Außenwände müssen neben statischen Anforderungen vor allem Witterungsbeanspruchungen aus Wind, Schlagregen und Temperatur sowie auch Anforderungen aus Schall-, Wärme- und Brandschutz erfüllen.

Zweischalige Wände sind wegen ihrer Funktionstrennung daher als Außenwände besonders leistungsfähig und lassen sich je nach Erfordernis bis zur gewünschten Qualität und Anforderung optimieren

 

Die tragende Konstruktion aus Hintermauerwerk übernimmt die Aufgaben der Statik, des Brandschutz, des Schallschutz und der Wärmespeicherung, die Wärmedämmung gewährleistet einen flexibel planbaren winterlichen und sommerlichen Wärmeschutz.
Die Vormauerschale stellt den Witterungsschutz selbst bei hohen Anforderungen sicher und trägt vor allem der Ästhetik eines Gebäudes Rechnung.

Zweischaliges Außenmauerwerk besteht aus einer Innen- und einer Außenschale (Vormauerschale) die in einem bestimmten Abstand zueinander mit einem Schalenzwischenraum angeordnet werden.
Dieser Schalenzwischenraum kann ohne, teilweise oder ganz mit Dämmstoff ausgefüllt werden.

2 Baustoffe

2.1 Vormauerziegel

Die Anforderungen an Mauerziegel für die Außenschale sind in der DIN 105-100 geregelt.

Die Deklaration der Vormauerziegel erfolgt nach DIN 771-1.

Die in Tabelle 1 zusammengestellten Anforderungen und Merkmale müssen im Rahmen der Überwachung nachgewiesen werden.

Für die dauerhafte Funktionsfähigkeit der Vormauerschale sind insbesondere die Frostbeständigkeit, die Wasseraufnahme, die Druckfestigkeit, die Rohdichte, die Dicke der Außenschalen der Vormauerziegel, sowie treibende Einschlüsse und schädliche sowie ausblühfähige Salze zu berücksichtigen.

vormauerschalen_klinker

2.2 Mauermörtel der Außenschale (Vormauerschale)

Der Mauer- und der Verfugmörtel der Außenschale muss ausreichend Frostwiderstandsfähig sein, eine geringe Wasseraufnahme, eine hohe und dauerhafte Verbundfestigkeit zum Mauerstein sowie ausreichende Druckfestigkeit in der Fuge vorweisen.

Gleichzeitig soll der Anteil von ausblühfähigen Salzen und auslaugbaren Anteilen möglichst gering sein.

moertelgruppe

2.3 Innenschale (tragendes Mauerwerk)

Die Innenschale von zweischaligem Mauerwerks bildet das tragende Element der Konstruktion.

Als Mauersteine eignen sich hierfür alle genormten und dafür bauaufsichtlich zugelassenen Mauersteine.

Als Mörtel dürfen alle Mauermörtel nach DIN EN 1996 mit Ausnahme von Normalmörtel der Mörtelgruppe I verwendet werden.

Bei tragendem Mauerwerk unter Verwendung von Leichtmörtel LM 21 und bei Dünnbettmörtel sind Drahtanker nach allgemein bauaufsichtlicher Zulassung zu verwenden.

 

2.4 Wärmedämmung

Wenn der Schalenzwischenraum aus energetischen Gründen teilweise oder ganz mit Dämmstoff ausgefüllt werden soll, so sind nach DIN EN 1996-2/NA grundsätzlich Dämmstoffe des Typ WZ nach DIN 4108-10 „Dämmung von zweischaligen Wänden, Kerndämmung“ zu verwenden.

daemmstoffe

Der Schalenabstand ist normativ auf 150 mm begrenzt, doch lassen bauaufsichtlich zugelassene Luftschichtanker, Schalenabstände bis zu 220 mm zu

Wenn auch die energetische Einstufung der Außenwandkonstruktion von weiteren Planungsdetails, insbesondere der Anlagentechnik abhängig ist, so kann zweischaliges Mauerwerk mit unterschiedlichen Dämmstoffschichten bestimmten EnEV bzw. KfW Standards zugeordnet werden (Tabelle 6).

wandaufbau

waermedurchgangskoeffizienten

3 Konstruktion von zweischaligen Außenwänden

3.1 Konstruktionsarten

Die Konstruktionsarten sind in DIN EN 1996-2/NA geregelt.

Die üblichen zweischaligen Aufbauten sind:

  1. a) mit Luftschicht,
  2. b) mit Luftschicht und Wärmedämmung
  3. c) mit Kerndämmung

zweischaliges_mauerwerk

Die Konstruktionsarten nach DIN EN 1996-2/NA sind in Tabelle 5 zusammengefasst.

zweischaliges-Mauerwerk-konstruktionsarten

3.2 Anforderungen an zweischalige Außenwandkonstruktionen.

Die DIN EN 1996-2/NA unterscheidet bei zweischaligen Außenwandkonstruktionen nach 3 unterschiedlichen Dicken der Vormauerschale (Tabelle 6).

dicke-der-vormauerschale

3.2.1 Anforderung an die Außenschale

Die Außenschale muss über ihre ganze Länge vollflächig aufgelagert werden oder bei unterbro­chener Auflagerung (z. B. auf Konsolen) müssen in der Auflagerebene alle Mauersteine beidseitig aufgelagert werden.

Bei Errichtung der Außenschale sind die erforder­lichen Abdichtungen – s. Abschn. 4.4.5 – und die Öffnungen für Lüftung und Entwässerung nach DIN EN 1996-2/NA (s. aber Abschn. 4.3.2) sowie die Anker bestimmungsgerecht einzulegen bzw. anzuordnen.

 

Bei Dünnbett-Mauerwerk wird eine Fugendicke von 2 bis 3 mm empfohlen, um die Anker sicher in den Mörtel einbetten zu können.

Bei der Außenschale sind wegen des Feuchte­schutzes auch die Stoßfugen – mit Ausnahme derjenigen für die Entwässerung/Lüftung – zu vermörteln.

 

Bei der Ausführung der Mörtelfugen in Verblendschalen ist zwischen Fugenglattstrich und nachträglichem Verfugen zu unterscheiden.

Beim Fugenglattstrich wird der Fugenmörtel in kellengerechter Konsistenz reichlich aufgetragen, sodass er etwas aus den Fugen nach außen her­ausquillt.

Der überstehende Mörtel wird mit der Kelle abgestreift. Ist der Mörtel ausreichend an­gesteift, werden die Fugen z. B. mit einem Kunst­stoffrohr oder einem Schlauchstück so abgezo­gen, dass sich eine günstige Fugenoberfläche ergibt.

 

Beim nachträglichen Verfugen werden nach Auf­trag und geringem Ansteifen des Fugenmörtels die Fugen bis mind. 15 mm Tiefe ausgeräumt, gesäu­bert, vorgenässt (von unten nach oben) und der Verfugmörtel in schwach plastischer Konsistenz in 2 Arbeitsgängen – zuerst Stoßfugen, dann Lager­fugen und umgekehrt – hohlraumfrei und verdich­tend mit einem geeigneten Werkzeug, z. B. Ver­fugeisen, eingebracht.

Die Fugenoberfläche wird günstig geformt.

 

Wegen der größeren Ausführungssicher­heit wird der Fugenglattstrich empfohlen.

Er soll nach DIN EN 1996-2/NA bei Außenschalen mit einer Dicke unter 115 mm bis 105 mm ausgeführt werden.

Außenschalen mit einer Dicke unter 105 mm müssen mit Fugenglattstrich ausgeführt wer­den.

 

Die Verblendschale und ggf. die gesamte Außen­wand ist bei Arbeitsunterbrechungen und wäh­rend der ersten Tage nach dem Errichten vor un­günstigen Witterungseinflüssen (Beregnung, Austrocknung) wirksam zu schützen, z. B. durch Abhängen mit Folien.

 

3.3 Verankerungen

3.3.1 Luftschichtanker

Die Windkräfte können von der vertikal nicht be­lasteten Außenschale nicht allein aufgenommen werden.

Diese sind durch Anker nach allgemeiner bauaufsichtlicher Zulassung aus nichtrostendem Stahl oder durch Anker nach DIN EN 845-1 aus nichtrostendem Stahl, deren Verwendung in einer allgemeinen bauaufsichtlichen Zulassung geregelt ist, mit der tragenden Konstruktion zu verbinden.

Bild 2 Drahtanker für zweischaliges Mauerwerk

1 Anker nach ≥ 50 mm Auflagerbreite ab- oder in der Stoßfuge hochbiegen,
2 Tropfscheibe.
3 Vormauerschale,
4 Luftschicht,
5 Innenschale

Die Mindestanzahl der Anker ist in Abhängigkeit von der Gebäudehöhe und den jeweiligen Windzonen, in Tabelle 9 festgelegt, sofern in einer Zulassung für die Drahtanker nichts anderes geregelt ist.

tabelle_9_klinker_hamburg

 

Die Mindestanzahl und der Durchmesser der Drahtanker je m2 Wandfläche sowie der max. vertikale und der max. horizontale Abstand der Anker sind gemäß Tabelle 10 vorzusehen

tabelle10

 

Alle Verankerungen sind unter Beachtung ihrer statischen Wirksamkeit so auszuführen, dass sie keine Feuchte von der Außen- zur Innenschale leiten können (z. B. durch Aufschieben einer Kunststoffscheibe).

Der Schalenabstand ist nach DIN EN 1996-2/NA auf 150 mm begrenzt, doch lassen bauaufsichtlich zugelassene Luftschichtanker Schalenabstände bis zu 220 mm zu

Zugelassene Luftschichtanker für Schalenabstände > 150 mm sind in Tabelle 11 aufgeführt.

tabelle_11

Nach DIN EN 1996-2/NA sind zusätzlich drei Drahtanker je m Randlänge an allen freien Rändern anzuordnen, (z. B. an Öffnungen, an Gebäudeecken, entlang der Dehnungsfugen und an oberen Enden von Außenschalen).

bild

Bild 3 Anordnung von Luftschichtankern an freien Rändern und Dehnungsfugen

Zusätzlich:

3 Drahtanker auf 100 cm Randlänge an:

1 = Gebäudeecke
2 = Öffnungen
3 = Dehnungsfugen
4 = Wandoberseite (Außenschale)

Anstelle der Flächenverankerung ist auch eine Li­nienverankerung bei entsprechendem Standsi­cherheitsnachweis möglich.

Außer Drahtankern können auch andere An­kerarten und- formen (z. B. Dübelanker) verwendet werden, wenn sie für diesen Anwendungsfall zu­gelassen sind (abZ).

Dübelanker müssen vor allem dann verwendet werden, wenn wegen der unter­schiedlichen Steinformate beider Schalen die normgemäße Lagerfugenverankerung nicht mög­lich ist.

Vorteilhaft bei der Dübelverankerung ist außerdem, dass ein Ausbruch von Wärmedämm­stoffen vermieden wird.

Nach DIN EN 1996-2/NA dürfen grundsätzlich nur zugelassene Anker (gilt auch für Drahtanker) verwendet werden.

3.3.2 Abfangekonstruktionen

Abfangekonstruktionen und Ankermaterialien müssen aus nichtrostendem Stahl bestehen und bedürfen grundsätzlich einer allgemeinen bauaufsichtlichen Zulassung.

In den jeweiligen Zulassungen sind u.a. die zulässigen Stahlsorten geregelt.

Für die Abfangekonstruktion stehen unterschiedliche Konso­len zur Verfügung

winkelkonsole_einzelkonsole

Die Anwendung mineralischer Dichtungsschläm­men (MDS) sollte schriftlich mit dem Auftraggeber vereinbart werden.

Die Abdichtung des Schalenzwischenraumes gegen rückstauende Sickerfeuchtigkeit ist in Höhe der Aufstandsflächen anzuordnen und an der Außenseite der Innenschale hochzuführen.

Die Auflagerflächen für die Abdichtungsbahnen sind mit dem verwendeten Mauermörtel so dick abzugleichen, dass eine waagerechte ebene Flä­che entsteht.

Die Bahnen müssen aus mind. einer Lage bestehen, dürfen nicht aufgeklebt werden und müssen sich mind. 200 mm überdecken.

Die Stöße dürfen bei Entwässerung oberhalb der Ge­ländeoberfläche (GO) verklebt werden und müssen bei Entwässe­rung unterhalb GO verklebt werden.

Mineralische Dichtungsschlämmen sollten min­destens 2-lagig und in einer Gesamtdicke von mindestens 2 mm aufgetragen werden.

Die Abdichtung muss im Regelfall mindestens 30 cm über Gelände hochgeführt werden (Bild 6), um ausreichende Anpassungsmöglichkeiten der Geländeoberfläche zu gewährleisten.

abdichtung_mauerwerk

Bild 6 Fußpunktausbildung nach DIN 18195-4 (Prinzipskizze)

Bild 6.1. Gebäude unterkellert und Entwässerung oberhalb OKG
Bild 6.2. Gebäude nicht unterkellert und Entwässerung unterhalb OKG
Bild 6.3. Gebäude nicht unterkellert und Entwässerung oberhalb OKG

Bei den Dichtungsbahnen über Fenster- und Tür­stürzen muss ein „Durchhängen” unbedingt ver­mieden werden, sie sollten mit Gefälle nach außen und beiderseits verlängert verlegt werden.

Nach DIN EN 1996-2/NA sind Entwässerungsöffnungen nicht mehr ausdrücklich gefordert.

Oberhalb von Sperrschichten dürfen jedoch Entwässerungsöffnungen angeordnet werden.

Dieses gilt auch für Brüstungsbereiche der Außenschale.

Da bei einer intensiven Beregnung ein Wasserdurchgang durch die Vormauerschale nicht immer auszuschließen ist, sollte auf Entwässerungsöffnungen (i.d.R. in jeder 2. Stoßfuge) nicht verzichtet werden.

tabelle12

 tabelle13

Genaue Angaben für die Höchstzugkraft und die Dehnhöchstzugkraft enthält DIN 52130 Tabelle 2

tabelle14

Nicht bitumenverträgliche Kunststoff – Dichtungsbahnen dürfen nur dann verwendet werden, wenn diese nicht mit Bitumenwerkstoffen in Berührung kommen.

Die DIN 18195-2 enthält Anga­ben zur Materialdicke:

Querschnittsabdichtungen können auch aus Kunststoffbahnen mit allgemeinen bauaufsichtlichen Prüfzeugnissen hergestellt werden.

3.5 Dehnungsfugen

Stets wechselnde Witterungseinflüsse auf die Vormauerschale, die Position der

einzelnen Gebäudeseiten zur Sonne und die materialspezifischen Verformungen

der Vorsatzschale einerseits und der Tragstruktur andererseits bedingen unterschiedliche Bewegungen der sichtbaren Verblendfassade und der dahinter liegenden massiven Wandbauteile gegeneinander.

Die daraus möglicherweise resultierenden Zwängungsspannungen, die Risse zur Folge haben können, müssen durch konstruktive Maßnahmen vermieden werden.

Aus diesem Grund sollen nach DIN EN 1996-2/NA vertikale Deh­nungsfugen in der Außenschale angeordnet wer­den.

Die Dehnungsfugenabstände hängen von den klimatischen Bedingungen (Temperatur, Feuchte), den Baustoffen und der Farbe der äu­ßeren Wandfläche ab.

Auch in vertikaler Richtung muss die freie Beweglichkeit der Außenschale si­cher gestellt sein. Besonders zu beachten sind auch die unterschiedlichen Verformungen von beiden Schalen bei über mehrere Geschosse durchgehenden Außenschalen, auch bei der Aus­führung von Türen und Fenstern.

Vertikale Dehnungsfugen sollten vorzugsweise im Bereich der Gebäudeecken, ggf. auch beidseits der Gebäudeecken, s. Bild 7, an­geordnet werden.

3.5.1 Anforderungen

Die Abstände der Dehnungsfugen richten sich nach mehreren Parametern, die

jeweils auf den Einzelfall abgestimmt werden müssen:

Folgende Dehnungsfugenabstände werden für Vormauerschalen aus Mauerziegeln empfohlen:

tabelle15

Bei stark besonnten Flächen, dunklen Oberflächen und/oder bei Verblendschalen mit geringer Masse sind die geringeren Abstände zu wählen.

3.5.2 Anordnung und Ausführung von Dehnungsfugen

Die Außenwände eines Gebäudes sind, je nach ihrer Ausrichtung in eine bestimmte Himmelsrichtung, unterschiedlich starken Temperaturschwankungen durch Tag-Nacht-Wechsel, Sonneneinstrahlung sowie Regen und Wind ausgesetzt.

Daher ist es eine verbreitete Vorgehensweise, die Dehnungsfuge an der

Gebäudeecke der jeweils stärker beanspruchten Wand nach folgender Regel

einzuplanen:

anordnung_dehnungsfugen

4 Detaillösungen

Detailplanungen sind nicht allein aus konstruktiven Gründen, sondern immer mehr auch unter energetischen Gesichtspunkten erforderlich.

Je stärker die Wärmedämmung der Bauteile eines Gebäudes ist, desto größer ist der Einfluss der Wärmebrücken für dessen energetische Beurteilung.

Schwachstellen sind insbesondere die Anschlüsse von Wand, Fenster, Decken, Dach und Balkon, sowie Gebäudeecken.

Geometrische und materialbedingte Wärmebrücken sind bei energetisch geplantem zweischaligem Mauerwerk gering, was die folgenden Berechnungen beweisen.

Die Berechnungen des längenbezogenen Wärmedurchgangskoeffizienten Ψ (W/(mK)) erfolgt bei den folgenden Beispielen in Abhängigkeit unterschiedlicher Dämmstoffdicken der Kerndämmung mit S = 8 cm , 14 cm und 20 cm.

Weiterhin der Wärmeleitfähigkeiten des Hintermauerwerks λMW mit 0,16 W/(mK), 0,50 W/(mK) und 0,96 W/(mK, jeweils für eine Wanddicke ≥175 mm.

Der Einfluss hiervon abweichender Wanddicken der Hintermauerung ist von untergeordneter Bedeutung.

Die Wärmeleitfähigkeit der Dämmung in der Wandebene ist immer mit 0,035 W/(m K) angenommen.

Das Fenster weist stets einen UW-Wert von 1,3 W/(m² K) auf (Weichholz, Kunststoffprofil). Die Fenstereinbauposition liegt mittig in der Dämmebene und der Fensterrahmen ist mit 20 mm Dämmstoff und 30 mm Überdeckung gedämmt.

Der Sturz der Vormauerschale ist als Stahlbetonfertigteil konstruiert.

Die Wärmedämmung zwischen den Sparren ist mit ≥ 18 cm berücksichtigt und weist bei einer Wärmeleitfähigkeit der Dachdämmung von 0,035 W/(m K) einen U-Wert 0,20 W/(m2K) auf.

Der Temperaturfaktor fRsi an der Stelle mit der niedrigsten Oberflächentemperatur beträgt >=0,7.

Von diesen Annahmen geringfügig abweichende Randbedingungen können bei der Festlegung der Ψ Werte vernachlässigt werden.

bodenplatte_gleichwertigkeitdetail2_bruestung detail3_laibung detail4_fenstersturz detail5_drempel