Bauphysikalische Anforderungen und Eigenschaften
Ein Schutzwall gegen Lärm
Im Bereich des Schallschutzes haben Wände insbesondere eine wichtige Funktion bei der Luftschalldämmung. Die Luftschalldämmung einschaliger Bauteile hängt von ihrer flächenbezogenen Masse (Flächengewicht) und der Ausbildung des Anschlusses an die flankierenden Bauteile ab. Leichte Konstruktionen sind im Allgemeinen schalltechnisch ungünstiger. Bauteile aus Beton bieten die Voraussetzungen für schalltechnisch gute Werte.
Einschalige Wände kommen in der Regel als Innenwände zum Einsatz. Wände zwischen Räumen mit üblicher Bürotätigkeit müssen mindestens der Anforderung R’w= 53 dB gemäß DIN 4109-1 genügen.
Im Sommer angenehm kühl, im Winter warm
Die Betonbauweise bietet hervorragende Systeme für den Wärmeschutz. Die große Masse einer Betonwand mit der damit verbundenen Temperaturträgheit sorgt für ein ausgeglichenes Raumklima, was gerade an heißen Sommertagen wertvoll ist. Im winterlichen Wärmeschutz bieten Wandkonstruktionen aus Leichtbeton oder aus Normalbeton im Verbund mit Wärmedämmungen Werte, mit denen alle Wärmeschutzziele erreicht werden können. Die Beherrschung sogenannter Wärmebrücken bei den bauphysikalischen Nachweisen ermöglicht schon in der Planung den Weg für kostengünstiges Bauen bereiten zu können. Der Planungsatlas für den Hochbau reduziert dabei den Aufwand für den Planer auf ein Minimum. Die darin mittels der Finiten-Elemente-Methode für alle Konstruktionsvarianten berechneten Wärmebrückeneffekte erlaubt dem Fachplaner die Führung eines individuellen Nachweises, ohne sich der ungünstigeren pauschalen Aufschläge nach Gebäudeenergiegesetz (GEG) bedienen zu müssen. Der Planungsatlas ist zu finden unter www.planungsatlas-hochbau.de.
Das GEG schreibt auch bauteilbezogen Höchstwerte der Wärmedurchgangskoeffizienten vor. Für Außenwände von Nichtwohngebäuden mit Raum-Soll-Temperaturen im Heizfall ≥ 19 °C darf der Wärmedurchgangskoeffizient Ū höchstens 0,28 W/(m² K) betragen. Die folgende Grafik stellt beispielhaft Wandkonstruktionen aus Beton vor, die diese Anforderung des GEG erfüllen.
Brandschutz
Der bauliche Brandschutz dient im Wesentlichen drei Schutzzielen:
- Schutz von Leben und Gesundheit
- Sachschutz für Möbel, Maschinen, Geräte und Waren
- Umweltschutz zur Minimierung von Umweltbeeinträchtigung (Rauch und toxische Gase sowie kontaminiertes Löschwasser)
Bei Baukonstruktionen aus Betonbauteilen ist es möglich, alle drei Schutzziele gleichzeitig zu erfüllen. Ein gewichtiger Vorteil der Betonbauweise liegt darin, dass in der Regel bei brandschutztechnisch richtig dimensionierten Betonbauteilen wegen der relativ schlechten Wärmeleitung des Betons bei einem Brand Temperaturen von 500 °C im Innern des Querschnitts (in Höhe der Bewehrungslage) nicht überschritten werden. Deshalb bleiben die Tragfähigkeitseigenschaften der Konstruktion weitgehend erhalten. So lassen sich Wände aus Beton nach einem Brand relativ einfach wieder instandsetzen.
Beton ist als nicht brennbarer Baustoff der Klasse 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. Der lange Erhalt der Standsicherheit einer Konstruktion verlängert die Fluchtzeiten besonders bei größeren und mehrstöckigen Gebäuden und ermöglicht den Löschmannschaften Rettungsmaßnahmen auch nach längerer Branddauer.
Thermische Bauteilaktivierung (Betonkernaktivierung)
Wände aus Beton können nicht nur tragende Funktionen übernehmen. Die hohe Masse von Beton kann sinnvoll zur Temperaturregulierung (Heizen/Kühlen) der Räume genutzt werden, indem Heiz- bzw. Kühlrohre in den Wänden integriert werden. Die an der Wandinnenseite eingebauten Rohre sorgen für eine gleichmäßige und angenehme Wärmeabstrahlung in den Raum. Da die Wand 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.
Weiterführende Literatur
Bundesverband der Deutschen Zementindustrie e.V. (Hrsg.): Bauphysik nach Maß - Wärmeschutz, Energieeinsparung, Feuchteschutz. Verlag Bau+ Technik GmbH, Düsseldorf 2002
Willems, W.M.; Schild, K.; Hellinger, G.: Planungsatlas für den Hochbau
Informationsstelle Beton-Bauteile (Hrsg.): Beton-Bauteile für den Industrie- und Verwaltungsbau
Bundesverband Leichtbeton e.V. (Hrsg.): Energie sparen und sich wohlfühlen – ist doch ganz leicht
