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 < zurück zur Übersicht 4.1 Planungshinweise für Dachkonstruktionen
Planungskriterien auf einen Blick Die Sandwichbauweise hantiert mit klar definierten, großflächigen Bauteilen und einer werkseitig vorgefertigten Verbindungstechnik. Die Elemente haben geringe Maßtoleranzen und bieten handwerklich unproblematische Verarbeitungsmöglichkeiten. Sie zeigen weder in der Planung noch in der Ausführung nennenswerte Schwierigkeiten. Um die Gestaltungsmöglichkeiten und die Wirtschaftlichkeit der Sandwichbauweise voll auszuschöpfen, ist es sinnvoll, folgende Planungskriterien zu beachten:
Frühzeitige Koordinierung der Planung Wichtiges Kriterium ist die frühzeitige Koordinierung zwischen Tragwerksplanung, Statikern, Fachingenieuren, Sandwichherstellern und Architekten. Aufgrund des hohen Vorfertigungsgrades sollte die Auswahl der Sandwichelemente und des Konstruktionszubehörs möglichst früh in der Entwurfsphase erfolgen. Durch frühzeitige Systemauswahl und Koordinierung der Baubeteiligten sichert sich der federführende Architekt optimale Kombinationsmöglichkeiten seiner gestalterischen Ansprüche mit den wirtschaftlichen Vorteilen der Sandwichbauweise. Großflächige Rasterplanung Sandwichelemente sind aufgrund ihrer Baubreiten (von 800 mm bis 1.250 mm) und Lieferlängen von teilweise bis zu 24.000 mm großflächige Bauteile. Je besser die Planung diesen Raster nutzt, desto wirtschaftlicher können Unterkonstruktion und Montage der Sandwichelemente durchgeführt werden. Aufgrund der großen Lieferlängen lassen sich bei vielen Bauwerken die Dachflächen ohne Querstöße ausbilden. Bei entsprechender Vorplanung können die Sandwichelemente exakt in der erforderlichen Länge hergestellt werden.
Systemgerechte Detailplanung Systemgerechte Detailplanung erfordert ein gründliches Auseinandersetzen mit den Systemmöglichkeiten einschließlich des angebotenen Konstruktionszubehörs. Die Mitgliedsfirmen von GALILEO - Kreatives Bauen mit Sandwich bieten zur Detailplanung vielfältige Standardlösungen in Form von Konstruktionszeichnungen und CAD-Dateien an. Diese Standarddetails sollen dem Architekten als Anregung für eigene Detaillösungen unter Berücksichtigung der jeweiligen Systembedingungen dienen. Es empfiehlt sich, die Bauteilkataloge der Hersteller für systemgerechtes Konstruktionszubehör einzusehen. In der Regel stimmen die Sandwichhersteller ihr Systemzubehör in der Material- und Farbauswahl sowie in der Befestigungstechnik auf ihre Sandwichsysteme ab. Dichte Anschlusskonstruktionen Die Sandwichbauweise zeichnet sich durch ausgezeichnetes Wärmedämmvermögen und durch eine besonders dichte Stoßausbildung mit werkseitig eingebrachter Dichtung aus. Deshalb ist bei der Planung aller Anschlussdetails darauf zu achten, dass dieser bauphysikalische Vorteil nicht durch Wärmebrücken oder durch undichte Anschlüsse eingeschränkt wird. So sollte z.B. bei auskragenden Sandwichelementen ein sog. "Temperaturtrennschnitt" angeordnet werden, der die Wärmeleitung der Innenschale unterbindet. Die Tragfähigkeit muss bei diesem Detail selbstverständlich gewährleistet bleiben. Überall dort, wo warme Luft durch Konstruktionsfugen nach außen dringen kann, sind entsprechend geeignete Dichtungsmaßnahmen fachgerecht auszuführen. Für bauseitige Dichtungen im Bereich von Anschlüssen sowie für Längs- und Querstöße der Sandwichelemente können den Abbildungen dieser Informationsschrift Ausführungsbeispiele entnommen werden.
Dachöffnungen Für die Planung von Dachöffnungen bieten sich grundsätzlich zwei Möglichkeiten an:
Die Wahl der Methode hängt von der jeweiligen Flächengröße der Öffnung und von der Lage, also von den Rastermaßen der Sandwichelemente ab. So dürfte es für den Einbau großflächiger Lichtbänder in der Regel sinnvoller sein, diese Dachöffnungen durch Aussparung der Sandwichelemente auszubilden. Weichen Dachaussparungen durch ihre Positionierung vom Rastermaß des Systems ab und sind diese Öffnungen nicht zu großflächig, kann das Ausschneiden dieser Öffnungen vorteilhafter sein.
Belichtungselemente - systemgerechtes Dachzubehör Die Hersteller verfügen in der Regel über ein umfangreiches und praxisbewährtes Zubehörprogramm mit Dachbauteilen und entsprechendem Konstruktionszubehör, wie z.B. Belichtungselemente, Entlüftungsrohre, Attikabauteile oder Regenrinnen. Zur Vereinfachung der Planung und Ausführung empfiehlt sich eine eingehende Beschäftigung mit den Bauteilkatalogen
Befestigung der Dachelemente Bei der Befestigung von Sandwichelementen kann man grundsätzlich zwischen Systemen mit verdeckter und mit sichtbarer Befestigung unterscheiden. Während die Art der verdeckten Befestigung von der jeweiligen Sandwichkonstruktion des Herstellers abhängt, weist die sichtbare Befestigung vom Prinzip her nur geringfügige Unterschiede auf. Der Schraubentyp, die Anzahl und die Dimensionen der erforderlichen Befestigungsschrauben hängen von mehreren Faktoren ab:
Befestigungsmittel Es dürfen nur bauaufsichtlich zugelassene Schrauben, wie z.B. bei diesem System rostfreie Schrauben mit Unterlegscheiben und aufvulkanisierten Dichtungen verwendet werden. Die erforderliche Anzahl der Schrauben für die Flächenbefestigung sowie für die Rand- und Eckbereiche wird durch die Statik bestimmt. Es werden auch selbstbohrende Befestigungsschrauben mit Stützgewinde eingesetzt.
Elementbefestigung Bei Dachelementen wird sowohl durch die Hochsicke als auch durch die Tiefsicke verschraubt. Sofern extreme statische Bedingungen vorliegen, z.B. bei sehr hohen Windsogkräften und/oder in den Rand- und Eckbereichen, können auch zusätzliche Verschraubungen erforderlich sein.
Verbindung am Längsstoß Der überlappte Längsstoß wird bei Stahldeckschichten im Abstand von a £ 600 mm, bei Alu- und Kupferschalen im Abstand a £ 400 mm verschraubt.
Dachformen Mit Dachelementen für die Sandwichbauweise können geneigte Dächer mit beliebigen Dachformen wie z.B. Satteldach, Pultdach oder Sheddach hergestellt werden.
Mindest-Dachneigung Dachelemente verfügen über eine spezielle Profilausbildung mit werkseitig eingebrachten Dichtungsbändern. Die Dichtigkeit solcher Dachelemente ist gewährleistet, wenn durch eine Mindest-Dachneigung die Ableitung des Wassers gewährleistet ist und die einschlägigen Verlege- und Montagevorschriften eingehalten werden. Für Dächer ohne Querstoß und ohne Dachdurchbrüche beträgt die Mindest-Dachneigung üblicherweise 3° = 5,2 %. Bei Dachkonstruktionen mit einem Querstoß ist eine Mindest-Dachneigung von 5° = 8,6 % einzuhalten.
Querstoß im Dachbereich Auch wenn es zur fachgerechten Ausbildung von Querstößen bewährte Lösungen für die Sandwichbauweise gibt, sollte man aus grundsätzlichen bautechnischen Erwägungen Dachkonstruktionen ohne Querstöße vorziehen. Aufgrund der großen Lieferlängen lassen sich viele Dachflächen ohne Querstoß ausbilden. Ist die Anordnung eines Querstoßes erforderlich, so ist auf richtige Anordnung der Sandwichelemente sowie auf eine sorgfältige Dichtung zu achten. Abb. 4.1.13 zeigt Anordnung, Montagerichtung und Montagefolge der Sandwichelemente bei einem Querstoß. In Abb. 4.1.14 ist ein Ausführungsbeispiel zu sehen, aus der die Dichtung des Querstoßes hervorgeht.
Schnittkanten Bei Schnittkanten der Sandwichelemente ist darauf zu achten, dass diese luftumspült sind. Rinnen Die Wasserableitung kann bei Dachflächen in Sandwichbauweise sowohl über außenliegende als auch über innenliegende Rinnen erfolgen. Bei innenliegenden Rinnen sind entsprechende Notüberläufe vorzusehen. Die Rinnen sollten breit genug sein, um für Reinigungs- und Wartungsarbeiten begehbar zu sein. Rinnenheizung Die Dachkonstruktion ist so auszulegen, dass sich auf der gesamten Dachdeckung kein stehendes Wasser bilden kann. So kann es bei Schnee und Eis im Traufbereich oder im Sammelbereich eines Schneefanges zu einer Behinderung des Schmelzwasserabflusses kommen. Um Stauwasser zu vermeiden, empfiehlt sich insbesondere in schneereichen Regionen der Einbau einer Rinnenheizung.
Dachüberstände Bei Dachüberständen von beheizten oder klimatisierten Räumen kann zur Unterbrechung der Wärmeleitung ein thermischer Schnitt an der raumseitigen metallischen Deckschale der Sandwichelemente erforderlich werden. Dabei ist die Tragfähigkeit an diesem Detail besonders zu beachten.
Schneefang Die glatten metallischen Oberflächen der Sandwichelemente begünstigen die Selbstreinigung der Dachfläche durch Regenwasser, leider aber auch das Abrutschen von Schnee. Um eine Versfung der Traufe zu verhindern, kann in schneereichen Gebieten schon bei relativ geringer Dachneigung die Anordnung eines Schneefanges sinnvoll sein. Man kann hierfür handelsübliche Schneefanggitter verwenden. Diese werden auf den Hochsicken aufgesetzt und durch die Sandwichelemente in die Pfetten verschraubt. Weiter können auch entsprechend gekantete und gelochte Blechprofile oder spezielle Stahlrohre zum Einsatz kommen. Es empfiehlt sich in jedem Fall, die Konstruktion des Schneefanges, insbesondere die Art der Befestigung auf den Sicken, mit dem Hersteller des Sandwichsystems abzustimmen.
Blitzschutz Umschließt man einen Raum allseitig mit elektrisch leitenden Flächen, so wird das Innere dieses Raumes von elektromagnetischen und elektrostatischen Feldern abgeschirmt ("Faradayscher Käfig"). Sandwichkonstruktionen, bei denen die äußeren Bauteilflächen aus elektrisch leitenden Materialien bestehen, bilden unter bestimmten Voraussetzungen einen "Faradayschen Käfig". Hierzu müssen Wand- und Dachelemente miteinander und auch mit der Erdung in genügendem Maße elektrisch leitend verbunden sein. Regenrinnen und Attikabauteile sowie Kaltdacheindeckungen und Wandbauteile aus verzinktem Stahlblech können ebenfalls zur Abschirmung gegen elektrische Felder einen Beitrag leisten. (vgl. hierzu auch [1]). Bauphysikalische Funktionen des Daches Der Wärmeschutz des Daches kann durch Auswahl der Dämmdicke den jeweiligen Anforderungen angepasst werden. Der Dichtigkeit am Dach kommt eine besonders wichtige Bedeutung zu. Ausführungsbeispiele für unterschiedliche Detailanschlüsse im Dachbereich können den Abbildungen dieser Informationsschrift entnommen werden. Für den Korrosionsschutz, Schallschutz und baulichen Brandschutz der Dachdeckung sind die entsprechenden Normen zu beachten. Die spezifischen Planungskriterien für den Einsatz von Sandwichelementen für Dächer sind systemabhängig. Deshalb sind in jedem Fall die aktuellen Planungsunterlagen des Herstellers verbindlich. Dachsanierungen Sandwichelemente eignen sich besonders gut für Dachsanierungen, da es aufgrund ihres leichten Gewichts in der Regel keiner Veränderung der Unterkonstruktion bedarf. Rolf Koschade Literatur [1] Ausschuß für Blitzableiter e.V.: Bestimmungen des Ausschusses für Blitzableiter e.V.; München [2] Berner, K.; Schwarze, K.: Befestigungstechnik - Temperaturbedingte Zwängungskräfte in Verbindungen bei Konstruktionen mit Stahltrapezprofilen; IFBS INFO 7.03; B06.96.1000; Juni 1996; S. 1-16 [3] Einfeldt, T.; et. al.: Beurteilung der Tauwassergefahr bei Bauanschlüssen; Fenster und Fassade 14 (1987) Nr. 2; S. 31-42 [4] ems-Isoliertüren Mickeleit GmbH & Co. KG: Isolierpaneele für Wand und Dach; Planungsordner; Pansdorf 1997-1999 [5] Galileo - Kreatives Bauen mit Sandwich: Symbiose aus Design und Technik; Deggendorf, 1999 [6] Hoesch Siegerlandwerke GmbH: isodach integral Technische Information; Siegen 1996-1999 [7] Huntsman Polyurethanes: Brandschutz in Gebäuden, Nationale Standards und Prüfungen, Modellbrandversuche; Polyurethane [8] IFBS: Stahl-PUR-Sandwichelemente für Dach und Wand Juli 1997; IFBS INFO 3.03 - A 0797.2000 [9] Koschade, R.: Die Sandwichbauweise; Ernst & Sohn, Berlin, 2.000; S. 166 - 189 [10] Metecno Bausysteme GmbH (ehemals DLW-Metecno): Bauen mit Profil; delitherm Verbundelemente für Dach und Wand [11] Moll, L.; Gahr, P.: Luftdichtheit und Raumluftwechsel; Baumeister 1 / 1999 [12] Pöter & Möller: Seminar "Zweischalige Dach- und Wandkonstruktionen im Industrie- und Wirtschaftbau; Pöter & Möller, Sachverständige für Metalleichtbau (1999) [13] Romakowski GmbH & Co. KG (ROMA): Schnellbau-Dämmpaneele für die Sandwich-Bauweise; Planungsordner; Buttenwiesen - Unterthürheim 1993-1999 [14] Schmitt, H.; Heene, A.: Hochbaukonstruktion 14. Aktualisierte Auflage; Vieweg Braunschweig Wiesbaden 1998; S. 254, 264, 453, 663-665 [15] SFS Stadler GmbH & Co. KG: Befestigung von Sandwichelementen mit rostfreien Bohrbefestigern; Befestigungstechnik; Oberursel 1996-1999 [16] Thyssen Bausysteme GmbH: Thyssen Dach- und Wandsysteme; Dinslaken 1996-1999
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