Decken und Unterzüge aus Beton

An Decken in Nichtwohngebäuden werden hohe Anforderungen bezüglich Tragfähigkeit, Schall- und Brandschutz gestellt. Umstrukturierungen, technische Innovationen bei der Büro- und Produktionstechnik verlangen eine hohe Flexibilität bei der Raumaufteilung. Daher werden im Nichtwohnungsbau meist große Stützweiten mit glatten Unterseiten (ohne Unterzüge) angestrebt. Die hohe Tragfähigkeit von Decken aus Beton ermöglicht große Stützweiten bei geringen Konstruktionsdicken. Da die Innenwände daher nicht tragend sind, können sie bei Bedarf einfach versetzt werden. Die möglichen Stützweiten der Deckenplatten können durch den Einsatz von Randträgern und Unterzügen aus Stahlbeton noch vergrößert werden, was jedoch bezüglich der Führung von Versorgungsleitungen unter der Decke ein höheres Maß der Vorplanung erfordert. Das hohe Flächengewicht von Beton und die Einstufung als nichtbrennbarer Baustoff sorgen für beste Eigenschaften im Schall- und Brandschutz.

Die wichtigsten Deckensysteme für den Nichtwohnungsbau sind:

Bauphysikalische Eigenschaften und Anforderungen

Schallschutz

Im baulichen Schallschutz wird zwischen Luftschall und Trittschall unterschieden. Unter Luftschall sind alle Geräusche (Sprechen, Musik), die durch die Luft übertragen werden, einzuordnen. Trittschall zählt zum Körperschall. Er entsteht zum Beispiel durch das Gehen auf einer Decke. Der Schall wird nicht nur in den unter der liegenden Raum übertragen, über die Decke und die angrenzenden (flankierenden) Bauteile wird er weitergeleitet und damit auch in benachbarten Räumen als Luftschall hörbar.

Die Luftschalldämmung einschaliger Bauteile hängt von ihrer flächenbezogenen Masse (Flächengewicht) und der Ausbildung der flankierenden Bauteile ab. Leichte Konstruktionen sind hier im Allgemeinen schalltechnisch ungünstiger. Bauteile aus Beton bieten die Voraussetzungen für schalltechnisch gute Werte.

Decken in Büro- und Verwaltungsgebäuden müssen für die Luftschalldämmung die Anforderung R’w= 52 dB gemäß DIN 4109 erfüllen. Die Empfehlung des Beiblatts 2 zu DIN 4109 für einen erhöhten Schallschutz beträgt R’w≥ 55 dB.

Bei der Trittschalldämmung können nur geringe Verbesserungen durch eine Erhöhung der flächenbezogenen Masse erreicht werden. Eine zweischalige Decke mit Abstand zwischen beiden Schalen zeigt dagegen deutlich bessere Trittschalldämmwerte. Besonders wirksam als zweite Schale ist der Estrich auf einer Dämmschicht (Schwimmende Estrich), da er zusätzlich auch die Luftschalldämmung verbessert. Um eine Körperschallübertragung über die Wände zu verhindern ist ein lückenloser Randstreifen vorzusehen, der Estrich und Wand trennt. Decken in Büro- und Verwaltungsgebäuden müssen gemäß DIN 4109 ein Trittschalldämmmaß von L`n,w von 53 dB (TSM = 10 dB) erreichen. Die Empfehlung des Beiblatts 2 zu DIN 4109 für einen erhöhten Schallschutz beträgt L`n,w ≤ 46 dB (TSM ≥ 17 dB). Die Tabellen 16 und 17 in Beiblatt 2 zu DIN 4109 geben die Werte an, die Massivdecken mit einem Estrich auf einer Dämmschicht erreichen können.

Das Bild links zeigt beispielhaft die Konstruktion einer Decke mit einem Estrich auf einer Dämmschicht und eines wärmebrückenfreien Anschlusses einer auskragenden Decke als Balkonplatte (nach Willems, W.M.; Schild, K.; Hellinger, G.: Planungsatlas für den Hochbau). 

Wärmeschutz

Bezüglich des Wärmeschutzes werden an Geschossdecken nur Anforderungen gestellt, sofern sie geheizte und ungeheizte Räume trennen oder geheizte Räume gegen den Außenbereich abgrenzen (z. B. Decken über Durchfahrten). Anlage 2 Tabelle 1 der ENEV fordert hier

  • bei Raum-Soll-Temperaturen im Heizfall ≥ 19 °C einen U ≤ 0,28 W/(m²•K)
  • bei Raum-Soll-Temperaturen im Heizfall von 12 bis < 19 °C einen U ≤ 0,35 W/(m²•K)

Darüber hinaus gilt es bei auskragenden Decken, z. B. für Balkone und Loggien, Wärmebrücken zu vermeiden (Detail siehe oben). Der Planungsatlas für den Hochbau bietet unter www.planungsatlas-hochbau.de weitere entsprechend optimierte Details.

Brandschutz

Besondere Vorteile der Decken in Betonbauweise ergeben sich im baulichen Brandschutz, der drei Schutzziele erfüllen sollte:

  • Schutz von Leben und Gesundheit
  • Sachschutz für Maschinen, Geräte, Möbel und Waren
  • Umweltschutz zur Minimierung von Umweltbeeinträchtigung (Rauch und toxische Gase sowie kontaminiertes Löschwasser)

Bei Verwendung von Betonbauteilen ist es möglich, Nichtwohngebäude so zu errichten, dass alle drei Schutzziele gleichzeitig erreicht werden.
In der Regel werden in brandschutztechnisch richtig dimensionierten Betonbauteilen bei einem Brand wegen der relativ schlechten Wärmeleitung des Betons Temperaturen von 500 °C im Innern des Querschnitts nicht überschritten. Deshalb bleiben die Tragfähigkeitseigenschaften der Konstruktion weitgehend erhalten. So lassen sich Decken aus Beton nach einem Brand relativ einfach wieder instandsetzen.

Beton ist als nicht brennbarer Stoff in die Baustoffklasse A1 eingestuft und ist der einzige Baustoff, der zur Entfaltung seiner Brandschutzwirkung nicht auf Kühlmaßnahmen oder Bekleidungen bzw. Überdimensionierungen angewiesen ist. Tragkonstruktionen aus Beton sind so ausgelegt, dass sie die Forderung nach der Gesamtstandsicherheit im Brandfall in vielen Fällen sogar übertreffen. Zwar müssen alle Bauteile, die im Nichtwohnungsbau eingesetzt werden, den Mindestanforderungen an die Feuerwiderstandsdauer entsprechen. Ein darüber hinausgehender möglichst langer Erhalt der Standsicherheit einer Konstruktion ist aber wichtig für die Rettung von Menschenleben und für die Löscharbeiten, besonders bei größeren und mehrstöckigen Gebäuden. Aufgrund der durch einen typischen Gebäudebrand nicht wesentlich beeinträchtigten Festigkeit von Beton müssen Löschmannschaften bei ihren Rettungsmaßnahmen nicht befürchten, dass die Tragkonstruktion aus Beton plötzlich versagt.

Thermische Bauteilaktivierung (Betonkernaktivierung)

Decken aus Beton sind nicht nur als tragende Bauteile geeignet. Die hohe Masse von Beton kann sinnvoll zur Temperaturregulierung (Heizen/Kühlen) der Räume genutzt werden.

Einige Hersteller bieten Fertigteildecken (Thermoaktive Decke) an, in die Heiz- bzw. Kühlrohre integriert sind. Der Heizungsbauer muss vor Ort nur noch den Anschluss der Rohre in der Decke an den Verteiler herstellen.

Die auf der Deckenunterseite eingebauten Rohre sorgen für eine gleichmäßige und angenehme Wärmeabstrahlung von der Decke in den Raum. Da die Betondecke die Wärme über ihre gesamte Fläche auf- oder abgibt, können die Systemtemperaturdifferenzen niedrig bleiben. Das System ist daher besonders für Heizungsanlagen mit niedriger Vorlauftemperatur, z. B. mit Wärmepumpen, geeignet. Die Reaktionszeit der Anlage ist geringer als bei Fußbodenheizungen.

Als Deckensysteme kommen zum Einsatz:

  • Hohlplattendecken, in denen im unteren Bereich Mehrschicht-Aluminium-Verbundrohre einbetoniert werden. In den Hohlräumen können zusätzlich Installationsrohre für Kommunikation, Lüftung und Strom untergebracht werden.
  • Zweischalige Elementdecken – ähnlich der Doppelwand - mit einer Schale oben und einer unten. Die erforderlichen Leitungen für Heizung, Kühlung, Kommunikation, Lüftung und Strom werden in dem Raum zwischen den Schalen verlegt.
  • Ortbetondecken

Weiterführende Literatur

Willems, W.M.; Schild, K.; Hellinger, G.:
Planungsatlas für den Hochbau

Bundesverband der Deutschen Transportbetonindustrie e.V. (Hrsg.): Transportbeton Bau-Archiv für Architekten und planende Bauingenieure. Verlag Bau+Technik GmbH, Düsseldorf 2003

Fachvereinigung Leichtbeton e.V.:
Brandschutz – ist doch ganz leicht

InformationsZentrum Beton GmbH (Hrsg.):
Umfassender Brandschutz mit Beton

Bundesverband der Deutschen Zementindustrie e.V. (Hrsg.):
Bauphysik nach Maß - Wärmeschutz, Energieeinsparung, Feuchteschutz. Verlag Bau+ Technik GmbH, Düsseldorf 2002

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