Fassadenelemente für Hybridbauweisen

Konstruktionsmethodik

Hybridbau

Innerhalb eines Hybridbaus werden verschiedene Bauweisen miteinander kombiniert, um die Vorteile eines jeden Baustoffs optimal zu nutzen und möglichst effiziente Lösungen zu realisieren. Bei der im Forschungsvorhaben untersuchten Hybridbauweise geben die Fassadenelemente die

tragende Funktion an das innere Gebäudetragwerk ab, d.h. es wird keine tragende oder aussteifende Funktion für das Gesamttragwerk übernommen. Die somit nichttragenden Fassadenelemente übernehmen hauptsächlich die Aufgabe des Wärmeschutzes.

Varianten

Prinzipiell können vereinfacht drei Anschlussvarianten unterschieden werden: „vorgestellt“, „vorgehängt“ und „eingestellt“.

Abbildung 1: Anschlussvarianten nichttragender Fassadenelemente (Eigene Abbildung)

Bei der vorgestellten Variante wird die Eigenlast der nichttragende Außenfassade über die einzelnen Elemente nach unten hinweg in die Konstruktion oder ein eigenes Fundament weitergeleitet oder geschossweise über eine Verbindung in die untere massive Decke eingeleitet. Bei der selbsttragenden Fassade muss brandschutztechnisch gewährleistet werden, dass die über dem Brandgeschoss befindlichen Elemente am Ort verbleiben Bei der vorgehängten Variante befinden sich die Fassadenelemente ebenfalls

außerhalb des Tragwerks, werden jedoch geschossweise an die oberen massiven Decken angehängt.

Bei der eingestellten Variante werden die Fassadenelemente geschossweise direkt auf den massiven Decken des Tragwerks aufgestellt und liegen somit in Abhängigkeit vom definierten Einstellgrad ganz oder teilweise in der Tragwerksebene.

Integrale Planung

Die Anschlussvarianten der Hybridbauweise wurden in Abhängigkeit von tragwerkstechnischen, bauphysikalischen und ökologischen Aspekten in der integral zusammengesetzten Forschungs- und projektbegleitenden Arbeitsgruppe diskutiert.

Abbildung 2: Integrale Planungsprozesse (Eigene Abbildung)

Eine wesentliche Herausforderung an der Schnittstelle zwischen Holzfassadenelement und Stahlbetontragwerk stellen die Verformungsverträglichkeit, schallschutztechnische Kennwerte zur Flankenschallübertragung sowie einzuhaltenden Maßtoleranzen dar, welche benötigt werden, um ein funktionsgerechtes Zusammenfügen der Bauelemente zu gewährleisten.

In einem Workshop wurde das Toleranzmaß zwischen Holz- und Massivbau auf ≤ 30 mm festgelegt.

Lastabhängige Verformungen der Stahlbetondecken wurden unter Berücksichtigung der Langzeiteffekte Kriechen und Schwinden mit einbezogen. Der Lehrstuhl für Massiv-

bau (TUM) übernahm die Durchführung von Simulationsrechnungen und Bauteilversuchen zur differenzierteren Analyse des Verformungsverhaltens im Zustand II des Betons (gerissener Zustand).

Aufgrund fehlender Werte der Flankenübertragung von Körperschall und Trittschall an Wand und Deckenanschlüssen wurden in Zusammenarbeit mit dem Schallprüfzentrum ift Rosenheim eine umfangreiche Versuchsserie durchgeführt. In unterschiedlichen Prüfvarianten wurde die Flankenschalldämmung in vertikaler und horizontaler Richtung als vorgestellte sowie eingestellte Fassade mit und ohne Vorsatzschale sowie mit und ohne WDVS gemessen.

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