Zweischalige Außenwände

Zweischalige KS-Außenwände

Zweischalige KS-Außenwände (zweischalige Wände mit Vorsatzschale nach DIN EN 1996-1-1) bestehen aus einer tragenden Innenschale und einer nichttragenden Außenschale, die beide aus KS-Mauerwerk erstellt werden und durch den Schalenzwischenraum getrennt sind. Die Außenschale kann als KS-Verblendschale oder als verputzte Vorsatzschale ausgeführt werden. Die baukonstruktive Unterscheidung erfolgt mit Bezug zum Schalenzwischenraum wie folgt:

  • Zweischaliges KS-Mauerwerk mit Wärmedämmung (früher gebräuchliche Bezeichnung: „Kerndämmung“)
  • Zweischaliges KS-Mauerwerk mit Wärmedämmung und Luftschicht

Bei dieser Konstruktion besteht eine klare funktionale Trennung der einzelnen Bauteilschichten. Die Innenschale ist Teil des Tragwerks und zugleich Wärmespeicher. Sofern das Mauerwerk der Innenschale ohne Stoßfugenvermörtelung ausgeführt wird, dient der Innenputz der Luftdichtheit. Die Außenschale übernimmt die Aufgaben des Witterungsschutzes. Die Wärmedämmung im Schalenzwischenraum bestimmt im Wesentlichen den Wärmeschutz. Die beiden massiven Schalen zusammen ergeben den besonders guten Schutz gegen Außenlärm.

KS-Außenwandkonstruktionen
KS-Außenwandkonstruktionen für beheizte Gebäude
Systemaufbau
Systemaufbau zweischaliges Mauerwerk mit Wärmedämmung
Inhalt ausblenden

Komponenten

Tragende KS-Innenschale

Die mindestens 115 mm dicke Innenschale ist als Teil des Tragwerks im vereinfachten Verfahren mit gewissen konstruktiven Begrenzungen nach DIN EN 1996-3/NA oder im genaueren Verfahren nach DIN EN 1996-1-1/NA zu bemessen. Aufgrund der hohen spezifischen Wärmekapazität dient die tragende Innenschale zudem als ausgleichender Wärmespeicher insbesondere für den sommerlichen Wärmeschutz. Darüber hinaus resultiert aus der hohen Rohdichte ein ebenfalls hoher Schallschutz.

Anker

Die nichttragende Außenschale ist mit der tragenden Innenschale nach DIN EN 1996-2/NA durch Anker aus nicht rostendem Stahl zu verbinden, deren Verwendung durch eine allgemeine Bauartgenehmigung ggf. in Verbindung mit DIN EN 845-1 geregelt ist.

Für Drahtanker, die in Form und Maßen DIN EN 1996-2/NA Anhang D, Bild NA.D.1 entsprechen, ist die Mindestanzahl der Drahtanker je Quadratmeter Wandfläche in Abhängigkeit von der Höhe der Wandbereiche über dem Gelände und der Windlastzone in Tabelle NA.D.1 festgelegt. Zusätzlich müssen an freien Rändern der Außenschale – wie im Bereich von Dehnungsfugen, an Gebäudekanten, am oberen Ende sowie umlaufend um Wandöffnungen – drei Drahtanker je Meter Randlänge angeordnet werden. Nach Landkreisen sortierte Windlastzonen werden durch das Deutsche Institut für Bautechnik (DIBt) hier („Zuordnung der Windzonen nach Verwaltungsgrenzen“) zur Verfügung gestellt.

Der lichte Abstand der beiden Schalen (d.h. die Dicke des Schalenzwischenraums) darf nach Norm höchstens 150 mm betragen. Der vertikale Abstand der Drahtanker soll höchstens 500 mm, der horizontale Abstand höchstens 750 mm betragen.

Für größere Schalenabstände können Luftschichtanker mit anderer Form (z.B. profilierte Flachstahlanker) nach den Anwendungsregelungen der jeweiligen Bauartgenehmigung verwendet werden. So sind derzeit Schalenabstände bis zu 250 mm möglich. Für großformatige KS XL-Planelemente ist zudem ein vertikaler Abstand der Anker bis zu 650 mm geregelt.

Luftschichtanker zum Einlegen werden beim Aufmauern in die Lagerfugen der Innenschale eingelegt. Für Mauerwerk mit Normalmauermörtel ist dabei mindestens die Mörtelgruppe NM IIa erforderlich. Für Planstein-Mauerwerk mit Dünnbettmörtel werden entsprechend profilierte Flachstahlanker verwendet.

Ist das Einlegen der Anker in den Lagerfugen nicht möglich, können Luftschichtanker zum Eindübeln eingesetzt werden. Nach den Bauartgenehmigungen sind dabei für die Innenschale KS-Vollsteine der Steindruckfestigkeitsklasse ≥ 12 mit Normalmauermörtel ≥ NM II oder Dünnbettmörtel erforderlich. Dübelanker dürfen nicht in die Lager- oder Stoßfuge gesetzt werden. Der Abstand der Dübel zu den Steinrändern muss mindestens 30 mm betragen.

Bei zweischaligen Außenwänden werden in der Regel Klemmscheiben auf die Anker aufgeschoben, die den Dämmstoff in seiner Lage fixieren.

Wärmedämmung

Unabhängig von der Konstruktionsart (Wärmedämmung mit oder ohne Luftschicht) sind Dämmstoffe für den Anwendungsbereich WZ nach DIN 4108-10 bzw. mit entsprechender allgemeiner Bauartgenehmigung zu verwenden.

Verwendung finden vorwiegend Dämmplatten:

  • aus Mineralwolle (auch als Matten)
  • aus Polyurethan-/Polyisocyanurat-Hartschaum (PUR/PIR)
  • aus Phenolharz-Hartschaum (PF)
  • aus expandiertem (EPS) oder extrudiertem (XPS) Polystyrol-Hartschaum

Die Dämmplatten sind ausreichend zu fixieren, so dass eine gleichmäßige Schichtdicke sichergestellt ist. Das heißt auch, dass bei zweischaligen Außenwänden mit Wärmedämmung und Luftschicht die Luftschicht nicht durch Unebenheiten der Wärmedämmung eingeengt werden darf. Um Wärmeverluste in den Stoßbereichen dauerhaft zu verhindern, sind Dämmplatten aus Mineralwolle dicht zu stoßen und Dämmplatten aus Hartschaum mit Stufenfalz bzw. Nut und Feder auszubilden oder in versetzten Lagen zu verlegen.

Neben festen Dämmstoffen können auch (nachträglich) lose eingebrachte/eingeblasene Dämmstoffe mit allgemeiner Bauartgenehmigung – wie z. B. Mineralwolle-, EPS- oder Perlite-Granulat – verwendet werden. Der Dämmstoff muss den Schalenzwischenraum vollständig ausfüllen und ausreichend verdichtet werden, um eine nachträgliche Setzung zu verhindern.

Luftschicht

Auf die Anordnung einer Luftschicht zusätzlich zur Wärmedämmung wird mit Ausnahme eines ggf. arbeitstechnisch erforderlichen „Fingerspaltes“ üblicherweise verzichtet. Wird eine Luftschicht angeordnet, muss die Dicke mindestens 60 mm betragen. Die Dicke darf bis auf 40 mm vermindert werden, wenn der Fugenmörtel mindestens an einer Hohlraumseite abgestrichen oder Dünnbettmörtel unter Einsatz eines Mörtelschlittens verwendet wird. Die Luftschicht darf nicht durch Mörtelbrücken unterbrochen werden und ist insofern durch geeignete Maßnahmen (wie dem genannten Einsatz eines Mörtelschlittens) gegen herabfallenden Mörtel zu schützen.

KS-Verblendschale

In der Regel wird die Außenschale in Form von Verblendmauerwerk aus frostwiderstandsfähigen KS-Verblendern bzw. KS-Vormauersteinen ausgeführt und ist Witterungsschutz und Gestaltungselement zugleich. Als Mauerwerksverband ist ein Läuferverband mit halbsteiniger Überdeckung zu empfehlen, da auf diese Weise die Zugfestigkeit der Verblendschale erhöht wird.

Die Verfugung der KS-Verblender soll kantenbündig mit der Steinoberfläche, z.B. als konkav zurückliegender Fugenglattstrich, oder als nachträgliche Verfugung ausgeführt werden, so dass ein sich bei Schlagregen bildender Wasserfilm auf der Oberfläche ungehindert abfließen kann.

Der Fugenglattstrich bietet aufgrund der geringeren Anfälligkeit gegenüber Verarbeitungsfehlern im Vergleich zu einer nachträglichen Verfugung eine höhere Schlagregensicherheit. Durch das Glätten wird die Verfugung verdichtet und damit die mögliche Wasseraufnahme im Bereich der Fuge reduziert. Verblendschalen mit Dicken < 105 mm sind daher prinzipiell mit Fugenglattstrich auszuführen.

Da der Fugenglattstrich die „Regelausführung“ nach VOB DIN 18330 darstellt, muss eine abweichende Ausführung mit nachträglicher Verfugung über die Leistungsbeschreibung zudem ausdrücklich vereinbart werden.

Verputzte Vorsatzschale

Alternativ zum Verblendmauerwerk kann die Außenschale des zweischaligen Mauerwerks auch als verputzte Vorsatzschale ausgeführt werden. Da der außen liegende Putz die Wandkonstruktion vor Schlagregen schützt, werden keine Anforderungen an die Frostwiderstandsfähigkeit der Mauersteine gestellt.

Vorsatzschalen sind vertikal nicht überdrückt, z.B. durch eine Geschossdecke, so dass thermische und hygrische Beanspruchungen zu größeren Verformungen führen können. Der Putzmörtel muss diese Verformungen schadensfrei aufnehmen können. Besonders geeignet sind deshalb Putzmörtel bzw. Putze mit niedrigem Zug-Elastizitätsmodul sowie hoher Zugbruchdehnung und Zug-Relaxation (d.h. hohem Spannungsabbau). Infrage kommen Leichtputzmörtel nach DIN EN 998-1 bzw. DIN EN 13914-1 und DIN 18550-1, auch mit Faserbewehrung. Die erforderlichen Dehnungsfugen in der Vorsatzschale sind dabei im Putz zu übernehmen.

Horizontale Dehnungsfugen und Abfangungen

Zur Begrenzung der Beanspruchungen muss die Höhe der Außenschale begrenzt werden, so dass nach DIN EN 1996-2/NA folgende Abfangungen erforderlich werden.

Abfangkonstruktion für Eckbereich
Abfangkonstruktion für Eckbereich mit höhenverstellbaren Konsolankern

Abfangungen sollen im Allgemeinen nicht sichtbar sein. Für die Überbrückung von Fenstern oder Türen können Stürze verschiedener Ausführungen passend zum Sichtmauerwerk in die Fassade eingegliedert werden. Das ist auch über weiten Öffnungen möglich. Alternativ zu den häufig verwendeten vorgefertigten KS-Stürzen können z.B. für verdeckte Sturzabfangungen mit Roll- und Grenadierschicht spezielle Rollschichthalter mit Längsbewehrung eingesetzt werden, die mit den Konsolankern verbunden werden.

Bei der Ausführung von zweischaligem Mauerwerk mit Luftschicht und planmäßiger Be- und Entlüftung dürfen die erforderlichen Konsolanker die Luftschicht nicht oder nur unwesentlich beeinträchtigen.

Für Abfangungen wird eine Vielzahl von Standardkonstruktionen von verschiedenen Herstellern angeboten, die Verankerung erfolgt mit zugelassenen Schwerlastdübeln oder Ankerschienen vorzugsweise im Bereich der Decken oder von Betonstützen und Querwänden.

Ausbildung der Außenschale beim zweischaligen Mauerwerk

Höhenabstand der Abfangung
Höhenabstand der Abfangung von Verblendschalen

Dehnungsfugen

Da die Außenschale den klimabedingten Einwirkungen unmittelbar ausgesetzt ist, wird zur Begrenzung der Zwangsbeanspruchungen auf ein hinsichtlich von Rissbildungen unkritisches Maß eine Unterteilung durch Dehnungsfugen erforderlich. Über die Höhe ist der Abstand der horizontalen Dehnungsfugen durch die Vorgaben der DIN EN 1996-2 + NA zur Abfangung festgelegt.

Über die Länge ist eine Unterteilung durch vertikale Dehnungsfugen erforderlich:

  • bei langen Mauerwerksscheiben im Abstand von 6 bis 8 m,
  • im Bereich von Gebäudeecken oder -kanten und
  • bei großen Fenster- und Türöffnungen in Verlängerung der senkrechten Laibungen.

Umfangreiche Untersuchungen zur Ermittlung der rissfreien Wandlänge wurden von Schubert durchgeführt. Mit dem im Rahmen dieser Untersuchungen entwickelten Ansatz, kann explizit der Nachweis in Abhängigkeit von den folgenden Parametern geführt werden:

  • Zugfestigkeit und Zugelastizitätsmodul des Mauerwerks in Wandlängsrichtung
  • Wandhöhe der Außenschale
  • Schwindmaß und temperaturbedingte Längenänderung
  • Behinderungsgrad am Wandfuß der Außenschale

Für die durch Dehnungsfugen strukturierte Außenschale ist auf ungehinderte Verformungsmöglichkeiten in der ganzen Fläche zu achten. So sind z.B. unterhalb von auskragenden Balkonplatten oder im Anschluss an angrenzende Bauteile oder Durchdringungen ausreichend dimensionierte Fugen anzuordnen. Ebenfalls ist darauf zu achten, dass die Außenschale unterhalb von Zwischenabfangungen genügend Ausdehnungsmöglichkeiten nach oben hat, um Verformungsbehinderungen durch die Abfangkonsolen zu vermeiden.

Für die Ausführung von Dehnungsfugen haben sich folgende Varianten bewährt:

  • Offene Vertikalfugen können bei Verwendung von Dämmplatten des Anwendungstyps WZ nach DIN 4108-10 oder mit allgemeiner bauaufsichtlicher Zulassung ausgeführt werden. Die zulässige Fugenbreite ist auf 15 mm begrenzt.
  • Geschlossene Fugen mit Fugendichtstoff sind in Planung und Ausführung durch DIN 18540 geregelt. Als Materialien haben sich ein- und zweikomponentige Systeme aus Polysulfid, Silikon-Kautschuk, Polyurethan oder Acryldispersion bewährt. Soweit erforderlich, sind (systemgebunden) Primer oder Sperrgrund zu verwenden. Der Dichtstoff wird in vielen RAL-Farben angeboten und ist in der Regel nicht überstreichfähig. Die maximale Dehnfähigkeit beträgt bezogen auf die Fugenbreite 25 %, die Fugen sind entsprechend zu dimensionieren. Auf die im Vergleich zum KS-Mauerwerk kürzeren Instandhaltungszyklen von Dichtstoffen ist hinzuweisen.
  • Geschlossene Fugen mit vorkomprimierten und imprägnierten Fugendichtungsbändern aus Schaumstoffen sind in DIN 18542 geregelt. Je nach Dichtungsband beträgt die maximale Dehnung zwischen 30 und 50 % bezogen auf die Fugenbreite. In der Anwendung haben sich Fugendichtungsbänder als vergleichsweise dauerhaft und wartungsfreundlich erwiesen, sie können ggf. auch leicht ausgetauscht werden.

Zum optischen Verschluss von Fugen sind auch Abdeckprofile geeignet, die in die Fuge eingeklemmt oder eingeklebt werden. Bei eingeklemmten Abdeckprofilen muss die vorgegebene Pressung ausreichen, um ein Herausfallen des Profils bei Vergrößerung der Fuge oder Kontraktion des Profils zu verhindern – z.B. infolge Temperaturabnahme.

Dehnungsfuge, spritzbarer Fugendichtstoff
Dehnungsfuge mit spritzbarem Fugendichtstoff
Dehnungsfuge,  imprägniertes Fugendichtungsband
Dehnungsfuge mit imprägniertem Fugendichtungsband aus Schaumstoff

Fußpunktausbildung

Der Fußpunkt von zweischaligem Mauerwerk ist sorgfältig zu planen und auszuführen. Dabei sollten nachfolgenden Hinweise und Empfehlungen beachtet werden:

Fußpunktausbildung
Beispiel für Fußpunktausbildung

Wärmedämmung

Zur wirksamen Reduzierung von Wärmebrücken wird in DIN 4108, Beiblatt 2 empfohlen, die Wärmedämmung von der Oberkante der Kellerdecke 30 cm (z.B. 18 cm Decke + eine Mauerwerksschicht mit ca. 12,5 cm Höhe) nach unten zu führen. Alternativ zum Herabführen der Wärmedämmung kann oberhalb der Stahlbetondecke ein optimierter KS-Wärmedämmstein mit ʎ ≤ 0,33 W/(m·K) eingesetzt werden, der bis zur Steinfestigkeitsklasse SFK 20 angeboten wird. Die Wärmedämmung ist in jedem Fall bis zur Deckenunterkante, also bis auf die Kelleraußenwand herabzuführen.

Unterhalb der geeigneten Abdichtungsfolie ist im Schalenzwischenraum eine abgeschrägte Hartschaumplatte einzustellen, die als Rücklage für die Abdichtungsfolie dient.

Bei beheizten Kellern ist eine außen liegende Perimeterdämmung so weit wie möglich hochzuführen, zu befestigen (z.B. durch flächige Verklebung) und vor Beschädigungen zu schützen. Es empfiehlt sich, die Perimeter-Dämmplatten am oberen Ende abzuschrägen und ca. 5 bis 10 cm unter Gelände enden zu lassen. Ein Überlappungsbereich von außen liegender Perimeterdämmung und Wärmedämmung im Schalenraum von ca. 10 cm ist zu empfehlen.

Abdichtung

Die Abdichtungsfolie ist im Schalenraum mit Gefälle nach außen zu verlegen, an der Innenschale hoch zu führen und zu befestigen. Die Befestigung (ca. 30 cm über Gelände) erfolgt in der Regel durch Ankleben z.B. mit Montagekleber oder durch punktuelles Andübeln von Klemmleistenstücken. Dies ist völlig ausreichend, da die Abdichtungsfolie nach der Montage der Dämmstoffplatten in der Lage fixiert ist. Ein Einbinden der Abdichtungsfolie in die Lagerfugen der Innenschale ist nicht erforderlich und bei z.B. großformatigem Planstein-Mauerwerk mit Dünnbettmörtel baupraktisch nicht durchführbar. Zudem würde der Verbund des tragenden Mauerwerks durch die Abdichtungsfolie gestört werden.

Die Abdichtung an der Außenseite der Tragschale und entlang der Aufstandsfläche der Vormauerschale ist so auszubilden, dass ein Abrutschen des KS-Mauerwerks sicher auszuschließen ist. Die erste Ankerlage ist so tief wie möglich anzuordnen. Als Abdichtung dürfen nach DIN 18533 (in Verbindung mit DIN (SPEC) 20000-202)  folgende Bahnen eingesetzt werden:

  • Bitumen-Dachbahnen mit Rohfilzeinlage (R 500) nach DIN EN 14967
  • Bitumen-Dachdichtungsbahnen (G200DD/PV200DD) nach  DIN EN 14967
  • PMBC (kunststoffmodifizierte Dickbeschichtungen)
  • Kunststoff- und Elastomerbahnen nach  DIN EN 14909:
bitumenverträglich
  • ECB-Bahnen 
  • PIB-Bahnen 
  • PVC-P-Bahnen 
  • EVA-Bahnen 
  • EPDM-Bahnen 
  • FPO-Bahnen 
nicht bitumenverträglich
  • PVC-P-Bahnen

Die Abdichtungsfolie ist ohne Verklebung bis zur Vorderkante der Verblendschale zu führen. Dies wird in der Praxis meist nicht ausgeführt, da die schwarzen Abdichtungsfolien optisch störend sind. Bewährt hat es sich, die Abdichtungsfolie auf eine rissüberbrückende mineralische Dichtungsschlämme (mit allgemeinem bauaufsichtlichen Prüfzeugnis – abP) aufzulegen und ca. 2 cm vor der Vorderkante der Verblendschale enden zu lassen. Mit der mineralischen Dichtungsschlämme (MDS), die über die komplette Dicke der Verblendschale gezogen wird, wird die Abdichtung des Schalenraums mit der Vertikalabdichtung (nach DIN 18533) verbunden. Dabei ist ein Überlappungsbereich von ca. 10 cm einzuhalten. Zur Haftverbesserung (z.B. im Übergang zu einer kunststoffmodifizierten Dickbeschichtung (PMBC) oder eines Sockelputzes) ist das Abstreuen der Dichtungsschlämme im noch frischen Zustand mit Sand zu empfehlen.

Entwässerung

Auf eine planmäßige Entwässerung kann verzichtet werden und wird in der Regel auch verzichtet. Falls dennoch Entwässerungsöffnungen vorgesehen werden, sollten die folgenden Hinweise berücksichtigt werden:

  • Die Entwässerungsöffnungen sind oberhalb der Abdichtung des Schalenraums in der untersten Verblender-Schicht anzuordnen.
  • Sofern bei Konstruktionen mit Luftschicht die Entwässerungsöffnungen am Fußpunkt gleichzeitig als Lüftungsöffnungen dienen, sind sie mindestens 10 cm über Gelände anzuordnen.
  • Nach DIN 18533 ist die Entwässerung unterhalb Gelände möglich, wenn sie in eine versickerungsfähige Verfüllung erfolgt und die Stöße der Bahnen verklebt sind. Mit einer höheren Durchfeuchtung der unteren Schichten des Verblendmauerwerks ist dabei zu rechnen. Erhöhte Frostbeanspruchung sowie optische Beeinträchtigungen können die Folge sein.

Sockelausbildung

Grundsätzlich ist die Ausbildung eines Sockels mit wasserabweisendem Sockelputz oder Dichtungsschlämme zu empfehlen. Der Sockelbereich ist einer erhöhten Spritzwasserbeanspruchung ausgesetzt und mindestens 10 cm über Gelände zu führen. Bei entsprechender Einfärbung (Pigmentierung) des Putzes bzw. der Dichtungsschlämme sind Eindunklungen weniger störend, die sich aufgrund der erhöhten Feuchtebeanspruchung ergeben.

Um die Höhe des Spritzwasserbereichs weitestgehend auf den Sockel beschränken zu können, ist es sinnvoll, einen Kiesstreifen (ca. 50 cm breit und 20 cm tief) vor dem Verblendmauerwerk anzuordnen. In diesen Fällen kann unter Umständen auf einen Sockelputz verzichtet werden. Wenn harte Beläge, Erdreich oder Rasen direkt an den Sockelbereich anschließen, ist in jedem Fall die Anordnung eines wasserabweisenden Sockelputzes oder einer Dichtungsschlämme vorzusehen.

Ein Herabführen der Verblendschale bis unter Gelände ist zwar möglich, da aber mit deutlich erhöhter Feuchte- sowie Frostbeanspruchung und auch erhöhter Verschmutzung zu rechnen ist, wird eine besonders sorgfältige Planung und Ausführung notwendig.

Unbedingt zu vermeiden ist der Kontakt des Mauerwerks mit Tausalzen, da hier die Struktur geschädigt wird

Inhalt ausblenden

Standsicherheit

Aufgrund der hohen Druckfestigkeit der Kalksandsteine kann die tragende Innenschale sehr schlank ausgeführt werden. Die Mindestdicke beträgt nach DIN EN 1996-1-1 + NA 115 mm. Die nichttragende Außenschale hat nur ihre Eigenlast aufzunehmen und muss eine Dicke von mindestens 90 mm aufweisen. Dünnere Außenschichten sind als Bekleidungen definiert und nach DIN 18515 nachzuweisen und auszuführen.

Sind größere Tür- und Fensteröffnungen zu überbrücken oder befinden sich mehrere Öffnungen mit schmalen verbleibenden Pfeilern in der Außenwand, muss die Auflagerpressung unterhalb der Stürze nachgewiesen werden. Aufgrund der horizontalen Verankerung in der Innenschale durch die Luftschichtanker sind beim statischen Nachweis keine Abminderungen wegen Knickgefährdung zu berücksichtigen. Nur bei schmalen Pfeilern zwischen zwei Öffnungen ist ein Nachweis unter Berücksichtigung der Schlankheit h/d (Öffnungshöhe zu Schalendicke)
notwendig.

Die Aufnahme der Windsog- bzw. Winddruckkräfte ist durch die vorgegebene Anordnung der Anker ohne weiteren Nachweis gewährleistet.

Inhalt ausblenden

Wärmeschutz

Um besonders hochwärmedämmende Konstruktionen – z.B. für den Passivhausstandard – zu erzielen, wird die Verwendung von Dämmstoffen mit sehr geringer Wärmeleitfähigkeit (z. B. Phenolharz-Hartschaum oder PUR-Hartschaum) und/oder von zugelassenen Ankern empfohlen, die Dämmstoffdicken bis 200 mm (bzw. bis 400 mm für nichtbrennbare Dämmstoffe) ermöglichen.

Bei zweischaliger Konstruktion und vollständiger Ausfüllung des Schalenzwischenraums mit Dämmstoff ist der äußere Wärmeübergangswiderstand mit 0,04 m2·K/W anzusetzen. Bei Ausführung mit Luftschicht ist nach DIN EN ISO 6946 je nach Größe der Lüftungsöffnungen zwischen „schwach belüfteten“ und „stark belüfteten“ Luftschichten zu unterscheiden. Mit den bisher üblichen Größen der Lüftungsöffnungen (d.h. nach DIN 1053-1) ergaben sich meist „stark belüftete“ Luftschichten. In diesen Fällen ist der Wärmedurchlasswiderstand der Außenschale nicht in die Berechnung des U-Werts einzubeziehen. Für den äußeren Wärmeübergangswiderstand darf der gleiche Wert wie für den inneren Wärmeübergangswiderstand (im Allgemeinen 0,13 m2·K/W) angesetzt werden.

Im Hinblick auf den Wärmeschutz stellen Konsolanker für die Abfangung der Außenschale bei Durchdringung der Dämmstoffschicht Wärmebrücken dar, deren Einfluss anhand des punktförmigen Wärmedurchgangskoeffizienten (chi) in Abhängigkeit von den baukonstruktiven Gegebenheiten konkret zu ermitteln ist. Durch umfassende Wärmebrückenberechnungen am Fachgebiet Bauphysik und  Baukonstruktionen der TU Berlin konnte nachgewiesen werden, dass sich dieser Einfluss durch die Optimierung der Formgebung der Konsolanker deutlich verringern lässt.

Für den sommerlichen Wärmeschutz wirkt die tragende Innenschale als hohe speicherfähige Masse, da sie über die Wärmedämmung vom Außenklima weitgehend abgekoppelt ist. Durch instationäre Wärmestromberechnungen sowie praktische Messungen wurde nachgewiesen, dass die gelegentlich geäußerte Vermutung nicht zutrifft, dass bei Konstruktionen mit einer vollständigen Ausfüllung des Schalenzwischenraums mit Dämmstoff ein Wärmestau in der Außenschale entstehen würde. Die Temperaturunterschiede zwischen hinterlüfteten und nicht hinterlüfteten Außenschalen sind sowohl im Sommer wie auch im Winter bei ansonsten gleichen Randbedingungen gering. Vielmehr wird die sommerliche Erwärmung durch die Absorption der Sonnenstrahlung und damit durch die Farbe der Fassade bestimmt. Helle Fassaden – wie sie bei KS-Verblendmauerwerk gegeben sind – wirken sich dabei besonders günstig aus, weil sie ein hohes Rückstrahlvermögen (Albedo) aufweisen.

U-Werte
U-Werte zweischaliger KS-Außenwände
Inhalt ausblenden

Feuchte- und Witterungsschutz

Nach DIN 4108-3 kann auf einen dampfdiffusionstechnischen Nachweis verzichtet werden, da bei zweischaligen Außenwänden aus KS-Mauerwerk mit Wärmedämmung unabhängig vom Vorhandensein einer Luftschicht eine Gefährdung durch Tauwasser oder Schimmelpilzbildung ausgeschlossen ist. Voraussetzung ist – wie bei allen Außenkonstruktionen – die Vermeidung von kritischen Wärmebrücken.

Im Hinblick auf den Schlagregenschutz können zweischalige Außenwände aus KS-Mauerwerk in der höchsten Beanspruchungsgruppe III nach DIN 4108-3 verwendet werden. Bei einer Außenschale aus KS-Verblendern wird Feuchtigkeit, die durch Schlagregenbeanspruchung in die äußere Zone der Verblendschale eindringt, durch die Kapillarität des Baustoffes verteilt und nach dem Ende der Regenphase durch Diffusionsvorgänge wieder an die Außenluft abgegeben. Zur Erhöhung der Schlagregensicherheit kann ggf. eine dampfdiffusionsoffene hydrophobierende Beschichtung auf die Verblendschale aufgebracht werden, die gleichzeitig einer örtlich vorhandenen Veralgungsgefahr entgegen wirkt – z.B. bei Standorten mit hohem Baumbestand. Bei einer Vorsatzschale aus KS-Mauerwerk mit Außenputz wird der Schlagregenschutz durch das Putzsystem gewährleistet.

Um ggf. eindringende Feuchtigkeit aus der Konstruktion ableiten zu können, dürfen in der KS-Verblendschale oben und unten Lüftungs- bzw. Entwässerungsöffnungen angeordnet werden. Das gilt auch für Brüstungsbereiche sowie für die Bereiche über Türen oder Fenstern.

Inhalt ausblenden

Schallschutz

Zweischalige KS-Außenwände weisen aufgrund ihres konstruktiven Aufbaus besonders gute schalltechnische Eigenschaften auf. Dabei ist mit Blick auf das Bauteil Außenwand zwischen dem Schallschutz gegenüber Außenlärm (direkte Schallübertragung) und dem Schallschutz zwischen benachbarten Einheiten innerhalb des Gebäudes (flankierende Schallübertragung) zu unterscheiden.

Außenlärm

Die massiven Innen- und Außenschalen aus Kalksandstein bieten aufgrund der schallschutztechnisch weichen Kopplung beider Schalen einen besonders guten Schutz gegen Außenlärm.

Das Direktschalldämm-Maß RDd,w der zweischaligen Außenwand kann aus dem bewerteten Schalldämm-Maß Rw das sich aus der Summe der flächenbezogenen Massen der beiden Schalen ergibt ermittelt werden. Das Ergebnis darf dann um 5 dB erhöht werden, wenn die Wärmedämmung im Schalenzwischenraum aus Mineralwolle besteht.

Bei einer Dämmschicht aus Hartschaumplatten ist ein Abschlag von 2 dB zu berücksichtigen.

Schallschutz innerhalb des Gebäudes

Die beim Schallschutz innerhalb des Gebäudes zu berücksichtigende flankierende Schallübertragung über die Außenwand ist im Fall zweischaliger KS-Außenwände ausschließlich von der tragenden inneren Wandschale abhängig.

Hier gilt: je höher die flächenbezogener Masse diese Wandschale, desto geringer die flankierende Schallübertragung über die Außenwand (sowohl in horizontaler als auch vertikaler Richtung).

Sowohl die Wärmedämmebene als auch die Verblendschale haben keinen signifikanten Einfluss auf die flankierende Schallübertragung und können vernachlässigt werden.

Flankierende Übertragung
Flankierende Übertragung (vertikal) über die Außenwand

Schallschutznachweise

Der Nachweis des Schallschutzes gegenüber Außenlärm und/oder gegenüber der Schallübertragung im Gebäudeinneren kann mit dem KS-Schallschutzrechner einfach geführt werden.

Inhalt ausblenden

Brandschutz

Aufgrund der Nichtbrennbarkeit von Kalksandsteinen (Baustoffklasse A1 nach DIN 4102-1 bzw. DIN EN 13501-1) können mit Außenwänden aus zweischaligem KS-Mauerwerk bei Verwendung von ebenfalls nichtbrennbaren Dämmstoffen im Schalenzwischenraum unabhängig von der Gebäudeklasse alle geltenden brandschutztechnischen Anforderungen problemlos eingehalten werden. Ohne geplante Luftschicht im Schalenzwischenraum kann dabei auch auf die Anordnung von horizontalen Brandsperren verzichtet werden.

Bei Verwendung von schwerentflammbaren Dämmstoffen bis zur Gebäudeklasse GK 5 oder von normalentflammbaren Dämmstoffen bis zur Gebäudeklasse GK 3 sind zur Verhinderung einer Brandausbreitung ggf. Einschränkungen (wie die Begrenzung der Dämmstoffdicke) oder zusätzliche konstruktive Anforderungen (wie die Anordnung von horizontalen Brandsperren bei geschossübergreifendem Schalenzwischenraum in den Gebäudeklassen GK 4 und GK 5) zu beachten.

Für die Ermittlung der Feuerwiderstandsdauer sind die baukonstruktiven Gegebenheiten (primär Dicke und Ausnutzungsfaktor) des KS-Mauerwerks der tragenden Innenschale maßgebend, eine ggf. brandschutztechnisch erforderliche Putzschicht wird gleichwertig durch die Außenschale ersetzt. Fugendichtstoffe oder Fugendichtungsbänder der Baustoffklasse B1 (DIN 4102-1) sowie Dämmstoffe der Baustoffklassen B1 oder B2 (DIN 4102-1) im Schalenzwischenraum haben keinen abmindernden Einfluss auf die Einstufung.

Inhalt ausblenden

Dauerhaftigkeit und Gebrauchstauglichkeit

Die Dauerhaftigkeit und Gebrauchstauglichkeit von zweischaligen Außenwänden aus KS-Mauerwerk ist im Zusammenhang mit den bekannten Eigenschaften im besonderen Maße gegeben durch

  • die Dehnungsfugenausbildung in der Außenschale, mit der Zwangsbeanspruchungen aus hygrothermischer Einwirkung minimiert werden,
  • die Verwendung von KS-Verblendern, die die Frostwiderstandsfähigkeit der Verblendschale gewährleisten und
  • die robuste Konstruktion mit hohem Widerstand gegenüber jeder Form von mechanischer Beanspruchung wie Stoß und Perforation.

Mit den baustofflichen und baukonstruktiven Eigenschaften ergibt sich für zweischalige KS-Außenwände eine sehr hohe Lebensdauer mit nur geringen Wartungs- und Instandhaltungsaufwendungen.

Inhalt ausblenden

Wirtschaftlichkeit

Mit den baustofflichen und baukonstruktiven Eigenschaften ergeben sich über die gesamte Lebensdauer nur geringe Wartungs- und Instandhaltungsaufwendungen, so dass zweischalige KS-Außenwände mit den Möglichkeiten zur Erstellung von hochdämmenden, schlanken und dauerhaften Konstruktionen ein wirtschaftliches Konstruktionsprinzip darstellen.

Inhalt ausblenden