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Ziegelverblendfertigteile: perfekte Technik hinter der Sichtfläche

Ziegelverblendfertigteile: perfekte Technik hinter der Sichtfläche

Ziegelverblendfertigteile als Fenster- und Türsturz, als abgehängte Decken oder besonderes Gestaltungselement sind auch aus wirtschaftlichen Gründen von heutigen Baustellen nicht mehr wegzudenken. „Denn bei objektiver Betrachtung“, so Dipl.-Ing. Heinrich Laue, Werksleiter im Fertigteilwerk STB Albert, „überzeugen die Vorteile der elementierten Bauweise als sinnvolle Ergänzung zum konstruktiven Mauerwerksbau sofort – wie z.B. statische Sicherheit des Fertigteils, das in Abmessungen und Optik perfekte Einpassen des Elements in die Fassade und natürlich der Zeitvorteil“. Eine zweischalige wärmegedämmte Wandkonstruktion mit integrierten Fertigteilen kann alle speziellen bauphysikalischen Anforderungen, insbesondere an den erhöhten Wärmeschutz, voll erfüllen. Hohe bautechnische und ästhetische Qualität verbindet sich in der Praxis mit Rationalität und Wirtschaftlichkeit.

Backforum

Fertigteile mit Verblendvorsatz kamen auch beim Neubau des Backforums der Martin Braun-Gruppe in Hannover zum Einsatz. Das Gebäude ist nach Informationen des verantwortlichen Architekturbüros Ackermann & Raff, Architekten Stadtplaner BDA, Tübingen, „als homogener und monolithischer Baukörper mit wenigen, präzise eingeschnittenen strukturellen Öffnungen entwickelt“. Die Außenhülle besteht aus einer zweischaligen Wandkonstruktion aus 30 cm Stahlbeton und hinterlüfteter, 12 cm wärmegedämmter Verblendschale aus Wasserstrichverblendern der Sorte Alt-Ruppin. Lastabtragung sowie partieller Wärme- und Schallschutz erfolgen über die Hinterkonstruktion. Die sich selbst tragende, mit Edelstahlankern an der Innenschale befestigte Vormauerschale aus Verblendziegeln fungiert als Wetterschutz und formt die Optik der Fassade. Die Abfangungen für die Öffnungen im aufgehenden Mauerwerk und die Befestigung der Fertigteile sind regelgerecht mit Konsolankern ausgeführt. Der Haupteingang und die ins Foyer nach innen fortgeführte Deckenuntersicht sowie die zurückspringenden Bereiche der Terrassen sind mit Verblendfertigteilen ausgebildet. Es handelt sich vorwiegend um eine Kombination aus Untersicht und 49 cm rechtwinkliger Aufkantung, auf die das aufgehende Mauerwerk aufgelagert ist. Die Verblender- und Fertigteilproduktion erfolgte durch das Unternehmen STB Albert in Wellie bei Nienburg. Hergestellt wurden 61 Fertigteile mit Verblendvorsatz, 11,5 cm dick, im Gesamtgewicht von 40.2 t (91 lfd. Meter). Die größten Fertigteilelemente als Untersicht mit Aufkantung im Eingangsbereich haben ein Gewicht von je 2,5 t und decken je eine Fläche von 2,60 x 3,60 m als abgehängte Elemente ab.

Produktion von Ziegelverblendfertigteilen

Ziegelverblendfertigteile sind werkseitig produzierte Bauteile mit tragendem, schlagregendichtem > 8cm Stahlbetonkern (mindestens C35/45 mit Druckfestigkeiten von > 50N/mm2), deren Sichtflächen aus Verblendziegeln oder Klinker bestehen. Analog zu den Architektenplänen und unter Berücksichtigung der vom Gebäudestatiker ermittelten statischen Belastungen entwickeln werkseigene Ingenieure mittels moderner CAD-Anlagen für jedes Fertigteil die jeweiligen Fertigteilpläne. Diese werden mit Auftraggeber, Architekturbüro, Statik, Bauunternehmer sowie dem Lieferanten für die Befestigungstechnik abgestimmt. Sodann werden die für die Produktion maßgeblichen Werkzeichnungen erstellt. Sie enthalten Angaben zu Statik, Fertigungsmaß, Positionierung am Objekt, Anzahl und Anordnung der Klinkerriemchen, ferner zu Bewehrung, Edelstahleinbauteilen, Befestigungskonstruktionen, Einbauteilen für die Montage und den Transport.

Nach Werkplan wird für das Fertigteil eine Schalung erstellt. Die auf 3,5 cm geschnittenen Riemchen werden gemäß Verband auf der Baustelle exakt ausgerichtet und die notwendige Bewehrung mit den vorgegebenen Einbauteilen aus Edelstahl eingelegt. Danach wird die Schalung mit selbst verdichtendem Beton (C35/45) verfüllt. Den sicheren Verbund zwischen Beton und Ziegel bestätigen Prüfzeugnisse. Sie bescheinigen, dass ein Abfallen oder Lösen der Ziegel vom Beton ohne mechanische Einwirkung nicht möglich ist. Alle Verblendfertigteile werden mit einer Fugentiefe von mindestens 15 mm ausgeführt. Damit ist sichergestellt, dass die örtliche Verfugung passend zu den gelieferten Verblendfertigteilen hergestellt werden kann. Nach Aushärtung des Betons werden die Elemente per Kran aufgenommen, aus der Schalung gehoben, palettiert, mit Kontrollzetteln versehen und bis auf Abruf gelagert. Technische Bearbeitung und Produktion der Fertigteile erfolgen nach den Vorgaben der DIN EN ISO 9001 mit ihren definierten Kontrollmechanismen. Eine Güteüberwachung der Fertigteilprodukte wird bestimmt durch die DIN EN 206-1/DIN 1045 1-4 (Tragwerke aus Beton und Stahlbeton), die DIN 1084-2 (Fremdüberwachung durch ein unabhängiges Überwachungsinstitut (Güteschutz Beton- und Fertigteilwerke Nord e.V.) und durch die Eigenüberwachung.

Verblendfertigteile für das „Backforum“

Da sich Verblendfertigteile optisch nahtlos in das Fassadenbild einfügen müssen, sind technisch genaue Abstimmungen zwischen Architekt, Bauunternehmer, Befestigungsmittelhersteller und Fertigteilproduzent erforderlich – bis hin zur Platzierung der Dehnungsfugen. Die Riemchenanordnung im Fertigteil erfolgte im Halbstein-Verband. Bei relativ begrenzten Elementbreiten nicht ganz einfach, da die DIN 105 bei Ziegeln Maßtoleranzen bis über 1 cm akzeptiert. Dank hoher Maßgenauigkeit der am Standort ALBERT produzierten Verblender und Riemchen, war die notwendige Maßhaltigkeit jedoch sichergestellt. Um ein problemloses späteres „Einfädeln“ der in Reihe zu montierenden Fertigteile in den Steinverband zu gewährleisten, wurden die Elementkanten mit Verzahnung versehen, d.h. jede zweite Ziegelscheibe blieb ausgespart. Nach bauseitiger Montage und Verankerung der „eingefädelten“ Elemente an die tragende Innenschale wurden die in der Verzahnung fehlenden Ziegelplättchen per Hand auf den ausgesparten Betonkörper der Fertigteile eingeklebt – an der Kante des einen Elements mit frostbeständigem Flex-Kleber und beim anstoßenden Element mit dauerelastischer Dichtungsmasse. So bleiben die Ziegel in diesem problematischen Bereich beweglich, können nicht abreißen und der Halbstein-Verband ist optisch wieder hergestellt. Zur Befestigung vor Ort wurden bei der Fertigteilproduktion in die rechtwinkligen Aufkantungen der Elemente Edelstahlkurzschienen positioniert und einbetoniert, an denen die Edelstahlkonsolen später verschraubt wurden, die zusätzlich die Lasten aus dem aufgehenden Mauerwerk aufnehmen.

Sichere Befestigungstechnik für die tragende Wand

Dauerhaft sicheres Funktionieren der Fertigteile in der tragenden Wand gewährleistet eine auf die Einzelelemente individuell ausgerichtete Befestigungstechnik aus Edelstahl. Planung und Ausführung für das Objekt Backforum übernahm die Halfen-Deha, Langenfeld, renommiertes Unternehmen in der Beton-Verankerungs-, Fassaden-Befestigungs- und Montagetechnik. Zum Einsatz kamen Standardkonsolen sowie Konsolen mit angeschweißtem Versatz, um in der Höhe unterschiedliche Abhängungen in der Fassade gegenüber der Betonkonstruktion berücksichtigen zu können. Zur Berechnung der Befestigungstechnik dienten die Architekten- und Statikpläne, auf deren Basis eigene Ingenieure von Halfen-Deha Zeichnungen zu allen erforderlichen Querschnitten und Befestigungs-Details erstellten. Die Positionierung in Fertigteil und tragender Innenschale wurde mit dem Fertigteilproduzenten, dem Statiker und dem Bauunternehmer exakt abgestimmt.

Konsolanker zur Aufnahme des Eigengewichts von Vormauerschalen und dessen Weiterleitung in die Gebäudetragschale sind standardmäßig in drei Laststufen eingeteilt – Tragfähigkeit 3,5 KN, 7 KN und 10,5 KN pro Konsolrücken. Durch diese Varianten wird den verschiedenen Abfangsituationen auf der Baustelle Rechnung getragen. „Belastungsstufe und Positionierung der Konsolanker werden so bemessen, dass diese, ob in engeren oder größeren Abständen gesetzt, möglichst ihre volle Last erhalten“, erläutert Dipl.-Ing. Hartmut Klostermann, Fachberater bei Halfen-Deha. „Es entsteht ein statisch und wirtschaftlich optimales Belastungsbild.“ Die Befestigung der Konsolanker an die Stahlbetonkonstruktion der Gebäudewand erfolgt an zuvor einbetonierten, hochtragfähigen zugelassenen Ankerschienen. Beim Objekt Backforum wurden Standardkonsolanker und Konsolanker mit Versatz in den Laststufen 3,5 KN und 7 KN mit Befestigungszubehör eingesetzt.

Problemlose Montage auf der Baustelle

Die Verblendfertigteile wurden just-in-time zur Baustelle geliefert und analog zum Bauverlauf durch den Bauunternehmer (Wilhelm Wallbrecht GmbH & Co KG / Schuppert Baugesellschaft mbH, beide Hannover) per Spezialkran in die Verankerung platziert, justiert und über die Halfen-Befestigungssysteme an der tragenden Innenschale der Wandkonstruktion passgenau befestigt: 38 Fertigteile (ca. 1,115 m breit und 1,25 m tief, 49 cm Aufkantung) für die zurückspringenden Bereiche der über die Gebäudelänge angeordneten Terrasse auf der Südseite, 8 Teile für Untersicht und Aufkantung in der Westansicht, 4 Teile mit Aufkantung für den Eingangsbereich sowie vier Fertigteile als Untersicht für die Decke im Foyer. Dabei wurde jedes Fertigteil in der Aufkantung mit je zwei Konsolankern über Hammerkopfschrauben an die zuvor einbetonierten Halfenschienen angeschlossen. Diese Art der Verankerung ist in allen drei Richtungen justierbar und entsprechend montagefreundlich. Zur Abfangung der ausragenden Brüstung über dem Erdgeschoss auf der Südseite wurden Konsolanker der Belastungsstufe 3,5 KN im Abstand von 50 bis 75 cm gesetzt. Sonderkonsolanker der Belastungsstufe 7,0 KN tragen die Fertigteilstürze auf der Westseite über dem Erdgeschoss. Auf ihnen stehen eineinhalb Geschosse Mauerwerk. Der Konsolabstand beträgt hier 50 cm.

In der Untersicht der Fertigteile erfolgte die Befestigung mit je vier Durchbohrankern, deren Positionierung bereits bei der Produktion vorgegeben war. An der fixierten Stelle wurde ein Blech mit Bohrung in den Betonkern einbetoniert und bei der Belegung mit Ziegelriemchen 30 mm tief ausgespart. Auf der Baustelle wird durch diese Bohrung ein Gewindestab bis unter die Decke eingeführt und an die im Ortbeton einbetonierten Halfenkurzschienen mit Hammerkopfschrauben verschraubt. Die Aussparung rund um den Durchbohranker wird anschließend per Hand mit Riemchen überklebt. Da die zurückspringende Deckenuntersicht der Terrasse von der West- zur Südseite fortgeführt wurde, musste eine als Fertigteil produzierte Eckausbildung mit Verzahnung montiert werden.

Zur Dichtung der Stoßfugen aller in Reihe versetzten Verblendfertigteile wurde bauseitig ein ca. 30 mm zurückliegendes Ilmod-Fugenband gelegt, auf das der Fugenmörtel aufgetragen wurde. Die Fugentiefe von 3 cm verhindert über die Flankenhaftung, dass der Mörtel aus den Fugen heraus fällt. Die Elastizität des Ilmod-Bandes sorgt dafür, dass die Fuge dauerhaft schlagregendicht bleibt. Zudem passen sich die Fertigteile homogen in die Fassade ein und sind optisch nicht als Einzelteile sichtbar. Für den zweigeschossigen Eingangsbereich des Backforums wurden 4 Fertigteile (3,60 m tief, 2,115 m breit, 49 cm Aufkantung) eingesetzt. Aussparungen für drei Deckenleuchten im Bau-Raster wurden bereits bei der Produktion vorgesehen. Die Befestigung der Deckenuntersichten erfolgte mit je vier Durchbohrankern pro Fertigteil. Die Aufkantung wurde über Konsolen in der Fassade verankert und die aufgehende Verblendfassade konventionell bis zur Attika weiter aufgemauert. Für die nach innen ins Foyer fortgeführte Ziegelverblendung wurden vier weitere Fertigteile (2,115 m breit, 1,75 m lang) als Untersichtsplatten montiert und mit je vier Durchbohrankern an einbetonierte Halfenkurzschienen befestigt. Diese Fertigelemente schließen nahtlos an die Ziegeldecke im Eingangsbereich an. Die Fugen im Innenbereich sind elastisch ausgebildet. Zur nahtlosen Einbindung der Fertigteile in die gemauerte Verblendschale wurden die Elemente erst nach dem Einbau verfugt. So sind Farbunterschiede durch unterschiedliche Mörtelarten zu vermeiden; ein einheitliches Fugenbild ist gewährleistet.

Fazit: Ziegelverblendfertigteile in Verbindung mit höchst leistungsfähigen Befestigungssystemen bieten eine nahezu perfekte Technik hinter der Sichtfläche – ohne dass der Ziegel in der Fassade seine seit Jahrtausenden vertraute Optik verliert.

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