweis nach DIN 4108–3. Der Nachweis wird nicht erforderlich, wenn die Vorgaben der sd-Werte für Bauteile und Konstruktionen der handwerksorientierten Regelwerke berücksichtigt werden. Zum Beispiel so, wie es im „Merkblatt Wärmeschutz bei Dächern“ des Zentralverbandes des Deutschen Dachdeckerhandwerks beschrieben ist. Planung nach Stiftkonzept DIN 4108-7 „Luftdichtheit von Gebäuden, Anforderungen, Planungs- und Ausführungsempfehlungen sowie -beispiele“ sieht für die Planung der Luftdichtheit das so genannte Stiftkonzept am Vertikalschnitt durch ein Gebäude vor. Dabei wird die beheizte Gebäudehülle mit einem Stift innen abgefahren (siehe Grafik). Der Stift kann dabei verschiedene Materialien berühren, beispielsweise Gipsputz, Gipskartonplatten oder Beton. Es ist zu beachten, dass die Anschlussbereiche der unterschiedlichen Werkstoffe dicht und funktionssicher herzustellen sind. Besonders zu beachten sind Versprünge im Schnitt, also Bereiche, in denen es zu einem Wechsel der Ebenen und Bauteile kommt. Dazu sind in DIN 4108-7 funktionssichere Konstruktionen und bei Verklebungen auch bestimmte Werkstoffanforderungen definiert. Geeignete Materialien Wichtig ist, dass Klebstoffe und Bauteile für den jeweiligen Verwendungszweck geeignet und aufeinander abgestimmt sind. Bei der Planung und Ausführung mit Systemkomponenten eines Herstellers ist dies in der Regel gegeben, da Klebertyp und Festigkeit auf die Oberflächen der zu verklebenden Bahnen und Untergründe angepasst sind. Dabei ist vor allem auf die Feuchtigkeits-, Oxidations- und UV-Beständigkeit sowie Reißfestigkeit zu achten. Luftdichtheitsbahnen und Klebemittel dürfen in der Regel nicht dauernder UV-Belastung ausgesetzt werden. Sie sind abzudecken oder anderweitig zu schützen. Die verwendeten Bauprodukte und vor allem deren Verbindungen müssen die bauüblichen Bewegungen aufnehmen können. Gegebenenfalls ist die Aufnahme der Bewegungen konstruktiv zu lösen, zum Beispiel durch Schlaufenbildung. Ein funktionssicherer Wandanschluss mit systemgerechtem Kleb-Dichtstoff erfolgt mit Bewegungsschlaufe. In der Regel werden als Luftdichtheitsschicht Funktionsmembranen eingesetzt, die durch eine Installationsebene mit Konterlattung und eine Innenausbauschicht geschützt werden. Die Luftdichtheitsschicht und ihre Anschlüsse dürfen während und nach dem Einbau nicht durch Witterungseinflüsse oder nachfolgende Gewerke beschädigt werden. So gilt, dass Klebeverbindungen möglichst spannungsfrei herzustellen sind, damit keine dauerhaften Zugkräfte auf Klebeverbindungen und Luftdichtheitsbahnen lasten. Durch Auflast eingebauter Dämmstoffe, feuchte- oder temperaturbedingte Längenänderungen der Luftdichtheitsschichten oder Bauteilbewegungen dürfen keine negativen Einflüsse auf Klebeverbindungen erfolgen. Eine Klebeverbindung darf nicht unter Spannung stehen. Die Luftdichtheitsebene ist so auszuführen, dass es keine Hinterströmung gibt. In der Praxis können mit einseitigen Klebebändern erstellte Verbindungen bei Überlappungen und Stößen leichter luftdicht hergestellt und überprüft werden. Falten werden überklebt. Dagegen sind Verbindungen in Überlappungsbereichen mit zweiseitig klebenden Bändern nicht mehr überprüfbar und bergen bei Faltenbildung die Gefahr der Undichtheit. Alternativ ist der Einsatz von geprüften Kleb-Dichtstoffen möglich. Für den Anschluss der Luftsperre an raue oder bewegliche Bauteile sind nach DIN 4108-7 nur pastöse Kleb- und Dichtstoffe einzusetzen, die in der Lage sind, die Schwind- und Quellbewegungen sowie andere Bauteilverformungen aufzunehmen. Praxisgerecht aufgebracht, können diese pastösen Klebstoffe auch ohne Primer und ohne Anpresslatte an einer rauen Wand und auf baufeuchten Untergründen nach vorheriger Eignungsprüfung dauerhaft dichten und kleben. Bei schwierigen Untergründen kann ein Glattspachtel die Sicherheit erhöhen. Noch höhere Sicherheit wird durch eine Anpresslatte oder durch Einputzen mit einem Streckgitter erzielt. Durchdringungen der Luftsperre werden mit flexiblen Klebebändern sicher hergestellt. Runde Bauteile oder Kabel können dauerhaft mit dem Klebeband Easy-Form (Klöber) oder geeigneten Dichtmanschetten in die Ebene der Luftsperre eingebunden werden. Dipl.- Ing. Hanns-Christoph Zebe ist Geschäftsführer der Dr. Kiefhaber+Zebe Ingenieur Consult GmbH in Kaiserslautern

    Regenwasser-Alarm

    Veröffentlicht am von
    Kommentar
    Eine funktionstüchtige Dachentwässerung ist für das Bauwerk essentiell: Grundprinzipien für Planung und Berechnung / Von Uwe Nagel Dachentwässerung: Die Dimensionierung von Rinnen und Rohren ist im Detail aufwendig und kompliziert Die Bemessung einer Dachentwässerung hängt von vielen Faktoren ab. Trotz der komplexen Aufgabe lassen sich die wesentlichsten Kriterien und das Vorgehen allgemein beschreiben. Die Berechnung der Dachentwässerungssysteme erfolgt heute nach DIN EN 12056-3 in Verbindung mit DIN 1986-100. Sie basiert auf der Regenmenge am Standort des Gebäudes und einem hydraulischen Nachweis. Bei Entwässerungssystemen wird grundsätzlich zwischen außen liegenden und innen liegenden Rinnen unterschieden. Für die Berechnung ersterer wird der Berechnungsregen r(5,5) herangezogen. Dieser Wert gibt die maximale Regenmenge innerhalb von fünf Minuten in einem Zeitraum von fünf Jahren am Standort an. Innen liegende Rinnen hingegen werden mit dem Jahrhundertregen r(5,100) bemessen. Dabei handelt es sich um ein Starkregenereignis, wobei die maximale Regenmenge innerhalb von fünf Minuten in 100 Jahren herangezogen wird. Die Regenmengen können bei den örtlichen Behörden oder beim Deutschen Wetterdienst erfragt werden. Ausreichend dimensionieren Für den Fall eines Dachentwässerungssystems mit außen liegenden Rinnen sind folgende Bearbeitungsschritte empfehlenswert: Zunächst wird ein Entwässerungskonzept entsprechend dem Gebäudeentwurf erstellt. Gleichzeitig ist die Ermittlung der am Standort zu erwartenden Regenereignisse erforderlich. Im Anschluss erfolgt die Bemessung der Rinnengröße, wobei die Länge der Rinnen bis zu den jeweiligen Abläufen wichtig ist. Je länger die Rinne ist, desto größer muss sie bemessen werden. Auch die Anzahl der Abläufe kann die Dimension der Rinnen beeinflussen. Je mehr Abläufe es gibt, desto kleiner kann die Rinne ausgeführt werden, denn zur Berechnung wird der Teil der Dachfläche herangezogen, der in das Rinnenteilstück bis zu seinem Abfluss entwässert wird. Außen liegende Rinnen werden nur nach ­Berechnungsregenmengen bemessen. Würde man das Starkregenereignis ansetzen, könnte das Wasser in der Rinne bei normalem Regen nicht mehr richtig ablaufen. Der Notüberlauf infolge eines Starkregenereignisses erfolgt bei außen liegenden Rinnen nach außen. Dies ist bei der Planung der Kelleröffnungen zu beachten, in die überfließendes Wasser strömen könnte. Gegebenenfalls ist hier die Rinnengröße mit ­einer höheren Berechnungsregenspende zu ermitteln. Einige Zubehörteile vermindern den Wasserfluss und sind bei der Planung und Berechnung mit zu berücksichtigen. Rinnenwinkel beispielsweise stellen einen Strömungswiderstand mit einem Reduktionsfaktor von 0,85 dar. Daher sind sie nicht in der Nähe der Fallleitung zu platzieren. Auch Laubfangkörbe am Anschluss von Rinne zu Rohr vermindern das Abflussvermögen um 50 Prozent. Einhangstutzen wiederum bieten ein besseres Abflussvermögen als Lötstutzen. Anders als bei vorgehängten Rinnen ist bei innen liegenden Rinnen eine Notentwässerung erforderlich. Diese kann über einen Notablauf erfolgen. Bei ungehindertem Überlaufen der Rinne könnten – aufgrund ihrer Lage – Teile des Gebäudes beschädigt werden. Auch hier sind möglichst kurze Fließwege zu den Abläufen zu planen. Anders als bei einer außen liegenden Dachentwässerung sind bei innen liegenden Rinnen eher quadratische Querschnitte günstig. Die Dimensionierung von Fallrohren ist im Gegensatz zu der von Rinnen vergleichsweise einfach. Zu beachten ist, dass Fallleitungs­verziehungen bereits mit einem Winkel kleiner als zehn Grad das Abflussvermögen behindern. In diesem, eher seltenen Fall muss die Fall­leitung wie eine liegende Leitung bemessen werden. Die Dimensionierung von Rinnen und Rohren ist im Detail aufwendig und kompliziert. Es empfiehlt sich, auf speziell erstellte Programme zurückzugreifen. Diese liefern in der Regel auch die für die Berechnung notwendigen Regenmengen für eine Vielzahl von Orten innerhalb Deutschlands gleich mit. Dipl.-Ing. Uwe Nagel ist Leiter Anwendungstechnik bei VM Zinc in Essen Normen Die Bemessungsregeln für Dachentwässer­ungen sind in der DIN EN 12056, Teil 3: Dachentwässerung, Planung und Bemessung ­festgelegt. DIN 1986-100: Entwässerungsanlagen für ­Gebäude und Grundstücke Teil 100 – ­Zusätzliche Bestimmungen zu DIN EN 752 und DIN EN 12056 Bemessungs-Hilfe Der Zentralverband Sanitär Heizung Klima bietet Architekten auf Anfrage die Fachinformationsschrift „Bemessung von vorgehängten und innen liegenden Rinnen“ inklusive einer Berechnungssoftware zum Preis von 159 Euro (zuzgl. 7 % USt.) an. Das Angebot umfasst sowohl die vereinfachte Bemessung über Tabellen als auch eine detaillierte Berechnungsmöglichkeit mit einem Software-Programm. Die darin enthaltenen Informationen – wie Beispielberechnungen und der Kommentar – bieten eine über die DIN 1986-100 „Gebäude und Grundstücksentwässerung“ hinausreichende Hilfe an. www.zvshk.de  

    Besser hören im Schauspielhaus

    Hervorgehoben

    Veröffentlicht am von
    Kommentar
    Historischer Bau und moderne Technik – ein häufiger Konflikt in Theatern. In Meiningen wurde er mit viel Engagement gelöst / Von Gunter Lühder Bild 1: Für Effekteinspielungen waren im Zuschauersaal insgesamt 49 Lautsprecher einzubauen. Sie befinden sich im ersten und zweiten Rang hinter nachempfundenen Lüftungsgittern aus Messing. Im dritten Rang sind sie hinter der blauen Stoffbespannung völlig unsichtbar. Ende letzten Jahres wurde nach 18-monatiger Sanierungszeit das „Große Haus“ des traditionsreichen Meininger Theaters wiedereröffnet. Die Erneuerung der technischen Einrichtungen bildet neben der Beseitigung baulicher Mängel oft einen Schwerpunkt in derartigen Bauvorhaben. Theatertypisch hatte die Bühnen- und Veranstaltungstechnik mit ihren Gewerken Bühnenmaschinerie/ Stahlbau, Bühnenbeleuchtung und Ton-/ Videotechnik einen Anteil von etwa 35% am Gesamtumfang der Baumaßnahme von rund 25 Mio. Euro. Beim Einbau moderner technischer Anlagen in historische Gebäude besteht immer ein grundsätzli-cher Konflikt . Man muss sich vor Augen führen, dass in vielen der heute noch genutzten Theater zu deren Bauzeit weder Beschallungsanlagen noch Videotechnik, und Scheinwerfer nur in sehr beschränktem Umfang, vorhanden waren. Regieräume von Ton und Licht wurden nicht benötigt. So verwundert es nicht, dass es für den Einbau dieser Einrichtungen in den ästhetisch anspruchsvollen historischen Sälen der Veranstaltungsstätten keine idealen, oftmals nicht einmal halbwegs brauchbare Orte gibt. Kaum eine Veranstaltungsstätte kann jedoch heutzutage ohne die Einrichtungen für eine zeitgemäße Beleuchtung und Wiedergabe von audio-visuellen Medien existieren. Der tägliche Umgang mit hochmodernen Medien und die damit gestiegenen Anforderungen der Besucher an das „mediale Erlebnis“ erzwingen von Betreibern und technischen Leitern, diese Ansprüche zu erfüllen, will man im Ringen um höhere Besucherzahlen mithalten. Eine geringe Personalausstattung der Häuser verstärkt die Probleme dahingehend, dass häufige Umbauarbeiten und das manuelle Aufbauen und „Wegräumen“ mobiler Geräte zunehmend eingeschränkt werden müssen. Sprachalarmanlagen verstärkt gefordert Hinzu kommt in jüngster Vergangenheit die Forderung nach Sprachalarmanlagen auf Basis der DIN VDE 0833-4, welche unweigerlich die Anordnung von Alarmierungslautsprechern im Zuschauersaal nach sich zieht. Da diese Alarmierungslautsprecher nach der EN 54-24 zertifiziert sein müssen, kommt eine Nutzung der „normalen“ Beschallungsanlage für diesen Zweck nicht in Frage, will oder kann man sich mit dem Brandschutzplaner bzw. –sachverständigen nicht auf Abweichungen von der Norm verständigen. Insofern bleibt in der Regel nichts anderes übrig, als dass sich Architekt, Denkmalpflege, Betreiber/ Nutzer und technischer Fachplaner an einen Tisch setzten, um Kompromisse für den unvermeidli-chen Einbau medientechnischer Anlagen zu finden, die möglichst alle Belange berücksichtigen. Am Beispiel des Lautsprechereinbaus im Meininger Theater sollen nachfolgend die Anforderungen und Grenzen der Kompromissfähigkeit aus Sicht der Elektroakustik erläutert und die gefundenen Lösungen kurz aufgezeigt werden. Die Lautsprecher gehören zur Grundausstattung jeder größeren Veranstaltungsstätte, so dass hier gezeigte Zusammenhänge immer wieder auch in anderen Objekten anzutreffen sind. Technische Anforderungen an den Lautsprechereinbau Unhörbare Lautsprecher: Im Folgenden wird auf die Anforderungen an Lautsprecher und deren Einbau aus akustischer Sicht eingegangen. Haupteinsatzwecke von Beschallungsanlagen in Theatern sind:
    • Unauffällige Verstärkung von leisen Sprechern und Sängern
    • Wiedergabe vorproduzierter Aufzeichnungen wie Musik, Geräusche, Sprache, Effekte
    • Elektronische Veränderung der Raumakustik im Zuschauersaal durch elektronische Nachhallzeitverlängerung
    • Zuspiel („Monitoring“) zu Akteuren auf der Bühne
    • Verstärkung elektronischer Instrumente bei moderner und populärer Musik
    Bis auf den letztgenannten Punkt ist es bei all diesen Anwendungen für das Erlebnis des Zuschauers enorm wichtig, dass die Wiedergabe über Lautsprecher nicht als solche wahrgenommen wird. Der Schall soll lediglich mit ausreichendem Pegel wiedergegeben werden, ohne dass der Lautsprecher als solcher hörbar wird. Damit das so ist, müssen folgende Bedingungen erfüllt werden:
  • Der Klang der Originalquelle darf durch den Lautsprecher nicht verfälscht werden. Dies ist einerseits durch Auswahl geeigneter Systeme sicherzustellen und damit Aufgabe des Fachplaners zusammen mit der Tonabteilung des Theaters. Andererseits muss durch einen fachgerechten Einbau sichergestellt werden, dass der Klang des Lautsprechers nicht durch Baukonstruktionen oder einen falschen Einbau nachteilig, beeinflusst wird.
  • Die Ortung, das heißt, die vom Hörer akustisch wahrgenommene räumliche Position der Schallquelle, darf von der sichtbaren Position nicht zu stark abweichen. Hörerlebnis und Se-herlebnis müssen zueinander passen. Hieraus ergeben sich starke Einschränkungen für mögliche Positionen von Beschallungslautsprechern. So ist es beispielsweise unmöglich, Lautsprecher ausschließlich oberhalb der Bühnenöffnung in 5 bis 8m Höhe anzuordnen, da damit eine Zuordnung des Schalls zu den auf der Bühne agierenden Personen nicht mehr möglich ist. Ebenso problematisch ist es oft, wenn Sprecher in Bühnenmitte nur über seitlich angeordnete Lautsprecher neben dem Portal wiedergegeben werden, da dann der akustische Bezug zur Mitte fehlt.
    • Eine weitere Einschränkung für die Anordnung der Lautsprecher ergibt sich aus der Forderung, akustische Rückkopplungen zu vermeiden. Bei solchen Rückkopplungen gelangt ein hoher Anteil des vom Lautsprecher abgestrahlten Schalls in die Mikrofone zurück. Durch die erneute Verstärkung des vom Mikrofon aufgenommenen Lautsprecherschalls entsteht dann die Rückkopplung, welche sich zunächst durch eine klangliche Veränderung („Nachklingen“), bei starker Rückkopplung durch das bekannte „Pfeifen“ oder „Quitschen“ äußert. Die nachstehende Abbildung verdeutlicht den Unterschied, der hinsichtlich der Rückkopplungsgefahr bei einer Anordnung der Lautsprecher an der Vorderkante der Vorbühne oder alternativ im Bereich des Bühnenportals in einem typischen Theater entsteht. Da die Vorbühne sehr häufig mit Mikrofonen genutzt wird, ist eine Anordnung der Beschallungssysteme ausschließlich im Bereich des Portals und damit „im Rücken“ der Darsteller tontechnisch kaum beherrschbar. Bild 2: Verdeutlichung der hohen Gefahr von Rückkopplungen bei einer Lautsprecheranordnung hinter der Vorbühne Unsichtbare Lautsprecher: Der aus Sicht des Architekten und der Denkmalpfleger ideale Lautsprecher ist unsichtbar. Dieser Idealfall lässt sich nur dann erreichen, wenn der Einbau hinter ohnehin vorhandenen, akustisch transparenten Wand- oder Deckenverkleidungen möglich ist, oder aber die Wand- oder Deckenfläche selbst als schallabstrahlende Fläche fungiert. Die letzteren, oftmals als „Flächenlautsprecher“ bezeichneten Systeme weisen aber für den Einsatz im Theater derzeit noch eine Reihe von Mängeln auf. Dies sind insbesondere ein unzureichender Schalldruckpegel, ungeeignete Schallabstrahlrichtungen und Klangverfälschungen. Folglich bleibt nur der Einbau von Lautsprechern hinter Verkleidungen, soll die Beschallung tatsäch-lich optisch unsichtbar sein. Hierbei ist das Augenmerk auf die akustische Durchlässigkeit der Verkleidung zu richten. Denkbar sind textile Materialen sowie perforierte Bleche, Gaze und Gittermaterialien aus Metall. Nahezu jedes Material beeinflusst die Schallabstrahlung. Durch entsprechende Untersuchungen, in der Regel auch akustische Messungen des Materials durch den Fachplaner, muss sichergestellt werden, dass diese Beeinflussung nur so gering ist, dass diese für die meisten Hörer nicht wahrnehmbar oder mit elektronischen Mitteln korrigierbar ist. Holz als gelochte oder geschlitztes Panel ist oft nicht verwendbar, da aufgrund der größeren Materialstärke und des geringeren Lochflächenverhältnisses eine zu starke Beeinträchtigung des Schalldurchgangs erfolgt. Ein weiterer wichtiger Aspekt beim Einbau von Lautsprechersystemen hinter Wandverkleidungen ist, die freie Schallabstrahlung nicht zu beeinträchtigen. Es muss berücksichtigt werden, dass Lautsprecher den Schall nach vorn über einen Öffnungswinkel von ca. 60° bis 180° abstrahlen, im niederen Frequenzbereich sogar nahezu kugelförmig. Eine Einengung des Abstrahlwinkels ist insbesondere bei mittleren und hohen Frequenzen unbedingt zu vermeiden. Stehen Lautsprecher im eingebauten Zustand nicht parallel zur Wandoberfläche, führen die Seitenwände zu enger Wandnischen nicht nur zu einer Behinderung der Schallabstrahlung, sondern darüber hinaus durch die Reflektionen von diesen Seitenwänden zu Klangverfärbungen (siehe Bild 3 und 4). Dementsprechend ist bei der Dimensionierung der Nischenbreiten die Einbringung akustisch absorbierender Materialien zu berücksichtigen, durch welche die Reflektionen auf einen unschädlichen Wert verringert werden können. Bild 3: Freie Schallabstrahlung durch wandbündig eingebauten Lautsprecher (vereinfacht dargestellt)Bild 4: Abschattung und Überlagerung von direktem und reflektierten Schall (Interferenz) durch Nischenwände Bild 4: Abschattung und Überlagerung von direktem und reflektierten Schall (Interferenz) durch Nischenwände Einbausituationen im Meininger Theater Lautsprechereinbau im Portalspiegel: Die am besten geeigneten Standorte für die Hauptbeschallung des Zuschauersaales liegen im Bereich der Vorderkante der Vorbühne, da von dort aus die Lautsprecher nie direkt von hinten in die Mikrofone auf der Bühne strahlen. Neben der Vorbühne befinden sich im Meininger Theater die Proszeniumslogen, welche beiderseitig von verzierten, tragenden Stützen umrahmt werden. Die Schaffung von Wandnischen in diesem Bereich war damit sowohl aus gestalterischer als auch statischer Sicht von vornherein völlig ausgeschlossen. Lautsprecher in diesem Bereich müssten somit immer vor dem Pfeiler hängen und wären somit sichtbar. Der einzige Bereich, der nicht schon baulich von vornherein für einen Lautsprechereinbau auszu-schließen war, war der umlaufende Portalstreifen zwischen Proszeniumsloge und Eisernem Vorhang. Hier war im Hinblick auf die denkmalpflegerischen Aspekte eine optisch verträgliche Abdeckung des gesamten Streifens durch einen einfarbigen, akustisch durchlässigen Stoff denkbar. Eine Aussage über die statische Funktion dieses Bereiches im Zusammenhang mit der Portalöffnung und –überbauung sowie Kenntnisse über die Materialität lagen zum Zeitpunkt der Planung nicht vor. Der noch laufende Spielbetrieb ließ tiefergehende Untersuchungen durch Materialentnahme nicht zu. Erst nach Schließung des Theaters und Beginn der Bauarbeiten konnten die notwendigen Erkundungen getätigt werden. Glücklicherweise ergab sich dabei, dass diese Bereiche statisch nicht tragend sind. Allerding ist die Gesamtstärke der Portalwand im seitlichen Bereich so gering, dass nur Aussparungen bis zu maximal 25cm Tiefe herstellbar waren. Geplant waren hier Linienstrahler, welche eine hohe Reichweite und geringere Rückkopplungsgefahr besitzen. Die Tiefe dieser Lautsprecher betrug 26,2cm. Hinzu kam der zusätzliche Platzbedarf für eine seitliche Drehung des Lautsprechers. Damit war klar, dass die geplanten Lautsprecher nicht einbaubar waren. Eine intensive Suche nach Lösungen in mehreren Diskussionen und Abwägungen zwischen Architekt, Theater und Fachplaner folgten. Varianten, die Tiefe durch vorgesetzte Rahmen zu vergrößern, wurden aufgrund der damit einhergehenden Zerstörung der historischen Ansicht verworfen. Die Verwendung anderer Lautsprechertypen konnte ausgeschlossen werden, da Systeme vergleichbarer Leistung und geringerer Bautiefe nicht verfügbar waren. Erst das Gespräch mit der Herstellerfirma „Seeburg acoustic line“ führte dann zu einer Lösung. Der Hersteller war bereit, nach einer entsprechenden Voruntersuchung 6 Lautsprecher mit einem Sondergehäuse mit nur 21cm Gesamttiefe zu bauen. Zur Überprüfung der baulichen Einpassung wurden durch „Seeburg acoustic line“ 3D-Zeichnungen des modifizierten Lautsprechers bereitgestellt. Die Mehrkosten für den Bauherrn infolge der Sonderkonstruktion in der Größenordnung von etwa 15% des Seriengerätepreises müssen als äußerst moderat bezeichnet werden. Die kooperative Zusammenarbeit mit dem Hersteller ist insofern besonders erwähnenswert, als dies heutzutage längst nicht mehr selbstverständlich ist und nur wenige Hersteller noch willens oder in der Lage sind, kurzfristig auf Sonderwünsche des Kunden zu reagieren. Letztendlich passten auf diese Weise die Lautsprecher in die verfügbaren Nischen. In diese mit eingebaut wurden die Druckkammerlautsprecher der Sprachalarmanlage, welche damit ebenfalls im Saal nicht sichtbar sind. Abschließend blieb das Problem einer geeigneten Abdeckung der Nischen zu lösen. Wie bereits erwähnt war eine Stoffabdeckung vorgesehen. In einer ersten Variante sollte der Stoff fest auf eine umlaufende, im Putz eingelassene Holzleiste genagelt werden. Dies hätte jedoch bedeutet, dass im Falle eines Defektes eines Lautsprechers die Bespannung mit hohem Aufwand hätte entfernt und wieder aufgenagelt werden müssen. Die Erfahrungen der tätigen Tapeziererfirma halfen hier weiter. Eine simple Lösung wurde gefunden. Auf den eingelassenen Holzleisten und rückseitig am Stoff wurde Klettband befestigt, welches es nun ermöglicht, faltenfrei und revisionierbar die Wandöffnungen abzudecken. Bild 5: Wandaussparung im seitlichen Portalspiegel für die HauptlautsprecherBild 6: Eingebaute Haupt- und Alarmierungslautsprecher in Wandnischen Im horizontalen Teil oberhalb der Portalöffnungen war die bauliche Situation eine andere. Hier ergab sich ein trapezförmiger Querschnitt mit möglichen Einbautiefen zwischen 27 und 50cm. Allerdings bestand zusätzlich die Schwierigkeit, dass der horizontale Sturzbereich eine leichte Rabbitzkonstruktion ist, welche keinen ausreichenden Halt für den Lautsprecher bietet und durch die Ausschnitte zunehmend instabil wird. Daher wurden hier Holzzargen als Montagerahmen für den späteren Lautsprecher und zur Stabilisierung der Konstruktion eingesetzt. Dadurch verringerte sich die nutzbare Tiefe um ca. 3cm. Um hier mit dem zur Verfügung stehenden Platz auszukommen, wurden die Lautsprechertypen gegenüber der Planung geändert. Zum Einsatz kamen neu am Markt erhältliche Systeme des Herstellers d&b Audiotechnik, von dem bereits auch andere Lautsprecher im Haus eingesetzt wurden. Bild 6: Eingebaute Haupt- und Alarmierungslautsprecher in Wandnischen   Bild 7: Holzzarge für den Lautsprechereinbau im horizontalen Rabbitz-Sturz des PortalspiegelsBild 8: Oberer Bereich des Portalspiegels (blau), hinter dessen kaum erkennbarer Stoffbespannung sich insgesamt 9 Lautsprecher verbergen Bild 8: Oberer Bereich des Portalspiegels (blau), hinter dessen kaum erkennbarer Stoffbespannung sich insgesamt 9 Lautsprecher verbergen Lautsprechereinbau an den Wänden im Zuschauersaal Für Effekteinspielungen waren im Zuschauersaal an Wänden und Decke insgesamt 49 Lautsprecher einzubauen. Auch hier sollte dies möglichst unsichtbar, zumindest aber unauffällig erfolgen. Die baulichen Voraussetzungen an den Saalwänden waren völlig inhomogen. Im Parkett existiert eine Holzverkleidung, die mit wenigen Zentimetern Abstand vor einer Betonwand aus der Bauzeit von 1909 angebracht ist. Die Materialzusammensetzung und die statischen Verhältnisse der Betonwand waren nicht zu klären, so dass die Herstellung größerer Wandaussparungen auszuschließen war. Diese hätten darüber hinaus auch Öffnungen in den Holzverkleidungen mit einer schalldurchlässigen Abdeckung erfordert. Die Rangunterseiten ließen einen Einbau ebenfalls nicht zu, so dass hier nur eine Montage von Lautsprechern vor der Wand möglich war. Nach Abstimmung mit der Denkmalpflege und dem Architekten wurden diese in der Farbe schwarz belassen. Auf den Rängen war seit der Bauzeit des Theaters durchgehend eine Stoffbespannung vorhanden, welche unbedingt erhalten werden sollte. Allerdings gab es hier wiederum Unterschiede in der Art des textilen Materials. Während im 1. und 2. Rang ein dicht gewebtes Seidenmaterial auf die Wand aufgebracht wurde, kam im 3.Rang das gleiche Material zum Einsatz wie am Portalspiegel. Dieses war bereits hinsichtlich seiner Schalldurchlässigkeit geprüft worden. Der Seidenstoff, eine projektbezogene Sonderanfertigung nach historischem Vorbild, wurde nun ebenfalls geprüft. Das Ergebnis (siehe Bild 9) war vernichtend. Im Frequenzbereich zwischen 2kHz und 20kHz führt der Stoff zu einer Pegelverminderung von 6 bis 14dB. Das bedeutet eine Minderung des Schalldrucks auf bis zu 1/5 bzw. eine Minderung der abgestrahlten Leistung bis auf 4%. Somit werden 96% der Schallleistung dieses Frequenzbereiches im Stoff absorbiert. Der Lautsprecher, der mit 90W angesteuert wird, gibt somit Schall ab wie ein Lautsprecher mit 3,6W. Das ist völlig unbrauchbar und leider auch nicht elektronisch zu korrigieren, da der Lautsprecher bei 90W bereits seine Leistungsgrenze erreicht hat. Dass die gemessenen Werte so extrem schlecht waren, verblüffte viele. Daher wurde ein Vor-Ort-Test durchgeführt, bei dem der Einfluss des Stoffes für alle hörbar wurde. Die Klangeinbußen waren auch für ungeübte Ohren dramatisch. Damit war es keine Frage mehr, dass der Seidenstoff nicht vor den Lautsprechern eingesetzt werden konnte. Für alle Wandlautsprecher waren ohnehin Holzzargen in die Mauerwerksaussparungen eingesetzt worden, um einen sauberen, definierten Einbauraum und Befestigungsmöglichkeiten für die Laut-sprecher zu schaffen. Diese Zargen konnten nun genutzt werden, den Seidenstoff umlaufend um den Lautsprecher herum zu fixieren, so dass anschließend die Öffnung ohne ein Verziehen des gespannten Stoffes herausgeschnitten werden konnte. Zu klären blieb die Abdeckung der entstandenen Öffnung vor dem Lautsprecher. Diskutiert wurden zwei Lösungen: Abdeckung durch ein feines Lochblech in Farbe der Holztüren des Saales oder alter-nativ durch Messinggitter, welche gestalterisch den historisch im Haus wiederholt vorhandenen Lüftungsgittern nachempfunden wurden und somit die ursprüngliche Gestaltung aus der Bauzeit des Hauses aufgreifen. Die Entscheidung fiel schließlich für die zweite Variante. Ein Nachteil der nachempfundenen Lüftungsgitter stellte sich erst nach der Wiedereröffnung heraus: Es gab jetzt einzelne Beschwerden von Besuchern, dass die Luft aus diesen Lüftungsgittern zu kalt herauskommt und es Zugerscheinungen gibt. Dies zeigt deutlich, wie sehr das subjektive Empfinden des Menschen von seiner Erwartungshaltung geprägt wird. Bild 9: Pegeldämpfung der Seidenstoffbespannung in Abhängigkeit von der FrequenzBild 10: Wandaussparungen im Zuschauersaal für die Panoramalautsprecher, noch ohne Zargen. Bild 10: Wandaussparungen im Zuschauersaal für die Panoramalautsprecher, noch ohne ZargenBild 11: Historisches Lüftungsgitter im Wandelgang vor dem Zuschauersaal Bild 11: Historisches Lüftungsgitter im Wandelgang vor dem Zuschauersaal Lautsprecher im Bereich der Saaldecke Die reich verzierte Decke über dem Zuschauerraum ließ weder den Einbau von Lautsprechern in die Decke noch eine vertretbare Montage unter der Decke zu. Einzig die ehemaligen Lüftungsöffnungen um die Krone herum konnten genutzt werden. Daher wurden im ehemaligen Entlüftungsraum oberhalb der Rotunde Lautsprecher installiert. Diese dienen im Wesentlichen dem Effekteinspiel. Daher ist die teilweise Abdeckung durch die recht breiten Gitterelemente und damit eine geringe klangliche Beeinträchtigung vertretbar. Bild 12: Decke des Zuschauersaales mit den gut erkennbaren ehemaligen AbluftöffnungenBild 13: Effektlautsprecher oberhalb der Saaldecke Bild 13: Effektlautsprecher oberhalb der Saaldecke Lautsprecher in anderen Bereichen Auch außerhalb des Saales im repräsentativen Öffentlichkeitsbereich wurde versucht, die für die Alarmierung und Durchsagen benötigten Lautsprecher diskret unterzubringen. Immer wieder wurden dabei die Motive aus der Bauzeit, insbesondere die Messinggitter der alten Lüftungsanlage, aufgegriffen. Bild 14: Halb geöffneter, nicht mehr genutzter Lüftungskanal: 4 Lautsprecher wurden hier eingebautBild 15: Alte Lüftungsauslässe wurden geringfügig vergrößert für den Einbau von Zeilenlautsprechern im Foyer Bild 15: Alte Lüftungsauslässe wurden geringfügig vergrößert für den Einbau von Zeilenlautsprechern im Foyer Zusammenfassung Durch intensives, kompromissbereites Zusammenwirken von Architekt, Denkmalpfleger, Statiker, Nutzer, Fachplaner und Herstellerfirmen konnten für den Einbau von Lautsprechern im gesamten öffentlichen Bereich des historischen Theatergebäudes so weit wie möglich Lösungen gefunden werden, die dem Charakter des Hauses gerecht werden. Es hat sich gezeigt, dass die Suche nach individuellen Lösungen in derart anspruchsvollen Bauvorhaben notwendig und aufwändig ist, letztlich aber zu guten Ergebnissen führt. Gunter Lühder betreibt das Fachplanungsbüro für Audio-/ Videotechnik und Akustik Avissplan im brandenburgischen Kremmen Architekt: Arbeitsgemeinschaft ArGe.org II (PGS+P mbH Planungsgesellschaft Steiner u. Palme mbH, Suhl, mit Keßler & Partner Freie Architekten, Suhl) Akustische Messungen: ADA-AMC GmbH, Berlin Planung der Medientechnik: Avissplan, Kremmen

    Tiefe Analyse für flache Dächer

    Hervorgehoben

    Veröffentlicht am von
    Kommentar
    Bauen im Bestand, Teil 4: Eine Flachdach-Sanierung verlangt genaue Untersuchungen. Gerade in stark gedämmten Häusern drohen sonst neue Schäden / Von Dietrich Hinz Bei einer Dachsanierung wird die Dachfläche häufig umgenutzt. Vor der Sanierung ist der Bestand aber hinsichtlich Tragfähigkeit und Bauphysik besonders gründlich zu prüfen; um spätere Bauschäden zu vermeiden. Etwa 60 Millionen Quadratmeter an Flachdächern werden jedes Jahr saniert. Während früher dabei meist nach dem „Kahlschlag-Prinzip“ der gesamte Dachaufbau abgetragen wurde, erfolgt heute die Sanierung wesentlich differenzierter, denn zielgerichtete Maßnahmen an den tatsächlich beschädigten Flächen sind häufig kostengünstiger. Aber auch wenn sich die undichten Bereiche ziemlich genau lokalisieren lassen, sind weitere Untersuchungen nötig. Der Bestand muss genau analysiert werden; vor allem sind die geplanten Maßnahmen hinsichtlich ihrer bauphysikalischen und statischen Auswirkungen zu prüfen. Geschieht dies nicht, drohen neue und sogar noch schwerere Schäden. Das zeigt das folgende Beispiel. Schaden durch neue Abdichtung Ein Massivdach aus Bimsdielen wurde feucht; in den Räumen darunter bildet sich Schimmelpilz. Das Dach wurde mit einer neuen Bitumendachbahn abgedichtet. Nun aber wurden die Deckenunterseiten erst recht schwarz (siehe Bilder auf Seite 55 oben). Die Ursache für die Durchfeuchtung lag nicht, wie vermutet, in einem undichten Dach, sondern in den neuen, dichten Fassadenelementen der Schaufenster. Durch sie konnte die Raumluftfeuchte nicht mehr entweichen und lagerte sich in den raumbegrenzenden Wänden und an der Decke an, die dann immer öfter die Taupunkttemperatur erreichten. Deshalb entsprach auch die Dämmwirkung der Bimsdachplatten nicht mehr den veränderten Anforderungen an die Mindest-Oberflächentemperatur im Raum. Das Dach hätte auf jeden Fall mit einer ausreichenden Wärmedämmung versehen werden müssen. Die Schwarzverfärbung der Deckenunterseite resultiert aus der diffusionsdichten Bitumenpappe, die als „Sanierungsschicht“ aufgebracht worden war. In diesem Fall waren im Endeffekt die Bimsbeton-Dachplatten regelrecht „abgesoffen“. In den Räumen roch es stark modrig. Die Hohlkammern der Bimsbeton-Platten waren bereits mit Mikroorganismen und Schimmelpilzen befallen. Der Schaden konnte am Ende nur durch Abriss und Neubau der Tragkonstruktion behoben werden. Unqualifizierte Dachsanierung: Ein Massivdach aus Bimsdielen wurde feucht; in den Räumen darunter bildete sich Schimmel. Das Dach wurde mit einer neuen Bitumendachbahn abgedichtet. Nun wurden die Deckenunterseiten erst recht schwarz. Deckenuntersicht: Aber das Dach war gar nicht undicht. Auslöser für den Schaden waren die neu eingebauten, dichteren und wärmegedämmten Schaufenster-Elemente. So konnte die Raumluftfeuchte nicht mehr entweichen. Auf sd–Wert achten Der Fall zeigt, dass beim Einbau luftdichter und gut wärmegedämmter Bauteile die Diffusionsvorgänge aller Flächen beachtet werden müssen, die die betreffenden Räume umschließen. Wasserdampf sollte bekanntlich von innen nach außen entweichen können. Bei diesem konkreten Schadensbeispiel hatten die Hohldielen einen kleinen sd-Wert von etwa 0,20 x 5 = 1 m. Sie sind also nur schwach diffusionshemmend. Die ursprüngliche Feuchteregulierung funktionierte nicht zuletzt deshalb einwandfrei. Auch die Wände aus Mauerwerk sind nur diffusionshemmend. In Verbindung mit den natürlichen Undichtigkeiten funktionierten die Gebäude. Durch den heutigen Zwang zur Luftdichtigkeit ist jedoch ein Ausgleich zur Entfeuchtung der Räume notwendig geworden. Die raumseitige Windsperre, hier die Bimsbeton-Hohldielen, soll allerdings nur einen etwas höheren sd -Wert aufweisen als die außen liegende Dachabdichtung beim Warmdach oder die Hinterlüftungsschicht bei einem Kaltdach. Der sd -Wert innen/außen sollte bei etwa 1.000 m liegen. Eine moderne Unterspannbahn hat einen Wert von etwa sd = 0,2 m; die innere Dichtungssperre sollte daher etwa sd = 100–200 m aufweisen. Bei Dachbahnen ist darauf zu achten, dass nicht alle „regelgerechten“ Produkte über einen sd-Wert verfügen, der den jeweiligen Anforderungen entspricht. Es gibt Produktbeschreibungen einiger Hersteller, die bereits einen sd -Wert von 100 m als diffusionsdicht bezeichnen, was den Grenzwerten der DIN 4108 „Wärmeschutz im Hochbau“ völlig widerspricht und zu Fehlanwendungen bei Planern und Verarbeitern führt. Eine 20 Zentimeter dicke Stahlbetondecke hat eine äquivalente Luftschichtdicke von etwa sd = 0,20×100 = 20 m. Dieser Wert ist noch zu gering, um als innere Schicht voll wirksam zu sein. Allerdings sollen nach den Untersuchungen der Betonindustrie Betonelemente ab 20 Zentimetern diffusionsdicht sein. Diese pauschale Meinung ist kritisch zu hinterfragen. Gerade bei massiven Dachkonstruktionen sind über die Durchbiegung raumseitig Mikrorisse vorhanden, die den Kernbereich mindern. Daher sollte bei Massivdächern üblicher bewährter Konstruktionen stets für eine kontrollierte Wohnungslüftung gesorgt werden. Die Dachbahnen müssen diffusionsoffen sein. Wann die EnEV greift Häufig geht die Sanierung von Flachdächern mit einer Nutzungsänderung einher. Dachterrassen oder Dachgärten mit intensiver oder extensiver Begrünung werden angelegt oder Sonnenkollektoren aufgebaut. Eine gründliche Bestandsanalyse ist hier besonders wichtig; auch eine Kooperation mit einem Tragwerksplaner ist sehr zu empfehlen. Bei einer neuen Nutzung greift vor allem auch die EnEV, denn es werden bestehende wärmeübertragende Außenbauteile geändert. Die Vorgaben gelten auch, wenn auf mehr als 50 Quadratmetern lediglich die Abdichtung erneuert wird. Als Richtwert für Flachdächer sieht die EnEV beim Nachweis mit dem Referenzgebäude-Verfahren für das Referenzgebäude eine Raumtemperatur im Heizfall von mindestens 19 Grad Celsius und einen U-Wert von 0,20 W/(m²∙K) vor. Um diesen Wert zu erreichen, sind bei einem Dämmstoff der Wärmeleitfähigkeitsgruppe 040 circa 200 Millimeter Dämmstoffdicke erforderlich. Will man diese reduzieren, bietet sich eine Vakuumdämmung an. Experten raten hier jedoch wegen eines möglichen Verlustes des Vakuums bei der Berechnung der Wärmedämmung nur 50 Prozent des Wärmeleitfähigkeitswertes anzusetzen. Regenwasser-Abfluss verstopft: Vor einer Sanierung sind auch die Gullys und Überläufe auf dem Flachdach zu überprüfen. Sie sind bei nicht regelmäßig gewarteten Dächern in der Regel verstopft. Bei starken Regenfällen kann deshalb das Wasser über die hochgezogenen Ränder der Dachabdichtung steigen. Das führt zu Schäden an der darunterliegenden Konstruktion sowie an der Fassade. Hier ein Wasserschaden in der Wohnung darunter.Aufkantung zu niedrig: Das Bild zeigt, dass der Schnee auf dem Flachdach des Anbaus aufgrund der hohen Wärmedämmung liegen bleibt, sodass der Eigentümer die Rinne freischaufeln musste. Über der Gebäudedehnfuge fehlt die Dämmung vollständig, weshalb die Blechabdichtung, auch wegen der hohen Wärmeleitfähigkeit des Metalls, kaum mit Schnee bedeckt ist. Gefahren durch Wärmedämmung Die extrem hohe Wärmedämmung birgt aber auch Gefahren, denn es werden vom Gebäudeinneren keine Wärmeströme mehr bis zur Dachhaut durchgelassen. Schnee und Eis bleiben deshalb auf dem Dach länger liegen und mit jedem neuen Niederschlag erhöht sich die wasserführende Schicht. Die Abläufe sind in der Regel zugefroren. Setzt Tauwetter ein, läuft das Wasser über die Attika an der Fassade herunter oder verschwindet in Bauwerksfugen. Bei einem derart hohen Dämmniveau sollten deshalb generell geregelt beheizbare Abläufe geplant werden. Wegen der höheren Schnee- und Eislasten ist auch die Tragfähigkeit der Unterkonstruktion zu überprüfen und statisch nachzuweisen. Dipl.-Ing. (Univ.) Dietrich Hinz ist beratender Ingenieur und Bausachverständiger in Ascha (Bayern) Regelwerke In der Regel stellt das Flachdach eine Wasserwanne dar, die deshalb sorgfältig abgedichtet werden muss. Art und Ausführung hängen stark von der vorhandenen Dachneigung ab. DIN 18531 „Dachabdichtungen“ wird bei nicht genutzten und extensiv begrünten Dachflächen angewendet. Bei intensiv begrünten und direkt genutzten Dachflächen sollte nach DIN 18195 „Bauwerksabdichtung“ abgedichtet werden.   Michael Stahr und Dietrich Hinz: Sanierung und Ausbau von Dächern Neben den grundlegenden Anforderungen und rechtlichen Vorschriften werden die Dachsanierungsarbeiten und Abdichtungsarten mit unterschiedlichen Werkstoffen erklärt. Dabei behandeln die Autoren auch ausführlich das Flachdach. 711 Seiten, ­gebunden, Vieweg+Teubner Verlag 2011, 54,95 Euro

    Strukturieren, bedrucken, einlegen

    Hervorgehoben

    Veröffentlicht am von
    Kommentar
    Betonoberflächen werden häufig nur in glattem Sichtbeton ausgeführt. Dabei gibt es viele andere Varianten / Von Claudia El Ahwany Glamouröser Style: Unter dem Namen Crystal Concrete bietet die österreichische Ing. Hans Lang GmbH aus Terfens (Tirol) Betonelemente mit integrierten Kristallen an. Betonoberflächen sind vielfältig gestaltbar: zum Beispiel mit groben, bruchsteinartigen Strukturen, mit Fotos, die sich auf Beton applizieren lassen, oder mit Glaseinlagen, die schimmernde Lichteffekte erzeugen. Die Entscheidung über das optische Erscheinungsbild ist sehr früh in der Planungsphase zu treffen, denn manche Methoden lassen sich nur anwenden, wenn der Beton noch nicht abgebunden ist – andere wiederum nur danach. Durch Schalung gestalten Bei den Verfahren, die bereits vor dem Abbinden eingeleitet werden, spielt die Schalung eine wichtige Rolle. Die einfachste Art, auf die Betonoberfläche Einfluss zu nehmen, liegt in der Wahl der Schalhaut. Deren Saugverhalten hat unter anderem Auswirkungen auf die Helligkeit des Betons. Saugende Materialien wie Holz führen zu einer dunkleren Oberfläche als nicht saugende wie Stahl. Zudem muss berücksichtigt werden, dass sich die Saugfähigkeit einer Schalung mit jedem Betoniereinsatz reduziert. Deshalb sollte der Architekt festlegen, dass bei Sichtbeton nur neue Schalhäute verwendet werden. Andernfalls kann es zu unkontrollierbaren Farbschattierungen kommen. Mithilfe von Holzleisten oder -brettern, die in der Schalung fixiert werden, kann der Planer dem Beton Plastizität verleihen. Dabei steht es ihm offen, die Eigenschaften von saugenden und nicht saugenden Elementen zu kombinieren. Neben den oben beschriebenen Holzleisten können auch Materialien wie Fliesen oder Natursteinplatten in die Schalung gelegt werden. Dadurch wird eine dauerhafte Verbindung mit dem Beton hergestellt. In einem der neuesten Verfahren werden Mikroglaskugeln oder Kristalle so in der Schalung fixiert und mit Beton übergossen, dass sie später auf der Betonoberfläche sichtbar bleiben und einfallende Lichtstrahlen reflektieren. Dadurch entsteht eine völlig neue Art der Oberfläche, die viel Gestaltungsspielraum bietet. Zugvögel an der Autobahn: Das Motiv an diesen Schallschutz-Wänden, entworfen vom niederländischen Architekturbüro Aletta van Aalst & Partners Architecten BV, Amsterdam, erinnert an den niederländischen Künstler M. C. Escher. Hierfür wurden Standardmatrizen verwendet, die die Planer kreativ miteinander kombinierten. Besonders komfortabel lässt sich die Betonoberfläche mithilfe von Schalungsmatrizen strukturieren. Sie werden in die Schalung gelegt oder geklebt und mit Beton übergossen. Sobald dieser ausgehärtet ist, wird das Betonelement von der Matrize gelöst und die gewählte Struktur wird sichtbar. In der Regel bieten die Matrizenhersteller ein großes Sortiment unterschiedlicher Standardmotive an. Diese können miteinander kombiniert werden, was auch bei standardisierten Vorgaben individuelle Optiken ermöglicht. Bei fast allen Herstellern lassen sich zudem eigene Motivwünsche verwirklichen. Beton mal anders: Der Architekt Wiel Arets strukturierte bei der Universitätsbibliothek Utrecht den Beton mithilfe von Schalungsmatrizen der Firma NOE-Schaltechnik aus Süssen in Baden-Württemberg. Das Motiv setzte er auch auf einzelnen Glasflächen der Fassade fort. Eine besondere Variante sind die sogenannten Fotomatrizen – nicht zu verwechseln mit dem später beschriebenen Fotobeton. Für Fotomatrizen werden die originalen Bildinformationen erst in Graustufen zerlegt und dann digital in Linien unterschiedlicher Breite und Tiefe umgewandelt. So erzeugt der reflektierende Lichteinfall den Eindruck eines Bildes. Sichtbetonelemente, die mit Fotomatrizen gefertigt wurden, zeichnen sich durch ein lebendiges Erscheinungsbild aus, denn je nach Lichteinfallswinkel ändert sich ihr Aussehen. Waschbeton neu entdecken   So kann Waschbeton aussehen: Bei der Feuerwehrwache in Langenfeld wurde die Fotobetontechnik eingesetzt. Hier erscheint das Motiv, als wäre es in die Oberfläche graviert. Bei dem Begriff Waschbeton hat man meist die Platten mit den großen, kugelförmigen Gesteinskörnungen vor Augen, die in den 1960er-Jahren beliebt waren. Mittlerweile hat sich das ästhetische Empfinden geändert und deshalb wird Waschbeton heute in der Regel abgelehnt. Diese Haltung wird aber nicht den gestalterischen Möglichkeiten des Materials gerecht. Der Begriff Waschbeton beschreibt lediglich ein Herstellungsverfahren, bei dem die Schalung mit einem sogenannten Oberflächen- beziehungsweise Erstarrungsverzögerer behandelt wird. Dessen Aufgabe besteht darin, das Aushärten des Betons zu unterbinden. Anschließend wird die Schalung mit Beton gefüllt. Sobald dieser ausgehärtet ist, kann der Hersteller ihn aus der Schalung lösen und seine Oberfläche mit einem scharfen Wasserstrahl auswaschen. Hierdurch wird die Zementschlämme entfernt und die Gesteinskörnung sichtbar. Je nach gewünschter Auswaschungstiefe können auch Bürsten zum Einsatz kommen. Für das Erscheinungsbild des Waschbetons sind Farbe und Form der Gesteinskörnung entscheidend. Verwendete man früher eher ein rundes Korn, werden heute scharfkantige Steine bevorzugt. Beton und Papier: Beim Marienkrankenhaus in Hamburg gestaltete die Firma Hering Bau aus dem nordrhein-westfälischen Burbach die Betonoberfläche mithilfe von Waschbetonpapier und schuf so Betonelemente, die dem Namen der Einrichtung alle Ehre machen. Eine Variante der Waschbetontechnik ist der sogenannte Fotobeton. Seine Herstellung basiert ebenfalls auf dem Auswaschen der obersten Zementschicht. Bei diesem Verfahren wird jedoch zunächst das gewünschte Bild in einzelne Bildpunkte zerlegt und das Motiv mithilfe eines Oberflächenverzögerers auf ein spezielles Papier geplottet, das der Betonbauer in die Schalung legt. An den mit dem Oberflächenverzögerer bedruckten Stellen kann der Beton nicht abbinden, wodurch nach dem Auswaschen der Eindruck eines in den Beton gravierten Bildes entsteht. Oberfläche nachträglich bearbeiten Anders als bei den Verfahren, die vor dem Abbinden des Betons eingeleitet werden, wird mit den handwerklichen oder mechanischen Bearbeitungsmethoden erst dann begonnen, wenn der Beton eine gewisse Festigkeit erreicht hat. Beide Herstellungsarten basieren darauf, dass der Handwerker eine dünne Schicht von der Betonoberfläche abträgt. Um die notwendige Betonstahl-Überdeckung zu gewährleisten, müssen beide Bearbeitungsmethoden von Anfang an eingeplant werden. Da sich aufgrund einer Reihe identischer Materialeigenschaften Beton und Naturstein nahestehen, können auf Betonoberflächen die Handwerkstechniken der Steinmetze angewendet werden – zum Beispiel Bossieren, Spitzen, Scharrieren oder Stocken. Beim Schleifen entfernt der Verarbeiter die oberste Zementschicht und gegebenenfalls einen Teil der Gesteinskörnung mithilfe einer Schleifmaschine. Dagegen verwendet er beim Polieren ein feines Schleifmittel, das nur die oberste Schicht entfernt. Hierdurch bekommt der Beton eine glatte, glänzende Oberfläche. Er muss für dieses Verfahren gut verdichtet sein sowie eine grobe Gesteinskörnung besitzen. Eine weitverbreitete Bearbeitungsmethode ist das Strahlen von Betonoberflächen. Dabei trägt der Handwerker die oberste Betonschicht mithilfe eines besonderen Strahlgutes ab. Er muss bei großen Flächen jedoch sehr behutsam vorgehen, soll das Erscheinungsbild gleichmäßig werden. Da die Körnungen bei diesem Verfahren teilweise gebrochen werden, wirkt der Beton etwas heller. Beim sogenannten Feinstrahlen werden lediglich die Körnungsspitzen freigelegt. Dies erzeugt einen harmonischen Gesamteindruck, der bei eingefärbtem Beton und einem darauf abgestimmten Gesteinskorn häufig gewünscht ist. Durch Strahlen lässt sich in manchen Fällen auch eine missratene Oberfläche „retten“, vorausgesetzt, die Betonstahl-Überdeckung reicht aus. Deshalb empfiehlt es sich, von vornherein die Überdeckung eher großzügig zu bemessen. Interessante Effekte lassen sich auch durch die Verwendung von Strahlfolien erzielen. Sie werden auf dem Beton fixiert und dienen beim Strahlen als Schablonen, so dass nur der gewünschte Ausschnitt bearbeitet wird. Deutlicher hervorheben lassen sich die dadurch geschaffenen Motive mithilfe dünn aufgetragener Farbe, die sich nur in den feinen Vertiefungen absetzt. Weil die Folien individuell angefertigt werden, ist das Motiv weitestgehend frei wählbar. Dipl.-Ing. Claudia El Ahwany ist Baufachjournalistin in Stuttgart mit dem Spezialgebiet Beton Regelwerke Merkblatt Sichtbeton: Bietet Hilfe bei Planung, Ausschreibung, Vertragsgestaltung, Ausführung und Abnahme; Herausgeber: BDZ/DBV Normen: Neben der Definition von Festigkeitsklassen und Konsistenzklassen definiert DIN EN 206-1/DIN 1045-2 auch Expositionsklassen für Beton. Sie tragen den Umgebungsbedingungen Rechnung, denen ein Betonbauteil ausgesetzt ist. Schalhaut: Hinweise zur Schalhaut, mit der die Oberflächen gestaltet werden, finden sich in der DIN 18217 „Betonflächen und Schalungshaut“.